三維空間精選(九篇)

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第1篇：三維空間范文

書籍中的空間設(shè)計(jì)是二維向三維的轉(zhuǎn)變

書籍是一個(gè)看似平凡但卻很特殊的載體，是具有三維空間特性的，人們往往局限于觀察它的二維空間，如封面和版式這些表面，但它是一個(gè)由二維到三維的轉(zhuǎn)變，這個(gè)概念不僅僅是簡單的二維內(nèi)頁累積成體積而成為一個(gè)三維空間。人們往往把平面設(shè)計(jì)看成一個(gè)二維的純粹平面，或者最多把它看作一個(gè)極薄的立方體來認(rèn)知。但實(shí)質(zhì)上書籍是一個(gè)三維的空間載體，好似建筑一般。封面、書脊、封底是外墻，里面的內(nèi)頁則是建筑的肩胛結(jié)構(gòu)。隨著翻閱，書籍從靜態(tài)走向了動(dòng)態(tài)，平面走向了立體，二維走向了三維，這就是所謂具有生命力的書籍。

書籍設(shè)計(jì)區(qū)別于其他平面設(shè)計(jì)，它是通過三維立體實(shí)物來感知空間存在的，而平面上的設(shè)計(jì)是通過二維的形式表現(xiàn)虛擬空間，是假象，是幻覺，是非實(shí)質(zhì)性空間，即所謂的空間感。

設(shè)計(jì)師進(jìn)行書籍整體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從這點(diǎn)出發(fā)，去追求整本書的一種流動(dòng)的含有生命力的三維空間感。從二維走向三維是一個(gè)心理認(rèn)知的過程，讀者可以體會到其中所含的空間特征。如果融入時(shí)間這一概念，每一次翻閱，每一次停頓，時(shí)間的延續(xù)所出現(xiàn)的時(shí)間要素，甚至還可以構(gòu)成所謂的四維空間。

探索空間藝術(shù)的當(dāng)代藝術(shù)家夏小萬，在2002年開始“空間繪畫”。“空間繪畫”實(shí)際上是對二維繪畫的解構(gòu)和重構(gòu)，其手段是把平面繪畫解構(gòu)為多層透明介質(zhì)上的圖像，再將這些“切片”（cut sections）重構(gòu)為一個(gè)縱深的三維畫面……“一系列局部圖像在畫面外部的重疊組合，造成一個(gè)‘懸浮’著的完整形體。企圖把繪畫從媒材的約束中解放出來，創(chuàng)造出三維空間中的‘自為’圖像?！迸浜掀渥髌穫€(gè)展出版的畫冊《早春圖》，就是一個(gè)很好的例證。展覽畫冊是表達(dá)一個(gè)畫家藝術(shù)理念的重要媒介，作為一個(gè)虛擬的場館，不能親臨現(xiàn)場的人通過看畫冊也能參觀展覽，它得在有限的空間里復(fù)制出宏大的作品。而這本畫冊可以說是做到了極致，是畫家作品的一個(gè)微縮版。它把夏小萬所詮釋的郭熙《早春圖》的空間解構(gòu)重構(gòu)概念，再現(xiàn)在了書里。原先作品使用的玻璃，在書中用透明菲林所取代，作為書里的“紙”。每頁都是山水畫作為立體形象時(shí)的其中一個(gè)層面，厚厚一摞菲林疊在一起時(shí)，最終在這個(gè)狹小的空間里呈現(xiàn)了一幅懸浮在空中的立體山水畫。合上書，這幅立體的《早春圖》又被收納在了這個(gè)靜態(tài)方盒子里。外表看上去和普通書一樣，打開后卻是一片文人雅興的新天地。這本畫冊完美地將內(nèi)容和形式、審美和功能統(tǒng)一了起來，將書籍設(shè)計(jì)的美學(xué)與書籍本身所需傳達(dá)的信息功能完美地融合在一起，實(shí)現(xiàn)了二維向三維的進(jìn)步。

書籍設(shè)計(jì)中有無限可開發(fā)空間

1.書籍中的每個(gè)細(xì)節(jié)都是設(shè)計(jì)中可發(fā)揮的空間

書籍是由文字、圖形、顏色等要素在紙上構(gòu)架起的一個(gè)神秘世界，一本書籍中蘊(yùn)涵了眾多的元素，包含了函套、封面、封底、書脊、切口、勒口、護(hù)封、環(huán)襯、扉頁、目錄頁、篇章頁等，書中每一頁又都是一個(gè)由眾多細(xì)節(jié)匯集而成的微觀世界，其中每頁又蘊(yùn)含了字體、字號、版心、字距、行距、插圖等要素，這些都是設(shè)計(jì)師可以大刀闊斧去發(fā)揮其創(chuàng)意的地方，不可忽視。一個(gè)隔頁、一個(gè)扉頁、一頁正文，都有著自己的相對獨(dú)立性，它們基于自己所處的平面而存在，這些視覺元素下面都有更豐富的內(nèi)涵，每個(gè)元素居于一個(gè)形態(tài)中，產(chǎn)生秩序之美。很多設(shè)計(jì)師做書籍設(shè)計(jì)都認(rèn)為封面和封底的展示面積是最大的，重點(diǎn)應(yīng)該放在這上面，這是很大的誤區(qū)，忽視了書籍設(shè)計(jì)是一個(gè)整體。在此就書籍的切口，例證每個(gè)細(xì)節(jié)都蘊(yùn)含了無限可發(fā)揮空間。

切口是與書脊相對的一面，由一定厚度的紙張側(cè)面組成的一個(gè)平面，這其實(shí)是書籍設(shè)計(jì)的一筆重彩，雖然展示面積不大，但是有很大的文章可做。呂敬人設(shè)計(jì)的《梅蘭芳全傳》一書在切口部位所做的文章，即可稱為這一領(lǐng)域的典范之作。這本書利用特殊印刷工藝在切口的兩個(gè)方向印上了兩張梅蘭芳的生活照和舞臺照。使讀者將書向內(nèi)和向外彎曲時(shí)，切口分別呈現(xiàn)出兩張黑白照片，十分巧妙地反映了梅先生在舞臺上和生活中的兩個(gè)形象，和書要展示的內(nèi)容十分貼切。設(shè)計(jì)者認(rèn)為，梅蘭芳的一生有兩個(gè)舞臺，第一個(gè)舞臺是戲劇舞臺，第二個(gè)舞臺是生活舞臺。當(dāng)讀者拿起《梅蘭芳全傳》時(shí)，從正面是一個(gè)舞臺，從側(cè)面看時(shí)，梅蘭芳的圖像又是一個(gè)舞臺，這兩個(gè)形象通過書籍的翻閱過程，交替呈現(xiàn)。如此一來可以看出，不同應(yīng)是一個(gè)二維平面化的切口，通過不同方向的印刷，也能成為一個(gè)很三維的空間，讓讀者賞心悅目。在書籍里面像這樣的細(xì)節(jié)還可無限開發(fā)。

2.塑造紙張的結(jié)構(gòu)能構(gòu)成書籍的空間之美

紙張是書籍構(gòu)成的要素，書籍無疑要以紙張為材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和再創(chuàng)造。它在空間上的組織與設(shè)計(jì)是構(gòu)成書籍形式美的關(guān)鍵，更是構(gòu)成書籍空間美的核心。紙張被發(fā)明后，在我國數(shù)千年的漫長古籍歷史上，歷經(jīng)了折裝、卷軸裝、蝴蝶裝、包背裝、線裝等形式，這些裝訂形式都有獨(dú)特語言，展開和翻閱時(shí)所產(chǎn)生的韻律、節(jié)奏和空間都有各自的特點(diǎn)，可見古人已經(jīng)通過裝訂形式對紙張結(jié)構(gòu)開始了探索?；氐浆F(xiàn)代，從書籍裝訂形式看，多數(shù)使用膠訂。書里的紙張每一頁都有“上”“下”的關(guān)系，并且死死訂在了一起，是不能被讀者輕易改變的。但是通過對紙張的塑造和再設(shè)計(jì)，層面交疊產(chǎn)生新的層面，就可以再探索出一個(gè)立體空間，內(nèi)頁的紙張?jiān)煨退茉煲彩亲钅荏w現(xiàn)顯著空間效果的部分，其方法也有很多。

在紙張塑造空間的案例中，最有顯著效果的是立體書。通過對紙張進(jìn)行杠桿原理的改造創(chuàng)造出新的奇異空間。第55期的WSIONAIRE雜志是一個(gè)很好的案例。這期雜志的主題是“Surprise”，共10本獨(dú)立成冊，由一個(gè)盒裝，完全超越了普通雜志給人們的平面印象。每本翻開只有一頁，在翻開后都會有復(fù)雜的可動(dòng)立體圖片和紙上3D效果呈現(xiàn)出來，給人驚喜，而這些完全由紙制作而成。制作這樣的立體書程序十分復(fù)雜，需要多道程序，通常從繪制情節(jié)串聯(lián)圖板開始。有時(shí)制作一本立體圖書的樣本需要花費(fèi)一年多的時(shí)間。到目前為止，全世界只有大約20名專業(yè)的立體圖書的工程師，負(fù)責(zé)圖書樣本的制作。樣品制作完成后，需要進(jìn)行充分的檢查，確保書頁多次翻閱之后，依然能夠正常工作，這才能送到生產(chǎn)部門進(jìn)行批量生產(chǎn)，經(jīng)過一步步的紙張切割、折疊、粘貼等工序，當(dāng)然所有的這些步驟也都完全是手工完成的。平面化的紙張，內(nèi)部通過紙張空間層次的疊合，解構(gòu)與重構(gòu)，外部通過讀者的互動(dòng)，手對頁面的移動(dòng)和彎曲，觸發(fā)了事先設(shè)計(jì)好的內(nèi)部紙張結(jié)構(gòu)，發(fā)生了很明顯的二維空間轉(zhuǎn)向三維空間的變化。紙張結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，開發(fā)出了無限的可能性。

