基于3DS与OpenGL的三维人体模型构建方法

基于3DS与OpenGL的三维人体模型构建方法

摘要：在应用程序中构建三维人体模型是实现三维虚拟试衣系统的一项基础工作。在Visual C++6.0开发环境下，利用OpenGL和3DS优势互补实现人体模型的构建和交互。克服了因OpenGL没有提供三维模型的高级命令，仅通过点、线及多边形等基本几何图元构建模型所造成的工作量和难度大的问题，实现了快速构建高质量三维人体模型的目的。

关键词：三维人体模型；OpenGL；3DS

0引言

三维人体建模是实现虚拟试衣的基础，也是计算机图形学和服装CAD 领域研究的热点和难点。目前，在服装人体建模中主要使用的方法有4种：多面体建模、基于特征的服装人体曲面建模、参数化的曲面建模、以网格边界线为连续条件的三维人体建模[1]。人体表面复杂、不规则，人体模型建立难度较大，不少学者在人体建模方面进行了相关研究。宋庆文等[2]对人体模型数据进行分析，用NURBS曲面构建了人体的四肢和躯干，但手部和脚的原始三角型网孔依然残留着。吴龙、张欣等[3]在单文档视图模式下调用OpenGL，通过多边形曲面造型方法来实现参数化人台设计。盛光有、姜寿山等[4]以一种基于单目视觉测量原理的三维人体扫描装置获得的人体数据为来源，运用三角面片法构建人体表面，并把人体模型保存为标准的OBJ文件模型格式。李基拓等[5]提出了使用正、侧、背面 4 幅正交人体

图像，通过参数化变形截面环变形人体模型模板后得到带服饰纹理的个性化虚拟人，但基于照片构建的人体模型往往真实程度很差，不能真正反映人体的特征。本文的三维人体模型构建采用多面体建模技术，在获取人体曲面数据阶段，通过Poser中的人体模型导出为3DS 文件来获得相关数据，并结合3DS和OpenGL的方法来实现模型构建和交互。

13DS文件格式

3DS是非常普遍的数据格式，以3DS格式保存的三维图形文件非常丰富。3DS文件由块组成，每个块由信息类别和下一个块的相对位置两部分组成，其中块的信息类别由ID来识别。3DS文件中的数据按低位在前、高位在后的方式组织。例如，两个十六进制字节0x4A5C组成的整型数，表明5C是高位字节，4A是低位字节。每个块是一个层次结构，不同类型的块具有不同的层次结构。3DS文件中有一个ID是0x4D4D的根块，它是文件的开始，其大小就是文件的大小。根块内的块称为主块，有3D编辑程序块和关键帧块两种类型。3D编辑程序块是物体的形体数据定义的开始，主块后面是该主块所包括的子块。3D编辑程序块的子块包括材质列表块、物体块等，而物体块又包括了网格块、亮度信息块、相机参数块等，其中，网格块包括顶点列表块、面信息块、位置信息块等；关键帧块定义关键帧的信息。3DS文件这种块的结构的优势在于应用时可以跳过不需要的块信息，仅读取所需块。

2OpenGL三维图形工具包

SGI公司的OpenGL（即开放性图形库Open Graphics Library）是一种图形与硬件的接口，独立于硬件系统、操作系统和窗口系统，具有广泛的可移植性。OpenGL提供了清晰明了的图形函数，不要求开发者把三维物体模型的数据写成固定的数据格式，开发者不但可以直接使用自己的数据，而且可以利用其它不同格式的数据源，这种灵活性极大地节省了开发

时间，提高了开发效率[6]。OpenGL还提供了建模、变换、着色、光照处理、纹理映射、双缓存动画、反走样等基本操作，但没有提供三维模型的高级命令，只提供绘制简单图元的函数，仅通过点、线及多边形等基本几何图元构建复杂模型的工作量和难度较大。

OpenGL的工作流程如图1所示，OpenGL中的几何顶点数据和像素数据可以被存储在显示列表中或者能够立即得到处理。几何顶点数据包括模型的顶点集、线集、多边形集，这些数据经过运算器、逐个顶点操作等；图像数据包括像素、影像集、位图集等，图像像素数据的处理方式与几何顶点数据的处理方式是不同的，但它们都经过光栅化、逐个片元（Fragment）处理直至把最后的光栅数据写入帧缓冲区，最后通过硬件显示在输出设备上。

3三维人体数据获取

三维人体数据的获取不仅是建立人体模型的前提，而且是服装工业化生产中制定型号规格标准的基础。人体数据的获取可以通过测量仪测得，可分为传统接触式测量和非接触式测量两种。传统接触式测量是以软尺、测距计、滑动计等为测量工具测出人体有关部位的长度、

宽度、围度等二维数据如身高、胸围、腰围、臀围、肩宽、大腿围、小腿围等。非接触式测量通过三维人体扫描仪获得人体的点云数据，具体有立体摄影测量方法、激光测量法、莫尔条纹测量法、TC2分层轮廓测量法、投影条纹相位测量法等。

考虑到用传统测量工具对真实人体进行测量的诸多不便以及三维人体扫描仪比较昂贵，本文采用三维人体造型软件Poser自带的人体模型。Poser是美国Curious Labs开发的三维人体造型软件，它提供了很多标准的人体模型，并具有很强的信息交互能力，可以读取3DS、OBJ、DXF等文件，所以Poser可以与输出以上文件的应用程序进行交互，如3DS max等。

首先将Poser中的人体模型导出为3DS文件的格式，然后根据3DS文件块结构的特点，利用计算机编程将有用的人体曲面的顶点信息提取出来作为人体建模研究的数据。对于其它多块信息则可以忽略，这不会妨碍对所需信息的提取，反而正是3DS文件块结构的优势所在。

4基于VC的人体模型绘制4.1VC中配置OpenGL绘图环境

实现VC和OpenGL之间图形接口的机制是像素格式设置以及关联DC（Device Context，又称设备描述表）与RC（Render Context，又称渲染描述表）。此后OpenGL即可调用绘图原语，在窗口中绘出图形[7]。VC开发环境下，创建基于单文档的OpenGL应用程序：（1）工程中添加用来链接OpenGL函数的lib。单击菜单project 选择settings，在Link选项卡的Object/library modules里添加代码

