時間：2023-03-21 17:12:28
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隨著我國的數字電子技術的深入發展，為了適應動畫市場的需求，在數字電子技術的基礎上加強了三維動畫技術的運用。在三維動畫設計中，主要是靜與動的結合，將動畫生動形象化，運動賦予動畫更多的藝術感染力是動畫設計的本質，而動畫是運動的一個基礎，是運動藝術表現的一種形式。動畫設計的本質就是將畫面以動態的形式表現出來。簡而言之，動畫設計包括兩個方面，動態的畫面以及動與靜相結合的畫面。隨著動畫設計技術的提高，改變了傳統的動畫設計形式，將每一副畫面以動態的形式表現出來，真正意義上賦予畫面動態感和形象感，提高動畫的藝術表現力。隨著三維動畫設計技術的逐漸成熟，數字藝術設計中的動畫設計采用和傳統的動畫設計相同的原理，運用計算機技術和相關的設計技術，實現動畫的設計與制作，在基本原理相同的情況下，加強技術的改革與完善，從本質上提高了動畫設計的表現效果。數字藝術電子技術的利用為動畫設計提供了一個新的發展方向和表現形式，滿足了設計者對動畫的更多的主觀思想的表達，提高了動畫設計的光影、畫面、紋理、運動等各個方面的表達效果，實現動畫設計一個新的飛躍。在三維動畫設計的過程中，運用數字電子技術建立一個真實的三維空間場景，使動畫設計更加的形象化和生動化。在數字電子技術日趨成熟的今天，很多先進的運動原理被引入了三維動畫設計軟件，這些設計者在設計三維動畫時，根本不需要設計每一幀畫面。只需要設計好動畫之間的連接點，滿足動畫的自動轉化，從而形成動態的畫面。這種技術方法有效的提高了設計效率，并且使畫面之間的銜接自然、流暢，形成一個整體動態畫面的感覺。通過三維動畫設計軟件，將靜態的畫面先設計出來，然后運用運動學的理論，設計出關鍵轉折點的畫面，最后從整體的畫面表達出發，達到三維動畫效果。
二、數字藝術設計中三維動畫設計的應用分析
1．廣告三維動畫設計三維動畫設計最主要的一種類型就是廣告三維動畫設計，以商業化廣告為目的，利用多媒體技術，豐富廣告內涵，提高廣告的表現力，從而吸引消費者，引導購物。廣告三維動畫設計具有很強的目的性，時間短，但是所要展示的內容卻要有針對性，能夠吸引人、感染人，實現商業化廣告效果。所以在廣告三維動畫設計中一般為了將廣告內容更加的形象化、生動化、具體化，往往采用多種特效技術，如:粒子效果、濾鏡效果等，將廣告動畫美化，提高廣告動畫的表現力和吸引力，達到引導消費者消費的目的。
2．影視三維動畫設計影視三維動畫設計主要是與影視相結合，將影視作品殊的鏡頭和畫面通過三維動畫設計合并成影片需要的特效。隨著影視制作技術和設備不斷提高和完善，人們對影視動畫的要求也越來越高。在影視作品中為了能夠有效的提高特殊鏡頭的感染力，給人以更大的視覺沖擊和巨大的視覺震撼，提高影視作品的藝術性。在影視作品制作中采用三維動畫設計，結合多種多媒體軟件，使影片發揮最大的表現力，以達到特殊的影視效果。利用三維動畫設計，影視動畫的展現將更加的真實，更能夠促動觀眾的情感，為影視作品提供更多的展示平臺，實現影視作品的真實化，給人以更廣闊的視覺享受空間。
3．游戲三維動畫設計游戲本身就是一個絢爛的，跳躍的，豐富的場景和畫面，游戲不同于一般的影視作品，具有真實存在的人，而是一個完全虛擬的平臺。三維動畫設計在游戲的開發設計中起著關鍵性的作用。游戲中的場景、人物、活動等都是通過三維設計制作的。利用三維技術，將游戲中的人物、場景生動形象化，利用環境效果，運動效果等特效，構成一個虛擬卻真實的世界，從而使游戲更加的吸引人，使游戲者在游戲中感受到樂趣。
4．工業三維動畫設計三維設計運用在每一個所需要的行業中都發揮著巨大的作用，在工業設計領域，三維動畫仍然起著十分重要的作用。利用三維動畫技術將工業的設計以立體的、空間的形式表現出來，能夠完整的、真實的模擬工業設計的流程和布局，這樣就能更加簡單的觀察設計中存在的不合理的地方，能夠有效的調整方案規劃設計，使工業設計流程布局更加的合理化和科學化，這樣就有效的減少了工業施工過程中存在的問題，提高了工業的成功率，有效的節約了時間。
5．建筑三維動畫設計建筑三維動畫設計與上述工業三維動畫設計類似，都是利用三維動畫技術，將建筑進行全方位的展示，提高建筑設計的效果。三維動畫設計技術將想象變為現實，以有限的視覺設計效果展示無限的設計空間。在未來建筑設計要求不斷增加的前提下，為了節約建筑成本，減少建筑施工過程中存在的問題，就必須將三維動畫設計具體的應用在建筑設計中，以三維動畫技術展示建筑設計的空間效果圖，使人們能夠更加全面的、立體的感受整個建筑的整體效果，提高建筑價值。
6．機械設計中的三維動畫機械設計中的三維動畫能夠有效的將機械的各個部分以及各個零件的運動關系，通過電腦真實的、客觀的表現出來，使其能夠從整體上把握機械設計，還能較快發現機械在細微之處存在的不足，并加以更正，避免了生產出產品后再進行更正，節省了大量的原料和時間，提高了生產效率。在機械設計中運用的三維動畫，要掌握相關的軟件，電腦系統配置要高，要滿足軟件的運行。在機械設計中的三維動畫的創造是有步驟，分過程進行的，一般而言主要分為三個部分:第一，動畫編導。它是機械設計的一個前期的準備工作。首先，設計人員對產品進行大致的一個三維模擬，將回路中的線路設計成場景，展示產品流程原理。其次，最重要的，單個的裝置可以按照準備好的路徑運行，在電腦上面放大檢測，觀察其運行情況。最后，合理的配置相關的配件，掌握好它們之間的工作原理，使整個流程更加的快速、順暢。動畫編導需要掌握相應的知識和技術，能夠靈活的運用軟件設備，有效的減少機械設計中的錯誤和偏差，提高機械設計的合理性。第二，資料收集。資料收集的途徑有很多種，如:網上查閱、圖書館等。主要收集的都是機械設計相關的內容和設備，如:收集路徑、機械設備，基本流程、三維幾何尺寸等。提高機械設計的效率。第三，建立模型。一般而言建立模型也分為設計水平不高的產品和設計難度系數大的產品。前者建立模型的方法有很多種，并且都簡單易操作。但是對于后者模型的建立就必須貼近原產品，模型建立難度大、時間長。下面主要就設計難度大的產品模型建立提出集中方法:第一種方法:創建實體模型，通過微調相關的比例修改產品尺寸，準確的把握好尺寸大小，抓住關鍵點建立基礎模型。第二種方法:通過函數程序在客戶端應用程序中創建對象，然后再分別創建一些子對象，最后通過這些子對象來完成實體的構建和編輯。編輯完成后再保存結果與原模型進行對比。在創建子對象以及對于實體的構建和編輯都可以通過軟件內部的宏功能輕松的實現。這種方法相對比較省時省力，適合創建一些結構單一、建模步驟較多的零部件。但是如果所需要創建的模型需要很多宏的時候，就比較容易出現差錯。
三、數字藝術設計中三維動畫設計過程
