xx三维仿真模型数据制作技术手册.doc
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1、 x市三维仿真模型数据制作技术手册附件3x市三维仿真模型数据制作技术手册x市住房和城乡规划建设局2015年10月目录1引言11.1编写目的11.2编写内容11.3制作软件及相关工具12三维模型要求22.1坐标系与单位要求22.2材质设置要求22.3纹理设置要求22.4贴图要求32.5光效要求33三维建模总体流程43.1总体流程43.2建模原则与思路53.3数据采集与处理63.3.1素材采集63.3.2数据预处理63.4地形模型制作63.4.1内容203.4.2制作流程203.5建筑类模型制作63.5.1内容63.5.2制作流程73.6植被模型制作243.6.1内容243.6.2制作流程243.
2、7规划控制数据模型制作273.7.1内容273.7.2制作流程283.8其他模型制作293.8.1内容293.8.2制作流程303.9数据输出与转换323.9.1数据输出323.9.2数据转换363.10数据检测373.10.1工具使用方法37II x三维仿真模型数据制作技术手册1 引言1.1 编写目的本建模制作流程编写目的是指导系统开发建模人员和今后扩充或更新该系统模型数据库的技术人员进行建模工作和模型数据规整工作。适用读者:系统分析人员、系统开发者、建模人员和扩充或更新该系统模型数据库的技术人员。1.2 编写内容本技术要求主要包括三维仿真模型的建模要求、总体流程、各类模型的制作与输出及相关
3、注意事项。1.3 制作软件及相关工具三维模型数据制作是一个复杂的过程,根据系统与采集数据的不同,主要有以下几个:n AutoCAD2007或以上版本(用于原始数据整理);n 3Dmax9.0(用于三维模型数据制作);n Photoshop(用于贴图纹理制作);n MakeXPL工具(用于数据打包入库)。为方便制作管理,还提供以下所用到的max9版本的插件与脚本:n PandaDXExport.dle转换插件(max的转换插件,用于输出*X格式模型);n X批量输出脚本(max的批量输出脚本,用于批量输出X文件以及记录物体名称、XYZ坐标的*TXT文件);n 烘焙后返贴脚本(用于物体烘焙后贴图的
4、批量规范化处理)。2 三维模型要求2.1 坐标系与单位要求场景制作时一般采用x市本地83独立坐标系建模,以“米”为单位,所有模型应在统一的坐标系下,模型的坐标位置和高程数据应准确无误。2.2 材质设置要求 每个物体对应一个标准材质球,材质球为英文与数字组合并与贴图名称一一对应,开头为英文字母,不能有中文与异字符,场景内材质球不能重名; 一般模型的材质不勾选双面。对于带有透明贴图的物体选择双面建模,如栏杆、树木等; 带通道的贴图用TGA格式,名称为*_alpha.tga。不允许设置glossness;透明贴图要在opacity上加; Ambient: 设置为默认颜色; Diffuse: 设置为默
5、认颜色。2.3 纹理设置要求 在材质的贴图参数的Coordinates一栏中的参数都禁止改动。用UVW Map修改器调整平铺参数; 不能使用Cropping/placement中的apply选项; 物体的贴图和uvw坐标的通道都设为1。2.4 贴图要求 贴图象素大小为2的n次方,正方形或长方形均可,如256x512、128x128、512x256、512 x512、1024x1024等。上限1024x1024,下限16x16贴图清晰,表现内容真实,有层次; 贴图应与几何模型细节层次相匹配; 贴图格式为JPG与TGA(带通道的贴图),全部的面都用贴图,即使是单色的面也不要用RGB值; 为保证贴图
6、清晰,大的面不要用一张贴图,将大的面拆分。当单栋建筑单面纹理贴图2048才能保证沿街建筑的纹理清晰度,必须对模型和贴图进行分割处理,同时分割后的建筑单面纹理最大为1024*1024,以保证建筑纹理的清晰度; 贴图做到横平竖直; 贴图干净,不可混有人、车、植物、电线杆、电线等; 为保证贴图表现真实,每张做完的贴图要经过亮度/对比度,色相饱和度,色阶等调图像调整。2.5 光效要求 地形模型不需要烘焙 建筑模型需要进行全要素completemap烘焙 植被模型不需要烘焙 规划控制数据模型不需要烘焙 其他模型按需进行completemap烘焙模型的灯光方向必须要和系统的大场景保持一致性,灯光参数与数值
