三維建模規(guī)范-基本知識(shí)

1、三維建模規(guī)范城市三維建模是為城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理和數(shù)字城市建設(shè)提供技術(shù)服務(wù)的基礎(chǔ)，是城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展信息化的基礎(chǔ)性工作。城市三維模型數(shù)據(jù)是城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的重要基礎(chǔ)資料。為了建設(shè)市三維地理信息系統(tǒng)，規(guī)范市三維建筑模型的制作，統(tǒng)一三維模型制作的技術(shù)要求，及時(shí)、準(zhǔn)確地為城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理和數(shù)字城市建設(shè)提供城市建筑三維模型數(shù)據(jù)，推進(jìn)城市三維數(shù)據(jù)的共享，特制定本規(guī)范。項(xiàng)目軟件及數(shù)據(jù)格式1、項(xiàng)目中使用的軟件統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)如下：模型制作軟件：3DMAX9貼圖處理軟件：Photoshop平臺(tái)加載軟件：TerraExplorer v6普通貼圖格式：jpg透明貼圖格式：tga模型格式：MAX、

2、X、XPL2加載文件格式：shp平臺(tái)文件格式：fly2、模型內(nèi)容及分類(lèi)城市建模主要包括建筑物模型和場(chǎng)景模型。2.1、建筑物模型的內(nèi)容及分類(lèi)建筑物模型應(yīng)包括下列建模內(nèi)容：各類(lèi)地上建筑物，包括：建筑主體及其附屬設(shè)施。含圍墻、臺(tái)階、門(mén)房、牌坊、外墻廣告、電梯井、水箱以及踢腳、散水等。各類(lèi)地下建筑物，包括：地下室、地下人防工程等。其他建（構(gòu)）筑物，包括：紀(jì)念碑、塔、亭、交通站廳、特殊公益建（構(gòu)）筑物以及水利、電力設(shè)施等。 全市建筑物模型分為精細(xì)模型（精模），中等復(fù)雜模型（中模），體塊模型（白模）。市全市范圍主要大街、名勝古跡、標(biāo)志性建筑等用精模表示，一般建筑物用中模表示，城中村、棚戶區(qū)等用白模表示。2

3、.1.1、精細(xì)復(fù)雜度模型 （精模）2.1.1.1、定義：精細(xì)模型為，能準(zhǔn)確表現(xiàn)建筑物的幾何實(shí)體結(jié)構(gòu)，能表現(xiàn)建筑物的諸多細(xì)節(jié)，對(duì)部分重要建筑景觀進(jìn)行重點(diǎn)準(zhǔn)確制作表現(xiàn)的模型制作方式。2.1.1.2、一般制作范圍：城市中主干道兩旁的主要建筑物、主干路十字路口的主要建筑，電信、移動(dòng)、金融中心大樓， 火車(chē)站， 重點(diǎn)政治、經(jīng)濟(jì)、文化、體育中心區(qū)建筑，包括標(biāo)志性建筑物，城市中知名度高的名勝古跡、地標(biāo)性建筑（如大雁塔、鐘樓等）。2.1.1.3、制作方式：精細(xì)制作，不僅能反映實(shí)際建筑的大小，整體結(jié)構(gòu)，而且能反映建筑物的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。貼圖效果好，帶光影效果。用戶看上去感覺(jué)就是實(shí)際的建筑、真實(shí)度高。2.1.2、中等復(fù)雜

4、度模型（中模）2.1.2.1、定義：為了保證大規(guī)模數(shù)字城市在平臺(tái)上流暢運(yùn)行，并能準(zhǔn)確表現(xiàn)建筑物的幾何實(shí)體結(jié)構(gòu)，在不影響建筑物真實(shí)性幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以忽略部分實(shí)體結(jié)構(gòu)，對(duì)部分建筑景觀進(jìn)行簡(jiǎn)單制作表現(xiàn)的模型制作方式。2.1.2.2、一般制作范圍：城市中非主干道兩旁的主要建筑物、城市臨街小區(qū)居民樓和其他一些非重點(diǎn)建模的建筑物。2.1.2.3、制作方式：簡(jiǎn)單制作，只需能反映實(shí)際建筑的大小，整體結(jié)構(gòu)，色調(diào)。一般情況下主要用于反映整體建筑特色，多用于陪襯作用，用戶看上去能第一感覺(jué)是實(shí)際的建筑。2.1.3、體塊模型（白模）2.1.3.1、定義：為了保證城市三維模型的整體性、全面性，忽略建筑物的細(xì)部結(jié)構(gòu)、

