動(dòng)態(tài)透視圖在公路設(shè)計(jì)中的初步應(yīng)用

孫佐

摘要：文章論述了在道路設(shè)計(jì)中使用動(dòng)態(tài)透視圖設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，目的是為了更好的促進(jìn)我國(guó)道路事業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)朝著更加積極有效的方向前進(jìn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字地面模型（DTM）；動(dòng)態(tài)透視圖；公路設(shè)計(jì)

1 前言

所謂的透視圖，具體的講是路線電腦輔助設(shè)計(jì)體系中非常關(guān)鍵的構(gòu)成要素，其能夠確保使用人在設(shè)計(jì)的時(shí)候獲取非常精準(zhǔn)的道路形象，用來(lái)分析設(shè)計(jì)的線性品質(zhì)和他于附近條件的一致性等，而且將其當(dāng)成是變更設(shè)計(jì)的參考信息。使用優(yōu)秀的電腦輔助體系形成三維模型技術(shù)，能夠非常便捷而且及時(shí)的測(cè)評(píng)道路的設(shè)計(jì)信息，通過(guò)其漫游體系能夠確保駕乘者體現(xiàn)到在道路中運(yùn)行的安穩(wěn)性等特征。該項(xiàng)技術(shù)可以在道路建成以前的時(shí)候就綜合的體現(xiàn)出道路的全面景致，能夠體現(xiàn)出通行的安穩(wěn)性等特點(diǎn)。對(duì)于道路設(shè)計(jì)等等的一些內(nèi)容也有非常顯著地意義，能夠便于負(fù)責(zé)人進(jìn)行決策。

2 體系的關(guān)鍵構(gòu)成要素

對(duì)于外業(yè)勘測(cè)活動(dòng)，以往的信息關(guān)鍵是從航測(cè)等的先進(jìn)工藝的全面應(yīng)用來(lái)開(kāi)展地形以及地質(zhì)要素的分析處理。對(duì)于內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)講，關(guān)鍵是要是三維數(shù)字地面模型的建立、公路CAI）一體化技術(shù)及道路三維可視化技術(shù)等，而且把這些工藝融匯到一起，確保勘測(cè)設(shè)計(jì)形成體系。

它的關(guān)鍵活動(dòng)步驟涵蓋如下的一些，即對(duì)初始信息開(kāi)展全方位的收集，在場(chǎng)地之中分析火情野外資料，使用電腦輔助設(shè)備設(shè)置三維的模型體系，渲染制作和最終合成等幾個(gè)部分。

2.1 對(duì)于初始資料的收集以及數(shù)字模型的設(shè)置活動(dòng)

初始內(nèi)容關(guān)鍵的涵蓋如下的幾點(diǎn)，比如道路的設(shè)計(jì)信息，沿途的地形信息以及景致資料，獲取精準(zhǔn)的初始信息是得到合乎具體狀態(tài)的動(dòng)態(tài)透視內(nèi)容的前提。開(kāi)展透視圖的分析活動(dòng)，第一要形成一個(gè)立體的框架，在設(shè)計(jì)模型的時(shí)候，一般分成兩種，一種是單一進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)活動(dòng)。還有一種是包括地形的設(shè)計(jì)。對(duì)于第一種來(lái)講，它是直接的進(jìn)到電腦的數(shù)模管控活動(dòng)中，形成全新的編號(hào)內(nèi)容，然后從橫斷面數(shù)據(jù)庫(kù)及縱斷面數(shù)據(jù)庫(kù)中讀人設(shè)計(jì)公路的數(shù)據(jù)，構(gòu)網(wǎng)、建模即可；對(duì)于第二種來(lái)說(shuō)，在第一種的前提之下，還應(yīng)該將其中的地形要素輸?shù)綌?shù)模里面，把道路邊界之中的地形點(diǎn)去掉，進(jìn)而，使用所有的點(diǎn)在構(gòu)網(wǎng)中得到模型。

