三维全景范文

时间:2023-10-17 13:14:16

三维全景

三维全景篇1

三S全景漫游系统可以在全景模式下再现三维场景,该系统可以利用虚拟场景在浏览器进行漫游并具有良好的交互性和现实性。本文目标是构建三维全景漫游系统,并提出基于全景技术的虚拟三维全景空间的生成过程。然后深入研究了使用鱼眼镜头和数码相机拍摄全景图像的过程和360°全景拼接算法以及使用Pano2VR生产方法生成三维场景的策略。最后详细介绍了实现三维全景虚拟漫游系统的整个过程。研究证明,漫游系统构建方法不仅具有更好的视觉效果和应用价值,而且还将为网络展览三维模型,场景漫游和交互模式中的三维全景提供技术参考。

【关键词】三维全景漫游 鱼眼镜头 全景拼接

1 三维全景漫游技术的发展概述

1.1 三维全景概述

三维全景,是指将摄像机拍摄的水平方向360度,垂直方向180度的多张照片拼接成一张全景图像,然后利用得到的全景图像,改善用户视图,可以使用不同的观看方向,利用计算机图形技术构造全景空间,看起来可以是全面立体的场景。相对于传统的3D建模,3D全景同时使用全景三维图像的实际场景,利用三维建模技术来构建一个更逼真的场景,使用简单的数据,生产系统要求低。由于这个原因,近年来基于三维全景上述优点的虚拟显示,已经成为一种流行的网络展览系统技术,在地图导航,数字城市的领域中,具有非常广泛的应用。

1.2 三维全景漫游技术

三维全景漫游是指在由全景图像构建的全景空间里进行切换,达到浏览各个不同场景的目的。目前,实现三维全景漫游的技术有两种:一是在三维全景或地图中添加其他三维全景的链接,链接可以是箭头或者脚印等形式,浏览者在点击其他三维全景的链接时,就会切换到其他三维全景进行浏览,该方法虽然可以实现在不同场景中的切换,但是局限性比较大。第二种方法是采用计算机视觉技术和计算机图形图像技术,获取全景图像对应的环境模型,实现全景空间与真实环境的一一映射。在全景空间中实现自主漫游,想去哪里就去哪里。支持全屏模式与HDR图像合成。主机的滚动实现可方便360度虚拟导览,可用于各种类型的三维全景(球面,圆柱,立方体),单个鱼眼图像,图形图像,地图或单位地图,音乐和场景,文本信息和其他多媒体元素组合以创建与地图,热点,雷达,声音,视频,动态文本和其他效果的专业360度虚拟展示。完善的三维网络展览系统解决方案可以为房地产出售,旅游景点,酒店,校园景观等场景的三维在线虚拟全景显示漫游。采用这种漫游技术的优点是浏览者可以单击或者双击三维全景中的地面来实现场景切换,大大简化了漫游的操作。同时该方法一般在场景中采集尽可能多的视点,所以浏览者想去哪里,只要点击该处的地面就可以实现,能够浏览到该场景中的任意细节,增强了漫游的真实感与沉浸感。

2 网络展览系统建设分析

2.1 网络展览系统的发展

网络展览系统被首次被提出已经过去了四五年,在起初,网络展览系统应用于国防军事飞行模拟器,军事演习,武器操控,空间探索,仅限于产业,高端的部分。经过很长一段时间的网络展览系统发展,产生了3DMAX,Maya和其他软件,随着几何造型数码影像技术的发展,三维全景取得重大突破并变得普及,基于图像的网络展览系统技术得以逐渐脱颖而出,其功能强大。快速,实用的功能全景生成功能得到了越来越多的关注,逼真的三维全景图体现着一个国家的三维全景展示技术,通过三维全景,产品车的渗透于社会生产的每一个角落,一个完整的产业体系正在产生,关系到人民群众的三维全景生活将要形成。买车买房与选择旅游景点,这些将通过三维全景展示给人们。

2.2 基于三维全景漫游技术的网络展览系统应用

鱼眼镜头技术,这是一种超广角镜头,可以产生强烈的视觉失真,旨在创造宽阔的全景或半球形图像。鱼眼镜头通过产生具有直线透视(直线图像)的图像而取代非常特殊的映射,从而获得非常宽的视角,这给出图像具有特征的凸非直线外观。鱼眼是由美国物理学家和发明家罗伯特・伍德在1906年创造的,基于鱼如何看到从水下的超大半球视图。大量生产鱼眼镜头的摄影第一次出现在20世纪60年代初,通常用于他们独特的,扭曲的外观。对于流行的35mm胶片格式,鱼眼透镜的典型焦距对于圆形图像在8mm和10mm之间,对于全帧图像为15-16mm。对于使用较小电子成像器的数码相机,“微型”鱼眼镜头的焦距可以短至1至2mm。将通过鱼眼镜头拍摄的图像重新投影到半球形屏幕上或者通过计算机生成的图形创建。鱼眼镜头也用于科学摄影,如极光和流星的记录,以及研究植物冠层几何和计算近地太阳辐射,它们还用作窥视孔门观察器,以给用户提供宽视场。图像拼接或照片拼接是将多个摄影图像与重叠视场组合以产生分段全景图像或高分辨率图像的过程,通常通过使用计算机软件执行图像拼接的大多数方法需要图像之间几乎完全重叠和相同曝光以产生无缝结果,虽然一些拼接算法实际上受益于不同曝光的图像通过做HDR(高动态范围)成像在重叠区域。一些数码相机可以在内部缝合他们的照片。图像拼接广泛应用于当今世界的应用中,使用帧速率图像对齐的摄像机中的“图像稳定”功能。

3 总结与展望

互联网在近几年的快速发展,电子商务模式的普及与其在三维全景展示技术的应用快速发展,腾讯、百度都推出了地图服务街景,下一阶段国内互联网巨头产业将凭借这一技术的应用而加速增长,三维全景显示技术已逐步应用于生活。我们以更方便和丰富多彩的姿态要在三维全景展示中生活,今后我们有信心,三维全景漫游技术将有着更为广阔的发展前景。

参考文献

[1]张立亭.三维可视化网络图的制作[J].华东理工学院学报,2014(02).

