三维图

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三维图范文第1篇

关键词：裸眼三维，三维图形，显示技术

1. 概述

平板显示材料领域技术的不断进步促进了平板显示技术的发展，三维显示技术的运用和推动使三维显示技术正离我们越来越近。在三维图形图像显示技术领域中，我们正经历从眼镜式三维显示到裸眼三维图形图像显示的跨越。

早期的三维图形都是借助眼镜式三维显示，需要佩戴专门的三维显示眼镜，通过让眼睛分别观察到有视差的图像而形成三维效果，是目前电影院和三维电视常采用的三维显示技术。眼镜式三维显示的优点是技术门槛要求较低、实现也相对简单，但其缺点也是非常明显的，需要改变用户观看方式，会造成显示亮度答复下降、显示色彩也会有所偏差、并且不适合应用在移动设备上。因此，不借助任何外部设备就能够拥有三维图像显示体验的裸眼三维图形显示技术正得到广泛的研究。

2. 立体视觉

裸眼三维图形的显示首先要依赖人眼的立体视觉，立体视觉的关键在于深度，大脑会很恰当地为我们处理深度，但前提是眼睛要获得正确的信息。与大多数其他生物一样，人类也有一双并排且距离较近的眼睛。这样的位置使得每只眼睛查看同一个区域时的角度稍有不同。这样可以将视线聚焦到远处某个物体上并用每只眼睛轮流观察该物体来验证一下，大脑将每只眼睛的信息结合并形成一幅图像，并将每个视野之间轻微的不同解释为深度。这样就产生了一幅有高度、宽度和深度的三维图像。由于增加了深度知觉，才会形成如此重要的三维或立体视觉。利用这种视觉，我们能够准确看到周围事物相对于我们身体的位置，而且通常都相当精确。我们特别擅长定位正在靠近或离开我们的物体。眼睛的位置使我们无需转动脑袋就能看到实体四周的一部分。这样看来，一些人相信立体视觉已逐渐成为人类的一种生存手段就不足为奇了。当然，像扔球、接球或击球、驾车或停车甚至穿针引线等看似简单的运动也都离不开立体视觉。但这并不是说，没有了三维视觉，诸如此类的任务就无法完成了，而是说一旦缺少了深度知觉，完成这些日常任务将会变得困难重重。

图1.人眼立体视觉

3. 裸眼三维图形显示

 　裸眼三维图形显示是指通过视差障碍或者柱状透镜阵列技术把经过专门设计的视差障碍或者透镜阵列放置在显示面板上，通过它们的分光使得有视差的图像分别进入不同的眼睛来形成三维效果。裸眼三维图形显示技术复杂，除硬件外，还需要专门的图像处理算法配合才能形成三维效果。

3.1 视差屏障技术

“裸眼式3D”是 最近研究出的一种新型的三维显示技术，观察者不需要佩戴任何观察仪器就可以直接看见三维图像。这种技术按实现方法分主要有透镜法和光栅法两种。在两种方法 中都用了一种合成的图像，包含竖直的交替排列图像条纹，这些条纹由具有位差的左图像和右图像构成。 在透镜法或光栅法中都有一个液晶显示屏，通过排列一种普通的颜色过滤器来显示合成图像， 该图像由许多竖直的一个像素宽(比如说显示RGB的3个点)的条纹状图像组成，但是即使是在观测区 域中也会引起色彩分离现象，为了防止色彩分离现象，合成图像中必须用1个点宽的图像条纹，这 样就需要一个额外的信号转换电路。而且，这种合成图像不适合现在广泛应用于三维显示的顺序区 域立体显示方法。

这种技术不需要佩戴任何辅助工具的自由立体显示方式，又称“裸眼式三维技术”，由于其个方 面的有点，必然成为立体显示的发展趋势。当今欧美等国和国际大公司的研究方向也主要集中这个方向。 液晶显示器的自由立体显示技术如下：