在數字藝術設計中設計三維動畫，第一步要先確定動畫腳本，建立模型;第二步要制定出三維動畫的材質貼圖，設定好光源和攝像機后，加入一些三維動畫的特用效果，進行調試;第三步是輸出三維動畫設計，進行后期合成。數字藝術設計中的三維動畫設計過程和傳統的動畫設計方法有著很大的區別，數字藝術設計中的三維動畫設計主要以數字電子技術為基礎，利用多種設計軟件，實現三維動畫設計的快捷化、科技化發展，極大地改變了我們的工作方式。隨著數字電子技術的快速發展，三維動畫設計在各個領域的作用顯得越來越重要。三維動畫設計主要利用數字電子技術，以多種設計軟件為平臺，讓文字、圖像、音頻等藝術元素進行完美結合，為不同的行業提供或虛擬或真實的三維動畫場景，衍生了數字藝術設計產業。
論文語種：中文
您的研究方向：管理
是否有數據處理要求：否
您的國家：北京
您的學校背景：北京理工大學
要求字數：6000 (開題報告)
論文用途：碩士畢業論文
是否需要盲審(博士或碩士生有這個需要)：否
補充要求和說明：先要一個開題報告! 正式畢業論文的要求 學校還沒通知 開題報告要求 見 附件 題目方向是 三維制造工藝 對機加企業(車間) 的影響 或 數字化制造 對機加企業(車間)的影響 (最好是針對航天制造企業)
北京理工大學研究生院工程碩士學位論文開題報告：基于三維模型的工藝對技術對航天制造企業生產效率的影響
一、學位論文選題的目的和意義
1.1 選題背景
進入21世紀,數字化設計制造技術在國際航空制造業新產品研制中發展迅猛,傳統的以模擬量傳遞為基礎的設計制造手段，已經逐漸被以數字量傳遞為基礎的數字化手段所代替,通過全面采用數字化產品定義、數字化預裝配、產品數據管理、并行工程和虛擬制造技術,極大縮短了機型研制周期、提高了產品質量。
二、本選題研究領域歷史、現狀、發展趨勢分析
三、研究方案
四、研究計劃進度表
五、經費預算
六、參考文獻
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【關鍵字】數字化校史館；虛擬現實技術；應用研究
一、數字化校史館與虛擬現實技術
校史館是陳列學校發展歷史、展示學校辦學過程和不同時代學校面貌的場館；是學校傳統與校園文化的集中表現的舞臺；是學校博物館，能把學校的文博全景陳列；是學校的榮譽室，是學校教育教學成果的榮譽展覽室；是學生德育教育基地，即通過校史館的陳列與展示，成為學生德育教育和人文教育的基地。
虛擬現實技術具有沉浸性、想象性和交互性的三大特征，與傳統的二維技術相比，在視覺、聽覺和觸覺方面具有更強的吸引力，尤其是分布式虛擬現實技術可以把分布在不同地理位置的人整合在一個虛擬環境中，實現共享資源、相互交流和協作，從而使虛擬環境變得更加有趣，更加具有沉浸性。虛擬現實技術的運用，給瀏覽者來視覺上的沖擊力，圖像、聲音等多媒體的加入，使得展出更加生動、有趣，讓參與者體驗校園的歷史變遷演繹，同時數字化校史館的建設，有利于促進學校傳承和發揚優良的教育教學傳統，有利于學校不斷積淀校園文化、創新校園文化和形成辦學特色。
二、數字化校史館的系統架構設計
數字校化史館系統采用主流的瀏覽器/服務器（B/S）結構，如圖1所示。
圖1數字化校史館的系統架構
為了滿足瀏覽者利用IE瀏覽器就可以進行靈活的瀏覽操作。服務器端需要配置Web服務和Java制作的Server服務應用程序，客戶端需要在IE瀏覽器中安裝三維瀏覽插件（BS Contact Vrml-X3D或者Cortona）和安裝Java制作的Client客戶應用程序。
三、數字化校史館功能模塊的制作
數字化校史館功能模塊具體制作中，主要用Autodesk3ds Max 2013建模技術來實現虛擬場景，用Avatar Studio軟件來制作虛擬替身，用Java 9.0語言編寫的服務器端和客戶端應用程序來實現瀏覽者瀏覽、操作和視音頻傳輸。
1、三維數字場景的制作
在數字化校史館中，各種三維場景均采用Autodesk3ds Max 2013軟件來構建三維數字場景。三維場景中的對象及其屬性用節點(Node)描述，節點按照一定規則構成場景圖(Scene Graph)。場景圖中的第一類節點用于從視覺和聽覺角度表現對象，按照層次體系組織起來，反映境界的空間結構；第二類節點用于事件產生和路由機制，形成路由圖(Route Graph)，確定三維場景隨時間的推移如何動態變化。
2、虛擬替身人物的制作
虛擬替身人物代表著三維場景中的瀏覽者，是瀏覽者能夠以沉浸方式進行學習活動的一個主要因素。現有的虛擬替身均采用Blaxxun公司的Avatar機制標準，可以使用Avatar Studio軟件來進行制作。在Avatar Studio軟件中，每一個虛擬替身的關節點模型(Joint Model)簡化為頭、手、手臂、腳、腿、身體上部和身體下部等七個部分。在制作過程中，利用軟件提供的相應工具可以設置虛擬替身以上身體部位的動作動畫。
3、視音頻傳輸的實現
Java編寫的服務器組播程序可以使得瀏覽者之間進行視音頻數據交互，并且通過 SAI 接口將這些操作寫入虛擬場景文件中，從而實現多用戶的虛擬替身分布式實時同步，其中視頻線程接收視頻數據包進行解壓縮及回放；音頻線程接收音頻數據包進行解壓縮及播放。
·發送端：在主線程中，啟動視音頻兩個線程分別對視音頻進行采集，放入視音頻緩沖區，同時監聽客戶端的連接請求，收到連接請求，建立信令通道（TCP連接），通過信令通道，向服務器分控中心發送播送地址及端口號，同時對應視音頻兩個線程，利用建立的視音頻數據通道（UDP），對視/音頻進行壓縮編碼、組播發送，實現視音頻的雙向傳輸。
·接收端：在主線程中，向發送端主機發出連接請求（CALL），三次握手建立信令通道（TCP連接），接收到組播地址及端口號后啟動視/音頻兩個線程，完成建立視音頻數據通道（UDP），加入視音頻播組，接收壓縮視音頻包并解碼顯示和播放，從而實現視音頻的雙向傳輸。
三、數字化校史館功能的實現
瀏覽者利用IE瀏覽器進入數字化校史館時需要安裝Vrml插件。Vrml插件既是瀏覽器，還是獨立運行的應用程序，也是實時3D著色引擎，支持Nurbs曲線，粒子效果，霧化效果，支持多人的交互環境。同時要使用視頻語音功能還需要安裝視音頻客戶端應用程序以及麥克風和視頻攝像頭等硬件設備。
圖2數字化校史館的運行界面
數字化校史館瀏覽器的運行界面如圖2所表示，其中圖中1部分是虛擬場景和虛擬替身顯示頁面；圖中2部分是用戶視頻畫面顯示窗口；圖中3部分是用戶列表顯示頁面；圖中4部分是語音控制面板；圖中5部分是綜合控制面板。
四、虛擬現實技術在數字化校史館應用的意義
在數字化校史館中，學生可以實現數字漫游，看到和現實一樣的景象，比空洞的實物更有說服力。利用虛擬現實技術構建虛擬環境有望實現教育界理想的“寓教于樂”的學習效果。利用虛擬現實技術構建面向人文教育的數字化校史館，以三維空間向量形式表示各人文教學模型體和位置相對關系，有效地節約了現實人文資源建設的成本，同時為瀏覽者提供了一個高度沉浸的網絡學習環境，對歷史文化遺產的保護和與人文精神在中小學的傳承和發展具有重要的意義。
