虚拟城市中地物几何建模技术的研究4

图10 与地形融合在一起的三维道路模型

4.“虚拟小区”中三维模型的建立

在前面研究的基础上，我们尝试建立“虚拟小区”。在工作过程中，遇到的最大的问题是：第一、如何得到三维模型数据、纹理数据？第二、如何将模型数据与纹理数据一一对应。

目前，专用的三维模型数据的采集及建模工具并不很多，商品化的三维建模软件价格昂贵。目前，如AUTO CAD和MICRISTATION等成熟的CAD软件均已提供了一些较为成熟的三维建模工具，但就功能而言，其不够专业和丰富，且存在着格式转换的问题。在“虚拟小区”的建立中，我们自己实现了一套较为简单和实用的三维数据采集和建模工具。在二维数据加上三维信息的基础上直接三维化，并提供灵活的改变高度、纹理映射功能。

(1)、用二维数据采集软件采集三维数据

我们应用二维数据采集软件来采集数据，采用屏幕数字化方式。有四种类型数据：

l         点坐标数据+高程数据：

这些数据用于构造树木、路牌、旗杆、路灯等呈点状分布的模型。

l         折线坐标数据+高程数据：

这些数据用于构造栅栏、宣传栏等呈线状分布的模型。

l         平面多边形数据+高程数据：

这种数据普遍适用于地面、房屋、草坪、道路等模型的建立。

l         三角串数据+高程数据

这种类型的数据用于构造较为复杂的模型。原则是：相邻三点构造一个三角形；奇数点和偶数点可以拥有不同的高程。

纹理数据通过实地拍摄得到。

图11 三维建模工具

(2)、建模工具（图11）

具体包括如下功能：

l            几何模型的建立：提供垂直单面构造（如树木等）、水平面剖分（如地面等）、柱状体构造（如房屋）的功能，并根据提供的基准高和垂直高两个参数进行高度化。如是垂直单面，可以选择是否具有各向同性。

l          颜色选择：提供模型不同单面的色彩的自由指定功能。

l         纹理设置：提供纹理图象的可视化选择、不同单面的选定、纹理映射的缩放与重复、纹理的旋转、透明属性的指定等功能。

l         三维预览：可以适时看到三维化设置得到的三维效果，并提供视点旋转、视点拉伸的功能，从不同的角度观察效果，不满意可以适时修改。

图12 三维场景中的几个镜头

（3）、三维场景的实时显示可以适时在三维视景中漫游，从不同的视点、视角对环境进行观察（如图12），同时系统提供底层数据库的支持，用户可以三维查询、量算和模型替换等。因篇幅有限，有关三维场景的适时显示技术及数据库挂接应用技术，另文介绍。

5.结束语