二维三维论文范文

二维三维论文范文（精选12篇）

二维三维论文 第1篇

三维重构技术是计算机视觉、人工智能、虚拟现实等领域研究的热点和难点[2]。作为计算机视觉中三维数据被动获取的重要手段, 基于图像的三维重构技术能够根据二维图像中的灰度信息重构出物体的三维形状, 因其具有操作简单、成本低、效率高、适用范围广等特点而备受关注[3]。一个完整的三维重建系统通常可分为图像获取、摄像机标定、特征点提取、立体匹配、深度确定和后处理等六大部分[4]。

本文为了解决在无接触环境下物体参数采集的不便, 研究开发了二维图像3D重构系统。该系统通过双目视觉传感器采集被测物二维图像信息, 利用Open CV库调用数据函数, 重构出物体三维立体图像, 从而计算出物体相关参数。利用该系统能够高效获取不利环境下被测物数据, 真正实现智能化高效测量, 还能提高经济效益。

2 系统主要功能

物体二维图像三维重构系统主要包括双目摄像头图像获取、图像存储、二维图像读取、摄像头标定、物体图像校正、立体匹配、双目视觉三维重构及可视化等功能, 其系统功能简略组成框图如图1所示。

3 3D重构及分析

立体视觉是从一个场景的多个二维视图提取三维信息的过程。三维信息可以从一对图像来获得, 也称为立体匹配, 通过估计在场景点的相对深度。这是由于对立体匹配对应点构成。这些估计被表示为立体视差图, 重建利用一对立体图像的场景, 显现的视差, 结合左通道以创建复合。还原出了场景和场景的三维渲染的视差图。

双目立体视觉的基本原理是从两个视点观察同一景物, 以获取在不同视角下的感知图像, 通过成像几何原理计算图像像素间的位置偏差 (视差) , 来获取景物的三维信息[1,5,6,7,8]。该系统利用Open CV库调用数据函数, 并通过双目视觉传感器, 进行图像采集, 利用计算机软件将采集的图像自动存储到数据库中, 调用数据库中所存图像, 进行二维图像的3D重构。以棋盘格作为标准, 选定计算机测量标准, 对图像上的物体进行分析, 得出物体的相关参数数据, 此物体既可以包含人或动物, 也可包含静物。

3.1 摄像头定标

在图像采集前, 先使用棋盘格定标, 定标时最好使双目摄像头拍摄棋盘格多个不同的角度, 以便后面采集实物数据时误差尽可能小。在设置窗口中设置相应参数, 例如:棋盘焦点数 (nx, ny) , 棋盘格大小 (mm) , 选定定标次数, 一般选择定标10次, 双目正缩放系数, 图像来源等参数, 通过检测棋盘格, 获取摄像机内部参数。定标时, 使摄像机获取多张棋盘格图片, 为了减小误差, 尽量使棋盘格变换多个不同的角度。自动识别出棋盘格角点, 为定标成功。其定标界面见图2。

定标成功后, 将所需研究的实物对象放在摄像头前, 期间不可以移动双目摄像头的位置。

3.2 图像矫正

利用棋盘格对摄像头定标成功后, 通过摄像机的内部参数, 建立一个坐标系。矫正后左右视图的边角区域是不规则的, 而且对后续的双目匹配求取视差会产生影响, 因为这些边角区域也参与到匹配操作中, 其对应的视差值是无用的、而且一般数值比较大, 在三维重建中会产生不利影响。

3.3 立体匹配及显示三维图像

双目矫正完成后, 将被测物放置在摄像头能获取到的区域内, 利用摄像头采集需要重构的图像, 获取图像的坐标数据, 将坐标数据传至pc机计算视差, 通过计算数据绘制出被测物的三维点云, 根据绘制出的三维点云, 重构出被测物的三维图像。图3为绘制出的实物的三维轮廓。

4 结论

基于二维图像采集三维重构是人工智能的一个重要领域, 它将图像识别技术与物联网结合, 体现出了物联网智能化识别的目的和要求。本文开发了基于图像采集的三维重构系统, 并进行了实验, 实现了双目摄像头图像获取、图像存储、二维图像读取、摄像头定标、物体图像校正、立体匹配、双目视觉三维重构及可视化等功能。通过实验, 可有效构建物体三维点云, 为今后进一步物体三维参数提取奠定基础。

参考文献

[1]李健, 史进.基于OpenC V的三维重建研究[J].微电子学与计算机, 2008 (12) :29-32.

[2]董明, 周春来, 王兰响, 等.基于距离图像数据的三维重建技术研究现状及展望[D].北京:中国传媒大学, 2010.

[3]张晓峰.基于图像灰度信息的三维重构技术研究[D].河北:燕山大学, 2006.

[4]Park JS.Interactive 3D reconstruction from multiple images:a primi tive-basedapproach[J].PatternR ecognitionL etters, 2005, 26 (16) :2558-2571.

[5]XinguoY u, Xin Yan.3D Reconstructi9n and Enrichment of Broa dcast Soccer Video[C].Internation Multimedia Conference, 2004:260-263.

[6]毛剑飞, 邹细勇, 诸静.改进的平面模板两步法标定摄像机[J].中国图像图形学报, 2004, 9 (7) :846-852.

[7]陈国军, 肖芳.基于OpenC V的三维动画模型创建方法[J].中国科教创新导刊, 2010 (26) :176.

从二维到三维教案 第2篇

教学目标: 1.知识与技能：通过感知与实践，知道二维形象与三维造型的区别。能用基本的方法完成从二维形象到三维造型的设计，培养学生动手动脑的能力。

2.过程与方法：通过从二维到三维的设计过程中，进一步感受三维造型的特点。

3.情感、态度、价值观：在动手实践过程中，培养学生创新精神，提高观察能力和形象思维能力。

教学重点：学习从二维形象到三维造型的设计方法。教学难点：三维造型的设计。课 时：一课时

教学准备：课件，8cmX8cm的正方形纸张若干，剪刀，彩色卡纸若干 教学过程：

一、游戏导入

给出三角形、正方形，通过添画几笔的方式，将这些平面的二维图形变成三维的立体图形。体验从二维到三维的过程，激发学习热情。

二、结合课件，讲解二维与三维的区别及三维造型的特点： 1.课件展示平面黄色五角星与纸牌做的立体五角星，让学生观察讨论平面五角星与立体五角星最大的区别在哪里？为什么？

2.课件展示二维图形与三维造型，让学生感受二维与三维的区别。

二维形象平面形态 三维造型 立体形态

3.观察图例，总结三维造型的特点：（1）具有空间感和体积感

（2）随着视点的变化呈现出不同的视觉形象

三、结合课件，示范讲解从二维到三维设计的一般过程： 1.教师示范将平面纸变成半立体天鹅造型的过程，让学生感受从二维到三维变化的过程，激发学生兴趣。

2.学生实践：将一张8cmX8cm的正方形纸张，通过切割、划痕、折叠等方式，使其形成具有一定浮雕感的形态效果。

四、利用课件中的实例讲授从二维到三维设计的常用方法： 1.设计常用方法：解构重组、中心旋转、分割推拉、平面拼接 2.展示设计实例，让学生分辨这些作品运用了哪种设计方法？

3.课堂实践：学生以组为单位选择一种设计方法完成钥匙架的设计。

4.课件展示从二维到三维设计在生活中的广泛应用，激发学生创作灵感。

五、学生作业

学生以小组为单位，为校园设计一个环境雕塑或一件有使用价值的产品。作业要求：

1.明确运用一种设计方法。2.环境雕塑可以不是写实的。3.设计出的产品要有一定的实用性。教师巡回辅导，给有困难的组提出建议。

六、作品展示

评选出“最佳作品”，并请设计者介绍自己的设计方法。

三维世界 二维码（上） 第3篇

条码技术是应自动识别的需要，在计算机的应用和实践中逐步产生并发展起来的一项技术。二维条码正是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号，它可以被自动识读处理。因其制作简单、成本低、输入快等优点而广泛应用于生产和生活的多个领域。

大家耳熟能详的是一维码，也就是一维条形码，无论是在书籍上、在吊牌、标签上，还是在烟盒上……，几乎处处都可以看到它的身影，它用宽度记载数据，而长度上并没有记载数据。从形式上看，它是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，也就是黑色的部分；“空”是指对光线反射率较高的的部分，也就是白色的部分；用这些条和空有机的排列来表达一定的数据信息。当使用特定的设备，如用条码阅读机识别，再通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息，就可以转换成我们可以识别的信息了。因为一维码只能代表一串数字或字母，所以它本身所携带的信息量有限；其所表示的具体信息，要通过建立条码数据库与物品信息的对应关系，才可以正确读取，因此它对数据库的依赖非常强，可以说，如果离开了相应的数据库，那么一维条码将变得毫无意义。

