第7章 几何建模
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幻灯片1第7章三维绘图基础知识AutoCAD 2004在工程制图的应用中有一项重要的功能,即绘图零件的三维实体模型。
AutoCAD 2004提供直接绘制三维实体的功能,并支持多种三维绘制方法。
本章主要向用户介绍三维绘图的基础知识,讲解基本的三维图形绘制和编辑命令,使用户对AutoCAD 2004三维造型的特点、使用方法及使用技巧有基本的了解,掌握一定三维图形的看图和绘图能力。
幻灯片27.1 基本概念7.2 基本绘图操作7.3 绘制三维表面模型7.4 基本编辑操作7.5 观察和渲染三维图形7.6 三维典型零件绘制实例幻灯片37.1基本概念●7.1.1三维造型的分类用计算机绘制三维图形的技术称为三维几何造型。
A u t o C A D2004可绘制的三维图形有线框模型、表面模型和实体模型3种类型。
幻灯片4●1.线框模型线框模型是三维形体的框架,是一种较直观和简单的三维表达方式,由描述对象的线段和曲线组成,如图7-1所示。
幻灯片5图7-1 线框模型示例幻灯片6●2.表面模型表面模型用面描述三维对象,它不仅定义了三维对象的边界,而且还定义了表面,即其具有面的特征。
图7-2给出了表面模型的示例。
幻灯片7图7-2 表面模型示例幻灯片8●3.实体模型实体模型不仅具有线、面的特征,而且还具有体的特征。
图7-3给出了实体模型的几个示例。
幻灯片9图7-3 实体模型示例幻灯片10对于实体模型,我们可以直接了解它的体特性,如体积、重心、转动惯量和惯性矩等;可以对它进行消隐、剖切和装配干涉检查等操作,还可以对具有基本形状的实体进行并、交、差等布尔运算,以创建复杂的组合体。
此外,由于着色、渲染等技术的运用可以使实体表面表现出很好的可视性,因而实体模型还广泛用于三维动画、广告设计等领域。
幻灯片11●7.1.2用户坐标系的基本概念用户坐标系(U C S)是用来指明当前可以实施绘图操作的默认的坐标系,在任何情况下都有且仅有一个当前用户坐标系。
COMSOLMultiphysics操作⼿册丛书——⼏何建模指南“第⼀款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”COMSOL Multiphysics操作⼿册丛书⼏何建模⽤户指南中仿科技公司(CnTech Co., Ltd.)前⾔COMSOL Multiphysics是⼀款⼤型的⾼级数值仿真软件,由瑞典的COMSOL公司开发,⼴泛应⽤于各个领域的科学研究以及⼯程计算,被当今世界科学家称为“第⼀款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”,适⽤于模拟科学和⼯程领域的各种物理过程,COMSOL Multiphysics以⾼效的计算性能和杰出的多场直接耦合分析能⼒实现了任意多物理场的⾼度精确的数值仿真,在全球领先的数值仿真领域⾥得到⼴泛的应⽤。
在全球各著名⾼校,COMSOL Multiphysics已经成为教授有限元⽅法以及多物理场耦合分析的标准⼯具,在全球500强企业中,COMSOL Multiphysics被视作提升核⼼竞争⼒,增强创新能⼒,加速研发的重要⼯具。
2006年COMSOL Multiphysics再次被NASA技术杂志选为“本年度最佳上榜产品”,NASA技术杂志主编点评到,“当选为NASA科学家所选出的年度最佳CAE产品的优胜者,表明COMSOL Multiphysics是对⼯程领域最有价值和意义的产品”。
COMSOL Multiphysics集前处理器、求解器和后处理器于⼀体,在同⼀个图形化操作界⾯中可以完成⼏何建模、⽹格剖分、⽅程和边界参数设定、求解以及后处理。
COMSOL Multiphysics提供丰富的⼯具,供⽤户在图形化界⾯中构建⾃⼰的⼏何模型,例如1D中通过点、线,2D中可以通过点、线、矩形、圆/椭圆、贝塞尔曲线等,3D中通过球/椭球、⽴⽅体、台、点、线等构建⼏何结构,另外,通过镜像、复制、移动、⽐例缩放等⼯具对⼏何对象进⾏⾼级操作,还可以通过布尔运算⽅式进⾏⼏何结构之间的切割、粘合等操作。
