几种三维建模方式的对比

水电工程三维设计中C A T I A与ＲE V I T比较补舒棋(陕西省水利电力勘察设计研究院，陕西西安710001)摘要:对C A T I A与ＲE V I T 系列软件在水利水电工程设计方面的适用性进行了比较:两者制作的三维模型均能满足设计要求，但是相对来说C A T I A有更多的优势，其具有强大的曲面设计、知识工程包、地形及地质处理功能，可以让设计在同一平台变得更加快捷，尤其是在各种建筑、水工、设备模板逐渐积累之后，在水利水电行业发展潜力很大;ＲE V I T 在电站厂房的设计中具有一定优势，但作为综合平台不能满足设计者的需要。

建议设计平台以C A T I A为主、ＲE V I T 为辅。

关键词:C A T I A;ＲE V I T;水利水电工程;水电站厂房;三维设计中图分类号: T V314; T U991．02文献标志码:A d o i:10．3969/j．issn．1000-1379．2014．03．037S ervi ceab ili t y C om p ari s on B et w een C A T I A an dＲE V I T on3D Desi gn of H yd rop ow erP roj ectB U S hu-qi(Sha a nx i P r ov i nc e I ns tit ut e o f W aterＲe s o urce s a nd Electric P o w er I nv e s ti g ati o n a nd D e s i g n，X i’a n710001，C hina)A b s t r ac t:T his pape r m a de a c o m pa ri s o n be t w ee n C A T I A a ndＲE V I T t ha t w hi c h w a s m o re pr o pe r i n t he3D des i g n a ppl icati o n o f hy dr o po w er pr o- ject．T he a ut ho r puts f o r w ar d t ha t t he y all ca n ac hi e v e t he f i na l pur po s e，but C A T I A has m o re a dv a nt a g e s re v er s el y，such a s s tr o ng cur v i ng s ur f ace des i g n，kno w le dg e pr o ject a nd la ndf o r m dis po s al f unc ti o n，t hes e f unc ti o ns ca n des i g n m o re qui c kl y i n t he s a m e pl at f o r m，e spe ciall y a f ter t he acc u- m ul ati o n o f m a ny po w er c o py te m pl ate s w hi c h a bo ut arc hi tecture，hy dr o po w er s tr uc ture a nd m etal e qui pm e nt． C A T I A w ill ha v e a po te nt ial e nv el o p- m e nt i n t he hy dr o po w er pr o ject．ＲE V I T a dv a nt a g e s t he3D des i g n o f t he po w er s tati o n i n a certai n e x te nt，but a s t he i nt e g rati v e pl at f o r m，ＲE V I T ca n no t s ati s f y t he des i g ne r s．It s ug g e s t s t ha t t he C A T I A ca n ta ke a r o le o f t he m aj o r pl at f o r m，a ndＲE V I T ca n be t he a ss i s ta nt r o le f o r t he hy dr o- po w er pr o ject．K e y w or d s: C A I T A;ＲE V I T;hy dr o po w er pr o ject;po w er s tati o n;3D des i g n随着科技的进步，水电工程设计倾向于摆脱二维图纸的局限，而使用三维软件作为工程语言来表达工程意图，因此三维软件的发展越来越快，目前可实现水利水电工程三维设计的主流软件平台有美国A ut o desk公司的C i v il3D和Ｒe v it，美国B entle y公司的M icr o S tati o n与Pr o ject W ise，法国达索公司的C A T I A。

MU是一个公司名称，下属一个creator软件，主要用游戏制作。

曲面处理很痛苦但物理缝合优秀。

VEGA是一个程序包模块，和Virtools类似，属上一代虚拟技术。

优点是具有海量的信息容量。

常用在超大型的项目。

Virtools是一个专业的游戏开发平台，功能比较齐全，效果也算不错。

creator和VEGA结合，主要实现虚拟仿真方面。

Vega与virtools比较Vega与virtools比较vega目前已升级为vega prime,目前版本为2.0，其最大的改变就在于引进来近几年来编译器以及图形学中新的理念及技术，在Vega 版本中，类库是以API的形式来存在的，而在Vega Prime中，出现了类的概念，物体以类的形式存在，同时引入了泛型的概念STL,并且也开始支持Shader.所以图形方面的效果会比vega 有所提升。

