3D MAX竣工測(cè)量的技術(shù)方法與技術(shù)流程

（河北省青縣馬廠鎮(zhèn)政府，河北 青縣 062650）

3D MAX竣工測(cè)量的技術(shù)方法與技術(shù)流程

張洪普

（河北省青縣馬廠鎮(zhèn)政府，河北 青縣 062650）

本文在分析竣工測(cè)量三維表現(xiàn)的必要性的基礎(chǔ)上，介紹了利用3D MAX表達(dá)竣工測(cè)量成果的步驟和方法，并以廈門工商旅游學(xué)校的三維竣工圖制作為例，展示了竣工測(cè)量三維表達(dá)的實(shí)現(xiàn)效果與應(yīng)用前景。

三維建模；竣工測(cè)量成果；3D MAX

一、三維模型制作流程

（一）外業(yè)取景拍照

1 確定取景順序：為了內(nèi)業(yè)照片對(duì)照簡(jiǎn)便，拍照前結(jié)合CAD底圖了解房屋各個(gè)面的結(jié)構(gòu)，在對(duì)單幢建筑物工作底圖上標(biāo)出起始點(diǎn)（面）并做上記號(hào)，再以記號(hào)面為起點(diǎn)按照順（逆）時(shí)針的順序用箭頭標(biāo)出拍攝路徑。注意：?jiǎn)螚潣堑呐臄z路線不要間斷，最好是一個(gè)完整地閉合路線，以保證取景的完整性。

2 先整體后局部拍攝：對(duì)于建筑物的每個(gè)面，先拍一張全景照片，以便了解整個(gè)面的結(jié)構(gòu)。然后取該面最小重復(fù)單元，從正面進(jìn)行拍攝。注意：對(duì)于各層結(jié)構(gòu)基本一致的，盡量取低的樓層拍攝，避免仰角；對(duì)于建筑某個(gè)面或某個(gè)重復(fù)單元過長(zhǎng)的，就分段拍攝，但盡量不要分得太多，避免內(nèi)業(yè)拼圖工作量太大；對(duì)于單幢建筑物與別幢不同的細(xì)節(jié)特征，如公司LOGO，大廈名稱等要重點(diǎn)抓拍，不能遺漏。

3 一二層店面的拍攝：商住兩用樓的一二層為店面，與高層結(jié)構(gòu)完全不同，應(yīng)重點(diǎn)拍攝，盡量真實(shí)再現(xiàn)。因?yàn)榈讟堑昝娼牟灰兹〉饺?，遠(yuǎn)拍則會(huì)被樹遮擋，故外業(yè)應(yīng)使用廣角數(shù)碼相機(jī)避免上述問題。拍攝時(shí)同樣按照先整體后局部的方法：對(duì)底樓先拍一張全景照片，以便內(nèi)業(yè)作業(yè)員了解共幾家店，順序如何。然后，對(duì)每個(gè)店面正面，全景，按順序逐家拍攝，盡量避開樹，車與行人。

4 屋頂?shù)呐臄z：屋頂是房子造型重要部位，受拍攝條件限制，無法從上往下拍到屋頂全景，但要在街面上從下往上對(duì)屋頂拍出其特征結(jié)構(gòu)與輪廓全景，便于內(nèi)業(yè)結(jié)合航片再現(xiàn)其結(jié)構(gòu)與材質(zhì)。

5 照片文件整理：當(dāng)天拍攝照片要及時(shí)整理，清除無效照片，有效照片按以下建子目錄規(guī)則存放：一級(jí)子目錄，按所在街坊編號(hào)命名；二級(jí)子目錄，原則每幢樓各建二級(jí)子目錄。

（二）PS處理紋理

為了滿足后續(xù)貼圖工作展開的要求，需要采用專業(yè)的圖像處理軟件Photoshop對(duì)外業(yè)采集的貼圖紋理進(jìn)行處理。在軟件中利用其“變換”、“自由變換”、“旋轉(zhuǎn)”、“扭曲”、“拉伸”等工具完成各類地物貼圖紋理的校正，使得校正后的紋理圖像具有正視的效果。然后調(diào)整圖像的色階、對(duì)比度、亮度、飽和度等參數(shù)，最后利用其“銳化”、“平滑”等圖像處理工具使圖像對(duì)比度和清晰度提高，使貼圖紋理達(dá)到最好的視覺效果。

（三）底圖預(yù)處理

以 CAD 矢量底圖為主，結(jié)合近期航片或衛(wèi)片影像獲得精確完整的建筑模型結(jié)構(gòu)：先打開一副1：500的CAD二維竣工圖，將CAD地圖的“厚度”屬性設(shè)置為零，線型“寬度”屬性也設(shè)置為零，并刪除或關(guān)閉建模中無需用到的圖層。

