三维软件范文
时间：2023-02-21 06:25:08
三维软件范文第1篇
关键词：三维点云；逆向工程；Geomagic；三维建模
Abstract: based on the basic principle of reverse engineering and reverse engineering software Geomagic Studio basic work process, the eagle to sculpture 3 d point cloud data processing, the completion of the eagle 3 d modeling process. This paper introduces the eagle each part in Geomagic point cloud data processing process, and after the merger in model of the texture and rendering, at last, the paper introduces the Geomagic and Solidworks, Polyworks, Imageware between software such as to how to share data; Focuses on a cloud in the Geomagic treatment process, including the point cloud stage joining together, the point cloud pretreatment, packaging form triangle surface, in many deformation stage hole repair and optimization, in the shape of the construction stage of construction, the surface and eventually generated the grille NURBS surface.
Keywords: 3 d point cloud; Reverse engineering; Geomagic; 3 d modeling
中图分类号： O343.2文献标识码：A 文章编号：
0 引言
随着计算机技术、通讯技术、机械制造技术的发展，三维激光扫描的成本越来越低，应用领域也渗透到国民经济的各个方面，如何对三维激光扫描仪扫描到的点云进行处理已成为热点问题。作为四大逆向工程软件之一，Geomagic Studio是由美国 Raindrop 公司出品的逆向工程和三维检测软件，可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型网格，并可自动转换为 NURBS 曲面。本设计利用Geomagic Studio软件对产品三维点云数据进行处理，分析Geomagic Studio从点云到其它软件继续处理的完整过程，反向推出产品的设计数据，包括设计图样和数字模型，为三维激光扫描仪点云数据处理和应用提供一种新的途径。
1 逆向工程概述
1.1 逆向工程简介
逆向工程是对产品设计过程的一种描述，与正向设计相对应。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数据模型）的过程。
1.2 逆向工程流程
目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的CAD，称为“实物逆向工程”。
2基于Geomagic 12的三维模型重建
2.1 Geomagic Studio 软件简介
Geomagic Studio软件是美国Raindrop公司出品的逆向工程和三维检测软件，它可根据物体扫描所得的点阵模型创建出良好的多边形模型或网格模型，并将它们转换NURBS 曲面。该软件主要特点是支持多种扫描仪的文件格式的读取和转换、海量点云数据的预处理、智能化NURBS构面等等。它采用的点云数据的采样精简算法，克服了其他同类软件中对点云数据操作时，软件进行图形的拓扑运算速度慢、显示慢等弊端。而且软件人性化的界面设计，使其操作非常方便。
2.2 Geomagic Studio软件工作流程
根据软件输入的数据与其他软件或设备的接口，不同的逆向软件有不同的工作流程，可以采用点―线―面和点―多边形―面等方式，Geomagic Studio采用了点―多边形―面的工作流程，从上图可以看出Geomagic Studio软件主要包括点云阶段、包装阶段、多边形阶段。
2.3 雄鹰的三维模型重建
2.3.1 获取并优化点云
为了得到完整的点云,运用三维激光扫描仪从多个不同的方向进行扫描,再将各分块点云用对其功能统一到一个坐标系下。
拼接后的点再经过去除杂点和噪声点以及点云取样后可得到一个比较好的雄鹰点云，但由于其整体结构比较复杂，我们需将其分割成两个部分也即鹰体和支柱来分别进行建模。下面具体介绍建模过程。
2.3.2 具体建模过程
首先是封装过程，点云数据处理完成后，进入Wrap封装阶段。把分割优化后的鹰体点云数据进行封装，实质上是用许多细小的空间三角片来逼近还原CAD实体模型。
由于被测模型本身的几何拓扑原因或因遮挡效应、破损以及不同站之间点云数据拼接存在缝隙等原因，会存在部分表面无法测量、采集的数字化模型存在数据破损的现象。可通过填充孔命令将这些缺失数据补齐。
填充孔之后的鹰大致呈现出粗糙的模型，需要对其进行光顺，可用快速光顺来快速去除表面的不光顺处，这个命令减少了先删除几何形状再基于曲率的填充空隙的步骤。对于一些表面的小肿块也可以用砂纸来交互式光顺或松弛对象上的区域（如去除肿块）。
接下来是精确曲面阶段。完成多边形的编辑处理后，进入形状阶段，包括检测曲率、构建及编辑曲面片、构建网格、拟合曲面等以完成雄鹰的NURBS曲面重建。
使用精确曲面下的探测功能 下的探测曲率，对鹰体的曲率进行自动探测。如果探测出来的轮廓线并不完全是我们需要的轮廓线，还可通过执行“升级/约束”命令进行修改。
接下来是构建曲面片，曲面片的划分是构建曲面的关键环节,应以曲面分析为基础进行合理划分，构建出的曲面片在需要比较精细的地方有比较多且小的嵌片,在比较平坦的地方有比较少且大的嵌片。系统自动构建好的曲面片需进一步调整,使用松弛曲面片功能可使轮廓线变得挺直。使用Geomagic的松弛轮廓线功能可使边界线平均分布,且可以预防边界线有互相交叉的情况。利用移动面板功能，设定控制点，对每个嵌片进行编辑，如曲面片分布、曲线松弛、路径等。
调整好曲面片布局图后,使用构造格栅功能 , 将会在每个嵌片内分布U-V网格线,NURBS 曲面的控制点将会依据这些网格而产生,定义分辨率值为20 (分辨率越高,曲面越精细, 分辨率越低, 曲面越平顺, 取20～50较理想) ,选择修复相交区域,选择检查几何图形。
模型构造格栅后,用拟合曲面功能 拟合NURBS曲面,我们要的曲面是要比较精细的,采用默认的控制点和表面张力,生成曲面模型。如果要追求最好的细节,可将表面张力调到最小,控制点数目调到最大。
2.3.3 模型合并及贴图
在完成鹰体和支柱两部分的分别建模之后，我们需要将二者重新合并成一个整体。两种方法：可以直接在多边形阶段完成合并；也可以将两个模型转换成点云，然后进行点云和并并封装处理。效果如下图所示：
（a）点云（b）多边形
图1 点云合并和封装
为了让模型显得更加逼真，我们可以给其进行模型贴图。先在网上搜集符合事物模型的素材或者是模型现实中的相片，然后利用软件自带贴图功能实现这一过程。效果如图13所示：
图2 模型贴图
3 结束语
在逆向工程后处理中，Geomagic Studio 软件可以有效的进行点云数据的各个阶段处理，包括点阶段、多边形阶段、形状阶段。实践证明，利用该软件，可直接获得零件原型的数字曲面，加快复杂零件逆向工程的数字建模进程，大大提高产品设计和制造的效率和质量。
参考文献
[1] 张德海,梁晋,郭成,梁新合.逆向工程的流程研究和基于Geomagic的实例应用[J].机械研究与应用,2008年03期
[2] 罗之军,何彪.基于Geomagic Studio的逆向工程技术[J].贵州工业大学学报,2008年05期.
[3] 王锦红等.基于反求技术的三维建模方法研究与应用[D].广东：广东省韶关学院机电系，2002
[4] 付伟,张海.基于Geomagic Studio软件的逆向工程设计[J].工具技术,2007年11期.
[5] 俞芙芳,罗长浩.应用GEOMAGIC实现鞋楦的NURBS重构[J].福建工程学院学报,2005年06期.