即便是通過簡單的折疊，也同樣能給書籍帶來新的空間。德國Doublestandards工作室設(shè)計(jì)的書籍The scene behind the big screen是把每一頁做成了類似中國古代旋風(fēng)裝的形式，但在連接的外側(cè)做成了可裁切的虛線，讀者需要裁開才可以看到里面的內(nèi)容，從開始裁到裁完的過程，一個(gè)新的空間緩緩地通過讀者的互動(dòng)誕生了，妙趣橫生。

除了紙的折疊之外，配合顏色、符號和圖形可以建立更豐富的層疊關(guān)系，可以說紙張的空間開發(fā)也是無限的。

3.綜合材料和特殊工藝是構(gòu)成書籍立體的重要因素

使用綜合材料和特殊工藝也是開發(fā)書籍中空間的一個(gè)好手段。盡管這在現(xiàn)在的商業(yè)設(shè)計(jì)中并不是所有設(shè)計(jì)師能得以自由施展的天地，但卻是拓展空間很重要的因素，不同的材料可以出現(xiàn)不同的效果。如在幾頁硫酸紙上面印文字，每頁之間就會出現(xiàn)半透明的影子，虛實(shí)相間，有種很夢幻的立體感。使用木材或金屬做精裝書封面也可通過雕刻來直接增強(qiáng)封面的立體感，這些案例也都曾出現(xiàn)于市面。

特殊工藝包括凹凸印刷、3D立體印刷、變圖動(dòng)畫印刷、壓膜、鏤空、鑲嵌、UV等，這些工藝都可以更進(jìn)一步增強(qiáng)頁面和書籍各部位的多重立體空間效果。例如凹凸印刷，字從頁面中像浮雕一樣立起，從微觀看，由平面變成了立體，就像拔地而起的建筑一樣，出現(xiàn)了一個(gè)新的空間，增加讀者的觸覺感受。通過鏤空來展現(xiàn)新空間的例子更多，2003年名古屋國際平面設(shè)計(jì)會議（THE VISUALOUGE）的會刊，其中有4頁是展廳四層樓的平面圖和展位分布，設(shè)計(jì)師把每頁中的公共空間面積，通過模切技術(shù)鏤空成了展廳實(shí)際中央空間的形狀，當(dāng)讀者把幾頁用手指撐起來時(shí)，4頁紙張層面交疊產(chǎn)生了立體空間，一個(gè)4層樓展廳的立體分布圖就這樣活靈活現(xiàn)地出現(xiàn)了。同樣通過鏤空的還有星空間畫廊為畫家高踽出版的畫集《標(biāo)本》，畫冊使用了相當(dāng)厚的硬卡紙，每頁都有畫家畫的一只同樣的熊貓卡通，胸腔全部通過模切鏤空，但每頁又有一個(gè)器官，這樣把十來頁疊在一起，就是一個(gè)掏空的空間，一個(gè)立體的熊貓胸腔，各個(gè)內(nèi)臟器官都出現(xiàn)了立體的分布。這樣利用紙張的厚度，再進(jìn)行鏤空，通過重疊獲得深度，進(jìn)而在書里面制造出了一個(gè)新的空間。

第2篇：三維空間范文

[關(guān)鍵詞]海報(bào)設(shè)計(jì) 三維空間

一、海報(bào)設(shè)計(jì)的三維空間概念

海報(bào)設(shè)計(jì)，我們第一直覺地就可以對其形象定位為平面的、可張貼的、帶有圖文信息的一種宣傳紙張。這種固有的概念在海報(bào)設(shè)計(jì)的當(dāng)下也是作為一種主流的形態(tài)來被人們所認(rèn)識和接受。每年許多國家舉辦的大型海報(bào)設(shè)計(jì)年展上的身影也大都是此類別的形態(tài)。設(shè)計(jì)師們所著迷的往往都是對這張平面二維的紙上進(jìn)行大膽、富于創(chuàng)新形式的設(shè)計(jì)。對于我們所認(rèn)知的海報(bào)從三維空間形態(tài)而言，平面二維海報(bào)作為一種主流的信息傳播媒介，有著它平面、單方向的信息靜態(tài)傳播等特點(diǎn)。

二、海報(bào)設(shè)計(jì)的三維空間表現(xiàn)形式

傳統(tǒng)海報(bào)的形態(tài)讓人直覺的形象定位在平面化可張貼形式，筆者對于其可能存在的空間上的三維表現(xiàn)的形式主要有以下一些總結(jié)和歸納分析：

1.海報(bào)的折面三維空間形式

打破單一的平面二維形態(tài)，將海報(bào)本身加以規(guī)律化地折疊，帶來視覺上的三維感受，平面海報(bào)的欣賞視角也隨著三維的轉(zhuǎn)折有了新的變化，受眾的閱讀也從單一的平面二維轉(zhuǎn)向更多的空間。

2.虛擬交互設(shè)計(jì)

在虛擬場景制作完成后，交互設(shè)計(jì)就成為虛擬展示的重點(diǎn)。交互設(shè)計(jì)是規(guī)劃和描述事物的行為方式，并是描述傳達(dá)這種行為的最有效形式。從用戶角度來說，交互設(shè)計(jì)是一種如何讓產(chǎn)品易用、有效并讓使用者愉悅的技術(shù)。虛擬互動(dòng)藝術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)區(qū)別于其它展示形式，最具有魅力的藝術(shù)形式。在虛擬家具展示空間中，參觀者與虛擬家具、虛擬展示場景可以進(jìn)行互動(dòng)，這種互動(dòng)是實(shí)時(shí)的、非線性的。通過對互動(dòng)按鈕的操作，參觀者可以查看虛擬家具的顏色、紋理及材質(zhì)信息，也可以通過互動(dòng)得到企業(yè)回饋的產(chǎn)品的其他信息。如：家具的特定戶型搭配參考圖片、有關(guān)家具使用保養(yǎng)信息的視頻或聲音介紹、家具的個(gè)性化自主性空間搭配等。無論怎么設(shè)計(jì)，交互設(shè)計(jì)都必須要遵循兩個(gè)基本原則：一是易用性，二是用戶體驗(yàn)性。在易用性方面要做到：交互設(shè)計(jì)不是設(shè)計(jì)師主觀意愿的表現(xiàn)，它必須以參觀者的行為意愿、行為方式、興趣等因素為基準(zhǔn)，交互設(shè)計(jì)要滿足使用者的交流目地，交互頁面設(shè)計(jì)要合理易學(xué)、使用效率高。

參考文獻(xiàn)：

[1]王燕妮《數(shù)字化展示敬計(jì)研究》[D].成都：兩南交通人學(xué)，2005.

[2]吳詩中《數(shù)字時(shí)代展示設(shè)計(jì)的位移》.裝飾.2002.10

第3篇：三維空間范文

Abstract： The river is particularly important in the city's drainage system. In this paper， BP neural network is used to construct the river water level forecasting model from the macroscopic aspect. Through the model predicted value， it is displayed in the three-dimensional system to achieve the spatial distribution of disaster points in the city's waterlogged river. The advantages of the model： access to less data， high precision， can be a good simulation of rainstorm conditions in Kunming Panlongjiang Youguanqiao water level. The research results of this paper are helpful to the study of urban waterlogging.

關(guān)鍵詞： 三維系統(tǒng)；BP；城市內(nèi)澇；MATLAB；預(yù)測模型

Key words： three-dimensional system；BP；urban waterlogging；MATLAB；prediction model

中圖分類號：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）14-0181-03

0 引言

近年來，城市內(nèi)澇問題困擾著很多城市，城市河道漫堤對城市的內(nèi)澇影響較大，城市綜合流域排水模型系統(tǒng)（INFOWORKS ICM）現(xiàn)在正被中國大部分市政規(guī)劃部門應(yīng)用于城市內(nèi)澇模擬評價(jià)中。INFOWORKS ICM要能精確地模擬城市內(nèi)澇的演進(jìn)過程，河道水位數(shù)據(jù)必不可少。河道災(zāi)害點(diǎn)在三維系統(tǒng)中的空間分布對城市防澇，防災(zāi)預(yù)案的制定、災(zāi)害點(diǎn)地下管線的規(guī)劃有著重要意義。

1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

宏觀的研究河道水位前人已經(jīng)做過很多成功的案例。在過去的二十年里，國際上許多學(xué)者開展了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在城市內(nèi)澇防治中的相關(guān)研究。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對城市洪水，區(qū)域洪災(zāi)，城市防澇進(jìn)行了很多研究[1，2]。在預(yù)測方面Yen-Ming Chiang，et.al，L.See，et.al，通過一些實(shí)驗(yàn)證實(shí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)洪水預(yù)測方面的能力[3，4]。Masoud Bakhtyari Kia等人選擇一片示范區(qū)域，將該區(qū)域的七個(gè)不同GIS圖層作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的入條件，將一個(gè)河道淹沒區(qū)空間分布作為輸出結(jié)果，模擬結(jié)果很好地反應(yīng)了洪水淹沒情況[9]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種與人類神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理相似的技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括很多種，最常用的一種為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它具有非常強(qiáng)的非線性映射能力，是一種前向網(wǎng)絡(luò)。怎樣獲取精度較高的內(nèi)河河道水位及在其災(zāi)害點(diǎn)的三維可視化空間分布，對科學(xué)地分析城市內(nèi)澇具有一定意義。

