中船重工是中國最大的造修船集團之一，擁有我國目前最大的造修船基地，集中了我國艦船研究、設計的主要力量，主要承擔以艦船為主的軍品科研生產和國內外民用船舶、設備和非船產品 的設計、生產和修理。

中船重工擁有國內最齊全的船舶配套能力，自主創新與引進技術相結合，形成了各種系列的艦船主機、輔機和儀表、武備等設備的綜合配套能力。中船重工還自主開發生產了上百種非船舶產品，服務于航天、水電、冶金、石化、煙草、鐵路、汽車以及市政建設等20多個行業和領域。

圖1俄制Su30戰斗機實物照片

與雷達掃描成像結果對比

由于地處北京等多方面原因，中船重工聲像中心無法像中船重工旗下的其他科研院所一樣直接從事船舶的三維設計。為了拓展三維數字化模型技術的進一步應用，并達到工程與影視兼顧的目的。經過艱苦的探索，我們挖掘了三維數字模型在雷達目標信號散射特征分析這一領域的應用，目前已承接了多項與此相關的國內外各種型號的水面艦艇和潛艇的數字模型制作業務。

早期的雷達，只能夠探測到目標的大體尺寸和距離。隨著技術的進步，特別是雷達成像技術的發展。新一代雷達可以掃描目標的輪廓并解算成圖像。雷達成的像與人眼的像是完全不同的兩個概念，由于目標的各個部位對雷達波的反射強度和方向存在差異，雷達所解算出的飛機和艦船等目標的二維圖像自身存在著獨一無二的規律，在人眼看來非常怪異，難以判讀。由于雷達波本身具有衍射作用，更先進的雷達甚至可以掃描目標背面生成三維的立體圖像。

如果將目標進行數字化建模，然后賦予相應的鋼材，鋁合金等模擬材質（這種材質是模擬雷達反射特征的材質，與三維動畫所賦予的光影材質完全不同），通過計算機模擬雷達照射和接受反射波，然后成像這一全過程，得到跟照射實物目標趨同的虛擬的目標信號散射特征的二維或者三維圖像，這一技術將有著廣泛的應用前景，其可行性已經在反復的模擬與實物對比的試驗中得到驗證。

艦船的尺寸、型線、各種布置的確切位置都是保密的，直接獲得人家的一手資料幾乎是不可能的事情。唯一的方法就是參照一些圖片資料和一些權威刊物的報道（如簡氏武器裝備年鑒等會定期公布一些艦船的主尺度），并根據船舶設計方面的一些固有的規律自己進行反求性質的計算機建模。

計算機三維建模分為polygon建模和Nurbs建模兩種方式，polygon模型雖然制作起來比較簡單迅速，對系統資源占用較少，但其只能滿足人眼看的需求，由于其計算機圖形實現機理所限，無法定義曲面上任一點的坐標，因此無法進一步進行諸如有限元分析等工程方面的技術應用。因此，雷達用目標數字模型目前只能選擇Nurbs曲面建模這種方式。

在項目中，Alias軟件以其精準的圖片對位能力，強大的Nurbs曲面創建與調整能力和人性化的界面，能夠使我在較短的項目周期內完成完美而復雜的數字曲面模型，并達到作為雷達模擬照射目標的精度要求。

以下談幾點使用Alias在數字化外形的反求應用過程當中的體會：

1. Alias高效而精細的二維圖像對位能力是保證反求模型精度、提高建模效率的重要保證。

2.Alias與一些專業的船舶CAD軟件（如芬蘭的NAPA）相比，具有更靈活的曲面調整能力和曲面檢查能力。

3.得意于操作界面的工具架、快捷鍵等可隨意且可靠的定制，Alias可實現更快的建模速度。

4.Alias同時具備靈活地將Nurbs曲面柵格化細分成polygon的能力，有（例如柵格間距、視覺級別和工程級別等）多種參數可供隨意調整，可轉化成理想的滿足任何需求的polygon文件。

5.由于是基于雙精度函數所編寫的程序，Alias的數字模型的定義精度甚至可以達到幾微米，完全可以滿足各種數字模型的精度要求，這是3dsMAX和 MAYA等軟件遠遠無法達到的。

在項目進行的后期，使用Showcase對項目表述和項目可視化是不可缺少的。作為Alias的輔助渲染和虛擬現實軟件，Showcase具有功能完善，占用資源少，材質豐富、實時渲染和出圖速度極快等優點。這些無疑為節省寶貴時間，加快項目進度起到了積極的作用。

稍顯不足的是，因為Alias本身是為汽車設計而量身定做的軟件，在標定的10米以下的場景范圍內操作是沒什么問題的，但在100米以上的場景范圍內操作不是很順暢。另外與船舶重心、浮心和穩心相關的校核工具也是缺乏的。但這總體上對項目進行過程中的影響不大。