五、結束語
隨著Web3D虛擬現實技術的發展和在人文教育中應用的深入，人文教育虛擬學習環境必將朝著三維虛擬社區化方向發展，對于提高學生的學習積極性和學習興趣，有著積極的作用。數字化校史館通過模仿現實的人文環境來構建高度沉浸性三維虛擬環境，將分布在不同地域的瀏覽者合成在3D虛擬環境中來進行交流和協作，增加了學習的趣味性，改善學習效果，提高學習效率。
參考文獻:
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論文摘要：本文探討了數字城市空間管治動態監測模型，提出基于3S技術的數字城市空間管治動態信息采集和處理的技術體系，為數字城市空間管治信息數據采集與處理技術方案設計提供了依據。
1研究背景
隨著信息時代的來臨，城市正在敷設信息高速公路、建設空間數據基礎設施、構筑現代化的數字城市。數字城市是指數字技術、信息技術和網絡技術在城市生活、管理中的滲透。它是真實城市及其時空變化在虛擬四維時空中的數字化重現與認識，成為處理城市環境、災害、資源和人口問題的有力武器。城市空間管治即是以空間資源分配為核心，將經濟、社會、生態等可持續發展包融在內的最佳空間管理和控制理念。城市空間的大尺度無序發展已經成為普遍問題，城市盲目建設、違章建設導致了各級大量建設投資的重復浪費，水土等資源、生態環境的超負荷承載或惡化.因此，認真實施空間管治，對實現城市現代化協調發展的目標，實現城市區域空間的有序、集約使用具有重要的指導意義。
城市空間管治也是一種保證城市有序競爭、長遠持續發展的第三方監理，既涉及政府、也涉及非政府組織等多元的權力協調。因此，數字城市空間管治決策支持，需要實時的城市空間動態信息。通過對城市空間結構變化進行動態信息采集，是反映城市空間變化最客觀、最有效手段，也是城市空間結構變遷預報預測的科學依據。亦針對數字城市空間管治信息需求結構特征，研究全新的數字城市空間管治信息采集技術體系勢在必行。
2數字城市空間管治的信息流程
數字城市空間管治的信息流通道依次分別為四個技術層，即:信息采集;信息處理;數字信息產品加工;信息管理服務。信息應用于土地管理、城市規劃建設和資源與環境管理等政府職能部門和相關社會組織的城市空間管準人和管制決策支持環節上。信息流程如圖1所示。
3數字城市空間管治動態信息采集與3S技術
數字城市的核心是城市信息化，即數字化、網絡化、智能化和可視化的全過程。其中數字化是城市信息化基礎。地理信息系統(GIS)、遙感(RS)及全球定位系統(GPS)代表著現代空間信息動態獲取、存貯管理、分析和應用服務三大支撐技術。可將其作為數字城市空間管理數字化的基礎支撐技術，其中，RS傳感器探測城市空間自身變化及受外界環境影響，并把獲取的信息傳輸給GIS ; GPS是一個精密的定位器，以確定各種信息發生的時空特征。依據G}空間信息管理與處理平臺強大的信息管理和空間分析，可作出最佳的城市空間準人和空間管制決策，發送城市空間險情狀態報告。因此，3S技術是構筑數字城市數字化的空間管治動態信息采集、處理和管理的現代化信息基礎技術平臺和手段。
4數字城市空間管治動態監測模型
以城市空間結構動態監測信息采集與處理為目的，面向現代化3S技術構建動態監測模型，充分體現高動態、智能化、數字化的模型特點。數字城市空間管治動態監測模型如圖2所示。
4.1城市空間信息獲取平臺
主要以巳有歷史信息數字化采集系統、現實的地面和空間技術信息采集系統為平臺，多元化、多尺度、全方位對城市空間結構動態變化進行立體多維跟蹤監測。特殊信息采集系統指地面光譜信息、環境信息采集系統。CCD數字攝影系統用于地面立體數字攝影和城市景觀模型紋理信息采集等。
4.2城市空間信息處理平臺
主要以3S技術信息加工處理平臺和大比例尺地形圖編輯成圖平臺為支撐。按城市空間基礎信息和城市空間管治專題信息分類處理，建立城市空間管治專題信息模型庫和方法庫，依據城市空間管治信息標準化分類，加工面向城市空間管治決策支持系統的各類信息。4.3城市空間信息管理平臺
主要將城市空間基礎信息和城市空間管治專題信息集成在城市空間管治決策支持系統中，城市空間基礎信息和城市空間管治專題信息庫在數字通訊網絡系統支持下動態更新，通過信息流程為城市空間管治提供實時或準實時服務。
5基于3S技術的數字城市空間管治動態信息采集體系
本文僅針對3S技術支持下的動態監測信息采集進行了研究。
5.1基于3S技術的動態信息采集總體技術框架
技術設計針對城市空間結構動態變化的幾何物理特性，分別采用監控宏觀變化的高分辨率RS影像傳感器和高動態特點的DGPS一RTK數據采集系統與獨立靈活的微觀三維激光掃描空間信息采集系統相結合，構成多維(三維坐標、物理光譜、時間等)實時數字城市空間管治動態信息采集系統。(圖3)
5 . 2 DGPS一RTK數據采集系統技術體系
高精度的(}PS實時差分動態定位技術是數字城市空間信息獲取主要支撐平臺，為了克服它的應用受到電離層和對流層影響以及數據鏈限制，提高DGPS - RTK作業的高效率和高可靠性。采用虛擬參考站(Virtual Reference Station)技術建立空間定位框架。
DGPS一RTK是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，同時支持不受用戶數量限制的空間信息三維采集。在此作業模式下，參考站接到撥號呼叫訪問服務器，通過調制解調器，將其觀測值及測站的精確坐
標信息用電磁波發送給流動監測站。流動站將自身采集的(}PS衛星信號觀測數據與參考站數據組成差分觀測值進行實時處理，幾乎瞬時地給出精確的流動監測站三維空間坐標。技術體系如圖3所不。
5.3高分辨率RS傳感器數據采集系統技術體系
用于宏觀城市空間結構變化監測的高分辨率RS，除充分利用以獲取光譜信息為主的單臺傳感器和以立體觀測為主的單傳感器以外，以高光譜分辨率、多波段、多極化微波成象傳感器(合成孔徑雷達SAR)作為主要傳感器，這樣才能在更寬的電磁波域中尋找復雜多變的城市空間結構目標的光譜特征能量差異，并以很窄的波段寬度(5一lOnm )，大量的波段數(可達200個以上)，獲取空間結構幾乎連續的光譜曲線，從而使空間結構變化監測精度和可靠性有明顯提高。技術體系如圖4所示。
5 .4三維激光掃描空間信息數據采集技術體系
三維激光掃描空間信息數據采集系統主要用作為局部特殊空間結構高精度測量。是地面無接觸傳感器三維坐標量測的最新技術。系統可在150m范圍內激光掃描，三維激光掃描儀精確定位后，按2}6~相對精度確定空間目標的三維坐標，并可對采集信息進行立三維建模，生成正射影像、CAI〕矢量圖。調整圖形比例尺與城市空間管治專題信息圖層融合，實現空間管治信息的更新和空間分析。
【關鍵詞】建筑設計；數字化教學；腦的延長