三维软件范文第2篇
一、三维教学模式简介
（一）三维教学的特点
对于工程制图教学来说，其中一些教学内容涉及到立体空间的概念，对于学生的空间想象能力要求比较高，但是对大部分学生来说由于缺少必要的工程实践，导致教学效率不高。通过借助三维制图软件，能够帮助学生建立空间概念，能够为学生提供比较多的操作空间，使学生更好地理解工程制图的教学内容。在传统的工程制图中常常利用二维教学的模式，利用二维投影来展现三维思想，二维教学对学生的要求比较高，而且在图形的表达上具有一定的局限性，其表达过程不够直观，对于模型信息的描述也不够完整。在传统的工业设计中通过进行三维构思，然后借助二维图形进行表达，在读图时又需要还原为三维模型，然后才能进行三维制造。这种传统的设计模式已经难以满足现代工业发展的要求，通过三维设计，能够将原来的三维构思直接用三维模型表达出来，然后进行三维分析，最终形成三维CAE等［1］。由此可以看到，三维设计的过程更加符合人们的设计要求和思维方式，能够充分地提高模型的设计效率，由此需要重视三维设计在工程制图教学中的应用。通过借助三维制图软件，从三维空间的角度来构建模型结构，建立数字化的教学模式。同时三维模型和二维图之间也存在密切的联系，具有一定的交互性，有利于学生知识的迁移。
（二）三维制图的特点
图样作为工程研究和制造中的重要语言，在工业生产中具有重要的作用。传统的图样是二维平面图形，随着信息技术的快速发展，传统的制造业发生了重要的变化，一系列三维软件等得到了广泛的应用。三维制图模型能够直接应用于工业生产，从而改变了图样原本的概念和应用范围，三维模型设计成为了制造业发展的趋势和方向。三维制图经历了一系列造型变化过程，能够适应现代工程制图教学的需要。在传统的二维制图工程中，常常利用线面造型来表达物体的形态。随着制图软件集成化的发展，逐渐形成了面向设计和制造的造型方法，利用参数模型来修改几何模型，最终形成所需要的几何模型。现代三维制图软件技术在参数化技术的基础上，进一步地发展和完善，不仅能够满足事物模型的结构需要，同时还能够包含模型的材料、工程分析等方面的信息，能够将模型的设计、制造以及力学分析等有效结合在一起，使事物的空间表达更加完善和具体，为工业生产制造等带来便利。
（三）三维制图的优点
三维制图教学能够加强和工业生产的联系，缩小传统教学内容和社会之间存在的间隙，对于学生就业等具有重要的帮助。在设计的过程中学生能够将自己思考的结果和创意，直接利用三维制图软件来生成相关的模型，而且能够根据需要进行全面的修改。目前三维制图软件已经发展比较成熟，大部分三维制图软件能够实现特征参数化，在制图的过程中能够加入尺寸和几何约束，对于设计新的产品和修改图样具有非常大的便利。三维制图模型在向二维图转化时非常准确，不容易出现投影等错误。三维制图软件应用了统一的数据库，所以当某个模型数据需要修改时，其它相关联的产品模型参数也会随之变动，这种方式为模型修改提供了便利，减少了设计工作量。现代三维制图软件能够和其它软件配合，实现模型的虚拟装配和检查等，提高了设计的效率［2］。同时还能够实现对模型的结构分析和物理量的计算，其结果能够直接应用到工业生产中。相对于二维模型，三维模型相对容易理解，读图比较方便，能够吸引学生的学习兴趣，有利于工程制图教学的开展。
二、三维制图软件在教学中的应用
（一）实现三维建模和教学内容的融合
三维建模能够和传统的工程制图教学融合起来，能够帮助学生更好地理解教学内容。在教学的过程中教师要主动地应用三维制图技术，将其作为一种重要的教学方法和教学工具，改善传统教学方法中的不足。例如在投影理论的教学过程中，涉及到点线面等内容，教师就应积极地应用三维制图软件，三维建模的方式能够更好地帮助学生了解图像中体的概念和结构，逐渐地培养学生的空间意识，启发学生的空间想象能力。特别是讲解点线面之间的空间位置关系时，可以利用三维制图的方式来进行说明，通过软件来改变图像的立体结构和相对位置，并且利用同一模型中不同空间结构的点线面位置关系来进行说明，更好地帮助学生理解其中的位置关系，在这一过程中能够更好地发挥思维制图软件在教学中的优势。点线面作为模型中的基本量，对于理解图形有重要的帮助，特别是在涉及到一些细节内容上，其重要性比较突出，借助三维制图软件的方式来帮助学生理解其中的相对关系，能够提高工程制图的教学效率。在工程制图的过程中，学生的空间概念比较差，所以对点线面等基本元素的投影理解不足，利用具体的模型能够将相关内容形象化，拉近和学生之间的距离。由此可见，三维制图软件能够实现和传统教学内容的融合，提高工程制图教学的效率。
（二）三维制图能够实现模型的动态化
三维制图软件能够实现模型的动态化，三维建模的过程和方法比较具体，而且其模型不是一成不变的，可以根据需要进行旋转、缩小等操作。在传统的教学过程中实体模型只是其中的结果，例如学生并不知道模型是怎么来的，学生难以理解到建模的动态过程，这种方式导致学生空间意识比较弱。通过利用三维制图的方式能够实现模型造型的动态化，将其过程展现给学生，对于吸引学生的兴趣，提高学生的创新能力具有重要的帮助［3］。特别是三维制图软件具有可操作性好、实时性强的特点，学生可以根据自己的需要创建相应的结构模型，改变传统实体模型教学中的不足，使三维制图软件成为工程制图教学中的有效手段和工具。学生在三维模型的引导下，能够更好地观察到实体模型中的内部结构，了解模型的侧面情况，特别是能够观察到空间模型的形成过程和方法。这种动态化的、直观性的教学方式，能够帮助学生树立良好的构图思维。在具体的教学过程中，立体投影分析中可以利用三维制图软件来进行练习。基本立体作为复杂模型的基础，通过进行三维模型练习，能够使学生掌握初步的实体模型建模方法，同时也有利于加深学生对立体结构的理解。利用三维制图软件，能够在比较短的时间内建立立体模型，能够加深学生对几何图形概念的理解，加深对模型构建过程的掌握。
（三）能够加深对零件设计的掌握
通过借助三维制图软件，能够提高学生的设计能力，加深对模型空间结构的掌握。例如可以将三维设计的方法，使学生能够学会利用三维模型来生成二维图形，加强二维图形和三维模型的联系，特别是帮助学生理解到模型的空间结构，使学生能够掌握产品装配的设计等。工业几何模型设计是一项系统性的工程，不仅需要体现产品的外部结构，同时也能够体现产品的功能，其内部结构和设计成为了其中的关键。三维制图软件具有比较好的操作性和可行性，能够展现问题的解决过程，学生可以根据自己的要求进行随意的剖切、拆卸等，了解到模型的内部结构，以及相关零件的关系。这种动态的方式，能够加深学生对零部件结构的认识，获得对零件的直接感受，从而加深对图样的理解［3］。在日常练习的过程中，不能紧紧满足学生对单个零件的掌握，应当加强对产品的装配的要求，使学生能够建立完善的设计方法和理念。通过学生学习产品的全过程设计，能够帮助学生熟悉各种设计工具，培养良好的设计思想，对于学生的空间建模和空间思考能力具有重要的帮助。
三、结束语
三维制图具有直观性强，立体感突出的优点，对于工程制图教学具有重要的促进作用。三维制图能够实现和传统工程制图教学的融合，能够进一步提高教学效率，帮助学生了解模型结构，使学生树立正确的空间意识和空间思想。同时三维制图软件还能够和其它软件进行有机结合，实现工业生产的一体化，实现产品设计的一体化，能够帮助学生了解到零件设计的全过程，对于巩固和提高学生的制图能力具有重要的帮助。
三维软件范文第3篇
通过这几年三维工厂设计软件在我单位的具体应用中，发现三维工厂设计软件的真正普及还有很长的路要走，这不仅仅是设计上的问题，还有一些设计以外的影响因素。
1.1现有工艺设计流程的影响
三维设计软件的应用严重影响到正常的工艺设计流程。设计师习惯于在二维CAD图面进行车间设备布置及基础图的绘制，即仍是以二维图纸表达的。而三维设计软件在二维成图方面仍存在着一定程序的细节不到位，表达不规范的现象。因此，一方面应完善三维设计软件的二维出图功能，另一方面各个设计单位应该结合技术进步，适当改变传统的设计交付方式及制图规范，甚至能做到以三维模型作为设计成果载体。
1.2经济效益的影响
三维设计软件的售价远远高于普通二维设计软件，三维设计软件均有加密锁控制，且一机一锁，如SmartPlant3D一个加密锁的售价为30万元人民币，如果需要对工厂进行全厂工艺模型设计及管理，还要购买SmartPlantFoundation（信息仓库和管理系统），初期投入就需要1000万元左右，这对一些小型设计安装公司是不可接受的，只有针对一些参与设计大型项目的设计单位，其价值才能得到充分体现。
1.3快速推广具有一定的难度
三维设计软件尽管简便易学，但是对于具有丰富的二维空间设计经验的高级工程师来说熟练掌握三维技术有一定的难度；CAD界面绘图使用的快捷键及快捷命令在三维软件中均无效，需要通过参数编辑绘制设备及管道模块，生成各类图纸的程序相对复杂，需要经过相应的培训才能初步掌握。工程施工人员技术水平低，识图能力差。安装人员基本都是电焊工人，没有经过专业系统的工艺管道学习，无法识别管道工艺图纸，都是依赖工程师现场解说指导安装。三维设计软件出具各类安装工艺图纸如轴测图、平立面图纸后，施工人员只能按图施工，复杂繁多的图纸增加了他们的工作难度，工程安装质量无法保证。
