三D三D关键技术及其应用.doc
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1、3D、3D技术及其应用3D3D是英文“3 Dimensions”简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体,是相对于只有长和宽平面(2D)而言。 咱们本来就生活在三维立体空间中,咱们眼睛和身体感知到这个世界都是三维立体,并且具备丰富色彩、光泽、表面、材质等等外观质感,以及巧妙而错综复杂内部构造和时空动态运动关系;咱们对这世界任何发现和创造原始冲动都是三维。 3D技术但是在人类漫长历史进程中,局于技术条件限制,无法简便、直接、快捷地用直观三维方式来描述这个三维世界,只能在沙土、羊皮、纸张二维平面上,用影像表达和传递对这个世界结识和创造,人们创造了平面投影和透视
2、等办法,并基于纸张平面形成了抽象2D平面文明体系因而整个人类所有历史,都可以说是基于纸张平面2D文明直到上个世纪电脑与网络诞生;造纸术、印刷术,中华人民共和国四大创造曾经为全人类2D文明发挥了极其重要作用。 电脑创造和迅速普及,随着互联网飞速延伸,迅速地变化和还原了这一切,深刻地改写着咱们生活方式/消费方式和工作方式/生产方式基于电脑和互联网三维数字化技术,终于使人们对现实三维世界结识重新回归到了原始直观立体境界。无论在虚拟网络上还是在现实生活中,从大到飞机、轮船、汽车、电站、大厦、楼宇、桥梁,小到生活中每一种小小工业产品,处处都能见到电脑制作数字化3D模型、动画与仿真。这不但是“2D/平面”
3、到“3D/立体”优美转身!更是2D平面时代到3D数字化时代一场深刻革命! 3D技术应用一种全新3D数字化时代正向咱们呼啸而来:一切都将三维数字化3D FOR ALL! 今天咱们讲3D,重要特指是基于电脑/互联网数字化3D/三维/立体,既可以是动词、是名词,又可以是形容词、是状态副词,就也就是三维数字化。 3D或者说三维数字化技术,是基于电脑/网络/数字化平台当代工具性基本共用技术,涉及3D软件开发技术、3D硬件开发技术,以及3D软件、3D硬件与其她软件硬件数字化平台/设备相结合在不同行业和不同需求上应用技术。 3D技术应用发展随着近些年来电脑技术迅速发展,3D技术研发与应用已经走过了几十年前期
4、摸索阶段,技术成熟度、完善度、易用性、人性化、经济性等,都已经获得了巨大突破;随着电脑网络应用迅速普及,就3D应用而言,更是成为了普通大专学生轻松驾驭基本电脑工具,像电脑打字同样;3D消费和使用,如通过3D技术做出来游戏、电影、大厦、汽车、手机、服装等等,更已经成为了普通大众工作和生活中一某些。 旧时王榭堂前燕,飞入寻常百姓家。3D就在每个人身边,人人都可以享用3D,3D让咱们回归一种看似虚拟但却是真实立体世界。 3D技术及其应用3D技术是推动工业化与信息化“两化”融合发动机,是增进产业升级和自主创新推动力,是工业界与文化创意产业广泛应用基本性、战略性工具技术,嵌入到了当代工业与文化创意产业整
5、个流程,涉及工业设计、工程设计、模具设计、数控编程、仿真分析、虚拟现实、展览展示、影视动漫、教诲训练等,是各国争夺行业制高点竞争焦点。 3D技术应用通过近年迅速发展与广泛应用,近年3D技术得到了明显成熟与普及;一种以3D取代2D、“立体”取代“平面”、“虚拟”模仿“现实”3D浪朝正在各个领域迅猛掀起。 3D技术应用普及,有面向影视动画、动漫、游戏等视觉体现类文化艺术类产品开发和制作,有面向汽车、飞机、家电、家具等实物物质产品设计和生产,也有面向人与环境交互虚拟现实仿真和摸拟等。详细讲涉及: 3D软件行业、3D硬件行业、数字娱乐行业、制造业、建筑业、虚拟现实、地理信息GIS、3D互联网等等。 3
6、D硬件产品登记表白,在当代工业产品开发生产过程中,70%错误在设计阶段已经产生,而80%错误往往在生产或是更后续阶段才被发现并进行修正。3D突出优势在于能最大化对产品进行仿真设计和顾客沟通,尽量早地将错误和需求变更解决在设计阶段,使产品开发周期缩短、生产成本减少,提高公司市场竞争优势。 在西方发达国家,3D已成为产品设计、制造、管理、市场、服务、消费等创新基本和新竞争高地;而掌握最前沿3D技术,也为她们把控产业链、获取巨额利润提供了依托。当前全球近80%飞机与50%汽车,使用法国达索系统3D软件设计制造;欧特克更是在3D数字娱乐等众多领域引领全球创新走向;SONY、三星等已经在3D数码产品上开
