三維動畫建模的關鍵技術

閱讀次數 [975] 發布時間 :2018-06-19

　　快速、高效地獲取并更新維護城市三維模型數據是當前三維建模技術研究的熱點。按數據采集方式和建模手段，城市三維建模技術可分為以下幾類。

　　（1）基于CAD的建模技術

　　在制作城市精細模型方面，以3Ds Max為代表的基于CAD的建模技術具有較大優勢，它可以大比例尺地形圖CAD數據為基礎進行三維模型制作，模型紋理圖片用數碼相機拍照，在經過照片糾正處理后進行模型貼圖。基于CAD的建模方法可主要用于城市建筑和景觀等模型的制作。利用該技術可以建立非常逼真的、高精度的三維建筑模型，盡管存在成本高、效率低等問題，但在一段時間內它仍將是三維建筑模型構建的主要技術手段。

　　（2）激光掃描建模技術

　　激光掃描三維建模技術主要有兩種：一是機載激光掃描技術（LiDAR）。該技術可快速獲取數字地面模型（DTM）、數字表面模型（DSM），并可用于地形測圖。配以高精度數碼相機，可同時完成地表紋理的采集，是數字城市三維建模高效的數據獲取方式。目前，該技術研究的重點集中在如何提高自動化建模程度方面。該技術是一種非常有發展前景的高效的城市三維建模技術，有可能成為未來三維城市數據生產的主流技術。二是地面激光掃描三維建模技術。該技術通過對單個空間對象進行激光掃描形成三維點云和紋理采集，再通過后期處理形成三維模型。其優點是可快速獲取單體幾何信息，建模成果精度非常高，特別適合不規則空間物體建模。廣州市“數字詳規”項目中利用激光掃描技術完成了包括五羊雕塑、利通廣場等復雜場景的三維建模，取得了較好的效果。

　　（3）基于攝影測量的城市三維建模技術

　　該技術主要有兩類：一是基于機載攝影測量系統。它是通過立體像對來實現測區三維景觀的真實重現，其優點是可快速重建測區范圍內所有建筑三維模型、地形地貌三維景觀。二是基于近景攝影測量三維建模技術。該技術從三維信息獲取的速度、可靠性及靈活性上來說，能夠滿足絕大多數的實際需求。但是，其效果在很大程度上依賴于三維建模算法的設計，而且算法大都比較復雜，需要較多的計算資源。

　　（4）移動測量技術

　　采用移動測量系統搭配高分辨率LiDAR以及數碼相機可沿道路進行三維數據采集。該系統采集數據效率高，數據精度好，數據成果全面。

　　（5）照片建模技術

　　近幾年，許多國內外研究機構在進行三維信息獲取時，在系統中使用了包括轉臺、數碼相機在內的普通設備，以期在實驗條件下靈活、快速、精確、廉價地得到空間物體的三維模型。在這些系統中，數碼相機或者攝像機都是固定的，通過旋轉轉臺，得到待建模型對象的圖像序列或視頻。基于圖像的三維建模方法可以根據處理信息的類型對其進行分類：一是基于側影輪廓的建模方法；二是是利用陰影信息來得到模型；三是使用場景的顏色信息。

　　（6）三維組件式自動建模技術。

　　三維組件式自動建模技術一般應用于模型精度要求不高的環境，比如城市盒子模型、地下管線、交通設施、市政設施等等，這些模型往往具有一定的相似性或可描述性。該方式主要是通過自動化的計算機算法來實現快速建模、可節約大量的人工建模成本和時間成本，對系統硬件要求也相對較低。

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