【碩士】古建筑數(shù)字化保護關(guān)鍵技術(shù)研究

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　　【學(xué)位年度】 2010　　【摘要】　　中國的一些古代建筑或是以古建筑風(fēng)格為主的近現(xiàn)代建筑是中國歷史的重要見證，也代表了中國建筑的繼承與發(fā)展，保護這類風(fēng)格的建筑，也就是保護中國的歷史，是現(xiàn)代人義不容辭的任務(wù)。隨著激光測繪技術(shù)、計算機虛擬技術(shù)的快速發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)在此基礎(chǔ)上亦得到了快速發(fā)展。傳統(tǒng)的古建筑保護方式主要通過人工方式來測繪構(gòu)圖等，由于需要大量人力、物力及時間且在客觀上容易在保護過程中造成對古建筑的損壞。三維激光掃描技術(shù)的非接觸性，精確性、快速性，和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的互交性等特點，使得引入三維激光掃描技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于保護古建筑成為一種客觀需求。國內(nèi)外對此亦有幾十年的理論及實際研究。由于古建筑的特殊性，古建筑利用三維激光掃描系統(tǒng)掃描的點云數(shù)據(jù)，在一定情況下，會出現(xiàn)大量“黑洞”，在此種情況下如何數(shù)字化保護，研究方式方法很少。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對古建筑現(xiàn)狀保護而非復(fù)原的研究亦然很少。另一方面古建筑的數(shù)字化保護系統(tǒng)很少出現(xiàn)，其中的關(guān)鍵技術(shù)研究具體方式方法還沒有統(tǒng)一的規(guī)范。本文以河南大學(xué)大禮堂為例，利用三維激光掃描系統(tǒng)，對其進行掃描，得到點云數(shù)據(jù)，通過對點云數(shù)據(jù)的處理，在虛擬現(xiàn)實軟件中構(gòu)建出精確的虛擬大禮堂，從而用于在后續(xù)研究中對大禮堂數(shù)字化保護系統(tǒng)開發(fā)的工作?！　　　?主要研究內(nèi)容有：三維激光掃描系統(tǒng)在河南大學(xué)禮堂上的應(yīng)用。根據(jù)實際情況，選取大禮堂內(nèi)外共16個站點(內(nèi)外部各8個)進行三維掃描。點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理及點云模型的建立。使用polyworks對點云數(shù)據(jù)預(yù)處理及拼接及模型生成，其后利用虛擬軟件對模型進行修補。構(gòu)建虛擬大禮堂的空間數(shù)據(jù)庫，將大禮堂分割，分塊處理，確定每一塊的具體屬性。虛擬大禮堂的漫游系統(tǒng)實現(xiàn)和數(shù)字化保護技術(shù)研究，還原了大禮堂初始的建筑設(shè)計圖。　　　　研究成果與創(chuàng)新點主要有：　　　　 1.大禮堂點云數(shù)據(jù)在受到客觀現(xiàn)實影響下，具有部分點云數(shù)據(jù)噪聲點及“黑洞”情況下利用虛擬現(xiàn)實軟件的建模方式與方法?！　　　?2.基于點云數(shù)據(jù)來建立大禮堂三維模型構(gòu)建，該方法突破傳統(tǒng)虛擬建?；究坑跋褓Y料等建模的局限，與影像資料建立的大禮堂三維模型整合研究，用于數(shù)據(jù)量優(yōu)化?！　　　?3.虛擬大禮堂模型任意剖面圖制作方法的研究。以任何方向、任何角度來對虛擬大禮堂進行剖面觀察，用于還原大禮堂建筑設(shè)計圖。　　　　 4.提出建立大禮堂空間數(shù)據(jù)庫的思路與方法。方便大禮堂的管理于研究，同時空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的結(jié)合，為后續(xù)河南大學(xué)近現(xiàn)代建筑群數(shù)字化保護系統(tǒng)的建立提供理論依據(jù)?！　」?1頁

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