1.4不完善的配套材料库
不同的工程项目，所需设备型号及阀门管件材质等级不同，三维设计软件就需要配置相应的数据库，而三维设计软件自带的只有一些标准数据库，要建立美观实用的三维工厂模型，首先要建立适合本设计项目的配套图形库与材料数据库，这是一项长期且复杂的工程，需要投入大量的人力和物力；创建一个适用性强的三维工厂模型在缺少配套材料图形库的情况下是不可能的。
2三维软件的应用展望
三维设计软件应用于管道设计中，极大地提高了工作效率和工作质量，也较好地实现了管道工艺流程与相关规程的规定。三维设计软件是技术进步的一种表现，正成为一种趋势，为工程项目材料统计、压力管道告知验收、现场安装指导及项目投资成本核算等提供了准确的依据；也为企业在日益激烈的竞争中，提供了有力的保障。三维设计软件在工程项目设计及安装中的优势是显而易见的，随着三维设计软件的不断发展以及企业对其的不断认识，三维设计软件取代二维CAD软件是必然趋势，但是这也不是一蹴而就的，它需要在农业机械行业逐渐成熟、发展到一定的水平，才会成为顺其自然的潮流。
三维软件范文第4篇
关键词 虚拟；软件；应用；发展；影响
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）032-010-01
“维”，是一种度量，平面几何即二维，长、宽、高构成“三维”，空间的维数越高，所涵盖的内容越多，其境界越不可思议。
通常说的“三维”是指在平面的二维系中加入一个方向向量构成的空间系。所谓三维，按大众的理解，只是三个方向。三维坐标看起来可以把整个世界的任意一点的位置确定下来。所谓的三维空间就是指我们所处的立体空间，可以理解为有前后、上下、左右；物理上的三维一般指长、宽和高。目前，三维软件已经帮助众多艺术家 创作了许多优秀电影、商业广告和视频游戏，我们的生活已经遍布他们的足迹。
1 三维方向行业的发展历史
国内三维行业起步于90年代，在98年以后到现在经历了一个扩张时期，几个行业都已经初具雏形，因此有一大批在这个行业谋生的从业者。现今三维行业基本可分成几个分支电影、广告、游戏、电视包装、建筑。三维动画是从20世纪70年代产生的，当时这一技术处于初始状态，1982年，迪斯尼推出了基于电脑技术的《电子世界争霸战》，当时的技术还处于摸索的阶段，片子的意义远大与可看性，从2004年开始，三维动画技术进入了全盛时期，这个时期大量涌出优秀的三维动画，开创了一个新的观影技术3D立体影像技术。三维技术的发展得益于计算机技术的发展，在我国，家装可以上溯到遥远的古代，自从人类有了房子开始，人们就开始通过各种方式，对室内进行装饰、配饰，如今的室内设计已不仅仅满足于实现某种功能的需要。同时在现代营销的整合推广下，室内装修设计更是被钉上了“朝阳产业”的牌子。
2 三维方向软件的应用
三维软件应用在很多方面，例如：装潢装饰设计、景观设计，广告设计、产品造型，机械设计、影视动画等方面。
装潢装饰主要是运用的是CAD，它是装潢类的主要运用软件，设计与施工图的制作，虽然CAD也可以做三维，但是一般用max之类的软件来做。CAD是最基本的作图软件。三维软件的max来创建模型，材质，灯光和整体结构等，结合一些二维软件来让整个图片开起来更完美，更真实。
景观设计主要是CAD、PS、C4D和sketch up的除了上诉介绍还有就是SKETCH UP，它主要是入门比较容易，简单易学，空间关系表达也很清晰的一款快速建模的软件，比较方便快捷。C4D运用的方位比较广，而它的优势在于渲染速度快。
广告设计方面从技术层面分类：平面、三维、影视从行业性质分类：户外、媒体、室内等等。但是随着社会发展，人们对于视觉上的要求更高一些，所以三维设计的广告在平面上出现的几率也随之增加了不少，max、Maya等三维软件也起到了一定的作用。
造型设计方面运用三维软件的就更多了，因为相对于其他方面来说，产品造型、机械设计、建筑方面多这方面的需求就更大了。用CAD和max这两个软件，前者是作建筑和机械设计的软件，后者主要是用于建模方面。两者结合达到更完美的效果。
动画游戏方面需要的三维软件很多，主流三维软件还是要max，Maya，还有其他的软件zbrush，motionbuilder，uvlayout，bodypaint，nuke，ae，houdini、Lightwave、Rhinoceros简称Rhino等若干个。
我们接触最多，用到范围最广的还是max和Maya。max是中高端软件，结合了ActiveShade及Render Elements功能的渲染能力，易学易用，max主要是面向建筑动画，建筑漫游及室内设计。相对于Maya，max属于普及型三维软件，遇到一些角色动画、运动学模拟方面远不如Maya强大。
Maya是目前最受欢迎的一款高端软件，很多高要求的软件都能与Maya软件完美的结合。Maya软件应用主要是视频短片、人物建模的制作的方面。软件中包含了所有的动画工具，如IK/FK、融合变形、Set Driven Key、动画曲线、表达式等等。由于软件先进的体系结构，使得Maya中的所有属性都可以被设置成动画。另外借助丰富的脚本和插件程序，可使动画工具变得更为强大，此外，Maya还包括有一个非线性动画编辑工具，使得动画编辑工作更加方便。
三维动画中为了实现一个逼真的场景，经常要用几个小时，甚至一天的时间，从筹备、建模到渲染后期合成，很需要毅力和恒心的，学好这些软件更多的功夫在于软件之外，比如艺术修养，生活经验，理论基础，实战训练等等多方面去把握才能够运用这些软件游刃有余。
3 三维方向发展前景
经过近几年的发展，行业的技术水平和服务质量都有了进步，所提供的产品由于计算机的软硬件水平和人员的操作技巧的熟练，形成了全方位表现的、有科技含量的并达到非常高境界特征的造型艺术品。三维动画是一个随着计算机的发展而壮大起来的新兴行业，在计算机中创建一个虚拟世界，按照要表现的对象来完成宣传片、动画片、视频短片、以及效果图、等等。三维技术以模拟真实物体的方式使其成为设计手段，由于它的精确性、真实性和无限的可操作性被用于很多领域。
纵观近几十年，我们可以看出三维方向的技术在这几十年飞速的发展，从最初简单的模型，几分钟的短片，到现在复杂完美的特效和精彩绝伦的视觉表现都在不断的寻求突破。实现人们对于美好事物想象的展示和未来世界的畅想，也将会接受新的挑战，为我们带来更多的视觉享受和体验。
参考文献
三维软件范文第5篇
关键词：三维动画;软件比较;相互合作
【中国分类号】O343.2
科技飞速发展的当代，三维动画已经占据动画市场的主导，随着软件技术日新月异以及电脑硬件技术的高速发展，三维动画已渗透到人们生活的各个角落，无论在科研、军事、教育，还是在电影、广告、艺术等领域，电脑三维动画都有着广泛的应用。
三维动画制作流程大致分三个阶段，前期、中期、和后期。前期主要是剧本创作，角色场景设定，分镜头的绘制等。中期使用三维软件进行模型制作，骨骼绑定，动画制作以及灯光渲染输出等，后期主要是进行配音合成，特效添加以及最红剪辑合成输出。三维动画前期制作过程中，可以选择的软件也很多，例如设定部分动画创作者可以根据自己的使用习惯，选择使用位图软件Photoshop，矢量软件IllustStudio或是Sai等等，都可以做出相应的效果。
三维动画制作的中期是最为耗时的一个阶段，也是非常关键的一个阶段，整部动画片大部分的工作都需要在这个阶段完成。在这个过程中可以选择使用的的软件种类繁多,单就三维软件也为数不少，主流三维软件如3ds max、Maya、Softimage/XSI和Lightwave 3D以及Maxon公司的的 Cinema 4D等等，确实让不少初涉三维动画领域的动画爱好者们摸不着头脑，有着雾里看花的感觉。甚至各大CG论坛也不少资深的动画爱好者在比较各个软件优劣，孰优孰劣，众说纷纭，褒奖不一。笔者在工作学习的过程中经常使用3ds max和Maya软件，将这两款主流三维软件做一分析比较研究，让更多三维动画爱好者了解三维动画制作软件，了解三维动画制作思路。
首先来介绍一下Maya这款软件，Maya最早是由Alias公司3d动画软件，取名Maya，源于梵语，是“神秘的世界”的意思。在2005年，Autodesk公司收购Alias公司，因此Maya现在是属于Autodesk公司的旗下软件，是世界顶级的三维动画软件之一。它主要应用领域是专业的影视广告，角色动画，电影特效等行业。Maya功能完善，工作灵活，制作效率极高，渲染真实感极强，界面人性化是电影级别的高端制作软件。
3D MAX软件，Autodesk公司制作开发的，是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件，它为用户提供了非常友好的操作界面，使人们可以更容易的创作出专业级的三维图形和动画。它的宗旨是为角色动画、制作下一代游戏和生产虚拟效果提供强大的工具。由于它的开放性，许多公司专门从事为3ds max开发插件的工作，也正是因为如此，虽然3ds max自身的功能比不上Maya等一些大型软件，但是它的不少缺点都可以通过插件来弥补。在中国使用范围最广，涉及行业最多的一个三维软件，由于它的易上手和简便性，使它越来越成为效率的象征。它被广泛应用于广告制作、室内外效果图、漫游动画领域内，且一直有着不俗的表现。由于Maya同属Autodesk公司的旗下软件，因此现在的3ds max操作方式也越来越接近Maya。