7、报建方可根据自身方案特点调整,但不能改变主光源方向与角度。灯光文件请用“灯光”文件夹下的“x灯光.max”。因为此灯光是通过vary插件渲染的,附带2.0版本的vary灯光插件安装,适用于max9的安装。3 三维建模总体流程3.1 总体流程三维模型数据是系统建设的基础,也是各种应用和分析的依据。三维模型数据制作具有严格、规范的数据制作标准,和成熟、完善的数据制作工艺。总体流程如下图:MakeXPL3Dmax、pscad与PS 输出与入库数据制作数据采集与处理 其中,数据制作是本技术手册重点介绍的内容,其流程主要如下图:3.2 建模原则与思路三维模型数据制作的总原则是在保证建模元素基本特征与模型
8、效果的前提下,以尽可能少的三角形面片数量构造建筑物的三维模型。获取成简化模型与立面纹理常规三维模型3.3 数据采集与处理3.3.1 素材采集1. 地形图数据采集地形图包括道路、房屋、水系、绿地、铺地等轮廓线和地形等高线,其中房屋需包含层数属性信息,道路包含道路名称等信息。2. 建筑物规划方案素材采集建筑物规划设计方案建模,需要采集的资料有:1) 规划设计方案总平面图;2) 各群体、单体建筑方案的平面图、立面图、效果图。3.3.2 数据预处理1. 地形数据预处理地形图CAD数据道路、绿化带、房屋特征检查是否是闭合线框,处理成闭合线框。把多余标注点与线去掉。2. 规划方案素材预处理规划方案在效果图
9、满足精度要求的情况下,将效果图处理为规划方案的贴图。以下将分章节重点介绍三维模型数据的制作过程,根据模型类型与制作的不同,主要分为建筑模型、地形模型、植被模型、规划控制数据模型和其他模型五大类。3.4 建筑类模型制作3.4.1 内容建筑类模型主要分为体块模型和标准模型两类,其中体块模型包括地块范围内的建筑,标准模型主要包括地块范围内的建筑及其附属设施,如围栏、牌楼等,其精度根据需求进行建模。3.4.2 制作流程模型造型转换入库模型烘焙数据采集与处理数据采集与处理在前面章节已有叙述,本节不再重复。3.4.2.1 体块模型3.4.2.1.1 模型造型体块模型的基底轮廓线应基于1:500、1:100
10、0、1:2000等比例尺地形图中建筑物的基底轮廓线直接生成,并与地形图保持一致,具体操作如下:1. 导入cad建筑轮廓线,CAD导入时的单位应与3D Max的系统单位一致(单位为“米”),确保空间坐标准确无误。2. CAD导入MAX之后,坐标离原点(0,0)太远,max中的捕捉工具无法精准捕捉,所以一般将建筑坐标整体偏移一个大数(一般取整数,并记录下来),最后完成输出时再纠正或导出后编辑xls坐标文件纠正。3. 参照建筑CAD平面勾出建筑外轮廓线,以二维线(如Spline,line,arc等)为基础,画出建筑外轮廓线,再用Extrude命令拉伸出建筑实体(建筑高度设置一般是楼层数 X 3米,高
11、层商业建筑可根据需要进行自行调节,首层和裙房另算), 可以通过Extrude的Cap star和Cap end快速控制顶面和底面的显示与增删,再用poly命令进行立面上细节勾画。以此制作建筑外轮廓概略模型,表现其建筑基本外形。如下图:3.4.2.1.2 纹理贴图该步骤主要是对体块模型表面纹理的处理,纹理使用单色表示即可。1. 纹理制作利用单色图片作为纹理依据。处理如下图: 1. 纹理赋予1)材质球的设置。点击材质球,打开maps,点击Diffuse的none,双击Bitmap,选择所需图片打开。2)贴图及处理。将设置好的材质球给予物体,按下便可以在max显示贴图,然后到modifly面板中,用
12、UVW Mapping赋予物体贴图坐标,整理后如下图:3.4.2.1.3 物体命名规范建筑模型文件命名由模型类别、管理单元编码、模型编号和流水号组成,之间由下划线连接。xx_xxxxxxxxxxxxx_xx_xx 流水号 模型编号 管理单元编码 模型类别以报建模型“新城国际”方案1某一栋建筑为例,具体如下:模型类别:BO管理单元编码:20150055XCGJ1(20150055为项目编号,XCGJ为方案名称缩写,1表示“方案1”)模型属性:TK(体块缩写)流水号:01 其max模型里物体(即对应的xpl2名称)的命名如下:BO_20150055XCGJ1_TK_013.4.2.1.4 贴图命名
13、规范烘焙前贴图为英文加数字组合即可,不重名,不能有中文或异字符。贴图命名: BO_20150055XCGJ1_TK_01_01.jpg烘焙后物体的贴图名称是按照烘焙物体的名称自动生成的,这里不需另外改变名称。3.4.2.1.5 模型烘焙体块模型不需做烘焙处理。3.4.2.2 标准模型3.4.2.2.1 模型造型建筑及其附属设施三维模型可以使用3dMax来完成,优化效果图模型或根据外轮廓重建,获取建筑最简结构。由于效果图模型来源不一,结构效果不一,均需针对实际数据进行简化分析,在此不能作出统一处理叙述。以下是根据原始cad地形图(或报建)资料,进行的外轮廓建模方法介绍(效果图模型最终的简化结果也