5、突出建筑物外輪廓和屋頂大體感覺(jué)，對(duì)建筑體進(jìn)行簡(jiǎn)單制作表現(xiàn)的模型制作方式。2.1.3.2、一般制作范圍：一般為城中村，非臨街居民區(qū)的成片居民樓，風(fēng)格類(lèi)似的成片建筑和其他一些不重要的建筑物密集區(qū)域。2.1.3.3、制作方式：簡(jiǎn)單制作，只需能反映實(shí)際建筑的大小，粗略外貌。一般反映建筑物大小、高度、白盒子加簡(jiǎn)單屋頂，多用于陪襯作用，用戶看上去能第一感覺(jué)是建筑物。2.2、場(chǎng)景模型的內(nèi)容場(chǎng)景模型包括交通設(shè)施模型、綠化模型、水系模型和其他模型。2.2.1、交通設(shè)施模型應(yīng)包括下列建模內(nèi)容： 公路、城市道路、廠礦道路、林區(qū)道路、鄉(xiāng)村道路及地下通道等。 軌道交通及橋梁，包括：鐵路、輕軌、地鐵；高架橋、人行天橋、公

6、鐵兩用橋、支座、引橋、欄桿、拉索等。 道路附屬設(shè)施包括：道路交通標(biāo)志和標(biāo)線、路沿、綠化隔離帶、柵欄、頂篷、路燈等。 2.2.2、綠化模型應(yīng)包括下列內(nèi)容： 在公路或道路兩旁成行栽植的行道樹(shù)。 在道路、社區(qū)、公園、庭院的景觀樹(shù)和綠地。 2.2.3、水系模型應(yīng)包括下列內(nèi)容：區(qū)域內(nèi)的水面、河床、碼頭、河堤、護(hù)欄、防洪墻（堤）和過(guò)水橋等。2.2.4、其他模型包括下列內(nèi)容： 城市雕塑，包括城市中各類(lèi)裝飾雕塑。 城市休息設(shè)施，包括座具、傘與座椅、步廊、路亭等。 城市衛(wèi)生設(shè)施，包括垃圾箱、公共廁所、飲水及清洗臺(tái)等。 城市信息和通訊設(shè)施，包括電話亭、郵箱、環(huán)境標(biāo)識(shí)、看板（即告示板和宣傳欄的統(tǒng)稱）、計(jì)時(shí)裝置、電子

7、信息查詢器等。 城市娛樂(lè)休閑設(shè)施，包括游戲設(shè)施、娛樂(lè)設(shè)施、戶外健身設(shè)施等。 城市照明設(shè)施，包括道路照明、裝飾照明等。3、模型的制作規(guī)范模型應(yīng)符合下列總體要求： 模型在滿足視覺(jué)效果的情況下，宜盡量減少模型的幾何面數(shù)。 模型的基底、立面輪廓結(jié)構(gòu)與高度應(yīng)準(zhǔn)確，紋理拼接應(yīng)過(guò)渡自然。 紋理應(yīng)對(duì)玻璃、大理石、鋁塑板等材質(zhì)的重要特征予以表達(dá)。模型以現(xiàn)狀照片為準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)合理。3.1、精模的制作和貼圖規(guī)范：建筑的尺寸和比例要準(zhǔn)確，制作場(chǎng)景中的單體時(shí)，精模的基底輪廓線應(yīng)基于1:1000或1:500比例尺地形圖中建筑物的基底輪廓線直接生成，并與地形圖保持一致。真實(shí)精確表現(xiàn)建筑物的外觀，在不影響建筑物真實(shí)性幾何結(jié)構(gòu)的基

