動態(tài)透視圖在公路設(shè)計中的初步應(yīng)用

孫佐

摘要：文章論述了在道路設(shè)計中使用動態(tài)透視圖設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，目的是為了更好的促進(jìn)我國道路事業(yè)的發(fā)展，帶動經(jīng)濟朝著更加積極有效的方向前進(jìn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字地面模型（DTM）；動態(tài)透視圖；公路設(shè)計

1 前言

所謂的透視圖，具體的講是路線電腦輔助設(shè)計體系中非常關(guān)鍵的構(gòu)成要素，其能夠確保使用人在設(shè)計的時候獲取非常精準(zhǔn)的道路形象，用來分析設(shè)計的線性品質(zhì)和他于附近條件的一致性等，而且將其當(dāng)成是變更設(shè)計的參考信息。使用優(yōu)秀的電腦輔助體系形成三維模型技術(shù)，能夠非常便捷而且及時的測評道路的設(shè)計信息，通過其漫游體系能夠確保駕乘者體現(xiàn)到在道路中運行的安穩(wěn)性等特征。該項技術(shù)可以在道路建成以前的時候就綜合的體現(xiàn)出道路的全面景致，能夠體現(xiàn)出通行的安穩(wěn)性等特點。對于道路設(shè)計等等的一些內(nèi)容也有非常顯著地意義，能夠便于負(fù)責(zé)人進(jìn)行決策。

2 體系的關(guān)鍵構(gòu)成要素

對于外業(yè)勘測活動，以往的信息關(guān)鍵是從航測等的先進(jìn)工藝的全面應(yīng)用來開展地形以及地質(zhì)要素的分析處理。對于內(nèi)業(yè)設(shè)計來講，關(guān)鍵是要是三維數(shù)字地面模型的建立、公路CAI）一體化技術(shù)及道路三維可視化技術(shù)等，而且把這些工藝融匯到一起，確?？睖y設(shè)計形成體系。

它的關(guān)鍵活動步驟涵蓋如下的一些，即對初始信息開展全方位的收集，在場地之中分析火情野外資料，使用電腦輔助設(shè)備設(shè)置三維的模型體系，渲染制作和最終合成等幾個部分。

2.1 對于初始資料的收集以及數(shù)字模型的設(shè)置活動

初始內(nèi)容關(guān)鍵的涵蓋如下的幾點，比如道路的設(shè)計信息，沿途的地形信息以及景致資料，獲取精準(zhǔn)的初始信息是得到合乎具體狀態(tài)的動態(tài)透視內(nèi)容的前提。開展透視圖的分析活動，第一要形成一個立體的框架，在設(shè)計模型的時候，一般分成兩種，一種是單一進(jìn)行模型的設(shè)計活動。還有一種是包括地形的設(shè)計。對于第一種來講，它是直接的進(jìn)到電腦的數(shù)模管控活動中，形成全新的編號內(nèi)容，然后從橫斷面數(shù)據(jù)庫及縱斷面數(shù)據(jù)庫中讀人設(shè)計公路的數(shù)據(jù)，構(gòu)網(wǎng)、建模即可；對于第二種來說，在第一種的前提之下，還應(yīng)該將其中的地形要素輸?shù)綌?shù)模里面，把道路邊界之中的地形點去掉，進(jìn)而，使用所有的點在構(gòu)網(wǎng)中得到模型。

2.2 活動原理和制作時期使用的電腦體系

針對道路自身的建?；顒觼碚f，可利用AutoCAl軟件下的二次開發(fā)軟件如維地5.6完成，通過以上構(gòu)建的數(shù)模三角網(wǎng)還可以按照n}格式輸出，該功能可以給第三方渲染軟件如3Imax渲染巨匠（ lightscape）等提供數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)。要想合理的設(shè)置模型，還應(yīng)該獲取地物以及植被等的資料，以此來形成更加的近乎具體情況的材質(zhì)庫，而處理采集的圖像資料一般可采用Photoshop， CORELDRAW等圖像編輯軟件。

設(shè)置三維形式的模型是形成該體系的關(guān)鍵內(nèi)容，任何優(yōu)秀的模型都應(yīng)該涵蓋非常綜合的三維空間，涵蓋多種要素的模型和有關(guān)的貼圖等。通過有關(guān)程序在Au-toCAD下面快速構(gòu)建公路立體模型，構(gòu)建公路立體模型可應(yīng)用相關(guān)專業(yè)軟件如：HinCADS.6、海地公路軟件、武漢捷力的公路一體化設(shè)計軟件建立。捷力平面三維動畫系統(tǒng)可以在平縱橫一體化設(shè)計完畢后根據(jù)地?；蚩v橫地面線文件及路線設(shè)計信息自動生成真實三維模型，自行的得到欄桿等結(jié)構(gòu)，隨性的設(shè)置背景內(nèi)容，直接將模型轉(zhuǎn)換到3DMAX渲染巨匠（lightscape）軟件做效果處理，最后再生成真實的三維效果圖及動態(tài)的AVI文件，很快就可以生成線路透視圖與三維全景圖，通過優(yōu)秀的虛擬現(xiàn)實工藝對其開展全方位的分析?？砂粗付窂讲シ湃S動畫，通過多種角度等來分析其設(shè)計特征，對于具體的要素開展全方位的分析。中交第二公路勘察設(shè)計研究院研制開發(fā)的公路虛擬景觀實時漫游系統(tǒng)BID-VRS，直接接受數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)產(chǎn)生的正射影像數(shù)據(jù)，將影像同數(shù)字地面模型、公路路線與互通立交三維幾何模型、公路橋梁三維幾何模型形成的綜合模型疊加，開展場地布局活動，并實時地對公路設(shè)計的虛擬景觀進(jìn)行動態(tài)漫游。其真實的圖形和道路設(shè)計有機的融匯到一起，能夠精準(zhǔn)合理的體現(xiàn)出道路的設(shè)計意義，為后續(xù)的評審和生態(tài)維護等提供優(yōu)秀的可視化的措施。