2.2 活動(dòng)原理和制作時(shí)期使用的電腦體系

針對(duì)道路自身的建模活動(dòng)來(lái)說(shuō)，可利用AutoCAl軟件下的二次開(kāi)發(fā)軟件如維地5.6完成，通過(guò)以上構(gòu)建的數(shù)模三角網(wǎng)還可以按照n}格式輸出，該功能可以給第三方渲染軟件如3Imax渲染巨匠（ lightscape）等提供數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)。要想合理的設(shè)置模型，還應(yīng)該獲取地物以及植被等的資料，以此來(lái)形成更加的近乎具體情況的材質(zhì)庫(kù)，而處理采集的圖像資料一般可采用Photoshop， CORELDRAW等圖像編輯軟件。

設(shè)置三維形式的模型是形成該體系的關(guān)鍵內(nèi)容，任何優(yōu)秀的模型都應(yīng)該涵蓋非常綜合的三維空間，涵蓋多種要素的模型和有關(guān)的貼圖等。通過(guò)有關(guān)程序在Au-toCAD下面快速構(gòu)建公路立體模型，構(gòu)建公路立體模型可應(yīng)用相關(guān)專業(yè)軟件如：HinCADS.6、海地公路軟件、武漢捷力的公路一體化設(shè)計(jì)軟件建立。捷力平面三維動(dòng)畫系統(tǒng)可以在平縱橫一體化設(shè)計(jì)完畢后根據(jù)地模或縱橫地面線文件及路線設(shè)計(jì)信息自動(dòng)生成真實(shí)三維模型，自行的得到欄桿等結(jié)構(gòu)，隨性的設(shè)置背景內(nèi)容，直接將模型轉(zhuǎn)換到3DMAX渲染巨匠（lightscape）軟件做效果處理，最后再生成真實(shí)的三維效果圖及動(dòng)態(tài)的AVI文件，很快就可以生成線路透視圖與三維全景圖，通過(guò)優(yōu)秀的虛擬現(xiàn)實(shí)工藝對(duì)其開(kāi)展全方位的分析。可按指定路徑播放三維動(dòng)畫，通過(guò)多種角度等來(lái)分析其設(shè)計(jì)特征，對(duì)于具體的要素開(kāi)展全方位的分析。中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院研制開(kāi)發(fā)的公路虛擬景觀實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)BID-VRS，直接接受數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生的正射影像數(shù)據(jù)，將影像同數(shù)字地面模型、公路路線與互通立交三維幾何模型、公路橋梁三維幾何模型形成的綜合模型疊加，開(kāi)展場(chǎng)地布局活動(dòng)，并實(shí)時(shí)地對(duì)公路設(shè)計(jì)的虛擬景觀進(jìn)行動(dòng)態(tài)漫游。其真實(shí)的圖形和道路設(shè)計(jì)有機(jī)的融匯到一起，能夠精準(zhǔn)合理的體現(xiàn)出道路的設(shè)計(jì)意義，為后續(xù)的評(píng)審和生態(tài)維護(hù)等提供優(yōu)秀的可視化的措施。

海地公路三維仿真系統(tǒng)（Hard3D）是西安海地計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)有限公司自主開(kāi)發(fā)研制的一套專門用于公路三維模型制作及動(dòng)態(tài)播放的實(shí)時(shí)三維圖形生成及渲染系統(tǒng)。其有非常多的優(yōu)勢(shì)，比如運(yùn)行便捷，功效高，而且圖形清楚，得到的動(dòng)畫有著非常高的操作特征，能夠精準(zhǔn)合理的體現(xiàn)出設(shè)計(jì)思想，在開(kāi)展動(dòng)態(tài)播放活動(dòng)的時(shí)候，體系可以按照一定的次序體現(xiàn)出斷面中的全部的技術(shù)要素，確保人們能夠及時(shí)的了解相關(guān)內(nèi)容，在播放的時(shí)候，使用人能夠獲取所需的圖畫，而且將其有效的儲(chǔ)存，用來(lái)設(shè)置效果圖，同時(shí)還能夠持續(xù)的進(jìn)行圖畫以及聲音等的錄制活動(dòng)。具有動(dòng)畫的可操作性、路線各類信息的可動(dòng)態(tài)顯示性以及此系統(tǒng)可廣泛用于公路工程項(xiàng)目的三維演示、效果圖制作、項(xiàng)目評(píng)審、工程設(shè)計(jì)召投標(biāo)過(guò)程當(dāng)中，能夠盡現(xiàn)您的實(shí)力，為工程的合理優(yōu)化提供強(qiáng)有力的視覺(jué)支持等。由于Hard3D所基于3D圖形引擎提供了強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)建模、動(dòng)態(tài)渲染和模型管理功能，并且獲益于微軟公司不斷對(duì)DirectX圖形驅(qū)動(dòng)性能的升級(jí)，從而使Hard3D在圖形的動(dòng)態(tài)渲染和模型的動(dòng)態(tài)測(cè)試達(dá)到了國(guó)內(nèi)絕對(duì)的領(lǐng)先水平，將以往的措施合理的改進(jìn)，確保道路開(kāi)展到全新的時(shí)期之中。

