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来源 SSBIM 发布于 2018/4/9 15:18:04 评论(2) 有391人阅读

第四个领域:


3D建模软件除了上述三个领域之外,还有一些特别用途的分类。


1、3D雕刻建模软件


ZBrush


美国Pixologic公司开发的ZBrush软件是世界上第一个让艺术家感到无约束自由创作的3D设计工具。 ZBrush 能够雕刻高达 10 亿多边形的模型,所以说限制只取决于的艺术家自身的想象力。


MudBox


MudBox是Autodesk公司的3D雕刻建模软件,它和ZBrush相比各有千秋。在某些人看来,MudBox的功能甚至超过了ZBrush,可谓ZBrush的超级杀手。


MeshMixer


最近,Autodesk公司又开发出一款笔刷式3D建模工具MeshMixer,它能让用户通过笔刷式的交互来融合现有的模型来创建3D模型(似乎是类似与Poisson融合或Laplacian融合的技术),比如类似“牛头马面”的混合3D模型。 

值得注意的是,最新版本的MeshMixer还添加3D打印支撑优化新算法,值得关注。该算法也是具有较好的市场前景,我们也在努力进行产业转化。

其它还有一些同类的3D雕刻建模软件,比如3DCoat,Sculptris,Modo等。


2、基于草图的3D建模软件


SketchUp(SU)


SketchUp是一套面向普通用户的易于使用的3D建模软件。使用SketchUp,创建3D模型就像我们使用铅笔在图纸上作图一般,软件能自动识别你画的这些线条,加以自动捕捉。它的建模流程简单明了,就是画线成面,而后拉伸成体,这也是建筑或室内场景建模最常用的方法。SketchUp还可以将你自己的制作成果发布到Google Earth上和其他人共享,或者是提交到Google的3D Warehouse(Google的3D模型库)。当然你也能从Warehouse那儿得到想要的素材,以此作为创作的基础。很有趣的是,在2012年Google公司的SketchUp被美国Trimble公司收购了。


最近国内出了一款叫做“EasyToy”的采用草图式的3D建模软件,适用于卡通动漫形象与玩具的设计。另外,日本东京大学的Takeo Igarashi教授也发布了一些基于草图式的3D建模系统,比如Teddy,在其主页上可以下载到。


3、基于照片的3D建模软件


Autodesk 123D


Autodesk公司最近发布了一套平民级的建模软件Autodesk 123D,用户不需复杂的专业知识,只要为物体从不同的视角拍摄几张照片,该软件就能自动地为其生成3D模型,而且软件是完全免费的。 

(1) Autodesk 123D是一款免费的3D CAD 工具,用户可以使用一些简单的图形来设计、创建、编辑三维模型,或者在一个已有的模型上进行修改。 

(2) Autodesk 123D Catch是建模软件的重点,用户使用相机或手机来从不同角度拍摄物体、人物或场景,然后上传到云,然后该软件利用云计算的强大计算能力,可将数码照片中几分钟的时间内转换为3D模型,而且还自动带上纹理信息。我们试用过几次,感觉它的使用还是很方便的。但是其生成的3D几何的细节不多,主要是通过纹理信息来表现真实感的。有时软件也会失败,生成的几何是不正确的。 

(3) Autodesk 123D Make是将3D模型转换为2D的切割图案,用户可利用硬纸板、木料、金属或塑料等低成本材料将这些图案迅速拼装成实物,从而再现原来的数字化模型。这让用户能够“制造”出所造的3D模型,有点像3D打印的雏形。目前123D Make只有Mac版的。 

(4) Autodesk 123D Sculpt是一款运行在iPad上的3D雕刻软件(前面已介绍过),通过绘画的方式在模型上雕刻几何细节。


3DSOM Pro


3DSOM Pro是一款从高质量的照片来生成3D建模的软件,它可以通过一个真实物体的照片来进行3D建模,并且制作的模型可以在网络上以交互的方式呈现。


PhotoSynth


微软开发了一款产品PhotoSynth,可将大量的照片做3D处理,但是它不是真正创建3D模型,而是根据照片之间的相机参数及空间对应关系,建构一个虚拟的3D场景,使得用户能够在从不同角度和位置来查看该场景,而显示的场景图像是由给定的照片所合成的。


4、城市建模软件


CityEngine


加拿大Esri公司的CityEngine是三维城市建模的首选软件,可以利用二维数据快速创建三维场景,并能高效的进行规划设计。应用于数字城市、城市规划、轨道交通、管线、建筑、游戏开发和电影制作等领域。另外,CityEngine对ArcGIS的完美支持,使很多已有的基础GIS数据不需转换即可迅速实现三维建模,缩短了三维GIS系统的建设周期。该软件的核心技术是Siggraph 2001的论文“Procedural Modeling of Cities”及其他相关论文,早期是ETH Zurich大学的Pascal Mueller研究小组创办的Procedural公司开发的,后被Esri公司收购。


