3dsMax在城市三维建模中的应用.doc

3ds Max在城市三维建模中的应用成都市勘察测绘研究院摘要：三维仿真系统是数字城市的重要部分，它通过运用虚拟现实技术 让人能够在虚拟的环境中观察城市的大体情况木文主要探讨了基于3ds Max的 城市三维建模技术作业的主要流程关键词：3ds max；城市三维建模引言随着技术的发展，地理信息己经从模拟时代进入数字时代，拥有了大量 完整的二维数据并在不断更新中，在二维数据库中，三维的空间信息只能是将物 体的高程信息等作为附属信息表示随着三维GIS技术的发展，精准的三维建模 为三维空间的信息分析和处理提供了可能，使城市中的建筑、景观、路网、水系 等只有了真实的立体感，用户能更直观、随心所欲地在三维世界中漫游达到身临 其境的感觉同时，用户通过这个三维空间，能够方便地进行信息的查询、分析、 管理和应用，也为城市规划、建设和管理提供了一种全新的辅助技术手段和方法 在数量众多的三维制作软件中，3ds Max由于其与Autocad数据的流畅对接，对 模型的位置尺、?进行精确控制，并以其强大的编辑功能有效地建立复杂模型，对 模型的细节能生动描述等优点，成为当前模型、效果图制作的主流软件1、三维模型制作流程：1.1采集数据：照相是获取建筑信息的直接方法，是三维建模的重要数 据来源。

相片质量的好坏，直接影响模型的最终质量，一套达到三维建模要求的 完整清晰的照片，可以为后续的贴图编辑工作节约大量的时间，提高工作效率, 并保证建筑模型的真实准确、美观协调外业采集照片时最好选择光线充足的阴天，雨天建筑表面和地面易有大 量水渍，后期处理图片较麻烦光线刺眼的晴天建筑受光面和背光面色调反差较 大，阴影也较多，图片效果不佳，影响成果的视觉效果拍摄时应带上建筑物的 平面图纸，做好照片的定位，先整体后局部具体操作方法如下：1、在现场确 定好即将拍摄的建筑面后，用笔尖对准图纸上相应位置，相机对准图纸拍摄一张 完成定位，然后开始对相应的建筑面开始拍摄完成该面进行下一个面的拍摄吋， 用同样的方法再进行定位这样在内业导入照片后，照片会按照拍摄的先后顺序 连续排列，有利于建模人员对建筑形态的快速理解和照片管理2、要尽量做到 一张照片拍摄建筑物的一个整面，拍完正面后再拍该面上的细部以保证图像清晰, 相机镜头视线尽量垂直于拍摄面，这样可以使照片透视效果不明显，后续处理图 片更快捷更美观真实1.2贴图制作：采用专业的图像处理软件Photoshop进行贴图制作贴图纹理色调均匀、 清晰、自然美观，与实地呈现效果相符，真实反映实际材质的图案、质感、颜色 及透明度。

其中建筑表面纹理（比如瓷砖、石材、涂料等）是最重要最基本的贴 图，它反映了建筑的基本色调和视觉效果可以根据现场拍摄的照片制作，也可 选用素材库中相似纹理基本纹理制作完成后再在艽基础上制作艽他基于该纹理 的贴图由于大部分照片都冇倾斜和透视效果，需要纠正处理在Photoshop中 可以用“裁切工具”，选取需要的范围后勾选菜单中的“透视”，图片基本消除了 透视效果，再结合变换功能中的扭曲、变形、拉伸等将图片的数学几何关系调整 准确照片中冇影响美观的树影、杂物等需要去除，可以在照片的其他地方选取 相同纹理覆盖在遮挡物上，利用“修补”工具，可以将纹理衔接痕迹明显的地方 处理自然，最后通过对图片调整色阶、色相、饱和度、亮度对比度等，使贴图视 觉效果达到最佳贴图处理好后，设置图片大小选择菜单“图像” 一一图像大小，在弹 出的对话框中“像素大小”一栏中设定宽度、高度，设定纹理图片的大小，纹理 的图片长度和宽度像素值均要设为2的整数次幂，否则模型在后续实吋漫游中纹 理可能发生扭曲变形由于纹理是影响数据的重要因素，纹理的大小直接关系到 文件的渲染速度和整个数据量大小因此，在不影响模型外观的前提下应将纹理 尺寸调整到尽可能小，一般不能超过512*51。