1.1 數(shù)據(jù)的收集

本研究采用了大量GIS類型數(shù)據(jù)，首先采集了盤龍江沿岸1：500地形以及影像數(shù)據(jù)，同時(shí)經(jīng)過2個(gè)月的采集收集了盤龍江沿岸220個(gè)排水口數(shù)據(jù)，這些排水口在雨季都向盤龍江排出雨水，對盤龍江雨天的河道水位造成一定影響，排水口的普查情況在GIS系統(tǒng)中的分布圖如圖1。

降雨水位數(shù)據(jù)選取了：金殿水庫站、茨壩站、松華鄉(xiāng)站、鼓樓站、雙龍鄉(xiāng)站，對昆明市盤龍江昆明水文站油管橋段影響較大的幾個(gè)降雨觀測站（見圖2）。

收集了從7月18日13時(shí)到7月19日23時(shí)的降雨數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)覆蓋了整個(gè)洪水的淹沒過程， ANDREW P. DUNCAN等（2012）使用氣象雷達(dá)和降雨數(shù)據(jù)建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)洪水預(yù)測[5，6，7]，運(yùn)用降雨數(shù)據(jù)模擬洪水具有合理性和可行性。水位數(shù)據(jù)為盤龍江昆明水文站油管橋的監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)時(shí)間跨度為從7月18日13時(shí)到7月19日23時(shí)的每小時(shí)水位數(shù)據(jù)。

1.2 模型的建立

本文建立以下BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，模型結(jié)構(gòu)如圖3。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模過程主要包括：數(shù)據(jù)前處理、選擇充分的模式輸入、確定適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及參數(shù)初始化和模型檢驗(yàn)。本文所用的訓(xùn)練函數(shù)：BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法選擇trainlm Levenberg-Marquardt反向傳播算法訓(xùn)練函數(shù)，傳輸函數(shù)隱含層為tan-sigmoid、輸出層為purelin為線性函數(shù)，purelin（X）函數(shù)比較簡單，輸出就等于輸入。

經(jīng)過多次反復(fù)的試錯(cuò)加減隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，對比他們的學(xué)習(xí)結(jié)果得到最佳的隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為10，學(xué)習(xí)因子為0.04，目標(biāo)誤差為1e-6，最大迭代次數(shù)設(shè)置為5000次，訓(xùn)練的結(jié)果不錯(cuò)。

1.3 模型的運(yùn)行結(jié)果

加入排水知識的管線數(shù)據(jù)后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的河道水位與實(shí)際河道水位的對比如圖4。從圖4可以看出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型可以很好地模擬河道水位[8，9]。

通過建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與城市河道系統(tǒng)的耦合，對輸入條件進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、模擬和訓(xùn)練，通過上述工作，對昆明市主城區(qū)盤龍江昆明水文站2013年7月19日前后35小時(shí)內(nèi)暴雨水位進(jìn)行預(yù)測，研究結(jié)果表明，上述方法能夠很好地模擬河道水位變化情況，模擬結(jié)果在內(nèi)澇水位時(shí)間分布上與歷史記錄基本趨同，因此本研究能夠?yàn)轭A(yù)測城市內(nèi)河水位過程提供幫助。

2 三維系統(tǒng)

StampGIS是國際領(lǐng)先的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型3D GIS平臺軟件，其在精細(xì)化大場景渲染、真實(shí)美觀的可視化效果、地上地下一體化、海量空間數(shù)據(jù)管理、三維數(shù)據(jù)全要素實(shí)時(shí)在線更新和三維地下管線自動(dòng)化生成等方面具有核心技術(shù)競爭優(yōu)勢，支持傾斜攝影測量數(shù)據(jù)、支持BIM數(shù)據(jù)、分布式部署、物聯(lián)網(wǎng)集成和云計(jì)算架構(gòu)，可無縫聚合ArcGIS、天地圖等第三方服務(wù)。平臺采用開放的軟件架構(gòu)體系，可實(shí)現(xiàn)開發(fā)環(huán)境（SDK）與運(yùn)行環(huán)境（RunTime）的統(tǒng)一，并提供豐富的二次開發(fā)接口（COM）。

StampGIS系列軟件及三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝已廣泛應(yīng)用于數(shù)字城市、城鄉(xiāng)規(guī)劃、市政管線、數(shù)字營房、高速公路、城市交通和數(shù)字礦山等領(lǐng)域，在StampGIS中表達(dá)河道水位災(zāi)害點(diǎn)的分布較為直觀。本文通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的河道水位點(diǎn)，比較現(xiàn)實(shí)河堤數(shù)據(jù)，來判斷河道是否漫堤，即是否為災(zāi)害點(diǎn)。加入河道水位點(diǎn)的三維空間分布如圖6。當(dāng)城市進(jìn)入暴雨期時(shí)，水位監(jiān)測點(diǎn)的水位高程超過河堤高程，即為城市內(nèi)河的在災(zāi)害點(diǎn)。

3 結(jié)束語

本文從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型入手，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測功能來預(yù)測河道的水位數(shù)據(jù)，結(jié)合河堤數(shù)據(jù)從而判斷盤龍江沿岸的災(zāi)害點(diǎn)。再結(jié)合三維信息系統(tǒng)軟件制作水位災(zāi)害點(diǎn)的分布圖，使得理論研究的成果能夠直觀地表現(xiàn)出來。本文限于盤龍江沿岸水位點(diǎn)數(shù)據(jù)，水位點(diǎn)只獲取了油管橋一點(diǎn)。后期可以根據(jù)需要制作河道水位淹沒點(diǎn)專題地圖，使其成果應(yīng)用于昆明的實(shí)際生活。我國由于城市排水管網(wǎng)水力模型的構(gòu)建起步較晚，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不足及普查數(shù)據(jù)的精度問題使得建立模型的精確度不高，模擬效果不理想。在城市內(nèi)澇研究中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要的數(shù)據(jù)少，預(yù)測精確度高，它的引入可以解決宏觀的河道水位預(yù)測。但人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身還存在一些不完善的地方需要進(jìn)一步研究進(jìn)行完善。相信神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與三維系統(tǒng)的結(jié)合可以很好地服務(wù)于城市內(nèi)澇研究。

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第4篇：三維空間范文

關(guān)鍵詞：有源電力濾波器； 三相四橋臂； 三維空間矢量脈寬調(diào)制； 諧波電流

中圖分類號：TN713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-373X(2011)24-0037-04

Research of Three-dimensional Space Vector Modulation for Active Power Filter with Four-leg

MO Zhi-lu

(Beijing Logintel Science & Technology Development Co., Ltd, Beijing 100055, China)

Abstract： APF with three-phase four-leg topological structure can suppress harmonic currents and compensate three-phase unbalance. The topological structure of the system isintroduced. The control strategy of APF was obtained based on the modeling analysis of the four-leg voltage-source converter. The three-dimensional space vector modulation (3D-SVM) for APF is also analyzed in detail. An experimental prototype was built. The experimental results validate that the control strategy and 3D-SVM is correct and effective.

Keywords： active power filter (APF); three-phase four-leg topological structure; three-dimensional space vector modulation (3D-SVM); harmonic current

0 引 言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，各種非線性負(fù)載在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)中的諧波污染越來越嚴(yán)重。同時(shí)，現(xiàn)代高科技工業(yè)對供電質(zhì)量提出了更高的要求。因此，如何抑制諧波已成為電力系統(tǒng)亟待解決的問題。有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）作為一項(xiàng)抑制諧波的有效措施被廣泛研究和應(yīng)用［1］，它從補(bǔ)償對象中檢測出諧波電流分量，然后由補(bǔ)償裝置向電網(wǎng)注入一個(gè)與該諧波電流極性相反，大小相等的補(bǔ)償電流，從而達(dá)到消除諧波電流的目的［2-3］。

目前，三相三線制APF及技術(shù)較為成熟，已在實(shí)際系統(tǒng)中得到應(yīng)用，而三相四線制APF的研究相對落后，但在我國民用住宅和工廠用電中三相四線制系統(tǒng)廣為應(yīng)用，其中諧波和不平衡問題非常嚴(yán)重，因此對三相四線制APF的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。三相四線制APF與三相三線制APF的根本區(qū)別在于對中線電流的控制。根據(jù)中線電流補(bǔ)償方式的不同，三相四線制APF分為三橋臂和四橋臂兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于四橋臂APF對中線電流進(jìn)行直接控制，故補(bǔ)償效果優(yōu)于三橋臂的間接控制效果，但由于四橋臂APF增加了一對橋臂，使控制變得相對復(fù)雜［4］。

本文針對四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的APF展開研究，通過對四橋臂電壓型變換器進(jìn)行建模分析，得到了APF的控制策略。詳細(xì)介紹了APF的三維空間矢量脈寬調(diào)制法（3D-SVM），最后在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

1 系統(tǒng)模型

三相四橋臂結(jié)構(gòu)的APF主電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，ea，eb，ec為電源的三相電壓；iaf，ibf，icf，inf為APF的輸出電流；L，Ln為連接電感，ua，ub，uc，un為APF的輸出等效電壓；C為直流母線電容。

根據(jù)基爾霍夫電路定律可得，APF在abc三相靜止坐標(biāo)下的方程為［5］：Ldiafdt+ea－Lndinfdt=ua－un=uan

Ldibfdt+eb－Lndinfdt=ub－un=ubn

Ldicfdt+ec－Lndinfdt=uc－un=ucn

（1） 方程左右同時(shí)乘以矩陣：Cabc_αβ0=231－12－12

032－32

121212

（2） 可得APF在αβ0坐標(biāo)系下的方程為：Ldiαfdt

diβfdt

di0fdt+eα

eβ

e0+Ln0

3di0fdt=uαn

uβn

u0n

（3） 把方程離散化（采樣周期為T），通過計(jì)算得到APF的控制器為：uαn(k+1)=LT［i*αf(k)－iαf(k)］－uαn(k)+2eα(k)

uβn(k+1)=LT［i*βf(k)－iβf(k)］－uβn(k)+2eβ(k)

u0n(k+1)=L+3LnT［i*0f(k)－i0f(k)］－

u0n(k)+2e0(k)

