基于AIGC技术的数字三维模型制作与应用

现阶段生成式人工智能(Artificial Intelligence Generated Content,AIGC)技术正成为一股不可忽视的力量,它通过高级算法和机器学习,赋予建模师和艺术家前所未有的创作自由和效率,从快速生成初步设计到细化复杂的三维模型,AIGC技术如Midjourney和Stable Diffusion已成为不可或缺的工具。文章首先阐述AIGC技术的应用领域,以及这一技术的优势和劣势;其次分析AIGC技术对数字三维模型的影响,最后总结AIGC在数字三维模型制作中的应用,对比AIGC技术相关软件和工具,提出明确的应用方向,使得数字三维模型不仅局限于传统的设计领域,而是成为跨界融合艺术与科技的新领地。

数字三维模型在地质灾害勘查项目中的应用研究

随着地质灾害勘查技术手段的发展,对测绘工作也提出了更加具体、更加严格的要求,其中数字三维模型、数字高程模型在地质灾害勘查、治理工作中的应用越来越广泛。本文主要介绍数字三维模型在地质灾害勘查、设计、治理中的应用。

基于组件技术构建数字三维模型的研究

利用Visual Basic6.0可视化编程语言,根据地面高程数据,建立不规则三角网。通过SuperMap Objects开放式GIS组件二次开发平台,构建了数字三维模型,实现了三维场景的可视化和简单分析功能,为建立丘陵地区乡镇基础地理信息系统提供参考。

三维数字模型辅助微创穿针与钢板内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折

背景:目前,对于SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者,常用治疗方式为切开复位内固定术、微创穿针技术,对于两者临床疗效的对比较少且尚缺少高级别临床证据。目的:比较三维数字模型辅助微创穿针与跗骨窦切口入路钢板内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折的疗效。方法:将2021年1月至2022年10月在河北省沧州中西医结合医院骨科治疗的80例SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者随机分为对照组40例和观察组40例。对照组给予传统跗骨窦入路手法复位钢板内固定治疗,观察组给予三维数字模型辅助微创交叉穿针固定治疗。记录两组患者手术时间、失血量、住院时间、骨折愈合时间,观察两组患者术前和术后12个月Maryland评分、AO-FAS评分、目测类比评分、生活质量评分(SF-36评分)、影像学参数(Böhler角、Gissane角,跟骨长度、宽度、高度)变化,并记录随访过程中并发症发生情况。结果与结论:①观察组手术时间、失血量、住院时间、骨折愈合时间均少于对照组(P均<0.05);②两组患者治疗后Maryland评分、AO-FAS评分、SF-36评分和Böhler角、Gissane角、跟骨长度、跟骨高度明显高于治疗前(P均<0.05);目测类比评分、跟骨宽度明显低于治疗前(P均<0.05);③随访12个月,观察组并发症发生率均低于对照组(P均<0.05);④结果表明,应用三维数字模型辅助微创穿针固定疗法治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折可明显改善手术时间、出血量等多项围术期指标,并可减少多种并发症的发生,足踝功能恢复、疼痛症状缓解、提高生活质量方面与传统疗法相当。

基于空间结构关系的电力设备三维数字孪生模型管理体系设计

本文介绍一种基于空间结构关系的电力设备三维数字孪生模型管理体系的设计,该管理体系为电力企业提供了全面性和整体性的管理方法。其核心在于对电力设备的空间结构及设备结构进行划分,包括空间、设备、子系统以及它们之间的布局和相互关系。这种划分有助于更好地管理三维数字孪生模型,为实体对象的定位、监测、运维仿真和预测分析等不同应用场景提供数据支持。此外,管理体系还包括定期的数据维护和更新,以确保模型与实体对象状态的一致性,提高实体对象管理的效率和可靠性。

输电线路杆塔三维数字化精确模型构建方法和应用

本文针对输电线路杆塔数字化模型的构建方法和应用进行了深入研究,尤其是基于BIM技术的建模方法。本文结合BIM软件构建了精确的三维数字化模型,使杆塔的形态、尺寸、位置等信息能够更加清晰地显示和管理,以提高线路杆塔运维管理水平和安全管理水平。本文还通过实际应用案例分析了数字化模型在输电线路杆塔中的具体应用效果。本研究为输电线路杆塔数字应用提供了有益的探索和创新,为相关行业的发展提供了有力支撑。