模型来源。

VirtoolsVirtools目前支持从max,maya,lightwave中直接导出文件，以及Dassalt系统的3D XML文件。

Vega Prime,只支持flt文件格式，该文件可以由配套的Creator软件来创建。

两者都可以通过第三方的转换工具将绝大多数3d文件格式转换为该软件对应的文件格式。

在该转化过程中，三角形的面片信息能够完全转换过来，但是附着在面片上的特定软件的信息会丢失，比如Solider Works中的各个零件的约束信息。

Creator 与市场上主流建模工具（以max为例）的比较：建模手段：Creator 可以创建简单的面片，然后对面片进行拉长，伸缩，倾斜，裁减等操作来构造模型。

相比max而言，缺少放样，以及编辑修改器（Modifier）的功能。

UV调整：Creator也可以调整UV坐标，但是是采用手工的方式来进行的，和max比较起来，不够方便快捷，并且有些uv坐标效果用手工很难实现，如Sphere材质效果: 在Creator 中，主要是采用拍照，数字化等手段构造贴图，然后直接贴在物体的表面。

浅析三维建模技术摘要：随着计算机技术的不断发展，以及三维建模在各个领域的研究与应用，三维建模技术在建模方法、建模对象等方面发生了很大的变化。

从最初费时费力的基于几何的手动建模，发展到运用基于图像的建模与绘制等多种方法，对比较复杂的人脸、肢体等进行三维建模。

利用三维建模技术精确地描绘现实事物以实现三维物体的真实再现，进而为用户创造一个身临其境、形象逼真的环境。

本文主要介绍了三维建模技术的发展、两种建模技术（solid works 与pro/engineer）实现方法的对比，以及三维建模技术存在的问题。

关键词：三维；三维建模技术；发展；solid works软件的优越性；问题中图分类号：tp391.9 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2013） 04-0000-031 引言三维，就是用人为规定的三个相互交错的方向，作为三维坐标，确定世界上任意一点的位置。

而这三个相互交错的方向，是指坐标轴的三个轴——x轴、y轴、z轴，其中x轴代表左右空间，y轴代表上下空间，z轴代表前后空间，由此就形成了人们的视觉立体感。

[7]当代社会的人们身在一个三维的世界中，三维的世界是立体的、较真实的。

与此同时，人们又处在一个信息化的时代，信息化的时代是以计算机和数字化为表征的。

随着计算机在各行各业的广泛应用，人们开始不满足于计算机仅能显示一维、二维的图像，更希望它能表达出具有强烈真实感的现实三维世界。

而三维建模可以使计算机做到这一点。

所谓的三维建模，就是利用采集的三维数据，将现实中的三维物体或场景在计算机中进行重建，最终实现在计算机上，从而模拟出较真实的三维物体或场景。

它的技术核心就是根据研究对象的三维空间信息来构造其立体模型，尤其是几何模型，并利用相关建模软件或编程语言生成该模型的图形，然后对其进行各种的操作和处理[1]。

目前物体的建模方法，大体上有三种：第一种方式就是利用三维软件建模。

例如：solid works软件，它是世界上第一个基于windows开发的三维cad系统，由于它使用了windows ole技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核以及良好的与第三方软件的集成技术，solid works成为全球装机量最大、最好用的软件之一。