（4）式中i*αf，i*βf，i*0f是參考電流。

2 三維空間矢量調(diào)制

與SPWM調(diào)制相比，空間矢量調(diào)制有直流電壓利用率高，便于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)［6］，所以本文采用空間矢量調(diào)制生成觸發(fā)脈沖。

在四橋臂變換器中，共有16種開關(guān)組合，把a(bǔ)bc坐標(biāo)下的端點(diǎn)電壓變換到αβ0坐標(biāo)下，得到三維空間矢量示意圖。如圖2（a）所示，圖中：xxxx表示開關(guān)組合，從左到右依次表示a，b，c及中相橋臂的開關(guān)狀態(tài)，p表示上橋臂導(dǎo)通、下橋臂關(guān)斷；n表示上橋臂關(guān)斷、下橋臂導(dǎo)通。根據(jù)u0n的不同取值，16個(gè)開關(guān)向量分為7層。

對于三維空間矢量調(diào)制，開關(guān)向量的選擇可以通過以下2個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：

（1） 六邊形棱柱可以分成6個(gè)三角形棱柱，它們的編號如圖2（c）所示。根據(jù)參考向量在αβ平面上的投影，確定選擇哪一個(gè)三角形棱柱；

（2） 根據(jù)三角形棱柱中的開關(guān)向量（6個(gè)非零開關(guān)向量和2個(gè)零開關(guān)向量），可把每個(gè)三角形棱柱分為4個(gè)四面體，每個(gè)四面體中有3個(gè)非零開關(guān)向量和2個(gè)零開關(guān)向量。圖3所示為其中一個(gè)三角形棱柱中的4個(gè)四面體。

圖3 其中一個(gè)三角形棱柱中的四面體從圖中可以看出，每一個(gè)四面體中，uan，ubn，ucn的符號只有一個(gè)臺階的變化（即只從0變?yōu)椋?，或者?變?yōu)椋?，因此?dāng)用同一個(gè)四面體中的非零開關(guān)向量來綜合得到參考向量時(shí)，變換器的環(huán)流能量最小。只要確定參考向量屬于哪一個(gè)四面體就可確定選用哪幾個(gè)開關(guān)向量來綜合得到參考向量。

三維空間矢量調(diào)制通過把參考向量投影到對應(yīng)的開關(guān)向量上，以計(jì)算每個(gè)開關(guān)向量的作用時(shí)間。如：當(dāng)參考向量處于其中一個(gè)三角形棱柱中的四面體1時(shí)，如圖3（a）所示，可以采用的5個(gè)開關(guān)向量分別是V1 = ［pnnn］，V2 = ［pnnp］，V3=［ppnp］和V0=［pppp,nnnn］。設(shè)參考向量的坐標(biāo)為:Vref=［Vα_ref Vβ_ref V0_ref］

（5） 由于:Vref=d1V1+d2V2+d3V3

（6）式中d1，d2，d3分別表示在開關(guān)周期內(nèi)各非零開關(guān)向量所對應(yīng)的作用時(shí)間。

于是可以解得:d1

d2

d3=1Vg63033

66－22－33

020Vα_ref

Vβ_ref

V0_ref

（7）式中Vg是直流母線電壓。

零開關(guān)向量的作用時(shí)間為:d0=1－d1－d2－d3

（8） 當(dāng)參考向量處于其他四面體中時(shí)，可以采用相同的方法計(jì)算開關(guān)向量的作用時(shí)間。

當(dāng)計(jì)算出四面體中非零開關(guān)向量的作用時(shí)間計(jì)算以后，緊接著就是選定開關(guān)向量的作用順序。開關(guān)向量的作用順序分為2類，第1類用兩個(gè)零開關(guān)向量；第2類只用一個(gè)零開關(guān)向量。每一類又可以分為4種方法：a，上升沿對齊；b，下降沿對齊；c，左右對稱；d，交錯(cuò)順序。第一類c方法具有諧波含量最小的優(yōu)點(diǎn)，因此本文采用第一類c方法。

綜上所述，三維空間矢量調(diào)制的流程框圖如圖4所示。

3 直流母線電壓控制

在APF正常運(yùn)行的時(shí)候，必須對直流母線電壓進(jìn)行控制，使得電壓恒定于設(shè)定值。由于APF工作的時(shí)候總是存在開關(guān)損耗、電感發(fā)熱損耗等，因此要維持直流電壓恒定，必須持續(xù)地給直流電容供給能量，該能量應(yīng)與APF正常工作的損耗相等。這可以通過從電網(wǎng)吸取基波正序有功電流來實(shí)現(xiàn)［7］，APF直流電壓的控制框圖如圖5所示。

首先采用ip-iq法求出電網(wǎng)電壓的基波正序分量，然后與PI控制器的輸出相乘，得到應(yīng)該從電網(wǎng)吸收的基波正序有功電流，此電流的大小由PI控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證控制策略和調(diào)制方法的正確性和有效性，搭建了一臺實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，樣機(jī)的三相電感和中線電感分別為4.3 mH和1.8 mH，采樣頻率為10 kHz，開關(guān)頻率為5 kHz。

投入APF之前的電源電流波形如圖6所示。圖中，ISa，ISb，ISc，ISn分別是a相、b相、c相、中線n的電流。從圖可以看出，n的最大值接近5 A；a相、b相、c相電流的THD分別是16.06%，12.54%，15.17%。投入APF之后電源電流波形如圖7所示。

圖6 投入APF之前的電源電流波形此時(shí)，n接近0A；a相、b相、c相電流的THD分別是5.75%，4.11%，3.97%?？梢姡度階PF之后，取得了很好的諧波補(bǔ)償效果，且基本上糾正了系統(tǒng)的不平衡。

5 結(jié) 語

介紹了四橋臂結(jié)構(gòu)的APF，通過對四橋臂電壓型變換器進(jìn)行建模分析得到了APF的控制策略。詳細(xì)分析了APF的三維空間矢量脈寬調(diào)制法；最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。其結(jié)果，驗(yàn)證了控制策略和調(diào)制方法的有效性和正確性，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有優(yōu)越的諧波抑制和不平衡補(bǔ)償性能。

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第5篇：三維空間范文

那么要如何在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)“二維平面”和“三維空間”的關(guān)系呢?我們從兩個(gè)方面來探索:第一，從狹義的那層意思來說，也就是在一個(gè)二維的空間中組織各個(gè)設(shè)計(jì)元素的關(guān)系，利用平面設(shè)計(jì)的各種手法去提煉各元素，使作品在感官上更加富有視覺沖擊力。第二，從廣義的角度來闡述，其實(shí)從這個(gè)角度就不僅僅只是在一個(gè)“二維”的空間中去組織所用的元素、去設(shè)計(jì)。也可以說是“后期”的工作，但是這個(gè)“后期”并不是說是等到設(shè)計(jì)成品以后才考慮的事情，它必須是在整個(gè)設(shè)計(jì)開始的時(shí)候，也就是構(gòu)思的時(shí)候就必須要考慮到的。因?yàn)檫@就得要設(shè)計(jì)師考慮到這個(gè)成品的用途，它不僅僅是客戶的設(shè)計(jì)要求，我們需要更廣地聯(lián)系到設(shè)計(jì)好成品后與其它為同類商品所設(shè)計(jì)的成品的競爭力。

二、利用構(gòu)成的手法體現(xiàn)“三維空間”

“二維”空間中表現(xiàn)的手法，這個(gè)的手法是平面設(shè)計(jì)的基本手法，也就是平面構(gòu)成的概念:構(gòu)成是利用點(diǎn)、線、面通過一定的視覺法則和規(guī)律組合成具有形式美的圖形方法。利用構(gòu)成手法產(chǎn)生的圖像錯(cuò)覺可以造成在視覺上有空間的感覺。

(一)利用對比方法

怎樣利用平構(gòu)的手法體現(xiàn)“空間”呢?我們可以用以下幾種方法去考查:和諧、對比、對稱、平衡、比例、重心、節(jié)奏、韻律。而具體的我們則要抓住“點(diǎn)”“線”“面”這三個(gè)方面的運(yùn)用，用以體現(xiàn)自己想要表現(xiàn)視覺上的感受。而平面構(gòu)成的具體的方法有:漸變、重復(fù)、近似、骨格、發(fā)射、特異、對比、密集、肌理、圖與底、打散、韻律、分割、平衡等等。下面著重來探討“對比”方法，因?yàn)槿绫疚拈_頭所闡述:“這個(gè)世界是聯(lián)系的世界，每件事物并不是孤立存在的，因此一件平面作品也是一樣。它一定與其他的作品有聯(lián)系。至少在安放這件作品的同一個(gè)環(huán)境中的其他作品有聯(lián)系。”就要利用對比的手法使這些在不同平面上的東西在他們所在的空間中更加突出。對比有時(shí)候是形態(tài)上的對比，有時(shí)是色彩和質(zhì)感的對比。對比可產(chǎn)生明朗、肯定、強(qiáng)烈的視覺效果，給人深刻的印象。在自然界充滿了對比，天地、陸海、紅花綠葉都是對比的現(xiàn)象，構(gòu)成對比的關(guān)系，包括:大小、明暗、銳鈍、輕重等。需要注意的是:在對比的使用中，要求統(tǒng)一的整體感，視覺要素的各方面要有一定總的趨勢，有一個(gè)重點(diǎn)，相互烘托。如果處處對比，反而強(qiáng)調(diào)不出對比的因素。［2］