为了解决这个问题，人们又发明了二维码，它基于一维条码，用黑白矩形表示二进制数据，它能在很小的面积内表达大量的信息。二维码除了继承一维条码的优点外，还有所扩展。因为二维条码的长度、宽度均记载着数据，能够把过去使用一维条码时存储于后台数据库中的信息包含在条码中，所以它包含的信息量更大，可靠性更高，而它的“定位点”和“容错机制”，能让它的信息在被读取的时候更容易，提高了安全性能，即使条码有污损时，也可以正确地还原。

二维条码目前分为堆积或层排式和棋盘或矩阵式两大类，主要有PDF417码、QR Code码、Data Matrix码等。（提示：因为QR Code码可以高效地表示汉字，在相同尺寸中，其所存储的内容要远远高于PDF417条码，目前市场上的大部分条码打印机都支持QR code条码，而且其专有的汉字模式更加适合我国应用。因此，在下面的应用描述中主要以QR code为主。）

二、二维码有什么用

我们可以把名片、卡证、文本、wifi、电子邮件、短信、电话号码、网址链接、产品信息、抽奖优惠，甚至照片、指纹等信息生成对应的二维码图片，然后印刷在报刊、杂志、个人名片等多种纸质的或者非纸质的载体上；也可以不用印刷，直接出示在电脑、电视、手机的屏幕上。这些信息制成二维码图片后，虽然肉眼是看不出来，但只要拿起安装有二维码识别软件的设备，轻轻一扫，这些信息就可以被立即识别出来。

君不见，现在网上常有一扫即下、一扫即达、一扫退优惠……，诸如此类的说词吗？这些并不是虚构的，而是实实在在的！

三、二维码要怎么用

除了用特定的扫码仪可以读取二维码所包含的信息外，用电脑+摄像头或者用带摄像头的手机也可以轻松的胜任此项工作。

1、电脑端（软件）

软件资料：

软件名称：CodeTwo QR Code Desktop Reader

软件版本：V1.0

软件语言：英文

软件大小：4.26 MB

下载地址：http：//www.codetwo.com/freeware/qr-code-desktop-reader/

理论上说只要电脑有摄像头，再安装上识别二维码的软件就OK了。其实不然，因为电脑的摄像头一般都是定焦的，而且像素一般都不高，要使用它做二维码识别器，不是说不可以，但在使用中必然不是很流畅。如果在PC上直接没有摄像头等识别工具时怎么办？所以，在电脑上笔者推荐你使用的是并没有集成摄像头识别功能的CodeTwo QR Code Desktop Reader（QR码阅读器的Windows桌面），其最大的优点和便利是在于直接抓屏识别，使用它可以直接输入QR Code文件进行识别。

你可以从笔者提供的网址处直接下载到该软件，再根据提示进行默认安装就可以了。启动这个软件后，你会看到它的界面非常简单，可供操作的按钮共有五个，实际上只有四个。在顶端的三个按钮，第一个表示从文件识别，第二个按钮表示抓屏识别，第三个按钮是帮助按钮。在下面的右下角还是两个按钮，分别是复制到剪贴板和保存到文件。

（1）图像文件解码

已经存在于电脑上的本地二维码图像文件，要使用图像文件解码功能。单击主界面上的From file按钮，然后在“打开”对话框中找到需要的识别的文件（只能打开一个），在文件名上单击，再按下打开按钮。软件会自动打开文件二维码图像文件并自动解码。

（2）抓取图像解码

对于网站上或者图像中的二维码图像，可以用它从屏幕上直接抓取并识别。先打开需要识别二维码的网页或者包含二维码图像的图，将CodeTwo QR Code Desktop Reader软件窗口拖放到一个不影响截图的位置，然后单击主界面上的From screen按钮，再用按住鼠标左键拖动框选的方式，选取需要识别的二维图像（框选的二维码的选框不要太小，可以略向外扩展一点，如果太小，可能会造成识别上的困难。）松开鼠标键后，被选中的图像会被自动截取，并进行自动识别。

无论是使用哪种方法进行识别，如果能够正常识别，都会在下面的Decoded text文本框中显示出识别出来的字符。识别出来的字符（串），可以复制到剪贴板，也可以单独保存到一个文件中。

2、手机端（软件）

手机端的二维码应用主要是QR Code、 Data Matrix码，而识别它们的软件就多得多了，大家用的比较多的是快拍二维码和我查查二维码。

快拍二维码软件是一款的国产二维码（QR code）扫描软件，具有自动调焦、快速识别、自动解码的功能，还可以识别条形码，识别率与反应速度都不错。能把你的手机瞬间变成一台专业的多功能条码扫描仪，是一款不可或缺的应用，

软件资料：

软件名称：快拍二维码

软件版本：V2.13

软件语言：简体中文

软件大小：4.84MB

下载地址：http：//www.kuaipai.cn/cp/

到笔者提供的网址处，根据你所使用的手机系统平台（目前支持安卓android平台和苹果iphone平台）下载可以使用的快拍二维码软件，并正确安装好。

软件的启动界面比较直接，特别是“快拍二维码，一扫知天下”的口号显得比较霸气。

软件启动好后，默认是进入二维码扫码的准备状态。从主界面上可以看到，在最上面有条形码、切换、二维码三个按钮，第一个和第三个键单击后分别进入条形码、二维码的扫码状态。而中间的切换按键，并不是用于在条形码扫码和二维码扫码状态之间切换，而是切换成拍照识别和H码（维信码）识别。主界面的中间是一块很大的空白区域，这个区域用于扫码，在这个区域中可以看到留有二维码用于定位识别的左上、右上、左下三个角的方块标记。

再下面一点，有两个并行排列的按钮，分别是手形状的和图片形状，按这两个按钮，可以用于手工输入条码数字或者进行图片识别。

将需要识别的二维码图像（图像要相对完整、干净）置于手机摄像头十厘米左右处，注意保持光照充足，让快拍二维码主界面中用于定位识别的左上、右上、左下三个角的方块标记，与要识别的二维码定位标记重合（对于较小的图），如果图较大也可以不重合，但一定要使被识别的二维图像能够完整的被显示在主界面的中间识别区中，用于定位的标记可以位于被识别的图像中。

一般情况下会很快就可以听到很轻微的一声“啪”，它是在告诉你已经识别出来了，同时会转到识别结果的界面。根据识别出来的结果不同，在这里首先显示出来的是识别出来的内容格式图标和标签，还有两个按钮。前一个按钮略有区别，后一个按钮都是分享，再下面是识别出来的内容显示区域。

因为QR二维码中可以存储名片、邮箱、网址、短信、文本以及电话的信息内容，所以对每一种扫描到的结果，都有不同的处理方式。如扫描到的是名片二维码， 会显示出会显示其中存储的联系人的信息。单击上面的添加联系人按钮，就可以将该联系人的相关将信息添加到自己的联系人中。如果是电话信息，可以单击这里显示出来的电话号码，将直接调手机端的拔号软件，该号码自动显示在拨号框中，只要按下拨号按钮，就可以完成拨号操作。如果识别出的是一个Email，单击可以发送邮件；如果扫描出来的是短信，可以转到短信编辑页面，方便你编辑发送；如果被识别出来的是网址链接，单击后都会打开浏览器转到该链接所指向的网页处（需要联网功能）。无论是何种类型，要将扫出来的信息与他人分享也是很简单的，这里提供了短信分享、邮件分享、新浪微博分享、腾讯微博分享，甚至也可以通过蓝牙进行分享，只要单击分享按钮就可以实现。

对于扫描出来的信息，如果暂时不想分享，也不想立即进行通讯，只是想把它们记下来，只要按一下右上角的那个蓝色的圆形按钮对，就是那个中间有五角星的按钮。按过那个按钮后，当前扫描出来的信息会被收藏起来，在需要的时候再重新调出来使用，可以按收藏的时候查看，也可以分类查看，极大的方便了信息的存储和调用，减少了手动存储的麻烦。

对于手机中已经存在的二维码，可以使用快拍二维码的图像识别功能进行识别。先按一下主界面中的那个图片图标，打开应用选择对话框。这里选择图库，然后在图库中查找到需要识别的二维码图，在图片上单击，被选中的图片会以一个较小的缩略图形式出现在屏幕中间，如果确定是该图片，再在图片上单击。

这时图片被放大，并在中间出现一个选取框，拖动选取框四边的的拖动柄扩大或缩小选择的区域，确定好后，按下右上角的确定按钮就可以进入识别环节，识别出来的结果可以采用手机摄像头识别出来的结果相同的方式进行处理。

如果手机处于联网状态，那么用快拍的一维条形码和二维条形码识别功能，还可以查出商品的名称、产地、参考售价等相关信息，有效的防止了商品欺诈，为你购物提供参考。

以上图为例（笔者在网上搜索到的一个图片），这是一个彩椒的商品标签，在这个图上有两个二维码标签，虽然都注明彩椒，而且价格是一样的，看起来好像没有什么不同。但是用快拍二维码一扫就会发现其中的问题。用快拍二维码扫一下上面的那个标签，可以溯源到的品名是：荷兰小黄瓜。当时笔者就挺纳闷，莫非彩椒也叫荷兰小黄瓜？用快拍二维码扫下面的那个标签，溯源到的品名是：彩椒。俗话话说：不怕不识货，就怕货比货。经过一扫一比，你就会发现上面的那个标签应该是假的，下面的那个标签才是真的，它溯源到的信息才是相对真实可靠的。