图2. 视差屏障技术

视差屏障式原理也被称为光屏障式三维技术或视差障栅技术，其原理和偏振式三维较为类似， 视差屏障技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、一个偏振膜和一个高分子液晶层，利用一个液晶层 和一层偏振膜制造出一系列的旋光方向成90°的垂直条纹。这些条纹宽几十微米，通过这些条纹的 光就形成了垂直的细条栅模式， 被称之为“视差障栅”。 在立体显示模式时，哪只眼睛能看到液晶显示屏上的哪些像素就由这些视差障栅来控制。应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显 示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼。如果把液晶开关关掉，显示器就能成为普通的二维显示器。

3.2柱状透镜阵列技术

 柱状透镜阵列技术是由一组柱状透镜构成的屏幕，当从略有不同的角度来看会有不同的图像放大。如图3为具有深度的柱状透镜阵列镜片，在这种情况下，镜头集中跟多的水平光束形成的形状有微小的弯曲反射，允许观察者从不同的角度观看图像会出现更改或移动。

图3.柱状透镜阵列

柱状透镜阵列裸眼三维图形显示技术不降低显示亮度，也不需改变用户的观看习惯，因此特别适合在移动设备上实现。但为使3D图形图像处理负载均衡并保留在未来完全独立的萨内显示图形处理发展空间，需要设计专门的芯片。

4. 结论

裸眼三维图形显示技术是一个整体全面的解决方案，涉及在光学与材料研发、工艺研发、芯片和电子工程、图像工程、三维视觉及3D应用等多方面都进行了深度的研发。

三维图范文第2篇

【关键词】三维图形技术；电影；应用；相互影响

现在提及三维图形技术和电影想必人们都不陌生。而《变形金刚》、《阿凡达》这些叫好又叫座的影片也很好的诠释了三维技术给电影产业带来的无穷的魅力及巨大的商业价值。而《功夫熊猫》、《冰河世纪》这类全三维动画影片更使电影的想象力得到了空前的发挥。

一、三维图形技术与电影的发展

三维动画的是基于计算机图形（CG）技术的研发而来的。随着科学技术的进步和计算机的出现，20世纪中叶计算机图形技术出现在历史的舞台，它是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学，随后这种技术被广泛得应用到视觉设计当中。而三维技术就是它最具魅力最有影响力的表现形式。

三维图形技术是利用计算机图形技术制作出一个具有立体感和空间感的画面。具体来讲，它是设计师使用软件在虚拟的三维空间中建立三维对象模型，并调整其位置、大小和样式，赋予它相应的颜色和材质，同时加入虚拟的照明灯光和摄像机，然后设置对象的运动与变化，最后通过渲染生成最后的动态画面。全电脑三维动画主要是指整个影片都是由计算机生成的三维动画。让我们的视觉张力有了无限的扩张。

三维动画电影的发展也时刻代表着三维技术的进步，上世纪90年代中期到90年代末，三维动画电影刚刚起步，只有皮克斯是这个市场的主要参与者。这时也是三维图形技术发展的起步阶段。

2000年至2004年，三维动画电影从皮克斯的“独角戏”变成了皮克斯和梦工厂的决斗。好莱坞的三维动画电影以平均每年两部的速度平稳发展。中国三维动画电影也开始逐步兴起。而此阶段正是三维动画技术的迅猛发展时期，制作平台不断大众化，普及化，各类三维软件频频亮相，国内的院校也纷纷开设相关课程。

2005年前后，三维动画电影层出不穷，呈现百花齐放的局面，福克斯、华纳兄弟等都成功推出三维动画电影，而皮克斯、迪斯尼和梦工场也都先后推出了自己的第一部独立制作的三维动画影片。这时，三维技术及产品已经普遍应用在各种商业领域，三维图形技术发展到了全盛时期。

二、三维动画技术在电影中的应用

可能有人会问，为什么三维动画的发展都是同电影联系在一起呢？这是因为三维技术发展飞快，最新的技术往往首先应用在军事和电影行业，而且三维动画技术在电影中的应用比在其他任何领域都更加广泛，包括特效合成、模型制作、动作捕捉、图形渲染等等，电影将这些新的技术发挥的淋漓尽致。