(二)利用圖與底關(guān)系

在一個(gè)二維平面中比較能容易讓人感覺空間存在的還有“圖—底”的關(guān)系，第一個(gè)對于“圖—底”之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究的人是魯賓。魯賓在自己的研究中指出，在一定特定的式樣中，研究是哪些因素促使某些單位被看作是處于基底面的上方的“圖形”。這個(gè)因素就是:凡是被封閉的面，都容易被看成“圖”，而封閉這個(gè)面的另外一個(gè)面總是被看成“基底”。這個(gè)因素中其實(shí)還包括著另外一個(gè)因素，這就是:在特定的條件下，面積較小的面總是被看作“圖”，而面積較大的面總是被看成“底”。［3］圖與底存在一種對比、襯托的關(guān)系。在自然界中藍(lán)天與白云、紅花與綠葉都反映了一種對比與襯托的關(guān)系。在平面設(shè)計(jì)中圖與底是密不可分的關(guān)系，有時(shí)是反轉(zhuǎn)的關(guān)系。利用圖與底的關(guān)系也可以體現(xiàn)一種空間感，利用圖與底的關(guān)系首先傳達(dá)給觀者的主要信息，也就是設(shè)計(jì)者自己想要突出表現(xiàn)的元素。利用好以上這些平面構(gòu)成的手法就比較容易創(chuàng)意出好的平面設(shè)計(jì)作品來。至少在這個(gè)“二維”的空間中有主次有陪襯作用。使觀者更直觀地得到其中主要要傳達(dá)的信息。

三、“二維平面”在“三維空間”中的相對性

廣義的角度中所提到的“多維”空間的概念，其實(shí)涉及到一種空間的安排，在“二維”中使用的設(shè)計(jì)手法，其實(shí)在一定程度也是可以運(yùn)用的，如“點(diǎn)”“線”“面”的安排，其實(shí)這時(shí)候的“點(diǎn)”“線”“面”是相對的，比如在一段繁華的商業(yè)街道上，每個(gè)店面的招牌相對于這個(gè)街道的空間就像是“點(diǎn)”，它們所組成的集合也就相對成為了“線”，{BFGQ而在這個(gè)街道的空間中就有無數(shù)個(gè)不同的“二維”平面所構(gòu)成。而如果我們要設(shè)計(jì)一個(gè)店面的招牌燈箱廣告就必須把這個(gè)招牌看成是這個(gè)街道空間里的“點(diǎn)”，利用對比、圖底關(guān)系等方法去設(shè)計(jì)它，把這個(gè)空間里的其他“招牌”當(dāng)成是參照物。如果周圍環(huán)境的色彩都是很鮮艷的色塊組成，那么這個(gè)招牌在色調(diào)上就可以選用對比度弱些的色彩，反之則亦然。其實(shí)在這層廣義上的主要意思也就是一種整體空間的設(shè)計(jì)能力，說到這里肯定有人會說那這不是跟室內(nèi)設(shè)計(jì)一樣了，其實(shí)不然，這不是室內(nèi)設(shè)計(jì)，因?yàn)樗f設(shè)計(jì)的內(nèi)容是把多個(gè)“二維平面”組織起來，當(dāng)成是一個(gè)整體的各個(gè)元素，是相對的整體。比如說一個(gè)產(chǎn)品的紙盒包裝，把這個(gè)紙盒包裝展開，它就成了一個(gè)二維的平面，在這個(gè)平面中各設(shè)計(jì)元素相對的“整體”就是這個(gè)展開的紙盒包裝，把這個(gè)紙盒包裝折好后，就會成為多個(gè)面。假設(shè)這個(gè)紙盒是個(gè)簡單的六面體，那么這幾個(gè)面相對的整體就是這個(gè)紙盒本身了，在意思上就得到擴(kuò)大和延伸了，這就是相對的概念。再延伸下去那就要和它擺在一個(gè)貨架上的其他紙盒包裝做對比了。在空間的意思上也就更加擴(kuò)大了，這也正是視覺傳達(dá)所主要表現(xiàn)的內(nèi)容。因?yàn)槲覀兩畹沫h(huán)境是個(gè)三維的空間，視覺傳達(dá)是向人們展示一個(gè)整體的視覺效果，并不是單單的一個(gè)圖形、一個(gè)元素，那么就不僅僅從一個(gè)“二維”中去考慮，這也就是企業(yè)為什么需要VI視覺識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原因了。因?yàn)閂I設(shè)計(jì)可以把企業(yè)包裝成一個(gè)立體的形象向外展示。這也是前面為什么把平面設(shè)計(jì)分成狹義和廣義兩層意思來說明了。視覺傳達(dá)的“空間”概念在展示設(shè)計(jì)、導(dǎo)向設(shè)計(jì)都具有重要的作用，一個(gè)成功的展示給人的視覺感受，是個(gè)立體的、多維的視覺感受，不僅僅是一個(gè)面的效果，它可以把一個(gè)視覺系統(tǒng)的有效地傳達(dá)出來。

四、總結(jié)

第6篇：三維空間范文

關(guān)鍵詞：平面，語匯，室內(nèi)設(shè)計(jì)，建筑立面

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

我們的眼睛時(shí)時(shí)刻刻在接受著信息，事物進(jìn)入我們的大腦中形成許多二維影像。小到日常生活用品，大到一座城市，通常我們會通過事物的各個(gè)面來認(rèn)識它們。那么，設(shè)計(jì)師必然會在事物的二維平面上用心，從而更好的傳達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念。建筑或者室內(nèi)界面的設(shè)計(jì)從基礎(chǔ)上來說就是平面設(shè)計(jì)。平面設(shè)計(jì)（graphic design）的定義泛指具有藝術(shù)性和專業(yè)性，以“視覺”作為溝通和表現(xiàn)的方式，透過多種方式來創(chuàng)造并結(jié)合符號、圖片和文字，借此做出用來表達(dá)想法和訊息的視覺表現(xiàn)。平面設(shè)計(jì)師會利用字體排版、視覺藝術(shù)、版面等方面的專業(yè)技巧來達(dá)成創(chuàng)作計(jì)劃的目的。平面設(shè)計(jì)中要遵循如下原則：

重心：畫面的中心點(diǎn)，就是視覺的重心點(diǎn)。畫面圖像的輪廓變化，圖形的聚散，色彩或明暗的分布都可對視覺中心產(chǎn)生影像；

對稱：假定在圖形的中央設(shè)定一條垂直線，將圖形分為相等的左右兩個(gè)部分，其左右兩部分的圖形完全相等，這就是對稱圖；

節(jié)奏：節(jié)奏是具有時(shí)間感的，用于在構(gòu)成設(shè)計(jì)上指以同一要素連續(xù)重復(fù)時(shí)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)感；

和諧：從狹義上理解，和諧的平面設(shè)計(jì)是統(tǒng)一與對比。廣義上理解，和諧是指在判斷兩種以上的要素，或部分與部分的相互關(guān)系時(shí)，各部分給我們的感覺和意識是一種整體協(xié)調(diào)的關(guān)系；

平衡：從物理上理解指的是重量關(guān)系。在平面設(shè)計(jì)中指的是根據(jù)圖像的形量、大小、輕重、色彩和材質(zhì)的分布作用與視覺判斷上的平衡；

比例：是指部分與部分，或部分與全體之間的數(shù)量關(guān)系。比例是構(gòu)成設(shè)計(jì)中一切單位大小以及各單位間編排組合的重要因素；

韻律：由有規(guī)律變化的形象或色彩間以數(shù)比、等比等方式處理排列，使之產(chǎn)生如音樂般的律動(dòng)感，成為韻律。

1.室內(nèi)設(shè)計(jì)界面中的平面語匯

室內(nèi)界面的平面設(shè)計(jì)中，和諧、平衡、對稱、比例、重心、韻律、節(jié)奏等處理手法時(shí)常被運(yùn)用。然而，不同于單純的平面設(shè)計(jì)，室內(nèi)六個(gè)界面的處理往往需要考慮到材質(zhì)、色彩、光影、空間整體構(gòu)成感以及該平面在空間中與其他平面的位置關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)室內(nèi)各個(gè)界面時(shí)，影響平面語匯選擇的因素眾多。首先，平面設(shè)計(jì)原則在室內(nèi)各個(gè)界面的應(yīng)用取決于空間屬性。在嚴(yán)肅的空間中，設(shè)計(jì)師常常采用對稱手法作為室內(nèi)墻面、頂面的設(shè)計(jì)原則；在活潑的空間中，韻律和節(jié)奏的處理手法得到了更多的應(yīng)用。例如衛(wèi)斯理學(xué)生活動(dòng)中心（如圖）。衛(wèi)斯理

學(xué)生活動(dòng)中心的建筑立面除了簡潔的大玻璃采光外均采用紅色灰色兩種顏色的磚來建成，設(shè)計(jì)師將兩種磚按照一定的模數(shù)規(guī)律排布，使墻面擁有律動(dòng)感。局部建筑外表皮利用鋼管有疏密的懸掛，形成節(jié)奏和秩序感。以下圖的室內(nèi)長廊為例，設(shè)計(jì)師在長廊兩側(cè)墻面上以發(fā)光圓片作為元素，形成律動(dòng)的點(diǎn)，即裝飾了墻面又具有空間引導(dǎo)作用，打破了狹長走廊給人帶來的壓迫感，為室內(nèi)空間營造了輕松的氛圍。

