基于ZR-Modeler的三維模型生產與應用

鄭攀攀 （安徽省水利水電勘測設計院勘測分院，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

隨著三維基礎數據獲取方式的改變，三維建模的方式也在不斷進步，目前三維建模技術包括三維激光掃描技術、傾斜攝影測量建模技術、基于已有成果進行三維模型單體化構建以及手工建模的方式[1]。

傾斜攝影是通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從垂直、傾斜等不同角度采集影像，以獲取地面物體更為完整準確的信息。它與傳統航測技術相比，在多角度地貌信息獲取、數據自動化處理、批量高精度三維建模等方面具有明顯優勢。本文在無人機傾斜攝影數據基礎上來簡述三維建模過程。

2 三維模型生產流程

ZR-Modeler是一款可對三維模型進行精細化修飾的單體化軟件，其可針對第三方軟件（Smart3D、街景工廠、Photo Mesh等）自動建模的成果進行精修，例如建筑變形部分（紋理拉花、結構扭曲、缺面破面等）、丟失部件的還原、懸浮物的刪除等，得到精細化模型，達到后期應用要求。

2.1 數據預處理

在進行數據生產之前，首先要對已有的航測數據成果進行檢查，重點是對影像重疊度、影像質量和存儲格式、相機參數、影像pos信息、影像數量等進行檢查，保證以上信息完整正確，滿足規范要求。

此外，為保證后期數據生產的效果，在做數據生產之前要對原始影像進行勻光勻色處理，這樣既可延長航攝可獲取的有效時間，增加數據獲取的幾率，又能提升模型的品質，消除薄霧，使影像色彩統一，保證整個測區色調的一致性。

2.2 單體化建模

數據準備工作完成后，首先在ZR-modeler中新建工程，引入前期空三成果，導入工程所需obj、osgb數據文件后即可進行模型采集。三維建模的好壞主要取決于模型采集的準確性，立體精確定位是三維建模準確度的保障[2]。在立體采集中除了利用軟件提供的基本模型創建工具，對于異形或復雜的建筑物還可調用3Dmax進行編輯。

在ZR-modeler中，可在垂直影像上獲取建筑物頂部結構，傾斜影像上獲取建筑物立面結構信息，對其進行編輯、調整得到最終的精細模型。利用傾斜攝影獲取的影像數據中，可以采集建筑物的側面紋理的特點，從而實現模型紋理自動從影像中獲取，一鍵完成精細模型貼圖，實現單體化模型精修效果。模型紋理編輯靈活性高，可選擇所有影像中紋理質量最好的作為當前模型的紋理，當紋理需要修改時，可調用Photoshop對紋理進行編輯修改。以某地下涵為例，單體化前后如下圖所示。

單體化后建筑物要與場景融合，選中需要踏平的部分進行刪除，對刪除的地面進行補面、貼圖、紋理修改，把單體化的精模與地面部分進行融合。最后將做好的數據保存備份，根據后續項目需要導出obj或osgb數據格式。

2.3 三維模型生產中需注意的事項

模型采集過程中需要依據三維建模技術標準，對建筑物進行采集，達到精度要求，在滿足規范的前提下進行綜合取舍，并保證工作效率。以下是本人在工作中總結的需注意的幾點，供參考。

①ZR-modeler在新建工程時，需要輸入一個偏移值，若是一個項目需要分成多個工程文件來完成，那么在做數據準備工作時，最好把偏移值設為相同的數值，否則后期數據整合時容易出問題。

②對于較復雜的建筑物，基準定好后，要先采集建筑物的主體結構，再采集其它的附屬結構。

③建筑物單體化完成要和大場景融合時，最好把原有的模型刪除補洞再貼圖修改紋理，直接用擬合的話會出現閃面的情況。

④工程完成后，若需要的是osgb文件，那么osgb文件傳輸時最好用壓縮文件，因其數據量大、碎片多，傳輸過程中容易丟失損壞。

3 結束語

傾斜攝影三維技術是目前三維建模技術的主流，代表著三維建模技術發展的方向。利用傾斜攝影測量進行自動實景三維建模技術已漸成熟，模型單體化的方式也多種多樣。本文結合工作實踐總結三維模型單體化制作的生產流程，為傾斜影像實景三維模型生產提供參考。