基于３ＤＳ ｍａｘ的小區模型制作方法

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

關鍵詞：3DS max；VRMap；虛擬現實；貼圖

0 引言

VRMap是北京靈圖軟件技術有限公司的三維地理信息系統(GIS)平臺軟件，可以在三維地理信息系統與虛擬現實領域提供從底層引擎到專業應用的全面解決方案。目前VRMap已在數字城市、軍事作戰指揮、電子沙盤及地形仿真、智能大廈、房地產展示、水利與自然災害等專題分析與仿真、遙感測繪與土地管理、環保、氣象、地質、石油化工、文物保護、電信設備設施管理等領域獲得廣泛應用。

VRMap是專業的三維GIS平臺軟件，利用VRMap軟件可以制作簡單的三維模型，但對于復雜的、精確的建筑模型一般則采用3DS max建立。在考慮保證海量數據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規范。

1 準備工作

1.1軟硬件要求

(1)硬件要求

CPU：2.0G以上；內存：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)：單位設置：默認。驅動方式一般采用Direct3d；視圖顯示設置默認即可。

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

1.2資料準備

利用3DS max軟件制作建筑模型所需的資料有：小區的二維矢量圖，小區內各建筑物的外觀數字攝影相片等。在收集了小區二維矢量圖后，再到實地踏勘，利用數碼相機對小區的外觀及每一建筑物和標志性建筑進行拍照，并將影像數據儲存到計算機中，以供貼紋理時使用。

1.3底圖生成

將二維底圖(DWG格式)用import命令導入到3DS max中(導入時會彈出對話框，一般選擇默認設置)。需要將底圖在視圖中放大，用line工具重新繪制底圖，再利用節點捕捉工具，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。商業樓和工業廠房按每層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制作。拉伸后的模型，通常采用多邊形建模方法(convert to editable ploy)進一步進行修改。

2.2建模優化技術

建模過程中要遵守建模規范，進行優化。

(1)物體的段數設置要精簡，在保證模型結構正確的情況下盡量優化。

弧形：直徑0.5米以內的小于半圓的弧形，段數為3或4，更大的為5段。

圓：直徑0.2米以內的1／4圓，段數為2；直徑1米以內的1/4圓，段數為3；像樓體大小的1／4，圓，段數為5。

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

曲線：在畫長的beizel曲線時，點與點直間不要太密，盡量均勻，因為均勻的曲線點更利于優化操作，然后根據物體尺寸情況設置曲線的步幅大小，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、線要去掉。同一位置坐標值完全—致的點，必須合并為一個點。

(3)盡量不用布爾運算；不能用鏡像復制物體，物體縮放不能出現負值。如必須用布爾、形體合并或切面時，要將無用邊緣多出的點合并或去除。

(4)由于3DS max中偏離原心過遠會導致捕捉、切割等命令的不精確執行，模型中會產生廢點線面，所以需在原點附近制作模型，完成制作后再拖至準確的地理位置。

(5)模型的光滑組正確。可以在模型制作完畢后執行smooth命令。要保證模型的結構線正確。

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。貼圖是物體材質表面的紋理，利用貼圖可以不用增加模型的復雜程度就能突出表現對象的細節，他比基本材質更精細更真實。通過貼圖可以增加模型的質感，完善模型的造型，使創建的三維場景更接近現實。

3.1材質窗口中的屬性設置

VRMap引擎不支持3DS max材質的所有屬性。材質類型只能是標準材質或者多維次物體材質。

在材質編輯窗口中，一般模型的材質不勾選雙面。但對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默認灰色。如不作特別要求，Self-Illumination一般設為20～30。Specular Level和Glossiness在VRMAP中是隱藏屬性，也就是說導入到VRMAP后將不可調節，必須前期在max中設置好。

材質的貼圖參數Coordinates一欄中的參數都禁止改動。如想調整平鋪，必須用UVW Map修改器。不能使用Crop-ping／placement中的apply選項。

3.2位圖文件制作

從實地拍攝的數碼相片中選取合適角度的照片在photo-shop中進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(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，每張貼圖要經過亮度，對比度，色相飽和度，色階等調整。

(4)貼圖像素數量為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范圍內的貼圖，清晰，表現內容真實，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兩個通道中。其中opacity通道用于設置鏤空效果，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通道中調用經過處理的圖片進行貼圖。剛貼上的圖片在這些面上是很不規則的，所以需要給這些面添加UVW貼圖坐標修改器，在這個修改器中修改貼圖的重復值、貼圖的投影方式(通常采用face或box)。然后再將模型轉換成可編輯多邊形(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。要讓相臨兩個面的貼圖的窗縫、門縫、磚縫等對齊。

制作好貼圖后的效果如圖3所示。

4 結束語

經過以上流程，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目錄中。

三維立體圖的應用非常廣泛，可用于城市規劃、小區管理、城市旅游等部門。例如：利用它作地理信息系統底層數據，用于實現三維仿真及屬性查詢等。隨著地理信息技術和城市建設的發展，三維仿真技術越來越多地被應用于城市地理信息系統建設中。