3DsMax在數(shù)字城市三維建模中的應(yīng)用

何威　潘紅偉　呂建勛

摘 要：以3Ds Max為三維建模工具，運(yùn)用3Ds Max一系列命令及運(yùn)算操作完成三維模型的構(gòu)建。通過(guò)建立三維紋理貼圖質(zhì)量控制及檢查標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)模型紋理進(jìn)行檢核，并與當(dāng)前主要建模軟件進(jìn)行了性能對(duì)比分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字城市；三維模型；3Ds Max；數(shù)據(jù)處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.100

數(shù)字城市三維建模是構(gòu)建數(shù)字城市的基礎(chǔ)性工作，對(duì)數(shù)字城市建設(shè)質(zhì)量和效率具有重要意義。數(shù)字城市三維建模方法較多，通?？煞譃橄嚓P(guān)三維建模技術(shù)建模和專(zhuān)業(yè)三維建模軟件建模。其中，相關(guān)三維建模技術(shù)有三維激光掃描技術(shù)、三維傾斜攝影測(cè)量技術(shù)等；專(zhuān)業(yè)三維建模軟件有3Ds Max、AutoCAD、SketchUp等。

1 3Ds Max三維建模

目前，建模技術(shù)主要有模擬建模、半模擬建模和測(cè)量建模三種，其中，測(cè)量建模又包括數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、直接依圖而建、三維激光掃描三種。本文利用3Ds Max建模軟件建模所采取的是測(cè)量建模中的直接依圖建模方法。在運(yùn)用3Ds Max構(gòu)建三維模型時(shí)，首先需要獲取三維建模數(shù)據(jù)，并對(duì)所獲取的三維建模數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列后續(xù)處理，隨后進(jìn)行模型紋理貼圖。

1.1 數(shù)據(jù)獲取

運(yùn)用3Ds Max進(jìn)行三維建模所需的三維模型數(shù)據(jù)包括地形地貌三維模型數(shù)據(jù)和建（構(gòu)）筑物三維模型數(shù)據(jù)。其中，地形地貌三維模型數(shù)據(jù)主要是DEM數(shù)據(jù)，其獲取方式主要有野外實(shí)地測(cè)量、地形圖獲取和現(xiàn)有DEM等；建（構(gòu)）筑物三維模型數(shù)據(jù)則包括三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)、地物紋理數(shù)據(jù)和地物屬性數(shù)據(jù)等。此外，數(shù)據(jù)獲取時(shí)還需要所建模型的紋理信息數(shù)據(jù)，通常采用CCD相機(jī)采集獲取。

1.2 數(shù)據(jù)后處理

獲取三維建模數(shù)據(jù)后，需將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入到3Ds Max中，運(yùn)用3Ds Max中擠出、倒角、附加等命令可構(gòu)建簡(jiǎn)單物體的三維模型；而運(yùn)用布爾、放樣及包裹等復(fù)合體生成方法可重新構(gòu)建三維模型。通過(guò)這些運(yùn)算重新構(gòu)建的三維模型可使每一次重構(gòu)后的三維模型的真實(shí)度與準(zhǔn)確度更加接近于外觀真實(shí)的三維物體。模型紋理貼圖后，還需要進(jìn)行質(zhì)量控制，如果所貼紋理不滿足要求，則需重新進(jìn)行紋理貼圖，直至滿足要求為止。經(jīng)過(guò)紋理貼圖質(zhì)量控制所建立的三維實(shí)體模型具有較高的模型逼真度。

1.3 建模注意細(xì)節(jié)

運(yùn)用3Ds Max軟件在建模過(guò)程中應(yīng)注意以下細(xì)節(jié)：①在保證場(chǎng)景效果的前提下盡量減少場(chǎng)景的數(shù)據(jù)量；②曲線擠壓的時(shí)候要注意線的段數(shù)，必要時(shí)可使用折線形式來(lái)代替曲線；③貼圖使用tif文件格式，工程中貼圖文件命名不能含有空格，貼圖長(zhǎng)寬方向必須符合2的冪次方；④紋理貼圖應(yīng)真實(shí)反映建模物體的顏色、圖案和質(zhì)地等，且同一區(qū)域同種類(lèi)物體紋理要協(xié)調(diào)一致。

2 軟件建模性能分析

通過(guò)對(duì)常用的三維建模軟件3Ds Max、AutoCAD、Sketchup等的建模性能進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比分析（如表1所示），得出3Ds Max軟件建模在紋理貼圖上比其他主流三維建模軟件具有較高的模型逼真度和準(zhǔn)確度這一結(jié)論，對(duì)于數(shù)字城市三維建模具有較高的可用性。

3 場(chǎng)景展示

選擇Vray插件不僅渲染效果真實(shí)，而且節(jié)省了大量計(jì)算機(jī)資源。Vray里面的一個(gè)重要工具為VrayProxy。Vray插件在渲染時(shí)將占用資源的模型導(dǎo)出形成Vray代理物體，VrayProxy則把代理物體導(dǎo)回3Ds Max中，有效地優(yōu)化了內(nèi)存空間。渲染步驟如下：打開(kāi)3Ds Max渲染菜單，選擇Vray渲染器；選擇需要代理的模型；導(dǎo)出代理物體并保存；打開(kāi)VrayProxy工具；選擇代理物體導(dǎo)入3Ds Max中。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著數(shù)字城市在建設(shè)中的推廣與深入，數(shù)字城市三維建模技術(shù)得到了較多的關(guān)注，運(yùn)用于數(shù)字城市三維建模的軟件也得到了較大發(fā)展。3Ds Max三維建模軟件以操作簡(jiǎn)單和建模功能強(qiáng)大等功能在眾多軟件中脫穎而出。由于各種建模軟件在三維建模中有一定的功能傾向性，因此，集成多種三維建模工具進(jìn)行數(shù)字三維建模是今后數(shù)字城市三維建模的發(fā)展趨勢(shì)。

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〔編輯：王霞〕

Abstract： 3Ds Max is a three-dimensional modeling tool， using 3Ds Max series of commands and arithmetic operation is completed to build a three-dimensional model. Through the establishment of three-dimensional textures quality control and inspection standards for the model texture seized nuclear and major modeling software with the current performance of comparative analysis.

Key words： digital city； three-dimensional model； 3Ds Max； data processing