陳衡

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，特別是在建模當(dāng)中，已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的二維建模形式轉(zhuǎn)變成為三維立體建模形式。三維立體模型的建設(shè)效果良好，但是周期比較長(zhǎng)，并且投入的成本比較多，因此本文在基于規(guī)則下，如何快速有效地應(yīng)用三維建模技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：規(guī)則；快速建模；三維建模

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）08-0083-02

在虛擬化三維場(chǎng)景模型的建設(shè)過程中，三維建模技術(shù)可以說是其中的基礎(chǔ)性部分，之后將計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)一并應(yīng)用其中，與實(shí)際情況進(jìn)行有效結(jié)合。在這個(gè)基礎(chǔ)上，將地理空間數(shù)據(jù)從之前的二維平面圖中逐漸分離出來，形成三維立體的這種表現(xiàn)形式。這樣一來，不僅能夠促使模型的建立更加的生動(dòng)、具體，而且能夠?qū)F(xiàn)實(shí)世界以另外一種更加形象的方式呈現(xiàn)出來。這樣操作不僅有利于對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，而且還能夠?qū)Τ鞘羞M(jìn)行相對(duì)應(yīng)的建設(shè)，并且提出一定的安全預(yù)警機(jī)制，等等。

一、規(guī)則介紹

規(guī)則是一種獨(dú)特的程序語(yǔ)言，在實(shí)際操作過程中，規(guī)則能夠真實(shí)有效的對(duì)三維模型的幾何以及相對(duì)應(yīng)的紋理特征進(jìn)行定義，并且根據(jù)這個(gè)定義來對(duì)三維模型如何切實(shí)有效的生成并且在實(shí)踐當(dāng)中進(jìn)行操作進(jìn)行分析。基于規(guī)則的形勢(shì)下，建模自身在實(shí)際操作過程中就可以被當(dāng)作是一種有效的規(guī)則，在實(shí)踐當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行不斷的優(yōu)化，保證設(shè)計(jì)的完整性和有效性，這樣一來能夠在實(shí)踐當(dāng)中逐漸形成批量模型，對(duì)建模技術(shù)的應(yīng)用有非常重要的影響和作用。與此同時(shí)，通過實(shí)踐來對(duì)建模對(duì)象的自律性進(jìn)行提升，其自身的自律性越高，建模優(yōu)勢(shì)也就越明顯。如圖1當(dāng)中的內(nèi)容所示，是整個(gè)規(guī)則在推導(dǎo)過程中所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，從最左側(cè)的圖形開始一直到最右側(cè)的圖形則是最終生成出來的模型[1]。

在實(shí)際操作過程中，可以從圖1當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，在對(duì)三維模型進(jìn)行實(shí)際構(gòu)建的過程中，可以在規(guī)則文件CGA的技術(shù)上，對(duì)其進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的定義研究。之后可以根據(jù)函數(shù)來對(duì)三維模型進(jìn)行具體的構(gòu)建，這也是當(dāng)前需要著重思考的問題之一。與此同時(shí)，通過實(shí)踐可以看出，在一個(gè)對(duì)象被賦予了一定的規(guī)則和定義之后，其自身的屬性就會(huì)在實(shí)際操作過程中被當(dāng)作是參數(shù)來進(jìn)行使用。這樣一來，就會(huì)在這種狀態(tài)下逐漸生成三維模型，而規(guī)則在實(shí)際應(yīng)用中可以同時(shí)被賦予多個(gè)對(duì)象來共同使用。在這種形勢(shì)下，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)批量建模，而且能夠?qū)?shí)際建模情況進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)整，這樣一來，三維建模的修改效果就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的展示和完善優(yōu)化。

二、建模流程分析

快速三維建模在實(shí)際構(gòu)建以及實(shí)施過程中，基本上都是由幾何模型以及紋理模型兩個(gè)部分相互組合而成，兩者之間相輔相成。在這之中，幾何建模在實(shí)際構(gòu)建過程中需要將一些基礎(chǔ)底圖一并融入其中，同時(shí)要借用數(shù)字高程模型等一些具有詳細(xì)特征的數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的信息來給予一定的支持，而紋理建模部分則是需要保證數(shù)字的正射影像、紋理照片等數(shù)據(jù)的有效性和真實(shí)性。在實(shí)際操作過程中，1∶500數(shù)字地形圖當(dāng)中包含了非常多的房屋、道路以及水系等各個(gè)方面的內(nèi)容和信息，在這種形勢(shì)下，其自身不僅能夠?qū)F(xiàn)實(shí)世界對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的還原，而且還能夠?qū)?duì)象之間的空間關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的展示。特別是其中還包括了一些對(duì)象的材質(zhì)、高度等本身的屬性信息，所以

1∶500數(shù)字地形圖是三維城市建模當(dāng)中非常重要也是基礎(chǔ)的一種底圖形式。而其中的紋理建模主要是指在實(shí)際操作過程中，要結(jié)合對(duì)象自身的實(shí)際特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的紋理貼片。紋理貼圖圖片的獲取方式主要分為實(shí)地拍照、航空攝影以及數(shù)字全景攝影等，這些都是素材獲取的有效措施[2]。