数字化三维模型结合虚拟仿真正骨复位手法辅助治疗桡骨远端骨折

目的:观察数字化三维模型结合虚拟仿真正骨复位手法辅助治疗桡骨远端骨折的临床疗效。方法:选取2021年3月~2023年3月在我院接受中医正骨手法复位保守治疗的桡骨远端骨折患者60例,采用随机数字表法分为观察组和对照组,每组30例。对照组采用常规正骨手法复位,观察组采用数字化三维模型结合虚拟仿真技术辅助正骨手法复位。比较两组治疗前后影像学参数变化、腕关节功能评分(PRWE)、腕关节活动范围(ROM)、疼痛视觉模拟评分(VAS)。结果:与治疗前比较,治疗后两组影像学参数、腕关节功能评分、腕关节活动范围、疼痛视觉模拟评分均明显改善,差异有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,观察组影像学参数、腕关节功能评分、腕关节活动范围、疼痛视觉模拟评分改善更显著,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:数字化三维模型结合虚拟仿真技术可显著提升桡骨远端骨折正骨手法复位的质量,改善复位后影像学参数指标,促进患者腕关节功能恢复,改善腕关节活动,减轻患者疼痛。

应用Mimics三维重建数字化模型辅助解剖学习的效果研究

探讨医学生应用Mimics三维重建数字化模型自主进行解剖学习的效果。方法 我们招募60名医学院学生,根据自主解剖学习过程中是否应用Mimics软件分为2组(对照组和试验组)。其中,对照组学生(n=30)应用网课,教科书和二维图像等传统方法学习解剖学。试验组学生(n=30)在传统方法学习的基础上,应用Mimics软件自主重建三维数字化解剖结构并详细了解该部位空间结构、毗邻关系和骨折特点。在2组学生学习结束后,进行测验评估和调查问卷,综合评价并比较2组学生的学习效果。结果 应用Mimics重建模型辅助学习的试验组学生在测验中的优秀率(80.0%)高于对照组(46.7%)(P<0.05),及格率(90.0%)与对照组(80.0%)无明显统计学差异(P>0.05)。问卷调查显示,多数试验组学生(86.7%)认为自主重建三维数字化解剖结构能够更加直观地学习解剖部位的三维空间结构,能够培养自主学习能力,提高解剖学习兴趣。结论 应用Mimics重建三维数字化模型比单纯使用教科书进行解剖学习更有效果,能够帮助学生熟练掌握三维解剖结构、清楚毗邻关系、提高解剖学习效果。

门锁钥匙加工特征研究及三维数字模型建立

目前,对于入室盗窃案件中开锁方式的确定,主要是将遗留在现场中锁具或原配钥匙上的痕迹特征与原始加工特征进行比对,对形成的特殊痕迹进行检验,以此来确定开锁的方式。然而国内对于钥匙原始加工特征的研究比较少。通过收集玥玛、金点原子、龙将、飞球、美利保,五个品牌不同型号的门锁钥匙,利用游标卡尺和立体显微镜对钥匙的匙板、定位槽和牙花的加工特征进行测量和观察,了解加工工艺,并将得到的数据进行整合,利用Solidworks软件建立不同型号钥匙的三维数字模型,以填补国内对于机械钥匙加工特征研究的短板。

数字化三维模型在纺织机械零件加工中的应用

为了提高纺织机械零件加工效率,研究数字化三维模型在纺织机械零件加工中的应用。在分析纺织机械零件加工数字化三维建模优势的基础上,获取纺织机械零件加工信息,进行纺织机械零件加工数字化三维建模。实验结果表明,文章应用数字化三维模型设计的加工工序,加工一个纺织机械零件仅需132min,既提高了零件加工准确率,又缩短了加工耗时,有利于纺织加工水平的提高。

被动式三维重建在建立桥梁缆索数字模型中的应用

在斜拉桥、拱式桥以及悬索桥等大跨径桥梁的建设中,缆索有着广泛的应用。缆索的有效承载能力会影响到桥梁的稳定和寿命,因此桥梁缆索的检测工作是一项十分重要的工作。建立缆索的数字模型可以方便后续的损伤检测工作,三维重建技术也因此在缆索检测问题上有着诸多应用。被动式三维重建是从一张或多张图片中恢复场景的几何结构,最终得到该场景的三维模型的方法。而通过被动式三维重建的方法,可以仅从桥梁缆索的影像数据来重建缆索的三维数字模型。本文使用缆索爬索检测机器人在移动过程中拍摄的影像数据进行实验,对获取的影像数据进行畸变矫正等数据处理;并根据桥梁缆索的几何结构分析得到相机位置信息,结合不同视点上的多幅图像恢复三维信息,最终得到三维模型。对最终重建模型选定4个点用作几何精度评定并与真值对比,选定点的相对误差分别达到了0.913%、1.196%、0.947%、0.568%,并得到平均绝对误差MAE为1.0053 mm。试验结果表明,本文提出方法可以在减少数据获取成本的同时得到纹理清晰、精度较高的模型。