7、辟了消费家电行业新滩头战场;IT巨头google不断加大在3D地图、虚拟现实等3D前沿应用研发投入;微软正试图运用自己在office上优势,成为下一代3D技术原则制定者。在此之下,3D电视、3D投影、3D照像、3D打印等新型电子消费产品甚嚣尘上;3D互联网、3D虚拟世界等都已经在迅速地变化着人们生活。被已被广泛称为“3D技术元年”、更被称为“3D产业元年”,一种环绕3D全球新兴战略产业正在迅速形成并成为各国新竞争焦点。 3D技术在各行业应用状况欲善其事,先利其器。作为信息化条件下新基本“语言”、“工具”和“平台”,3D技术研发与应用关系着中华人民共和国产业构造提高,以及在下一波世界竞争中占据如
8、何位置。没有3D技术与人才支撑,产业升级、自主创新、文化软实力打造等将无从做起,“中华人民共和国创造”将成为一句空话。把3D技术渗入到工业化与信息化“两化融合”实践中,渗入到文化创意产业创新发展实践中,渗入到新一代创新型实用人才培养实践中,渗入到持续推动自主创新进程中,不但是技术能力建设,更是国家创新能力与文化软实力建设上台阶重要基本。 3D软件Abqus Acrobat 3D Adams Alias Algor Ansys Artlantis ArchiCAD AutoCAD BIM BLM CAD/CAID CAE CAM CAXA CATIA Cosmos Cimatron C4D Cr
9、eator 3D Delmia Delcam/Powermill Ecotect EdgeCAM Eovia Carrara FaceGen Modeller Fluent Hexagon Hypermesh Inventor Insight LightWave 3D Maya MasterCAM Maxwell MATLAB Macrostation MEP MoldFlow MSC Nastran OpenMind PDM PLM Pkpm Pro-Engineer Patran Pro-NC Quest3D Radiosity Rhino3D/犀牛 Revit Sap Sketchup
10、SolidWorks SolidEdge Softimage3D SurfCam Topsolid TD-Think3 UG/Unigraphics Ulead Vue 5 Infinite virtools UG 3DVIA 3Ds max 天正 浩辰 中望 奔特力 . 3D硬件产品3D显示屏 3D笔记本 3D打印机 3D扫描仪 3D电视 3D手机 3D相机 3D投影仪 3D彩超 工作站 图形显卡 GPU 立体眼镜 3D眼镜 裸眼3D技术 3D-Led 头盔显示屏 三维空间跟踪定位器 数据手套 三维空间交互球 多通道环幕 . 全国3D大赛全国三维数字化创新设计大赛(简称“全国3D大赛”)以“
11、推动3D技术普及、提高自主创新能力”为主题,以“学3D!用3D!我创造!我高兴!”为标语,以“以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新”为宗旨,引领创新人才培养、掀起全民创新热潮、支撑“两化”融合、服务产业升级、践行创新型国家建设。 全国3D大赛分“工业与工程”方向(工业设计、模具设计、工程设计、虚拟仿真等)及“文化创意”方向(影视动漫、数字艺术、虚拟现实等)两大方向,设立大学生组、职业组两个组别,并按省/自治区/直辖市设立赛区,每年举办一届:1-4月宣传动员,5-7月初赛选拔,8-11赛区复赛,11月末全国现场总决赛。 全国3D大赛已成功举办第三届。第一届大赛,全国14个省/直辖市/自治区16
12、8所大专院校参赛;第二届大赛,全国28个省/直辖市/自治区508所大专院校参赛,参赛人员达50万人;第三届大赛即将进行全国现场总决赛,当前全国30个省/自治区/直辖市619所高校与376家公司参赛,参赛人员达100万人。INTEL、AMD、NVIDIA、HP、Dassault Systmes、Autodesk、联想、宏碁、航天神舟软件、智联招聘等全球和国内知名公司也都参加到了全国3D大赛这台大戏之中。 全国3D大赛由科技部高新技术发展及产业化司、教诲部科学技术司等部门指引,国家制造业信息化培训中心3D办(3D动力)发起举办,国家制造业信息化培训中心3D办、江苏省常州市科教城管委会、3D动力网共
