摘要：用于VRMap平臺(tái)的三維模型，可以采用3DS max制作，即通過運(yùn)用拉伸和多邊形等建模工具將二維平面圖轉(zhuǎn)換為三維立體圖。文章重點(diǎn)介紹了建模過程中的優(yōu)化技術(shù)和貼圖制作過程。

關(guān)鍵詞：3DS max；VRMap；虛擬現(xiàn)實(shí)；貼圖

0 引言

VRMap是北京靈圖軟件技術(shù)有限公司的三維地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺(tái)軟件，可以在三維地理信息系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域提供從底層引擎到專業(yè)應(yīng)用的全面解決方案。目前VRMap已在數(shù)字城市、軍事作戰(zhàn)指揮、電子沙盤及地形仿真、智能大廈、房地產(chǎn)展示、水利與自然災(zāi)害等專題分析與仿真、遙感測繪與土地管理、環(huán)保、氣象、地質(zhì)、石油化工、文物保護(hù)、電信設(shè)備設(shè)施管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

VRMap是專業(yè)的三維GIS平臺(tái)軟件，利用VRMap軟件可以制作簡單的三維模型，但對(duì)于復(fù)雜的、精確的建筑模型一般則采用3DS max建立。在考慮保證海量數(shù)據(jù)三維場景流暢瀏覽速度等因素的前提下，建立3DS max模型要符合一定的技術(shù)規(guī)范。

1 準(zhǔn)備工作

1.1軟硬件要求

(1)硬件要求

CPU：2.0G以上；內(nèi)存：512M以上；顯卡：支持director3D加速，顯存128M以上。

(2)軟件配置要求

3DS max 6.0(或3ds max 8.0)：單位設(shè)置：默認(rèn)。驅(qū)動(dòng)方式一般采用Direct3d；視圖顯示設(shè)置默認(rèn)即可。

Photoshop cs軟件的設(shè)置：在預(yù)置窗口中，圖像插值方法選擇：兩次立方(較銳利)選項(xiàng)。

1.2資料準(zhǔn)備

利用3DS max軟件制作建筑模型所需的資料有：小區(qū)的二維矢量圖，小區(qū)內(nèi)各建筑物的外觀數(shù)字?jǐn)z影相片等。在收集了小區(qū)二維矢量圖后，再到實(shí)地踏勘，利用數(shù)碼相機(jī)對(duì)小區(qū)的外觀及每一建筑物和標(biāo)志性建筑進(jìn)行拍照，并將影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)中，以供貼紋理時(shí)使用。

1.3底圖生成

將二維底圖(DWG格式)用import命令導(dǎo)入到3DS max中(導(dǎo)入時(shí)會(huì)彈出對(duì)話框，一般選擇默認(rèn)設(shè)置)。需要將底圖在視圖中放大，用line工具重新繪制底圖，再利用節(jié)點(diǎn)捕捉工具，便可快速建立二維模型(圖1)。

2 立體模型制作

2.1立體模型的生成

將二維模型用Extrude命令向高拉伸，若提供了高度信息，則按實(shí)際高度拉伸，若沒有提供高度信息，民房按每層3米，商鋪按4米拉伸。商業(yè)樓和工業(yè)廠房按每層4米拉伸。其他模型的高度和位置還可以參考提供的平面圖或影相估計(jì)制作。拉伸后的模型，通常采用多邊形建模方法(convert to editable ploy)進(jìn)一步進(jìn)行修改。

2.2建模優(yōu)化技術(shù)

建模過程中要遵守建模規(guī)范，進(jìn)行優(yōu)化。

(1)物體的段數(shù)設(shè)置要精簡，在保證模型結(jié)構(gòu)正確的情況下盡量優(yōu)化。

弧形：直徑0.5米以內(nèi)的小于半圓的弧形，段數(shù)為3或4，更大的為5段。

圓：直徑0.2米以內(nèi)的1／4圓，段數(shù)為2；直徑1米以內(nèi)的1/4圓，段數(shù)為3；像樓體大小的1／4，圓，段數(shù)為5。

圓柱體：直徑0.1～0.5米以內(nèi)的圓柱體，邊數(shù)為6，直徑更小時(shí)邊數(shù)為3或4(如鐵桿或鋼絲)。更大直徑邊數(shù)不能超過16(如柱體的樓)。

曲線：在畫長的beizel曲線時(shí)，點(diǎn)與點(diǎn)直間不要太密，盡量均勻，因?yàn)榫鶆虻那€點(diǎn)更利于優(yōu)化操作，然后根據(jù)物體尺寸情況設(shè)置曲線的步幅大小，一般為2-3。

(2)如遇兩模型相接的情況，如水平相接或地面相接等，將看不見的接觸面刪除，做到無‘無效面’與‘無用面’。兩個(gè)在一起形成共面或高度差很小的模型之間不要穿插。模型中無用的點(diǎn)、線要去掉。同一位置坐標(biāo)值完全—致的點(diǎn)，必須合并為一個(gè)點(diǎn)。