三维数字模型在信息化智能管控平台中的综合应用

结合上海桃浦智创城603地块土壤修复和改建项目,以土壤修复施工中全过程信息化智能管控平台为研究对象,分析了三维数字模型在信息化智能管控平台中几种不同的综合应用方案。通过三维数字模型和信息化智能管控平台的简要介绍,说明该项技术在数字化应用智慧大屏中的可行性和趋势性,并重点从与GIS地图相结合、现场施工进度模拟、施工流程模拟、施工专项动画、数字化效果展示这5个应用方向,详细说明了三维数字模型在信息化智能管控平台中的综合应用方法。

基于三维数字模型和CFD的通信机房气流组织优化研究

本文以某运营商一处通信机房为例,结合三维数字模型与CFD仿真技术进行气流组织仿真及分析,通过定制化增设开孔地板、设置导流装置、隔离冷热气流、封闭漏风点位等措施优化该机房气流组织,减小温差、消除热点和冷点、实现精确送风、提高换热效率。同时通过调整精密空调轮值方案以及优化设定参数,降低空调运行能耗。改造后机柜冷却指数和节能率皆达到预期目标,证明该通信机房气流组织优化与节能运行效果良好。

外高桥造船发布三维数字模型平台

近日,外高桥造船发布了三维数字模型平台(Digital Model Platform-3D,简称:DMP-3D)。三维数字模型平台是在大型邮轮三维模型下现场实施应用,以及与邮轮数据服务平台(CDSP)相互协同应用的基础上推出的更新迭代产品。该平台由公司数字化设计研究所协同合作伙伴共同研发,并经过实船功能应用验证后,正式发布v1.0版本。

皮损虚拟数字模型的构建与教学应用

皮肤表面的形貌结构是皮肤疾病诊断的重要依据,也是临床示教的重要内容。传统的手工建模技术或图谱绘制技术因灵活性差、精度不高、周期长,难以适应现代临床诊断和线上线下教学的需求。利用光度立体方法构建皮肤表面三维模型,重建生成虚拟三维文件格式,形成皮损虚拟数字模型库,供皮肤科医生示教或辅助诊断使用。

CBCT全牙列牙冠三维数字化模型的研究

目的:通过CBCT建立全牙列牙冠三维数字化模型,并检验该模型的准确性。方法:分别用8排螺旋CT和CBCT扫描10名青年志愿者的全牙列,然后用Mimics软件三维重建其相应的全牙列牙冠的三维数字化模型,并进行线距和角度测量;分别将螺旋CT/CBCT数字化模型测量值与上述10人石膏模型测量值进行统计分析,以P≤0.05为检验水准,用平均差和配对t检验评估螺旋CT/CBCT数字化模型的准确性。结果:CBCT全牙列数字化模型较螺旋CT数字化模型更精细。螺旋CT/CBCT数字化模型线距和角度测量值均与石膏模型无明显统计学差异(P>0.05);螺旋CT全牙列数字化模型线距和角度的最大均差分别为-0.13mm和0.39°,其绝对值均大于CBCT全牙列数字化模型线距和角度的最大均差0.08mm和0.15°,表明CBCT数字化模型更准确。结论:CBCT全牙列数字化模型较螺旋CT数字化模型更精细、细腻,测量也更准确,可为口腔学术研究和临床诊断提供有效的影像学手段。