13、同承办。 全国3D大赛以三维数字化、网络信息化和虚拟仿真化全新方式和当代手段,极大地减少了创新实践技术与成本门槛,使得全民参加创新实践成为也许,因而大大拓展了创新概念、设计内涵、实践形式与参加范畴,使得各类大专院校、更多专业与更大面大学生可以参加进来,使得文化创意与工业领域各类众多企事业单位设计人员、技术人员、技术工人、管理干部等更大面职业人员可以参加进来,甚至使得中小学生也可以积极参加进来,借助3D大赛平台开展创新实践活动,把敢于创新、敢于实践创新精神和创新意识在3D大赛贯穿全年巡讲、巡展等各个环节活动中得到弘扬,把专业知识、实践能力与社会产业需求在创新实践过程中得到有力地渗入和融合,掀起了
14、全国“学3D!用3D!我创造!我高兴!”新热潮。 全国3D大赛正是在国家大力推动自主创新、实现从“制造大国”到“创造大国”转变新时代背景下开展一项新兴赛事,体现了科技进步和产业升级规定,是大学生科技竞赛与全民创新实践活动一次新发展,是贯彻国家中长期教诲改革和发展规划纲要有力举措;是一台旨在提高创新素质和能力、营造良好创新环境、构建创新人才培养平台、推动国家经济构造调节和基本能力建设“大戏”。 编辑本段3D电影 3D电影D是英文Dimension(线度、维)字头,3D是指三维空间。国际上是以3D电影来表达立体电影。 人视觉之因此能辨别远近,是靠两只眼睛差距。人两眼分开约5公分,两只眼睛除了瞄准正
15、前方以外,看任何同样东西,两眼角度都不会相似。虽然差距很小,但经视网膜传到大脑里,脑子就用这微小差距,产生远近深度,从而产生立体感。一只眼睛虽然能看到物体,但对物体远近距离却不易辨别。依照这一原理,如果把同一景像,用两只眼睛视角差距制造出两个影像,然后让两只眼睛一边一种,各看到自己一边影像,透过视网膜就可以使大脑产生景深立体感了。各式各样立体演示技术,也多是运用这一原理,咱们称其为“偏光原理”。 3D立体电影制作有各种形式,其中较为广泛采用是偏光眼镜法。它以人眼观测景物办法,运用两台并列安顿电影照相机,分别代表人左、右眼,同步拍摄出两条略带水平视差电影画面。放映时,将两条电影影片分别装入左、右
16、电影放映机,并在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90度偏振镜。两台放映机需同步运转,同步将画面投放在金属银幕上,形成左像右像双影。当观众戴上特制偏光眼镜时,由于左、右两片偏光镜偏振轴互相垂直,并与放映镜头前偏振轴相一致;致使观众左眼只能看到左像、右眼只能看到右像,通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上,由大脑神经产生三维立体视觉效果。呈现出一幅幅连贯立体画面,使观众感到景物扑面而来、或进入银幕深凹处,能产生强烈“身临其境”感。 当前在电影院里重要是播放采用两种不同原理3D影片: 一种以imax大屏幕立体电影为代表,这种技术是效果最佳,即所谓偏振光技术,在播放是,用两部带偏振镜放映机同步放映两
17、路视差影像,即左右眼分别应当看到影像。因而如不带电3d偏振光眼镜话,在屏幕上看到就是重影影像,而观众配带3d眼镜就是两个偏振光镜片,通过它们,就能让咱们左右眼分别看到屏幕上放映左右眼视差图像,产生立体效果。imax影院屏幕有高达七十多米高,图象非常清晰,3d效果强烈,音响也很棒,是当前立体影院中最佳。 此外一种称为红蓝补色立体电影,中华人民共和国此前放都是这种电影,观看影片时,影院会给观众发一种几块钱就能买到左红右蓝滤色眼镜,带上后左眼就能看到屏幕上红影图象,右眼看到蓝影图像,从而产生立体影像,这种立体电影比imax要差诸多,立体感要差某些,但它成本较低,也可以在普通电影银幕上放映,可以让更多
18、人体会到立体电影带来视觉魔术,同步由于这种电影对屏幕没有限制,因此咱们只要买一副几块钱红蓝立体眼镜,就能在电脑上观看立体电影。 尚有一种惯用技术是立体眼镜原理,这种立体眼镜采用时分方式,交替关闭左右液晶镜片,而与之想配套播放软件分别在屏幕上同步交替播放左右眼视差影像,因而咱们左右眼就能分别看到左右视差影像。只要这个交替速度足够快,就能让咱们看到立体影像,并且不会有闪烁感。因而对电脑显示屏规定较高,需要CRT显示屏,并且刷新频率至少达到100mhz以上,但是由于其便于与电脑一起配合使用。 编辑本段3D3D印刷立体印刷品具备图片新颖,极强视觉冲击力等特点,从而达到醒目且过目不忘效果;是当前一种图像
