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在混凝土細(xì)觀研究中，基于掃描數(shù)據(jù)的三維重建技術(shù)可精準(zhǔn)還原混凝土中骨料、砂漿的分布及微觀結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合數(shù)字圖像處理與數(shù)值模擬方法，能夠量化分析材料非均質(zhì)性對(duì)力學(xué)性能、裂縫擴(kuò)展路徑及破壞模式的影響機(jī)制。

本案例介紹在ABAQUS內(nèi)基于真實(shí)混凝土試件的切片圖像重建包含骨料、砂漿、ITZ三相材料在內(nèi)的三維混凝土細(xì)觀模型。 首先將混凝土試件進(jìn)行切片，并掃描獲取切片后的圖像文件，可采用BatchImageCropper 批量圖像裁剪軟件僅保留混凝土圖像的有效部分。

本案例介紹在COMSOL內(nèi)基于立方體混凝土試件的切片掃描圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行混凝土骨料及砂漿基體細(xì)觀模型的三維重建。

計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）可以無(wú)損獲取混凝土試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，并以一系列橫截面的形式顯示混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文介紹一種基于混凝土CT斷層掃描圖像在Abaqus有限元軟件內(nèi)進(jìn)行三維混凝土細(xì)觀模型的建模方法，實(shí)現(xiàn)混凝土粗骨料及砂漿的三維重構(gòu)并對(duì)其采用塑性損傷模型（CDP）進(jìn)行有限元模擬。

本文面向兩條互補(bǔ)技術(shù)路線：一是條件擴(kuò)散重建（CDEIT），直接以邊界電壓為條件，在端到端擴(kuò)散反演中迭代生成電導(dǎo)率圖像；二是無(wú)監(jiān)督敏感度先驗(yàn)融合（SPfusion），在物理模型驅(qū)動(dòng)解算中引入由擴(kuò)散模型生成的非均勻敏感度先驗(yàn)，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與穩(wěn)健性。

插件介紹 CT2Model3D V2.0插件采用Python 3.10研發(fā)，適配2024及以上版本的Abaqus軟件，具備在Abaqus平臺(tái)中基于CT斷層掃描圖像的三維重建功能，插件支持批量導(dǎo)入tif、tiff、png、jpg等格式的圖像文件，推動(dòng)了數(shù)字化建模技術(shù)與有限元仿真的融合。

插件支持png、jpg等格式的圖像，在插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)并選取文件夾內(nèi)的一張圖像后點(diǎn)擊OK將自動(dòng)基于CT文件名稱序列進(jìn)行三維重建。 模型說(shuō)明 插件在Abaqus內(nèi)建立長(zhǎng)方體模型，采用背景網(wǎng)格的方式，基于CT掃描圖像的灰度差異，將六面體單元?jiǎng)澐旨①x值兩種材料類型，以實(shí)現(xiàn)不同部件的區(qū)分。

插件在使用時(shí)需要保證斷層掃描圖像文件具備足夠的精度，如確保相鄰斷層掃描圖像中的不同部件間不發(fā)生重疊等。 模型應(yīng)用 基于斷層掃描圖像重建的三維模型可進(jìn)行渲染用于科研繪圖，以展示模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

</strong>結(jié)合雙目視覺(jué)技術(shù)與立體匹配算法，實(shí)時(shí)計(jì)算動(dòng)態(tài)圖像的深度信息，生成三維點(diǎn)云；</p><p><strong>3.場(chǎng)景重建執(zhí)行：</strong>通過(guò)連續(xù)幀的點(diǎn)云拼接完成增量點(diǎn)云重建，兩臺(tái)相機(jī)同步掃描捕獲空間場(chǎng)景，再利用實(shí)時(shí)映射算法構(gòu)建對(duì)應(yīng)的三維點(diǎn)云與表面模型。

關(guān)鍵詞：電阻抗成像；心臟模型；三維參數(shù)化；COMSOL；MATLAB；靈敏度矩陣；電極仿真；電導(dǎo)率重建一、任務(wù)描述本任務(wù)旨在構(gòu)建一個(gè)三維參數(shù)化心臟模型，基于 COMSOL Multiphysics 與 MATLAB 聯(lián)合仿真平臺(tái)，進(jìn)行24電極電阻抗掃描，實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率圖像重建和電流密度場(chǎng)可視化，為心臟功能建模與EIT成像研究提供高精度模擬平臺(tái)，如圖1所示。