软件资料：

软件名称：我查查

软件版本：V5.4

软件语言：简体中文

软件大小：5.0MB

下载地址：http：//www.wochacha.com/

我查查基于图形传感和移动互联网的商品条码比价应用，支持iOS、Android、Symbian、WPhone7、WM、Bada、MTK等主流手机平台，适用范围非常的广，特别适用于经常购物的人。

启动软件后，可以看到它的图标采用大家都比较熟悉的九宫格形式排列，功能分类比较清晰，在一个统一的界面中就可以调它的全部功能。

先单击二维码按钮，打开二维码扫描窗口。和其他的二维码识软件有点不同的是，它的识别窗口是一个矩形的窗口，位于屏幕的中间，将需要识别的二维码图片置于矩形区域中就可以被识别，软件会自动调整焦距，（提示：因为软件会自动打开背光灯，使用它可以提高被扫码的亮度，但同样也可能会在比较光滑物体表面形成光斑，在有的时候可能会起反作用，所以打开还是关闭，你可以根据实际环境需要进行操作。）当然，也可以用手工前后移动（在新版本中支持模糊识别和定焦手机。），很快就可以扫描出结果。

被扫描出来的信息除了可以用于阅读外，还可以通过下面的几个按钮复制到手机剪贴板中，或者通过短信、邮件发送，也可以通过新浪微博或者腾讯微博进行分享。在扫描出来的信息中如果有网址或链接，单击它会自动打开该网址或者链接。想要继续扫描，可以单击中间那个条码状的图标转到扫描状态。

如果因为种种原因没有能够直扫成功，可以单击扫码主界面左下角的手工输入按钮，这里支持商品条码、快递单号和WEPC商户码，想得比较全面。有这自动扫码、手工输码两种方式互相配合使用，填补了识码的所有盲区，让识码更容易成功。

比价功能是这款软件的一大亮点，虽然说现在人们手里都不差钱，但是想做冤大头的人毕竟是少数，所以货比三家还是很有必要的。通常在实体店跑来跑去不是很方便，但在这里就省力得多了。（为了能够提高软件的实用价值，最好是在首页中将地区设置为你所在本地。）

单击主界面中左上角的比质比价按钮，打开扫码窗口。笔者以小孩子们比较喜欢吃奥利奥夹心饼干盒装为例扫了一下。很快就查出了这一商品在各大超市或者网店中的价格，从扫的结果上看，这个商品的差价还是比较大的，它在沃尔玛的售价是24.90元，而1号店里的售价却是39.00元之多。真是不比不知道，一比吓一跳啊！

想去买不知道怎么走？这个你也不用担心，在需要查看的店名上单击，会出现这个总店下面所有的分店名称。如果还不知道它在哪，就继续单击分店的名称，它还提供了地图功能呢！按着图去索物，你不至于找不到吧！甚至有的还提供了电话号码，唉，如果你实在找不到，那也有办法——就让人家给你送货上门吧，呵呵！

顺便提一下，用其他的二维码扫码软件识别如上图所示的异形二维码，常常有点捉襟见肘的感觉，但用我查查一样轻松解决。

二维化工工艺管道图的三维重建 第4篇

化工工艺管道结构的复杂性和位置的隐蔽性客观上对二维管道的绘制造成了巨大的困难。然而二维化工工艺管道图对工程施工却是必不可少的, 为了更好地展现化工管道的空间结构, 对管道图进行三维重建很有必要, 也能满足工作人员对具体工艺管道空间结构的把握。

由于多数管道一般都是由圆柱体组成的, 因此在重建三维管道的过程中, 一般先使用管道的中心线来表示管道的具体走向和空间布局, 不仅可以比较清晰的展示二维管道的空间结构, 还可以加快显示和处理三维管道的速度[1]。因而需要准确地确定出二维化工工艺管道中心线的空间位置, 再根据中心线进行三维重构, 然后对其进行处理就可以得到相对应的三维管道。本文专门针对二维化工工艺管道图的主视图和俯视图进行具体的三维重建的。

1视图的分离与视图关系的确定

由于所需重构的二维化工工艺管道一般是由主视图和俯视图组成的, 而利用AutoCAD软件所绘制的二维管道图, 不论包含几个视图, 在计算机内都是作为一个图形存在的。对于两视图一般处于绘图坐标系 (XOY坐标系) 下, 必须把两视图转换到对应的空间投影坐标系 (XYZ坐标系) 下, 这样才能为获取并匹配二维管道的三维信息做好充分的准备。这个过程可以根据主、俯两视图长对正的投影特性, 确定出视图原点的位置[2]。建立相应的视图坐标系, 从而可以实现二维管道的视图分离。

2坐标变换

绘制在AutoCAD环境下的二维工艺管道均在同一坐标系下, 通常在XOY平面内, 所有的点均以 (x, y, 0) 的格式记录。坐标变换就是将绘图坐标系下的各图元的特征点坐标转换为空间投影坐标系下的相对坐标 (见图1) 。进行视图分离之后, 位于XOZ平面内的主视图中所有实体, 采用鼠标选择的方法将位于XOZ平面内所选范围内所有实体放入选择集Set1中, 把位于XOY平面内的俯视图中所有实体放入Set2中, 根据管道图的特殊性, 分别将两个选择集内的实体按类型分为Point, Line, Circle三大类。

在Set1, Set2选择集中分别遍历搜索出所包含的基本图元的特征点坐标分量的极小值与极大值。可设P1xmin, P1ymin分别为Set1中所有图元特征点的X坐标的最小值, Y坐标的最小值, 在图1中分别对应x11和z11;设P2xmin, P2ymax分别为Set2中所有图元特征点的X坐标的最小值, Y坐标的最大值, 在图1中分别对应x21和y23 (或y21或y22) 。

进行主视图的坐标变换只需在Set1中的点集PV中顺次选取顶点PVi (XVi, YVi, 0) , 则在空间投影坐标系下的相对坐标的分量为:XVi=XVi-P1xmin, ZVi=YVi-P1ymin, YVi=0, 并按此值更新PVi坐标。直到将PV中所有顶点坐标更新完毕为止。

进行俯视图的坐标变换与上述方法类似, 在Set2中的点集PH中顺次选取顶点PHi (XHi, YHi, 0) , 则在空间投影坐标系下的相对坐标的分量为:XHi=XHi-P2xmin, YHi=P2ymax-YHi, ZHi=0, 并按此值更新PHi坐标。直到将PH中所有顶点坐标更新完毕为止。具体以图1为例, 原始坐标和变换之后坐标的对应关系如下表1所示。至此, 已完成了对二维管道图的坐标变换[3]。

3 视图匹配

从Set1选中一个实体, 以直线Line为例, 并自动获取起始点坐标值 (X1, Y1, 0) , 终点坐标值 (X2, Y2, 0) 。比较X1和X2的大小:

当X1=X2时, Line在Set2中存在以下两种情况:① 一个以X1为横坐标的点, 可以匹配出此点在空间坐标系下对应的Y值。如图1中的 (x12, z12, 0) 和 (x13, z13, 0) 组成的线段在Set2中投影为一点, 即 (x22, y22, 0) 。因此这条线段两个端点的三维信息表示为: (x12, y22, z12) 和 (x13, y22, z13) ;② 为一条线段, 此线段具体与YOZ平面平行, 并与OX, OY, OZ均成一定的夹角。从而也可以通过坐标变换得到Line对应的三维坐标值。

当X1≠X2时, Line在Set2中必定为一条直线, 就遍历Set2中的Line类的所有直线。可以事先将Set2中的点集按X坐标的增序排列, 这样就能方便找出某直线两端点的X坐标分别与Set1中的Line对应两个端点的横坐标X1和X2对应相等。如图1所示, 在Set1中, 由 (x11, z11, 0) 和 (x12, z12, 0) 组成的线段对应于Set2中的线段是由 (x21, y21, 0) 和 (x22, y22, 0) 组成的, 因为图例中x11=x21, x12=x22。由于二维管道重构的特殊性, 可以判断出此直线即为管道在XOY平面的俯视图, 根据相应的坐标变换, 从而可以确定出此管道的三维信息 (X, Y, Z) 。反映在图1中, 所对应的三维信息也就是 (x11, y21, z11) , (x12, y22, z12) , (x13, y22, z13) , (x14, y23, z14) , 分别对其进行存储。需要进一步对属于同一管段的两端点三维坐标的值与相应直线段进行关联处理, 不至于在重构的过程中发生混乱。