[2]张祖勋,张剑清.城市建模的关键技术[J].世界科技发展,2013(03).

[3]郑新,吴思华.大学虚拟漫游系统实践[J].系统仿真学报,2011(13).

[4]陈立伟,李晓燕.基于VEGA的数字漫游系统[J].计算机工程,2013,11(05).

[5]傅晟.虚拟建筑漫游系统的实现[J].计算机学报,2008,21(09).793-799.

作者简介

潘晨(1987-),男,江苏省宜兴市人。大学本科学历。现为远东买卖宝网络科技有限公司软件研发工程师。研究方向为互联网电商平台及软件的研发。

作者单位

三维全景篇2

关键词:三维激光扫描仪;全景测绘;场平施工工程测量

中图分类号:P234.4文献标识码:B

场地平整施工工程(场平施工工程)中,竣工测量与原始地形的复测同样的原理,获取更加直观和保证点的密度、精度,同时赋予了景观照片,佐证会更加有效,使得施工单位,监理单位,和建设单位同时获得更加精确,佐证有力的最终决算数据,避免了因为方量计算等问题上的互不认可的问题。传统的全景测绘方法受到地形复杂等因素的限制,得到的数据往往不够精准且耗时长【1-2】。三维激光扫描仪是近期发展的一项先进的全自动三维立体扫描测量高新技术,其可以将使数字测绘的获取方法、数据处理技术、服务能力与水平等进入新的发展阶段,可广泛应用于社会多个领域,包括建筑工程施工、电力放线、道路施工、铁路施工中【3-4】。本文为此具体探讨了三维激光扫描仪配合全景测绘在场平施工工程测量中的应用价值,现报告如下。

1 三维激光扫描技术的应用原理与优势

1.1 三维激光扫描技术的应用原理

三维激光扫描技术系统是一种集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航系统以及高分辨率数码相机等技术于一身的集成系统,通过对地勘测时主动式测量直接获取地面精确清晰的三维坐标。三维激光扫描技术不受天气及太阳高度角的影响,可以全天候勘测作业,植被穿透能力强,激光点穿透植被,获得真实的地面信息,大大减少野外勘测的工作,提高工作效率【5】。

1.2 三维激光扫描技术的应用优势

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。与传统测量相比,三维激光扫描技术克服了传统测量周期长、复杂地形人员难以进入、不便于整体考虑线路走向等缺点,提高了规划设计工作效率。并且三维激光扫描技术获取的数据处理自动化程度和准确性更高,采集数据无需专用数据工作站和立体3D眼镜,肉眼可直接观看,降低了后期成本【6】。并且数据采集后,设计人员能够结合成果数据对测量区域规划设计进行线路优选、合理规划,可有效减少植被砍伐量,减少房屋拆迁,具有很好的经济效益和社会效益。不过在施工工程测量中,手工测量或者全景测绘多在某些空间狭小的区域,有一定优势,对于不存在架设三维扫描基站的区域,项目组采用手工测量的方式来完成,作为整体测绘的补充数据。

2三维激光扫描仪配合全景测绘在场平施工工程测量中的应用过程

在具体应用中,在招投标阶段,设计、施工招投标工作可充分利用该技术取得的数据信息,实现工程实际环境的再现,提高工程方案优化水平,准确测算工程量,合理确定设计、施工费用。在施工阶段,工作人员可凭借该技术采集的数据结合工程的具体需要,构建三维可视化数字沙盘和电子资料库,提升建设管理的信息化水平。在竣工阶段,工程可依据该系统建立各阶段的数字化档案,提高科学化管理水平。同时三维激光扫描仪系统的数据保存时间长,后期规划或整体管理可随时调用数据。在工程投运后,监管单位还可实现足不出户的可视化管理,实时了解工程走廊情况,不仅能有效降低工程运检的工作量和难度,还能及时掌握工程基础设施的健康水平,提高工程运行的可靠性。

而在三维激光扫描仪的应用模拟中,可以通过扫描获得的点云,全方位截取物体的剖面线,实现实景的在现。那么,在场平施工测量中,可以使施工前、施工中某个阶段、竣工后的实地景观再现,就实现了为工程预算、工程监督管理、工程结算提供了快速、高效、可靠的数据依据。以下图人模的扫描为列:

3 三维激光扫描仪配合全景测绘在场平施工工程测量中的应用案例

某某工程利用三维激光扫描仪对某某开发区特大型企业新建厂房土地平整进行大比例尺工程地质测绘和勘查,研究出了一套地质灾害体三维激光扫描测绘与建模的总体技术路线和流程,实现了立体、直观的全方位展示土地平整的全貌,丰富了土地平整调查的技术手段和测绘成果表现形式,不仅降低了土地平整部门的工作成本,提高了调查与工程施工的决策水平【7】。

而在某某工程的修复工程中,某项目组采用了天宝FX相位式三维激光扫描仪,对地面扫描的实际有效半径约为30米,采集的点云数据平均点距为0.3-0.5毫米,不仅能从扫描距离上满足项目需要,密集的点云数据还可以进行土地病害分析。由于三维激光扫描仪是基于可见光原理的特性,扫描过程中所见即所得,不具备穿透性,对于结构复杂的对象需采取多站扫描,多次测站数据互补的方式,尽可能扫描到相对完整的三维点云数据【8-9】。

总之,三维激光扫描仪配合全景测绘在场平施工工程测量中的应用具有高精度、大空间、低成本、效率更高、成果资料丰富等特点,将推进工程测绘事业的健康发展。

参考文献:

[1] 李杰;建筑物竣工测量数据处理及质量控制[J];测绘通报;2004年07期.