軟件基于所有CT圖像的總像素?cái)?shù)量重建三維體素模型，如CT圖像文件較大，需評(píng)估計(jì)算機(jī)配置是否能流暢加載三維模型，或自行對(duì)原CT文件進(jìn)行降采樣處理后再進(jìn)行可視化渲染。 使用須知 1、軟件使用需注冊(cè)，注冊(cè)后不能更換電腦使用，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格； 2、軟件兼容Windows 7、10、11系統(tǒng)。 3、售后及技術(shù)支持請(qǐng)聯(lián)系作者。

本案例基于ABAQUS AbyssFish CT2Model 3D V2.0插件，利用混凝土立方體試件的切片掃描圖像實(shí)現(xiàn)高精度有限元模型三維重建，精準(zhǔn)劃分骨料及水泥砂漿區(qū)域，構(gòu)建三維再生骨料混凝土細(xì)觀模型。施加單軸壓縮荷載，動(dòng)態(tài)追蹤再生混凝土的損傷演化過(guò)程，揭示裂紋的萌生及擴(kuò)展機(jī)制。

假如獲取了1萬(wàn)幅地面高分辨率圖像（4000×3000），5 千幅高分辨率無(wú)人機(jī)圖像（8000×7000）（這樣的圖像規(guī)模是當(dāng)前的典型規(guī)模），三維重建要匹配這些圖像，從中選取合適的圖像集，然后對(duì)相機(jī)位置信息進(jìn)行標(biāo)定并重建出場(chǎng)景的三維結(jié)構(gòu)，如此大的數(shù)據(jù)量，人工干預(yù)是不可能的，所以整個(gè)三維重建流程必須全自動(dòng)進(jìn)行。這樣需要重建算法和系統(tǒng)具有非常高的魯棒性，否則根本無(wú)法全自動(dòng)三維重建。

上篇文章介紹了ABAQUS通過(guò)CT或切片數(shù)據(jù)重建混凝土多組分三維細(xì)觀模型。本案例介紹采用CDP材料對(duì)三維重建的混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。

同時(shí)，3D 高斯點(diǎn)能夠捕捉場(chǎng)景中的每一處細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高精度的三維重建，并且支持實(shí)時(shí)渲染。然而，3DGS 并非十全十美。在面對(duì)極為復(fù)雜的三維場(chǎng)景時(shí)，為了精準(zhǔn)還原每一處細(xì)節(jié)，可能需要海量的高斯點(diǎn)，這無(wú)疑會(huì)顯著增加計(jì)算負(fù)擔(dān)與內(nèi)存消耗。

圖16 識(shí)別地質(zhì)要素與巖體結(jié)構(gòu)面提取（據(jù)馮威，2019） 王果等提出一種基于無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的全自動(dòng)露天礦邊坡三維重建方法，重建的三維模型可全面表達(dá)露天礦邊坡整體形態(tài)和保持局部細(xì)節(jié)特征，而且具備高效低成本等特點(diǎn)，在露天礦三維地形滑坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和災(zāi)害分析方面具有重要意義。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下： MVSNet的概述如上圖所示，網(wǎng)絡(luò)的輸入是一張參考圖像（reference image）和一系列的源圖像（source image），每次計(jì)算一個(gè)參考圖像的深度圖，而不是立即計(jì)算整個(gè)三維場(chǎng)景，這樣的思路保證了大規(guī)模三維重建的可行性。

通過(guò)插件界面配置模型參數(shù)，并選擇切片圖像文件夾內(nèi)的任意一張圖像后點(diǎn)擊OK，插件將自動(dòng)基于圖像文件名稱序列完成三維重建。 模型說(shuō)明插件通過(guò)整合CT斷層掃描圖像或物理切片掃描圖像，利用背景網(wǎng)格與圖像映射方法實(shí)現(xiàn)體素模型建模。該方法以掃描圖像的像素級(jí)RGB絕對(duì)顏色差異為材料識(shí)別依據(jù)，對(duì)ABAQUS六面體單元（C3D8R）賦予對(duì)應(yīng)的多相材料屬性。

診斷疾病：冷凍電鏡圖像重建可以幫助研究人員了解疾病相關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，從而開(kāi)發(fā)新的診斷方法和治療方法。冷凍電鏡圖像重建的關(guān)鍵算法： 圖像處理算法：用于對(duì)冷凍電鏡圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括噪聲濾波、圖像對(duì)齊、圖像配準(zhǔn)等。 重建算法：用于從預(yù)處理后的圖像中重建出生物大分子的三維結(jié)構(gòu)。

插件介紹 插件說(shuō)明： ABAQUS CT2Model 3D V1.0 https://www.yqgqt.org.cn/post/1947552 應(yīng)用案例： ABAQUS基于CT斷層掃描的細(xì)觀混凝土三維重建數(shù)值模擬 https