“opengl32.lib glu32.lib glaux.lib”，每个lib之间用一个空格隔开，然后在需要调用OpenGL库函数的文件顶部包含OpenGL函数的头文件，分别是gl.h，glu.h，glaux.h。

（2）在利用OpenGL绘图的视类中创建OpenGL绘制描述表，用来把OpenGL函数的调用连接到设备描述表。声明变量：HGLRC m_hGLContext。

（3）设置OpenGL像素格式。OpenGL 窗口要求有自己的像素格式，只有那些从OpenGL 窗口客户区域获得DC 才容许在窗口中绘图。OpenGL用一个PIXELFORMATDESCRIPTOR 的数据结构保存和转换像素格式。

（4）初始化声明的OpenGL设备环境句柄，使之与当前的DC 相连。

如此便完成了OpenGL的绘图环境配置，可以调用OpenGL提供的函数来进行建模操作。

4.2人体数据读取

通过前面对3DS文件结构的分析，结合面向对象编程思想，设计结构体t3DObject和t3DModel 来组织3DS文件读取程序的数据结构以及辅助类CLoad3DS来实现对3DS文件的读取及相关操作。

其中，t3DObject 存放实体对象的相关信息，属性主要记录了对象中的顶点数目（numOfVerts）、面片数目（numOfFaces）、对象的名称、材质ID（materialID）、顶点坐标（pVerts）、法向量（pNormals）、面索引信息（pFaces）等主要数据结构。

一个3DS文件包括一系列的t3DObject，结构体t3DModel是对t3DObject的对象集合的描述。其属性主要记录了对象的数目（numOfObjects）、材质的数目（numOfMaterials）、材质链表信息（pMaterials）、对象链表信息（pObject）。

类CLoad3DS的主要操作有：ReadChunk（）读一个块；ProcessNextChunk（）读下一个块；ProcessNextObjectChunk（）读下一个对象块；ReadV ertices（）读对象的顶点；ReadVertexIndices（）读取面信息；ComputeNormals（）计算顶点的法向量。

类CLoad3DS读取3DS文件的操作简单描述如下：

打开一个文件，在文件指针合法的情况下，调用ReadChunk（）读取第一个块，然后判断该块的ID是否是0x4D4D，若是则说明该文件是3DS文件；接着调用递归函数ProcessNextChunk（）将对象读出并保存到t3DModel实例中，在读完整个3DS文件后，调用ComputeNormals（）计算顶点的法线。

4.3VC环境下三维人体模型绘制

根据读入的人体数据，利用三角面元来构造人体模型，以下是绘制人体模型的关键程序段：

glBegin（GL_TRIANGLES）；//三角形图元

for（int j = 0；j < pObject->numOfFaces；j++）// 遍历所有的面

{

for（int i = 0；i < 3；i++）// 遍历三角形的所有点

{

int index = pObject->pFaces[j].vertIndex[i]；// 获得面对每个点的索引

glNormal3f（pObject->pNormals[index].x，pObject->pNormals[index].y，

pObject->pNormals[index].z）；// 给出法向量

glVertex3f（pObject->pVerts[index].x，pObject->pVerts[index].y，pObject->pVerts[ index ].z）；//给出顶点

}

}

glEnd（）；// 绘制结束

4.4人体模型交互

利用OpenGL 提供的坐标变换、颜色处理、光照处理、选择等功能可实现三维物体更加真实的显示，同时还可以实现三维物体的旋转、放缩等交互操作。

在OpenGL中，利用glTranslate（）函数完成物体的平移变换，利用glRotate（）函数实现物体的旋转变换，利用glScale（）函数实现物体的缩放变换，利用glPolygonMode（）函数来设置模型的点、线段、面显示方式。

在工程中主窗口分为左右两部分，单击菜单栏上的数据输入菜单项选择好人体模型的3DS文件后，主窗口的右侧显示人体模型，左侧有面元模式和线框模式两个单选按钮，用户可以选择模型显示的模

式；还有光照复选框，选择光照复选框后还可以通过Slider滑动条控件来改变光照颜色。窗口布置如图2所示。

单击人体模型后拖动鼠标来实现人体模型的旋转，鼠标滚动滑轮来实现模型的放大缩小。面元模式下能够真实地体现人体模型的表面信息，并能进行消隐处理，适用于虚拟试衣。实现效果如图3所示。5结语本文在Visual C++6.0环境下，通过面向对象编程思想，设计类读取3DS文件中的人体数据，调用OpenGL函数实现了三维人体模型的构建和旋转、放缩等交互操作。该方法建模方便快捷、开销小，且效果逼真，为最终实现虚拟试衣打下了坚实基础。

参考文献参考文献：

[1]罗静，杨继新.三维人体建模技术[J].大连工业大学学报，2009，28（5）：378-381.

[2]宋庆文，周源华.一种基于模型的人体建模系统[J].计算机应用与软件，2004，21（1）：57-60.

[3]吴龙，张欣，任小玲，等.基于三维人体测量的参数化人台的研究[J].西安工程科技学院学报，2005，19（4）：416-419.

[4]盛光有，姜寿山，张欣，等.基于单目视觉测量的人体建模与显示[J].西安工程大学学报，2009，23（4）：93-97.

[5]李基拓，王阳生，周霞.由正交图像造型三维个性化虚拟人体模型[J].计算机辅助设计与图形学学报，2008，20（5）：554-559.

[6]赖特，利普恰克.OpenGL编程指南[M].第4版.邓郑祥，译.北京：人民邮电出版社，2005.

[7]高恩婷.基于VC++的OpenGL三维应用程序的设计[J].苏州大学学报：自然科学版，2007，23（4）：38-39.

A Method for the Constructing 3D Mannequin Using 3DS and OpenGL

英文摘要Abstract：Constructing 3D mannequin in the application is one of basic work to realize the 3D virtual fitting system.This article uses 3DS and OpenGL which have complementary advantages to construct 3D mannequin and achieves interaction under Visual C+ + 6.0 development environment. OpenGL does not provide advanced commands to construct 3D model，only by basic geometric primitives such as points，lines and polygon to construct model.Its workload is great.This method solves the problem and realizes constructing high-quality 3D mannequin quickly.