[2] 梅文胜;周燕芳;周俊;;基于地面三维激光扫描的精细地形测绘[J];测绘通报;2010年01期.

[3] 徐进军;余明辉;郑炎兵;;地面三维激光扫描仪应用综述[J];工程勘察;2008年12期.

[4] 王星杰;;三维激光扫描仪在道路竣工测量中的应用[J];北京测绘;2012年04期.

[5] 李德仁;胡庆武;郭晟;陈智勇;;移动道路测量系统及其在科技奥运中的应用[J];科学通报;2009年03期.

三维全景篇3

关键词:三维动画;场景;设计形式;造型;空间;色彩

三维动画场景设计需采用创意思维,获得最佳的表现手法和设计形式。三维动画发展的时间比较短,但发展速度较快。现阶段,三维动画广泛应用在建筑效果图、电视栏目、电影、影视片头、电脑游戏中,有着广阔的市场前景。三维动画三要素为三维动画角色、剧本和场景。若要研究三维动画,就要对动画场景进行深入研究。场景设计在世界发达国家已具有良好发展趋势,但我国场景设计重视程度还不够高,在理论研究和专业培训领域的研究较少。

1 空间设计形式

三维动画场景空间设计的基础是动画剧本,为塑造和表现动画角色所服务。场景空间是开放立体式空间结构,由场景设计师创造和编排的一种蒙太奇空间。画框内外动画运动形成了动画场景的整体形态。场景空间也是营造气氛和表达主题的重要要素。为了表现三维动画场景空间,需要取舍三维动画场景的现实空间,表现出画面的空间效果。

场景空间可分为实体、想象、真实、外景、内景、虚拟六种空间类型。实体空间是镜头画面中的清晰物象,比如客厅、剧场;想象空间是动画场景的模拟、虚幻空间,常应用在游戏场景中;真实空间是动画场景中真实存在的空间,应用在超现实和现实题材的动画中;外景和内景空间是以动画场景空间范围划分;虚拟空间是界面划定出受限定小的空间形式,例如动画人物围在一起,被围部分则是虚拟空间,具有通透感和活泼性。

空间构成形式有五类,即横、纵排列空间、多层次空间、综合式空间和单一空间。综合空间层次、结构、场景最为丰富,能展现出场面效果,刻画出角色的性格。三维动画场景空间设计受到透视关系、构图形式的影响。而构图在艺术领域中称为“意匠”,关系到作品意境高低。场景空间设计要保证整体局部统一、内容形式统一、主要次要统一。在构图方法上也多种多样,有对角线、水平垂直、纵深方向、三角形构图。构图方法会形成不一样的节奏美感,也会营造不同的空间氛围。场景空间设计重要的设计元素是透视,是把三维立体空间物体体现于二维平面空间中,以大气透视、焦点透视、色彩透视和影调透视体现场景空间美感。

2 造型设计形式

场景造型设计是运用对比、相近、比例调整和重复方法合理安排和设计场景中的造型元素关系,实现自然融合,获得特殊的化学反应。三维动画和二维动画的区别在于,三维动画像电影场景那么真实,不需要考虑主体突出。三维动画的光、影、空间运用,能在视觉上形成复杂场景。有些是将现实场景结合三维动画形象,有的完全由三维软件控制,含有炫目特效,调节方便而且效果惊人。

三维动画有写实风格、漫画风格、幻想风格三种。写实风格广泛应用在CG电影内。这是由于该电影需要很高的模拟现实标准,营造的空间感、真实感可以让观众产生视觉上的错觉。比如《最终幻想》的全数字模拟角色,给人一种真实感受;漫画风格是二维漫画的立体表现,造型更倾向于立体漫画。场景和角色变得卡通化,真实和抽象混在一起,细节简化。幻想风格常用在游戏造型中。它具有创造性和夸张性。三维动画场景造型设计并不是有固定模式,而是寻求规律用适当方法完成。

场景造型设计应具有统一性。造型要素要统一整合,形成和谐美感。场景造型应注重单纯特质,消除琐碎细节,以精简要素表现形态效果。比如《海底总动员》中海滨场景的深蓝和淡蓝色彩,给人一种心灵的安详、洁净与愉悦。三维动画场景造型设计还应具有节奏感,体现在场景陈设道具和物象模式中。整体形式效果越严整,其组织规律就越复杂。比如在《浪漫夏日》中,运用场景内拥有节奏感的线条造型,形成浪漫温馨的夏夜生活。同时,场景造型要素要彼此互补平衡,造型要素需在相互调节中形成静止、安定现象。造型要素的相互位置、重量、方向、空间和整体构成上给人稳定感觉,形成平衡美感。比如《最终幻想》应用了构图学中轴对称,两边山稳定画面重心。为使得画面效果灵活,整体构图旋转一个小角度,摄像机画框内的画面倾斜。以流体和粒子特效的方式形成一个小型瀑布,处在画面左侧,增加了画面神秘感和浪漫气息。