14、可参考此效果),具体操作如下:1.导入cad建筑轮廓线,确保3D Max的系统单位与场景单位的一致(单位为米)。注意:若建筑坐标离原点(0,0)太远,max中的捕捉工具会出现无法精准捕捉问题,所以一般将建筑坐标整体偏移一个大数,最后完成输出时再纠正或导出后编辑xls坐标文件纠正。2.参照照片以及建筑CAD平面勾出建筑外轮廓线,以二维线(如Spline,line,arc等)为基础,画出建筑外轮廓线,再用Extrude命令拉伸出建筑实体(建筑高度设置一般是楼层数 X 3米,高层商业建筑可根据需要进行自行调节,首层和裙房另算), 可以通过Extrude的Cap star和Cap end快速控制顶面和
15、底面的显示与增删,再用poly命令进行立面上细节勾画。以此制作建筑外轮廓概略模型,表现其建筑基本外形,并保持特有结构和丰富的细节。如下图:注意点:n cad、max单位必须保持一致;n 物体的面避免重合,交接处不能有裂缝,整个建筑应该是闭合的;n 栏杆或商厦名称等用单片面模型表示,不用效果图的实体建模方法;n 模型中的不能有多余面,如果可以用贴图来表现复杂模型就不用模型;n 将占用大块区域的模型拆减成小模型减轻系统压力。3.4.2.2.2 纹理贴图 该步骤主要是对建筑表面纹理的处理,使其表达建筑外立面效果,包括窗户、阳台、墙面、天面屋顶、玻璃幕墙、裙楼等元素。贴图是最消耗系统资源的,纹理贴图的
16、大小、格式与数量与利用等都是优化的关键因素。1. 纹理制作利用效果图模型渲染立面或者直接利用立面图作为纹理依据。处理如下图: 2. 纹理赋予1)材质球的设置。点击材质球,打开maps,点击Diffuse的none,双击Bitmap,选择所需图片打开。2)贴图及处理。将设置好的材质球给予物体,按下便可以在max显示贴图。下图所示。不能勾选此来控制贴图范围然后到modifly面板中,用UVW Mapping赋予物体贴图坐标,整理后如下图:注意点:n 贴图的名称也只能是数字或拼音字母,不能用中文名称的贴图;n 贴图格式用JPG、TGA(带alpha通道的贴图,如栏杆、树木等);n 贴图纹理像素大小必
17、须是2的n次方,如32*32、64*64、512*512。在满足精度的情况下,采用32到512精度的贴图,尽量少采用10241024的贴图,若需要用到此像素,可根据需要采取切割贴图方式来优化。n 尽量少用零散的多贴图,因为在系统加载贴图的时候如果贴图过多会增加硬盘的交互。使用一个UV贴图会减少交互。3.4.2.2.3 物体命名规范建筑模型文件命名由模型类别、管理单元编码、模型编号和流水号组成,之间由下划线连接。xx_xxxxxxxxxxxxx_xx_xx 流水号模型编号管理单元编码模型类别以报建模型“新城国际”方案1某一栋建筑为例,具体如下:模型类别:BO管理单元编码:20150055XCGJ
18、1模型编号:01(即模型栋数编号,若总平面图未明确规定,可自定义)流水号:01 其max模型里物体(即对应的xpl2名称)的命名如下:BO_20150055XCGJ1_01_013.4.2.2.4 贴图命名规范烘焙前贴图为英文加数字组合即可,不重名,不能有中文或异字符。非透明贴图命名: BO_20150055XCGJ1_01_01_01.jpg透明贴图命名: BO_20150055XCGJ1_01_01_01_alp.tga烘焙后物体的贴图名称是按照烘焙物体的名称自动生成的,这里不需另外改变名称。 3.4.2.2.5 模型烘焙模型烘焙主要是对建筑表面光影纹理的处理,在删除原有灯光的情况下建筑仍
19、然可以有光影的效果。1. 烘焙的前提条件:1)在MAX中建好模型,模型已赋材质纹理贴图;2)设置好灯光。(灯光系统是一个复杂的环境设置,且关系到个人的主观看法,在此不展开详细叙述。制作或更新人员可利用原系统模型的同一灯光文件进行烘焙)。2. 烘焙前模型的切分为保证烘焙的贴图清晰度,需把简模切分为若干个物体(视建筑本身体量关系而定,如一栋占地500平方米面积的18层高的住宅楼,建议切分为50个物体左右再进行烘焙,切分后的模型按物体命名规范命名),如下图:切分后大概蓝色一块为一个单独的物体。(这里简模没有显示贴图是为方便查看范围,其实是带有贴图的)3. 模型烘焙全选需要烘焙的物体(不包括带ALP通
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