1數字化教學課程體系
傳統的數字化技術教學全國大多數院校基本上是計算機輔助繪圖軟件的教學,而且教學內容也局限于繪圖命令的教學,因而計算機輔助設計往往被認為僅僅計算機輔助繪圖,只是一種可以提高工作效率的繪圖工具,也就是人們通常所說的“手的延長”。在教學改革上,我們的目標是利用計算機的優勢幫助設計者提高設計的創造性,真正地實現計算機輔助設計(ComputerAided Design, CAD),也就是所說的“腦的延長”。
根據全國高校建筑學學科專業指導委員會的《促進建筑數字技術教學發展綱要》,建筑數字技術課程改革的思路從三個方面考慮:改革教學重點,以講授設計構思方面的軟件為主;增加教學內容,加強建筑數字技術發展概貌的介紹;改革教學方式,逐步將建筑數字技術課程與建筑設計教學結合起來[3]。結合專指委的精神和學院的教學改革情況,結合建筑設計的教學過程,以達到“腦的延長”作為教學改革目標,制定出如下數字化課程體系。
2數字化課程教學大綱與內容
傳統的數字教學主要是以講授命令為主,現在的教學主要是以講授建筑設計構思為主,基于此我們對各門課程的教學大綱與教學內容的制定進行了改革和調整。考慮在總學時總學分不變的前提下,如何盡可能詳盡地講授各個數字化軟件在建筑設計中的應用也是一個難點,為此我們主要集中講授每個軟件的基礎知識、建筑學專業需要用到的常用命令及它們的綜合應用。
（1）數字化建筑設計概論
學時/學分: 16學時(1學分)
教學大綱:建筑學及相關專業學生的入門性指導課程;深入淺出地介紹建筑數字化設計的有關概念和相關知識、相關軟件、相關技術和相關方法;
教學內容:數字化建筑設計基礎;數字化建筑設計軟件;建筑性能分析;虛擬現實技術在建筑設計中的應用;建筑設計信息集成;協同設計;數字化建筑設計智能化;建筑形式的數字化生成;計算機輔助建筑設計軟件開發技術簡介;
教學方法:以實例(動畫、圖像、視頻等)的方式來講解數字化建筑設計的方方面面,并以專題的方式進行討論,引導學生深入了解數字化設計技術在建筑設計中的應用。
考核方法:期中作業論文+期末筆試。
表1數字化課程體系課程一覽表
注:某大學執行三學期制(兩長一短),第三學期為短學期,共5周。
（2）計算機輔助設計
學時/學分: 28學時(2學分)
教學大綱:介紹AutoCAD繪圖軟件,掌握基本的繪圖命令,能綜合使用各種命令,完成建筑設計的平面、立面、剖面圖的繪制及建筑的三維建模。
教學內容與教學方法:結合建筑設計的專業要求,把整個教學過程分為四個階段:計算機輔助繪圖基本命令、建筑平面的繪制、建筑立面的繪制、建筑三維模型的繪制;同時在教學過程中把必須掌握的命令在教學過程中分步介紹,具體如下:
表2計算機輔助設計教學安排
考核方法:在規定的時間(2小時)內完成一份平面圖的制作;
（3）建筑數字化表現
學時/學分: 16學時(1學分)
教學大綱:介紹3Dmax/Photoshop兩款軟件在建筑設計表現方面的基本應用:三維建模、三維渲染及效果圖后期處理。
教學內容與教學方法:根據建筑設計的效果圖表現要求,結合AutoCAD的三維建模,教學內容局限于建筑表現所需的命令與方法,具體內容安排如下:
表3建筑數字化表現教學安排
考核方法:獨立完成兩份作業:平面彩圖制作、建筑效果圖制作。
（4）草圖大師
學時/學分:隨設計課教學
教學大綱:了解SketchUp軟件的基本使用,能獨立地使用它完成建筑設計的方案構思,并生成相應的效果圖和漫游動畫。
教學方法:學生自學,老師提供各種學習資料和相關的案例,并結合建筑設計課進行輔導
（5）建筑信息模型
學時/學分: 32學時(2學分)
教學大綱:詳細介紹Revit的發展、特點、功能與使用,包括建筑設計信息技術發展概述、建筑信息模型與Revit概述、基于構件的建筑設計、自定義簇類型、視圖與渲染、明細表等應用;基于BIM的建筑節能分析(IES);
教學內容:結合當前的建筑設計競賽或建筑設計作業,講授Revit軟件的使用,讓學生直接使用軟件來完成競賽或作業,同時介紹Revit信息模型在建筑性能分析軟件( IES/Ecotect)的應用。分六部分來講述:基礎知識;基于建筑構件的各種建模命令的使用和技巧;基于視圖處理的各類平、立、剖、三維、詳圖等應用;基于建筑表現的的燈光、渲染、漫游等應用;基于體量、組、局部設計、多方案探討、工程階段、大項目協同設計等高級應用;建筑信息模型的性能分析。
教學方法:以實例來教學;
考核方法:獨立完成建筑設計作業或建筑設計競賽的作業。
（6）建筑技術分析
學時/學分: 16學時(1學分)
教學大綱:以Ecotect或IES軟件為軟件平臺,介紹計算機輔助工程CAE技術在建筑性能分析中的應用,主要包括建筑聲環境分析、建筑光環境分析、建筑熱環境與能耗分析、建筑日照分析、建筑風環境分析等。
教學方法:以實例(建筑學設計作業)為例進行教學;
考核方法:能獨立完成一幢公建的各項建筑性能分析,并以此依據改進建筑設計方案。
（7）虛擬建筑
學時/學分: 16學時(1學分)
教學大綱:介紹虛擬現實技術的基本原理與應用;以Quest3D軟件為平臺,介紹虛擬現實技術在建筑設計中的應用;
教學內容與教學方法:介紹Quest3D軟件的基礎知識和基本命令;結合建筑設計方案,建立三維模型,通過烘焙導入Quest3D;通過通道組為虛擬現實場景編輯環境、導游線路、菜單制作等,最后完成虛擬展示系統的。
考核方法:獨立完成一份虛擬現實展示系統的制作。
（8）多媒體制作
學時/學分:隨設計課教學
教學大綱:講授常用的多媒體制作軟件,如Flash、Authorware、Dreamweaver等設計軟件,對學生設計的作品進行多媒體展示,圖、文、聲并茂,完美地表達建筑設計思想和建筑設計作品。
教學方法:選修全校公共課程;舉行專題講座,以實例介紹軟件的使用。
3數字化課程教學方法探討
數字化教學課程體系的建設目的明確,一方面是以建筑設計教學為主線,另一方面是以實現“腦的延長”為目標,因而在整個教學過程中要始終圍繞這兩個方面展開,教學過程中采用“四結合”:命令講解與實例演示相結合、課堂作業與設計作業相結合、數字化課堂與專業課堂相結合、課堂教學與網絡教學相結合,通過實踐和總結,有如下的教學指導思想。
（1）理論與實踐相結合
建筑設計是一門實踐性很強的學科,建筑數字化技術課程也是一門實踐性非常強的課程,對數字化技術軟件的掌握程度關鍵看實踐,即在設計課中應用數字化技術的實踐。建筑數字化技術課程的教學效果最終通過學生在建筑設計課中體現出來,否則,也就失去本課程存在的意義,其中最主要的實踐就是學生對建筑方案的構思如何通過數字技術進行表現,并通過計算機對方案進行推敲、評價,實現真正意義上的計算機輔助設計,即“腦的延長”。
（2）走近設計