3 色彩设计形式

场景色彩表现指的是场景画面中色彩的合理配置和艺术表现。控制色彩由灯光和材质实现,在三维动画场景内的色彩有装饰色彩、写实色彩和主观色彩。装饰色彩指的是色彩配色效果表现,高度纯化或概括客观色彩,或者以变形和夸张手法突出色彩视觉效果,表现出装饰趣味。装饰色彩应用在具有个性特征的三维艺术动画场景内;写实色彩是客观世界和画面效果相似的色彩,多应用在追求写实造型场景质感和光影的场景中,例如时间色彩变化和客观季节等;主观色彩是设计者对色彩的爱好,为突出色彩心理效应使用的色彩处理方法。主观色彩可实现独特风格的三维动画场景。

动画场景颜色表现受到灯光音响,比如蓝光的冷色调、红光的暖色调。颜色冷暖、光照方向、位置变化都会形成不同心理感受。动画场景布置灯光近似于电影灯光布置,使用的是三点光源法。三点光源包括主光灯、辅光灯和背光灯。主光灯亮度最高,在3/4的场景正面处,表现出了整体色彩。主光灯可形成角色阴影。辅光灯处在摄像机附近,可形成平和和平面光照射效果。辅光灯可形成柔和阴影。背光灯用于勾勒人物轮廓,在背景中表现角色,放于3/4的场景背面。三点光源是经典的照明方式,要灵活加以运用。

在三维动画影片中,色彩基调是场景色彩的表现。故此,场景设计要利用好色彩心理特征,表现出影片的气氛情绪和作者的行为意图。比如黑白灰三种色彩,黑色代表着消极的意义,物体反射能力弱就会呈现黑色面貌。黑色和其他色彩进行组合,是较好的衬托色,可以表现出其他颜色的色感和光感。以黑白组合,光感最分明、朴实和强烈。白色是全色光,均匀混合而成,代表着纯洁明朗。灰色居于白色和黑色之间,为中等明度。给人一种含蓄、高压、耐人寻味之感。

4 结束语

三维动画已步入全新时代。三维动画作品的制作,既需要导演精心构思,也需要场景、角色、动画设计师的积极探索。动画场景设计不等同于绘景和环艺设计,它服务于影视动画,是时空造型艺术。场景设计师要灵活运用形式美原则和设计形式,重视场景空间设计、造型设计、色彩设计的研究,发展三维动画场景设计的人性化关怀,使观众更乐于接受三维动画的情感交流。

参考文献:

[1] 曾维佳.三维动画场景的优化[J].考试周刊,2012(8).

[2] 肖锋.浅谈动画场景设计造型的形式美元素[J].大众文艺,2012(18).

[3] 李媛棣.三维动画技术辅助二维动画场景设计探析[J].科技资讯,2013(20).

三维全景篇4

[关键词]城市三维地理信息系统 设计 实现

[中图分类号] P208 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-174-2

城市是人类活动最密集的区域,也是地理信息系统研究与运用领域的一个重要方面,城市三维可视化已广泛应用于城市规划、工程设计、环境保护、灾害防治等领域,城市三维可视化表达也是当今“数字城市”一个重要表现手段。

1城市三维地理信息系统及其数据内容

1.1城市三维地理信息系统

城市三维地理信息系统是指能对城市区域内空间对象进行真三维描述、可视化和分析管理的地理信息系统。城市三维地理信息系统是一套完整的GIS系统,它不仅具有城市三维虚拟景观浏览功能,让用户在真三维的仿真城市中进行漫游和飞行,还应具有以下功能:

(1)三维数据管理,主要包括三维数据入库、质量检查、坐标转换、空间和数据查询以及与其他系统数据的无缝转换等功能。

(2)三维场景交互,是指对场景中三维对象交互地进行三维空间浏览、选择、查询操作。

(3)三维空间分析,主要包括根据三维场景中的地形和模型的几何特征,进行基于模型或者场景的三维空间量算,通视分析,日照分析等三维空间分析操作。

1.2城市三维空间数据采集

三维数据采集主要有两大类:一类是场景数据。一般采用高分辨率卫星遥感影像或航空影像数据.通过和数字高程模型(DEM)叠加。生成三维地面模型,一般用于城市建成区的场景建设,形成三维城市环境模型,为城市建设宏观布局服务;第二类是建筑物三维数据,这是城市最主要组成部分,也是人们最关注的部分,人们希望在三维模型里能够对建筑物进行查询、分析,甚至能够管理到建筑物内部空间组成,利用其查询、分析功能同其它专题属性信息进行链接。

三维数据采集的一般流程如图1:

2城市三维地理信息系统设计

为更好的将城市三维地理新系统应用于城市规划设计和辅助决策,下面将详细阐述该系统的设计及主要功能.

2.1城市三维地理信息系统架构

整个系统可分为三个主要层次,如图2所示:

2.1.1数据层

数据层包含了城市三维地理信息系统中所需的所有二维基础地理数据库、影像数据库、三维城市模型数据库和场景中所需的小品模型数据,由于系统三维场景包含的数据内容较多,为了优化模型,加快三维场景的加载速度和浏览的流畅度,通常把场景中所需的模型进行优化处理后,并按照一定的层次结构组织成三维场景,供三维地理信息基础平台调用。

2.1.2业务逻辑层

该层负责系统中的三维场景浏览、热点区域定位、属性查询、三维场景的飞行与漫游、三维量测、规划分析、后台数据调用等功能。

2.1.3应用层

应用层是用户与系统的接口,通过系统客户端直接浏览三维场景及调用系统功能模块。

2.2系统功能模块设计

系统主要包括了三维场景操作、热点区域定位、三维飞行、虚拟三维景点游览、属性查询、三维量测和三维规划分析功能:

(1)三维场景操作:主要包括了三维场景的平移、旋转、缩放、漫游等场景操作功能以及三维对象的选择功能,该模块是整个系统最为基础的模块。

(2)热点区域定位:主要为了用户能方便快速地定位到达场景内某些感兴趣区域,简化用户操作。

(3)三维飞行:该模块是将预先设定的飞行路径,按照一定的速度和飞行高度自动浏览场景。

(4)虚拟三维景点游览:该功能模块是让用户以第一人称视角进入场景,让用户身临其境的感受三维虚拟景点。

(5)属性查询:该功能模块主要用于根据场景中建筑物、道路和兴趣点的属性值,快速定位和查找相应地物。

(6)三维量测:主要用于系统三维场景中空间距离、水平距离、垂直距离、平面面积、地表距离和地表面积量算。

(7)三维规划分析:主要包括通视分析、日照分析和规划方案对比功能,主要用于辅助城市规划设计。

3结论

城市三维地理信息系统的建立能够全方位、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息。它综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体和虚拟仿真等高科技手段,是对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策支持的技术服务系统。城市三维地理信息系统提供给人们一种全新的城市规划建设与管理和工作生活的理念与调控手段,能适应并预测城市的变化,尤其是GIS的空间信息综合处理能力与直观表现能力,在处理城市复杂系统问题时,能帮助人们更好地建市起全局观念与模拟直观感。因此对城市三维地理信息系统的研究不仅具有相当重要的现实意义,同时也是人们十分迫切需要解决的问题之一。

参考文献

[1]刘学党,伊尧国.基于WEB的城市三维地理信息系统构建方法研究[J].天津城市建设学院学报,2006, 12(1):9-13.

[2]万剑华,潘正风,李清泉.城市三维地理信息系统研究的几个焦点问题[J].测绘通报,2002(7):11-13.

[3]肖乐斌,钟耳顺,刘纪远,等.三维GIS的基本问题探讨[J].中国图像图形学报,2001,(9).

三维全景篇5

毕业论文

论维西旅游资源优势及其开发对策

地处部级风景名胜区“三江并流”中心腹地的维西,历史悠久,是一个多民族多宗教并存的地区,又是迪庆藏族自治州所辖的傈僳族自治县,是迪庆香格里拉的重要组成部分。维西素以动植物资源丰富、民族风情浓厚、饮食文化独特而著称,有“横断山中绿宝石”、“天然杜鹃花园”、“灵灵家园”、“兰花之乡”等美称。

金沙江、澜沧江流经维西境内,怒江离维西县境仅十几公里之遥,与金沙江、澜沧江并肩而流,形成了三江夹两山,两河入两江的地势。县境内从最高海拔4880米的查布朵嘎雪山到海拔1480米的碧玉河,海拔高差3000多米,形成了比较典型的立体气候植被带,蕴藏着较为丰富的动植物资源和独特的地貌奇观。境内大江滔滔,峡谷重重,林海莽莽,高原湖泊晶莹透明,构成了奇特的三江自然景观。

全县三大景区中,澜沧江景区以峡谷、雪山、高原湖泊、傈僳族“阿尺目刮”为代表;塔城景区以滇金丝猴、热巴、藏传佛教、生态为代表;保和镇以古乐、兰花、杜鹃、傈僳族对脚舞、饮食为代表,三个景区集中展示了维特的自然风光和人文景观。特别是叶枝阿尺木刮、塔城热巴、永春地脚舞、维西古乐,可谓是民族民间艺术宝库里的奇葩,深受中外游客的欢迎。

维西通往兰坪、中甸、丽江、德钦的公路有5条,有一个旅游开发公司,一家三江并流旅行社,六家酒店,5家涉外定点接待单位。有1600余个接待床位,100余个标间,三条旅游黄金线路和一批通过严格培训的导游队伍和服务人员。

历史上,居住在境内的各民族长期和睦相处、互相依存、互为影响,因而在宗教、民俗、饮食文化等诸多方面形成了既有融合又各具特色的特点,形成你中有我我中有你的文化教育现象。傈僳族特色文化,是维西各族人民长期融洽相处的结晶。

继云南省委省政府提出“建设文化大省”和州委州政府提出“建设香格里拉文化州”战略目标之后,为了使维西旅游业顺利步入21世纪,促进旅游业的可持续发展,本文在分析了维西旅游资源优势的基础上,对旅游资源的开发提出了一定对策和建议。

一、维西旅游资源的特征

维西素有“兰花之乡,金丝猴家园”,“横断山脉中的绿宝石“的美誉。这里山河壮丽,自然风光优美,拥有北半球最南端终年积雪的高山,茂密苍茫的原始森林,险峻深邃的峡谷,发育典型的喀斯特岩溶地貌,使维西成为自然风光的博物馆,再加上维西众多的历史古迹、多姿多彩的民俗风情、神秘的宗教文化,更为维西增添了无限魅力。

从维西旅游资源的分布、构成、景观质量及特征、开发程度、社会情况等来看,可将维西旅游资源的特征概括为以下7个方面:

1、多样性

维西山川秀美,其旅游资源构成复杂多样、丰富多彩。自然景观和人文景观都十分丰富,有立体气候;有雄伟壮丽的山川地貌;有古老悠久的历史文化遗存;还有各具特色的多民族文化;有多种奇异典型的地质现象、丰富的矿产矿床及动植物群落;有大量高峰绝壁、急流险滩和洞穴可供攀登、漂流探险;还有数量和品种多样的矿泉供人闲逸疗养。而雄奇壮伟的"三江并流"核心腹地更是世界上独一无二的。特殊的区位,形成维西旅游资源组合的多样性。