本文提出了运用将实体赋予不同颜色用以区别匹配成功与否的方法, 用这种方法可以提示用户此实体是否已匹配成功, 同时也可以降低自动识别过程中的难度。具体操作也就是将Set2中已与Set1中对应实体匹配成功的实体赋予与原选择集中其他实体不同的颜色。直到遍历完Set1中所有的实体, 需要检验其所有实体是否真正全部匹配成功。若匹配成功, 可弹出消息框进行提示;再遍历Set2中所有实体, 此时只需检验选择集内所有实体是否都已改变颜色, 此种方法可以较快的遍历出Set2中存在的实体是否真正匹配。若某个实体还未改变颜色, 则此实体投影在XOZ平面内必为一点。而在Set2中必为垂直XOZ平面的一条线段, 在Set1中则以点的形式存在, 此时可以确定出线段的三维信息, 并添加到三维重构的集合当中。

将图元的几何信息和拓扑信息进行完整的存储是进行三维重构的基础, 而二维管道中常见的图元有:直线, 圆弧等。每个图元都有自己的特征点和特征信息, 如直线的特征点为端点, 圆弧的特征点为圆心, 特征信息如圆弧的起始角和终止角等。可根据不同图元, 建立不同的链表对其进行存储[4]。

4 三维管道的绘制

由于化工工艺管道一般都是直线型的管道, 其实质就是一个柱体, ARX中绘制柱体的命令是Acad:ErrorStatus AcDbCircle (center, normal, radius) , 其中center是圆柱体下底面的圆心;normal是圆柱体的法向矢量;radius是圆柱体的半径。这种方法绘制出的圆柱体的倾斜方向就是圆柱体母线的方向矢量, 即normal值为后一坐标与前一坐标的差。

从1中依次读取两个相关联的三维点信息, 这两点之间的距离即为柱体的高, 也就是相应管道的管长, 再计算出前点到后点的方向矢量作为柱体的延伸方向, 然后调用ARX中绘制柱体的函数就可以实现管道的绘制了[5,6]。程序如下所示:

绘制结果如图2, 图3所示。

5 管道之间的连接处理

在重构三维管道时, 管道与管道连接处添加必要的连接件 (如弯头, 法兰, 三通等) , 需要根据记录的数据和实际情况判断在管道连接处需要插入具体的连接件。如:弯头和三通适用于两根及以上管道的相交连接处理;而法兰比较适用于若干管道平行时的连接处理。如下图4就是对图3进行连接处理后的效果[7]。

6 结论

本研究以Auto CAD为二维化工工艺管道处理平台, 采用ObjectARX开发程序的方法实现管道从二维到三维的一个转化, 从而给管道的设计和施工带来了很大的方便。本研究不仅对二维化工工艺管道图的三维重建具有普遍的意义, 还对AutoCAD二次开发技术作了很好的补充。

参考文献

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[2]石岚峰, 邓北冀.基于工程图三维重建中的预处理与信息提取技术研究.计算机应用研究, 2007

[3]韩云鹏, 孟磊.面向三维重建的工程图信息自动获取与处理.制造业信息化, 2004;4:70—72

[4]赵晓峰, 孙静波.面向三维重建的工程图信息预处理的研究.计算机系统应用, 2008;2:48—49

[5]李长勋.Auto CAD ObjectARX程序开发技术.国防工业出版社, 2005

[6]王清辉, 王彪.Visual C++CAD应用程序开发技术.北京:机械工业出版社, 2003

二维三维论文 第5篇

一、分析三视图，确定主体建模的坐标平面

在拿到一个三视图后，首先要作的是分析零件的主体部分，或大多数形体的形状特征图是在哪个视图中。从而确定画三维图的第一步DD选择画三维图的第一个坐标 面。这一点很重要，初学者往往不作任何分析，一律用默认的俯视图平面作为建模的第一个绘图平面，结果将在后续建模中造成混乱。

图1

此零件主要部分为几个轴线平行的通孔圆柱，其形状特征为圆，特征视图明显都在主视图中，因此，画三维图的第一步，必须在视图管理器中选择主视图，即在主视图下画出三视图中所画主视图的全部图线。

图2

此零件的特征图：上下底板-四边形及其中的圆孔，主体-圆筒及肋板等，都在俯视图，故应在俯视图下画出三视图中的俯视图。

图3是用三维图模画三维图，很明显，其主要结构的形状特征DD圆是在俯视方向，故应首先在俯视图下作图。图3：

图3

二、构型处理，尽量在一个方向完成基本建模操作

确定了绘图的坐标平面后，接下来就是在此平面上绘制建模的基础图形了，

必须指出，建模的基础图形并不是完全照抄三视图的图形，必须作构型处理。所谓构型，就是画出各形体在该坐标平面上能反映其实际形状，可供拉伸或放样、扫掠的实形图。

如图1所示零件，三个圆柱筒，按尺寸要求画出图4中所示6个绿色圆。与三个圆筒相切支撑的肋板，则用多段线画出图4中的红色图形。其它两块肋板，用多段线画出图中的两个黄色矩形。 图4：

图4

这样处理后，该零件的建模操作可在一个方向上完成。

不要担心红色肋板穿过了两圆筒的孔，这可以在对圆筒差集后得到圆满处理。要注意的是必须先并后差。这是后话。

再如图3所示零件，左侧半圆筒，用多段线画出图5中所示绿色图形;右侧的内孔及键槽也须用多段线画出;中间的水平肋板，则用多段线画出如图中的红色图形。

该零件中垂直方向的梯形肋板，由于在俯视图中不反映实形，故不能在此构型，需另行处理。

图5

三、确定零件上各形体的建模位置

画出了各形体的实形图后，即可转到西南等轴测图下，进行拉伸、放样等建模操作。但必须先确定各形体建模的准确位置。

仍以图3所示零件为例，左侧半圆柱体的下端面，比右侧圆筒的下端面高4mm,而中间水平肋板的下端面，又比左侧半圆柱体的下端面高2mm，按此尺寸将左侧图形和中间红色图形移动到位如图6：

图6

之后即可按尺寸将各图拉伸到位，如图7：

图7

必须明确，第一个绘图平面为俯视图平面时，所画图形均处于零件的底部(Z轴的正方向朝上);而第一个绘图平面为主视图平面时，所画图均位于零件的后面(Z轴的正方向指向绘图者);第一个绘图平面为左视图平面时，所画图形则位于零件的右端(Z轴的正方向朝左)。

如图1所示零件，在转到西南等轴测图下以后，必须按左视图中所标三肋板的后面相对于该零件后面(本例为三圆筒的后面)的位置进行移动(移动前应准确计算出应移距离)，如图8：

二维三维论文 第6篇

一维就是一条线。

看看右边这三条线，最长的有多长?用尺量量看。

你能量出这几条线的长度，但你能量出它们的宽度和厚度吗?不能。

没有宽度和厚度的线条，就是一维的。

你的身高就是一维的哦。

无论线条是直的还是弯的，它们的长度都是一维的。

★什么是二维?

在一个平面上的内容就是二维。

二维即左右、上下两个方向，不存在前后。在一张纸上的内容就可以看成是二维。“面积”是二维表面的测量，也就是对“面”的测量。

我们做个实验：拿一张小餐巾，铺在一张大桌面上。是不是不能盖满整个桌面?这说明餐巾的面积小于桌面的面积。如果你用足够长和足够宽的餐巾，就能盖满整个桌面。

多拿一些餐巾，把这些餐巾张开，一张接一张铺在大桌面上。需要多少张餐巾才能铺满桌面呢?

桌面越大，要用的餐巾也越多，才能铺满。

面积测量的是二维所围成的表面。

这块地板铺满了漂亮的瓷砖，每一块瓷砖的大小都是一样的。

量一量瓷砖的长和宽，就能知道每块瓷砖的面积了。

数一数地板共有多少块瓷砖，你就能知道地板的面积有多大了。

这儿有两个房间，分别在上、下两层楼。每一层楼的地板上，每一块瓷砖是一样大的。

哪一层楼的地板，面积比较大?数数看。

下面这些不规则图形也有面积。它们都是由一些正方形和正方形的一半组成的图形，你能数出它们的面积各是多少吗?

★什么是三维?

也许你听别人说过“立体电影”，也就是3D电影。

立体电影看起来可真逼真。立体就是三维。

我们做个实验，好让你弄清楚“三维”是什么。

从书橱里找出五本大小不同的书。

把这五本书立起来，有些书会比其他书高。

让每一本书的某一边对齐，有些书会比其他书宽。

让每本书平躺在桌子上，有些书会比其他书厚。

书的大小由三个量决定：高、宽、厚。这三维中任何人不同、见、厚。这三维中任何一维改变了，书的大小也会跟着改变。

书本是三维的。

你能拿起来的每一样东西，都是三维的。

也许你会问，现在我看的这一页纸，我能把它拿起来，那它也是三维的吗?当然!