几何建模方法完美版文档摘要:几何建模是计算机图形学和计算机辅助设计领域的一项重要技术,它用于描述和表示三维物体的形状和结构。
本文介绍了几何建模的主要方法,包括实体建模、曲面建模和体素建模,并讨论了它们各自的优点和应用领域。
1.引言在计算机图形学和计算机辅助设计领域,几何建模是一个重要的研究方向。
它用于描述和表示三维物体的形状和结构,广泛应用于虚拟现实、游戏开发、工业设计等领域。
几何建模方法可以分为实体建模、曲面建模和体素建模三大类。
本文将介绍这三种方法的基本原理、优点和应用领域。
2.实体建模实体建模是一种基于物体的实际几何体的表示方法。
它通过定义物体的边界和内部结构,来描述物体的形状和结构特征。
实体建模方法包括边界表示和体素表示两种主要技术。
边界表示方法使用曲面、多边形等几何元素来表示物体的边界。
体素表示方法将物体划分成一系列小的体素,然后根据体素的属性来描述物体的形状。
实体建模方法的优点是能够准确地描述物体的形状和结构,适用于需要精确建模的应用场景,如工业设计、模具设计等。
但是实体建模方法的计算复杂度较高,不适合用于大规模三维物体的建模。
3.曲面建模曲面建模是一种基于物体表面的表示方法。
它通过定义物体的曲线和曲面来描述物体的形状和特征。
曲面建模方法包括参数化曲面、贝塞尔曲线和NURBS曲线等技术。
参数化曲面是通过给定一组参数方程来定义曲面的形状。
贝塞尔曲线是一种通过控制点来定义曲线的方法,可以灵活地控制曲线的形状。
NURBS曲线是一种通过控制点权重来定义曲线的方法,可以更精确地描述曲线的形状。
曲面建模方法的优点是能够灵活地控制物体的形状和结构,适用于需要灵活调整模型的应用场景,如艺术设计、角色建模等。
但是曲面建模方法需要较高的技术要求,对建模人员的专业知识要求较高。
4.体素建模体素建模是一种基于离散网格的表示方法。
它通过将物体划分成一系列小立方体网格单元来表示物体的形状和结构。
体素建模方法包括体素化和体素网格化两种技术。
CAD/CAMCAD/CAM第7章CAD/CAM —第7章CAD/CAM系统开发CAD/CAM系统开发7.1 CAD/CAM系统体系结构 7.2 CAD/CAM几何建模开发平台 7.3 图形显示开发平台 7.4 Creo系统二次开发天津大学机械工程系 陈永亮CAD/CAM系统开发1CAD/CAM系统开发2CAD/CAM CAD/CAM系统开发概述从事数字化设计与制造方面的软件开发,有两 条路可供选择: • 一是进行二次开发,如PRO/E或者是 SOLIDWORKS, • 二是采用HOOPS和ACIS进行模型底层代码 的创建与开发CAD/CAM 7.1 CAD/CAM系统体系结构• 典型的CAD/CAM系统体 系结构包括四层结构: • 数据结构、 数据结构 • 几何建模函数、 几何建模函数 • 应用编程接口 • 用户界面 其中数据结构和几何建模 函数是系统的核心。
CAD/CAM系统体系结构CAD/CAM系统开发3CAD/CAM系统开发4CAD/CAM• CAD/CAM开 发平台,也 称几何建模 内核,他提 供了表达实 实 体模型的数 据结构,以 据结构 及操作实体 模型所需的 几何建模函 数几何模型的数据结构:包括 点、线、面、体等多层结构 几何模型的数据结构CAD/CAM系统开发5CAD/CAM几何建模操作函数 : • 1)3D 几何建模:包括拉伸/旋转/2D曲线扫 描,倒角和倒圆,几何阵列,混成, 曲线、 曲面和实体交/差/并运算; • 2)3D模型管理:包括在任何模型层次上添 加用户定义数据,跟踪几何和拓扑变更,计 算质量和体系,反悔和重做; • 3)3D 模型可视化; • 4)存储 存储/调入CAD/CAM系统开发61CAD/CAM 7.2 CAD/CAM系统开发平台几何建模内核: 几何建模内核 • 达索公司的ACIS • 西门子公司的 Parasolid • PTC公司的 Granite • Open CASCADE (开源 )典型的CAD/CAM系统及其几何建模内核CAD/CAM系统开发7CAD/CAMACIS ——一套小型的CAD内核系统• • • • ACIS的结构 ACIS的模型表示 ACIS的几何总线 ACIS的接口CAD/CAM系统开发8CAD/CAM• 几何造型器(Geometric Modeler) • 与核心集成的组件,称 为外壳(Husk)ACIS的结构HOOPS图形显示ACIS的模型表示 ACIS模型表示: • 属性(Attributes)、 • 几何(Geometries) • 拓扑(Topologies)组成几何是指模型的物理描述,如点 (point)、曲线(curve)、曲面(surfac e)、直线(straight)椭圆(ellipse)等; 拓扑是指各种几何实体在空间的 关联,如体(body)、线(wire)、 块(lump)、壳 (shell)、子壳 (subshell) subshell)、面(face)、环(loop)、环 边(coedge) coedge)、边(edge)和顶点 (vertex)等;CAD/CAMACIS核心结构与ACIS核心集成的外壳CAD/CAM系统开发9C++类层次CAD/CAM系统开发10属性依附 于模型实体CAD/CAMACIS的几何总线CAD/CAMACIS的接口ACIS核心提供了一个几何总线,以连接其它的 外壳与应用程序• 1.API函数 :API(Application Procedural Interface)函数是一个函数集,应用程序通过 调用这些函数可以操作模型。
无人机航拍摄影与三维建模作业指导书第1章无人机航拍摄影基础 (4)1.1 无人机概述 (4)1.1.1 无人机类型 (4)1.1.2 功能指标 (4)1.1.3 我国相关法规 (5)1.2 航拍摄影设备选择 (5)1.2.1 无人机选择 (5)1.2.2 相机选择 (5)1.2.3 云台选择 (5)1.2.4 镜头选择 (5)1.3 航拍摄影技巧 (6)1.3.1 飞行路径规划 (6)1.3.2 拍摄角度选择 (6)1.3.3 相机参数设置 (6)第2章三维建模基本原理 (6)2.1 三维建模概念 (6)2.2 三维建模方法 (6)2.3 三维建模软件介绍 (7)第3章无人机航拍影像数据获取 (7)3.1 航线规划 (7)3.1.1 航线设计原则 (7)3.1.2 航线设计方法 (8)3.2 影像数据采集 (8)3.2.1 飞行前准备 (8)3.2.2 飞行过程控制 (8)3.2.3 数据传输与存储 (8)3.3 影像质量评估 (8)3.3.1 影像质量评价指标 (8)3.3.2 影像质量评估方法 (9)第4章影像预处理 (9)4.1 影像校正 (9)4.1.1 畸变校正 (9)4.1.2 地理校正 (9)4.2 影像配准 (9)4.2.1 特征提取 (9)4.2.2 特征匹配 (10)4.2.3 变换模型 (10)4.2.4 配准评估 (10)4.3 影像增强 (10)4.3.1 亮度调整 (10)4.3.2 对比度增强 (10)4.3.4 颜色校正 (10)第5章三维建模流程 (10)5.1 数据准备 (10)5.1.1 数据收集 (11)5.1.2 数据筛选 (11)5.1.3 数据预处理 (11)5.2 三维重建 (11)5.2.1 特征提取 (11)5.2.2 相机标定 (11)5.2.3 空间坐标计算 (11)5.2.4 网格 (11)5.2.5 纹理映射 (11)5.3 精度评估 (11)5.3.1 控制点精度评估 (11)5.3.2 重采样精度评估 (12)5.3.3 对比分析 (12)5.3.4 用户评估 (12)第6章三维模型优化与修饰 (12)6.1 模型优化 (12)6.1.1 优化目的 (12)6.1.2 优化方法 (12)6.2 模型纹理映射 (12)6.2.1 纹理映射原理 (12)6.2.2 纹理映射方法 (12)6.3 模型修饰与渲染 (13)6.3.1 模型修饰 (13)6.3.2 