3D MAX和Maya都是功能比较强大的制作三维制作软件，各有其优点，但是，不同的行业用不同的软件会让制作比较轻松，所以说，3d max和Maya究竟哪个好，哪个更好用和所从事的行业有着一定联系。3D MAX在建筑动画效果上要强于Maya，而Maya在影视动画上又略胜于3D MAX，两款软件没有太大的本质性区别，只是看个人掌握哪个软件比较顺手罢了。CG动画爱好者可以根据自身的项目需求自主选择软件，其最大的区别就是3D MAX可以不费力气得到你想要的东西，Maya可能要花很多精力但是可以做出随心所欲的东西，灵活性要强。MAYA是高端3D软件，3D MAX是中端软件，易学易用，但在遇到一些高级要求时（如角色动画/运动学模拟）方面远不如MAYA强大。3D MAX的工作方向主要是面向建筑动画，建筑漫游及室内设计。
在三维动画制作中期阶段，本人会使用多个软件进行相互配合进行制作，针对不同工作选择不同的软件，以此来提高工作效率，3dsmax、Maya制作角色以及场景模型，Maya灯光设置以及材质编辑，使用Unfold3拆分头部uv,使用Uvlaout拆分场景模型的uv。使用Photoshop进行贴图绘制配合Cinema 4D里BodyPaint功能进行贴图接缝的处理。使用骨骼插件架设骨骼，Maya进行骨骼绑定以及动作调整。最后使用Maya进行整体渲染等等。
后期制作部分,使用Goldwave软件录音以及声音的处理，使用AE和fusion进行特效添加以及整体色彩的校正。最后使用Premiere Pro进行声音添加后期剪辑合成输出。
从三维动画制作流程以及所使用软件可以看出三维动画创作是一个繁杂的过程，需要多个软件相互配合共同完成，软件与软件之间有着密不可分的联系，它们不是孤立存在的， 但也不是百分之百的完美的，各个软件都有一定的优势及不足之处，因此软件的版本也在不断的更新中更加完善，使工作者在创作的过程中更加方便，工作流程更加的流畅。软件之间存在一定的个性与共性，合理的取长补短综合应用更能提高工作效率。
软件只是作为CG动画师创作的一种工具，实现他们创作一种手段之一。没有好与坏之分，当然在实际的工作过程中，由于软件不同会存在效率问题，且作为软件的开发商也会对软件自身的发展定位做出相应规划，例如欧特克公司将3DS MAX的发展方向定位为建筑、游戏，而MAYA则为影视动画为发展目标。业内已开始对软件使用做了一些细分。3D MAX主要用来做建筑，国内多数公司喜欢用其制作做游戏，附带着可以做影视动画，建模比较方便。Maya主要用来做影视动画，在动画和动力学模块上很强大，国内不少游戏公司慢慢将3D MAX转Maya了。其他的栏目包装，广告等两者都可用到。最终没有谁好谁坏之分，只有用处不同，两软件都是相通的。
参考文献
[1]邓诗元，赖义德.三维动画设计――动作设计武汉大学出版社,2010
[2]康凯.三维动画在中国的发展及现状分析[J].电影文学,2008
三维软件范文第6篇
关键词：三维动画；软件；选择；对比
中图分类号：G22 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-03-0-02
2009年7月，国务院常务会议通过的《文化产业振兴规划》，将动漫产业列入国家重点发展的文化产业门类之一，十二五规划纲在第四十四章中明确指出“推动文化产业成为国民经济支柱性产业，增强文化产业整体实力和竞争力。
三维动画是动漫行业发展的趋势：三维动画技术起源于美国，动画观众更喜爱三维动画电影、动画片，二维动画电影和动画片逐渐被淘汰，近年上映的《阿凡达》、《功夫熊猫》等动漫电影均采用高级三维动画技术。另一方面，三维动画技术的应用比二维动画更加广泛：三维动画制作团队不但能够制作动画电影、动画片，还能够制作高品质的游戏片头、广告等等，学习三维的人越来越多、技术水平也越来越高，对于三维技术从业者来说，其工作的范围也比较好，收入高，也比较安全。
对于许多想要涉足三维动画领域的初学者来说，脑海中闪现出的第一个问题就是：我该学习那个三维软件？实际上，这个困扰了许多中国三维爱好者的问题，同样也是一个世界性的问题。
目前国际上最流行的三维动画软件主要有五个，包括：Maya、3ds max、Softimage XSI、Cinema 4D和Lightwave 3D。其中Maya、3ds max、Softimage XSI目前均被AUTO DESK公司收购，属于同一家公司，CINEMA 4D属于德国Maxon Computer公司，LightWave 3D属于美国NewTek公司。以上5种三维动画软件均可制作出高品质的三维动画，但每一个软件都有各自得特点，下面我们对它们各自的特点、用途及学习难度进行对比与研究，对广大三维动画爱好与从业者解三维软件、进而做出自己明智的选择有所帮助。
一、主要特点
（一）MAYA
Maya声名显赫，售价高昂，Maya Unlimited 版售价6999美元，是三维动画制作者梦寐以求的制作工具。Maya功能十分全面，集成了最先进的动画及数字效果技术，包括最先进的建模、材质、骨骼、渲染系统，它的动力学模拟系统，包括刚体、柔体、流体力学、布料仿真、皮毛和毛发，再结合使用强大脚本编辑语言，使Maya成为了当今最伟大的特殊效果制作工具。Maya可在Windows、Linux和Mac OS系统上运行。掌握了Maya，会极大的提高制作效率和品质，调节出逼真的角色动画，制作出电影级别的真实效果。到很多影片中的电脑特技镜头都是应用MAYA完成的。
（二）3ds Max
3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，也是目前世界上应用最广泛的三维动画制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3D Studio系列软件。在Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3D Studio Max 加Windows NT组合的出现降低了CG制作的门槛，首选开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如《X战警II》、《最后的武士》等。
3D Studio Max 提供了比较全面的建模、动画及渲染解决方案，但是要制作高级别的动画与特效，要靠一个庞大的插件群来支持，比如有支持其带有阴影能力的体积烟雾的插件，或者模拟复杂流体动力学的插件等，3D Studio Max是第一款可以直接通过插件程序渲染出Flas格式的三维软件，另外还有几种渲染插件程序，可以支持3D Studio Max进行更强有力的光线追踪算法和全局照明渲染。3ds Max售价3495美元，不过如果加上这些高端的插件程序，3D Studio Max要比其他的软件程序贵。
（三）Softimage XSI
它的前身是业内久负盛名的Softimage 3D。Softimage为了体现软件的兼容性和交互性，最终以Softimage公司在全球知名的数据交换格式.XSI命名。Softimage XSI与Maya同为电影级的超强3D动画工具,也在国际间享有盛名,它在动画领域可以说是无人不知的大哥大。SoftimageXSI是一个基于节点的体系结构，这就意味着所有的操作都是可以编辑的。它的动画合成器功能更是可以将任何动作进行混合，以达到自然过渡的效果。Softimage XSI的灯光、材质和渲染已经达到了一个较高的境界，系统提供的几十种光斑特效可以延伸为千万种变化。Caustic.Global Illumination和Final Gathering特效使渲染效果到到了空前的效果。Softimage XSI高级企业版售价9995美元。
（四）LightWave 3D
美国NewTek公司开发的LightWave 3D是一款性价比及高的三维动画制作软件,它的功能非常强大,是业界为数不多的几款重量级三维动画软件之一，售价1495美元。LightWave 3D支持WINDOWS，MAC OS操作系统。它的操作简便，易学易用，在生物建模和角色动画方面功能异常强大；基于光线跟踪、光能传递等技术的渲染模块，令它的渲染品质几尽完美。它以其优异性能倍受影视特效制作公司和游戏开发商的青睐。
（五）Cinema 4D
Cinema 4D是一套由德国Maxon Computer公司开发的三维动画软件，简称C4D，以及高的运算速度和强大的渲染能力著称，包含建模、动画、渲染（网络渲染）、角色、粒子以及新增的插画等模块，可以说C4D提供了一个完整的3D创作平台，它正成为许多一流动画艺术家和电影公司的首选。C4D已经走向成熟，很多模块的功能在同类软件中是具有领先地位的。Cinema 4D分不同的模块组合销售，价格从595美元至2495美元不等。
