CN105741347A - 一种古建筑构件仿真复原系统及方法 - Google Patents

一种古建筑构件仿真复原系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种古建筑构件仿真复原系统及方法，方法包括：对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。相对现有技术，本发明能表现出纹理特征和色彩，且制作成本低，不受古建筑构件所处高度限制，可以满足批量古建筑快速测绘和仿真复原需要。

Description

一种古建筑构件仿真复原系统及方法
技术领域
本发明涉及古建筑构件修复技术领域，特别涉及一种古建筑构件仿真复原系统及方法。
背景技术
近年来，获取古建筑模型三维数据的方法是通过三维扫描仪对古建筑进行非接触式扫描古建筑表面，获取的三维点云数据。但是这种方法采集数据量非常大，存在着大量的冗余数据，增加了后续建模等工作的难度，需要较多的人力投入，同时由于受到三维扫描仪仪器的架设高度的限制，无法扫描到较高位置古建筑构件(如崖上的石碑，梁上的雕花等)，而且三维扫描仪仪器架设也比较困难，扫描的速度慢而且效率低，点云数据容易由于扫描角度问题导致缺失而影响古建筑构件的精细度，远远不能满足古建筑保护的实际需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于照片和纹理进行拼合生成三维数字模型，能表现出纹理特征和色彩，且制作成本低，不受古建筑构件所处高度限制，可以满足批量古建筑快速测绘和仿真复原需要的古建筑构件仿真复原系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种古建筑构件仿真复原方法，包括
对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；
将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；
通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；
根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；
根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。
本发明的有益效果：本发明通过拍照的照片和纹理进行拼合生成三维数字模型，降低了制作成本，不受古建筑构件所处高度限制，可以满足批量古建筑快速测绘和仿真复原需要，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征和色彩，通过三维模型制作软件进行修复和激光雕刻，提升修复效率，提升了制作精确度。
优选的，所述建模软件为AutodeskRecap360。
采用上述进一步方案的有益效果是：建模软件成熟，降低了制作成本。
优选的，将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。
优选的，使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补，导出数字化复原模型。
采用上述进一步方案的有益效果是：降低了修补难度，提升仿真效果。
优选的，将数字化复原模型导出为S-T格式文件，将S-T格式文件导入三维激光雕刻机对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体。
采用上述进一步方案的有益效果是：操作简便，能提升加工效率。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种古建筑构件仿真复原系统，包括
拍照模块，用于对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；
建模模块，用于将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；
修补模块，用于通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；
雕刻模块，用于根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；
抛光上漆模块，用于根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。
本发明的有益效果是：通过拍照模块、修补模块、雕刻模块和抛光上漆模块协调运作，拍照模块的照片和纹理进行拼合生成三维数字模型，降低了制作成本，不受古建筑构件所处高度限制，可以满足批量古建筑快速测绘和仿真复原需要，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征和色彩，通过三维模型制作软件进行修复和激光雕刻，提升修复效率，提升了制作精确度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述建模软件为AutodeskRecap360。
采用上述进一步方案的有益效果是：建模软件成熟，降低了制作成本。
进一步，所述建模模块将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。
进一步，所述修补模块使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补，导出数字化复原模型。
采用上述进一步方案的有益效果是：降低了修补难度，提升仿真效果。
进一步，所述雕刻模块将数字化复原模型导出为S-T格式文件，将S-T格式文件导入三维激光雕刻机对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体。
采用上述进一步方案的有益效果是：操作简便，能提升加工效率。
附图说明
图1为本发明一种古建筑构件仿真复原方法的流程图；
图2为本发明一种古建筑构件仿真复原系统的模块框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、拍照模块，2、建模模块，3、修补模块，4、雕刻模块，5、抛光上漆模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种古建筑构件仿真复原方法，包括
对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；多张古建筑构件的多角度照片可精确体现古建筑构件各个角度的形状和纹理特征；
将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；所述数字化初始模型是以古建筑构件照片为基础进行三维合成的，展现古建筑构件的实际尺寸、大小和纹理；
通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；
根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；