Key Words：3D Mannequin；OpenGL；3DS；Interaction

3D建模方法

3D建模方法基本上有6大类：基础建模，符合建模，suface toods建模，多 边形建模，面片建模，NURBS建模。 1.【基础建模】适用于大多数，包括对几何体的编辑和样条线的编辑。 2.【复合建模】一般用在特殊情况，使建模更快，可以图形合并，例如布 尔等。 3.【suface toods建模】是通过先建立外轮廓来完成，适用于用多边型比较慢比较麻烦的时候。 4.【多边形建模】很强大，基本所有建模都会用到，可以是一个体开始转 多边形，也可以一个面转多边形，做圆滑物体的时候还可以配合圆滑使用，做 一些生物或是曲面很强的东西的时候，一般都是先用一个BOX或是plan开始转多边形，然后开始构造。 5.【面片建模】比其他多了几个可调节轴，所以在处理圆滑效果的时候可 以手工处理，更随心。 6.【NURBS建模】一般用于做曲面物体。 3DS MAX有三种高级建模技术：网格MESH建模、多边形POLYGON建模、面片PATCH建模、NURBS（非均匀有理B样条曲线）建模。 方法/步骤 1. 1 多边形建模多边形建模是最为传统和经典的一种建模方式。3Ds max多边形建模方法比较容易理解，非常适合初学者学习，并且在建模的过程中用者有更多的想象空间和可修改余地。3Ds max中的多边形建模主要有两个命令：Editable Mesh（可编辑网格）和Editable Poly（可编辑多边形），几乎所有的几何体类型都可以塌陷为可编辑多边形网格，曲线也可以塌陷，封闭的曲线可以塌陷为曲面，这样我们就得到了多边形建模的原料多边形曲面。如果你不想使用塌陷操作的话(因为这样被塌陷物体的修改历史就没了)，还可以给它指定一个Edit Poly修改，这是3Ds max7中新增加的功能。编辑网格方式建模兼容性极好，优点是制作的模型占用系统资源最少，运行速度

三维建模与服装

计算机仿真建模期末论文 题目：三维人体与服装仿真建模技术综述 班级：机自122班 姓名：郭晓 学号：2012 0031 4216

三维人体与服装仿真建模技术综述 计算机动画一直是人们研究的热点，其中最为重要的是是人体造型和动画，随着服装业的发展和消费飞着对服装的合体度，舒适度的要求的提高，市场对三维服装CAD的需求也大幅增加，三维服装的网上定制，虚拟试衣等功能都离不开三维人体。智能化三维化的服装CAD开发已经成为当今服装界的主流[1]。而人体建模技术发展至今已经出现了大量的实现方法，随着科技的发展，人类认识进步，对动画的仿真性要求越来越高，这样一些传统的建模方法开始暴露出局限性。目前使用的三维人体建模技术主要有线框模型，体模型，曲面模型[2]。本文简单分析三个方法，并比较优缺点，以达到继承经典，不断完善传统建模方法，拓宽新的三维人体建模技术的思维。 一、曲面模型 曲面建模技术, 从 POSER 软件中提出三维人体数据点的 OBJ 文件, 通过提出一种新的三角刨分算法对数据点进行优化, 利用 VC++ 和 OpenGL 建立三维人体仿真模型[3]。 1.。三维人体数据的提取和处理 .首先提取三维数据。要进行三维人体建模就必须得到人体的三维数据。人体的三维数据一般是通过三维人体自动扫描测量设备获得。但其所测的结果没有排除人体着装的影响，与服装业对人体测量的要求以及ＣＡＤ／ＣＡＭ技术的要求仍有一段差距，另外人体自动扫描设备，如德国的VITUS人体扫描仪，价格十分昂贵，不太适合目前中国大部分中小服装企业。[4]三维人体建模软件目前在中国有很大的市场。POSER是美国Curious Labs 开发的三维人体图像和动画软件。是迄今使用范围最广的人体造型软件。该软件提供了大量现成的人体模型，同时可以调整四肢和身体的尺寸比例。另外该软件提供了多种格式的数据输出，如DXF，OBJ，3DS，BMP等，可以使其中的人体数据很方便的与其他软件进行交互[5]。曲面模型所建的三维人体模型是以 POSER 数据库中的女性人体为模板, 选取男性人体模块转化为 OBJ 文件格式输出。直接导出的 OBJ 文件并不适于直接构建三

3d可视化建模方案

3d可视化建模方案 3D可视化建模是一种高效、精确的建模方法，可广泛应用于 建筑设计、工程施工、产品设计等领域。本文将详细介绍3D可视化建模的方案，包括技术原理、工作流程、应用范围等方面。 一、技术原理 3D可视化建模是一种基于计算机的三维模型构建方法，其技 术原理主要包括以下几个方面： 1. 三维空间几何学 三维空间几何学是3D建模技术的基础，它涉及到三维坐标系、向量、矩阵等概念。通过几何学的基本原理，建立三维模型的数 学模型，实现对三维物体的建模、变形、旋转等操作。 2. 三维渲染技术

渲染技术是指将建好的3D模型转化为图片或视频的过程。在 3D可视化建模中，常采用光线追踪、阴影计算、材质贴图等技术，使3D模型的表现更加逼真，呈现真实的光影效果。 3. 虚拟现实技术 虚拟现实技术是指以计算机图形学为基础，通过虚拟空间的构 建和人机交互的实现，使用户获得身临其境的感觉。在3D可视化建模中，虚拟现实技术能够提供更加直观、动态、交互性强的3D 体验。 二、工作流程 3D可视化建模的工作流程主要包括以下几个阶段： 1. 数据采集 数据采集是3D建模的基础，它包括获取图纸、测量现场数据、收集资料等过程，旨在获取准确的设计数据和基础信息，为后续 建模工作提供保障。