（二）逼真的模型制作

在计算机图像技术出现之前，影视中的角色塑造、场景构建的范围是非常有限的，有些甚至根本无法实现。角色都是真人扮演或者是实物模型，比如要塑造一个外星人形象，一般是由真人化妆或穿上厚重的“皮囊”来扮演，不但造型的局限性很大，而且难以表现出表情等细节。当然也有直接用实物类或者机械类的道具来解决造型的不足，但其动态表现又成为了一个大难题，而且如果遇到动物类的角色则更让人头疼。同样，场景的搭建也存在同样的问题，要么不够真实要么费钱费力。三维技术的应用使得这一切都不再是问题，逼真的模型可以让电影随心所欲的创造出各种各样的角色和场景。是三维技术让电影为观众描绘了一个神奇莫测的世界

（三）流畅的动态表现

角色和模型的运动效果不但关乎电影的表现是否到位，也决定着对象是否真实可信。而调整动态绝对是对动画设计师能力和耐心的考验，还记得《怪物史莱克》中那个憨厚可爱的绿色怪物么，设计师花费了大量的时间一帧一帧地去调整他的每一个动作，这不但要求设计师有较高的软件操作水平，更要求他对人体结构、运动规律等知识有全面的掌握。同时，软件的不断开发、新技术的使用也为动态表现提供了更好的保障。

（四）奇异震撼的特效制作

大到烟波浩渺的宇宙，小到肉眼无法察觉的细菌，电影特效的制作是三维动画技术在电影中一种最常见的应用，它将现实世界中我们无法触及甚至无法想象的画面带到了我们眼前。例如《海底总动员》中栩栩如生的鱼类和海水，《星球大战》中绝地武士的激光剑，这些都依赖三维动画技术将它们幻化的无比真实。2009年上映的《2012》不但带走了全球7亿多票房，也带来了无比的震撼。在《2012》逃离洛杉矶的场景中，一切都是数字制作的，完全没有任何的微模或者真实物体。虽然场面看起来很混乱，但其实每一个元素都经过精心的设计，都是在特定的时间范围内沿着一定的方向运动的，碎片的总量都是设定好的。经过一系列初始的尝试，一些元素通过了审核，然后再对初始通过的对象进行爆炸和倒塌反应的模拟，这显然不是一项简单的任务。那些建筑不仅仅是你看到的那么简单，为了精确的模拟出倒塌的破坏性，那些建筑的模型都包含了内部结构，有地面、承重墙、横梁等，不仅仅是一个壳，这样倒塌时才能更合理更真实。通过这些大量的复杂制作，终于，一场世界级的超级灾难走近观众。以致《2012》影响了很多人，并信以为真。

三、三维技术与电影的相互影响

三维技术进入电影市场后，把不可能变成了可能，把有限变成了无限，电影从剧情结构到角色定位，从视觉效果到思想观念都发生了巨大的改变。得益于三维动画的完全自由化的制作方式，电影从表现真实社会背景的传统题材，转向选自于神话传说、童话或非人类参与的故事，剧情结构更加夸张，表现方式更加多样化。最终使观众在真实成分的引导下融入到虚拟的艺术幻想中，获得审美的乐趣。只有想不到没有拍不出，电影成了帮助人们展开想象实现梦想的平台。三维技术给电影产业带来了新的生机。这一切从票房成绩就可以看出，1995年《玩具总动员》上映后即拿下全球3.62忆美元票房，其第二部也拿到了4。85亿美元的全球票房，07年的《变形金刚》和09年的《2012》均拿下了7亿多的票房收入。而《阿凡达》则创下了全球27.16亿的票房纪录。

不仅仅是三维动画技术对电影有着巨大的贡献，反过来电影行业的激烈竞争和不断发展也推动了三维技术和计算机图形技术的飞快进步。那些个动画公司不仅仅使用主流的三维软件来制作电影，他们也都有自己的技术开发团队，为了更加具有竞争力，他们都会研发自己的制作软件，随着每一部电影的推出，也都会有新的技术被研发和应用其中。促使了3D电影和IMAX的出现。所以新的三维动画电影不仅代表了电影制作发展的水平，同时也代表着整个三维动画行业的技术水平。

