2013-2014学年湖南城市学院实验室开放项目实验报告

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1、湖南城市学院实验室开放项目实验报告项目名称：益阳市城区三维建模参与学生：谢家豪、汤小林、罗成、熊得祥、冯豁朗指导教师：吴德华所属学院：市政与测绘工程学院II目录1三维城区三维场景创建思路62城区建模的设计原则63城区建模的设计流程74三维城区建模74.1场景制作前的准备工作84.2三维城区场景制作85灯光设置与烘焙146系统架构设计157功能设计168三维城区系统功能的实现16II1三维城区三维场景创建思路整个三维城区建模采用3DSMax进行制作，先将城区的CAD地图导入3DSMax中，根据实际情况对建筑物轮廓线进行编辑，使其符合建模的要求。再用挤出修改器生成立体模型，将立体模型转化为

2、可编辑多边形对不合理的地方进行进一步的修改，最终符合与现实建筑物相似的三维城区模型。2城区建模的设计原则城区中最重要的建模主体就是建筑物，而且数量较多，为了更好地完成城区内建筑物的建模任务，可以根据实际情况确定如下设计原则：（1）做简模：尽量模仿游戏场景的建模方法，如果模型面数太多会导致运行速度急剧降低，甚至无法运行；（2）尽量保证模型的三角网格面为等边三角形，不要出现长条形，长条形的面不利于实施渲染，甚至会出锯齿与纹理模糊等现象；（3）模型数量不要太多，模型太多会增加物体的烘焙数量和时间，降低运行速度等；（4）删除或不要创建看不见的面；（5）可贴图来表现复杂的造型，以获得更好的效果和

3、更高效的运行速度，如树木，浮雕等。建模过程中恰到好处的建模方式十分重要，合适的选择不但可以实现更加真实的效果，而且可使对环境建模的复杂度大幅降低，提高视图效果。若模型建得很精细，那么它的面数也会相应的增加，纹理素材也会更多，他的视图效果会更好，但会大大降低运行速度，甚至无法运行。若模型建得太简单，运行速度虽然快但效果不好，系统也是不理想的。所以根据电脑软硬件配置选择合适的建模方法和合适的精细程度是很重要的。3城区建模的设计流程三维城区场景建模的基本流程图如图1所示。13开始场景制作准备工作对场景中的各种物体进行建模PS图像处理多维子材质贴图结束添加灯光烘焙图1虚拟城区场景建模的基本流程

4、图4三维城区建模制作出一个让人身临其境的三维城区，除了在实际场景中进行一些必要的数据的采集之外，还必须把得到的数据进行进一步的处理，确定模型之间的比例关系，然后在进行场景建模。在建立三维场景时先用CAD处理地形数据和地面数据分别提取等高线、建筑物、附属物等数据，将等高线导入3DSMAX生成地形，将建筑物及附属物数据导入3DSMAX生成三维建筑模型，用PhotoShop处理用照相机获取的建筑物表面纹理，将处理好的纹理贴到建筑物三维模型上，再设置灯光进行烘焙，生成三维城区场景。4.1场景制作前的准备工作（1）确定建模要素与规格13整个虚拟城区系统在建模和实现系统之前要做相当多的准备工作，在

5、准备工作进行的时候要注意以下细节：①确定建模对象。确定整个三维城区系统中将会出现的各种物体，如建筑、植物、路灯等。②给所有的物体分类编号。因为虚拟城区系统中的模型过多，命名混乱会给后期的整合造成困扰，模型的贴图的命名也应与模型相应，为了避免各个模型的材质弄混淆和材质丢失，所以需要在建立模型的时候给模型按编号命名。③明确物体尺寸设置系统单位。明确物体尺寸设置系统单位能够避免在后面的制作过程中出现垃圾桶比人高或教学楼高耸入云的情况，同时也要结合地形图中的数据进行统一确定各种建筑的规格。（2）收集数据三维城区是对城区的真实场景进行抽象，建模必须以城区中的实景为基础，因此要对整个城区环境进行仔

6、细的观察和测量，将与实体相关的数据进行采集、分类和存储，以保证在此基础上实现的建模效果准确而逼真。①收集城区平面图、CAD地形图等数据。②采集纹理数据,使用数码相机采集物体的表面纹理，同时注意相机的像素要足够高，避免处理后的贴图清晰度不够，达不到理想中的效果。要尽量避免照出来的照片倾斜，后期处理的时候也会容易点，当然对有些不好取景的物体例如植物可以到网上下载相关的材质。③获取学校地面影像数据。4.2三维城区场景制作（1）AutoCAD处理城区CAD地形图用AutoCAD提取系统需要地形数据并进行处理，先对高程点数据检查有无错漏，对错漏的高程点进行删改，再用高程点生成等高线。检查等高线是

7、否符合实际情况，再提取等高线，为后面制作地形准备数据。用AutoCAD对收集的城区平面图进行处理，首先根据其他数据，自己对学校的了解或实地考察来检查数据有无错漏，在确保数据正确的前提下对平面数据进行分类提取，如建筑物层、道路层、附属物层等，为后面用3DSMAX建模准备数据。（2）用3DSMAX建立三维模型首先在3DSMAX中为整个虚拟模型确定统一的单位，将从CAD中提取的等高线导入3DSMAX中，在导入选项对话框的“几何体”标签下“按以下项导出