8、礎(chǔ)上，部分非常精細(xì)的細(xì)部實(shí)體結(jié)構(gòu)允許被忽略。立體屋頂、凹凸的陽(yáng)臺(tái)、一樓突出門(mén)廳等幾何結(jié)構(gòu)不能被忽略，不能用貼圖代替，需要用幾何實(shí)體來(lái)表現(xiàn)，屋頂貼圖要求清晰美觀，可以采取非真實(shí)的材質(zhì)庫(kù)中的貼圖來(lái)表現(xiàn)。使用的紋理材料應(yīng)與建筑外觀保持一致，反映出紋理的實(shí)際圖案、顏色、透明度等，區(qū)別出磚、木頭、玻璃等不同質(zhì)地。紋理中不得含有建模物體以外的物體，物體的立面及屋頂變化細(xì)節(jié)應(yīng)清晰可辨。技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（單個(gè)精細(xì)模型）：任何一個(gè)維度超過(guò)1米的結(jié)構(gòu)特征均應(yīng)進(jìn)行幾何建模；與實(shí)際物體誤差不得超過(guò)0.2m；與建筑物高度差不得超過(guò)1m；甲方提供真實(shí)高度的，應(yīng)嚴(yán)格按提供的建筑物真實(shí)高度建模，控制高度。三角面數(shù)1500 以內(nèi)；

9、貼圖單邊象素?cái)?shù)<1024；格式j(luò)pg（透明貼圖要求為帶透明通道的tga格式）；3.2、中模的制作和貼圖規(guī)范：中模的基底輪廓線應(yīng)基于1:1000或1:500比例尺地形圖中建筑物的基底輪廓線直接生成，并與地形圖保持一致。準(zhǔn)確表現(xiàn)建筑物的幾何實(shí)體結(jié)構(gòu)，在不影響建筑物真實(shí)性幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，部分實(shí)體結(jié)構(gòu)允許被忽略。一般為城市居民小區(qū)樓和其他一些非重點(diǎn)建模的建筑物。小區(qū)居民樓坡屋頂、平屋頂、穹頂?shù)任蓓斀Y(jié)構(gòu)形式，立體屋頂幾何結(jié)構(gòu)不能被忽略，其他一些小的角頂、凹凸的陽(yáng)臺(tái)，一樓突出的門(mén)廳等幾何結(jié)構(gòu)允許采用貼圖來(lái)表現(xiàn)，但所有貼圖均要求比較清晰美觀。技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（單個(gè)精細(xì)模型）：與實(shí)際物體誤差不得超過(guò) 0.

10、5m；與建筑物高度差不得超過(guò)1m；甲方提供真實(shí)高度的，應(yīng)嚴(yán)格按提供的建筑物真實(shí)高度建模，控制高度。三角面數(shù)500 以內(nèi)；貼圖單邊象素?cái)?shù)<512；格式j(luò)pg（透明貼圖要求為帶透明通道的tga格式）；單個(gè)一組輸出的.X 文件和其調(diào)用的所有貼圖總數(shù)據(jù)量不超過(guò)400K；3.3、白模的制作和貼圖規(guī)范：白模的基底輪廓線應(yīng)基于1:1000或1:500比例尺地形圖中建筑物的基底輪廓線直接生成，并與地形圖保持一致?？梢罁?jù)建筑物基底的幾何形狀及建筑高度，通過(guò)拉伸等方法制作模型，貼圖可用現(xiàn)成紋理庫(kù)近似紋理，能表現(xiàn)建筑風(fēng)格和大體外貌輪廓。一般為城中村，非鄰街居民區(qū)的成片居民樓，風(fēng)格類(lèi)似的成片建筑和其他一些不重要

11、的建筑物密集區(qū)域。大致表現(xiàn)屋頂風(fēng)格，貼圖均要求比較清晰美觀。技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（單個(gè)精細(xì)模型）：與建筑物高度差不得超過(guò)1m；甲方提供真實(shí)高度的，應(yīng)嚴(yán)格按提供的建筑物真實(shí)高度建模，控制高度。三角面數(shù)50 以內(nèi)；貼圖單邊象素?cái)?shù)<256；格式j(luò)pg（透明貼圖要求為帶透明通道的tga格式）；單個(gè)一組輸出的.X文件和其調(diào)用的所有貼圖總數(shù)據(jù)量不超過(guò)50K；4、未拍攝到的區(qū)域模型處理方式由于當(dāng)?shù)氐暮芏嘁馔庖蛩?，一些建筑物無(wú)法拍攝其具體情況，可以根據(jù)已有的圖片、矢量數(shù)據(jù)、影像圖進(jìn)行合理的制作。5、數(shù)據(jù)生產(chǎn)原則5.1、準(zhǔn)確性原則：所制作的不同等級(jí)模型的精度（平面、高度、結(jié)構(gòu)）應(yīng)滿足相應(yīng)等級(jí)的精度要求。5.2、合