2. 3D建模 3D建模是根据设计需求和数据采集结果，在3D建模软件中进 行具体的3D模型构建过程。这个过程中，需要根据设计需求、结构特点、施工工艺等因素，选择合适的3D建模工具，进行几何建模、布线、贴图、材质设置等操作，在建模过程中不断调整优化。 3. 3D渲染 3D渲染是将建好的3D模型转化为图片或动画的过程，根据设 计要求，设置光源、材质属性、阴影效果等参数，使3D模型呈现出真实的光影效果。 4. 验证和修正 验证和修正是对3D建模和渲染结果进行细节调整的过程，通 过与实际设计资料、原始图纸的对比，进行照片测量、数据计算 等方法，保证3D模型与实际设计一致，并随时对3D模型进行修 改和修正，输出符合设计要求的3D可视化效果图。

三维建模的方法

三维建模的方法 三维建模是指用计算机生成三维立体模型的过程，是现代数字艺术、设计、制造和工 程领域中不可或缺的技能。三维建模可以用于游戏开发、建筑设计、电影制作、工业设计、医学模拟等各种领域。本文将介绍10种三维建模的方法，并详细描述每种方法的具体步骤和应用场景。 1. 基础建模技术 基础建模技术是学习三维建模的必备技能。包括模型构建、细节润色、纹理添加等基 础操作。可以通过各种软件学习，例如 Blender，Maya，3ds Max等。对于初学者，可以 通过层次渐进式的学习方法，逐步掌握建模技术，熟练掌握基础操作。 2. 光影处理技术 光影处理技术是用来增强三维建模效果的方法。可以操作阴影、光照、反射等属性， 来达到更真实的效果。通过各种软件可以学习光影处理技术，用来改善场景和模型的效果。可以使用 Maya 中的 Arnold 渲染器，使用光影处理技术来增加阴影和反射效果。 3. 物理模拟技术 物理模拟技术是指，通过计算机算法模拟物理世界，例如受力、碰撞、重力等情形。 应用物理模拟技术可以让我们更好地理解场景和模型的相互作用，可以用来优化工业设计、动画、游戏等方面。可以使用 Unity 引擎中的物理模拟技术，来优化游戏的物理效果。 4. 简化模型技术 简化模型技术是指将复杂模型转换为相对简单的模型，失去一定的精度但也能提高计 算效率。简化模型技术常见于工程设计、游戏开发等场景中。可以使用 Autodesk 中的Simpify 3D 技术，生成精度较低但计算速度快的模型，用来优化游戏物品或工程模型的效果。 5. 形态生成技术 形态生成技术是一种新兴的三维建模方法，可以通过深度学习技术，将图像信息转换 为三维立体形态。形态生成技术可以应用于人脸识别、医学模拟、产品设计等不同领域。 可以使用 Tensorflow 中的形态生成技术，将人脸照片转换为三维立体模型，用于医学研究。 6. 数学模型技术

基于OpenGL的三维模型显示技术研究

基于OpenGL的三维模型显示技术研究 随着计算机技术的快速发展，三维模型技术也得到了广泛的应用。三维模型技术可以用于游戏、设计、虚拟现实等领域。为了能够高效、准确地显示三维模型，有必要研究基于OpenGL的三维模型显示技术。 一、OpenGL介绍 OpenGL是一种跨平台、开放源代码的图形库，可用于创建2D和3D图形。OpenGL由Khronos Group开发和维护。它支持多种编程语言，如C、C++、Java 等。由于其良好的跨平台性，OpenGL被广泛应用于游戏、虚拟现实、工业设计等领域。 二、OpenGL的三维模型显示原理 OpenGL的三维模型显示通过投影、纹理、光照等技术实现。在显示三维模型时，必须确定视点、投影方式和视口。 投影方式一般有两种：透视投影和正投影。透视投影是根据物体离观察者的距离来确定其大小，离得越近，大小越大；正投影是根据物体在水平和竖直方向上的大小比例来确定其大小，不随离观察者的远近而改变大小。 纹理技术可以将图片或其他形式的数据映射到物体的表面上，可以使用多种纹理滤波方式，如最近邻法、线性滤波法等。 光照技术可以让物体看上去更加真实。光照有多种类型，如环境光、漫反射光和镜面光等。 三、OpenGL的三维模型显示实现方式 OpenGL的三维模型显示可以用传统的固定管线方式实现，也可以使用最新的可编程管线方式实现。

固定管线方式使用固定的模块处理图形数据，这些模块一般包括投影、光照、 显示器等。这种方式具有较高的性能和稳定性。 可编程管线方式则使用可编程的着色器编写代码处理图形数据。这种方式具有 更高的灵活性和可扩展性，能够实现更复杂的渲染效果。同时，可编程管线方式也可以在不同平台上实现相同的渲染效果。 四、OpenGL的三维模型显示应用举例 OpenGL的三维模型显示在游戏、设计、虚拟现实等领域得到了广泛应用。 在游戏领域中，OpenGL被用于实现游戏物体的渲染、光照和投影等。例如， 开发一款射击游戏时，可以使用OpenGL实现子弹弹道的计算和显示，以及敌人位置的渲染和光照等。 在设计领域中，OpenGL被用于实现建筑和产品的三维模型展示。例如，建筑 师可以使用OpenGL实现建筑模型的可视化和光照效果的渲染。 在虚拟现实领域中，OpenGL被广泛用于实现虚拟现实环境的渲染。例如，在 一个虚拟现实漫游环境中，可以使用OpenGL实现场景的渲染和光照效果的模拟。五、总结 基于OpenGL的三维模型显示技术是一种重要的图形技术，应用广泛。通过对 投影、纹理、光照等技术的巧妙应用，可以实现更真实、更美观的渲染效果。同时，传统的固定管线方式和最新的可编程管线方式都能够实现三维模型的显示，具有各自的优势和适用范围。