在教學過程中“走近設計”,結合建筑學課程的教學實例及不同風格、不同特點的建筑設計方案來講解軟件的具體綜合應用。在CAD軟件教學時,我們的教學實例盡可能就來自于學生學習或設計中的的建筑平面、立面、剖面,并結合學生手工繪制建筑平面的過程來講授相關的CAD命令,這樣學生能快速地掌握計算機輔助繪圖。在教學SketchUp時,直接讓學生對他們在建筑課程作業的建筑設計草圖進行繪制學習,同時把最后的成果在建筑數字化表現課程中作為案例來練習,也可以作為建筑設計的課程作業來上交,達到雙贏的效果。
（3）課程之間即交叉又延續
我們的改革是基于建筑學專業的教學過程來展開的,因此在教學上可以通過把某個建筑設計實踐的不同發展階段作為主線,把所有的課程教學形成一個體系,課程之間既有交叉又有延續。建筑方案草圖階段通過SketchUp來繪制,成果可以在3Dmax中渲染使用,同時3Dmax成品既可以由PS加工成建筑效果圖,又可以導出為VRML文件作為虛擬現實的實例。建筑方案構思完后,根據草圖模型通過CAD軟件來繪制平立剖等圖形,并作為輔助線導入RevitBuilding信息模型軟件中建成BIM模型,最后可以通過BIM模型生成各類施工圖,并進行各種建筑性能分析。
4總結
建筑設計是一門富有藝術創造性的綜合性應用學科,建筑設計的作品豐富多彩,從而決定了建筑數字化技術教學也必須是靈活多變的.當然目前的課程體系還有許多不足之處,如在建筑技術性能軟件方面,涉及不多,除目前軟件的選擇不多外,作為數字化設計教學的專業老師,在建筑技術方面的知識掌握也有一定的欠缺,有待提高。本文通過結合學院的教學條件、師資情況,我們提出的數字化技術教學課程體系只是一個嘗試,希望在未來實踐中不斷地完善和提高。
參考文獻
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[2]饒金通,張燕來,李立新.基于“腦的延長”的建筑數字化技術教學改革,廈門大學學報(哲社版), 2008年教學研究增刊: 53~57
關鍵詞：水利水電工程；工程測量數據處理技術；數字測量；GPS定位
中圖分類號： TV 文獻標識碼： A 文章編號：
0.引言：科學技術的新成就，電子計算機技術等新技術的發展與應用，以及測繪技術和科技的不斷發展，工程測量技術近年來發生了很大的變化。
1．全站儀測量放樣技術
全站儀替代光學經緯儀和電磁波測距儀的應用．足地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高，儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點，為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差，自動記錄存儲、實時測量三維坐標、與雙向數據通訊功能，為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。目前全能型和智能化方向發展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件，可以直接進行坐標放樣、導線測量、程序測量、懸高測量、道路放樣、對邊測量、面積測量、高程傳遞、參考線放樣，故能提供高速高精度的觀測成果，又能高效地完成多種測量作業。
2．數據庫技術與GIS技術
測量工作者如何更好更好地為工程建設服務，其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。其同的是把大量的測量數據或信息進行科學的存儲。將GIS應用于水利水電工程建設，虛擬顯示施工總布置三維全景，直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現各種信息可視化查詢、分析、統計計算，實現建筑物施工全過程動態仿真演示。以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點，直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程，為全面、準確．快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具，實現工程信息的高效應用與科學管理。
3．GPS定位技術
隨著GPS的出現和不斷發展完善，測繪定位技術發生了革命性的變革。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術，正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替，同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態擴展到動態；定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起，稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的三維極坐標測量技術完美結合，可實現無控制網的各種工程測量。水電工程施工區域大，控制點傳算工作量大，精度衰減快；高山峽谷之中，山脈蜿蜒曲折，造成上點和通視困難；河流阻隔，致使交通不便，前后視須迂同前進。利用GPSRTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視，也無需進行后視作業，誤差不累加，精度分布均勻，精度衰減每公里只有lmm。10--15km的作業半徑不需要設置過渡控制點，更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發電測波解決。大幅度地提高工作效率。
4．程序型計算器輔助計算技術
程序型計算器（如CASIO fx-4800P/fx-4500PA）以其功能強大、經濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業工程技術人員的歡迎，尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數學計算，尤其是在施工現場，嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦，計算的速度和結果的正確性大打折扣，嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序，在施工現場最多只需輸入測點三維坐標X，Y，Z的數據即可迅速計算出所需要的放樣數據，結果準確率大大提高。全站儀實現了測點坐標的隨測隨得，編程計算器實現了放樣數據的即輸即得，大大加快了工程放樣的速度。
5．數字化測繪技術
