吳金晶

摘 要：近些年來，智慧工業(yè)園區(qū)的話題越來越火熱，智慧園區(qū)是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向、以管理為中心，面向園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施管理、土地資源利用、規(guī)劃建設(shè)、企業(yè)服務(wù)、招商引資等方面建設(shè)的綜合性三維可視化信息管理系統(tǒng)，其中采用可視化的手段對工業(yè)園區(qū)進行三維展示，實現(xiàn)地上地下空間一體化，是智慧園區(qū)建設(shè)的重要方向。三維建模是智慧園區(qū)最重要的組成部分。該文針對工業(yè)園區(qū)的自身特點，提出了一套紋理、模型、管線模型的園區(qū)三維模型制作流程，經(jīng)實踐取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū) 三維建模 制作方法 研究

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0002-02

近年來隨著我國城市信息化的進一步完善，以信息共享為理念的數(shù)字城市建設(shè)得到了較快的發(fā)展，如今全國已有近300個城市完成了數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)。而隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能化等新技術(shù)、新方法和新手段的引入，越來越多的人開始討論的不再是數(shù)字城市，而是真正以人為本的“智慧城市”。“智慧園區(qū)”是“智慧城市”的重要組成部分，是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向、以管理為中心，面向園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施管理、土地資源利用、規(guī)劃建設(shè)、企業(yè)服務(wù)、招商引資等方面建設(shè)的綜合性三維可視化信息管理系統(tǒng)。逼真的三維模型是三維可視化信息管理系統(tǒng)中最重要的組成部分，它直接反應(yīng)了工業(yè)園區(qū)的現(xiàn)狀。工業(yè)園區(qū)的三維建模包括：地面建筑物、場景和地下管線，該文針對這三類數(shù)據(jù)，詳細敘述了其各自三維建模的技術(shù)特點和方法。

1 三維模型制作

建筑物三維模型制作包括紋理采集、紋理處理、模型制作、模型貼圖等步驟。

1.1 紋理采集

建筑物紋理是建筑物三維模型的重要組成部分，紋理數(shù)據(jù)主要是通過野外實地攝影的相片獲取的，它直接關(guān)聯(lián)到三維場景中的地物。它的質(zhì)量決定了場景的整體效果與紋理細節(jié)，并最終決定場景的逼真程度。拍照片前按照街區(qū)進行編號，同時，把街區(qū)編號、建筑名稱以及樓層數(shù)打印在相應(yīng)的影像上，在拍照的同時進行屬性核查，如有變化則記錄在打印圖紙上。外業(yè)采集回來當(dāng)天將照片按照街坊的編號來進行整理。拍照時，每棟建筑的每個面拍一張全景圖。再拍相關(guān)的墻、窗戶、門以及建筑物細節(jié)。盡量做到每個面有照片可以參考，即每個面起碼需要兩張照片，一張整體，一張局部，如有更多單元，則照片應(yīng)該拍到每個不同的單元，在內(nèi)業(yè)通過數(shù)字圖像處理軟件拼接成建筑物完整紋理。

1.2 紋理制作

外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)編輯是相輔相成的。外業(yè)采集合理有序，會大大降低內(nèi)業(yè)編輯量；同時，內(nèi)業(yè)編輯能力的提高，也可以降低外業(yè)工作量。

將采集好的照片，用Photoshop軟件進行裁剪編輯，調(diào)整透視關(guān)系，除去不應(yīng)存在的人、車、植物、空調(diào)、衣物等非建筑物體，調(diào)整亮度/對比度，色相飽和度，色階等參數(shù)，注重保持工作區(qū)內(nèi)所有紋理影像色調(diào)的均衡。不清晰的文字標(biāo)識、Logo等需要用圖像處理軟件進行清晰化處理。

在制作貼圖時經(jīng)常出現(xiàn)這樣情況，圖片中有一部分無縫拼接可以，有一部分拼接不行。所謂圖片的拼接，其實就是圖像的左--右邊、上--下邊的圖像紋理能夠形成延續(xù)，或者說將對邊卷起來找不到邊了。有些圖片在制作或裁剪的時候，已經(jīng)充分考慮了這一點，所以效果很好，有些圖片則需要修飾。方法有很多，其中一種就是首先使用Photoshop的Other→Offset濾鏡按照圖像尺寸大約1/3進行上下左右偏移，這時在圖像中能清晰地看到圖像邊緣，將邊緣處理的看不出來，這樣在后面的底紋貼圖中就不會出現(xiàn)線條不對齊的現(xiàn)象了。見圖2。

