佰模伝快訊 | 助力廈大“嘉庚”號(hào)海洋科考船三維數(shù)字模型
“嘉庚”號(hào)海洋科考船
廈門大學(xué)“嘉庚”號(hào)海洋科考船，2015年3月開工建造，2016年5月下水、命名，2017年4月正式交付使用并入列國家海洋調(diào)查船隊(duì)，是一艘全球級(jí)（global class）、無限航區(qū)的3000噸級(jí)海洋科學(xué)綜合考察船。以“嘉庚”號(hào)命名科考船，是為了緬懷廈門大學(xué)校主、著名愛國僑領(lǐng)陳嘉庚先生。繼而不斷發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)的精神。
每年“嘉庚”號(hào)平均有270天的時(shí)間在海上執(zhí)行各種航次任務(wù)。先進(jìn)的船載探測(cè)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及專業(yè)的海上探測(cè)技術(shù)隊(duì)伍，可開展海底地形地貌探測(cè)、定點(diǎn)和走航式海洋環(huán)境參數(shù)連續(xù)探測(cè)、氣象及海氣界面通量連續(xù)探測(cè)、生物化學(xué)取樣及海底沉積物取樣等作業(yè)，滿足多學(xué)科海上調(diào)查需求。
運(yùn)行以來，嘉庚號(hào)積極承擔(dān)傳播海洋科學(xué)知識(shí)的社會(huì)責(zé)任，致力于提升公眾海洋意識(shí)。
“嘉庚”號(hào)海洋科考船三維數(shù)字模型
由于廈大船管中心對(duì)于“嘉庚”號(hào)科考船在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域方面應(yīng)用的需求，希望通過三維數(shù)據(jù)化的方式，根據(jù)現(xiàn)有圖紙及采集的數(shù)據(jù)，運(yùn)用三維軟件生成科考船三維模型。因此委托佰模伝信息科技（廈門）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“我司”）對(duì)“嘉庚”號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并利用公司BIM協(xié)同數(shù)據(jù)及數(shù)字化逆向技術(shù)對(duì)“嘉庚”號(hào)進(jìn)行建模。
現(xiàn)場(chǎng)采集主圖
我司按照船體數(shù)據(jù)信息同比還原需求，建立船舶構(gòu)件族庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息高質(zhì)量和高性能的管理。
建模人員通過提取數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)信息來建立等比例船體結(jié)構(gòu)形體，對(duì)科考船進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、精細(xì)化，構(gòu)建包含二維設(shè)計(jì)圖紙全部?jī)?nèi)容的三維模型，得到了二維圖紙所不能給予我們的視覺效果與認(rèn)知角度。
同步利用現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片做比對(duì),可以在計(jì)算機(jī)上快速、準(zhǔn)確地畫出船體微小構(gòu)件的大樣圖，針對(duì)微小部件，我司采用材質(zhì)、顏色及構(gòu)造形狀等信息同比還原方式進(jìn)行船體模型的重塑,從而建立了高精度、現(xiàn)狀及可編輯的三維數(shù)字化模型。有助于構(gòu)建“科考船三維數(shù)據(jù)庫”，讓參觀者無需親身前往，即可在虛擬景觀中瀏覽到“嘉庚”號(hào)科考船的全貌。
通過建立科考船三維數(shù)據(jù)庫的形式來實(shí)現(xiàn)船體的數(shù)據(jù)信息多維可視化，使得相關(guān)方能夠從各個(gè)層面審視模型，實(shí)現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用。對(duì)“嘉庚”號(hào)科考船模型進(jìn)行交互細(xì)化，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)端、網(wǎng)頁端等多渠道上的虛擬仿真認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，讓不同人員都能輕松對(duì)于模型進(jìn)行操作并給予交互，實(shí)現(xiàn)BIM跨領(lǐng)域和跨階段的數(shù)據(jù)流動(dòng)。
“嘉庚”號(hào)科考船初步建模過程
廈大船管中心提供的科考船圖紙與我司到實(shí)地進(jìn)行的數(shù)據(jù)的采集,利用配套軟件進(jìn)行建模處理，最后可以完成整個(gè)物體表面形狀的擬合與內(nèi)部配置最大程度的還原，將實(shí)物立體準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，建立科考船的三維數(shù)據(jù)庫。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了科考船在學(xué)術(shù)研究中更加便捷的交互性。
三維激光掃描技術(shù)在船舶中的運(yùn)用
以上圖片為“明思克”航母點(diǎn)云模型
我司在助力“嘉庚”號(hào)科考船三維數(shù)字模型的過程當(dāng)中，根據(jù)實(shí)物圖紙與收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模并不是唯一的方式。
依據(jù)廈大船管中心的需求，佰模伝計(jì)劃后期對(duì)嘉庚號(hào)科考船進(jìn)行三維激光掃描，運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)對(duì)船舶的外部整體及內(nèi)部細(xì)項(xiàng)進(jìn)行全面掃描留檔。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作的同時(shí)，對(duì)于不同的區(qū)域及結(jié)構(gòu)等要素進(jìn)行分析，將掃描的物理性信息記錄留檔。運(yùn)用點(diǎn)云數(shù)據(jù)的操作方法，可以最大限度控制我們采集的每一個(gè)物體的每一個(gè)點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)在我們的圖紙上。能夠讓我們最大限度還原一個(gè)真實(shí)的船艙情況。最終通過這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)，我們可以建立起一個(gè)立體的三維模型。
三維展示優(yōu)勢(shì)與意義
除此之外，還能使科考船以線上化方式無地域、無空間限制地推廣傳播，讓更多人主動(dòng)了解科考、海洋知識(shí)，達(dá)到傳播教育的重要意義。實(shí)現(xiàn)了資源的共享，具有時(shí)代化的實(shí)用意義。