三维建模方案分析

三维建模方案分析 三维建模是一种通过计算机生成三维模型的技术，广泛应用于工业设计、建筑设计、游戏开发等领域。在进行三维建模时，我们需要选择适合 的软件和工具，以及确定合适的建模方法和流程。本文将对三维建模方案 进行分析，并提供一些建议。 首先，选择适合的软件和工具是进行三维建模的关键。市面上有许多 优秀的三维建模软件，例如Autodesk 3ds Max、Autodesk Maya、Cinema 4D、Blender等。在选择软件时，我们需要考虑其功能、易用性、学习曲 线和价格等因素。如果是初学者，可以选择一些易上手的软件，如Blender，这是一个功能强大且免费的软件。而对于专业人士来说，可以 选择一些功能更强大且专业的软件，如Autodesk 3ds Max或Autodesk Maya。除了软件选择外，我们还需要考虑合适的硬件设备，如高性能的计 算机和触控笔绘画板，以提高工作效率和质量。 其次，确定合适的建模方法和流程是进行三维建模的关键。三维建模 的方法和流程有很多种，例如手绘建模、多边形建模、曲面建模、体素建 模等。手绘建模是最基础和常用的建模方法，可以通过手绘的方式将模型 的基本形状勾勒出来。多边形建模是将多边形网格拼接成一个模型的方法，适用于较为简单的模型。曲面建模是通过控制曲面形状来构建模型的方法，适用于需要更高精度和流畅度的模型。体素建模是将3D空间划分为小块，并通过操纵这些小块来构建模型的方法，适用于需要进行尺寸和空间分析 的模型。在确定建模方法时，我们需要根据项目需求、模型复杂度和自己 的技术水平等因素进行选择。 最后，进行三维建模时，我们需要注意一些细节。首先，要充分了解 需求和规格，这有助于我们更好地进行建模和调整。其次，要注意模型的

三维建模构建方法

三维建模构建方法 三维建模是数字媒体领域中非常重要的技术之一，广泛应用于游戏开发、影视制作、工业设计、建筑设计等领域。本文将介绍三维建模的构建方法及其基本原理。 三维建模构建方法主要包括以下几种： 1. 点线面建模法：这种建模法是最基本的建模方法，它是通过点、线、面等基本元素来构建三维模型。这种方法适用于简单的模型建立，如建筑物中的一些简单的墙体、窗户等。 2. 球形建模法：球形建模法是通过一个球体来构建模型，然后在球体上加上各种细节，最终形成一个完整的模型。这种方法适用于一些球形或圆形的物体建模，如人头、水滴等。 3. 线框建模法：线框建模法是通过构建一个骨架线框，然后在骨架线框上添加各种细节，最终形成一个完整的模型。这种方法适用于构建一些具有复杂表现形式的物体，如人物、动物等。 4. 曲面建模法：曲面建模法是通过一些曲面来构建模型，然后在曲面上加上各种细节，最终形成一个完整的模型。这种方法适用于构建一些曲面复杂的物体，如汽车、机器等。 5. 组块建模法：组块建模法是将各种基本的模型组合在一起来构建一个完整的模型。这种方法适用于构建一些复杂的模型，如建筑物、城市等。 在进行三维建模时，需要掌握一些基本原理： 1. 对称性：在三维建模时，一些物体的对称性非常重要。通过

对称性可以减少建模的时间和难度，同时可以使模型更加美观。 2. 精度：在三维建模时，要注意模型的精度。精度不仅影响模型的外观，还影响到模型的性能。因此，在进行三维建模时，需要精确地控制模型的细节。 3. 材质和光照：在三维建模时，材质和光照也非常重要。通过不同的材质和光照可以使模型更加真实，更加逼真。 总之，三维建模构建方法和基本原理是三维建模中非常重要的内容，它们能够帮助我们更好地进行三维建模，制作出更加精美、逼真的三维模型。

三维人物模型的构建标准 要求

三维人物模型的构建标准要求三维人物模型的构建标准 三维人物模型是数字媒体和游戏开发中不可或缺的一部分。构建高质量的三维人物模型需要符合一定的标准，以便实现逼真的视觉效果并提供良好的用户体验。以下是三维人物模型构建的标准要求。 1. 比例和解剖结构：三维人物模型的比例和解剖结构应符合人体正常比例和身体结构。各个身体部位的尺寸和比例应保持正确，从而使人物模型看起来逼真而合理。 2. 拓扑结构和几何流：三维人物模型的拓扑结构和几何流是确保模型在动画和渲染时具有良好变形和形状的关键。拓扑结构应该是干净的，边缘流应该流畅，以确保动画表现的流畅性和人物模型的视觉质量。 3. 材质和纹理：三维人物模型应具有适当的材质和纹理，以增加视觉效果。材质应该与人物的身体部分相匹配，并适当反映皮肤、衣物、头发等细节。纹理应该是高质量的，以在渲染过程中产生真实感。 4. 细节和细节贴图：三维人物模型的细节和细节贴图可以增加模型的真实感和细节。例如，皱纹、肌肉纹理、疤痕等可以通过细节贴图增强模型的真实感。 5. 动画和姿势：三维人物模型应具备适当的骨骼和动画以实现生动的动作和姿势。骨骼系统应能够自然地动态变化，并且能够支持各种类型的动作，如走路、跑步、跳跃等。 6. 渲染和光照：三维人物模型在渲染过程中需要适当的光照和渲染设置，以实现逼真的效果。灯光设置应正确地照亮人物模型，并且阴影和反射应适当地呈现，以增加模型的真实感。

总之，三维人物模型的构建标准包括比例和解剖结构、拓扑结构和几何流、材质和纹理、细节和细节贴图、动画和姿势以及渲染和光照等方面。遵循这些标准要求可以确保构建出高质量、逼真和令人满意的三维人物模型。

3ds max三维建模的基本方法。

3ds max三维建模的基本方法。 3ds Max三维建模的基本方法 3ds Max是一款强大的三维建模软件，广泛应用于电影、游戏、建筑和工业设计等领域。本文将一步一步回答关于3ds Max三维建模的基本方法，帮助读者更好地了解和掌握这个软件。 第一步：了解3ds Max界面 在使用3ds Max进行三维建模之前，首先要熟悉软件的界面。3ds Max 的主界面包括菜单栏、工具栏、视图窗口、实例面板、时间轴等。菜单栏中包含了各种功能和工具，工具栏上则有常用的快捷工具。视图窗口可以显示场景的不同视角，例如透视图、顶视图、正视图等。实例面板用于调整对象的属性和参数，时间轴用于控制动画效果。 第二步：创建基本几何体 在3ds Max中，可以通过创建基本几何体来构建模型的基本形状。点击菜单栏中的“创建”选项，选择相应的几何体，例如盒子、球体、圆柱体等。在视图窗口中点击并拖动鼠标可以绘制几何体的尺寸和形状。通过在实例面板中调整参数，可以进一步修改几何体的大小、比例和细节。