2.3 三維模型的渲染

三維模型的渲染在3DS系列軟件3DS}MAX}VIZ}中進(jìn)行，具體的內(nèi)容包括：設(shè)置燈光、架設(shè)攝像機(jī)、貼材質(zhì)、設(shè)背景、最后渲染成靜態(tài)全景透視圖。

2.4 對(duì)渲染圖開(kāi)展的后續(xù)分析

后續(xù)的分析對(duì)于得到高品質(zhì)的圖形有著非常關(guān)鍵的意義。

2.5 關(guān)于動(dòng)畫設(shè)置以及視頻等

它不僅有和靜態(tài)模式的一樣的規(guī)定，還應(yīng)該布置攝像機(jī)，進(jìn)而開(kāi)展 逐幀渲染。處理之后的圖形按照合理的速率來(lái)演示，此時(shí)就成為了動(dòng)態(tài)全景透視圖，進(jìn)而使用相關(guān)的軟件等對(duì)圖片內(nèi)容開(kāi)展全方位的剪輯處理，進(jìn)而獲取最終的內(nèi)容。

3 具體運(yùn)作

依托西藏自治區(qū)那曲地區(qū)布龍至比如通縣油路工程，針對(duì)整個(gè)線路開(kāi)展了該項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)，在開(kāi)始的設(shè)計(jì)時(shí)期以及建設(shè)時(shí)期，生成公路復(fù)雜地段全景透視渲染圖和模擬汽車行駛的公路動(dòng)態(tài)透視圖，能夠指引工作者開(kāi)展方案比對(duì)，以及評(píng)價(jià)視距等等的活動(dòng)。

進(jìn)行模型建立所必需準(zhǔn)備的文件：橫斷面文件、地形點(diǎn)數(shù)據(jù)。其他文件有：構(gòu)造物文件、橫斷面文件、超高文件、超高圖文件、地質(zhì)概況文件、特征點(diǎn)文件、平面線文件、平曲線文件、橫斷面文件。利用公路設(shè)計(jì)及平面三維動(dòng)畫系統(tǒng)制作動(dòng)態(tài)透視圖的詳細(xì)過(guò)程，由于文章的規(guī)定，此處就不詳細(xì)的分析，接下來(lái)介紹其制作步驟。（1）建立數(shù)字地面模型；（2）建立路線真實(shí)三維模型；（03）生成標(biāo)線構(gòu)造物等；（4）顏色及材質(zhì)設(shè)置；（5）輸出3DS文件；（6）形成三維動(dòng)畫。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上面的敘述，我們得知其是一種非常真實(shí)而且能夠非常精準(zhǔn)的體現(xiàn)出虛擬景象的非常全新的措施，其可以經(jīng)由對(duì)具體的場(chǎng)景的設(shè)置獲取的圖形開(kāi)展處理工作，得到交互種類的三維內(nèi)容，確保使用者能從多種層次中分析三維景象，進(jìn)而獲取一個(gè)非常綜合化的虛擬景象，以及可視化項(xiàng)目記錄的解決方案，這項(xiàng)工藝能夠大面積的應(yīng)用到工程空間演示以及圖形設(shè)置和評(píng)審等工作中，能夠?yàn)轫?xiàng)目的展示等帶來(lái)全新的色彩。