三、基于規(guī)則的快速三維建模技術(shù)分析

1.地形建模。基于規(guī)則的快速三維建模技術(shù)實(shí)際被應(yīng)用到很多的領(lǐng)域當(dāng)中，并且根據(jù)實(shí)際情況的不同，能夠獲取良好的效果。在地形建模過程中，地形模型規(guī)則主要是通過正射影響加上數(shù)字高程模型，將兩者進(jìn)行有效的融合疊加規(guī)則之后，對(duì)其進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的模型構(gòu)建。在實(shí)際操作過程中，還需要對(duì)底部與地形之間的貼合度進(jìn)行考量。如果從理論上來分析的話，建筑物底部的地形應(yīng)當(dāng)是以一種水平的方式存在，如果地形出現(xiàn)不平的狀態(tài)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，將建筑物區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)與建筑物自身的實(shí)際情況進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的插值計(jì)算，這樣才能夠最大限度的保證地形最終的平整性[3]。

2.建筑物建模。在三維模型具體的構(gòu)建過程中，要將其自身的主體形式充分的表達(dá)出來，在這種形勢(shì)下，建筑物自身的質(zhì)量問題能夠直接對(duì)三維模型的構(gòu)建效果產(chǎn)生影響。與此同時(shí)，在建筑物自身規(guī)則的構(gòu)建以及實(shí)施過程中，其自身的思想要保證一定的有效性，要對(duì)建模區(qū)域內(nèi)的建筑物進(jìn)行有效的劃分和分析，將其根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分類處理。對(duì)于一般建筑來說，在實(shí)際操作過程中，可以根據(jù)外形將其分為四面形建筑、圓形建筑以及異形建筑等，相同類型的建筑只需要利用一個(gè)通用規(guī)則復(fù)用就可以[4]。在這種形勢(shì)下，相互之間同類型的建筑物模型在表達(dá)方式上只是單純的根據(jù)每一個(gè)對(duì)象自帶的屬性來進(jìn)行構(gòu)建。因此，針對(duì)這種情況，在實(shí)施過程中，針對(duì)普通區(qū)域進(jìn)行分析和研究的時(shí)候不難看出，在實(shí)際操作過程中，只是單純的需要對(duì)幾個(gè)比較常見類型的建筑物進(jìn)行有效的規(guī)則編寫就可以對(duì)三維建模進(jìn)行大范圍的實(shí)施。

總體來說，在三維模型的具體構(gòu)建以及實(shí)際應(yīng)用中，在規(guī)則的編寫及應(yīng)用上是一種對(duì)三維模型逆向分解的狀態(tài)。與此同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)每一個(gè)拆分部分進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的分析和研究，之后利用規(guī)則當(dāng)中三維模型構(gòu)建函數(shù)自身的調(diào)用屬性，將相對(duì)應(yīng)的屬性信息作為基本的參考依據(jù)，這樣能夠保證在實(shí)際操作過程中模型構(gòu)建的完整性和有效性。在實(shí)際操作過程中，拆分的程度越高，那么建筑物自身的幾何模型在表達(dá)過程中就會(huì)呈現(xiàn)出更加精細(xì)的狀態(tài)，但是與此同時(shí)，其自身在屬性信息提供方面也會(huì)越來越多，在這種形勢(shì)下，在規(guī)則的編寫上就會(huì)逐漸變得復(fù)雜。在實(shí)際建模過程中，需要根據(jù)模型自身的實(shí)際精度要求來對(duì)其進(jìn)行拆分，特別是在對(duì)建筑物進(jìn)行拆分的時(shí)候，更要著重思考這一問題。在實(shí)際操作過程中，利用測(cè)試可以看出，普通精度的建筑模型在具體的構(gòu)建以及應(yīng)用過程中，其自身在表面上能夠突出1.5m左右的距離，這就是部分拆分模型的具體表現(xiàn)形式。與此同時(shí)，如果在1.5m之下進(jìn)行模型構(gòu)建時(shí)，可以直接利用貼圖來對(duì)其進(jìn)行合理的表示，這樣不僅能夠從根本上保證規(guī)則有效性和屬性信息的準(zhǔn)確性，而且有利于建模效果的最大化呈現(xiàn)。建筑物的拆分方式一般來說都是一致的，四面形建筑物規(guī)則的建立以及拆分方式見圖2當(dāng)中的內(nèi)容所示[5]。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文在基于規(guī)則的條件因素下，對(duì)快速三維建模的方式方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，根據(jù)實(shí)際情況，總結(jié)了在建筑物模型構(gòu)建過程中的方式。與此同時(shí)，將大場(chǎng)景的二維數(shù)據(jù)構(gòu)建模式逐漸轉(zhuǎn)變成為三維立體的模型構(gòu)建方式，這樣不僅能夠減少人工的投入和干預(yù)，而且能夠最大限度的保證建模周期的縮短，對(duì)建模效果的提升有非常重要的影響和作用。在實(shí)踐當(dāng)中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)化過程，才能有利于建模工作效率的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹小君，趙慶展，寧川，等.城市虛擬地理環(huán)境的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2011，（05）：14-16.

[2]毛健，蘇苗.地理場(chǎng)景三維可視化系統(tǒng)的關(guān)鍵問題研究[J].城市勘測(cè)，2012，（04）：25-26.

[3]劉暢.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011，（01）：36.

[4]崔新友，王?；?基于CityGML的數(shù)字城市快速建模研究[J].軟件導(dǎo)刊，2010，（08）：8-9.

[5]李華，汪國(guó)平，雍俊海.面向高精度的快速三維建模——快速三維建模技術(shù)?？把訹J].軟件學(xué)報(bào)，2010，（09）：102-104.