第三步：编辑几何体 在创建基本几何体之后，可以使用各种编辑工具对其进行进一步的修改和调整。其中，常用的编辑工具包括移动、旋转、缩放、拉伸和倾斜等。通过选择需要编辑的几何体，然后点击相应的编辑工具，在视图窗口中拖动鼠标进行相应的操作，可以实时预览和修改几何体的形状和位置。 第四步：应用材质和纹理 为了让模型更加真实和具有质感，可以为其应用材质和纹理。在3ds Max 中，可以选择物体并点击“材质编辑器”面板来编辑材质。可以从库中选择现有的材质，也可以自定义材质的属性和参数。在实例面板中，可以对材质进行颜色、透明度、反射率、折射率等属性的调整。此外，还可以导入纹理贴图，并对其进行缩放、旋转和平铺等操作，以增强模型的真实感。 第五步：使用建模工具 除了创建基本几何体和编辑工具，3ds Max还提供了丰富的高级建模工具，帮助用户创建复杂的模型和形状。其中，常用的建模工具包括布尔运算、边界建模、多边形建模、NURBS建模等。这些工具可以帮助用户更加精确和高效地创建模型，例如切割、填充、拉伸、倒角等操作。

三维建模的方法

三维建模的方法 概述 三维建模是指利用计算机生成三维物体的过程，它在许多领域中得到广泛应用，包括电影制作、游戏开发、工程设计等。本文将介绍一些常用的三维建模方法和工具，以及它们的优缺点。 传统建模方法 1. 手工建模 手工建模是最早的三维建模方法之一，它需要艺术家或设计师用工具（如铅笔、刀具、黏土等）直接在现实世界中创造物体，并通过摄影等方式转换为计算机生成的三维模型。这种方法可以带来更加真实和独特的效果，但是需要较长时间和复杂的工艺流程。 2. 多边形建模 多边形建模是目前最常见的三维建模方法之一。它基于在三维空间中使用多个平面多边形（通常是三角形）来逼近真实物体的形状。多边形建模可以使用各种建模软件，如Maya、3ds Max和Blender等。它具有良好的灵活性和性能，适合用于动画制作和游戏开发等领域。 3. 曲面建模 曲面建模是一种更加精细和精确的建模方法。它通过使用数学曲面方程来描述物体的形状，例如贝塞尔曲线和NURBS。曲面建模可以产生更加光滑和真实的物体表面，但相对于多边形建模而言，它需要更高的计算资源和建模技能。

其他建模方法 1. 雕刻建模 雕刻建模是一种类似于手工建模的方法，但是它是在计算机软件中进行的。艺术家或设计师可以使用专门的雕刻工具，如ZBrush和Mudbox，直接对三维模型进行细 致的雕刻和绘画。这种方法特别适用于创造高细节的角色模型和艺术品。 2. 粒子建模 粒子建模是一种通过模拟粒子系统的运动来创建物体的方法。粒子可以被看作是微小的点或质点，它们可以根据物理规则进行各种运动和相互作用。使用粒子建模可以模拟出一些自然现象，如火焰、爆炸和烟雾等。 3. 建筑信息模型（BIM） 建筑信息模型是一种应用于建筑设计和施工的方法。它将三维建模与相关的建筑信息集成在一起，可以帮助设计师、工程师和施工人员更好地进行协作和管理。BIM 可以提高设计和施工的效率，并减少错误和冲突。 4. 光线追踪 光线追踪是一种模拟光线在三维场景中反射、折射和影响的方法。它可以生成非常逼真的渲染结果，但对计算资源要求较高。光线追踪在电影制作、特效制作和产品可视化等领域中得到广泛应用。 选择合适的建模方法 选择合适的建模方法取决于具体的需求和应用场景。对于需要快速建模和动画的项目，多边形建模是一个不错的选择。对于需要精细和真实效果的项目，曲面建模和雕刻建模可以更好地满足要求。对于建筑和工程项目，BIM是一个很好的解决方案。 无论选择哪种建模方法，都需要掌握相应的建模工具和技术。通过练习和学习，建模人员可以逐渐提升自己的建模技能，创造出更加出色的三维模型。

3DS与OBJ格式的三维模型文件在OpenGL中的输入与处理

3DS与OBJ格式的三维模型文件在OpenGL中的输入与处理 【摘要】介绍了两种流行的三维文件的文件格式，即3DS文件与OBJ文件，并论述了如何将这些文件在OpenGL（Open Graphic Library）中进行输入和处理。重点为OBJ文件的文件格式及怎样利用程序代码来构建模型数据结构、绘制对象模型，然后运用OpenGL实现三维显示和交互操作，并应用于地形建模、城市规划以及虚拟现实等领域。 【关键词】三维模型文件；OpenGL；3DS文件；OBJ文件 1.前言 OpenGL（开放图形库）作为一个开放的三维图形软件包，它独立于窗口系统和操作系统，基于OpenGL开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植。OpenGL的功能包括：建模、变换、颜色模式设置、纹理映射、位图显示以及双缓存动画等，而且借助Windows编程环境可以方便地对所构模型的人机交互进行控制。由于其开放性和高度重用性，OpenGL已经成为业界标准[1]。 虽然OpenGL提供了一些建立形体模型的命令，但OpenGL并没有提供更为复杂的三维模型的高级命令。在这种情况下，如果完全通过基本的几何图元—点、线、多边形来构建模型，势必十分困难；另一方面，由于3D图形技术的发展，形成了非常多的3D建模软件，这些软件建模一般比较方便，但又难以对其进行控制和交互。因此，如何有效地利用这些资源，对于快速开发可视化系统具有非常重要的意义。 作者在本文中对两种流行的三维模型文件的文件格式进行了介绍，并通过程序实现了文件的读取。把这些文件转换成OpenGL程序，再对其进行控制和交互操作。 2.3DS文件的输入和处理 3D Studio Max是Autodesk公司开发的用于制作三维动画的应用程序，它所生成的图形文件格式是3DS文件格式。该软件建模方便，且功能强大。因此，可以利用3D Studio Max对构建可视化系统提供重要帮助。这里介绍一种将3DS 文件转换成OpenGL文件的简单方法。 这种转换需要使用一个工具View3DS.exe（网上可下载）。转换时将3DS文件拖到View3DS上，将弹出一个窗口，在窗口中会显示需要转换的3DS模型。在窗口上单击鼠标左键，会弹出一个菜单，选择Export OpenGL CCode菜单项，将会在当前目录中生成OpenGL程序，包括与模型名相同的.h和.gl二个文件[2]。 生成C代码后，将模型的.h和.gl文件拷贝到当前建立的工程目录中，并在初始化部分加入以下代码：

