三维激光扫描数据建模概述
三维激光扫描仪对地质标本进行全方位扫描，获取了地质标本的离散结构点（点云数据）之后，就可以开始建模工作了。1）建模过程就是对点云数据进行实体转化，形成实体的三维标本网格数据，恢复被测标本的真实形体结构及实际尺寸，并使用照相机自动获取的纹理影像数据，给三维标本赋予纹理，完成真实结构、真实纹理的地质标本的三维数字化模型（图4.2）。图4.2 标本点云数据实体化和赋予纹理的标本三维数字实体2）岩石标本的三维数字化，需要用到Faro Scene的三角化构建功能。即在Faro Scene软件中，导入标本的点云数据进行网格构建，实现从点云数据转化为实体数据的过程，即转化为标本网格数据。3）三维实体化的岩石标本还没有真实的纹理信息，需要利用三维激光扫描仪搭载的数码相机，自动获取纹理影像数据，在Faro Scene软件中，执行应用图像的命令，给岩石标本三维网格体赋予纹理，实现真实结构、真实纹理的岩石标本三维数字化。最后，生成Cache.c3 d、Information.c3 d、Level1.c3 d、World.c3 d及htm文件的一系列三维模型文件。4）利用KUBIT PointCloud 6.0 软件，对标本的离散结构点云数据，进行实体转化，构建具备标本真实形体结构、实际尺寸的标本实体网格数据。图4.3 三维激光扫描的标本点云数据、处理中的点云数据、实体化的点云数据和带纹理的高精度模型5）利用KUBIT PhotoPlan 6.0软件，给标本网格贴上纹理，就构成了具有真实结构、真实纹理的标本三维数字模型（图4.3）。6）最后添加鼠标互动浏览操作功能，按下鼠标左键，移动鼠标可以上、下、左、右旋转模型，鼠标中间滑轮可以放大、缩小模型。
三维建模和3D的关系
三维和3D，是同一个意思。1、3D是英文“3 Dimensions”的缩写，也就是“三维”的外文名，翻译中文就是指三维、三个维度、三个坐标，即有长、宽、高。换句话说，就是立体的，3D就是空间的概念也就是由X、Y、Z三个轴组成的空间。2、3D（三维），主要特指是基于电脑、互联网的数字化的3D/三维/立体技术，既可以是动词、是名词，又可以是形容词、是状态副词，也就是三维数字化。3、是基于电脑/网络/数字化平台的现代工具性基础共用技术，包括3D软件的开发技术、3D硬件的开发技术，以及3D软件、3D硬件与其他软件硬件数字化平台/设备相结合在不同行业和不同需求上的应用技术。扩展资料：1、三维是指在平面二维系中又加入了一个方向向量构成的空间系。三维既是坐标轴的三个轴，即x轴、y轴、z轴，其中x表示左右空间，y表示上下空间，z表示前后空间，这样就形成了人的视觉立体感。2、三维是由一维和二维组成的，二维即只存在两个方向的交错，将一个二维和一个一维叠合在一起就得到了三维。3、三维具有立体性，但我们俗语常说的前后，左右，上下都只是相对于观察的视点来说。没有绝对的前后，左右，上下。
常用的三维建模软件有哪些?