5、网页3D (Web3D)建模工具


3DTin,TinkerCAD


最近,出现了一些基于网页(web)开发的3D模型设计软件,即基于WebGL,可以在浏览器中完成3D建模的工具。比如3DTin,TinkerCAD(去年被Autodesk收购)等,它们的界面简单直观,有Chrome等浏览器插件插件,可以在线生成3D模型,直接存在云端,并在社区分享模型。


6、基于扫描(逆向设计)的3D建模软件


随着深度相机的普及及扫描仪的价格迅速下降,人们采集三维数据变得容易,从采集到的三维点云来重建三维模型的工作在最近几年的Siggraph(Asia)上能常见到,比如我们Siggraph Asia 2010,Siggraph 2013等的工作。最近几年产生了许多基于点云数据的建模与处理(或逆向工程和设计)的软件,而且各种扫描设备的生产厂商也会发布相应的点云重建的软件。


Geomagic


Geomagic (俗称“杰魔”) 包括系列软件Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛使用的逆向工程软件,具有下述所有特点:确保完美无缺的多边形和 NURBS 模型处理复杂形状或自由曲面形状时,生产效率比传统 CAD软件提高数倍;可与主要的三维扫描设备和CAD/CAM软件进行集成;能够作为一个独立的应用程序运用于快速制造,或者作为对CAD软件的补充。是我们学生科研的必备软件之一。


RapidForm


RapidForm是韩国INUS公司出品的逆向工程软件,提供了新一代运算模式,可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面,使它成为 3D扫描数据的最佳化的接口,是很多3D扫描仪的OEM软件。我们购买的Konica Minolta 的激光扫描仪Range 7就是用RapidForm来进行逆向设计。我们SGP 2010的ARAP参数化算法作为目前为止最好的参数化算法之一,被集成到了RapidForm软件中。


ReconstructMe


ProFactor公司开发的ReconstructMe是一个功能强大且易于使用的三维重建软件,能够使用微软的Kinect或华硕的Xtion进行实时3D场景扫描(核心算法是Kinect Fusion),几分钟就可以完成一张全彩3D场景。我们尝试过,效果还可以。ReconstructMeQt提供了一个实时三维重建利用ReconstructMe SDK(开源)的图形用户界面。

注:法国ManCTL公司开发的Skanect为Mac平台的第一款3D 扫描软件,也支持者华硕的Xtion或者微软的Kinect进行实时3D 扫描。


Artec Studio


Artec公司出品的Artec Eva, Artec Spider等手持式的结构光3D扫描仪,重量轻且易于使用,成为许多3D体验馆扫描物体的首选产品。我试用过Artec Eva后感觉还是需要较多的技巧才能扫描好物体,而且后期需要用软件进行较多的处理,比如数据的去噪、修复、光滑、补洞等。 

同时,Artec公司还开发了一款软件Artec Studio,可以和微软的Kinect或华硕的 Xtion以及其他厂商的体感周边外设配合使用,使其成为三维扫描仪。Kinect通过Artec Studio可以完成模型扫描,然后进行后期处理,填补漏洞、清理数据、进行测量、导出数据等。不确定它是否也使用了Kinect Fusion算法。


PolyWorks


PolyWorks是加拿大InnovMetric公司开发的点云处理软件,提供工程和制造业3D测量解决方案,包含点云扫描、尺寸分析与比较、CAD和逆向工程等功能。

注1:全球四大逆向工程软件除了Geomagic Studio和RapidForm外,还包括ImageWare和CopyCAD,由于后两者我不熟悉,在此就不介绍了,有兴趣的读者可以到网上去找相关资料了解。

注2:微软的Kinect作为快速获取3D数据的传感器,可以作为3D扫描仪来使用,我们曾使用3台Kinects来扫描人体全身,论文发在2012年的IEEE TVCG期刊。现在有多款软件或者开发库(包括上面介绍的PCL,ReconstrutMe,Artec Studio,Skanect),支持将单台Kinect作为手持式扫描仪来扫描物体,其核心都是Kinect Fusion算法。

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第1楼 undefined 发表于 2012-05-17 13:23
1983年,乔布斯对百事可乐的 CEO John Sculley 说:“Do you want to sell sugar water for the rest of your life, or do you want to change the world?”(你想卖一辈子糖水,还是改变世界?)就这样,一段传奇的合作开始了。

第1楼 undefined 发表于 2012-05-17 13:23
1983年,乔布斯对百事可乐的 CEO John Sculley 说:“Do you want to sell sugar water for the rest of your life, or do you want to change the world?”(你想卖一辈子糖水,还是改变世界?)就这样,一段传奇的合作开始了。

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