最后，我想说的是虽然三维动画技术为电影产业发展提供了巨大的动力，但一个影片真正的生命力在于好的故事情节，形式固然重要但也是为内容服务，不能一味的在技术上求新求高而忽略了对艺术的追求。我相信随着科技和社会的进步，三维动画技术和电影会结合的更加紧密，将发挥它最神奇的魔力，带我们进入一个个新的梦幻世界。

参考文献：

[1] 陈伟介.《挑战3D动画》[M].机械工业出版社2007-7-1

三维图范文第3篇

【关键词】机床辅具;机床操作件;钳工工具;数据库

1.引言

随着计算机的大规模应用，信息化浪潮不可避免的席卷整个世界，对制造业最突出的影响是制造过程的数字化程度不断加深，从产品的创意阶段到客户反馈的一系列产品生命周期中都可以依靠计算机完成，从发达国家的相关经验来看应用数字化协调处理图库的一体化解决法案是制造业的未来发展方向。在制造过程中越来越多的工作逐渐由计算机来取代，特别是CAD-CAE-CAM-CAPP系统逐渐走向协调一体化之后这种趋势愈加明显。

产品的设计制造以及样品的测试工作前期大量由计算机取代，通过虚拟样机的相关参数设计来取代传统产品生命周期中耗费时间最长的试验检测产品阶段所耗费的大量时间与测试费用。在数字样机的创建的过程中，相关三维模型的创建是一个非常重要的工作，因此实现在现代化数字化制造过程的快速更迭的设计要求时就必须达到产品部件的参数化建模。

应用机床辅具三维数字化模型进行参数化修改是一种极其便捷的方式，传统的设计必须反复进行实验性设计制造，并且进行多次测试实验，需要耗费大量时间和人力物力，且效率不高。已经无法满足现代化制造业提出的敏捷制造、柔性制造、快速制造等新要求，因此传统的产品研发流程已经不适合现代制造业的快速更新换代，必须改用更为先进的数字参数化设计，基于国家标准建立的数字化模型数据库进行无疑是一种便捷的手段。

在使用SolidWorks进行产品设计时，常用的符合国家标准的标准件（如螺栓、螺母、垫圈、齿轮等）均可以在安装SolidWorks Toolbox插件之后调出使用，但国标中的标准件在Toolbox中并不存在，不能从Toolbox插件中直接调用。在设计时需要用到不在Toolbox零件时，就必须为其尺寸、规格不同而进行重复设计，效率低、工作量大。机床辅具系列国家标准在Toolbox中不存在，而在设计中又得到了广泛的应用。

2.机床工装标准件分类

机床辅具是指连接机床和刀具的工具如刀杆、刀架、检具、接杆、卡套、夹头等。机床辅具我国现行标准为1999版，其中铣床辅具（标准号JB/T3411.101～127）、钻床辅具（标准号JB/T3411.67～82）、镗床辅具（标准号JB/T3411.83～100）、普通车床辅具（标准号JB/T3411.1～16）、单轴纵切自动车床辅具（标准号JB/T9159.1～11）、单轴转塔自动车床辅具（标准号JB/T9160.1～20）、拉床刨床辅具（标准号JB/T3411.17～28）、磨床辅具（标准号JB/T9161.1～10）、齿轮加工机床辅具）标准号JB/T9163.1～20）。

机床操作件包含手柄（标准号JB/T7270.1 ～12，JB/T7271.1～6，JB/T7272.1～4）、手轮（标准号JB/T7273.1～11）、把手（标准号JB/T7274.1～8）等。

钳工工具包括冲子、扳手、q杠、拔销器、钳子、锤头、划针、方箱（标准号JB/T3411.29～66）等。

3.机床工装标准件三维图库结构

机床工装标准件三维图库运行界面如图1所示。该界面主要包括4部分内容：机床工装标准件分类，二维示意图和三维渲染图，标准件技术数据，操作区，有二维放大、三维放大、确定等操作按钮。