基于OpenGL的三维图形引擎—毕业设计

毕业设计 基于OpenGL的三维图形引擎 内容摘要 近几年，3dsMax可灵活建立复杂的三维模型和OpenGL借助编程环境可以对模型的进行交互控制的种种优点已经受到越来越多的图形、图像制作者的关注，利用OpenGL绘制复杂三维模型工作量和难度较大，用3dMax 可灵活建立复杂的三维模型及动画.但不能实现人机交互,应用领域受局限，所以利用OpenGL 与... 近几年，3dsMax可灵活建立复杂的三维模型和OpenGL借助编程环境可以对模型的进行交互控制的种种优点已经受到越来越多的图形、图像制

作者的关注，利用OpenGL绘制复杂三维模型工作量和难度较大，用3dMax 可灵活建立复杂的三维模型及动画.但不能实现人机交互,应用领域受局限，所以利用OpenGL 与3DS MAX 两者的优势，使用3DS对复杂模型建模，然后将它转换到OPENGL下，用OPENGL编程实现交互式的动画。本文的主要内容就是3ds模型在OpenGL动画中的应用。 本文首先概要的介绍了3ds和OpenGL的发展状况，并阐述了对3ds 和OpenGL结合应用的目的和意义，然后第二章中简要地介绍了VB6.0 和对3ds模型在OpenGL动画中的应用的4种方法，再在第三章中对3ds模型的格式进行了剖析,而且通过对3DS文件格式的分析，建立相应的3DS读入类，读取3DS文件到自定义的图形数据结构中,完成了3ds模型在OpenGL 中的调用，并在第四章讲解了模型控制的原理,然后通过键盘和鼠标实现了在OpenGL中的人机交互动画，本文在最后对自己的设计进行总结和技术的进一步展望。 现今，3ds和OpenGL的应用范围越来越广。本文所完成的3ds模型在OpenGL动画中的应用，结合了两者的优势，通过3ds建模，在OpenGL下人机交互性强而可被直接应用到虚拟现实软件、游戏等各种软件中，具有相当程度的应用前景。

基于OpenGL的三维可视化技术研究与实现

基于OpenGL的三维可视化技术研究与实现 随着计算机技术的飞速发展，三维可视化技术也逐渐成为计算机领域的热门研究方向。其中，基于OpenGL的三维可视化技术因其高效、易用、跨平台等特点，成为了广泛应用的一种技术。 一、OpenGL概述 OpenGL是一种跨平台、开放源代码的图像渲染API，是由Silicon Graphics Inc.开发的一套图形程序接口。OpenGL在3D图形方面的优越性能以及跨平台特性，使得其得到了广泛应用。OpenGL的发展也比较迅速，在OpenGL 2.0中加入了可编程管线，使得OpenGL可通过GLSL（OpenGL Shading Language）进行高级图形渲染。 二、基于OpenGL的三维可视化技术 基于OpenGL的三维可视化技术可以用于各种领域，例如计算机游戏、虚拟现实、医学、建筑设计等等。其中，计算机游戏是三维可视化技术应用较早的领域之一。基于OpenGL的游戏开发可以在各种平台上实现高效、流畅的游戏体验。 虚拟现实也是基于三维可视化技术的重要应用领域。使用基于OpenGL的虚拟现实技术，可以实现逼真的虚拟环境，使用户产生身临其境的体验。 在医学方面，基于OpenGL的三维可视化技术可以用于医学图像重建、医学模拟、手术演示等。通过可视化技术，医生可以更直观地了解病患情况，选择更合理的治疗方案。 基于OpenGL的三维可视化技术也被广泛应用于建筑设计领域。使用可视化技术，设计师可以更清晰地了解设计效果，更快速地进行设计调整。 三、基于OpenGL的三维可视化技术实现

基于OpenGL的三维可视化技术需要使用OpenGL的相关库函数进行开发。其中，可以使用GLUT库进行OpenGL窗口的创建和事件处理。使用OpenGL的矩 阵操作函数可以进行三维模型的旋转、缩放、平移等操作。通过对三维模型的合理组合，可以实现更为复杂的场景效果。 此外，基于OpenGL的三维可视化技术也可以结合其他技术进行应用。例如， 可以使用纹理贴图技术实现更为逼真的材质效果，使用阴影映射技术实现更为逼真的光照效果。 四、基于OpenGL的三维可视化技术的发展趋势 基于OpenGL的三维可视化技术在未来仍将有广阔的应用前景。其中，虚拟现实、增强现实、智能制造等领域将是三维可视化技术的重要应用场景。此外，基于OpenGL的三维可视化技术也将继续完善，例如在光照效果、模型细节等方面的优化，从而实现更为逼真的场景效果。 总之，基于OpenGL的三维可视化技术是计算机领域的重要技术之一，其高效、易用、跨平台等特点，使得其得到了广泛应用。未来，该技术还将有更多的拓展与应用。