（1）模型制作與貼圖。

在根據(jù)三維數(shù)據(jù)源創(chuàng)建現(xiàn)狀白模型的過程中，由于存在遮擋等原因，模型局部細節(jié)往往不能準(zhǔn)確表達，有些模型可能和實地現(xiàn)狀存在不一致等問題，這就需要通過紋理照片對白模型進行修改和細化。紋理的使用可以大大簡化復(fù)雜模型的建模工作，使用紋理貼圖可以不用增加模型的復(fù)雜程度就可以更好的表現(xiàn)出模型的細節(jié)，增加質(zhì)感，并可以創(chuàng)建出反射，凹凸，起伏，鏤空等逼真的視覺效果。

（2）場景三維建模。

場景的三維模型包含了地面、樹和小品，這些模型無法通過攝影測量與遙感方法快速地建立三維模型，只能根據(jù)原始相片和野外調(diào)繪記錄，通過3DSMAX來建立其模型。地面模型應(yīng)能反映地面基本的結(jié)構(gòu)和功能區(qū)分，如道路、街區(qū)和綠化，在規(guī)劃管理中作為參考依據(jù)，為規(guī)劃管理提供詳盡的基底狀況。道路界線應(yīng)與地形圖嚴(yán)格一致，道路路面應(yīng)采用接近真實情況的紋理。非道路地面的紋理，按照實際情況，分別用水泥、瓷磚、大理石等不同紋理表現(xiàn)，紋理貼圖的方向應(yīng)與實際情況一致，如地磚鋪設(shè)是否沿人行道方向、是否有放射狀效果等。如需使用重疊紋理貼圖，要注意接邊處的無縫處理。樹模型分為十字面片樹和多面片樹。樹木的位置、高度應(yīng)在協(xié)調(diào)、美觀的前提下，盡可能與實際情況一致，樹木種類應(yīng)盡量接近實際情況。要注意貼圖中樹木邊緣摳圖要處理干凈，避免出現(xiàn)“毛邊”的現(xiàn)象。

三維現(xiàn)狀場景中涉及到的小品模型包括公交車站、路燈和路牌、道路交通指示牌、花壇、噴泉、道路護欄、電線桿、交通信號燈、消防栓等，以及垃圾桶、電話亭、書報亭、公園、綠地中的景觀橋梁等類型?，F(xiàn)場所有非建筑物類固定對象應(yīng)盡可能全部表現(xiàn)，這些對象的建模能使場景更加真實，在規(guī)劃管理中也能提供更多參考內(nèi)容。

（3）地下管線三維建模。

地下管線模型采用自動建模，將包含圖形和屬性信息的CAD數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換為符合三維平臺入庫標(biāo)準(zhǔn)的ShapeFile格式的數(shù)據(jù)，同時在建模工具中配置管線數(shù)據(jù)中涉及的各類特征點模型（電箱、電話亭、消防栓等）和紋理數(shù)據(jù)（如井蓋紋理、井壁紋理、不同類管線紋理），完成后將自動完成地下管線建模。

（4）三維模型后期處理。

渲染是三維模型后期處理中至關(guān)重要的一步，渲染可以直觀、逼真地顯示建筑物表面基本著色效果。物體在光照作用下產(chǎn)生的陰影，使整個場景達到更逼真的效果。

2 結(jié)語

相對于傳統(tǒng)的二維展示，三維展示在效果上更具有真實感，能生動展現(xiàn)園區(qū)內(nèi)高低錯落的空間布局，建筑間的相對空間位置關(guān)系也一目了然，加上對綜合管線等地下空間組成對象的三維展示，能夠完美再現(xiàn)園區(qū)地上、地下三維空間。采用真實的地理坐標(biāo)，利用支持水平距離、垂直距離、水平面積等量算功能的系統(tǒng)，有利于管理者直觀、定性、定量地了解園區(qū)基本情況。

參考文獻

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