二、应用领域对比
（一）MAYA
目前Maya主要应用于电影特效方面。从近年来众多好莱坞大片对Maya的特别眷顾，可以看出Maya技术在电影领域的应用越来越趋于成熟。年来Maya的代表作有《星球大战前传》、《第五元素》、《x战警》、《异形》、《透明人》、《角斗士》、《完美风暴》、《恐龙》、《黑客帝国》、《指环王》等，同时在广告、计算机游戏等领域也有一定应用。
（二）3ds Max
3ds Max可以说是一个一个全能软件，也是我国三维图形领域使用人数最多的一种软件，它的应用范围非常广泛，如广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、计算机游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。其中在计算机游戏和建筑视觉表现领域处于垄断地位。
（三）Softimage XSI
Softimage XSI最适合于拥有中到大型制作团队的公司级用户。如果团队中的技术指导希望为工作项目准备基础的背景材料、创建各种工具并使建模师、动画师等创作人员拥有合作工作的环境，XSI无疑是最适合的，它可以让所有项目的合作者在同一时间在同一个场景当中共同工作。并且这是一个非常地开放的软件，可以使用语言编写开发新的工具。所以XSI非常适合动画电影的制作，此外它还提供了非常优秀的工具用于游戏的开发与制作。
（四）LightWave 3D
LightWave 3D被广泛应用在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等各领域，当年火爆一时的好莱坞大片《TITANIC》中细致逼真的船体模型、《RED PLANET》中的电影特效以及《恐龙危机2》、《生化危机-代号维洛尼卡》等许多经典游戏均由LightWave 3D开发制作完成。
（五）Cinema 4D
Cinema 4D应用广泛，在广告、电影、工业设计、等方面都有出色的表现，例如影片《阿凡达》的部分场景由花鸦三维影动研究室得工作人员使用C4D制作，可以在这样的大片中看到C4D的优秀表现。在其他动画和电影中也有很多使用到C4D，如《毁灭战士》、《范海辛》、《蜘蛛侠》、《极地特快》、《丛林总动员》等等。
三、学习难易对比
（一）MAYA
Maya是一个巨大的包含了许多各种内容的软件程序。对于一个没有任何使用三维软件经验的用户来说，可能会因为它的内容复杂、广泛而受到打击。对于有一定三维制作经验的用户来说，则只需要熟悉几个星期，就会适应Maya的工作环境，进而可以深入的探究Maya的各种高级功能。
（二）3ds Max
3ds Max是一个全面而复杂的软件，想要精通它，需要非常投入地学习一段时间。对于初学者来说，不要试图在一个星期内就掌握所有软件中的各种复杂操作和功能。3ds Max的教学资源非常丰富，在互联网上，可找到大量的相关教程。所以，对于一个三维领域的初学者来说，使用3ds Max作为起步的台阶是不错的选择。但是，一旦进入到后续的深入学习阶段，它与其它三维软件没有太大区别。
（三）Softimage XSI
Softimage XSI是一款庞大的巨型软件，并不特别适合初学者，因为它的定位目标是那些企业用户，也就是说，它更适合那些团队合作式的制作项目，而不是个人艺术家。Softimage XSI有着象3ds Max和LightWave一样的工作流程。就是说，对于那些有经验的三维制作艺术家们，可以很轻松的掌握它；并且会发现它为我们提供了很便捷的制作环境。
（四）LightWave 3D
对于一个三维图形领域的新手来说，Lightwave非常容易掌握。因为它提供的功能更容易使人认为它主要是一个建模软件。在Lightwave中，建模工作就像雕刻一样，只需要几天的适应时间，初学者就可以非常地舒服地使用这些工具。Lightwave有些特别，它的建模（建模和贴图）和布局（动画和特效）被分成了两大模块，也正是因为这点，丢掉了很多用户。
（五）Cinema 4D
Cinema 4D是一款比较容易学习的软件，但是学习必须保持耐心。根据你的个人目标，学习的进度会有很大的不同，如果只需要了解基本的工作流程和知道如何制作出一般的结果，可能只需要一两个星期；如果需要制作复杂的角色动画以及掌握脚本编写等技能，你就需要花费很多的时间。Cinema 4D是一款非常深奥的软件程序，不要指望一夜之间就掌握所有的功能。
四、总结
通过研究与对比，我们会发现以上五款软件每款都有自身的优势与特色，对于初学者提出的“我该学习那个三维软件”？这个问题，应该说从来就没有一个唯一的答案，应该根据你想要达到的目的和期待三维软件所能提供的功能来决定选择，比如想从事电影动画创作，当然首选MAYA；从事建筑表现建议选择3ds Max或Cinema 4D；从事游戏美工制作建议选择3ds Max或LightWave 3D等等。虽然这五款软件都很强大，但无论哪种三维软件都是一种工具，要想创作出精美绝伦的3D艺术作品，必须有较高的艺术素养与创造性思维，否则掌握了在强大的工具也没有价值。
参考文献：
[1]火星时代.3ds Max 2010大风暴[M].人民邮电出版社,2010,(04).
[2]陈路石.中文版Maya2012完全自学教程[M].人民邮电出版社,2011,(11).
[3]叶喜乐,王玉库,李林娜.Softimage XSI完全掌握超级教程[M].北京科海电子出版社,200,(07).
[4](美)阿波兰.Inside LightWave8完全攻略[M].中国电力出版社,2005,(1).
三维软件范文第7篇
关键词：园林设计;三维制作软件;3d max;sketchup(草图大师)
计算机已经应用于社会生活的各个方面,计算机辅助设计技术应用于园林设计也有很长一段时间,但大多仅限于二维图形制作,三维软件大多是在设计结束后进行效果图制作时才参与进来,即目前的设计仍是在二维的平面中设计三维的空间实体。但是随着计算机技术的不断进步,三维软件的发展成熟,目前的技术条件已经可以使设计从二维图纸进入到三维空间,而三维软件的发展也可以满足设计中各个过程的要求,该文主要对三维软件在园林景观设计中参与辅助的各项过程作初步的探究。
1园林概况及三维制作软件简介
园林经过漫长的发展,已经成为人类文明、生活及精神情感都离不开的一部分空间,并且园林的范围也早已超越狭义上的庭院、庄园,而是扩大到城市环境、风景保护区、大地景观等领域,涉及人类生活的各个方面。自从19世纪下半叶,美国造园大师欧姆斯特德(frederick low olmsted)规划了纽约中央公园、波斯顿和华盛顿绿地系统,第一个把自己的职业称为风景园林师(landscape architect),自此园林扩大到城市整体绿化的范畴,逐渐形成一门独立的专业和具有特定内涵的专业学科,并标志现代风景园林学的建立[1]。概括的说,园林就是在一定地域,运用工程技术和艺术手段,通过整地理水、植物栽植和建筑布置的途径,创造出一个供人们观赏、游憩的优美环境。
三维也称3d(three-dimensional),即三维图形。显示3d图形,实际是在平面里显示三维图形,形成立体感。计算机屏幕是平面二维的,人们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像是由于人眼产生视觉上的错觉。而三维制作就是在计算机中建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,并且根据要求设定模型的各种属性参数。制作各种模型或场景的软件就是三维制作软件。由于其精确性、真实性和无限的可操作性,已经被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等许多领域中[2]。
2传统园林设计概况及存在问题
中国是一个园林历史十分悠久的国家,无论是在园林植物的选育、栽培,还是在创作的园林精品上都有极大的特色,对世界产生了重大影响,被誉为“世界园林之母”(e.h.wilson)[3],是世界三大园林发源地(西亚、希腊和中国)之一,但由于多种多样的原因,我国的园林教育事业和学科发展起步较晚,在很多方面存在欠缺和不足,所以应当充分了解、学习世界先进的设计思想和设计方法。
传统的设计手段,主要是使用手绘的方式绘制设计图、施工图、效果图、立面图等,当cad这种矢量制图软件出现后,因其标准化、高效化等多方面的优势,人们大都已经在绘制设计图、施工图中使用cad软件来进行制图,并且在各种设计行业里广泛使用。但是由于cad是主要面向两维平面设计制图的软件,因此在某些方面仍有平面制图局限所带来的问题。
2.1空间比例不明确
由于是在平面上通过平面构图设计立体的物体景观,因此往往会造成在平面布局设计时忽略立面额空间上的数比关系,而出现虽然平面上十分优美,而实际中却十分古怪的设计,更有些初学者会设计出10m多长的桌子、几十米宽的小路等笑话。