数字化服装工程中三维人体建模方法概述

数字化服装工程中三维人体建模方法概述 汤立;孙影慧 【摘要】基于三维人体对数字化服装工程中现有的三维人体建模方法进行了总结,对三维人体建模的各步骤与操作方法进行了简要的介绍.研究旨在通过介绍数字化服装设计中三维人体建模现有的研究成果,为后续研究者建模方法的合理选择提供参考. 【期刊名称】《国际纺织导报》 【年(卷),期】2017(045)007 【总页数】4页(P62-65) 【关键词】三维人体建模;数字化;服装工程;点云;数据处理 【作者】汤立;孙影慧 【作者单位】东华大学服装与艺术设计学院中国;东华大学服装与艺术设计学院中国 【正文语种】中文 随着计算机网络和信息技术的发展，服装工程数字化技术应运而生。近年来，数字化服装技术在服装设计、生产、营销及管理等环节取得较大的应用和发展，其对提高产品质量、增强企业竞争力具有不可忽视的作用。人体体型特征是服装制作的基础，也是服装工业的基础。快速高效地建立人体模型是进行数字化服装设计、展示和生产的开端。三维人体模型的快速准确表达，信息数据的存储格式，以及软件上下游的无缝连接，是服装设计环节中较为突出的问题。现有的三维人体建模流程通

常如下：首先，进行三维人体扫描，然后，对得到的人体扫描点云数据进行处理，最后，进行三维人体建模。本文将对这3个步骤中现有的研究方法、思路进行总 结和概述。 通过三维人体扫描仪等信号采集设备可得到第一手人体表面信息，这些信息在显示器上表现为大量的点阵，又称点云(图1)。不同构造原理的设备得到的点云数据不同，有的呈散点状，有的则呈条带状(扫描线点云)，还有的呈网格化，这通常与照射光有关。 得到点云数据后，可以根据点云信息进行人体表面的重建。首先，用点云数据处理技术对原始的点云进行一系列的处理，然后，采用三维人体建模技术实现人体表面的重建，最后，进行三维服装设计和虚拟试衣等工作。 基于现代光学的三维人体扫描的操作流程如图2所示。首先，光源向人体表面投 射光束，这些光投射到人体后将随之产生变形；然后，采用摄像设备捕捉人体表面的光线信息；最后，采用对应软件提取和处理人体表面数据信息，并构建人体模型。根据光源和系统处理方式的不同，常见的三维人体扫描方法主要有以下几种：——立体视觉法(如法国Lectra公司的Vitus Smart三维人体扫描仪)； ——结构光三角测量法[如美国Cyberware公司的全身三维扫描系统(WBX)]；——莫尔条纹干涉法(如英国Wicks & Wilson公司生产的Triform扫描仪)；——白光相位法，美国[TC]2三维人体扫描仪是采用该方法的典型代表。 1.1 设备原理 通常，扫描设备采用双目立体视觉原理，通过两台高速运动的摄像机从不同角度同时获取人体的数字图像，并基于时差的原理构建人体三维信息。便携式人体扫描系统工作原理如图3所示。 1.2 人体扫描试验 1.2.1 试验条件与试验设置

三维建模方法毕业论文

三维建模方法毕业论文 三维建模方法 摘要 计算机动画在教学领域的应用是这几年开始的，主要用于辅助教学和辅助训练，可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。尤其在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程太复杂，抽象，无法向同学演示，这对于学习者还是教育者都是个问题，网络教学，计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练，演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单，课下同学可以将自己理解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握，提高学习效率。本文详细的阐述三维在现在生活中的应用状况，发展前景和主要的实现手段。作者最终选择3D MAX作为实现方式，着重的讲述了3D MAX的优缺点和如何运用关键词:3D MAX;建模; 目录 第1章绪论 第2章三维动画的应用 2.1 方案论证 2.2 3D MAX软件介绍 2.3 小结 第3章 3D的建模方法 3.1 3D建模方法介绍 3.2不同建模的不同效果和优势 第4章模型的后期处理

4.1 标准渲染 4.2 灯光和摄像机 参考文献 第一章绪论 计算机在教学领域的应用是这几年开始的，计算机动画用于辅助教学和辅助训练，可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。三维计算机软件的制造的模型的表现能力越来越好，他可以帮助将复杂的课程，难以理解的问题变得简单，形象，易于理解，消化。 尤其是在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程，如自动元件，电机拖动原理，自动控制原理等课程十分的难懂抽象，无法向同学演示，这对于无论是学习者还是教育者都是个问题。网络教学，计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练，演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单，课下同学可以将自己理解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握，提高学习效率。计算机动画用于辅助教学真正的适合了课程发展改革的要求，让教的行为与学的行为可以发生在不同的空间，时间。为学生与老师都提供了便利。学校的实践层面引入网络，真正的多媒体制作涉及教学方案设计，文学脚本撰写，平面设计(美工)创意，2D 、3D的动画制作，视盲频素材采集和编辑编程方面等等，对人力资源的技术文化水平很高要求，对制作平台要求硬件很高。我们可以充分利用已有的公网资源，充分运用已有的权威机构专业网方面、个人特色网络、老师的饿精力更多地集中在探究学习活动方案的设计上，更多地集中在学习者学习活动的辅导上。 三维计算机动画是采用计算机模拟现实中的三维空间物体。在计算机中构造三维的几何造型，并赋予表面材料、颜色、纹理等特性，然后，设计造型的运动、变形，灯光的种类、位置、强度及摄像机的位置，焦距，移动路径等，最终生成一系

机械设计制造及自动化毕业设计_基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计

SHANGHAI UNIVERSITY 毕业设计（论文）UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS) 题目:基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计 学院: 机电工程与自动化学院 专业: 机械工程及自动化 学号: 学生姓名: 指导教师: 起讫日期:

目录 摘要:-----------------------------------------------------------------------------------------------------1 ABSTRACT-------------------------------------------------------------------------------------------------1 1第一章绪论------------------------------------------------------------------------------------------4 2第二章基于OpenGL的三维仿真图形设计---------------------------------------------------8 3第三章仿人机器人的三维建模-----------------------------------------------------------------19 4第四章仿人机器人运动学仿真-----------------------------------------------------------------29 5第五章总结-----------------------------------------------------------------------------------------46 6 致谢---------------------------------------------------------------------------------------------------47 7 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------48