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三维动画建模的关键技术

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发布日期: 2017-12-26 来源; 作者; ZhangR
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三维动画建模的关键技术

  快速、高效地获取并更新维护城市三维模型数据是当前三维建模技术研究的热点。按数据采集方式和建模手段,城市三维建模技术可分为以下几类。

(1)基于CAD的建模技术
  在制作城市精细模型方面,以3Ds Max为代表的基于CAD的建模技术具有较大优势,它可以大比例尺地形图CAD数据为基础进行三维模型制作,模型纹理图片用数码相机拍照,在经过照片纠正处理后进行模型贴图。基于CAD的建模方法可主要用于城市建筑和景观等模型的制作。利用该技术可以建立非常逼真的、高精度的三维建筑模型,尽管存在成本高、效率低等问题,但在一段时间内它仍将是三维建筑模型构建的主要技术手段。 

(2)激光扫描建模技术
  激光扫描三维建模技术主要有两种:一是机载激光扫描技术(LiDAR)。该技术可快速获取数字地面模型(DTM)、数字表面模型(DSM),并可用于地形测图。配以高精度数码相机,可同时完成地表纹理的采集,是数字城市三维建模高效的数据获取方式。目前,该技术研究的重点集中在如何提高自动化建模程度方面。该技术是一种非常有发展前景的高效的城市三维建模技术,有可能成为未来三维城市数据生产的主流技术。二是地面激光扫描三维建模技术。该技术通过对单个空间对象进行激光扫描形成三维点云和纹理采集,再通过后期处理形成三维模型。其优点是可快速获取单体几何信息,建模成果精度非常高,特别适合不规则空间物体建模。广州市“数字详规”项目中利用激光扫描技术完成了包括五羊雕塑、利通广场等复杂场景的三维建模,取得了较好的效果。

(3)基于摄影测量的城市三维建模技术
  该技术主要有两类:一是基于机载摄影测量系统。它是通过立体像对来实现测区三维景观的真实重现,其优点是可快速重建测区范围内所有建筑三维模型、地形地貌三维景观。二是基于近景摄影测量三维建模技术。该技术从三维信息获取的速度、可靠性及灵活性上来说,能够满足绝大多数的实际需求。但是,其效果在很大程度上依赖于三维建模算法的设计,而且算法大都比较复杂,需要较多的计算资源。

(4)移动测量技术
  采用移动测量系统搭配高分辨率LiDAR以及数码相机可沿道路进行三维数据采集。该系统采集数据效率高,数据精度好,数据成果全面。    

(5)照片建模技术
  近几年,许多国内外研究机构在进行三维信息获取时,在系统中使用了包括转台、数码相机在内的普通设备,以期在实验条件下灵活、快速、精确、廉价地得到空间物体的三维模型。在这些系统中,数码相机或者摄像机都是固定的,通过旋转转台,得到待建模型对象的图像序列或视频。基于图像的三维建模方法可以根据处理信息的类型对其进行分类:一是基于侧影轮廓的建模方法;二是是利用阴影信息来得到模型;三是使用场景的颜色信息。

(6)三维组件式自动建模技术。
  三维组件式自动建模技术一般应用于模型精度要求不高的环境,比如城市盒子模型、地下管线、交通设施、市政设施等等,这些模型往往具有一定的相似性或可描述性。该方式主要是通过自动化的计算机算法来实现快速建模、可节约大量的人工建模成本和时间成本,对系统硬件要求也相对较低。 


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