三维建模技术的分类三维建模技术是指通过计算机技术，用三维坐标系来描述、构建物体的过程。

它不仅应用于工业设计、建筑设计，也被广泛应用于游戏制作、电影制作、虚拟现实等方面。

针对不同需求，三维建模技术可以分为以下几类：1.参数建模参数建模是基于经过高度参数化的三维几何图形在允许的区间范围内进行变形，调整参数来实现建模目标的一种方法。

通过在几何图形中添加不同参数，可以调整其尺寸、比例、曲率等属性，非常适用于产品的形态设计等需求。

2.雕刻建模雕刻建模是通过对三维模型进行点、线、面、体等多种几何变换，将模型逐渐变化成所需形状的一种方法。

雕刻建模能够实现从简单的几何体到非常复杂的形状，因此非常适合于制作有艺术性的造型设计等领域。

3.实体建模实体建模是利用计算机来计算物体在三维空间中的形态，并通过算法等方式生成三维实体模型的方法。

在实体建模中，可以运用体积建模、布尔运算、曲面变形等多种技术来构建复杂的三维模型。

与雕刻建模不同的是，实体建模更强调物体形态的实现与重现，非常适用于建筑、机械制造、工业设计等领域。

4.曲面建模曲面建模是通过预设曲面的点线面来创造出更加复杂的几何形式，进而实现精度更高的三维模型。

与实体建模相比，曲面建模强调表现物体的光滑曲面，尽可能地接近自然形态。

曲面建模广泛应用于汽车外壳、飞机壳体等产品的设计领域。

5.边缘建模边缘建模是基于边缘的一种建模方式。

它将物体分成“边缘”和“面”的两个部分，通过变换边缘来调整物体形态。

边缘建模适合于处理关键几何特征，如圆角、边角、重要的棱角和顶点等。

6.流体建模流体建模是采用基于物理的数学模拟技术，辅以计算机动态计算的一种建模方式。

它模拟液体、气体、粉末等流体物理特性的一般过程。

应用于产品设计、广告宣传等领域，能够制作出非常生动、逼真的流体动画。

总结：以上几种三维建模技术可以根据需要进行组合，使得三维模型更加精细、更具专业性。

每一种技术都有其特定的应用场景，需要结合实际情况进行选择。

三维建模⽅法之CSG与BRep⽐较计算机中表⽰三维形体的模型,按照⼏何特点进⾏分类,⼤体上可以分为三种:线框模型、表⾯模型与实体模型。

如果按照表⽰物体的⽅法进⾏分类,实体模型基本上可以分为分解表⽰、构造表⽰CSG(Constructive Solid Geometry)与边界表⽰BREP(Boundary Representation)三⼤类。

常⽤的分解表⽰法有:四叉树、⼋叉树、多叉树、BSP树等等。

构造表⽰的主要⽅法:扫描表⽰、构造实体⼏何表⽰、特征与参数化表⽰。

边界表⽰的典型代表就是翼边结构。

CSG建模法,⼀个物体被表⽰为⼀系列简单的基本物体(如⽴⽅体、圆柱体、圆锥体等)的布尔操作的结果,数据结构为树状结构。

树叶为基本体素或变换矩阵,结点为运算,最上⾯的结点对应着被建模的物体;⽽BREP的⼀个物体被表⽰为许多曲⾯(例如⾯⽚,三⾓形,样条)粘合起来形成封闭的空间区域。

BRep优点:1、有较多的关于⾯、边、点及其相互关系的信息。

2、有利于⽣成与绘制线框图、投影图,有利于计算⼏何特性,易于同⼆维绘图软件衔接与同曲⾯建模软件相关联。

BRep局限:由于它的核⼼信息就是⾯,因⽽对⼏何物体的整体描述能⼒相对较差,⽆法提供关于实体⽣成过程的信息,也⽆法记录组成⼏何体的基本体素的元素的原始数据,同时描述物体所需信息量较多,边界表达法的表达形式不唯⼀。

CSG优点:⽅法简洁,⽣成速度快,处理⽅便,⽆冗余信息,⽽且能够详细地记录构成实体的原始特征参数,甚⾄在必要时可修改体素参数或附加体素进⾏重新拼合。

数据结构⽐较简单,数据量较⼩,修改⽐较容易,⽽且可以⽅便地转换成边界(Brep)表⽰。

CSG局限:由于信息简单,这种数据结构⽆法存贮物体最终的详细信息,例如边界、顶点的信息等。

由于CSG表⽰受体素的种类与对体素操作的种类的限制,使得它表⽰形体的覆盖域有较⼤的局限性,⽽且对形体的局部操作(例如,倒⾓等等)不易实现,显⽰CSG表⽰的结果形体时需要的间也⽐较长。