图1 图库软件界面

（1）查看二维示意图和三维渲染图

在“机床工装标准件分类”列表中按照标准件的标准名称和标准编号及其子分类查找零件。

（2）查看标准件的型号数据及其三维模型

查找到某元件后，选择下方标准件型号数据列表中的某行数据，然后单击“确定”按钮，系统就会打开Solidworks 软件，显示元件的Solidworks三维模型，如图2所示。

图2 元件三维模型

（3）元件模型的使用和保存

在使用该图库时，可以在图库中查询并打开三维Solidworks模型，模型尺寸可按用户的要求进行修改，修改后的Solidworks 模型如果下次还要使用，则必须使用菜单栏中的“文件”“另存为”命令，将修改后的文件重新保存。

4.结论

本文基于Solidworks三维设计软件建立的机床工装标准件标准元件模型三维图库，应用该图库，技术人员实现机床工装标准件三维建模设计时，可以避免繁琐的建模工作，降低机床工装设计成本。同时应用该图库的人机交互方法能在短时间内找到匹配的机床工装标准件元件，得到最优的机床工装设计结果。

参考文献

[1]姚慧，曹岩，白r等.标准配置驱动的滚动轴承三维标准件图库开发[J].西安工业大学学报，2014（06）：465-469.

[2]张建军.冲压模具三维图库使用详解[J].CAD/CAM与制造业信息化，2014（Z1）：68-70.

[3]常娟，徐雷，殷国富等.基于SolidWorks的组合夹具标件三维图库开发技术[J].工具技术，2009（04）：41-44.

[4]毛文武，邬国军. 基于SolidWorks的滚动轴承三维参数化图库开发[J].包装工程，2008，12：143-145.

三维图范文第4篇

关键词：故障考核系统；三维仿真技术；遮挡剔除；多线程

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）012-0085-02

0引言

为了帮助学生巩固理论知识，提高实际操作能力，激发学生探索未知领域的兴趣，培养学生的创新能力，实验课一直都是教学中不可或缺的环节。然而，由于种种原因导致实验教学质量的提高速度不尽如人意，如实验成本过高、时间或空间上的并行性差、实际操作安全性不高等。随着网络技术的不断发展及虚拟现实技术的进步，虚拟仿真软件逐渐广泛地应用到教育领域，较好地解决了以上瓶颈问题。本文以设计一个大型工业现场柔性生产线故障考核系统为例，探讨虚拟现实技术在教学中的应用。

1系统整体设计

大型工业现场柔性生产线故障考核系统通过虚拟现实技术构建了一个3D的仿真空间，教师可以进行试题编辑，多名学生可以同时在线模拟仿真工业现场的操作考核。系统具有形象逼真的展示功能以及强大的交互功能。

作为传统课堂教学的补充与延伸，大型工业现场柔性生产线故障考核系统主要用于在缺乏实际操作环境的情况下，通过3D仿真工业现场来考核学生的实际操作能力。因此，系统主要包括针对教师的管理功能和针对学生的考核功能，系统整体框架如图1所示。登录模块主要用于用户身份识别，教师通过试题管理模块可以编辑三维场景，在场景中添加设备，并设置设备故障；通过成绩管理模块可以对学生提交的试卷进行批阅。学生登录系统后可以通过科目选择模块选择考试科目，并通过考核说明模块了解所选择试题的相关信息，然后进入考核模块进行考核。考核模块实现了三维场景浏览和设备操作功能，学生可以在三维场景中自由行走，并判断设备中存在的故障；或者选择正确的模型与工具，模拟工业现场进行设备组装，其中一条生产线的设备组装界面如图2所示。

2系统关键技术分析

不管是漫游动画还是虚拟现实，它们的基础都是三维模型，因此，首先要进行三维模型建模。大型工业现场柔性生产线故障考核系统所包含的厂房结构复杂、仪器设备众多，涉及到的几何数据很多。系统除了要对几何数据进行坐标变换和纹理加载以外，还需要对场景进行光照、反走样等处理以加强仿真效果，诸如此类的处理都会降低系统的实时仿真质量，因此，系统通过以下方法进行优化。