基于MRI建立膝关节前交叉韧带三维数字化模型

背景:近年来有关膝关节前交叉韧带三维数字化模型的研究在国外发展迅速,但在国内,未见对包括全膝关节及前交叉韧带在内的三维数字化模型进行基础解剖研究的报道。目的:评估运用MRI二维图像及MIMICS软件建立膝关节及前交叉韧带三维数字化模型的真实性及可靠性。方法:选择20例新鲜成人尸体正常膝关节标本,利用MRI对标本进行二维扫描,获得层厚为1.0mm的连续图像资料,将该资料以DICOM格式导入计算机并利用MIMICS软件进行三维重建,建立包括股骨远端、胫骨近端、前交叉韧带、半月板、髌骨及腓骨等在内的双膝关节三维实体数字化模型,利用测量软件测量相关指标;同时对尸体标本进行解剖并测量膝关节前交叉韧带的相关参数,与模型所测指标行配对比较。结果与结论:尸体标本测量数据与三维实体数字化模型测量数据的结果差异均无显著性意义(P>0.05)。提示利用MRI采集获得的人体膝关节及前叉韧带图像数据可以建立较为真实可靠的膝关节及前交叉韧带三维实体数字化模型。

白龙洞古人类遗址三维数字模型的建立与初步分析

湖北白龙洞古人类遗址是中国较有影响的更新世中期古人类遗址之一。本项工作通过使用日本宾得公司产RS-202N免棱镜型全站仪及美国Autodesk公司产AutoCAD2006计算机软件等,实地采集白龙洞遗址地貌和洞穴形态三维数据,使用计算机建立起遗址地貌数字模型和洞穴居址数字模型。通过数字模型进行多视角观察、分析,认识到这种方法可以实现以三维空间的形式保存和处理多种考古遗存信息,能够提供古人类遗址三维动态的观察视角,以及提供多种用途的遗址三维分析数据和考古专题图等。白龙洞遗址数字模型的测量和观察分析认识到,白龙洞遗址古人类(直立人)具有对洞穴高效开发利用的能力,并且具有在洞穴空间较为高大的区域集中活动的特点;还可能具有在洞穴内部使用火进行照明的行为;在居址选择上,白龙洞古人类已经具备对低山地区复杂地貌、开阔视野、干燥居址与近水环境,以及石料集中地和多元食物生境的适应性选择。此外,分析工作还显示洞穴遗址内部堆积物,除古人类活动遗留外,其他土状堆积物的来源可能来自于洞穴内部裂隙。白龙洞遗址数字模型的建立与初步分析,是国内将三维数字模型技术应用于古人类遗址研究的首次尝试。该方法对于获取更多遗址研究信息和多学科综合研究古人类遗址具有重要作用。

基于激光扫描与CT建立带牙根的三维数字化牙颌模型

目的基于激光三维扫描牙颌模型,结合临床头部CT资料,建立包含牙根的数字化牙颌模型,记录牙冠和牙根解剖形态结构以及空间位置变化。方法 1例牙列正常成年女性,头部CT数据利用Mimics11.0软件建立口腔内单独牙齿和整个上下牙列三维数字化模型;三维激光扫描仪分别扫描上下颌石膏模型及其咬合关系,在GeoMagic10.0软件中,结合CT重建的单独牙齿的三维数字化模型,重构带有牙根的牙列三维模型,同时实现上下颌三维模型符合口腔实际咬合关系的位置恢复。结果重建了带有牙根的三维数字化上下颌牙列模型,不仅清晰显示牙冠的解剖特征、牙列的排列、牙根的形态和位置关系,并且准确恢复了上下颌牙列的咬合关系。结论在正畸治疗过程中,利用激光三维扫描及CT数据建立带有牙根的三维数字化牙颌模型,不仅可以显示牙冠牙根的解剖形态结构,还能够监测牙冠和牙根的移动情况,便于指导治疗进程,评价治疗效果。

个体化三维数字模型在内镜经鼻颞骨岩部解剖中的应用

目的研究个体化三维数字模型(three-dimension digital manikin,3D-DM)在内镜经鼻颞骨岩部解剖中的应用,探讨其临床应用价值。方法 10例(20侧)成人头部标本灌注后经CT扫描,将图像导入3Dview软件,重建出个体化3D-DM,运用"逆向骨窗形成"技术设计并模拟颞骨岩部骨窗形成。然后在3D-DM辅助下对颞骨岩部进行内镜解剖,对头部标本解剖与个体化3D-DM视野及相关测量进行比较。结果通过逆向骨窗形成技术可术前模拟颞骨岩部磨除,头部标本解剖与个体化3D-DM下视野高度一致,相关测量间比较无统计学差异。结论个体化3D-DM为内镜下经鼻入路暴露颞骨岩部提供详尽解剖数据,可以术前模拟颞骨岩部磨除,提高术中颞骨岩部磨除的准确性和安全性,对该手术入路的临床应用具重要指导意义。