CAD中的三维建模方式与选择技巧在工程设计与建筑领域，三维建模是一项非常重要的技术。

而在CAD软件中，有多种三维建模方式和技巧可以帮助用户快速且准确地创建三维模型。

本文将介绍其中几种常见的三维建模方式，并分享一些选择技巧，帮助读者更好地应用于实践。

1. 点云建模点云建模是一种基于激光扫描或摄影测量的方法，可以将现实世界中的物体或场景转换为三维模型。

在CAD软件中，可以导入点云数据，并使用相关工具进行处理和编辑。

通过点云建模，可以精确地重建复杂的物体形状，如建筑物、雕塑等。

在选择点云建模技术时，需要考虑数据的质量、分辨率和处理效率等因素。

2. 曲面建模曲面建模是一种基于曲线和曲面的方法，通过控制点和曲线方程来创建三维模型。

在CAD软件中，用户可以使用曲线工具绘制控制点和曲线，然后通过连接和调整这些曲线来生成平滑的曲面。

曲面建模适用于创建具有复杂曲线和曲面形状的模型，如汽车、船舶、工业产品等。

在使用曲面建模技术时，需要注意控制点和曲线的布局，以获得所需的模型外形和流畅度。

3. 实体建模实体建模是一种基于几何体的方法，通过组合和修改基本实体（如盒子、圆柱体、球体等）来创建三维模型。

在CAD软件中，用户可以使用实体建模工具来创建、组合和修改这些基本实体，进而构建复杂的几何体。

实体建模适用于创建物体的几何体结构，如建筑物的房间、机械零件的组件等。

在使用实体建模技术时，需要注意实体的属性、操作顺序和组合关系，以确保模型的准确性和一致性。

4. 组装建模组装建模是一种基于组件和装配关系的方法，通过组装不同的零件来创建复杂的三维模型。

在CAD软件中，用户可以使用组装建模工具来定义和调整零件之间的装配关系，如约束、配合、连接等。

组装建模适用于创建多部件的产品和装置，如机械设备、电子产品等。

在使用组装建模技术时，需要注意零件的几何形状和装配关系，以确保模型的正确组装和运动性能。

在选择三维建模方式时，需要综合考虑具体的设计要求和软件功能。

三维建模技术与方法pdf三维建模技术与方法是现代设计与制造领域中的一项关键技术。

它通过使用计算机技术，可以以高度精确和丰富的方式创建三维模型，从而实现对物体形态、结构和功能的准确描述和仿真。

本文将介绍三维建模技术的几种常见方法，并探讨它们在不同领域的应用。

首先，常见的三维建模方法包括手工建模、参数化建模、逆向工程和扫描建模等。

手工建模是最传统和基础的方法之一，它通过手工雕塑或模具制造来创建三维模型。

这种方法适用于需要个性化创作和精细加工的项目，但由于需要大量的人工操作，效率较低。

参数化建模则是一种通过改变模型参数来实现形状和尺寸调整的方法。

通过对参数进行设定，可以快速生成不同规格的模型，大大提高了设计效率。

例如，在汽车设计领域，设计师可以通过调整车身尺寸、车轮底盘等参数来完成不同版本的汽车模型设计。

逆向工程是一种常用的三维建模方法，它通过扫描现有物体的几何形状、颜色和纹理等信息，将其数字化成三维模型。

这种方法常用于仿制古代文物或复原古代建筑等领域。

逆向工程不仅能够保留物体的原貌，还可以在此基础上进行模型的修改和优化。

另一种常见的三维建模方法是扫描建模。

扫描建模通过使用激光或光学扫描仪等设备，将物体的几何形状、颜色和纹理等信息捕捉并转化为三维模型。

这种方法广泛应用于医学领域的医学影像重建、文化遗产保护等方面。

它可以实现对复杂形状的准确复制，是数字化时代的重要手段。

三维建模技术与方法在多个领域中有重要应用。

在建筑设计领域，三维模型可以帮助设计师快速构建楼宇模型，并进行室内外光照模拟和结构分析。

在工业设计领域，三维模型可以帮助设计师进行产品外观设计、结构设计和可视化展示。

在电影动画行业，三维模型可以被用于制作特效和人物造型等。

在游戏开发领域，三维模型则是游戏场景和角色设计的重要组成部分。

总结起来，三维建模技术与方法在现代设计与制造中发挥着不可忽视的作用。

不同的建模方法可以根据不同的需求和应用进行选择。

三维建模算法三维建模算法是计算机图形学领域的重要研究方向之一。

随着制造业、设计业和娱乐业的快速发展，三维建模技术也变得越来越重要。

三维建模主要包含几何建模、曲面建模、体素建模和动态建模几个方面，本文将从这几个方面介绍三维建模算法。

几何建模几何建模是利用点、线、面等基本元素组合成各种形状来构造物体的建模方式。

其中最基本的一种几何建模算法是多面体建模。

多面体建模通过组合多个简单的几何形体得到复杂的三维物体。

多面体建模方式也可以进一步分为基本多面体建模和截取建模两大类。

基本多面体建模是指从基本几何体组合构建物体，如立方体、球体、圆锥、圆柱等，而截取建模则是从大型几何体中切割出所需物体的建模方式。

曲面建模曲面建模是指用曲面函数描述物体表面形状的建模方式。

曲面建模算法主要包括Bezier曲线和B样条曲面建模两类。

其中Bezier曲线建模可以用于描述平面的曲线，如圆弧、椭圆弧等，而B样条曲面建模则可以用于描述复杂的曲面形状，如汽车车身、飞机机翼等复杂的几何形体。

体素建模体素建模是一种全新的三维建模方式，它采用了体素（三维像素）的概念。

体素建模利用了三维体素的连续性与相互之间的关联性，可以将三维物体分解成若干个体素，进而对体素进行编辑，从而完成对物体整体的三维建模。

体素建模算法主要包括八叉树和子体素网格化(SVG)两种方式。

其中八叉树方式采用了类似决策树的建模方式，在八叉树的每个节点上存储物体的信息，而SVG方式则是将物体分割成许多小的子体素，再从小的子体素开始组合起来，逐层递进到整个物体。

动态建模动态建模可以将三维建模与物理学结合起来。

通过将物理学规律应用于三维建模中，物体会根据所受的力和碰撞等因素动态地变形，这种变形可以实时地呈现出来。

动态建模一般分为基于分子动力学的模拟和基于机器学习的模拟两种方式。

基于分子动力学的模拟是通过分子之间的相互作用来模拟物理学现象，而基于机器学习的模拟则是通过大量的样本和机器学习算法来预测物理学现象。