【碩士】古建筑數字化保護關鍵技術研究

內容簡介

　　【學位年度】 2010　　【摘要】　　中國的一些古代建筑或是以古建筑風格為主的近現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，保護這類風格的建筑，也就是保護中國的歷史，是現代人義不容辭的任務。隨著激光測繪技術、計算機虛擬技術的快速發(fā)展，三維激光掃描技術與虛擬現實技術在此基礎上亦得到了快速發(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。三維激光掃描技術的非接觸性，精確性、快速性，和虛擬現實技術的互交性等特點，使得引入三維激光掃描技術與虛擬現實技術用于保護古建筑成為一種客觀需求。國內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)掃描的點云數據，在一定情況下，會出現大量“黑洞”，在此種情況下如何數字化保護，研究方式方法很少。利用虛擬現實技術對古建筑現狀保護而非復原的研究亦然很少。另一方面古建筑的數字化保護系統(tǒng)很少出現，其中的關鍵技術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，得到點云數據，通過對點云數據的處理，在虛擬現實軟件中構建出精確的虛擬大禮堂，從而用于在后續(xù)研究中對大禮堂數字化保護系統(tǒng)開發(fā)的工作?！　　　?主要研究內容有：三維激光掃描系統(tǒng)在河南大學禮堂上的應用。根據實際情況，選取大禮堂內外共16個站點(內外部各8個)進行三維掃描。點云數據的預處理及點云模型的建立。使用polyworks對點云數據預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。構建虛擬大禮堂的空間數據庫，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)實現和數字化保護技術研究，還原了大禮堂初始的建筑設計圖?！　　　?研究成果與創(chuàng)新點主要有：　　　　 1.大禮堂點云數據在受到客觀現實影響下，具有部分點云數據噪聲點及“黑洞”情況下利用虛擬現實軟件的建模方式與方法。　　　　 2.基于點云數據來建立大禮堂三維模型構建，該方法突破傳統(tǒng)虛擬建模基本靠影像資料等建模的局限，與影像資料建立的大禮堂三維模型整合研究，用于數據量優(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計圖?！　　　?4.提出建立大禮堂空間數據庫的思路與方法。方便大禮堂的管理于研究，同時空間數據與屬性數據的結合，為后續(xù)河南大學近現代建筑群數字化保護系統(tǒng)的建立提供理論依據?！　」?1頁

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