2、奇特性

通过维西众多的景观与州内外相似或同类景观比较,得出这样的结果:维西许多地区地学景观都具有奇特性,构成旅游资源优势。

3、地域性

维西旅游资源分布极为广泛,除塔城、保和镇、叶枝、永春、攀天阁等乡镇的旅游景观已享有一定的盛名之外,在澜沧江沿岸的维登、中路、白济汛、康普、巴迪等乡镇旅游资源大量分布,并且有相当程度的集中。全县各乡镇几乎都有景点,并各有特色。但是,各类旅游景观资源的分布却受一定地域限制,例如塔城、叶枝两大旅游片区的显著差别,少数民族分布的地域性等等

4、多民族性

维西的民族旅游资源特色鲜明,丰富多样。云南有51个民族,维西有13个。各民族在长期的生产、生活中,形成了风格各异、类型多样的民族文化、风俗习惯、节日、服饰、村舍建筑,构成了维西旅游资源的一大特点和优势。

5、融合性

在维西,不同的地学景观与各异的动植景观、气象景观和民族文化、少数民族风情组合,形成风格、特色不同的景区,各类景观相辅相成,互为依托,体现出极高的组合性。

6、生态性

维西生物旅游景观极为丰富独特,素有“横断山中的绿宝石”、“灵灵家园”、“兰花之乡”等美誉,不少动植物类型观赏价值极高,自然生态系统保存较好,充分体现了人与自然和谐相处,“天人合一”的主题,成为香格里拉一大生态旅游景观。

7、潜力性

维西县地处祖国西南边陲,旅游资源丰富,但绝大数未加以开发利用。可利用和挖掘的潜力还很大。例如:位于维登乡境内的新化湖、叶枝镇的查布朵嘎等,到如今仍处于未开发状态,应不断补充内涵,赋予其新的生命力,充分挖掘出其潜力。

二、维西旅游资源开发存在的问题

为把旅游资源优势转化为经济优势,迪庆州委、州政府,维西县委、县政府提出了把旅游业发展成为新兴支柱产业的决策,加快了维西旅游资源的开发和建设的步伐。

目前,维西已开发和建设了一大批具有地方特色的风景旅游区和旅游服务设施,基本上形成了以县城保和镇为中心的三大旅游线路,重点建设了县城、塔城镇、澜沧江流域为中心的三大旅游区。目前维西旅游资源开发已取得了喜人成绩的同时,仍然有大量不容忽视的问题存在。

1、资源总体开发程度不高

当前,维西服务设施还不配套,景观资源的开发较单一,造成资源特色的浪费,开发缺乏系统性和整体性。

2、行业管理差

维西旅游资源的开发,缺乏统一规划和管理,各自为政,各行其是,盲目开发的现象时有发生。相当部分环境质量高、历史文化价值和艺术观赏价值上乘,且具有科学考察价值的重点旅游资源得不到新的或深层次的开发,利用效率不高。部分地方因行业管理不当,造成景观的破坏和景点的重复建设,大大损害了维西旅游地的形象。

3、保护意识差

开发过程中资源的保护意识差,对旅游资源的破坏现象仍然存在,人为性破坏和建设性破坏现象严重。

4、开发资金不足

维西旅游资源的开发,资金来源不稳定。旅游资源的发展建设本身就具有建设周期长,资金消耗大的特点。而目前维西县旅游开发的资金基本上由政府划拨,尽管政府也建立了发展旅游业的基金,分年度划拨,但仍是杯水车薪。因此,有些好的旅游项目因资金问题而搁浅,其开发速度远不能与迅速增长的游客需求相适应。另外,由于资金不足,相配套的交通、能源和自身基础设施欠帐太多,制约着维西旅游业的发展。许多景观资源,由于地处边远地区,交通设施落后,可进入性差,导致这些颇有价值的景观鲜为人知。

5、环境管理差

许多景点,由于环境管理差,有损于维西旅游形象。虽然政府投入一定的人力、物力和财力抓环境卫生,但成效不大。脏、乱、差现象仍然存在,损害了高质量的旅游资源,造成游客滞留时间较短。

6、宣传力度不够

维西诸多的名胜风景旅游点,由于宣传力度不够,多年来一直鲜为人知,造成旅游资源的极大浪费,而维西每年的旅游宣传资金较低。

此外,诸如资源开发规划人才匮乏,地方政府对旅游资源开发与保护政策的认识不足、各地区经济发展不平衡等因素也是制约维西旅游资源开发与旅游业发展的重要因素。

三、对策及建议

针对维西旅游资源的特征及开发管理中存在的问题,吸取多年来的经验教训,提出以下建议,以供参考。

1、转变政府职能,加大开发力度。

“十一五”是维西旅游业发展的关键时期,一定要坚持社会、经济、生态全面发展,充分转变政府职能,组织力量对维西县的旅游资源进行全面的普查、评价,并在政策上给予一定的倾斜,加大开发力度,立足于充分发挥维西自然旅游资源优势和人文旅游源优势及区位优势。

2、加强法制建设,加大执法力度。

制定和完善旅游资源开发的政策和法规,使维西旅游资源的开发工作有法可依,对违反法规的开发行为和破坏资源的行为进行严厉惩罚,保证资源开发工作顺利进行,使维西旅游资源的开发工作走向正轨。

3、积极倡导生态旅游,做到资源的保护性开发。

积极倡导生态旅游,使生态旅游进入人们的生活,并逐渐成为一种时尚,做到以旅游带动资源开发,以资源开发促进旅游发展,加强对旅游资源的保护,做到资源的保护性开发。

4、进行全方位、多层次的深度开发。

加强以自然旅游资源优势为基础的资源开发利用,同时注重人文旅游资源的利用和开发,并把二者有机地结合起来,进行全方位、多层次的深度开发,对那些市场潜力大、功能开发齐全的旅游地积极引导,大力扶持,对尚未开发的旅游资源多渠道进行开发,对已开发的旅游资源应不断完善其功能,增加其深度和内涵。