12、理性原則：模型等級(jí)的劃分要合理，模型的貼圖紋理要協(xié)調(diào)，不同類(lèi)型模型之間的空間關(guān)系符合現(xiàn)狀。5.3、一致性原則：模型和紋理的命名與編碼方案一致。6、紋理的制作流程6.1、紋理的制作在照片拍攝時(shí)由于空間視角的影響，拍攝的照片中的建筑物會(huì)出現(xiàn)傾斜、局部結(jié)構(gòu)不能完全反映、高處或遠(yuǎn)處的部分模糊或出現(xiàn)霧狀等現(xiàn)象，這樣的照片糾正處理后也會(huì)出現(xiàn)上下左右的結(jié)構(gòu)尺寸大小長(zhǎng)短不一，不能直接使用。為了能夠真實(shí)反映建筑物結(jié)構(gòu)大小、比例和色彩的真實(shí)性。在同一建筑物中，以效果最佳的照片為基礎(chǔ)，依次以單元、層、立面為順序進(jìn)行制作。具體如下：6.1.1、單元圖片制作。單元圖片包括門(mén)窗、飄窗、陽(yáng)臺(tái)等能夠代表一類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)部件的圖片

13、和局部墻面圖片。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)部件單元，從照片中裁切出一單元圖片，進(jìn)行糾正和處理，處理后的圖片必須正視并且效果要好，同時(shí)不能參雜其他部分；對(duì)于墻面單元，在拍攝的局部墻面照片中，選取清晰度和色彩相對(duì)較好的部分進(jìn)行裁切，裁切時(shí)必須保證圖片在平鋪時(shí)不會(huì)出現(xiàn)拼接縫的問(wèn)題。然后進(jìn)行糾正，使糾正后的圖片正視。6.1.1.1、 層圖片制作。層圖片主要是指包含結(jié)構(gòu)性單元的單樓層圖片，在一個(gè)結(jié)構(gòu)面上是重復(fù)的。它由結(jié)構(gòu)性單元圖片和墻面單元圖片根據(jù)實(shí)際比例拼接而成。拼接后的層圖片必須能夠真實(shí)反映該樓層整體特征，對(duì)于精細(xì)模型來(lái)說(shuō)要能反映它的局部特征（如：門(mén)窗的陰影）6.1.1.2、 立面圖片制作。立面指的是具有多個(gè)相同

14、層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)面。它由層圖片根據(jù)結(jié)構(gòu)面的層數(shù)和層的大小進(jìn)行拼接而成。拼接成的立面圖片能夠真實(shí)反映該結(jié)構(gòu)面上的建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)不能出現(xiàn)拼接縫。6.1.2、紋理大小為保證模型數(shù)據(jù)量不宜過(guò)大，計(jì)算機(jī)的讀取效率相對(duì)高效，并兼顧紋理圖片效果的前提下，最終的貼圖紋理長(zhǎng)寬像素尺寸應(yīng)為2的n次冪，最大不宜超過(guò)1024*1024。具體如下：6.1.2.1、 單元圖片像素大?。簩?duì)于組成層圖片的結(jié)構(gòu)性單元圖片像素大小不做硬性規(guī)定，在保證圖片效果和實(shí)際比例的情況下可以盡量的小，以免增加存儲(chǔ)量。6.1.2.2、 層圖片像素大?。簩訄D片反映的是一層樓的紋理，一層住宅樓的高度大概在3（商鋪4-5）米左右。首先圖片的長(zhǎng)寬像素比要