如果贴图实在太长或太宽，则需将贴图或者模型面进行分割贴图保存吋一般为jpg格式（不透明贴图）和png 格式（透明贴图）对于透明贴图，完全镂空的地方就选取删除（比如栏杆镂空 处）透明的地方就设置不透明度，比如玻璃，设置范围0%-100%,数值越低就 越透明透明贴图在3ds Max中使用吋还要结合设置不透明度中的alpha通道才 能呈现透明效果1.3建模：1.3.1整理Autocad地形图，保留需要的房屋轮廓线、构筑物和地形等 必要线条，删除不必要的填充图案、块和文字注记等，减少文件大小，以免导入 3Dmax后影响软件运行速度为了减少文件大小，可将建筑和地形分开制作后再 合并1.3.2打歼3ds Max,在菜单“自定义”中选择“单位设置，”，在“显示 单位比例”中选中“公制”米，点击“系统单位设置”，在系统单位比例中也设 置lUnit=l米，至此完成了单位设置然后将Autocad文件导入到3ds Max中, 成组命名（比如“底图”）后选择工具栏中“选择并均匀缩放”中将Z值输入为 0,使导入的底图在同一高程上由于地形图•一般是以米为单位，所以此处不用 再设置X，丫上的缩放比例）为了操作方便及精确捕捉，最好将成组的中心坐标 移至原点位置，即X=0, Y=0, Z=0。

等三维模型最终完成后，再移至真实坐标1.3.3冻结底图后，可以用多段线命令沿底图勾画出建筑主体轮廓，参 照cad中屋面的数据挤出相应的高度，运用插入、倒角等命令做出屋顶女儿墙 在建筑面上贴上相应贴图运用标准基本体的长方体、矩形、线等命令制作阳台 栏杆，贴图后运用“工具”中“阵列”命令复制出所有楼层的相同阳台冋样方 法可以制作空调格、飘窗等永久性装饰、人字型屋顶、屋顶构架（方柱形或圆 柱形）、柱子等建筑物附属物一般也是用标准基本体单独制作好后再与建筑附加 到一起1.3.4地形制作一般是先根据高程做出路网，路网制作完后再制作绿化面、建筑基底平面最后制作景观小品等2、三维模型制作注意事项：2.1—般情况下，建模和贴图实际并不是按明确的先后顺序制作，而是 一边建模一边根据需要灵活制作相应贴图模型的不冋制作方法比如切面的大小 会直接导致贴图方式不同2.2由于贴图数量和贴图人小一样会影响文件人小，应尽量减少贴图数 量，提高贴图重复使用率，比如飘窗，正面和侧面一般情况都可以使用冋一张贴 图，比如商铺招牌，可以将几个招牌拼接到一张贴图上，这些情况都可以在贴图 展开中加以调整就可以达到同样效果2.3—般说来，一个建筑模型建模越精细精度越高，模型面数越多，会 影响运行速度及后期烘焙效果，所以应在保证精度的情况下尽量减少单体建筑模 型的三角形面数。

具体精度及面数应参照各地城市规划三维模型数据标准，比如 《成都市城市规划三维模型数据标准》中规定：建筑模型三角面应控制在20000 面以内（重要建筑模型或奋特别要求的建筑模型可以适当放宽面数要求，但最多 不超过50000面），主要公共建筑轮廓凹凸表现面大于等于0.5米（其他或住宅 建筑1米）吋必须建模表现小于0.5米时，可以用贴图来表现2.4建筑模型的基底、立面轮廓结构与建筑高度必须准确，即与CAD图 纸一致，模型不得冇漏缝、共面、交叉点等现象模型与模型之间不得出现共面、 漏面和反面模型的面数、段数、曲面必须进行精简优化、删除模型之间的重叠 面相交面及底面，另外，模型基底与所处地形位于同一水平面上，与地形起伏相 吻合，为避免闪面，面与面的最小间距不小于0.05米结束语：虽然3ds Max在城市三维模型中具有无法比拟的优势，但由于对建筑物 表面纹理获取大部分需要人工采集，吋间长，工作量大，冇的高层建筑上部分和 楼顶的图片采集较闲难，贴图制作和建模也主要靠人工操作，效益偏低，在作业 周期短的大规模的城市建模中凸显其短板近年来兴起的基于倾斜摄影技术的三 维建模技术，采用航拍采集图片及航空立体相对建模，速度快自动化程度高，建 筑纹理采用大面积的航拍照片，能更加真实反映城市的整体建筑风貌。

但由于倾 斜摄影技术的三维建模技术也存在建筑底部相片采集盲区，局部建筑轮廓奋变形 现象，因此倾斜摄影技术与3ds Max的结合更是整合了两者的优点，将成为城市 三维建模的新趋势参考文献：[1] 全威，郝桂菊.用3ds Max建立城市房屋3维模型的方法.测绘与空间 地理信息.2011年12月[2] 王蔚.3DS MAX在三维城市景观建模中的应用研究.福建电脑.2011年第4期[3] 《成都市城市规划三维模型数据标准》（试行）2014年。