2.1混合建模

以往采用的基于几何图形绘制的建模方法交互性强，但计算量大、对硬件的要求较高；而基于图像绘制的方法虽然计算简单、真实感强，但交互性不好。因此，采用混合建模方法。首先采用基于几何图形绘制的建模方法，绘制出具有深度和几何拓扑关系的图像，然后对其进行修正，最终得到基于图像绘制的几何模型。

2.2三维模型整体塌陷

对三维场景中每一个模型的修改都需要加载一定的内存来对其进行记录，当场景中的模型数量较多时就会加大计算机的计算量，从而影响速度。而系统中包括多条生产线的多种仪器设备，因此，采取三维模型整体塌陷操作达到优化目的。但塌陷后的模型将会丢失原始的修改参数，因此，这种处理方式只适用于那些不需要再次使用原始参数的模型。

2.3贴图优化

仪器设备上需要增加相应的贴图来显示控制元件的状态及相关信息，随着设备数量的增加，贴图数量也会迅速增加，对于贴图的计算和渲染将会影响实时运算的流畅性。因此，需要对系统中的贴图进行优化以提高系统工作效率。优化思想就是将场景中包含的多张小贴图制作成一张大贴图，利用贴图分割共享一张贴图的方法分别做出不同的材质。因为较复杂的角色或者是形状与大小差异性较大的物体共享某些贴图时难以觉察，因此，采用在不同的复杂角色对象上重复使用贴图的方法来达到节省内存、加快运行速度的目的。

2.4遮挡剔除技术

在模型数据尽量优化的前提下，可以在读取模型数据的过程中选择性地剔除一些不必要的数据以增加场景加载的流畅性。遮挡剔除（Occlusion Culling）技术主要用于绘制过程中的性能优化，这里将其基本思想应用于数据调度。大规模的三维场景加载必然涉及到大量空间数据的调度，但计算机的内存容量是有限的，因此，使用遮挡剔除技术来剔除一些调度数据。剔除技术通常分为视景体剔除（View Frustum Culling）与遮挡剔除（Occlusion Culling）。

视景体剔除只将那些至少部分落入视景体内的空间对象的数据调入到内存中，该方法直接依赖于当前系统所返回的观察参数。遮挡剔除主要用于三维场景实时交互可视化处理，它将视景体剔除得到的数据集合根据对象之间的遮挡关系再一次进行删减。

遮挡剔除的计算既要考虑系统返回的视点参数，还要考虑对象的几何形状以及彼此之间的位置关系，计算过程比较复杂，因此不适合在数据调度期间完成，而是在系统建立阶段针对每个子场景中不同的观察位置进行预处理并保存结果，供数据调度程序查询。预处理的方法是将场景空间分割为许多单元，假设视点落在每个单元中时，计算出可见对象数据以供后期使用。预处理过程中需要注意以下两点：首先，单元是三维的，因为场景漫游中通常要支持用户将视点升高或降低，而在不同高度观察时对象之间的遮挡关系会发生变化；其次，每个单元在水平方向上尺寸要适当，如果分割的尺寸过大，则计算结果可能是没有遮挡现象出现，不能起到优化的作用，如果尺寸过小，则可能会出现剔除数据过多，当视点发生微小移动时，可见的数据集合就会发生剧烈变化而造成场景停滞现象。因此，单元尺寸的确定应该在有效剔除的前提下，使得调入的数据集合略大于绘制当前实际可见场景的需要。

2.5多线程技术

为了保证场景绘制的流畅性不受数据调度过程的影响，这里采用多线程机制，即将数据I/O线程与场景绘制线程彼此独立、协同工作。在大规模三维场景实时交互绘制中，通过设置子场景的覆盖范围和观察者的可视域半径，能够限制任一时刻最多只有规定数量的子场景与视景体部分相交。当观察者的移动使得相交的子场景发生变化，则需要进行数据调度，读入新数据，释放旧数据占用的内存空间。因为场景绘制比数据调度更复杂，花费的时间更多，因此在系统中使用了一个数据I/O线程和多个绘制线程，线程之间通过数组指针和标志变量进行通讯。