再談色彩，室內(nèi)平面的色彩豐富程度與建筑自身和建筑的功能性質(zhì)有關(guān)。建筑自身因素涵蓋建筑的材質(zhì)、色彩以及建筑的形體，與此同時(shí)，建筑的材質(zhì)與建筑的色彩兩者之間又存在著直接的聯(lián)系。建筑的色彩與室內(nèi)的色彩存在兩種最直接的聯(lián)系，即相互統(tǒng)一和相互背馳。在此，筆者以麻省理工學(xué)院的史塔特科技中心和妹島和世的新美術(shù)館為例展開闡述。史塔特科技中心建筑設(shè)計(jì)由建筑大師弗蘭克?蓋里執(zhí)筆。整棟建筑給人極強(qiáng)的幾何感，各種扭曲的體塊相互穿插，加上局部超反光的材質(zhì)使建筑呈現(xiàn)出異形和超現(xiàn)代的狀態(tài)。這種建筑外形也順其自然的帶來了豐富的室內(nèi)空間。因此，史塔特科技中心的室內(nèi)不只是存在相互垂直的面，還有各種相互斜交的面，因此室內(nèi)的界面本身就有了許多形狀，即界面自身已經(jīng)成為某種圖形。在這些前提下，史塔特科技中心室內(nèi)出現(xiàn)的純粹色彩裝飾似乎就是這座大師作品的最好選擇了。在這里，紅黃藍(lán)黑以及其鄰近色是建筑室內(nèi)平面的全部裝飾語言。因?yàn)榭臻g的復(fù)雜性，變化室內(nèi)各個(gè)面的材質(zhì)顯得沒有必要。按照墻面劃分，每個(gè)面是一種顏色，形成紅色等顏色的不同圖形?？此坪唵危鋵?shí)色彩之間存在著適宜的比例關(guān)系。

與史塔特科技中心不同，妹島和世的新美術(shù)館建筑與室內(nèi)都保持著極為統(tǒng)一的白色。在展館部分，白色的頂面墻面貫穿始終，給人很純粹的感覺。受其作為展覽空間的空間性質(zhì)約束，新美術(shù)館自身裝飾語言被簡化。

再說到室內(nèi)光影在平面設(shè)計(jì)中起到的作用。光不是實(shí)體的存在，但是光可以形成色彩、紋樣、明暗等多種平面語匯。當(dāng)設(shè)計(jì)師運(yùn)用到投影時(shí)還可以形成動(dòng)態(tài)的平面裝飾效果，用于營造特殊的空間效果。常州大酒店大堂吧設(shè)計(jì)就運(yùn)用光影作為室內(nèi)墻面的平面語匯（如下圖右一）。設(shè)計(jì)師巧妙地利用背投光，結(jié)合自然的樹枝形態(tài)，成功營造出神似中國水墨畫般的朦朧美感，以光為底，以影為圖，師法自然，妙趣橫生。

不論是色彩、材質(zhì)還是光影，室內(nèi)的平面設(shè)計(jì)必然不是單一面的設(shè)計(jì)而是多個(gè)相關(guān)聯(lián)面的設(shè)計(jì)。這種關(guān)聯(lián)性既包括相鄰面的直接關(guān)系還包括面之間的呼應(yīng)關(guān)系，甚至是平面與整棟建筑或周邊環(huán)境的關(guān)系。例如，美國猶太人大屠殺紀(jì)念館室內(nèi)設(shè)計(jì)利用了面的延續(xù)。美國猶太人大屠殺紀(jì)念館中一個(gè)展廳的各個(gè)立面和地面上出現(xiàn)連續(xù)的黑色線條，有粗細(xì)變化，不斷的蔓延并在局部面上形成黑色圖形，給人連綿不斷的黑色感覺，制造悲愴、支離破碎的氣氛。這種連續(xù)的面往往能夠營造統(tǒng)一性和整體性，可用于加強(qiáng)某種空間感受。因此，室內(nèi)平面設(shè)計(jì)是整體設(shè)計(jì)，是統(tǒng)籌考慮環(huán)境、建筑、室內(nèi)空間功能等多種因素下的產(chǎn)品。

2.建筑立面設(shè)計(jì)中的平面語匯

建筑中的各個(gè)面不僅需要考慮美學(xué)上的構(gòu)圖，還要考慮建筑的功能，如采光、視線、防風(fēng)隔水等。伴隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，摩天大樓數(shù)量增多，建筑立面的尺度也加大。商業(yè)建筑在現(xiàn)代化進(jìn)程中的發(fā)展速度最快。美國紐約第五大道匯集了世界上眾多的奢侈品牌的總店及旗艦店，它們可以作為成功商業(yè)建筑立面形式的代表。筆者以第五大道某些商業(yè)建筑作為研究對象，分析其臨街立面設(shè)計(jì)形式中二維語匯。

2.1構(gòu)圖類

如上圖所示，這類立面設(shè)計(jì)偏向于平面圖形的分割，通過平面構(gòu)成和色彩、材質(zhì)的組合實(shí)現(xiàn)立面效果。由于建筑縱向的尺度較大，所以立面中常采用長方形為基本圖形進(jìn)行構(gòu)成。設(shè)計(jì)師想要建筑立面達(dá)到良好的視覺效果，需要讓組合圖形之間以及組合圖形與街道之間保持合適的比例尺度。除此之外，仍要考慮人的視線，保證人在可能的觀察距離和觀察高度內(nèi)得到良好的視覺效果。方法一：保持統(tǒng)一，將整個(gè)立面作為一個(gè)平面圖形（如上圖左二）；方法二：兩段式。親近人的尺度內(nèi)為一個(gè)平面構(gòu)成，其它部分為另一個(gè)平面構(gòu)成（如上圖右二）。

2.2視錯(cuò)覺類

第7篇：三維空間范文

關(guān)鍵詞：埃舍爾；三維空間；二維空間；平面；設(shè)計(jì)；創(chuàng)意

中圖分類號：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5312（2013）32-0093-01

一、摩里茨?科奈里斯?埃舍爾埃舍爾簡介

埃舍爾是三維空間圖畫的創(chuàng)始者，他稱自己是一個(gè)“圖形藝術(shù)家”。1898年7月17日出生于荷蘭北部的Leeuwarden，但他早年的歲月主要是在Arnhem渡過的。埃舍爾的小學(xué)和中學(xué)成績十分糟糕。但他堅(jiān)持學(xué)習(xí)繪畫、鋼琴和木工直至13歲。1919年，埃舍爾又到Arnhem建筑與裝飾藝術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)建筑。對建筑的學(xué)習(xí)，不僅豐富了他的物理和數(shù)學(xué)知識，同時(shí)也培養(yǎng)了他精湛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枥L技能。當(dāng)然，埃舍爾的興趣，仍然在于繪畫。學(xué)院里的一位教授，荷蘭藝術(shù)家Samuel Jessurun de 發(fā)現(xiàn)了他的才華，并建議他改學(xué)版畫。自1919-1922年，埃舍爾在Mesquita的指導(dǎo)下研究了各種材料的版畫技巧。

青年時(shí)期的埃合爾是一位喜愛大自然的藝術(shù)家。1922年畢業(yè)后，他在意大利和西班牙進(jìn)行旅行，在這些年月里，他經(jīng)常徒步旅行在南意大利的田野與山間，沉迷于古羅馬的文化遺跡和中世紀(jì)基督教的藝術(shù)中，平面鑲嵌畫的裝飾風(fēng)格給了他深刻的影響。法西斯執(zhí)政以后，埃舍爾不愿繼續(xù)留在意大利，1935年7月移居瑞士，此后不久，他又作了一次“研究性”的旅行，他搭乘貨船，沿著意大利和西班牙的海岸進(jìn)行考察，除了進(jìn)行風(fēng)景寫生以外，他還特別到清真寺對摩爾人的嵌瓷圖案作了詳細(xì)的調(diào)查記錄。于1941年重返荷蘭。1972年逝世于荷蘭拉倫城。

二、埃舍爾創(chuàng)作特點(diǎn)探析

（一）不一樣的世界

埃舍爾是一名特立獨(dú)行的藝術(shù)家。他的許多版畫都源于悖論、幻覺和雙重意義，他努力追求圖景的完備而不顧及它們的不一致，或者說讓那些不可能同時(shí)在場者同時(shí)在場。他貢獻(xiàn)的不僅僅是繪畫，而是一個(gè)名叫埃舍爾的視覺世界。人們自覺不自覺會從他有圖案特點(diǎn)的作品中分心，關(guān)注他眼中的那個(gè)世界究竟是什么。明明是轉(zhuǎn)向二樓的樓梯不知為何又轉(zhuǎn)回到了一樓，鳥兒在不斷的變化中不知為何卻突然變成了魚兒，這些圖畫就是埃舍爾所描繪的幻想的異次元空間，它具有不可思議的魔力，征服著每個(gè)人的心靈。

埃舍爾雖然是一位圖形藝術(shù)家，但他不單是以一個(gè)藝術(shù)家的方式思考。他的思維、創(chuàng)作方式，更像是一位一絲不茍的科學(xué)家。與其他的藝術(shù)家不同，埃舍爾不是要表達(dá)情感，而是在表達(dá)理念。但他卻是要用藝術(shù)家習(xí)慣用來表達(dá)情感的工具來表達(dá)理念，這使得他的藝術(shù)別具一格。這完全不像是藝術(shù)家的做法，更像是科學(xué)家。埃舍爾曾說自己不會畫畫。因?yàn)槟切┳髌吩谒磥?，不是出于憑空的想象，而是出于自己的思維理念，用科學(xué)家的術(shù)語來說，是推導(dǎo)出來的結(jié)論。當(dāng)他的創(chuàng)作中需要具體形象的時(shí)候，他總是要從現(xiàn)實(shí)中尋找比對，他作品中的許多建筑和風(fēng)景，都是從以前的寫生稿中演化推導(dǎo)出來的。在埃舍爾創(chuàng)作的諸多以球面反射鏡為題材的作品中，他所描繪的不僅是數(shù)學(xué)意義上的反射球，也是埃舍爾在觀察反射球中的自己。

