《模型云工厂的建造和应用》获得教育部科技进步二等奖
在我校周明全教授带领下，以我校为主研制的《模型云工厂的建造和应用》获得2015年教育部科技进步二等奖。
新一轮工业革命的特点是信息化和数字制造相结合，在工业设计制造、文化创意制作、虚拟现实应用等多种应用均对三维模型处理提出了重大需求。3D模型是现实世界和虚拟世界物体的表面几何属性的数学表述。三维模型的数字化、建模研究、智能处理、三维打印技术是我校周明全教授和虚拟现实与可视化团队长期研究方向，在过去的20年里，为法医人类学、临床医学、文物保护做出了多项重要成果。近年来虚拟现实成为信息技术的最新发展热点，而面临的最大问题是模型制作。传统三维模型从生成、处理到应用还是个体作坊加工模式，支撑工具局限性及应用领域多样性使得VR处理系统开发愈加复杂，与大数据时代社会应用广泛需求矛盾日趋突出。
随着虚拟现实、现代交互设计、3D打印、数字影视的发展，构成虚拟世界的模型种类大、数量多，模型制作产业化越来越成为迫切的重大需求。"CyberStone--模型云工厂"就是建立在模型大数据的基础上、通过云服务而满足各类创新需求的现代模型制作中心，为千变万化的虚拟世界提供建造的基石。
《模型云工厂的建造和应用》成果是在国家863项目、国科金项目的支持下，课题组长期研究图形学与智能处理学科发展，跟踪融合虚拟现实、云服务、大数据、3D打印等前沿技术，提出了基于海量三维模型素材库的模型设计工程化、模型处理智能化、模型服务个性化的系列创新技术方法，系统以现代工厂为架构，形成了模型生产、模型加工，模型素材库房、模型应用支撑、模型市场服务的体系结构，解决了模型的多尺度建模、多模态数据融合、时变动作的高维模型处理、文本语意的场景构建、基于内容的多通道检索的模型复用、基于云计算的模型市场服务的问题，取得了三维模型的理论、体系、关键技术和领域应用的系列成果。
一、针对高效开发虚拟现实项目，提出了多源模型生成标准，模型智能处理过程，多通道模型内容检索方法、快速场景构成方法的模型云管理与生产的工程化方法。解决了模型生产、模型处理、模型复用、模型服务的四大关键问题，支持从实体扫描、CT透视、创意故事开始到三维打印制作和虚拟环境展示的全生命周期服务，实现“所思即所得，所见即所得”。模型云工厂的建造和应用已成为新一轮信息革命的奠基石。
二、本项目围绕高效开发虚拟现实系统，运用大数据环境下模型共享、复用和快速构建途径，使模型生产和虚拟现实应用摆脱“小作坊式”的生产模式，形成了模型云工厂的理论、体系和相关方法，支撑模型处理的智能化、设计工程化、生产个性化。运用软件工程、项目管理、模型复用等方法手段，使三维模型和虚拟场景的制作备件库、流水线、标准化，解决了虚拟现实工程运用的问题。
三、提出了三维实体模型、创意概念模型的虚拟生产方法，多源海量三维模型资源库动态生成方法，形成模型库多渠道动态增长的模型生产管理机制。提出了基于数字几何和生物机理的模型生产、基于测地线的模型比较、基于时变的模型绘制、基于压缩感知的模型传输等技术方法，建立了模型智能处理体系结构。
四、提出了多模型语义构建再复用方法，解决了通过自动场景搭配、交互场景搭配两种方式，用户通过语义、图形等多种方式交互提供构建模型和构建意境需求的问题。根据三维模型领域特点不同，快速生成三维模型组合构建及呈现系统，设计了支持模型复用构建的家具、古建领域应用等示范系统。
五、完成了三维模型资源网络化多模式服务系统，满足产品设计制造、创意设计制作多层次应用需求。研制了四种服务模式的网络服务平台，提供三维模型在线服务、个性化制造、社区化协同、行业云服务的服务模式，可适应三维模型资源网络化服务、产品设计制造、创意设计制作和3D打印等不同层次的应用需求，为模型社会化应用。
六、模型云工厂的研制成功有效的推动了行业发展与产业结构升级。该项目在研制完成后的近三年里，进入实际应用中。在协和医院的数字化手术计划系统中，实现了有针对性的个体三维器官和病灶模型生成，并通过三维打印技术，为医生提供了看得见，摸得着的病人器官模型，实现精准手术治疗。在故宫博物院的文物修复中，为多个国家一级文物的修复提供了虚拟修复，三维打印的模型和修复方案，在2015年故宫建院90年的展览中，就有我校修复的重要文物展。目前该系统在公安刑事案件现场三维快速建模、虚拟教育得到进一步的推广，应用前景良好。
2015年为协和医院打印制作的个体三维血管
兵马俑三维头像（2004年打印于西北大学）
2014年为故宫博物院复原的青铜面具（一级文物）