这一页纸是三维的。它有：高度、宽度和厚度。

伸出你的一根手指头，沿着这一页纸的边缘移动。这薄薄的纸边就是这一页纸的厚度。

这里有两个空纸箱。怎样知道哪一个纸箱比较大呢?

“体积”可以告诉你纸箱的大小。

我们把纸箱能装下东西的总量，或它三维所占的空间，叫做它的“体积”或“容积”。

试着画一个纸箱，画出纸箱的高度和宽度。这样的一幅图画被称作三维图，是因为它看起来非常逼真。事实上，这幅图的表面仍然是二维的。

知道了一维、二维和三维分别是什么，那你能回答下面这些问题吗?

电视机是几维的呢?

电视屏幕上的画面又是几维的呢?

电视机的高度又是几维的呢?

在你的房间四周找找看。

你还能找出更多三维、二维、一维的例子吗?

在我们的四周，到处都看得到三维、二维和一维的东西。这世界充满着三维、二维和一维。

二维动画与三维动画的关系 第7篇

关键词：动画,二维动画,三维动画,软件

一、引言

从1906年《滑稽面孔的幽默形象》 (Humorous Phase of a Funny Face) 开始, 到2008年5月上映, 并取得6亿美元票房的《功夫熊猫》 (Kung Fu Panda) , 至今, 动画已经经过了百年的发展史。随着人类文明与科学技术的共同进步, 动画效果也从透明赛璐珞片上的二维平面, 发展成为可以以假乱真的立体影像效果的三维空间。如今我国多数高等院校相关专业中, 也将动画分为二维与三维两个专业方向。在动画不断发展的今天, 二维动画和三维动画之间的矛盾和联系也随之产生了。

二、二维动画和三维动画的制作方法

动画的范围广义上讲, 可以活动的影像就可以称之为动画。二维动画一般是通过手工绘制为基础实现动画效果, 而三维动画则是通过计算机通过三维制作营造出虚拟的立体空间。

1. 二维动画的制作方法

现阶段运用比较多的二维绘画软件, 按照电脑制作图像的类型, 可以分为两种:一种是位图软件, 如Adobe公司旗下的Photoshop图像处理软件, Corel公司生产的Corel Painter IX图形处理软件, 日本公司SYSTEAMAX生产的Easy Paint Tool SAI软件等;另一种则是矢量软件, 如同样是Adobe公司旗下的Illustrator绘图软件, Corel公司生产的Corel DRAW绘图软件等。

就二维动画的制作而言, 依据实现动画效果可分为两种方法:一种是手工绘画制作, 就是传统的二维动画的制作方法;另一种就是无纸动画, 利用电脑绘画或者电脑动画制作软件完成, 如Adobe公司旗下的Flash矢量动画制作软件等, 通过电脑计算, 在两个关键帧中自动生成中间帧, 节约了大量的时间, 使单独的个人完成动画成为可能, 让动画制作更为简单、快捷、方便。

通过电脑计算来实现的动画, 也体现出了与传统的逐帧动画无法比拟的缺点, 电脑实现的中间画过于机械, 不如传统动画灵活, 不具备传统动画的表现力。同时, 对于三维动画而言不仅仅需要软件的支持, 还需要有计算机硬件基础, 如工作站, 用来处理大量的计算机运算。

2. 三维动画的制作方法

三维动画的动画制作是依附于电子计算机技术实现的, 区别于定格动画的实际拍摄的真实人物和场景, 而是一种虚拟空间的表现效果。

现阶段可以制作三维模型的软件较多, 针对的行业也不同, 对于动画来说, 如Autodesk公司开发的3D Studio Max, Google公司开发的Sketch Up等。有一部分软件深得三维动画制作人员的厚爱, 那就是结合了建模、动画制作、渲染于一身的动画软件如Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件Maya等, 与之相对应的插件也是层出不穷, 当然也是各有千秋, 如Z brush三维数字雕刻和绘画软件, 极大程度的让三维模型更逼真更细腻, 多次在大型电影与动画中运用, 《加勒比海盗》 (Pirates of the Caribbean) 中的Davy Jones角色造型, 动画实现的效果就有三维建模软件与雕刻软件共同结合制作的效果。

三、二维动画和三维动画的特点

二维动画通过平面空间来实现立体空间的视觉感受, 三维动画是通过电子计算机来实现空间的立体效果。就两种动画形式的特点来说, 二维动画也就是传统意义上的动画形式, 空间制约性较强;三维动画是随着计算机科学技术的发展应用而生的, 最早体现在电影的特效上, 而后独立成为一种动画形式, 可以摆脱动画中空间制约的束缚, 自由的运用镜头。

在动画发展史上, 二维动画处于始祖的位置是不可动摇的, 就现代动画而言, 较三维动画, 二维动画的理论更为成熟, 稳定;与之伴随的问题, 就是二维动画中技术层面的突破与创新较少, 发展缓慢。从三维动画来说, 更新快, 需要多。

1. 三维动画的特点

通过计算机实现三维虚拟空间的效果, 所以在技术层面上三维动画制作软件不断的更新才能满足使用使用者的需要, 对于三维动画的制作人员来说需要不断的去学习新软件的技术并及时快速的掌握, 才能适应下阶段制作的需要;特别是对于大型的动画片和电影中动画特效来说, 对于软件中无法解决的问题还需要开发新的插件, 来满足不同动画效果的需要, 计算机技术也是随着实际动画制作的需要不断发展。

就像早期罗伯特·卢卡斯 (Robert Lucas) 对《星球大战》电影的需要, 促成了现在著名三维动画制作公司之一, 皮克斯动画工作室 (Pixar Animation Studios) 的诞生和发展。

2. 二维动画的特点

二维动画一路走来, 现如今已经发展到了计算机技术实现二维动画效果的层面, 与三维动画对计算机的的软件和硬件的需求一样, 二维动画也需要动画技术层面的不断更新, 二维从业人员水平的不断提高。

3. 无纸动画

无纸动画, 顾名思义, 也是动画制作的一种形式, 就是摆脱了传统动画中, 一帧一画的需求, 大量的节约动画制作中对纸的消耗, 从而在计算机中实现从前期到后期整个动画制作过程。无纸动画的产生, 大量节约了制作成本, 减少了中间环节的障碍;同时, 需要对于制作软件的高度统一和及时技术更新, 所以无纸动画制作软件的发展还是值得我们期待的。

四、二维动画和三维动画相互影响

计算机应用的普及程度越来越广, 家庭中电脑的年龄使用层面越来越低, 更重要的是媒体时代的到来。电视、网络、移动设备的市场对于动画的需求也越来越多, 却来越趋向于专业化和市场化, 所以针对动画的要求也越来越多样, 越来越新颖。

最近具有二维和三维特点的动画陆续的展露出来, 由于二维动画中镜头取景的制约性, 在这里新动画片中二维的场景转为三维来表现;而三维中无法实现的流畅且生动的动画角色, 转为二维来实现, 最终用后期合成软件来实现二者的结合。虽然早在皮克斯动画工作室 (Pixar Animation Studios) 的创始人之一的约翰·拉塞特 (John Lasseter) , 在迪士尼工作的时候就应用了这种方法, 但是当时的计算机技术尚未成熟, 效果也不十分理想。

由于后期合成软件, 声音制作软件, 相关插件等也在随着电脑科学技术的发展不断研发和更新, 所以现在二维动画与三维动画的结合也显得越来越自然, 二者取长补短, 相辅相成, 将动画的视觉表现效果更好的体现出来。当二者完美的在统一的动画风格中上演的时候, 让欣赏者在欣赏动画效果之余, 竟没有发觉这是两种动画表现形式共同制作, 如:《恶童》 (鉄コン筋クリート) , 如游乐场般绚丽多彩的建筑群, 就是用三维建模后, 加贴了二维手绘的材质, 与场景中的角色形成统一的动画风格, 让人在动感十足的镜头中, 享受了一顿视觉盛宴。

参考文献

三维化学中的二维手性问题 第8篇

在二维空间里含有三个不同顶点的三角形 (I) 是手性的, 即在其平面上不管是平移还是旋转而得到的三角形都不是全等的三角形, 而是镜像对称的。换言之, 在二维空间里这样的三角形与其镜像是对映的。 (在本文中, 对映结构和非对映结构这两个词是用于空间模型中, 而对映异构体和非对映异构体这两个词是针对分子而言的。)

另一方面, 二维对映结构的三角形可以通过旋转和平移来形成全等三角形, 在三维空间里, 可以通过用不同的标记来表示二维对映结构的三角形的两个面把其变成单一的个体。一般用Re来表示正面, 在二维手性体里如果其顶点是按顺时针方向旋转的也可以用Re来表示, 相应的如果是按逆时针旋转的就可以用Si来表示 (II) [2,3,4]。应该说明的是在本文中所用的si和re在其他的书上也用过, 相应的是用Re和Si来表示的 (3b, 4) 。