（二）二維還是三維

埃舍爾注意到我們的現(xiàn)實(shí)生活是三維的，而所有平面藝術(shù)的載體都是二維的。我們看一幅超寫實(shí)的風(fēng)景畫，仿佛看到了真實(shí)的三維的風(fēng)景，但是這幅畫本身卻是二維的。埃舍爾發(fā)覺這件事情很奇怪，為什么我們可以通過一個(gè)二維的畫布看到三維的景象？恐怕許多藝術(shù)家都思考過，不過，埃舍爾卻理解的更深刻。他認(rèn)為，在現(xiàn)實(shí)世界和它的平面表達(dá)之間，存在著一個(gè)未知的矛盾，使得二維和三維之間并不能構(gòu)成絕對的一一對應(yīng)，在二維平面中所表達(dá)的，只能是現(xiàn)實(shí)空間中實(shí)際物體的一部分，而我們的大腦就是通過這個(gè)部分來想象其完整的情形的。這還沒有結(jié)束，埃舍爾進(jìn)一步想到，既然我們可以把畫布上一個(gè)不存在的物體想象成為現(xiàn)實(shí)中存在的物體，那么，我們是否有可能在畫布上制造一個(gè)看似三維但在現(xiàn)實(shí)三維空間中又不可能存在的物體呢？事實(shí)上，他成功了。

埃舍爾的作品表達(dá)了他最深遂的思想，在二維的畫面上營造出不可能存在的三維世界。這種不可能的世界大體上可以分為兩類，一種是同一個(gè)畫面中出現(xiàn)了多種透視關(guān)系，另一種是在二維畫面中營造出在現(xiàn)實(shí)三維世界中矛盾的效果。他一生都在探索和擴(kuò)展平面表達(dá)的可能性。二維是埃舍爾創(chuàng)作時(shí)借助的一種途徑。而他所表達(dá)出的三維是一個(gè)最具有變化和富有想象的空間。由于這種幻象是如此的順理成章，不容置疑，這種不可能便造就了美。

埃舍爾的畫用到了凸和凹、上行和下行、俯視與平視等透視的相對性，同時(shí)在一幅畫中把在物理學(xué)、建筑學(xué)以及不同視點(diǎn)看起來自相矛盾的空間和建筑的視覺特征混在一起，創(chuàng)造了一個(gè)充滿理性的魔法世界，一個(gè)只可能存在于二維畫紙上，卻不可能存在于三維的現(xiàn)實(shí)中的奇妙世界。他畫得越真實(shí)，越清晰，我們就越迷惑，他在畫紙上創(chuàng)造的世界越復(fù)雜，我們的迷惑就越大。埃舍爾在二維平面空間中創(chuàng)造出了大量超現(xiàn)實(shí)，超平面的作品。在常人看來，理性地思考與感性的想象似乎是對立的，但在埃舍爾看來，這兩者的由矛盾轉(zhuǎn)為結(jié)合正是這一騙術(shù)成功的原因。埃舍爾意識到人類思維在基本方式上可能存在永遠(yuǎn)無法自我超越的天性。在我們信以為真的瞬間中，不可能的世界在視覺中是存在的，魔法成功了。

最后，恩斯特這樣評價(jià)了埃舍爾：埃舍爾的藝術(shù)表現(xiàn)了他終其一生對現(xiàn)實(shí)的禮贊，以其舉世無雙的才分，將他本能地從自然形式的圖案和韻律中、從隱匿于空間自身結(jié)構(gòu)的內(nèi)在可能性中感受到的充滿數(shù)學(xué)奇跡的恢宏設(shè)計(jì)以視覺形式再現(xiàn)出來。埃舍爾一次又一次地向人們展示了他的不可能世界，讓人們耳目一新，與他分享給他帶來諸多歡悅的奇跡。盡管他自己說過，有多少個(gè)日日夜夜，他都因?yàn)闆]能表達(dá)出他的所見所想而悲觀失落，但是，對于生命所具有的創(chuàng)造美的無窮能力，他從來沒有放棄過敬畏與驚嘆之心。

三、結(jié)語

埃舍爾對世界各地的眾多藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師都有著深刻的影響，他在公眾之中已然獲得了不可磨滅的地位。這或許是因?yàn)椋姴⒉辉诤蹩菰锓ξ渡踔劣行┓爆嵉睦碚?，他們要的只是能夠打?dòng)他們，他們就會喜歡?，F(xiàn)在我們可以在各種場合看到埃舍爾的作品。他的作品被廣泛地印制在各種布料或紙張上，被制成各種工藝品，制成玩具，做成拼圖。埃舍爾曾說，驚奇是大地之鹽。沒有驚奇，這個(gè)世界將只剩乏味。埃舍爾的確像他所希望的那樣，給他的觀眾帶來了巨大的驚奇，這驚奇使他們感嘆，使他們思考，使他們沉迷。

當(dāng)代藝術(shù)設(shè)計(jì)作品中經(jīng)?？梢钥吹绞馨Ｉ釥栍绊懙淖髌罚缛毡酒矫嬖O(shè)計(jì)師福田繁雄和匈牙利設(shè)計(jì)師伊力特凡?奧羅茨等，在他們的很多作品中能看出對埃舍爾作品的移植和借鑒的痕跡。對埃舍爾的創(chuàng)意特色研究可以將這種新的思維模式運(yùn)用到我們的創(chuàng)作中去，更進(jìn)一步的將我們的大腦擴(kuò)展到一個(gè)從未有過的新空間。

參考文獻(xiàn)：

[1][荷]布魯諾?恩斯特.魔鏡：埃舍爾的不可能世界.田松、王蓓譯.上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2002年版.

第8篇：三維空間范文

關(guān)鍵詞：藝術(shù)史研究；風(fēng)格；時(shí)間；空間

中圖分類號：J022文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-723X（2012）09-0157-03

藝術(shù)史的研究是通過闡釋藝術(shù)發(fā)展的脈絡(luò)來揭示藝術(shù)發(fā)展的規(guī)律，其中的一個(gè)重要問題是如何闡釋藝術(shù)發(fā)展的脈絡(luò)。從瓦薩利的《大藝術(shù)家傳記》開始，藝術(shù)史的研究者們采用了各種闡釋方式，有學(xué)者對其進(jìn)行了總結(jié)：線性演化論，如李格爾的藝術(shù)演化論；螺旋式進(jìn)化論，如黑格爾的藝術(shù)史三段論；形式變化論，如沃爾夫林的風(fēng)格進(jìn)化論，等等[1]。然而，這些理論仍然存在著局限和不足：

問題的存在并不影響先賢大師們的理論對藝術(shù)史研究的貢獻(xiàn)，無論風(fēng)格、時(shí)間還是空間，都是藝術(shù)史研究的重要維度。對藝術(shù)發(fā)展的闡釋似需要綜合考慮風(fēng)格、時(shí)間和空間，將三者有機(jī)結(jié)合。

一、中國文人畫

文人畫是中國傳統(tǒng)繪畫的重要風(fēng)格流派，作者多為文人、士大夫。從時(shí)間上的縱向發(fā)展來看，文人畫的時(shí)間跨度較長，以“文人畫”稱謂的提出者董其昌來看，“文人畫”起自唐代的王維。這種風(fēng)格在歷代的發(fā)展中存在變化，如有的研究者認(rèn)為中國傳統(tǒng)文人畫的發(fā)展過程中有過兩次轉(zhuǎn)折：“一次是趙孟頫以唐代的‘筆跡工致，意韻幽微”的繪畫風(fēng)格來阻止南宋已開始趨于粗率放縱的水墨寫意畫的勢頭。第二次為董其昌反對重筆法而忽視墨法的思想轉(zhuǎn)變，反對畫家在用筆上太硬太強(qiáng)的習(xí)氣，從而更注重講究墨的用法[3]。

不同時(shí)期政治、文化等因素也對文人畫的風(fēng)格產(chǎn)生了影響。以元代為例，元代漢人社會地位低下，統(tǒng)治者曾一度中斷科舉考試，文人無用武之地，疏于人事，因此他們的畫更加寄情于山水，同時(shí)也多了些無可奈何的蕭條淡泊之意。隨著元統(tǒng)治者吸收亡宋遺民參加政權(quán)和文化建設(shè)，南北藝術(shù)交流逐漸增多，也出現(xiàn)了趙孟頫提倡的繪畫風(fēng)格的變革。從空間上的橫向發(fā)展來看，近代以來西方繪畫思想的傳入極大地沖擊了以文人畫為特質(zhì)的中國傳統(tǒng)繪畫，有中國畫家開始嘗試將西方繪畫與中國文人畫相結(jié)合，并取得了巨大成就，林風(fēng)眠就是個(gè)中翹楚。他吸收了西方印象主義以后的現(xiàn)代繪畫的營養(yǎng)，與中國傳統(tǒng)水墨和境界相結(jié)合，創(chuàng)造出富有時(shí)代氣息和民族特色的、高度個(gè)性化的抒情畫風(fēng)[4]，成為中國傳統(tǒng)繪畫改革的先驅(qū)。

二、巴洛克

詹森總結(jié)認(rèn)為，關(guān)于“巴洛克”這個(gè)術(shù)語，藝術(shù)史家們可以有3種選擇：1. 作為藝術(shù)史上與文藝復(fù)興同等重要的一個(gè)時(shí)期；2. 作為文藝復(fù)興范圍內(nèi)的一個(gè)歷史時(shí)期；3. 作為1600—1750年間出現(xiàn)的幾種風(fēng)格傾向中的一種[5]（P57）?？梢钥闯?，藝術(shù)史家們對于“巴洛克”到底是作為一個(gè)“時(shí)期”還是僅只作為一種“風(fēng)格”存在爭論。從同一時(shí)期的文學(xué)、戲劇、音樂等門類藝術(shù)具有的特點(diǎn)來看，“巴洛克”似更適合作為一種風(fēng)格。在時(shí)間上的縱向發(fā)展上，巴洛克產(chǎn)生于16世紀(jì)，繁盛于17世紀(jì)，到了18世紀(jì)逐漸衰落。雖然巴洛克風(fēng)格激情四溢、動(dòng)態(tài)感十足，被當(dāng)時(shí)的藝術(shù)批評者認(rèn)為不合常規(guī)，但它的高貴莊嚴(yán)依然帶有文藝復(fù)興古典主義風(fēng)格的影子，因此其發(fā)展帶有承前性。巴洛克藝術(shù)的出現(xiàn)與以下幾個(gè)因素有關(guān)：反宗教改革運(yùn)動(dòng)；強(qiáng)大的君主專制政體對奢華藝術(shù)風(fēng)格的需求；技術(shù)的發(fā)展；對自然和人的新看法[6]（P116）。