数据I/O线程的主要任务是依据当前的观察点位置与运动参数，预先判断下一步将要进入可视域的子场景，然后在恰当的时间将与该子场景相对应的数据从硬盘读入内存，并且释放暂时不需要绘制的子场景所占用的内存空间。当进入实时漫游状态的时候，系统启动数据I/O线程将初始的子场景数据调入，初始场景既可以是固定的，也可以由用户指定。不同子场景中所包含的对象导致空间数据量不相同，因此系统动态分配存储空间，然后将指向该存储空间的指针存放在用于与绘制线程通信的缓冲区中。随着观察视点的移动，数据I/O线程根据视点位置、可视域参数、运动方向与速度，预先判定下一步将与可视域发生交叉的子场景，根据判定结果将不在内存中的场景数据读入内存。

绘制线程的主要任务是读取缓冲区中的一个数组指针，根据该场景的空间数据计算生成场景表面的多边形结构，经过一系列的处理完成一个可视化三维场景的绘制。在绘制线程内还可增加可视性选择与多分辨率模型两种优化措施。可视性选择是指对一块场景内对象的可见性进行判断，对远离可视区的对象不进行绘制刷新。多分辨率模型方法是一种动态实时的细节层次（Levels of Detail，简称LOD）处理，基本原理就是详尽描述与视点距离较近的空间信息，而对于远离视点的空间信息从提高效率的角度实时进行简化，只给出近似的描述。

3结语

大型工业现场柔性生产线故障考核系统基于三维图形引擎构建出一个虚拟现实的考核系统。与以往的考核系统的不同之处在于，它利用三维虚拟现实技术模拟仿真工业现场的操作空间，学生通过计算机即可操作各种仪器设备，有一种身临其境的感觉，这加深了学生对工业现场实际操作的认知与理解。

参考文献：

[1]张凡，吴燕玲，刘青.基于3D引擎的虚拟实验室开发与教学应用[J].电化教育研究，2007（7）.

[2]尚建嘎，吴丹.基于微机的三维图形引擎体系结构研究[J].现代计算机，2002（3）.

[3]李辉，吴建国，游志胜.基于微机的面向对象三维图形引擎[J].计算机工程，2001（4）.

[4]谢志鹏，陈锻生.多线程模拟3D射击类游戏的设计与实现[J].计算机工程，2002（12）.（责任编辑：孙娟）

Design and Implementation of the Fault Checking System

of Large Industrial Field Flexible Production Line Based

on 3D Simulation Technology

三维图范文第5篇

关键词： AutoCAD 三维实体 三视图

随着行业技术的不断进步，AutoCAD绘图技术已广泛应用于建筑、工业、电器、服装等行业，在石油工业机械领域，要求高技能的操作员工掌握机械制图原理与应用，如何利用AutoCAD的三维建模技术直接生成所需要的三视图甚至是机械加工零件图，更准确的实现物体三视投影以及实体的内部结构，需要通过一定的技巧和三维操作命令的熟练应用，才能实现，下面结合实例进行综合阐述。

一、在布局空间利用视口命令生成三视图

在AutoCAD中将三维实体转换为三视图，首先要在模型空间里绘制出三维立体图并选择等轴测视图方向，并将立体图转换到"二维线框"模式（图1），这样能更有效的选择所有线条，包括因阻挡而无法在真实中显现的线条。

图1

选择下拉菜单"绘图"-"建模"-"设置"-"视图"或在命令行中输入"solview"命令，这个命令在布局里创建每个视图放置可见线和隐藏线的图层。界面将自动转到布局窗口，取消输入命令，删除自动生成的布局，方法：点击的框线，实线变成虚线，使用键盘"Delete"就可以删除了，再使用"Esc"键，退出刚才的命令，此时界面变成了完全的空白。输入"solview"命令，开始设置视图。在布局里出现弹出输入选项，选择UCS，第一选项，选默认（直接回车），第二选项，默认比例1：1直接回车即可，第三选项，指定视图中心，在布局中大概位置点击一下，点击后，如位置不好，还可以进行下一次选择，点击第二次。可以根据需要调整视口的大小，然后为该视口的视图取相应的名字，例如主视图、左视图、俯视图。