我们建立一个分子模型, 以乙醛为例 (III) , 其中正好有三个不同的配体在平面上用作三角的顶点原子。 (与三维空间里中心不对称四面体原子是一样的。) 于是, 乙醛分子的两个面可以用Re和Si来标记了。

二维手性体, 比如二维手性三角形就可以把三维空间分成两个对映结构部分 (IV) , 同样的可以用Re和Si来标记。

含有二维手性三角形的四面体中的第四个配体A (V) 与二维三角形里的配体是一样的, 所有的这些配体都是手性的, 而且这两个配体A分别分布在对映结构部分的两边, 可以用Mislow和Raban[5]定义的称为对映异位。

根据Hanson[2]定义的, 该例中中心原子应该称作是前手性。这种前手性原子最典型的例子就是乙醇的C-1原子。在醇脱氢酶存在下, 氢原子被NADH转移到乙醛的Re面[6,7,8]。在乙醇里转移掉的氢在Re面, 用HRe表示 (VI) [4]。在Hanson和Hirschmann定义的命名法则里, 这个氢称作前-R, 但这两种命名法在某种程度上是不一致的, 前-R基团不一定落在剩下的基团组成的三角形Re部分。

如果前手性原子的一个配体是三维手性的 (VII:二维手性用字母F表示这种配体) , 则两个部分就是非对映的:Re部分和Si部分对手性配体F是一样的。这两个配体A可以用Mislow和Raban[5]定义的称为非对映异位。

含有这种非对映异位配体的有L-缬氨酸上的两个甲基基团 (VIII) 。

最后, 如果两个配体是手性的A和B, 另两个是三维手性F, 以及其对映体undefined, 则对映三角形ABF和ABundefined的两半空间Re和Si可以合并在一起而保留第四个配体F或undefined以两种不同的方式 (FRe, undefinedSi或undefinedRe, FSi) 形成两个手性非对映模型 (IX) 。

下面是Werner的假不对称原子模型, 2, 3, 4-三羟基戊二酸是一典型的例子 (X) 。

上面列出的想法也可以用来讨论“保留构型”和“反转构型”问题, 是一个很难描述明确的概念[9]。当两分子有相同构型或不同的构型时, 为了解释清楚这一概念, 有必要按我们要说明的定义一下。根据前面讨论的, 当两分子有相同的确定的二维手性三角形配体及第四个配体互不相同但都位于指定的手性三角形的相同的一半空间时, 可以说两分子有相同的构型。如果第四个配体在定义的手性三角形的两边时, 就说这两分子构型不同 (XI) 。

例如, 几乎所有“天然”的α-氨基酸有一配体在同一个二维手性三角形 (NH2, COOH, H) 的同一半空间, 就可以说这些氨基酸都有同样的构型。

在化学反应中, 当一配体变成另一配体时, 这两个配体有可能在同一半空间或相反。前面的那种情况称为保持, 后面的就称为反转 (XI) 。但是, 必须注意的是, 保持和反转的概念如果用在一系列单独多个反应步骤时就有矛盾了。式XII就表明了当几个反应连续发生时这一矛盾[10]。一般都认为式XII是按“保持构型”的方式反应的, 但实际得到的不是同一构型的分子, 而是得到的一对对映体, 分布在横线的两端。在式XII中, 单一的看每步反应确实是按“构型保持”的方式进行的。但是, 由两种模型变换到的ASi并不是从同样的二维手性三角形最后得到的, 因而最后的结果是构型反转。

构型保持相当于保留构型, 连续几次反应保持构型不变是很少的。配体没有交换, 而且没有在手性中心发生直接的交换时, 构型是保留的, 就这一问题的争论是有意义的。有许多这一类的例子, 比如由 (+) 甘油醛转变成 (+) 或 (-) 乳酸 (XIII) 。

式XIV清楚的表明了CH2OH基团是如何被两个不同的配体在两个不同手性三角形的Re面上被取代的。

两个可鉴别的并列的二维手性三角形可以在同一平面上按两种不同方式形成两个非对映模型的方式排列 (XV) 。

在式XVI的第一例中 (cis) 两个并列的三角形在平面模型上表现出二维手性体的不同的两个面。在第二例中 (trans) , 则表现出二维手性体的相同的两个面。cis式是二维非手性的;trans式是二维手性的。

二维非对映形态在三维空间中并没消失, 还是保留其非对映形态, 而且与三维非对映形态分子相对应。如苹果酸和富马酸上的双键在平面上的顺-反立体异构就是例子 (XVII) 。这种立体异构现象发现一个多世纪, 但一直都没有按二维非对映形态方式来研究。

学生可以从式XVIII发现顺式加成羟基到富马酸上必定形成手性酒石酸的两个对映体, 结果就是进攻两面, 于是与二维手性富马酸的结构不同。相应的, 顺式加成羟基到苹果酸时得到非手性的酒石酸, 而反式加成羟基到苹果酸时得到手性的酒石酸, 如反式加成到富马酸上则得到非手性的酒石酸。

总之, 用二维手性分子模型可以深入的理解三维立体异构现象中的几何问题, 包括对映形态、非对映形态、假不对称问题。同时, 对于双键上的顺-反同分异构以及加成问题可以明晰的理解了。另外, 根据二维手性三角形定义的半空间理论可以讨论化学反应中的关于分子的相同构型和不同构型问题以及保持构型和反转构型问题。

摘要：利用平面二维手性方法阐述三维立体化学中的手性问题。通过该方式的分析使学生对立体化学有一个较新的理解, 并对立体化学中涉及到的各种概念有个明确的定义。

关键词：二维,三维,手性,立体化学

参考文献

[1]Prelog, V., Science, 193, 17, 1976; Prelog, V., and Helmchen, G., Angew. Chemie Int.Ed., 21, 567, 1982; Seebach, D., and Prelog, V., Angew. Chemie Int. Ed., 21, 654, 1982.

[2]Hanson, K.R., J.Amer. Chem. Soc., 88, 2731, 1966.

[3] (a) Hirschmann, H., and Hanson, K.R., J. Org. Chem., 36, 3293, 1971;Tetrahedron, 30, 3649, 1974. (b) Hanson, K.R., Ann. Rev. Biochem., 45, 307, 1976.

[4]Prelog, V., and Helmchen, G., Helv. Chim. Acta, 55, 2581, 1972.

[5]Mislow, K., and Raban, M., “Topics in Stereochemis-try, ”Allinger, N.L., and.Eliel, E.L., (Editors) , Interscience, NewYork, 1967, Vol.1, p.1.

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[7]Lemieux, R. U., and Howard, J., Can. J. Chem., 41, 308, 1963.

[8]Cornforth, J. W., Cornforth, R. H., Donninger, C., Popjak, G., Ryback, G., and Schroepfer, Jr., G.J., Proc. Roy. Soc. (London) , B163, 439, 1965.

[9]Gielen, M., J. CHEM. EDUC., 54, 673, 1977.

浅析二维动画与三维动画的渊源 第9篇

当人们在观察物体时,即便它马上消失了,但它影子还会在人的视觉中停留大约十分之一秒的时间。而动画师则利用摄影机将绘制好的画面一张一张拍摄下来,通过“视觉残留原理”这一生理现象,以24帧/秒的速度进行播放,或录象机以30帧/秒的扫描方式在电视莹光屏上呈现影像时就会呈现出连续的画面,从而在我们脑中产生物体在“运动”的印象,因此动画影像是一种不存在的视觉艺术,是“魔法”,它把不同的画面连接起来。动画大师诺曼.麦克拉伦说:动画不是“会动的画”的艺术,而是“画出来的运动”的艺术。

二、二维动画的追溯

1.外国的二维动画

在国外,动画最早是被运用于工业制造当中。温瑟麦凯创作的《恐龙葛蒂》被称为世界第一部动画,1906年《蒸汽船威利号》为第一部有声动画,《白雪公主》为第一部彩色动画。迪斯尼的《狮子王》、《人猿泰山》,梦工厂的《小马王》,以及宫崎骏的动画帝国《千与千寻》、《龙猫》等,都为二维动画画出了绚丽的一笔。

2.国内二维动画

我国二维动画的发展应该追溯到万氏三兄弟:万籁鸣,万古蟾,万超尘所制作的《大闹画室》,我们也可以从一部部优秀的动画作品中找到中国动画的魅力:《小蝌蚪找妈妈》、《山水情》、《三个和尚》、《骄傲的将军》等为我们捧回几十个国际艺术大奖。我们的动画片也在世界领域取得了“中国动画学派”的美誉。中国的水墨动画更是受到国内外动画领域的推崇。动画长片《铁扇公主》,不仅在国内引起剧烈的反响,在国外也是一炮打红。同时该片对日本动画也起到了重要的影响。

三、没“二”如何谈“三”