海地公路三維仿真系統(tǒng)（Hard3D）是西安海地計算機軟件開發(fā)有限公司自主開發(fā)研制的一套專門用于公路三維模型制作及動態(tài)播放的實時三維圖形生成及渲染系統(tǒng)。其有非常多的優(yōu)勢，比如運行便捷，功效高，而且圖形清楚，得到的動畫有著非常高的操作特征，能夠精準(zhǔn)合理的體現(xiàn)出設(shè)計思想，在開展動態(tài)播放活動的時候，體系可以按照一定的次序體現(xiàn)出斷面中的全部的技術(shù)要素，確保人們能夠及時的了解相關(guān)內(nèi)容，在播放的時候，使用人能夠獲取所需的圖畫，而且將其有效的儲存，用來設(shè)置效果圖，同時還能夠持續(xù)的進(jìn)行圖畫以及聲音等的錄制活動。具有動畫的可操作性、路線各類信息的可動態(tài)顯示性以及此系統(tǒng)可廣泛用于公路工程項目的三維演示、效果圖制作、項目評審、工程設(shè)計召投標(biāo)過程當(dāng)中，能夠盡現(xiàn)您的實力，為工程的合理優(yōu)化提供強有力的視覺支持等。由于Hard3D所基于3D圖形引擎提供了強大的動態(tài)建模、動態(tài)渲染和模型管理功能，并且獲益于微軟公司不斷對DirectX圖形驅(qū)動性能的升級，從而使Hard3D在圖形的動態(tài)渲染和模型的動態(tài)測試達(dá)到了國內(nèi)絕對的領(lǐng)先水平，將以往的措施合理的改進(jìn)，確保道路開展到全新的時期之中。

2.3 三維模型的渲染

三維模型的渲染在3DS系列軟件3DS}MAX}VIZ}中進(jìn)行，具體的內(nèi)容包括：設(shè)置燈光、架設(shè)攝像機、貼材質(zhì)、設(shè)背景、最后渲染成靜態(tài)全景透視圖。

2.4 對渲染圖開展的后續(xù)分析

后續(xù)的分析對于得到高品質(zhì)的圖形有著非常關(guān)鍵的意義。

2.5 關(guān)于動畫設(shè)置以及視頻等

它不僅有和靜態(tài)模式的一樣的規(guī)定，還應(yīng)該布置攝像機，進(jìn)而開展 逐幀渲染。處理之后的圖形按照合理的速率來演示，此時就成為了動態(tài)全景透視圖，進(jìn)而使用相關(guān)的軟件等對圖片內(nèi)容開展全方位的剪輯處理，進(jìn)而獲取最終的內(nèi)容。

3 具體運作

依托西藏自治區(qū)那曲地區(qū)布龍至比如通縣油路工程，針對整個線路開展了該項設(shè)計活動，在開始的設(shè)計時期以及建設(shè)時期，生成公路復(fù)雜地段全景透視渲染圖和模擬汽車行駛的公路動態(tài)透視圖，能夠指引工作者開展方案比對，以及評價視距等等的活動。

進(jìn)行模型建立所必需準(zhǔn)備的文件：橫斷面文件、地形點數(shù)據(jù)。其他文件有：構(gòu)造物文件、橫斷面文件、超高文件、超高圖文件、地質(zhì)概況文件、特征點文件、平面線文件、平曲線文件、橫斷面文件。利用公路設(shè)計及平面三維動畫系統(tǒng)制作動態(tài)透視圖的詳細(xì)過程，由于文章的規(guī)定，此處就不詳細(xì)的分析，接下來介紹其制作步驟。（1）建立數(shù)字地面模型；（2）建立路線真實三維模型；（03）生成標(biāo)線構(gòu)造物等；（4）顏色及材質(zhì)設(shè)置；（5）輸出3DS文件；（6）形成三維動畫。

4 結(jié)束語

通過上面的敘述，我們得知其是一種非常真實而且能夠非常精準(zhǔn)的體現(xiàn)出虛擬景象的非常全新的措施，其可以經(jīng)由對具體的場景的設(shè)置獲取的圖形開展處理工作，得到交互種類的三維內(nèi)容，確保使用者能從多種層次中分析三維景象，進(jìn)而獲取一個非常綜合化的虛擬景象，以及可視化項目記錄的解決方案，這項工藝能夠大面積的應(yīng)用到工程空間演示以及圖形設(shè)置和評審等工作中，能夠為項目的展示等帶來全新的色彩。