渲染输出 (13)第7章无人机航拍摄影在三维建模中的应用 (13)7.1 建筑物三维建模 (13)7.1.1 数据采集 (13)7.1.2 数据处理 (13)7.1.3 应用实例 (13)7.2 道路及地形三维建模 (13)7.2.1 数据采集 (14)7.2.2 数据处理 (14)7.2.3 应用实例 (14)7.3 其他领域应用 (14)7.3.1 水利工程 (14)7.3.2 矿产资源 (14)7.3.3 环境保护 (14)7.3.4 文化遗产保护 (14)7.3.5 农林业 (14)第8章三维模型可视化与交互 (14)8.1.1 三维模型数据结构 (15)8.1.2 三维模型渲染方法 (15)8.1.3 纹理映射与材质 (15)8.2 三维模型交互操作 (15)8.2.1 交互方式概述 (15)8.2.2 旋转、平移和缩放 (15)8.2.3 剖切与测量 (15)8.3 虚拟现实与增强现实应用 (15)8.3.1 虚拟现实技术概述 (15)8.3.2 增强现实技术概述 (15)8.3.3 三维模型在虚拟现实与增强现实中的应用 (15)第9章无人机航拍摄影与三维建模的安全与法规 (16)9.1 无人机飞行安全 (16)9.1.1 飞行前准备 (16)9.1.2 飞行操作 (16)9.1.3 应急处理 (16)9.2 数据安全与隐私保护 (16)9.2.1 数据存储与传输 (16)9.2.2 数据使用与管理 (16)9.3 相关法规与政策 (17)9.3.1 法律法规 (17)9.3.2 政策文件 (17)第10章无人机航拍摄影与三维建模实践案例 (17)10.1 案例一:城市建筑群三维建模 (17)10.1.1 无人机航拍摄影 (17)10.1.2 数据预处理 (17)10.1.3 三维建模 (17)10.1.4 模型质量控制 (18)10.2 案例二:考古遗址三维建模 (18)10.2.1 无人机航拍摄影 (18)10.2.2 数据预处理 (18)10.2.3 三维建模 (18)10.2.4 模型质量控制 (18)10.3 案例三:自然灾害监测与评估 (18)10.3.1 无人机航拍摄影 (18)10.3.2 数据预处理 (18)10.3.3 灾害评估 (18)10.3.4 三维模型应用 (18)10.4 案例四:大型工程三维监测与管理 (19)10.4.1 无人机航拍摄影 (19)10.4.2 数据预处理 (19)10.4.3 三维建模 (19)10.4.4 三维模型应用 (19)第1章无人机航拍摄影基础1.1 无人机概述无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种不需要载人即可远程或自主控制飞行的航空器。
高中数学一般几何模型教案
教学重难点:一般几何模型的相关概念、性质和应用。
教学准备:课本、白板、彩色粉笔、教学辅助材料。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过展示各种几何模型的图片,引导学生思考并讨论几何模型的概念及其在生活中的应用。
二、概念讲解(10分钟)
1.介绍基本的几何模型概念,如立方体、圆柱、圆锥等,并讲解它们的性质和特点。
2.讲解各种几何模型之间的关系,如平面图形与立体几何模型之间的联系。
三、性质分析(15分钟)
1.通过实际几何模型展示,引导学生分析其性质,并进行深入讨论。
2.让学生自主解决一些几何模型的相关问题,激发他们的积极性和主动性。
四、应用练习(15分钟)
1.布置一些相关应用题,让学生通过解题来加深对几何模型的理解和掌握。
2.引导学生思考几何模型在生活中的应用,如建筑、工程、设计等领域。
五、总结与反思(5分钟)
1.让学生总结本节课所学内容,强化对一般几何模型的理解和记忆。
2.鼓励学生提出问题和建议,以便于进一步完善教学。
课后作业:完成相关练习题,加深对一般几何模型的理解和运用。
教学反思:通过本节课的学习,学生能够对一般几何模型有一个整体性的认识,同时也能够在实际生活中更好地应用几何学知识。