15、和實(shí)際相應(yīng)建筑物部分一致，在此基礎(chǔ)上層圖片像素大小在高度上以256為宜，寬度上最大不超過(guò)1024。 6.1.2.3、 立面圖片像素大?。涸谫N圖時(shí)主要以層圖片和單元圖片進(jìn)行貼圖，盡量不以立面圖片為單位進(jìn)行貼圖。對(duì)于無(wú)法避免的情況，在保證圖片效果的前提下盡量的小。6.1.2.4、 在設(shè)置同一建筑物同一樓層不同結(jié)構(gòu)面圖片時(shí)，在裁切和設(shè)置圖片像素大小時(shí)要保證相鄰結(jié)構(gòu)面在紋理上保持無(wú)縫拼接。6.1.2.5、 制作好的標(biāo)準(zhǔn)紋理以JPG格式進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)質(zhì)量級(jí)別以8為宜。對(duì)用于精細(xì)模型的圖片可設(shè)置為9。6.2、標(biāo)準(zhǔn)紋理應(yīng)避免以下情況：有問(wèn)題的圖片：6.2.1、紋理有嚴(yán)重的污垢的。6.2.2、紋理上的門(mén)、窗等

16、構(gòu)件不具備普遍性的。6.2.3、紋理的視角非正視角度的。6.2.4、紋理模糊或失真的。6.2.5、同一紋理內(nèi)相同外立面色彩不一致的。合格的圖片如下：7、頂部紋理統(tǒng)一規(guī)范頂部紋理需要與建筑物的方向一致，普通建筑物的瓦片統(tǒng)一只用貼圖庫(kù)中的瓦片紋理，瓦片的UV使用mapscaler工具，scale屬性添加數(shù)值1，特殊情況需要重新制作瓦片需要申請(qǐng)模型制作負(fù)責(zé)人。如下圖所示：8、三維建模作業(yè)流程8.1、 確定建模的區(qū)域范圍，依照模型編碼規(guī)范進(jìn)行三級(jí)區(qū)域劃分，對(duì)各分區(qū)進(jìn)行編碼設(shè)定，進(jìn)行內(nèi)業(yè)的模型分級(jí)劃分。準(zhǔn)備好外業(yè)用的矢量和影像紙圖。8.2、 外業(yè)拍照8.3、 對(duì)目標(biāo)建筑物進(jìn)行拍照，以備建模作業(yè)人員使用。

17、8.4、 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備8.5、 1:1000或1:500地形圖中帶建筑物高差的二維矢量圖數(shù)據(jù)。8.6、 1:1000或1:500三維采集矢量圖形數(shù)據(jù)文件。8.7、 目標(biāo)建筑物的各個(gè)角度一組照片（帶建筑物編號(hào)）。8.8、 用以上數(shù)據(jù)和影像圖，作為確定三維模型平面坐標(biāo)位置、結(jié)構(gòu)、范圍大小的依據(jù)。8.9、 內(nèi)業(yè)建模人員用3DMAX或Sketchup進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模。8.10、 用photoshop進(jìn)行紋理處理，在3DMAX中進(jìn)行模型貼圖。8.11、 導(dǎo)出中間格式文件，導(dǎo)入到目標(biāo)系統(tǒng)中。9、項(xiàng)目模型坐標(biāo)。模型制作過(guò)程中使用真實(shí)坐標(biāo)制作，MAX模型的坐標(biāo)需與矢量底圖數(shù)據(jù)相吻合。10、數(shù)據(jù)檢查對(duì)提供的烘焙前最終的3DMAX模型數(shù)據(jù)文件和系統(tǒng)相應(yīng)格式數(shù)據(jù)文件進(jìn)行檢查，檢查的具體要求如下：10.1、 建筑物模型必須嚴(yán)格按照編碼命名制作，禁止隨意修改；10.2、 紋理尺寸應(yīng)為2的n次冪，不宜超過(guò)1024×1024像素；10.3、 模型數(shù)據(jù)應(yīng)統(tǒng)一以“米”為計(jì)量單位；10.4、 模型不得有漏縫、共面、廢點(diǎn)等現(xiàn)象；10.5、 建筑物模型高度必須和所提供的地形圖一致；10.6、 建筑物模型位置必須和所提供的地形圖一致；10.7、 建筑物模型輪廓必須與地形圖一致；1：500圖范圍內(nèi)的建筑物，內(nèi)多邊形為建