2.2设计形象不具像
由于在进行平面设计时看到的仅是平面图标,其立面、三维形象大多是在脑中形成的模糊形象,更不用说全面地考虑其物与物、物与地形等的相互关系,而由于脑中并未对实体形象进行深入、认真的思考,在画透视效果图时,仅按照好看美观来绘制,而根本脱离了自己在平面设计的位置关系,这样就造成了在平面设计时看似很好的搭配,在立面或施工中却发现十分不协调乃至根本无法实现的情况。
2.3在展示给业主等非专业人士时不便
由于没有形成真实完整的空间实体,传统方式只有靠一张张的手绘图给他人进行展示,并且由于手绘方式自身的特性局限,造成了大多仅能展示一部分的视点视域,且需要花费大量的时间和精力,而且当设计有一点改动时,这些原来绘制的图画将会完全失效,全部都要重新绘制。
3三维软件的优势
在传统的园林景观设计中,景观设计师完全通过手绘图来表达其设计理念,既费时费力,又难于修改,随着计算机技术的不断发展,三维
软件的成熟,园林设计的过程可以与三维软件相结合,通过让计算机辅助分析,一边观察、感受设计效果,一边进行相应的设计和修改,这样的设计方式有许多优势。
3.1通过三维建模准确确定空间比例
在三维空间中建立虚拟场景,并在场景中进行各项设计,可以准确而直观的看到所设计的物体与环境的比例是否合适,地形的高低起伏、树木的大小、建筑物的体量都一目了然,并且可以以人体模型为参照,对比体量的合理性,乃至进行准确的尺度设定。这样就会让在平面设计里粗枝大叶、毫不考虑比例关系的设计充分地暴露出来,使设计更加准确,达到“比例与尺度”这一园林设计的基本要求。
3.2具像化具体化物体形象
通过平面设计确定物体的设计位置,通过三维建模确定物体的的空间三维形象是三维辅助设计的重点优势,对于园林来说山水地形、植物、建筑,是重中之重且不可或缺的要素,平面设计由于受到本身特性的局限,在实体设计上明显先天不足[4],而三维辅助设计就可以很好地解决这一问题。通过三维建模可以确定物体的空间具体形态,并且可以立即看到与环境的色彩、形态等搭配是否和谐,还可以进行具体修改,避免了平面与立体的相互独立与冲突。
3.3以现实游人视角观察分析
无论是园林设计,还是环境设计,其根本目的都是为人服务,设计首先应当考虑的是人的感受,脱离了具体使用人的设计一定无法成为一个成功的设计,而平面设计站的角度是平面的,没有从游人的角度来思考问题,这样的设计方法往往造成不知所云的局面,如一个以凤凰图案为总体布局,总体立意是凤凰,并且以凤凰为名的广场,却让游人在游览过后找不到凤凰在哪。
在三维场景中,设计人员可以在设计时以游人的视角进行观察,看所设计的景观是否与思考中的效果相同,其高低、位置对游人是否有不方便的影响,其设计思想从游人角度是否可以理解,这种设计不仅是对设计方式上的改进和优化,更主要的是在设计理念上改变那种脱离受众、空来空往的设计理念,从而满足“舒适和美观的需要”的设计。
3.4方便直观的展示
景观三维辅助设计从平面到立体,从图纸到场景的一系列三维辅助设计过程,在设计结束后得到的不再是以往设计方式所产生的一张平面图纸,而是有对比、有色彩、有质感的一个完整仿真的三维场景,这样无论是景点效果图,还是整体鸟瞰图,电脑都可以很好表现出来,并且还可根据需要进行动态画面的制作,及其3d引擎的自由的动态空间。
4三维辅助设计流程
在进行园林三维辅助设计的具体实践中,不同设计要求的设计过程不尽相同,但大体上有以下几个步骤:
4.1基础资料的调查和分析
主要任务是对要设计的地形、植被等各项条件进行全面的了解,通过收集图纸和其他材料,了解地形地貌特征,分析植物气候条件、土壤类型,明确设计要求,使其设计建立在实际地形地貌等条件上。
4.2方案设计
对整体园林的用地进行规划或布置,并进行立意的构思,是采取探索性的的方法产生很粗略的框架。方案设计往往会做出多个方案,然后综合比较分析,最终产生一个最优秀的方案。
4.3cad平面初步设计
在cad软件环境下进行平面初步设计,园林设计图主要是平面图,但其是将立体景物通过正投影以平面图的方式画出来,所以此阶段的设计不只是设计地形、建筑、植物等平面布局,同时也要考虑立体的景象。
4.4cad导入三维软件,在三维场景中初步建立场景环境
cad是广泛被使用的设计软件,几乎所有的三维软件都兼容支持dwg格式(cad文件的存储格式)的文件,可以导入如“3d studio max”,“sketchup(草图大师)”等软件,将二维平面转化为三维环境,在三维虚拟空间中初步建立场景环境,并把平面设计的景物按照思考的景象在三维空间中建立模型,使之具体、清晰。
4.5二维与三维结合分析
通过观察三维场景中的虚拟景观(这里建议在sketch-up软件环境中进行),可以直观地观察景观的效果,多角度地分析空间分布关系,进行深入考虑。然后综合功能的需要、艺术的要求和环境的条件等因素,逐步进行设计修改。在这一过程中,图纸改动的工作量很大,如果是原始的图纸,就会有很大麻烦,每一点改动都意味着图纸的重新绘制,所以电脑制图的优势就十分明显了。
4.6详细更改设计平面图并完善三维场景
这一步与第5步几乎是在同一时间完成的,但为了强调分析的重要以及一边分析一边改进的要点,所以写成了两步。在分析之后核对得出改进的想法,然后修改平面图与三维空间,这样一步步分析,一步步改进,最终得到经过虚拟现实分析的设计,换句话说就是已经“建成并考察”的园林景观设计了。
4.7综合平面设计图与三维场景进行竖向设计图、种植设计图、立剖面图
由于三维场景的建立完善,设计人员已经对所设计的园林景观环境有了充分了解,并且三维模型建立也使立面尺寸基本明确,所以竖向设计图、种植设计图、立剖面图等竖向图纸就可以十分方便地画出来。如果是在“天正建筑tarch”这个建立在cad平台上的设计软件中绘制的话,可以利用“生成立面图”这个功能直接产生出来。
4.8以三维软件输出效果图、效果动画等
不同的三维软件输出图的方式方法不一样,统一软件也有不同的渲染器(例如3d max可以使用默认渲染器、v-ray渲染器、巴西渲染器等),但是无论是什么软件,其基本出图方式都是一样的,首先是调整视角,然后进行光源等设置,最后渲染输出。这样的图纸效果是手绘很难比拟的,如果是以动态视角输出的图,则更有如现实场景的效果。
4.9进行设计汇报
由于是多媒体的文件,既可以以图纸打印的方式形成图纸文件,更可以结合电脑的多媒体方式对业主进行完整多角度的介绍。由于有虚拟的三维场景,所以可以很直观的展现给非专业人士的业主,这样避免了传统方式非专业人士难以理解的缺憾,让业主可以充分理解设计并与设计人员交流,提出自己的想法,使设计能真正成为满足业主需求的设计。
5常用三维软件介绍
5.13d max
3d studio max,简称为3d max或max,是autodesk公司开发的基于pc系统的三维动画渲染和制作软件。具有以下特点:①功能强大,扩展性好。3d max建模功能强大,在角色动画方面具备很强的优势,丰富的插件是一大亮点。②操作简单,容易上手。3d max可以说是最容易上手的3d软件。③与其他相关软件配合流畅。是世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件,完全满足制作高质量动画、最新游戏、设计效果等领域的需要[5]。
5.2sketchup
sketchup是一个极受欢迎并且易于使用的3d设计软件,官方网站将它比喻为电子设计中的“铅笔”。它的主要卖点就是使用简便,人人都可以快速上手。并且用户可以将使用sketchup创建的3d模型直接输出至多种三维软件中[6]。而作者也强烈推荐园林设计人员使用这款软件,因为google sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想,而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。
6结语
设计是对未来的描绘,设计师是创造未来的人,每个时代的软件、硬件的技术发展进步都对设计产生了深远的影响,作为21世纪信息技术时代的园林设计人员更应该积极探索,通过新技术、新方法的应用,推进园林设计的进步。三维软件在设计过程中的辅助与应用是一种具有极大优势的新方法,应大力推广和应用。
7参考文献
[1] 李嘉乐.现代风景园林学的内容及其形成过程[j].中国园林,2002,18(4):3-6.
[2] 庞可.三维设计技术应用及前景展望[j].电力建设,2003,24(5):4-7.
[3] 罗桂环.西方对“中国──园林之母”的认识[j].自然科学史研究,2000,19(1):72-86.
[4] 付芩.二维设计与三维设计的分析比较与图形转换[j].江汉大学学报(自然科学版),2009,37(3):72-74.
[5] 袁紊玉,杨丽,徐正坤.3d max7.0&photoshop cs园林设计风暴[m].北京:兵器工业出版社,2005.
[6] 刘嘉,叶楠,史晓松.sketchup草图大师:园林景观设计[m].北京:中国电力出版社,2006.
