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摘 要：随着社会经济的发展，我国科技水平不断提升，尤其是三维建模技术在各行业中有着广泛地使用。在图形图像设 计中，三维建模技术占据着重要位置，运用该技术能够实现三维模型构建的精细、逼真，有助于提供准确的参考依据，从而为 场景构建提供有效地帮助。本文将探讨基于图形图像的三维建模技术，希望可以为相关研究提供有价值的参考依据。
关键词： 图形图像 ；三维建模技术 ；场景构建
Research on 3D Modeling Technology Based on Graphics and Images
LI Xiujing, LEI Liting, WANG Yan, YANG Yuwei
(Nantong Institute of Technology, Nantong Jiangsu 226002)
【Abstract】： With the development of social economy, Chinas scientific and technological level continues to improve, especially the three-dimensional modeling technology is widely used in various industries. In graphics and image design, 3D modeling technology occupies an important position. Using this technology can realize the fine and realistic construction of 3D model, help to provide accurate reference basis, and provide effective help for scene construction. This paper will discuss the 3D modeling technology based on graphics and images, hoping to provide a valuable reference for relevant research.
【Key words】： graphics and images;3D modeling technology;scene construction
现阶段，我国科技水平不断提升，各领域中都需要 构建场景建模，所以需要加强对建模技术的运用。一般 来说，虚拟场景的建模是最为重要的，往往占据着决定 最终质量的地位，通过三维建模技术能够直观反映出场 景，因此选择正确的建模技术是非常重要的。对于相关 技术人员来说，需要加强对图形图像的三维建模技术的 研究，确保数据传输、显示能够实时进行，以此来实现 构建效率的提升，为后续搭建工作打下良好的基础。
1 基于图像的虚拟建模技术
建模是指建立和处理一个系统的表示过程，主要成 为系统的模型，不仅可以使用图形的方式来进行定义，还可以依靠描述来呈现。在计算机技术的应用基础下， 三维模型有了相应的发展，所以说三维模型的构造是在 计算机图形应用的基础上。在计算机图形学领域中，物体标识的表达往往难度较大，如果不能构建出精确的模 型就会影响后续的相应环节，如存储的数据量、绘制效 率等，从而为绘制带来不利影响。
1.1 基于图像建模技术的实现方式
通过对图像建模技术的使用，能够很好地打破传统 技术的局限，减少对三维几何的依赖性，依靠照相机来 实现离散图像的采集，并采取相关措施来进行图像处 理，以此来生成真实、直观的场景图像。在全景图像呈 现下，技术人员需要构建与其相适合的空间模型，使其 能够成为具有虚拟性的实景空间，从而实现三维虚拟场 景。在这种场景下，相关用户可以更加直观地感受到场景的构造，并使用前进、后退等操作来观察场景，确保 能够全面、充分地了解场景信息，进而有效提升三维场 景的构建效果 [1]。
