(天津師范大學　天津　300000)

隨著測繪技術、計算機技術的迅速發展，數字城市的建設也如火如荼，在新時代高校校園建設高度信息化、數字化，管理精細化的推動下，數字校園也已經成為目前各大高校實現高效校園管理的重要手段。而其中三維模型作為數字校園的重要組成部分，對于數字校園的建設意義重大，是數字校園、三維校園實現并良好運行不可缺少的部分。因此研究基于3dmax的三維校園建模方式，對三維數字校園的建設有著極大的現實意義。傳統的基于遙感影像的建筑物三維建模方法精度較低，無法滿足越來越精細化的校園管理的需要。因此尋求一種高精度的校園三維建筑物構建方法，是建筑物數字化、校園數字化的首要任務。

AutoCAD 具有完善的圖形繪制功能，有強大的圖形編輯功能，可以采用多種方式進行二次開發，實現多種圖形格式的轉換，具有較強的數據交換能力[1]。3DMAX 是 Autodesk 公司研發的一種三維造型、渲染、動畫制作軟件，功能強大，應用范圍最廣,3DMAX具有豐富的造型工具，材質貼圖等，可以制成效果好、直觀、逼真的模型，但是其交互性比較差，精確度不高[1]。因此基于AutoCAD 和3DMAX相結合的方法，進行建筑物三維模型構建，對校園三維模型進行重建，能夠滿足數字化校園的要求。本文研究目的就是以校園某建筑物的三維模型構建為例，研究基于Auto CAD和3DMAX相結合的三維校園建筑物精細化三維景觀快速建模方法。

利用AutoCAD和3DMAX相結合的方法，進行校園建筑物三維建模的流程包括：建筑物幾何數據獲取、數字線畫圖生成、幾何模型構建、紋理數據獲取、紋理制作、紋理貼圖和模型輸出，如圖一所示。

圖一　三維建模基本流程

一、建筑物幾何數據獲取

建筑的幾何數據包括建筑物的位置、外部輪廓、形狀以及建筑物的高度等數據。幾何數據的數據采集主要業包括兩個階段，即控制測量和建筑物特征點采集。

在建筑物幾何數據的獲取中，采用圖根控制測量與碎步測量同步進行的“一步測量法”，利用RTK GPS快速地為全站儀數據采集進行圖根控制，再利用全站儀對建筑物的外部輪廓進行測量，以提高工作效率。要邊測量，邊審核，以保證測量成果的可靠性。

建筑物的幾何數據采集主要利用全站儀和RTK GPS相結合的方法對建筑物的特征點進行采集，作為建筑物的三維建模底圖。為了保證所采集數據滿足三維建模精度，利用全站儀和RTK GPS進行數據采集時，必須在同一坐標系下進行。

建筑物幾何數據采集主要包括以下步驟：場地勘查、控制測量、建筑物特征點采集。(一)場地勘查：主要是對周圍環境、通視情況、位置、結構、形狀、等信息的考察，并對控制點和測站點進行選取，同時進行建筑物草圖繪制，在圖紙中標注出控制點和測站點，控制點的布設要保證至少有兩個點之間保持通視。(二)控制測量：對提前考察好的控制點利用RTK GPS進行控制測量。(三)建筑物特征點采集：對建筑物特征點采集時，要注意根據實際建模要求，對特征點的測量進行取舍。在測量時可以利用免棱鏡全站儀提高數據采集效率，并減小人為立鏡帶來的誤差。同時要注意對所建筑物特征點進行編號，以方便后期的數字線畫圖繪制。

二、數字線畫圖生成

數字線畫圖的繪制借助專業的數字測圖軟件Cass完成。將全站儀所測的數據導入到AutoCAD 中，在AutoCAD 中，利用Cass軟件對所測的特征點進行自動展點，通過參考建筑物草圖以及各特征點點號，將特征點連接成為閉合的建筑物線框圖，形成建筑物的數字線畫圖，最后將繪制好的數字線畫圖保存為 DWG 格式。

三、幾何模型構建

幾何模型的構建主要包含建筑物二維矢量數據勾畫、建筑物主體構造以及模型細節調整。

(一)打開3DMAX軟件，進行環境建模配置，將單位改為“米”。

(二)將數字線畫圖到入到3DMAX中，開啟2.5維捕捉，利用創建“線”操作對建筑物輪廓進行進行勾畫，完成建筑物底部輪廓的二維繪制。其次利用“擠出”操作，以建筑物的實際高度為基礎，將二維輪廓圖擠出，從而形成建筑物的主體結構。

(三)對建筑物的細節修改和結構調整。其中包括對建筑物的柱子、臺階、女兒墻等細節的調整。

四、紋理貼圖

選擇數碼相機收集各個建筑物外形輪廓，以便獲得三維地建模紋理圖片。在紋理拍攝時要盡可能正對建筑物，從而減少后去紋理處理的工作量，同時要注意利用光照的陰影效果。因為建筑物高度及拍攝距離和透視關系與光照條件等方面因素使得拍攝圖片比例失調，因此不能直接應用，應通過Photoshop 軟件處理，使得圖片成為正射狀態[2]。具體流程為：

(一)實地拍攝的數碼照片，在 Photoshop 中通過拉伸扭曲而獲得貼圖單元；

(二)3DMAX 中要采用經過處理的圖片貼圖，利用修改工具中的 UVW 貼圖坐標來確定二維貼圖，同時以任何方式映射于物體上，再施以效果校正以使得貼圖效果更加真實[2]。

總結

將AutoCAD和3DMAX相結合，通過建筑物數據采集、數據處理對建筑物三維模型進行構建的方法，模型結構準確、幾何位置精確，能夠達到數字校園對于三維模型的數據要求。

【參考文獻】

[1]婁啟業,程效軍,譚凱. 基于AutoCAD和3DMAX的建筑物三維建模[J]. 工程勘察,2013,41(11):71-74.

[2]杜麗. 基于3DMAX的三維虛擬校園建模的方法[J]. 電子技術與軟件工程,2015,(22):85.