1.由手绘制作二维动画到电脑制作二维动画

二维动画工序复杂,分工很细致,对于工作人员来说工作量比较大,早期的传统动画是将画面绘制在赛珞璐片上,然后在赛璐璐片上进行上色,将不同层上的物体分别绘制在不同的赛璐璐片上,利用赛璐璐片透明这一特性依次按顺序叠放在一起,通过摄影机进行拍摄,这样观众就可以看到具有丰富景深效果的画面了。这种制作工艺在相当长的一段时间内被广泛应用。虽然这种制作手法可以实现我们想要的镜头效果,但是,在赛璐璐片上进行绘制并不是一件容易的事。工作人员在绘制的过程当中不能出现失误的情况,工作人员需要非常细致的进行绘制,而且还必须保证每一帧画面颜色的统一。一但出现错误将很难进行修改。除了绘制上的苛刻,赛璐璐片在保存过程中也有很高的要求。当工作人员在赛璐璐片上绘制完成后必须将其放到干燥、通风、阴凉的地方,如果赛璐璐片在潮湿,温差比较大,酷热等环境下就会粘黏在一起,这样辛苦绘制的作品就完全报废。然而,随着科技的飞速发展,计算机技术的突飞猛进,无纸绘画技术在动画制作中得到了应用,人们发现电脑绘图不仅可以保证画面的质量,同时还可以长期的保存。繁重的赛璐璐片绘制的历史一去不复返。

2.电脑动画的“二”到“三”

电脑的出现可以使动画制作者们更加方便快捷的制作动画片,把工作者们从繁重的劳动中解脱出来。人们因此有更多的精力去探索不同的动画表现形式,三维动画便应运而生。三维动画制作出的三维立体效果将动画带到了一个新的领域。角色的立体逼真,摄影机更加真实的镜头感,各种各样的电脑特效……使得制作三维动画成了更多动画设计师们的追求。在此背景下出现了《怪物公司》、《玩具总动员》、《小鸡快跑》等一系列经典而且叫卖的三维动画。梦工厂,皮克斯,21世纪福斯,迪士尼都纷纷向三维动画转型。

四、二维动画不可替代性

现在,随着电脑和新媒体技术以及软件的功能不断强大,电脑似乎可以实现所有的我们可以想象到的效果。更多的人们相信三维动画将要取代二维动画。因此,在日常教学过程中发现越来越多的学生将自己的精力用在三维软件的学习上,学生之间谈论的话题也多是:软件学的怎么样,有没有报培训班之类的话题,好像只要学会了几个三维软件就能够成为动画制作高手。对于他们来讲,手绘却成了老古董,被狠狠地抛至身后。而这些学生在最后只能停留在建模的位置上无法提升。

从二维动画的制作过程我们不难发现,二维动画更注重动画师的手绘能力,从角色设计,场景设计,原设计,动画设计,处处都体现了动画师高超的绘画水平。即使是三维动画的制作也离不开前期的二维草稿的设计。只有我们掌握了扎实的二维手绘能力才能创作出更好的动画作品,三维软件只是一种工具,是实现特效的一种途径,一种表现形式而已。

总结

展望未来,随着科学技术的发展,动画行业发展快速和多元化。电脑三维动画越来越冲击传统二维动画,可是不管是二维还是三维,都要能够使角色有连贯流畅的动作,符合剧本剧情的表演,契合故事的场景,这样才能算得上一部优秀的动画片。因此,用什么手段制作是次要的,制作出能够吸引观众的动画片才是主要的。现在很多三维动画都在使用二维场景,二维动画中又存在三维效果,二维,三维之间并不是相互独立的,是相互联系的共存的。

摘要：随着科技的断进步,年代的斗转星移,最初进入我们视线的二维动画形式已经逐步的被三维数字动画形式所取代,而我们似乎也更加青睐于三维动画的制作效果,二维动画是否要被赶下历史舞台?三维动画最终要独领风骚?在动画的发展过程中二维动画又起着怎样的作用?我们需要怎样去对待二维动画和新生代的三维动画?

关键词：二维动画,三维动画,动画发展

参考文献

[1]张然,聂欣如.《电影文学》.2011年第7期.

[2]吴限,黄永.《二维动画艺术设计基础》.清华大学出版社,2005/5/1.

[3]宗传玉,肖伟.《美与时代(上半月)》.2008年第7期.

[4]冯文,孙立军.《动画概论》.中国电影出版社,2006/9/1.

[5]马华.《影视动画影片分析综合卷》.海洋出版社,2008/2/1.

二维三维论文 第10篇

打破壁垒, 三维与二维融为一体

长久以来, 国内外C A D领域一直呈现二维C A D应用与三维C A D应用各自为政, 国内三维C A D市场更是被国外软件垄断的局面。与此同时“二维C A D能否长久”、“三维C A D能否取代二维C A D”之争更是不绝于耳, C A X A C A D 2009的发布, 让我们看到了一个全新的局面:三维C A D与二维C A D既可独立使用又可融为一体。

“对于使用二维就能满足设计需求的企业, 可以选择C A X A电子图板;对于全部使用三维进行产品设计, 选择C A X A实体设计就可以解决问题;对于大部分习惯使用二维C A D, 但又想利用三维C A D优势的企业, C A X A C A D 2009套装是个非常好的抉择, 三维二维自由搭配使用, 不仅可以保持二维C A D的习惯和特点, 又可享受三维C A D的便利, 还保持了二维三维数据的关联性。”C A X A市场部总经理杨维明介绍说。

C A X A的二维C A D产品——电子图板2009, 全面兼容AutoCAD, 支持多语言、多标准、多单位制、多窗口、多格式文字等;简洁亲切的全新界面赏心悦目, 更加智能化的绘图方式, 使工程师们摆脱繁琐的绘图工作, 有更多时间投入到产品结构的改进以及新产品的开发中;最新3万个标准机械图库, 专业的机械、模具、汇总、转图等功能模块, 能提高绘图速度100%以上。

C A X A的三维C A D产品——实体设计2009, 全面兼容流行三维C A D软件, 并且将工程设计和创新设计融为一体, 能够快速建模、模型修改方便快捷, 而且无缝集成了C A X A电子图板2009, 能快速生成工程图形和汇总BOM。

专注制造业, C A D应用更为深入

“C A X A电子图板针对中国机械行业设计, 完全按照中国工程师的设计模式和思考习惯设计, 并有大量针对机械行业国标的绘图和标注工具, 以及机械行业的标准图库, 比起应对全球用户、各种行业, 大而全的C A D软件, C A X A精简、专业而实用。”北京华德液压工业集团信息部部长张瀛如是说。

二维三维论文 第11篇

关键词 全前脑 三维超声 胎儿畸形

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.09.252

全前脑是由于前脑完全或部分未分裂而引起的一系列脑部和面部异常，发病率约1/10000。二维超声通过观察颅内及面部结构的改变情况进行诊断，而三维超声能直观的显示胎儿面部的畸形，对二维超声图像提供了重要的补充作用，并进一步明确的作出诊断。2009年1月～2011年2月利用二维及三维超声联合诊断全前脑患者5例，均经引产证实。现报告如下。

资料与方法

2009年8月～2011年2月行产前系统超声检查的孕妇4520例，年龄18～45岁，孕周22～26周，发现并确诊胎儿全前脑5例。

仪器与方法：采用阿洛卡α-10彩色多普勒超声诊断仪，二维凸阵探头频率2～6MHz，三维探头频率4～8MHz。首先对每例胎儿进行全身各系统结构的超声检查，当发现胎儿颅内及面部结构畸形时，利用三维表面模式对胎儿面部进行三维成像，将异常二维及三维成像储存在硬盘内。

结果

4520例孕妇检查中发现全前脑5例，其中4例无叶全前脑，1例半叶全前脑，均经过引产证实，其中合并脐膨出1例，1例合并双侧桡骨发育不全合并右侧唇腭裂、左心发育不良及室间隔缺损1例，染色体为18-三体，左侧桡骨缺如合并膈疝1例，左侧桡骨发育不良合并室间隔缺损1例，单纯左侧桡骨缺如1例。

讨论

病因：全前脑又称前脑无裂畸形，是少见的与染色体异常有关的胎儿先天畸形，其发生率1/5000～1/16000胚胎发育第3周，主脊索前面原发性中胚叶的缺陷干扰了脊索前间质深入前脑和口腔的顶部，使前脑未完全分开成左右两叶，而导致一系列脑室畸形及不同程度的面部中线结构畸形，本病常与染色体畸形如13-三体、18-三体、18号染色体短臂缺如等有关，但仍有许多病例病因不明。无染色体异常所致的全前脑多为散发性，其再发风险率约6%［1］。