三维软件范文第8篇
关 键 词 CAD；机械设计；应用
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-090-1
随着计算机图形学的飞速发展，数据库技术的提高，还有微型计算机性能的改善，计算机已经普及到越来越多的行业中。用计算机通过三维软件来设计产品，在今天已经不是一件不可能达到的事情了。对于机械设计，传统的设计方法都是设计人员通过画图板，铅笔，制图工具，来设计图形，这样的设计方法不但使工作变得复杂、枯燥，而且浪费了很多的资源和时间。如今已经很少看到设计人员用纸笔画图了，取而代之的是三维软件。通过三维软件来设计图形使设计人员节约了很多时间，提高了设计的质量和精度，做到了传统设计方法无法做到的一些事情。CAD三维软件的出现和发展，极大地促进了生产力的发展，是我们机械设计上的一大进步。CAD三维软件在机械设计中的应用主要是以下几方面。
1 对复杂零件体积和重量进行计算
每个从事机械设计的人员设计的每一个零部件，零部件的重量体积等参数都应在图纸上标明，尤其是一些复杂的大型零件更是如此。设备的重量关系到原材料采购，而原材料的采购关系到生产成本的预算，成本的预算决定着在合同招投标中能否准确的报价，所以重量的标注对任何一个企业都是很重要的。例如一些昂贵的金属设计零件，如果设计人员计算出的重量小于它的实际重量，就有可能因为铸造过程中使用的金属原材料比实际需要的重量要少而达不到产品的质量要求，造成产品的报废，这会给企业造成重大的经济损失。而如果出现计算的重量超出实际需要的重量这种情况，在加工时就会增加成本，同样给企业带来损失。借助CAD的三维软件，对该零件进行实心造型，并参考设计图纸，用这个实心造型的零件模拟现实中的产品。然后通过CAD命令查找实心体的属性，计算出这个三维实心体的质量、重心、体积等等一系列参数。如果通过设计人员利用复杂的计算公式计算出零件的体积重量等参数，会消耗设计人员很多的精力和时间，而且算出来的结果与实际结果也会有一定的误差，利用CAD三维软件中的命令，可以使得很多复杂的事情简单化，为企业的实际生产提供了理论依据。
2 通过实体模型检查设计要求
对于一个成熟的设计师来说，利用三维软件来设计，软件应用不是最大难题，最大的难题在于通过什么方法表达自己的设计理念。由于许多成熟的设计师习惯于用传统的二维工程图来表达自己的设计理念，对于描述三维模型的各种线条关系，在思维上来说很不习惯。把自己的思维模式从传统的二维设计方法转变到现在的三维设计方法，需要一个适应过程。二维设计在一些单件生产的设备中，由于设计人员不太重视很容易出现尺寸的误差或结构不合理的情况，从而导致安装出现问题。为了让这样的事情不再发生，我们可以用CAD按照平面图形标注的尺寸，把它用三维立体图来表现，并在CAD中运用渲染这个功能，向三维模型修改材质或添加材质，并对这些地方设置颜色和光源，将画好的各零部件的三维图，在CAD三维软件上进行“装配”，然后选择润色这个命令，加工制造完成后的样貌就可以在屏幕上显现出来。在“装配”过程中，用CAD还可以检查是否存在尺寸链错误，结构错误，外形有不足的地方也能暴露出来。如果三维图中发现问题，可以立即进行更改，这样图纸的错误率会大大减少。
3 快速出图
通过CAD三维软件设计出的三维模型，可以快速地得到我们想要的工程图。例如装配体、零件等的基本视图，以及我们需要表达出来的任意角度的平面投影图、透视图等。而且可以将这些工程图打印出来，CAD三维软件的这个功能提高了设计者的设计效率，节省了时间，而且图纸美观，整洁，错误少。
4 演示功能
一个企业要向用户推销自己的产品，展示企业的实力，必须经常参加各种类型的产品展示会等活动。在机械这些企业中，一个设备往往要占用很大的会场空间，而且客户和参观者通过外表也无法对机器的内部进行仔细的观察。利用录像和照片则由于现场环境、灯光、拍摄角度等因素的影响，无法达到宣传和推销产品的目的。而制作一个缩小的实体模型也要耗费很大的精力和金钱。这时如果利用CAD三维软件绘制一个实体模型并利用计算机在进行现场演示，可以让用户更好更快更直观地了解我们的产品，了解我们的设计成果，从而认可我们的产品。如果客户对于产品有一些其它要求，我们也可以按用户提出的设计要求为他设计产品，利用CAD三维软件的实体造型功能，还原产品的样貌。不论多么复杂的结构，通过不同视角的观察结合三维剖视图命令，就可以将产品的内部结构显现在观众面前。利用CAD三维软件中的图像和动画功能，结合其它动画软件，可以通过动画来展示产品，相信会给顾客留下深刻的印象，对产品的销售也有很大的帮助。
5 结论
CAD三维软件，除了以上介绍的一些功能外，还有许多其他的应用功能，通过进一步的挖掘与使用这些应用功能，可以把这些功能的优势运用到更多领域中去。总之，CAD三维软件作为一个辅助设计工具，对于企业的设计生产十分重要，在设计师设计过程中如何更好地发挥CAD软件的这些功能，如何让CAD三维软件更好为设计服务，是我们每个设计师都需要考虑的事情。
参考文献
[1]康博创作室编著.Auto CAD使用大全[M].清华大学出版社.
三维软件范文第9篇
关键词：SolidWorks；三维软件；凸轮调试；运动模拟设计；凸轮曲线 文献标识码：A
中图分类号：TP311 文章编号：1009-2374（2015）15-0046-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.023
近年来，三维软件SolidWorks推广迅速，其极大的设计便捷性也受到广大机械设计师的钟爱。在复杂自动化机械运动计算中，通过三维软件模拟机械运动成为非常好的方式。在设计自动化包装机械的进料摆臂凸轮时，发现计算机模拟的凸轮运动只是理论情况，在投入实际运行中，发现一些不可避免的，例如弹簧回弹时间的延迟、滚轮与凸轮碰撞的振动等问题。在不断修正凸轮轮廓曲线、重新模拟运动后，这种现象得以减轻，最终满足了高速运转的需要。
1 SolidWorks在机械设计领域的应用情况
目前在机械设计时用到最多的三维制图软件当属SolidWorks，该软件是第一个基于Windows开发的三维CAD系统，可以进行几乎所有机械的零件、标准件的三维设计，同时也可以进行二维零件制造图的绘制。在二维零件图中可以轻松获取三维零件的左视图、俯视图，甚至立体轴测图，并可以自动进行尺寸标注。
为了增加便利性，该软件可利用预设的插件来生成机械零件，简单输入相应参数即可生成齿轮、蜗杆、凸轮等特殊形状的机械零件，以上几种零件如果直接绘制会比较麻烦。有了插件后，例如想绘制齿轮，可以输入模数、齿数等便可以准确生成；想绘制凸轮，输入推程和角度即可准确生成。
另外，有些功能还开放给设计者编程，懂计算机编程的设计师可以编辑各种需要的命令按钮，自动执行各种连续操作，例如可以将“打印-打印设置-关闭”三个命令合成一个按钮。更强大的是，可以将分散的零件利用相切、平行、垂直等机械装配配合规则进行装配，还可以进行齿轮链轮的配合。除了手动模拟机械零件运动外，还可以直接设定模拟电机动力的参数进行自动转动，并进行运动分析。
在凸轮运动设计时，传统的CAD设计中，设计师只能绘制二维的凸轮图纸，如果涉及的动作较复杂，则只能靠设计师繁琐的计算来推算行程，然后利用辅助线绘制凸轮的行程位置，靠描绘极端的几个行程位置来画出预计设计的动作轨迹。这样的方法难以全面考虑运动参数，计算的准确性有一定问题，画出来的图也是非常不清楚，如果不是设计者本人，可能无法直观、快速地模拟出相应的动作。
在SolidWorks中，生成的凸轮可以经过描绘轮廓线，然后导入到装配图中，将滚子的外圆与轮廓线相切配合。随后转动凸轮，滚子与推杆便可以依据凸轮的外部轮廓进行运动。
2 SolidWorks在自动化包装机械中的应用优势
自动化包装机械形式由于包装体多样（泡罩、袋装、三边封等）、需包装的物体多样（形状不一的固体、液体、膏状半流体等）以及包装材质多样（PVC、铝薄、纸质、玻璃瓶等）的特点，每套不同适用范围的自动化包装机械都由不同组合形式的几百个机械零件组成。如果将装配图绘制成传统的二维图非常不直观，不利于设计，不利于调试。而三维软件绘制的装配图能自由转动，随意解剖，能很好地看清机械构造并模拟运动，很好地解决了二维图在装配图时遇到的问题。
在自动化的食品、药品包装机械中，涉及的机械部件很多，动作也都带连锁性，一环扣一环，需互相配合，设计的对象也都有不同，很难按绘制一套或几套标准去套用，因此三维绘制零件并模拟动作在这方面使用变得非常便利。就算是比较业余的产品使用者，也可以清楚看懂机械的运动状态和调试动作的要求，在后续的用户体验上有了非常大的提升。
3 SolidWorks模拟调试实际应用研究
在某自动化给袋子式包装机械的上料机构的设计中就涉及了凸轮运动的三维设计及模拟。该套设备适用于袋装食品的自动化包装，适用于颗粒物体和酱料，由机械手臂抓取预制好的包装袋，然后上袋到有大型转盘的开袋进料封袋出袋的自动化包装工序中。整台机器出于成本需要，也为了动作连续，只安装一台电机，控制纵横两轴上近20个凸轮的转动。通过凸轮的运动控制各个工序上的机构运动，各个机构的动作均需紧密配合，不能脱节。