在空間的橫向發(fā)展上，巴洛克風(fēng)格不僅僅體現(xiàn)在繪畫、建筑和雕塑上，如卡拉瓦喬、魯本斯、貝尼尼等人的作品，還體現(xiàn)在音樂、文學(xué)、戲劇等領(lǐng)域。為大家所熟知的著名音樂家維瓦爾第、巴赫、亨德爾，都是巴洛克音樂家。巴洛克藝術(shù)的時(shí)空結(jié)構(gòu)在巴洛克音樂中呈現(xiàn)的更為清楚，尤其表現(xiàn)在賦格這種形式中[7]（P111）。巴洛克音樂以相互間形成節(jié)奏、速度、風(fēng)格對比的多樂章結(jié)構(gòu)為主，沖破了文藝復(fù)興音樂和諧統(tǒng)一、舒緩流暢的效果以及整體四平八穩(wěn)的風(fēng)格，變得更加熱烈而張揚(yáng)。同一時(shí)期的文學(xué)則有意在藝術(shù)上刻意雕琢，內(nèi)容上偏向?qū)懶叛鑫C(jī)和悲觀的思想。這類作品追求形式，內(nèi)容空虛，語言雕琢浮夸。而歌劇都是為宮廷的慶典場合而作，顯示了奢華和壯觀，題材也多源于希臘神話傳說和古代歷史故事。即使時(shí)至今日，巴洛克風(fēng)格的元素依然會出現(xiàn)在服裝設(shè)計(jì)及家具設(shè)計(jì)中。

從地域角度而言，不同的國家由于社會背景和文化傳統(tǒng)的不同，藝術(shù)家們在巴洛克風(fēng)格的表現(xiàn)上也有所不同。以荷蘭為例，在17世紀(jì)，荷蘭的市民階層成為繪畫的主要買主，他們要求較為淺顯、易懂的作品，從而促使風(fēng)景畫、風(fēng)俗畫、靜物畫的獨(dú)立與發(fā)展，也促使畫家們將各畫種更加細(xì)分，以定出自己的專長，運(yùn)用熟練技巧描繪特定主題。而西班牙則擁有全歐最極端的巴洛克風(fēng)格的畫家，神秘主義、粗野的寫實(shí)主義、多愁善感及東方異國情調(diào)充滿了他們的作品[6]（P129-131）。

三、印象派

第9篇：三維空間范文

地質(zhì)空間三維動(dòng)態(tài)建模研究是近些年的研究熱點(diǎn)，同時(shí)，也是難點(diǎn)之一。按照數(shù)據(jù)來源可以分為四類，即基于剖面、散點(diǎn)、鉆孔和多源數(shù)據(jù)的建模方法。按照技術(shù)層次分為五個(gè)階段，分別是可視化階段、度量階段、分析階段、更新階段和時(shí)態(tài)構(gòu)模階段，其中前三種為靜態(tài)階段，后兩個(gè)階段為動(dòng)態(tài)階段。以多源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的三維地質(zhì)動(dòng)態(tài)模型可以通過轉(zhuǎn)化為前三種方法進(jìn)行分析，所以本文主要討論剖面、散點(diǎn)和鉆孔三種動(dòng)態(tài)建模方法。

1 基于鉆孔的動(dòng)態(tài)建模方法

鉆孔數(shù)據(jù)是地質(zhì)數(shù)據(jù)中最基本的數(shù)據(jù)，獲取方法也較為簡單，直接觀察和地下取樣即可；同事，鉆孔數(shù)據(jù)也是構(gòu)建幾何模型中不可缺少的原始數(shù)據(jù)。由于鉆孔數(shù)據(jù)的重要性，基于鉆孔的地質(zhì)三維動(dòng)態(tài)建模也成為了眾多動(dòng)態(tài)建模方法中的基礎(chǔ)。

1.1 研究進(jìn)展

在三維地質(zhì)建模方面的研究中，國內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)了多種建模軟件，如國外的地質(zhì)建模軟件GOCAD、多角度立體視覺三維技術(shù)MVS 、三維設(shè)計(jì)軟件MicroStation 以及大型三維數(shù)據(jù)化礦山軟件Geovia Surpac；國內(nèi)的模型主要有三維地學(xué)可視化信息系統(tǒng)GeoView、真三維地質(zhì)模型GeoMo 3D、三維地質(zhì)建模軟件Titan 3DM等等。此后，相繼出現(xiàn)了構(gòu)造-地層格架三維可視化數(shù)值模擬、三維巖土工程地基模型、三棱柱模型、Horizon建模方法等研究方法。但以上方法多為基于鉆孔的靜態(tài)交互模型，而本文將主要討論基于鉆孔的動(dòng)態(tài)建模方法。

1.2 地質(zhì)?？氐目梢暬磉_(dá)

不同的模型需要的鉆孔數(shù)據(jù)不同，但是對于本文研究中的地質(zhì)三維動(dòng)態(tài)建模方法中，將鉆孔數(shù)據(jù)分為孔段、鉆孔以及鉆孔群，加之兩個(gè)輔助地層對象構(gòu)成BoreModel鉆孔模型。在建模過程中，所有鉆孔都將先被歸為BoreModel鉆孔模型，這也是所有鉆孔建模方法的基礎(chǔ)。鉆孔數(shù)據(jù)的存放形式是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通常采用Excel和Access、以及SQL Server和Oracle等軟件進(jìn)行存儲與管理。鉆孔一共有鉆孔柱狀圖、三維的線劃表示以及三維立體表示等三種圖形表達(dá)方式。

1.3 基于鉆孔的動(dòng)態(tài)建模方法

利用GeoView 3D軟件完成地質(zhì)空間三維動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建。鉆孔群為多種鉆孔數(shù)據(jù)格式提供了讀取的功能，生成的鉆孔群里面包含多個(gè)鉆孔，每個(gè)鉆孔中又含有多個(gè)孔段，孔段的排列在前的為上層的地層，在后的為下層的地層。并根據(jù)全球范圍的地層序列建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)地層序列。在實(shí)際使用時(shí)，可以進(jìn)行更加詳細(xì)的劃分。該序列為地層層面的構(gòu)建提供了理論依據(jù)。結(jié)合地層序列的數(shù)據(jù)，通過插值法獲取的鉆孔集合構(gòu)建地層層面模型。在建模時(shí)，要考慮研究區(qū)周邊的鉆孔，也需要將其作為建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。約束條件為地質(zhì)體表面，同時(shí)，在地質(zhì)體內(nèi)進(jìn)行了限定網(wǎng)格剖分，然后調(diào)整網(wǎng)格的密度簡化，從而形成三維地質(zhì)體。

2 基于剖面的動(dòng)態(tài)建模方法

2.1 研究進(jìn)展

基于剖面的建模方法屬于三維重建方法，應(yīng)用最為廣泛。20世紀(jì)70年代，基于剖面的技術(shù)被應(yīng)用于地質(zhì)方面。之后，Meyres將基于剖面的建模方法歸納為對應(yīng)問題、構(gòu)網(wǎng)問題、分支問題和光滑問題等四個(gè)子問題。此時(shí)的研究多為靜態(tài)模型。隨后，三維地質(zhì)體動(dòng)態(tài)建模方法從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向地質(zhì)知識的表述與應(yīng)用。

2.2 非共面地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

地質(zhì)體建模的主要數(shù)據(jù)來源之一就是剖面，而且，都是一種非共面曲面，其拓?fù)潢P(guān)系主要通過結(jié)點(diǎn)、線、區(qū)以及面四個(gè)部分，而且設(shè)置SectSeries作為管理非共面地質(zhì)剖面的序列。利用TopoModel實(shí)現(xiàn)剖面上的2.5維拓?fù)潢P(guān)系，隨即可得到三維的空間曲面拓?fù)潢P(guān)系。

2.3 基于剖面的三維地質(zhì)體動(dòng)態(tài)重構(gòu)算法

通過曲面2.5維拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建，為下一步進(jìn)行拓?fù)渫评硖峁┗A(chǔ)。然后通過把剖面對比問題轉(zhuǎn)換成拓?fù)渫评韱栴}，將剖面中所有多邊形按照推理計(jì)算，然后，完成無拓?fù)渥兓闆r、地層尖滅情況、地層分叉情況以及含斷層情況的拓?fù)渫评砼c建模，進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)重構(gòu)。

3 基于散點(diǎn)的動(dòng)態(tài)建模方法

基于散點(diǎn)的動(dòng)態(tài)建模方法的實(shí)質(zhì)是網(wǎng)格剖分技術(shù)的問題。

3.1 研究進(jìn)展

網(wǎng)格剖分始于20世紀(jì)50年代的有限元分析，研究技術(shù)也從人工剖分轉(zhuǎn)換至網(wǎng)格自動(dòng)剖分，此后，二維三角網(wǎng)和三維四面體網(wǎng)格剖分技術(shù)開始逐漸引起人們的重視。而國內(nèi)從90年代才開始關(guān)于網(wǎng)格剖分方面的研究。

3.2 基于散點(diǎn)剖分的三維地質(zhì)體動(dòng)態(tài)重構(gòu)算法