基于二维图像的计算机三维建模方法研究

发表时间:2020/8/27   来源:《教育学文摘》2020年4月10期   作者:花丽
[导读] 文章以基于二维图像的计算机三维建模方法为研究对象

         摘要:文章以基于二维图像的计算机三维建模方法为研究对象,围绕在实际进行三维建模时存在的一些问题,提出了一些针对性的三维建模方法,比如形体分析法、异面直线公垂线段中点算法等,希望能够为相关研究提供一定的参考。
         关键词:二维图像;计算机;三维建模方法
         如今在信息化时代下,各种先进的计算机技术层出不穷,比如计算机图形学、计算机视觉等,这些都为基于二维图像的计算机三维建模发展带来了新的发展机遇。如今三维建模技术已经在多个领域中得到了广泛的应用,通过对三维建模方法进行探讨分析,对于促使三维建模作用价值发挥,推动我国三维技术实现更好发展具有重要意义。
         一、型值点均化参数化
         采用这种方法进行计算机三维建模,主要优势在于,针对于一些复杂的曲面,能够避免在建模时出现皱折现象。在实际应用实践时,针对不均匀截面型值点,不要改变生成曲线,使其更加符合原有理论图。通过分析截面型值点,从中寻找一些截面,做好均匀化处理,其他截面则保持不动。在具体操作方面,先以原本数据为依据,在建模软件Spli ne的帮助下,生成初始截面曲线,然后对曲线进行等距划分,由此能够生产一组新的数据点,然后拟合这些新数据点,能够得出匀化后的曲线。同时值得注意的是,在这一过程中,应保证分段数合适,才能有效新曲线与原曲线的偏差,要求偏差在0.001以内。完成横向曲线均匀化处理后,需要进行纵向曲线进行均匀化处理。由于在不同截面范围内,截面分布并不均匀,因此在实际进行均匀化处理时,需要从不均匀处入手,做好分别建模成型,如此一来新的曲面便不会出现皱折问题,更有助于三维建模质量的提升。
         二、异面直线公垂线段中点算法
         相机在实际开展二维图像拍摄过程中,若光心与像点已经确定,便会组成一个唯一的射线,如果成像模式是针孔成像,那么对于物点而言,势必会在上述唯一射线之上。如果是两台相机交汇,那么就会形成两条射线,并且都会经过这一物点,在物点之上进行相交。因此我们可以充分利用这一原理,基于空间物点,可以实现交汇定位。在解决相机交汇定位问题的过程中,传统解决方法需要做好对最小二乘法的应用,并结合实际的数据,联立超定方程组,求得最优解,以此来获得空间物点三维坐标。但这种方法的弊端也会明显,即最终求出的最优解在精度上仍有着较大的提升空间,因此一定程度上会对三维建模带来不利的影响。当下我们可以利用三维空间中两条射线相交的原理,来实现最终三维物点坐标的确定。

但同时我们也应认识到,对于二维图像的平面坐标而言,受测量误差、噪声等因素的影响,两条射线在相交时有可能会有着较大的误差,甚至不会出现相交问题,因此需要做好交汇点的准确定位,在这一过程中,我们可以采用求解异面直线公垂线段中点坐标的方式加以解决。从具体实践来看,相较于传统方法,这种方法最终求出的三维坐标精度更高。例如现有三个物点:,在实际计算时,针对,则有,,,重建的三维点即为。
         三、形体分析法
         在实际进行三维建模时,很多图形的零部件都是在二维图形的基础之上,通过进行二次加工所获取。但当下市场对于三维模型的需求越来越大,相较于二维模型,三维模型更能够体现出设计的效果。因此需要在原本二维图形的基础上,采用形体分析法,针对一些复杂零件,做好进一步的分解,然后统一进行分析,成功整理出不同部分特征的视图,然后以此为依据,做好分批次分类的复制粘贴到另一文件之中,完成面域的建立,在此基础上,还需要在采软件Extrude和Revol ve的帮助下,完成相应不同部分实心体的建造,最后,再通过进行一系列组合编辑,完成三维建模通过这一三维建模方面,不仅使得原本的图形资源得到了充分的利用,还能够有效防止对用户坐标系进行频繁的更改,使得实际的建模过程更加的简单,在具体操作方面,也变得更加的直观方便,三维建模效率因此得到了有效的提升。在具体应用实践方面,可以遵循以下步骤开展:一是在形体分析的帮助下,完成对不同部分二维图像特征视图的整理,二是借助软间功能,完成不同组成部分三维实体的建立,三是结合自身三维建模需要,做好自由组合编辑,赋予三维实体图轴承座。同时值得注意的是,在实际二维图形的基础上开展三维建模时,虽然可以采用不同的方法完成模型建立,但在实际操作过程中,仍需做好用剪贴板的利用,完成数据的交换,在这一过程中,应注意坐标系之间应相互对应,在实际建模时,还需要做好良好的绘图环境设置,从而确保在进行图像参数移动时,实际定位更加准确合理,同时还需要应用到布尔运算方法,有效消除干涉影响,从根本上实现三维建模效果的提升。
         总结:综上所述,当下随着人们对于三维模型的需求越来越旺盛,基于二维图像的三维建模方法在未来将会有着非常广阔的发展空间。因此当下仍需要加强对这些三维建模方法的深入研究,从而更好的推动三维建模的发展,为人们生产生活带来更多的便利。
         参考文献:
         [1]宋秀容.基于二维GIS的三维模型构建方法研究[J].建筑工程技术与设计,2017,000(008):3323,2807.
         [2]杜金莲,徐硕,赵枫朝.基于二维数字地图的三维城市建模方法研究[J].系统仿真学报,2018,30(10):119-125.
         [3]杨耀民.基于多轮廓图的马铃薯三维表面重建方法研究[D].2016.
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