该设备最关键的是其中有一套进料摆臂机构。该机构由三个凸轮分别控制上料大臂、上料小臂和吸料装置的运动。上料大臂、上料小臂负责每次夹取一只袋子上到负责开袋、加料等后续工序的夹子上去；吸料装置负责每次用气嘴吸一只包装袋，配合上料臂的动作来提供包装袋。
为保持动作的连续性，控制上料大臂和上料小臂的两个独立的凸轮均安装在一根传动轴上。但如此一来有个弊病：电机带动轴上的凸轮，在上料大、小臂完成上袋后，上料大臂开始回撤，带动上料小臂也往后拉，并且在水平方向上还是往下降的，这样会勾断已经安装好的袋子。因此在凸轮设计中要特别注意增加这时段的凸轮升程来抬高上料小臂，也就是说在上完袋子后，上料小臂要特意抬头避开袋子再开始后撤。此点也是在三维模拟运动时发现的，如果是传统的二维CAD设计，或许到调试时才能发现这一点。
增加这时段的凸轮升程如果在传统计算中需充分考虑小链轮的角速度、推算线速度，从而推算小臂的摆动幅度，这使得计算量比较庞大，此时用三维软件模拟三个凸轮推动几个机构的运动来进行模拟调试会直观得多，并且非常可靠。因此设计者应在模拟调试成功后导出凸轮的图纸进行下料制造。
投入到现场设备运转时，若在极慢的速度下上料大、小臂完全符合软件模拟情况，但在速度提高到40袋每分钟时，上料臂的运动完全被打乱，是在混乱的震动中完成整套动作的。这原本在SolidWorks模拟中是非常平滑顺利的机械动作，但凸轮制造完全符合图纸，其余零件也没有任何制造或配合错误问题，油也已经加到位。没有制造安装的问题，完全响应设计要求。
在多次试验和调整后，发现可能是因为速度加快后，弹簧带动滚子的速度跟不上凸轮转动的速度，导致滚子不能连续与凸轮接触的原因。此点就算在三维软件模拟调试中也很难被发现。因为在软件设置滚子和凸轮相切后，计算机会按程序设计的完全接触来执行，无论速度多快都会接触良好，目前还不能模拟出震动或弹簧回弹的速度。更好地反映实际情况，反映机械震动，摩擦和弹簧等拉力因素应该是三维软件今后的发展
方向。
因此，为产品达到更快的运行速度，达到更好的生产效率，需要进行凸轮轮廓曲线的设计修正。在经过数十次不断修正凸轮的停留时间，不断修正凸轮的行程段与停留段的衔接，增加行程段的时间角度，修正突变的曲线直至比较饱满的弧线后，提高至60袋每分钟才没有发生摆臂在高速下震动的情况。
4 结语
在三维软件设计凸轮零件，特别是涉及到速度较快的复杂运动时，可以在设计完成后导入三维软件进行模拟调试。在模拟成功运动动作的前提下，尽量修正凸轮弧度直至平滑，充分考虑弹簧回弹的延迟。这样在下料时会减少试制的次数，减少错误凸轮生产的数量，减少调试成本的同时提高调试的成功率。
参考文献
[1] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2010.
[2] 詹迪维.SolidWorks快速入门教程（2010中文版）
[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3] 卜炎.注册机械工程师执业资格考试复习教程[M].天津：天津大学出版社，2008.
[4] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.
三维软件范文第10篇
[关键词]三维雨量面 Delaunay GIS OpenGL Bitmap
我国是一个农业大国,对自然气候依赖比较重,容易受到农业灾害的影响。农业灾害最常规的表现形式就是干旱或洪涝灾害,而干旱、洪涝灾害的重要指标之一就是面雨量。如果能及时掌握了比较准确的面雨量,对于农业的抵抗灾害、江河的抗洪能力以及水库的蓄洪规模都具有重要的意义。
随着非常规探测技术的迅猛发展,以自动气象站降水观测资料为主,结合雷达、卫星估测降水资料辅助修正模式正在形成,通过资料融合、四维同化来进行估算已成为流域面雨量估算技术的发展趋势。而以GIS为平台,实现数据分析和显示一体化管理则代表了面雨量业务系统的发展方向。通过水文模拟与水文观测的比较,可以对面雨量估算结果进行间接检验。如何将雨量和上述资料融合在一起,提高降水量精度和降水数量的预测,是一个亟待探讨和研究的重要问题。
三维雨量面,顾名思义就是固定时间段固定区域内任意一点上的降水不流失,整个区域所有点降水将形成一个立体的降水体。在不考虑地貌特征,认为地表是均匀平整的情况下,水体的上表面就是该区域某时段内的三维雨量面。构建三维雨量面要求有大量的数据支撑。
三维雨量面可以更直观的反映面雨量的分布特征,善于表现降水空间分布的复杂性,同时可以非常方便的加入或融合到GIS系统中去。如果结合GIS地理信息提供的地貌资料,风场、温度场、气压场等综合资料,可以进一步揭示空间信息与降雨之间的关系,大大提高降水量预测的精度,还可以准确估算流域的平均降水量,从而更好的预测、预警灾情,对于农业的抵抗灾害、江河的抗洪能力以及水库的蓄洪规模都具有重要的意义。
本文采用利用Borland公司的C++Builder6和OpenGL三维开发软件(如图1所示),开发设计了河南省雨量面模拟、分析软件,再现了河南省某时段的三维雨量面,现简介如下。
一、雨量面的数据支持
三维雨量面的构建必须有大量的数据作为支撑,必须选取合适的插入法。经比较,本文选取了Delaunay三角形插值法。它是气象部门和GIS研究都常用的一种插值方法,其优点如下:
1.三角形插值法可以较好地表现雨量、地形、地貌和物体表面形状特征,准确性可以满足要求;作为主要的数字地形模型表示法,它的生成算法已趋于成熟。
2.三角网保证了相同的观测站点生成的三角形插值图像唯一,可重复性好。易于更新,可适应各种分布密度的数据,减小运算量。
3.结构良好,数据结构简单,数据冗余度小,存储效率高,可以表示线性特征和迭加任意形状的区域边界。
4.三角网三角形数据可以直接用于三维物体的软件生成。
本文将河南省121个气象观测台站作为插入点,根据经纬度利用三角形插值法生成了河南省二维delaunay三角形网络。程序设计过程如下图所示。
如图3所示,为生成的二维Delaunay三角形网络。
二、三维开发软件的选择及技术开发
构建三维的雨量面,常规的程序开发软件难以实现,更难以将多个面、场叠加,最好采用专业的三维开发软件。当前最主流的三维开发软件有DirectX和OpenGL,是两款非常优秀的软件。由于气象部门数据运算需求,经常要在UNIX、LIUNX等操作系统下操作,鉴于OpenGL(Open Graphic Library)具有良好的程序通用性和可移植性,本文选择了采用OpenGL来解决面雨量的三维显示。
三、雨量面的分析
本文对于三维雨量面的分析分析包含最基本的功能,主要有两点:点雨量的获取和等雨量线的获取。
1.点雨量的获取。点雨量的获取非常简单。我们只要知道了需要查找的点坐标位置,即可获得需要的坐标点上像素颜色,颜色和雨量之间关系换算即可得到该点雨量。
2.等雨量线的获取。
等雨量线是一种等值线。等值线是联结具有相同数量指标的空间分布现象与二维平面的图形,不同数值的等值线组成的图形可以精确表示自然现象的垂直变化和水平方向的强弱差异,是一项重要的分析指标。由于空间的限制,等值线可以是闭合的也可以是不闭合的。等值线一般不相交。
本文提出一种新颖的等值线获取方法,就是通过对比位图色彩值来获取等值线。上文构建了三维的雨量面,同时生成输出该雨量面的彩色正视图。正视图是三维雨量面在水平面上的正投影。由于雨量面是内部连续的,雨量与色彩值是线性相关的,相同雨量值色彩值必定相同,在色彩值相同的地方,必定存在等雨量线。我们可以开发编写软件,通过对雨量面正投影位图的色彩分析,通过过滤生成等雨量线,设置多个雨量段对应的颜色段阀,通过与非运算,筛去不符合阀值的点,即可轻易获得任意等雨量线,仅生成一次雨量面,即可完成所有任务,对于生成的等雨量线还可以方便保存为位图。程序编写过程如下。
四、结论
本文通过采用Delaunay三角形插值方法,保证了三维雨量面的数据需求;采用了OpenGL技术,完成了三维雨量面的生成;采用位图分析技术来获取三维雨量面上的点雨量输出和任意等雨量线的输出,将格点插入转换为对位图的处理,完成了雨量面的基本数据输出,不受格点限制,减轻了计算量,提高了工作效率。同时并为下一步引入GIS地面系统奠定基础。
参考文献:
[1]R. K. L inslcg 等著. 刘光文等译.工程水文学.水利出版社, 1991.18～81.
[2]Hutchinson MF.Interpolating mean rainfall using thin plate smoothing splines [J ] . Int . J . Geogr. Inf . Sys. ,1995:385～403.