（四）3D MAX 建模

1 初始自定義設(shè)置

首先在“自定義”的菜單欄中選擇“單位設(shè)置”將“顯示單位”與“系統(tǒng)單位”均設(shè)置為“米”，以便導(dǎo)入CAD底時(shí)比例一一對(duì)應(yīng)。然后在“自定義用戶界面”中設(shè)置快捷鍵，根據(jù)自己的喜好習(xí)慣設(shè)置快捷鍵，有力提高工作效率。左鍵長(zhǎng)按捕捉工具，將捕捉調(diào)節(jié)為“2.5D”，然后右鍵點(diǎn)擊捕捉工具，將設(shè)置捕捉對(duì)象為“端點(diǎn)”與“頂點(diǎn)”并選中“選項(xiàng)”中的“捕捉到凍結(jié)對(duì)象”和“使用軸約束”。

2 導(dǎo)入CAD底圖

在“文件”菜單欄中選擇“導(dǎo)入”子菜單下的“導(dǎo)入CAD”并將“傳入文件單位”設(shè)置為“米”，然后選中CAD圖幾何對(duì)線，再右鍵點(diǎn)擊移動(dòng)工具，將底圖移至原點(diǎn)，最后最大化顯示視圖。

3 制作三維模型

將導(dǎo)入的底圖“凍結(jié)”作背景，用Line勾畫出各個(gè)分塊地形和建筑物的輪廓，并賦予線條相應(yīng)的名字。然后將“樣條線”轉(zhuǎn)化為“可編輯多邊形”，根據(jù)竣工總平圖、建筑高度示意圖將房屋擠出成樓層的實(shí)際高度。同樣的步驟完成測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的所有模型。

4 貼圖

完成建模后，再進(jìn)行貼圖工作。在3D Max中貼圖前，需要將實(shí)地拍得的照片進(jìn)行處理，即3.2.3紋理的處理，獲取各類材質(zhì)的貼圖，如窗戶，墻磚，門等。在同一棟建筑中可能會(huì)有很多重復(fù)的單元，在貼圖時(shí)，只需要對(duì)一個(gè)單元進(jìn)行貼圖，其余的通過利用鏡像、復(fù)制以及陣列工具得到一個(gè)完整的三維場(chǎng)景。

5 添加相機(jī)

模型建好后，需要為當(dāng)前場(chǎng)景選擇一個(gè)合適的視角添加相機(jī)，這樣既方便了成果的展示，也是后期渲染工作所需的前期工作。

6 布置燈光

盡管不同的效果圖制作人員有著不同的布光方法，但遵循的原則是一樣的，一般有以下幾點(diǎn)：一是場(chǎng)景中的燈光數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置，并非燈光越多越好，因?yàn)闊艄鈹?shù)量過多，一方面會(huì)影響渲染的速度，另一方面，會(huì)使畫面缺乏層次。二是布光時(shí)應(yīng)該遵循由主體到局部、由簡(jiǎn)到繁的過程。三是燈光的布置要遵循現(xiàn)實(shí)，不能脫離現(xiàn)實(shí)而去胡亂地布置。

7 渲染+Photoshop后期處理

渲染是結(jié)合攝像機(jī)和燈光最終生成的效果圖，為了獲得更佳的效果圖，還需要在Photoshop中對(duì)生成的.tga渲染圖進(jìn)一步處理。

二、3D MAX模型優(yōu)化

1 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)幾何體建模。建模時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)的幾何體，盡量不使用曲面或球面模型，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)幾何體的節(jié)點(diǎn)比較規(guī)則，運(yùn)算量小，可以減小文件的數(shù)據(jù)量。

2 去除冗余面。冗余面是指刪除后不影響模型的外觀表達(dá)效果。比如，樓房的底面和樓體內(nèi)部的墻體，它是否存在完全不影響場(chǎng)景的效果。像這樣的冗余面都需要?jiǎng)h除，進(jìn)而減低三維場(chǎng)景的復(fù)雜度，減小文件數(shù)據(jù)量。

3 紋理技術(shù)。在建模中，只需構(gòu)建出建筑的大概外型，省略許多復(fù)雜的細(xì)節(jié)建模步驟，比如草地的細(xì)節(jié)、亭子的瓦礫、樓的門窗等細(xì)節(jié)的地方，轉(zhuǎn)而用照片本身的明暗效果和質(zhì)感來表現(xiàn)出建筑物的細(xì)節(jié)部分。利用紋理貼圖替代場(chǎng)景模型的可建模實(shí)現(xiàn)或不可建模實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，提高模型的真實(shí)度和降低場(chǎng)景的復(fù)雜度，而且可以體現(xiàn)出實(shí)體對(duì)象本身的鮮明色彩和特征。

[1]王洪勇.如何利用3D MAX實(shí)現(xiàn)虛擬竣工三維場(chǎng)景[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（12）.

[2]霍福德.采用專業(yè)的圖像處理軟件Photoshop的誤區(qū)[J].科技之友.2011（11）.

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