一、通用全功能3D设计软件
1、3DS Max
3D Studio Max，简称3DS MAX，是当今世界上销售量最大的三维建模、动画及渲染软件。可以说3DSMAX是最容易上手的3D软件，其最早应用于计算机游戏中的动画制作，后开始参与影视片的特效制作，例如《X战警》、《最后的武士》等。
2、Maya
Maya是世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。
Maya售价高昂，声名显赫，是制作者梦寐以求的制作工具，掌握了Maya，会极大的提高制作效率和品质，调节出仿真的角色动画，渲染出电影一般的真实效果，向世界顶级动画师迈进。
3、Rhino
Rhinocero，简称Rhino，又叫犀牛，是一款三维建模工具。不过不要小瞧它，它的基本操作和AutoCAD有相似之处，拥有AutoCAD基础的初学者更易于掌握犀牛。目前广泛应用于工业设计、建筑、家具、鞋模设计，擅长产品外观造型建模。
4、Zbrush
ZBrush是一个数字雕刻和绘画软件，它以强大的功能和直观的工作流程著称。它界面简洁，操作流畅，以实用的思路开发出的功能组合，激发了艺术家的创作力，让艺术家无约束地自由创作。它的出现完全颠覆了过去传统三维设计工具的工作模式，解放了艺术家们的双手和思维，告别过去那种依靠鼠标和参数来笨拙创作的模式，完全尊重设计师的创作灵感和传统工作习惯。
5、Google Sketchup
Sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创作的优秀工具。
SketchUp是一个极受欢迎并且易于使用的3D设计软件，官方网站将它比喻作电子设计中的“铅笔”。它的主要卖点就是使用简便，人人都可以快速上手。并且用户可以将使用SketchUp创建的3D模型直接输出至GoogleEarth里，非常的酷！
6、Poser
Poser是Metacreations公司推出的一款三维动物、人体造型和三维人体动画制作的极品软件。Poser更能为你的三维人体造型增添发型、衣服、饰品等装饰,让人们的设计与创意轻松展现。
7、Blender
Blender是一款开源的跨平台全能三维动画制作软件，提供从建模、动画、材质、渲染、到音频处理、视频剪辑等一系列动画短片制作解决方案。Blender为全世界的媒体工作者和艺术家而设计，可以被用来进行3D 可视化，同时也可以创作广播和电影级品质的视频，另外内置的实时3D 游戏引擎，让制作独立回放的3D 互动内容成为可能。
有了Blender，喜欢3D绘图的玩家们不用花大钱，也可以制作出自己喜爱的3D模型了。它不仅支持各种多边形建模，也能做出动画！
8、FormZ
FormZ是一个备受赞赏、具有很多广泛而独特的2D/3D形状处理和凋塑功能的多用途实体和平面建模软件。
对于需要经常处理有关3D空间和形状的专业人士(例如建筑师、景观建筑师、城市规划师、工程师、动画和插画师、工业和室内设计师)来说是一个有效率的设计工具。
9、LightWave 3D
美国NewTek公司开发的LightWave3D是一款高性价比的三维动画制作软件，它的功能非常强大，是业界为数不多的几款重量级三维动画软件之一。被广泛应用在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等各领域。它的操作简便，易学易用，在生物建模和角色动画方面功能异常强大；基于光线跟踪、光能传递等技术的渲染模块，令它的渲染品质几尽完美。
二、行业性的3D设计软件
1、AutoCAD
AutoCAD是Autodesk公司的主导产品，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。
2、CATIA
CATIA属于法国达索（DassaultSystemesS.A）公司，是高端的CAD/CAE/CAM一体化软件。在20世纪70年代，CATIA第一个用户就是世界著名的航空航天企业DassaultAviation。目前，CATIA其强大的功能已得到各行业的认可，其用户包括波音、宝马、奔驰等知名企业。
3、UG
UG（UnigraphicsNX）是Siemens公司出品的一款高端软件，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UG最早应用于美国麦道飞机公司，目前已经成为模具行业三维设计的主流应用之一。
4、Solidworks
Solidworks属于法国达索（DassaultSystemesS.A）公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。Solidworks帮助设计师减少设计时间，增加精确性，提高设计的创新性，并将产品更快推向市场。Solidwords是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。该软件功能强大，组件繁多，使得Solidworks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。
5、Pro/E