大比例尺地形圖和工程圖的測繪，是工程測量的重要內容和任務。常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作，同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作，成圖周期長，難以適應飛速發展的現代化工程建設的需要。把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來，形成—個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。實現大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供圖紙，也可提供電子數據，為專業設計自動化建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。數字化成圖技術住現代工程中的應用不僅提高了工作效率，并保質保量提交成果。僅內業制圖部分可節約經費50%，節約時間60％。
6． AtuoCAD輔助設計技術
計算機輔助沒計(Computer Aid Design簡寫CAD)足20世紀80年代初發展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言，可以編制一些常用的計算程序，得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算，尤其是各種不同體形銜接處的相交線，需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算，非常繁瑣，工作量大，準確性也不好保證，用AutoCAD建立數字化模型，執行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面網的繪制，以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內業的工作強度和工作量。．
7．數字攝影測量技術
攝影測量技術由于可以提供實時的三維空間信息，無需接觸被測物體，以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優點，具有廣泛的應用前景。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量的產品將從影像圖、線劃圖向數字化系列產品——4D產品轉化。產品應用與服務領域更廣，并為建立各類專業信息系統和基礎地理信息系統提供可靠的數據保障。在水利水電工程。利用數字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫，建立DTM(數字地面模型)和DEM(數字高程模型)模型數據庫，建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料，記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息，形成各種數字信息產品，并可通過網絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。
8．工程測量數據處理技術
隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化，工程測量領域技術的發展趨勢和方向是：測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化；測量數據管理的科學化、標準化、規格化；測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中，并發揮其主導作用。
9．結束語
GPS技術和其他數字化測量技術的應用和推廣已經在我國的水利工程測量工作中發揮了很大的作用，表現出極強的生命力。對于數字化測量技術的研究和討論對于水利工程測量工作意義非凡，我們在結合工程實際的前提下，應當多學習國外的先進技術和理論，使我國的測量技術發展為世界的尖端。
參考文獻
1. 陳向平 淺議水利工程施工的幾種施工測量技術[期刊論文]-輕工設計2011(3)
關鍵字：工程測量技術 ；發展現狀 ；發展趨勢
Abstract: With the advancement of science and technology development and engineering construction, engineering measurement technology gradually developed, engineering measurement technology development is inseparable from the development of mapping technology, the development of more inseparable from the engineering construction, China's economic development engineering surveytechnology development opportunities, the current development of the Engineering Survey Technology major performance GPS technology, digitization surveying and mapping technology, the ground measuring instruments, photographic measurement technology, the use of these technologies makes the engineering survey technology development towards automation, digitization, intelligent direction. Engineering measurement technology for economic development and national defense construction services, and with the economic development and scientific and technological progress continue to reform and change, this paper summarizes the development status of the engineering survey, outlook engineering measurement technology trends.Keywords: engineering measurement techniques; development status; development trend