例如，在虚拟维修中，借助虚拟现实技术能够生成真实的虚拟场景（如图 1），并采用相关的综合性应用技术来掌握维修信息，有助于突破工程领域方面的问题，极大程度地打破了原先技术的局限性，能够实现在任意时间、空间的操作，不仅能够进行故障维修实验，还可以提取生产设备的已有资料，帮助设备性能检验等，大大节省了维修成本，从而实现维修效率的提高。
1.2 图像建模技术的优点
在图形图像中虚拟建模技术的应用，能够体现出以 下优点 ：首先，处理时间不与漫游效果统一，这两者之 间是互相独立的，并且在处理过程中不需要考虑场景内 容的复杂性，这与场景的复杂程度也是不相连的，通过 虚拟建模技术的使用来获取拍摄图像，然后在操作过程 中使用预先所储存的图像，不受时间、空间的限制，有 助于提升场景虚拟的效率。其次，与之前的运用技术相 比，图像建模技术具有较强的真实性，能够让用户感受 到最真实的场景，从而获取到丰富的体验，产生一种身 临其境的效果。第三，图像虚拟建模技术对计算机资源 没有过高的要求，不需要使用大量的数据信息，这在使 用成本上来说是最佳选择，不仅可以节省操作成本，还 能够保障场景构建的效果 [2]。
1.3 图像建模技术的缺点
在图像建模技术的使用下，场景构建具有较强的实 用性，这种先进技术相较于传统技术有着极大的优势， 但由于研究时间较短，图像建模技术还是存在一些问 题，所以要加强对该技术的研究。例如，如果在没有真实场景的情况下，那么图像建模技术就无法使用，致使 该方法难以构造出真实的场景，从而影响用户的相关体 验。除此之外，要想获得真实的实景图像就要配置性能 高的摄像机，包括相关摄影设备等，这就要花费大量的 成本，同时还要具有较大的存储空间，以此来储存这些 图像文件。由此可见，图像建模技术既有优点，也存在较为明显的缺点，因此要加强对相关技术的研究，努力 研发出更加优秀的成果。目前，图像虚拟建模技术已经 在多个领域中有着广泛的应用（如图 2），包括建筑展 示、虚拟场馆、虚拟维修等，特别是在难以使用 CAD 方法的情况下进行使用，可以简单、快速的实现场景构 建，所以也成为当前研究的一大热点 [3]。
2 基于图形的建模技术
图形虚拟建模技术也是通过计算机图形学所衍生出 来的，具有快速实现实物虚拟化的特点，可以为用户提 供一个真实的场景，以此来呈现丰富的场景效果。本文 将从以下来探讨图形建模技术的相关信息 ：
2.1 基于图形建模技术的实现方式
通过已有的三维建模软件，然后进行虚拟场景、虚 拟实体的构建，主要是以计算机图形学为基础，然后开 展传统构造三维虚拟模型。首先，需要抽象真实场景， 并利用多边形来进行虚拟景观三维模型的构造，目的是 建立虚拟环境中的材质模型，同时还要构建光照、画面 等效果，接着按照标准来设定好控制参数，最后需要借 助软件来进行操作，确保光照、画面可以提升画面的真 实感，从而实现虚拟场景构建 [4]。
2.2 图形建模技术的优点
一方面，在图形建模技术的使用下，三维模型构建 更加真实、精细，并且这种模型具有较强的可操作性， 能够实现用户与虚拟场景之间的交互，并有效提取虚拟 对象的相关信息，方便技术人员进行深入研究。另一方 面，图形建模技术能够打造出虚拟物体实体化，相关工作人员需要事先做好规划方案，然后设计出模型图纸， 并加强与各部门之间的讨论，确保后续技术人员能够严 格按照图纸来进行构建，这里要注意的是建筑图纸的尺 寸、比例，从而实现场景构建的完整性。
2.3 图形建模技术的缺点
与图像建模技术相同，该技术在具有诸多应用优势的同时也存在一些缺点，具体从以下几点来展开探讨 ： （1）工作量大。在图形建模技术的使用下，相关技术人 员需要开展细致、繁琐的信息收集，这样就带来了大量 的工作内容，不利于提升场景构建效率，同时也浪费了 构建成本。（2）实时性受到影响。由于模型构建存在实 时性与真实性之间的差异，要想减少工作量就得简化模 型，但同时也会带来真实性较低的问题，而精细模型又 会增加工作量，从而导致场景构建的实时性受到一定的影响。（3）扩展性差。受到相关动态建模方法的影响， 场景构建目前受动态建模方法的影响，由于缺乏先进、 科学的动态建模方法，致使模型一旦构建下来就无法进 行实时修改。除此之外，图形建模技术还受计算机软硬 件的影响，要想有效提升场景构建的真实性，就要加大设备投资力度，以此来保障虚拟场景构建的真实感 [5]。