5、广辟财源、多方集资、落实旅游资源开发、建设资金。

维西旅游资源的开发和建设,必须贯彻利用内资和引进外资相结合;国家、地方、部门、集体、个人一起上的方针,动员社会各方面力量,积极争取国家各种专项建设资金扶持。以多形式、多渠道地筹集社会资金,广辟财源,多方集资,解决维西旅游资源开发资金不足的难题,在西部大开发中,起到良好的示范作用。

6、坚持旅游资源的永续利用

开发维西旅游资源,应树立长远观念,为子孙后代保存珍贵的自然遗产和文化遗产,不要只顾及眼前利益,做到旅游资源开发一项、见效一项、保护一项,使维西的社会、经济、生态、环境健康协调发展,创造一个良好的生存空间和旅游区域,以“兰花节”、“阔时节”为契机,紧紧抓住西部大开发的有利之机,实现维西旅游业的持续增长和强续发展。

参考文献:

[1]杨桂华、钟林生、明庆忠:《生态旅游》,高等教育出版社,2000年。

[2]周国星:《香格里拉—维西旅游指南》,云南人民出版社,2000年。

3、维西县旅游局:《三江并流腹地·灵性香格里拉维西傈僳族自治县》,云南人民出版社,2005年。

4、维西傈僳族自治县外事旅游局:《维西傈僳族自治且旅游发展“十一五”规划及2020年远景目标规划(草案)》,2005年3月。

论文提要

二十一世纪,旅游作为新的产业,以无烟工业的角色在全球得以迅猛发展。国家确定迪庆为我国中西部旅游开发重点地(州)之一。随着“三江并流”世界自然遗产的成功申报、云南省委、省人民政府提出建设“旅游经济强省”和迪庆州建立“旅游支柱产业”等战略目标的确定,为维西发展旅游业创造了千载难逢的机遇。为此,结合维西实际,本文从三个方面分析了维西旅游资源的优势及其开发对策,以供有关人士参考。

一、维西旅游资源的特征。

1、多样性;2、奇特性;3、地域性;4、多民族性;5、融合性;6、生态性;7、潜力性。

二、维西旅游资源开发存在的问题。

1、资源总体开发程度不高2、行业管理差3、保护意识差4、开发资金不足5、环境管理差6、宣传力度不够。

三、对策和建议

三维全景篇6

关键词园林设计;三维制作软件;3D Max;SketchUp(草图大师)

AbstractLandscape design combining with three-dimensional software was expounded.Through computer-aided analysis and design,interactive communication,uniform design method of spatial entities and the plane graph were formated. The spatial distribution from multi-angle analysis,the need for comprehensive function,artistic requirements,environmental conditions and other factors of the design advantage were described. The difference of the two-dimensional design and three-dimensional design in the analysis and changes were compared. Finally,the development prospect of landscape design from two-dimensional drawing to three-dimensional space was put forward.

Key wordslandscape design;three-dimensional production software;3D Max;SketchUp

计算机已经应用于社会生活的各个方面,计算机辅助设计技术应用于园林设计也有很长一段时间,但大多仅限于二维图形制作,三维软件大多是在设计结束后进行效果图制作时才参与进来,即目前的设计仍是在二维的平面中设计三维的空间实体。但是随着计算机技术的不断进步,三维软件的发展成熟,目前的技术条件已经可以使设计从二维图纸进入到三维空间,而三维软件的发展也可以满足设计中各个过程的要求,该文主要对三维软件在园林景观设计中参与辅助的各项过程作初步的探究。

1园林概况及三维制作软件简介

园林经过漫长的发展,已经成为人类文明、生活及精神情感都离不开的一部分空间,并且园林的范围也早已超越狭义上的庭院、庄园,而是扩大到城市环境、风景保护区、大地景观等领域,涉及人类生活的各个方面。自从19世纪下半叶,美国造园大师欧姆斯特德(Frederick low olmsted)规划了纽约中央公园、波斯顿和华盛顿绿地系统,第一个把自己的职业称为风景园林师(landscape architect),自此园林扩大到城市整体绿化的范畴,逐渐形成一门独立的专业和具有特定内涵的专业学科,并标志现代风景园林学的建立[1]。概括的说,园林就是在一定地域,运用工程技术和艺术手段,通过整地理水、植物栽植和建筑布置的途径,创造出一个供人们观赏、游憩的优美环境。

三维也称3D(three-dimensional),即三维图形。显示3D图形,实际是在平面里显示三维图形,形成立体感。计算机屏幕是平面二维的,人们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像是由于人眼产生视觉上的错觉。而三维制作就是在计算机中建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,并且根据要求设定模型的各种属性参数。制作各种模型或场景的软件就是三维制作软件。由于其精确性、真实性和无限的可操作性,已经被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等许多领域中[2]。

2传统园林设计概况及存在问题

中国是一个园林历史十分悠久的国家,无论是在园林植物的选育、栽培,还是在创作的园林精品上都有极大的特色,对世界产生了重大影响,被誉为“世界园林之母”(E.H.Wilson)[3],是世界三大园林发源地(西亚、希腊和中国)之一,但由于多种多样的原因,我国的园林教育事业和学科发展起步较晚,在很多方面存在欠缺和不足,所以应当充分了解、学习世界先进的设计思想和设计方法。

传统的设计手段,主要是使用手绘的方式绘制设计图、施工图、效果图、立面图等,当CAD这种矢量制图软件出现后,因其标准化、高效化等多方面的优势,人们大都已经在绘制设计图、施工图中使用CAD软件来进行制图,并且在各种设计行业里广泛使用。但是由于CAD是主要面向两维平面设计制图的软件,因此在某些方面仍有平面制图局限所带来的问题。