19、体现形式。本产品是一种印刷品延伸品,因而凡印刷品合用范畴,本产品匀合用;同步又具备广告和防伪功能。立体、变图产品具备下列优越性:1、图像新颖、别致、美观、过目不忘,消费者在欣赏之余往往不会容易丢弃,从而牢紧记住产品公司形像,是当前一种子最佳宣传、广告形式。 2、具备防伪功能,有助于品牌产品和知识产权保护。 当前立体印刷体现形式是最佳,并且不需要投入昂贵成本,只要在技术上严格把关,就可以生产出精美立体印刷品。在投资时,如下几点是要考虑。 技术准备 立体印刷和普通印刷工艺大体相似,但更严格,对精准度也规定更高。例如,套印要精确,网点还原要更加清晰和饱和,否则,就会影响图像清晰度和立体感。 编辑本段
20、3D三维图形3D是three-dimens 3D效果图ional缩写,就是三维图形。在计算机里显示3d图形,就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里,真实三维空间,有真实距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界,因而在计算机显示3d图形,就是让人眼看上就像真同样。人眼有一种特性就是近大远小,就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维,咱们之因此能欣赏到真如实物般三维图像,是由于显示在计算机屏幕上时色彩灰度不同而使人眼产生视觉上错觉,而将二维计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学关于知识,三维物体边沿凸出某些普通显高亮度色,而凹下去某些由于受光线遮挡而显暗色。这一结识被广 3D-三维图形(16张)泛应
21、用于网页或其她应用中对按钮、3d线条绘制。例如要绘制3d文字,即在原始位置显示高亮度颜色,而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓,这样在视觉上便会产生3d文字效果。详细实现时,可用完全同样字体在不同位置分别绘制两个不同颜色2d文字,只要使两个文字坐标适当,就完全可以在视觉上产生出不同效果3d文字。 常用3D软件 AutoCAD AutoCAD(Auto Computer Aided Design)是美国Autodesk公司初次于1982年生产自动计算机辅助设计软件,用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行绘图工具。.dwg文献格式成为二维绘图事实原则格式。
22、 简介 AutoCAD是由美国Autodesk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发绘图程序软件包,通过不断完美,现已经成为国际上广为流行绘图工具。 AutoCAD具备良好顾客界面,通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它多文档设计环境,让非计算机专业人员也能不久地学会使用。在不断实践过程中更好地掌握它各种应用和开发技巧,从而不断提高工作效率。 AutoCAD具备广泛适应性,它可以在各种操作系统支持微型计算机和工作站上运营,并支持辨别率由320200到20481024各种图形显示设备40各种,以及数字仪和鼠标器30各种,绘图仪和打印机数十种,这就为AutoCAD普及创
23、造了条件。 3DS MAX 3ds max是当前世界上销售量最大三维建模,动画及渲染解决方案。她将广泛应用于视觉效果,角色动画及 3DS MAX下一代游戏。至今3dsmax获得过65各种业界奖项,而3dsmax将继承以往成功并加入应用于角色动画新IK体系,为下一代游戏设计交互图形界面,业界应用最广建模平台并集成了新subdivision表面和多边形几何模型,集成了新ActiveShade及Rend er Elements功能渲染能力。同步3dsmax提供了与高档渲染器连接例如mental ray和Renderman,来产生特殊渲染能力如全景照亮,聚焦及分布式渲染。 创造丰富、复杂可视化设计,为
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