所以说，图形建模技术还需要加大研究力度，在保 持原有优势的同时改掉缺点，这样才能发挥出该技术应有的价值。在具备构造三维模型逼真的情况下，还要缩 短繁琐的构建环节，解决真实性和实时性之间的矛盾， 避免场景构建受到各种因素的制约，如计算机软硬件， 从而降低了三维模型构建的精细程度 [6]。
3 基于图形与图像混合的虚拟建模技术
近年来，虚拟建模技术的发展速度飞快， 目前在我 国各领域中都有着广泛的应用，为了进一步推动相关行业的发展，需要加强对虚拟建模技术的研究，确保虚拟 场景构建的真实性和精细性，以此来满足当前社会的发 展需求。根据具体使用情况来看，图像建模技术与图 形建模技术都存在优点和缺点，如优点是操作简便、直 观，能够打破时间、空间的局限，促使虚拟场景构建更 加真实，但同时也存在真实性与实时性之间的矛盾，致 使两者的应用效果不够强。由于图像建模技术和图形建 模技术都存在一些问题，尝试将两者混合是一大突破 口，本文将从以下方面展开探讨 ：
根据国外研究情况来看，虚拟建模技术可以朝着这 几个方向发展 ：一是几何模型与基于图像的混合建模， 二是人工智能与感知理论，这些都是虚拟建模技术的发 展情境。由于图像建模技术在使用方面受限，目前仅能 为用户提供一个虚拟的环境，在这种环境下不具备交互性，用户无法打破这种局限，所以无法实现与虚拟环境 之间的交互。因此，为了向用户提供更加真实的体验， 需要构建更加逼真、真实、实时的虚拟场景，促使用户 可以感受到虚拟场景的效果，满足他们对实体的需求， 同时也推动图像建模技术的进一步发展，从而实现虚拟现实建模的目标。例如，对于虚拟维修领域的使用，将 图形与图像混合的虚拟建模技术可以构造出具有真实感 的虚拟环境，促使相关技术人员可以在该场景中进行试 验，以此来提升工作效率和工作质量。所以说，当前混 合建模技术是具有广阔发展前景的，可以将其适用于三 维场景模型建立，进而解决图像建模技术与图形建模技 术的不足之处，为今后研究提供一个全新的思路 [7]。
4 结语
现阶段，虚拟现实技术已经取得了很大的研究成 果，促使三维建模技术也得到了相应的发展。通过三维 建模技术的应用，各领域对虚拟现实建模的需求得到 了极大的满足，能够推动相关领域进行规划和设计。例 如，在虚拟维修中，三维建模技术有着广阔的发展前 景，将其应用到其中能够提升构建效率，并且增加虚拟 场景构建的真实感，目前相关科研人员也开展了一系列的开发工作，目的是积累理论与实践经验，从而为克服技术上的不足之处来进行努力。
针对这一问题，可以采取图形与图像混合的三维建 模技术，将两者的优点相结合，实现“取长补短”，不 断增强虚拟场景与用户之间的交互性，以此来为用户提 供高质量的服务。另外，还要加强对图形图像的三维建 模技术的研究，不断引入国外先进的技术和经验，并结 合国内自身的发展特点，积极处理研究过程中存在的问 题，从而明确新的技术发展方向。
参考文献
[1] 马欢欢,赵清坡.Agisoft Photoscan照片建模技术在考古中 的应用[J].文物保护与考古科学,2016,28(4):144-149.
[2] 刘尚蔚,王维洋,魏群.三维实景建模技术及其应用[J].中国水 运(下半月),2016,16(11):132-134.
[3] 牛霞红.高职计算机图形图像教学改革策略[J].电脑知识与 技术,2018,14(31):115+146.
[4] 张译文.浅析二维游戏界面设计制作中图形图像处理的应用 [J].明日风尚,2018(20):12.
[5] 黄伦鹏,肖松涛,郝艳俊,等.信息技术背景下钢结构节点的 BIM技术应用研究探讨[J].居舍,2019(3):56.
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