(3)盡量不用布爾運(yùn)算；不能用鏡像復(fù)制物體，物體縮放不能出現(xiàn)負(fù)值。如必須用布爾、形體合并或切面時(shí)，要將無用邊緣多出的點(diǎn)合并或去除。

(4)由于3DS max中偏離原心過遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致捕捉、切割等命令的不精確執(zhí)行，模型中會(huì)產(chǎn)生廢點(diǎn)線面，所以需在原點(diǎn)附近制作模型，完成制作后再拖至準(zhǔn)確的地理位置。

(5)模型的光滑組正確?？梢栽谀Ｐ椭谱魍戤吅髨?zhí)行smooth命令。要保證模型的結(jié)構(gòu)線正確。

基于以上二維模型所建立的三維立體圖如圖2所示。

3 立體圖模型的貼圖制作

建模之后的工作就是給模型貼圖。貼圖是物體材質(zhì)表面的紋理，利用貼圖可以不用增加模型的復(fù)雜程度就能突出表現(xiàn)對(duì)象的細(xì)節(jié)，他比基本材質(zhì)更精細(xì)更真實(shí)。通過貼圖可以增加模型的質(zhì)感，完善模型的造型，使創(chuàng)建的三維場景更接近現(xiàn)實(shí)。

3.1材質(zhì)窗口中的屬性設(shè)置

VRMap引擎不支持3DS max材質(zhì)的所有屬性。材質(zhì)類型只能是標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)或者多維次物體材質(zhì)。

在材質(zhì)編輯窗口中，一般模型的材質(zhì)不勾選雙面。但對(duì)于帶有透明貼圖的單面物體必須選擇雙面，如柵欄、樹木、花草等。Ambient和Diffuse默認(rèn)灰色。如不作特別要求，Self-Illumination一般設(shè)為20～30。Specular Level和Glossiness在VRMAP中是隱藏屬性，也就是說導(dǎo)入到VRMAP后將不可調(diào)節(jié)，必須前期在max中設(shè)置好。

材質(zhì)的貼圖參數(shù)Coordinates一欄中的參數(shù)都禁止改動(dòng)。如想調(diào)整平鋪，必須用UVW Map修改器。不能使用Crop-ping／placement中的apply選項(xiàng)。

3.2位圖文件制作

從實(shí)地拍攝的數(shù)碼相片中選取合適角度的照片在photo-shop中進(jìn)行處理得到所需貼圖單元。

(1)要去除透視角度，利用扭曲工具將圖片處理成橫平豎直。

(2)照片中混雜有其他的物體時(shí)(人、車、植物、電線桿、電線等)，在模型貼圖中要全部處理干凈。

(3)為保證貼圖的逼真性，每張貼圖要經(jīng)過亮度，對(duì)比度，色相飽和度，色階等調(diào)整。

(4)貼圖像素?cái)?shù)量為2的n次方，正方形或長方形排列均可，如256×512、128×128、512×256等。上限512×512，下限8×8范圍內(nèi)的貼圖，清晰，表現(xiàn)內(nèi)容真實(shí)，有層次。

(5)將文件按JPG格式保存。

3.8貼圖制作

Bitmap是較為常用的一種貼圖類型，一般用于diffuse和Opacity兩個(gè)通道中。其中opacity通道用于設(shè)置鏤空效果，所以只需提供一張黑白圖片。

選擇模型中貼圖相同的面，在diffuse通道中調(diào)用經(jīng)過處理的圖片進(jìn)行貼圖。剛貼上的圖片在這些面上是很不規(guī)則的，所以需要給這些面添加UVW貼圖坐標(biāo)修改器，在這個(gè)修改器中修改貼圖的重復(fù)值、貼圖的投影方式(通常采用face或box)。然后再將模型轉(zhuǎn)換成可編輯多邊形(convert to editable poly)。再為模型的其他面用同樣的方法進(jìn)行貼圖。全部的面都要用貼圖，即使是單色的面也不要用RGB值。要讓相臨兩個(gè)面的貼圖的窗縫、門縫、磚縫等對(duì)齊。

制作好貼圖后的效果如圖3所示。

4 結(jié)束語

經(jīng)過以上流程，三維立體圖基本形成，然后將文件保存。最好將模型文件和所有貼圖文件放在同一個(gè)目錄中。

三維立體圖的應(yīng)用非常廣泛，可用于城市規(guī)劃、小區(qū)管理、城市旅游等部門。例如：利用它作地理信息系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)三維仿真及屬性查詢等。隨著地理信息技術(shù)和城市建設(shè)的發(fā)展，三維仿真技術(shù)越來越多地被應(yīng)用于城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)中。