分类：根据大脑半球分开程度，全前脑可为3种类型：无叶全前脑，大脑半球完全融合未分开，大脑镰及半球列席缺失，仅单个原始脑室，丘脑融合成1个。半叶全前脑：为一种中间类型，介于无叶全前脑和叶状全前脑之间，半叶全前脑的大脑半球及侧脑室仅在后叶分开，前方仍相连，后角及下角则分成左右两部分，只有单个脑室，丘脑常融合或不完全融合。叶状全前脑：大脑半球及侧脑室均完全分开，大脑半球的前后裂隙发育尚好，丘脑亦为左右各一，但仍有一定程度的结构融合，如透明隔腔消失、侧脑室前角平展等。叶状全前脑由于颅内结构和面部结构异常不明显，若不合并其他畸形，胎儿产前超声识别困难，往往容易漏诊。

超声诊断与鉴别：参照李胜利编著执行标准［2］：①无叶全前脑，脑中线消失，丘脑完全融合，第三脑室及透明隔腔消失，较大的单一脑室、脑组织变薄。②半叶全前脑，扩大的脑室前半部融合，后部仍可分为左右两部分，丘脑部分或完全融合。③叶状全前脑，透明隔腔消失、侧脑室前角平展。全前脑同时伴发面部畸形，如眼距过近、独眼、颜面部正中裂、单鼻孔、喙鼻等［3］。鉴别诊断：全前脑应与严重脑积水和水脑畸形界别。严重脑积水声像图特征是可见到脑中线漂浮，丘脑因第三脑室扩展而被分开，无特殊的面部异常改变。水脑畸形声像图上常不能显示大脑皮层组织回声，面部也无异常改变。叶状全前脑声响图表现可与胼胝体缺失和透明隔腔消失相似，在声像图上，胼胝体缺失除了侧脑室后角扩张外，还有第三脑室扩张并上移，以及侧脑室前角狭窄并向两侧分开的特征。

图1 全前脑合并喙鼻二维超声表现

图2 全前脑合并喙鼻面部三维超声成像

图3 全前脑颅内结构二维超声表现

预后及处理：无叶全前脑和半叶全前脑预后都极差。通常，胎儿产后不久死亡或死于1年之内。极少数半叶全前脑即使能活过婴儿期，但也存在智力障碍。叶状全前脑可能会生存，但都会有不同程度的智力低下。超声提示全前脑的需要进行染色体核型分析，以及排除糖尿病。全前脑的产前诊断主要依赖于超声检查，部分病例通过超声对颅内结构详细的观察和面部三维成像，在早期就可以作出诊断［4］。三維超声对全前脑合并的颜面部畸形进行面部进表面成像，能将面部畸形直观、逼真、立体的呈现出来，在二维超声检查的基础上的三维超声胎儿面部畸形的诊断具有很高的准确性，三维的立体图像可增强超声医师诊断信心，同时也使孕妇易于对畸形的理解。但是，目前三维超声成像仍存在一定局限性，羊水过少、胎位不合适等因素均不易清晰显示胎儿的面部结构，容易漏诊。见图1～3。

参考文献

1严英榴.产前超声诊断学.北京:人民卫生出版社,2005.

2 李胜利.胎儿畸形的产前超声诊断学.北京:人民军医出版社,2004.

3 李辉,李胜利,宋文龄,译.胎儿异常超声诊断图谱.济南:山东科学技术出版社,2009.

4 张玉荣,等.三维超声表面模式在胎儿唇腭裂诊断中的应用.中国现代医药杂志,2011,13(1):196.

解读二维设计中的三维空间环境理念 第12篇

一、二维设计是三维空间中的必要条件

1. 空间的识别与定位系统

识别与定位功能二者都是二维设计语言给三维空间环境提供的最佳传达方式。在没有一定的机构与系统单位的三维空间环境当中, 正确的识别其中的单位属性, 除了环境自身的组成材料和框架结构特征以外, 二维平面设计所强调的图形、文字、色彩等, 在环境材料上的合理搭配, 使可视空间成为有着连续性、多面性、可控性的一个系统组合, 使识别传达得到最大化的发挥和展示。

就像中国传统的楼榭亭阁、宫殿庙宇、官邸民居、墓道陵寝等都是在人的思维习惯和审美意识的指引下才有其特定的存在方式, 也就是说, 只有在人的思维习惯和审美意识的参与下, 三维空间才有它相对的使用价值。这些建筑本身都不是以一个单纯个体而存在的, 它们实际上都是一个个承载着大量二维平面信息的活动平台。在这里, 人的思维信息传达不仅仅对肉眼所见到的三维空间大小、材质、方位的直觉反应上表现出能动性, 三维空间中的平面图式、结构面中的这些可读信息以及装饰性图形等也是传达应用信息的重要手段。设计者通过二维的图形、文字及色彩信息语言来识别和定位三维空间, 以求得更加合理利用空间的功能。

在三维空间里, 区域划分是通过它的框架结构和很多的二维面的设定所完成的。当下, 中国的二维设计领域和三维空间设计领域尚处在发展期, 二者在设计时的相辅相成功效没有得到有效的利用, 在设计时, 又缺乏合理的沟通和设计因素的参考, 往往会导致在设计时二者会出现应用配合上或是在艺术风格上的相互不和谐, 从而使二维设计在三维空间中的传达功能与审美上的力度减弱。

2. 在三维空间中的二维设计使气氛营造与艺术风格更具活力

生活在这个三维空间中的我们, 在尽情享受三维空间带来优越生活方式的同时, 它也赋予了我们对于精神的追求和对艺术进行审美。在当下的三维空间建筑环境之中, 现代主义理性结构逐渐取代人文装饰的成分。装饰已经不再只追求表面的奢华, 更加注重材质的本原特点, 装饰变得更多的是为了表达环境意义而不再仅仅是传达人文精神意义。但是, 这并不代表传统的二维设计在当代的三维空间设计理念中沦为鸡肋, 恰恰相反, 汲取了传统二维设计营养的现代设计变得更具活力。

我们知道, 无论设计是国际化还是后现代性的表达, 一切设计艺术都是以人为本的设计。许多传统的艺术种类给现代设计带来了无尽的可能, 这也是现代设计所不应忽视的, 并应从中汲取营养。在环境的气氛营造和风格表现当中, 二维平面设计的作用更是无可替代的。

例如传统意义上体现人本设计理念的各种风格及材质的绘画和壁画艺术, 甚至是程式化的年画艺术, 都是一种二维设计或者是主题空间设计的应用。它们设计简易及其经济的优势, 在需要快速、短期营造气氛的三维空间中, 是实用、方便、快捷的手段。运用在会场、展馆等空间里, 运用其形象、直接的表达方式, 通过色彩、文字、图形来包装三维展示空间, 使空间美感在这种特定的语意表达下, 发挥出最大的利用价值。在布局空间、构建空间方面, 多以布、纸、塑料、光等材料为媒介的二维平面语言, 能使空间在具有通透感的同时, 还会有层次分明的三维空间感, 空间里审美的内容会更加丰富和细致。在当今的环境设计中, 三维空间中应用动态媒体的增多, 使环境本身更加富有动感和视觉吸引力, 同时也给其增添了科技感和活力的氛围。例如把投影、电视、霓虹灯、场地舞台灯等设备应用在特定的环境当中, 使这些具有二维平面语言的视觉设计, 既是平面语言, 也是环境语言, 这些平面设计的表达方式运用到不同空间里, 对环境的气氛营造和艺术风格的凸显起到决定作用。

3. 教育的功能

如今的交流和文化传达方式已经有了更多样、更广泛的渠道, 教育的意义已经不仅仅被局限在学校和大众文化传播之中, 生活本身就是一个教育的最大平台, 生活空间中各种信息内容变成影响我们思维的重要因素之一, 其中更为重要的实际上是承载大量可读信息媒介的平面设计, 通过这种方式直接影响三维空间内容和我们的日常行为举止, 这也是是平面设计在三维空间中最直接的教育功能。比如, 爱护环境的平面语言实施, 公共空间的文明行为要求等, 这里的教育作用不是强制式的, 更多的是以平面二维设计语言的直观性、趣味性、隐喻性等来影响人的行为, 利用周围环境的特点和行为方式, 让语言贯穿在三维空间或物品之中, 同时又指引人们的行为方式, 寓教于乐、寓教于美。互惠才能互利。在设计的教育功能上, 同样应该让中西绘画语言相互取长补短、融会贯通, 使不同的艺术理念有更广阔的应用空间, 相信无论是油画, 还是中国传统的文人画, 或是中国民间绘画, 都是二维设计用之不尽, 取之不竭的源泉。

二维平面设计在三维空间环境表现, 必然涉及众多的设计元素如色彩、材料及形式等, 如何能让二维平面设计本身对其所处三维空间产生影响甚至变化, 今后的平面设计发展方向又将会有怎样有趣的变化方向和可能性。我们关注现实, 展望未来, 任重道远。

摘要：二维设计中的三维空间环境理念, 实际上通俗易懂的理解使我们平常所熟知的平面与立体空间的关系, 在平面当中怎么样来体现立体空间是我们所探讨的主题。本文从二维平面设计是三维空间中的必要条件、在三维空间中的二维设计使气氛营造与艺术风格更具活力、教育的功能三个方面来阐述。