根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。
优选的，所述建模软件为AutodeskRecap360。
优选的，将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。
优选的，使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补，导出数字化复原模型。
优选的，将数字化复原模型导出为S-T格式文件，将S-T格式文件导入三维激光雕刻机对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体。
本发明通过拍照的照片和纹理进行拼合生成三维数字模型，降低了制作成本，不受古建筑构件所处高度限制，可以满足批量古建筑快速测绘和仿真复原需要，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征和色彩，通过三维模型制作软件进行修复和激光雕刻，提升修复效率，提升了制作精确度，相对于现有的三维扫描仪仪器进行三维模型数据获取，提高了效率，并且能够获取表面纹理和色彩，解决三维扫描仪仪器无法解决的古建筑构件所处位置的高度而受到局限，以及满足批量快速精细测绘和仿真复原需要的特点。
如图2所示，一种古建筑构件仿真复原系统，包括
拍照模块1，用于对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；多张古建筑构件的多角度照片可精确体现古建筑构件各个角度的形状和纹理特征。
建模模块2，用于将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；所述数字化初始模型是以古建筑构件照片为基础进行三维合成的，展现古建筑构件的实际尺寸、大小和纹理；
修补模块3，用于通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；
雕刻模块4，用于根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；
抛光上漆模块5，用于根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。
优选的，所述建模软件为AutodeskRecap360。
优选的，所述建模模块将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。
优选的，所述修补模块使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补，导出数字化复原模型。
优选的，所述雕刻模块将数字化复原模型导出为S-T格式文件，将S-T格式文件导入三维激光雕刻机对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体。
通过拍照模块、修补模块、雕刻模块和抛光上漆模块协调运作，拍照模块的照片和纹理进行拼合生成三维数字模型，降低了制作成本，不受古建筑构件所处高度限制，可以满足批量古建筑快速测绘和仿真复原需要，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征和色彩，通过三维模型制作软件进行修复和激光雕刻，提升修复效率，提升了制作精确度；相对于现有技术三维扫描仪仪器进行三维模型数据获取，提高了效率、并且能够获取表面纹理和色彩，解决三维扫描仪仪器无法解决的古建筑构件所处位置的高度而受到局限，以及满足批量快速精细测绘和仿真复原需要的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种古建筑构件仿真复原方法，其特征在于，包括：
对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；
将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；
通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；
根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；
根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。
2.根据权利要求1所述一种古建筑构件仿真复原方法，其特征在于，所述建模软件为AutodeskRecap360。
3.根据权利要求2所述一种古建筑构件仿真复原方法，其特征在于，将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。
4.根据权利要求1所述一种古建筑构件仿真复原方法，其特征在于，使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补，导出数字化复原模型。
5.根据权利要求1至4任一项所述一种古建筑构件仿真复原方法，其特征在于，将数字化复原模型导出为S-T格式文件，将S-T格式文件导入三维激光雕刻机对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体。
6.一种古建筑构件仿真复原系统，其特征在于，包括
拍照模块(1)，用于对需要复原的古建筑构件进行多角度拍摄，得到多张古建筑构件的多角度照片；
建模模块(2)，用于将多张古建筑构件的多角度照片通过建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型；
修补模块(3)，用于通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化复原模型；
雕刻模块(4)，用于根据数字化复原模型对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体；
抛光上漆模块(5)，用于根据仿真复原实体进行抛光和/或上漆处理，得到古建筑构件的仿真复原成品。
7.根据权利要求6所述一种古建筑构件仿真复原系统，其特征在于，所述建模软件为AutodeskRecap360。
8.根据权利要求7所述一种古建筑构件仿真复原系统，其特征在于，所述建模模块将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。
9.根据权利要求6所述一种古建筑构件仿真复原系统，其特征在于，所述修补模块使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补，导出数字化复原模型。
10.根据权利要求6至9任一项所述一种古建筑构件仿真复原系统，其特征在于，所述雕刻模块将数字化复原模型导出为S-T格式文件，将S-T格式文件导入三维激光雕刻机对古建筑构件原料进行激光雕刻，得仿真复原实体。
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