Pro/Engineer（简称Pro/E）是美国PTC公司研制的一套由设计至生产的机械自动化软件，广泛应用于汽车、航空航天、消费电子、模具、玩具、工业设计和机械制造等行业。
6、Cimatron
Cimatron是以色列Cimatron公司（现已被美国3DSystems收购）开发的软件。该系统提供了灵活的用户界面，主要用于模具设计、模型加工，在国际上模具制造业备受欢迎。
Cimatron公司团队基于Cimatron软件开发了金属3D打印软3DXpert。这是全球第一款覆盖了整个设计流程的金属3D打印软件，从设计直到最终打印成型，甚至是在后处理的CNC处理阶段，3DXpert软件也能够发挥它的作用。
前面介绍了商业化的3D专业设计软件，这些软件虽然功能强大，但学习门槛高，对于没有设计基础的朋友来说相当不容易。下面介绍几款面向学校教育以及个人爱好者的简单三维软件。
1、Tinkercad
Tinkercad是一款基于网页的3D建模工具，设计界面色彩鲜艳可爱，如搭积木般简单易用，适合青少年儿童使用并进行建模。
国外一名叫Emily的3D打印爱好者使用Tinkercad建模然后打印出酿酒屋。从图中可以看到，利用Tinkercad同样可以完成漂亮的细节和优质的外观表现。
2、123D Design
123D Design通过简单图形的堆砌和编辑生成复杂形状。这种“傻瓜式”的建模方式，即使你不是一个CAD建模工程师，也能随心所欲地在123D Design里建模。
3、123D Sculpt
123D Sculpt是一款运行在ipad上的应用程序，它可以让每一个喜欢创作的人轻松创作出属于自己的雕塑模型。
4、123D Creature
123D Creature可根据用户的想象来创造各种生物模型。无论是现实生活中存在的，还是只存在于想象中的，都可以创造出来。
5、123D Make
123D Make将三维模型，转换为二维图案利用硬纸板、木料再现模型。它可创作美术、家具、雕塑或其他简单的物体。
6、123D Catch
利用云计算的强大能力，可将数码照片迅速转换为逼真的三维模型。只要使用傻瓜相机、手机或高级数码单反相机抓拍物体、人物或场景，人人都能利用123D Catch将照片转换成生动鲜活的三维模型。除PC外，现已推出手机APP，手机也能当三维扫描仪。
当下较火热的数字孪生技术做的不错的公司有哪些？
在这种技术方面国内做得比较好的例如：富士康、臻图信息等。所谓数字孪生，是这两年比较火的概念，概念是会变得，几年火一个。但是从本质技术上来说，目前所谓的数字孪生，其核心技术主要是这2大方面：1、三维可视化技术：以三维GIS、BIM、VR等核心技术为支撑，实现现实世界事务对象的三维建模，线上可视化。在这种技术方面国内做得比较好的例如：富士康、臻图信息等。2、物联网技术（IOT）：将现实世界的事务对象的状态等信息，通过各种设备、传感器等进行实时监测采集，获取其运行状态信息。基于以上两大方面，从而实现现实世界的虚拟化，并实现虚实结合。让管理者坐在办公室电脑、大屏前，就能实时掌握现实世界的真实情况，并且如同亲临现场。常见的数字孪生技术应用场景主要包括：产品数字孪生，通过模拟物理对象在各种场景下的性能，避免多个原型的重复开发；生产数字孪生也被称为虚拟调试，它主要用于车间的数字化和全自动化作业；性能数字孪生主要通过收集产品、机器和整个生产线的运行数据，以模拟和预测性能故障、能耗峰值及停机风险。目前数字孪生技术的典型应用还主要在交互层开展，交互层借助3D模型、数据图表、VR等直观展现实际物理对象的状态，进行虚拟装配等模型操作。数字孪生技术的深入应用须立足于机理层，机理层可实现物理实体的状态监控、诊断、分析预测、干预和优化预演。较完整的数字孪生系统与传统的三维模型和虚拟现实系统的主要区别在于：通过机理模型超仿真动态变化的真实世界，并具备未来状态预测、干预方案推演和演练支持。国内目前鲜有研究团队深入到机理模型层，多数从事数字孪生应用的团队还只是停留在使用3D仿真建模，或者使用BIM、MES等技术实现简单的交互，看起来很炫，但并不是真正意义的数字孪生。秀品牛数字孪生，则是国内少数几个真正通过机理建模，来搭建实体工厂的数字平行世界的厂商之一。
智慧城市三维建模需要构建哪些全要素？画一张图需要多长时间？三维可视化 3D 地图
为某西南城市做3D城市建模，从实景图上可以看出：该市地处高原向丘陵和盆地过渡的斜坡地带，地形起伏大，地貌类型复杂，客户要求用到倾斜摄影，把整个地貌尽收眼底。本项目的研究区域总面积约为2平方公里，建设内容为地上全要素建模，主要包括:地面建筑建模、道路建模、地形建模、水系建模、交通设施及城市部件建模以及绿化植被建模等，需要搞定土地权属数据（地籍数据）、不同类型的三维模型数据，例如建筑模型、道路模型、交通设施和城市部件模型，待一一搭建完毕，组合成基础地理空间框架数据库。全要素地理数据框架图除了室外场景，还有室内场景，通过不断进入层级，了解更多室内空间数据。这是我们的平台强项，智慧建筑、智慧工厂和数字港口都有标杆案例，支持查询分析等室内语义和拓扑信息。我们对所有基础地理空间框架数据进行整合后，使用 CityBuilder/CampusBuilder+ThingJS+Echarts工具组合，对地理数据进行三维可视化展示。
