基于逆向工程技術(shù)的文物數(shù)字化建模及應(yīng)用.pdf

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用加速了文物數(shù)字化的研究進(jìn)展，并取得一定成果。文物表面紋理往往較為復(fù)雜，其曲面的精確獲取具有一定難度，如何快速準(zhǔn)確獲取文物的三維模型成為文物數(shù)字化過(guò)程中的關(guān)鍵。為了對(duì)文物進(jìn)行有效地保護(hù)并充分發(fā)揮其價(jià)值，使人們通過(guò)對(duì)文物的參觀以了解歷史文化的同時(shí)，減少不可避免的破壞，本論文利用逆向工程技術(shù)對(duì)文物數(shù)字化建模進(jìn)行研究，并將獲取的數(shù)字化文物以虛擬博物館的形式進(jìn)行展示。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取方法及

2、處理進(jìn)行研究。在對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取方法研究上，包括對(duì)破壞性測(cè)量和非破壞性測(cè)量，接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量?jī)煞N對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取方法研究;分析了基于激光三角法的Vivid910掃描儀和基于結(jié)構(gòu)光法的3dss掃描儀的掃描原理，并使用Vivid910三維掃描儀獲得了人俑和馬俑模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理上，通過(guò)對(duì)處理過(guò)程中，點(diǎn)云的對(duì)齊，噪聲點(diǎn)的去除，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)的補(bǔ)缺相關(guān)理論研究，結(jié)合人俑和馬俑模型，獲得更為精準(zhǔn)的三維模型;

3、通過(guò)對(duì)模型處理前后的對(duì)比，加深了對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理知識(shí)的理解。
　　其次，對(duì)文物數(shù)字化的建模技術(shù)進(jìn)行研究。研究了曲線曲面建模的基本理論，分析了Nurbs曲線曲面名稱中的數(shù)學(xué)涵義;簡(jiǎn)述了常用曲線曲面的特點(diǎn)及其生成方法，并利用相關(guān)理論進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)生成了曲線和曲面;通過(guò)點(diǎn)云階段、多邊形階段、曲面階段進(jìn)行基于逆向工程技術(shù)的曲面構(gòu)建，使用Geomagic軟件創(chuàng)建三維的文物模型。
　　最后，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)虛擬博物館。將逆向工程建模的

4、結(jié)果導(dǎo)入到正向建模軟件中，使用正向設(shè)計(jì)軟件3dsmax進(jìn)行后續(xù)的場(chǎng)景環(huán)境設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)逆向工程技術(shù)和正向設(shè)計(jì)技術(shù)的統(tǒng)一，創(chuàng)建了虛擬博物館的模型;通過(guò)對(duì)紋理映射的基本理論和基本方法研究，包括編程的方法和基于軟件的方法，設(shè)計(jì)燈光和材質(zhì)參數(shù)，使用相應(yīng)的紋理映射軟件對(duì)創(chuàng)建的文物模型和數(shù)字化博物館組成的場(chǎng)景進(jìn)行渲染，創(chuàng)建了三維的數(shù)字化博物館場(chǎng)景;研究了交互設(shè)計(jì)和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，利用該知識(shí)，使用交互設(shè)計(jì)軟件對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行交互設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化博物館的