确认后会弹出图2的菜单条，选择"正交"，如没有弹出菜单条，可以在视图点击鼠标右键，弹出菜单选择"正交"。选择之后鼠标左键点击视图视口的中点。松开鼠标键，将鼠标指针移动到适当位置点击一下，第二俯视图就出现了，注意在此项操作中不可以滚动鼠标的滚轮，因为目前出现的两幅视图的大小比例是一样的，如滚动滚轮后第二俯视图的大小将发生变化。用同样的方法选择"正交"用鼠标左键点击主视图视口的中点。松开鼠标键，将鼠标指针移动到图纸左边适当位置，将生成左视图。

如果需要三维立体图可以再菜单中选择"UCS"，和放置视图时一样默认当前的选项，点击准备放视图的中心位置。此后，系统还会提问需作何操作，点击"Esc"键退出结束"设置视图"的命令操作。接下来，在三维图形的视口内双击鼠标，选择"西南视图"的按钮后，将出现三维线框图像，滚动滚轮调整大小到合适即可。

图形设置好以后，将对图层进行设置。之前设置定位三视图时，系统自动为每一个视口的视图分配了图层，其中每一个视图分配了"可见线"、"隐藏线"、"标注线"和"剖面线"四个图层，还有各个图层公用的"外框线"图层。一般情况下，只要对"隐藏线"设置为虚线即可。"（图名）HID"就是各视图的隐藏线图层（图3）。

图3

如需要修改其它图层，点击"线型"，出现"选择线型"对话框。点击"加载"，出现"加载或重载线型"，选择合适的线型后"确定"。回到"选择线型"对话框，选择刚才加载的线型，"确定"即可。用同样的方法，在设置其他两个视图图层的线型作修改。最后进行尺寸标注就完成三视图了。

二、利用"照相机"命令生成三视图

以主视图的方向为基准，打开"正交"命令，用"复制"命令，将三维实体往左边复制一个。将复制好的这两个三维实体，还以主视图方向为基准，往后面的方向，复制两个。点击"三维旋转"命令，选中后面两个实体，指定旋转基点，在三维旋转的旋转轴上指定轴线，沿轴线方向旋转，在命令行中输入"-90"，旋转90度，回车即可。再对右后面的实体进行三维旋转，使之左视方向朝上，操作步骤不变（图4）。右前方的三维实体可作为立体轴测图也可以不要。点击俯视图，将三视图转到二维平面的图形。可以通过"移动"命令，将各个视图的位置摆放合理。

图4

如果操作者对于三维旋转和"UCS"命令不熟悉，也可采用将已经绘制的三维立体图作为俯视图，只需要在复制出主视图和左视图即可。具体步骤如下：切换至主视，选择三维实体，用键盘"Ctrl+C"复制三维实体，再切换至俯视图，用键盘"Ctrl+V"粘贴到三维实体的上方作为三视图的主视图。切换至左视，选择三维实体，用键盘"Ctrl+C"复制三维实体，再切换至俯视图，用键盘"Ctrl+V"粘贴到三维实体的右上方作为三视图的左视图，如（图5）所示。

图5

进行平面投影，在命令行里输入平面投影命令"flatshot"，即所谓的给实体照相，回车后出现平面投影的对话框。"暗显直线"就是三视图中看不见的，用虚线表示的部分，在"暗显直线"的"线型"选项里选择虚线，颜色可根据选择。之后点击"创建"，开始三视图的转换。转换的三视图会随着鼠标的指针移动，可以便于安放位置，放置位置后命令行里还会提问：比例因子以及旋转的角度，都直接回车即可，表示不缩放和不旋转。三视图创建后，将原来的三个三维实体删除。

图6

然后点击"分解"命令，将三个视图的块打散、分解，所有的线型线条都具备了二维的属性，可以通过图层管理器、修改工具栏、标注工具栏进行有针对性的操作（图6）。