中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
工程測量是指在工程建設的設計、管理、施工等各個階段中，開展測量工作的理論、方法和技術，屬于綜合性應用測繪科學技術，工程測量的應用范圍十分廣泛，對經濟的發展和國防建設也有重要的貢獻。
一、工程測量技術的發展現狀
（一）數字化測繪技術的應用
隨著城市化的發展和工程測量技術的進步，大比例尺工程圖和地形圖的測繪技術也在朝著信息化、數字化的方向發展，這依賴于數字化測繪技術的應用。傳統的成圖方法十分復雜，需要工作人員進行艱苦的野外工作，腦力勞動和體力勞動要結合，還要處理很多數據，成圖的周期比較長，產品也比較單一，隨著GEOMAP系統和電子經緯儀的應用，工作人員可以把采集到的數據和微機、數控繪圖儀結合起來，形成一個自動化的測圖系統，系統可以提供紙圖或者軟盤，有利于基礎地理信息系統的自動化發展。
（二）GPS技術的應用
GPS技術首先在美國出現，于1994年正式建成，是一種衛星導航和定位系統，能夠對海陸空進行全方位的導航和定位，GPS技術的出現使科學技術發展的重大突破，為科技的發展做出了重大貢獻，隨著各國對GPS技術的應用及創新，GPS技術也在不斷完善和發展，能夠一次性確定三維坐標高精度、高速度、省費用、易操作的技術逐漸取代了傳統使用測距、測角、測水進行常規定位的技術。我國GPS技術應用的比較廣泛，國家大地網、工程控制網等普遍進行了改造，應用了GPS技術，因此GPS技術滲透于高速公路、石油勘探、地下鐵路、大壩監測、山體滑坡、通信線路、地震、海域檢測等領域中，GPS技術的發展也使得定位的精度不斷提高。
（三）攝影測量技術的應用
隨著工程測量技術的發展，攝影測量技術逐漸往高精度、高質量方向發展，攝影測量儀器與計算機技術結合起來，能夠提供更為全面的三維信息，能夠大大減少戶外的工作量，提高了測量的精度、質量，增加了成果的品種，能夠有效解決大比例尺地形測繪、建筑物變形測繪、醫學異物定位、文物保護等難以解決的問題。全數字攝影測量站為攝影測量技術提供了新技術和新手段，該技術得到廣泛運用，發揮了重要作用。航空攝影測量應用與我國一百多個城市和工程測量單位中，用來進行工程勘測。
（四）地面測量儀的應用
地面測量儀的大量出現使工程測量的程序由繁到簡，也為工程測量提供了精密測距儀、數字水準儀、電子經緯儀、激光掃平儀、全站儀等先進的測量工具，地面測量儀的應用促進了工程測量技術的現代化，有效節約了成本開支，提高了工程測量效率，地面測量儀還具有自動跟蹤的功能，施工放樣測量可以使用連續函數測距儀，不再需要棱鏡，提高了工作效率，電子速測儀的應用能夠提高測量的精密性，能夠提供詳細的測量數據，傳統計量基準被取而代之。
二、工程測量技術的發展趨勢
（一）三維測量系統得到發展
傳統的一維、二維數據收集方法已經不適應現代社會的發展，三維甚至是四維的測量系統將取代一維、二維測量系統，測量的形式也將由現場交互式變為遠程測控式。測量平臺也會由靜態轉為動態，從固定地面轉為機載、車載、衛星控制，提高測量靈活性。隨著工業生產現代化水平的提高、大型建筑物和設備的重建和質量的控制、工程生產的過程控制、產品的質量檢測要求提高等，都需要三維測量技術的發展，促進了三維測量技術從三維工業測量、土木工程測量深入到人體科學測量。
（二）數據分析技術的進步
在過去，工程測量中的數據分析主要是利用坐標運算、幾何計算、平差計算等方式進行分析，運算的方法過于單一，精確度無法保障，工程測量技術的發展會促進數據分析技術的進步與發展，傳統的數據分析方法逐漸被空間點處理、可視化處理、點云數據分析、逆向工程等方式取代，通過三維空間坐標的設計與設計模型的對比，實現測繪數據與理論數據庫完美結合。傳統的工程測量需要把收集到的數據帶回去處理，工程測量技術的發展解決了空間數據測量、收集、存儲、管理、分類等方面的問題，能夠在進行工程測量的同時對圖像進行編輯，能夠使信息得到及時更新。
（三）測量領域的延伸
以往的工程測量技術偏重與宏觀領域的測量，隨著工程測量技術的不斷發展，測量領域將突破宏觀的限制，逐漸往微觀世界的方向發展，測量的精確度也越來越高，在進行微觀領域測量的同時，宏觀領域的測量也不斷深入和發展。在進行宏觀領域的測量時，工程建設的難度和規模都有所增加，要想滿足工程建設測量的需要，就必須提高工程測量的精確度，在進行微觀領域的測量時，要充分結合計算機技術，促進微型計量方向的發展，縮小測量的尺度和維度，發展與微型測量技術相適應的圖像處理技術等。對于大型工程建設和變形觀測數據的處理，要在發展信息系統的同時，促進地理、物理、大地測量、水文地質、土木建筑等學科的結合，解決工程建筑中出現的各種問題。
（四）工程測量往網絡化方向發展
科學技術的發展促進了工業生產往一體化、網絡化的方向發展，工程測量離不開對計算機技術、網絡技術、數據交換技術的運用，這就為網絡化發展的方向提供了可能。社會節奏的加快要求工程測量的工序也要由繁入簡，工程測量的網絡化可以使大型機電設備、工程質量在檢測時直接利用先進的測量儀器進行作業，提高了工程測量效率。
總 結：
本文從GPS技術、數字化測繪技術、地面測量儀器、攝影測量技術四個方面總結了工程測量技術的發展現狀，說明了工程測量技術滲透在經濟建設中的各個行業，并對經濟發展發揮著重要的作用，因此，我們應該總結工程測量技術發展的現狀，對工程測量技術的發展趨勢做出一定的預測，促進工程測量技術往網絡化、服務化、法制化方向發展，為社會做出更大的貢獻。
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[3]李維兵 淺談地下管線工程測量放樣方法[期刊論文]-城市建設理論研究（電子版）2011(17)
論文關鍵詞：曲面,測量,規劃
正文
一、數字化測量方法分類
數字化測量方法主要有接觸式和非接觸式兩大類。
1、接觸式測量方法
接觸式數據采集方法是通過機械探頭接觸被測表面，由機械臂關節處的傳感器確定相對坐標位置。該方法穩定，即偽劣點少、精度高、重復精度高，缺點是測量速度慢。接觸式數據采集方法包括基于力觸發原理的觸發式采集和連續掃描數據采集。
（1）觸發式數據測量
觸發式數據測量原理為采樣測頭的探針剛接觸到樣件表面時，探針尖端因受力而產生微小變形，觸發采樣開關，使得數據采集系統記下探針尖的坐標值，逐點移動到所需測量的點，便可以采集到樣件表面輪廓的坐標數據。在采集過程中，由于探針需要偏移某個固定數值才會觸發開關，而且一旦接觸到樣件表面后，探針需要法向退出以免過量而折斷，因此數據采集速度較低。
（2）連續式數據測量方法
連續式數據測量采用模擬量開關采樣頭。原理是利用懸掛在三維彈簧系統中的探針的位置偏移所產生的電感或者電容的變化，進行機-電模擬量轉換。當采樣頭的探針沿著樣件表面以某一切向速度移動時，就發出對應各坐標位置偏移量的電流或電壓信號。最常見的接觸式數據采集方法是三坐標測量機。
2、非接觸式測量方法
依據光學原理發展起來的非接觸式數據采集方法主要有激光三角測量法、光干涉法、結構光學法、超聲波、圖像分析法以及工業計算機斷層掃描成像法等。
（1）超聲波法
超聲波法原理是當超聲波脈沖到達被測物體時，在被測物體的兩種介質邊界表面會發生回波反射，通過測量回波與零點脈沖的時間間隔計算出各面到零點的距離。這種方法結構簡單，但測速較慢，測量精度不穩定，目前主要用于物體的無損檢測和壁厚測量。
（2）全息干涉法
利用光的相干性原理，測量分辨率可達光波長的幾百分之一。但需要干涉性好的激光光源和精確的干涉光路，測量范圍較小，在以內。
（3）立體視覺法
是一種仿效人眼觀察物體的方法。通常情況下，測量精度不高，分辨率在毫米數量級。優點是能快速獲取被測物信息，并可實現動態測量。主要應用于地形地貌測量、機器人視覺、物體特征識別以及三維物象分析等場合。
（4）工業層析法
最早應用于醫學領域，目前工業領域已可對工件內部形狀、結構、壁厚等進行測量，是目前極具發展前景的一種非接觸式斷層測量方法，可用于工業產品的無損檢測和探傷。缺點是空間分辨率較低、獲得數據需要較長的積分時間、重建圖像計算量大、造價高，只能獲得一定厚度截面的平均輪廓。
（5）核磁共振圖像法
核磁共振斷層成像法是世紀年代末發展起來的一種新式醫療診斷影像技術。具有深入物體內部且不破壞被測物的優點，對生物體無損害，在醫學領域具有廣泛的前景。不足之處是不適用非生物材料的工業產品，空間分辨率不及層析法，且測量時間長，設備昂貴。
（6）結構光法
結構光法是基于三角測量原理的非接觸三維物體測量方法，又稱為投影光柵法，是將具有一定模式的光源，如柵狀光條投射到被測樣件表面，用兩個鏡頭從不同角度獲取表面反射的圖像，通過圖像處理的方法得到整幅圖像上像素的三維坐標，即對圖像進行分析以確定表面上數據點的坐標。這種方法具有非接觸、測量速度快、精度高、算法相對簡單、系統實現方便、造價相對較低等優點，己成為逆向工程三維數字化領域的最重要的三維形貌測量手段。
（7）激光三角法
激光三角法的原理是采用激光作為光源，照射到被測物體上，利用CCD（ChargeCoup1edDevice）接受漫射光成像點，根據光源物體表面反射點、成像點之間的三角關系計算出表面反射點的三維坐標。這種方法已經相當成熟，并已廣泛使用。
表1接觸式與非接觸式測量系統比較
優點
缺點
接觸式測量系統
1、 因為機電技術的成熟，有較高的準確性和可靠性
2、 與工件表面反射特性無關，與顏色曲率關系不大
3、 適合基本幾何形狀的測量
1、 有時需要特殊夾具，使測量成本增加
2、 需要經常校正探頭直徑
3、 操作不當容易損傷表面精度和探頭
4、 逐點進出方式測量，速度較慢
5、 需要對探頭進行半徑補償，會導致修正誤差的問題
非接觸式測量系統
1、 不必作探頭半徑補償
2、 測量速度快
3、 軟、薄、不可接觸的工件可以直接測量
1、 測量精度較差
7400片大腦切片
一個多世紀以來，神經科學家們早已在很大程度上依賴于在1900年代早期完成的二維的大腦解剖圖來進行研究工作。本篇論文的第一作者、德國于利希研究中心的神經解剖學家卡特倫·阿穆茲說，雖然原來的一些數字化的三維模型可以派點用場，但是如果要在神經水平上顯示腦組織，它們就顯得無能為力了。在美國馬里蘭州的貝塞斯達國家衛生研究院工作的神經影像學專家約瑟·馬斯德烏則認為，在以前的圖書館幾乎沒有可用的器官圖集，因為他在尋找有關資料的時候，常常得到這樣的回答：“你需要的書是不存在的。”
解剖大腦，然后用數字化重新構建人類大腦是一個長期而艱巨的過程。在最近的幾十年里，神經系統科學家的興趣已經從經典解剖轉移到生理學的研究上來了。阿穆茲說，只有少數實驗室有專業技術和工具，可以用掃描和數字化的方法制作細如發絲的、在細胞水平上顯示細部的大腦切片組織。粗糙的厚片意味著相對于真實的組織來說，缺少細節并存在更多的空白。
因此，早在2003年，阿穆茲和他的同事們就開始了人體大腦器官三維圖集的準備工作。研究人員選擇了一位65歲女性捐贈者的大腦作為器官圖集的基礎，因為這位女性沒有任何明顯的退行性疾病或其他損害。研究人員把大腦置放在福爾馬林——一種化學防腐劑里保存起來，再把它用蠟封起來幾個月。然后，研究人員開始用一種叫做“超薄切片機”的刀片來切割腦組織，就好像用熟食切片機切火胸一樣。他們必須非常小心，在整個過程中大腦薄片不能從傳輸帶上掉落。
接下來，研究人員把每個薄片放在顯微鏡下觀察，再把細胞染色，使它們的神經元細胞清晰可見，然后進行掃描。總的來說，這項工作花了近1000小時的連續勞動，用于準備和掃描每個腦切片。研究人員總共獲得超過7400片腦切片。在科學節目里，他們在線發表這些成果，甚至午休時間都不中斷。
在處理脆弱的薄片時，研究人員表現了最大限度的耐心，避免使其發生扭曲，特別是當大腦組織切片在保存和切割的時候，要避免發生撕裂。盡管如此小心，該論文作者、加拿大蒙特利爾麥吉爾大學的神經影像學專家艾倫·埃文斯說，仍有部分薄片產生了扭曲。他還說，自己的工作就是把大腦重新構建成一個連貫的整體。他認為要改變錯位的掃描，使它回到正確的位置上，應該使用糾正軟件，而不是用手工操作。對儲存的數據進行處理時，需要使用分布在加拿大的高性能計算網格。
高出50倍的分辨率
人體大腦三維圖集以比原先的方法高出50倍的空間分辨率，顯示單個神經元和它們之間的聯系，并且以前所未有的精度顯示了一個完整的大腦模型。“BigBrain所起的作用，是讓我們知道了分布在某個空間里的幾乎所有的神經元。” 馬斯德烏說，這可以看作歐洲的人類大腦計劃的一項重要成果。歐洲的人類大腦計劃計劃擬耗資10億歐元，要在下一個十年內完成人類大腦功能的計算機模型。這個項目完成后，用戶可以免費通過稱為CBRAIN的web門戶進入。研究人員只要通過簡單的鼠標點擊，便可以獲取鮮活的大腦綜合數據，例如大腦活動掃描，達到細胞分子水平的精細的解剖信息。
當然，人體大腦三維圖集的方法并不是完美的，除了切片過程會導入錯誤，它不能顯示出個體之間存在的差異。加州大學洛杉磯分校的神經學家約翰·馬茲奧塔指出，有一個解決方案，就是把人體大腦三維圖集與來源于大量的分辨率較低的腦部掃描顯示的數據結合起來，以顯示不同的大腦結構在哪里存在差異。
有一個使腦組織透明的新方法叫做“CLARITY”，是將來腦成像研究的突破口。采用這種方法，研究人員就無須切割大腦組織了。不過馬茲奧塔說，目前這種方法僅能應用于體積較小的生體組織，如小鼠的大腦。
在接下來的工作中，阿穆茲想創建一個男性和一個年輕人大腦的BigBrain器官圖，以便捕捉潛在的性別和發育差異。