2.1空间比例不明确

由于是在平面上通过平面构图设计立体的物体景观,因此往往会造成在平面布局设计时忽略立面额空间上的数比关系,而出现虽然平面上十分优美,而实际中却十分古怪的设计,更有些初学者会设计出10m多长的桌子、几十米宽的小路等笑话。

2.2设计形象不具像

由于在进行平面设计时看到的仅是平面图标,其立面、三维形象大多是在脑中形成的模糊形象,更不用说全面地考虑其物与物、物与地形等的相互关系,而由于脑中并未对实体形象进行深入、认真的思考,在画透视效果图时,仅按照好看美观来绘制,而根本脱离了自己在平面设计的位置关系,这样就造成了在平面设计时看似很好的搭配,在立面或施工中却发现十分不协调乃至根本无法实现的情况。

2.3在展示给业主等非专业人士时不便

由于没有形成真实完整的空间实体,传统方式只有靠一张张的手绘图给他人进行展示,并且由于手绘方式自身的特性局限,造成了大多仅能展示一部分的视点视域,且需要花费大量的时间和精力,而且当设计有一点改动时,这些原来绘制的图画将会完全失效,全部都要重新绘制。

3三维软件的优势

在传统的园林景观设计中,景观设计师完全通过手绘图来表达其设计理念,既费时费力,又难于修改,随着计算机技术的不断发展,三维软件的成熟,园林设计的过程可以与三维软件相结合,通过让计算机辅助分析,一边观察、感受设计效果,一边进行相应的设计和修改,这样的设计方式有许多优势。

3.1通过三维建模准确确定空间比例

在三维空间中建立虚拟场景,并在场景中进行各项设计,可以准确而直观的看到所设计的物体与环境的比例是否合适,地形的高低起伏、树木的大小、建筑物的体量都一目了然,并且可以以人体模型为参照,对比体量的合理性,乃至进行准确的尺度设定。这样就会让在平面设计里粗枝大叶、毫不考虑比例关系的设计充分地暴露出来,使设计更加准确,达到“比例与尺度”这一园林设计的基本要求。

3.2具像化具体化物体形象

通过平面设计确定物体的设计位置,通过三维建模确定物体的的空间三维形象是三维辅助设计的重点优势,对于园林来说山水地形、植物、建筑,是重中之重且不可或缺的要素,平面设计由于受到本身特性的局限,在实体设计上明显先天不足[4],而三维辅助设计就可以很好地解决这一问题。通过三维建模可以确定物体的空间具体形态,并且可以立即看到与环境的色彩、形态等搭配是否和谐,还可以进行具体修改,避免了平面与立体的相互独立与冲突。

3.3以现实游人视角观察分析

无论是园林设计,还是环境设计,其根本目的都是为人服务,设计首先应当考虑的是人的感受,脱离了具体使用人的设计一定无法成为一个成功的设计,而平面设计站的角度是平面的,没有从游人的角度来思考问题,这样的设计方法往往造成不知所云的局面,如一个以凤凰图案为总体布局,总体立意是凤凰,并且以凤凰为名的广场,却让游人在游览过后找不到凤凰在哪。

在三维场景中,设计人员可以在设计时以游人的视角进行观察,看所设计的景观是否与思考中的效果相同,其高低、位置对游人是否有不方便的影响,其设计思想从游人角度是否可以理解,这种设计不仅是对设计方式上的改进和优化,更主要的是在设计理念上改变那种脱离受众、空来空往的设计理念,从而满足“舒适和美观的需要”的设计。

3.4方便直观的展示

景观三维辅助设计从平面到立体,从图纸到场景的一系列三维辅助设计过程,在设计结束后得到的不再是以往设计方式所产生的一张平面图纸,而是有对比、有色彩、有质感的一个完整仿真的三维场景,这样无论是景点效果图,还是整体鸟瞰图,电脑都可以很好表现出来,并且还可根据需要进行动态画面的制作,及其3D引擎的自由的动态空间。

4三维辅助设计流程

在进行园林三维辅助设计的具体实践中,不同设计要求的设计过程不尽相同,但大体上有以下几个步骤:

4.1基础资料的调查和分析

主要任务是对要设计的地形、植被等各项条件进行全面的了解,通过收集图纸和其他材料,了解地形地貌特征,分析植物气候条件、土壤类型,明确设计要求,使其设计建立在实际地形地貌等条件上。

4.2方案设计

对整体园林的用地进行规划或布置,并进行立意的构思,是采取探索性的的方法产生很粗略的框架。方案设计往往会做出多个方案,然后综合比较分析,最终产生一个最优秀的方案。

4.3CAD平面初步设计

在CAD软件环境下进行平面初步设计,园林设计图主要是平面图,但其是将立体景物通过正投影以平面图的方式画出来,所以此阶段的设计不只是设计地形、建筑、植物等平面布局,同时也要考虑立体的景象。

4.4CAD导入三维软件,在三维场景中初步建立场景环境

CAD是广泛被使用的设计软件,几乎所有的三维软件都兼容支持dwg格式(CAD文件的存储格式)的文件,可以导入如“3D Studio Max”,“SketchUp(草图大师)”等软件,将二维平面转化为三维环境,在三维虚拟空间中初步建立场景环境,并把平面设计的景物按照思考的景象在三维空间中建立模型,使之具体、清晰。

4.5二维与三维结合分析

通过观察三维场景中的虚拟景观(这里建议在Sketch-Up软件环境中进行),可以直观地观察景观的效果,多角度地分析空间分布关系,进行深入考虑。然后综合功能的需要、艺术的要求和环境的条件等因素,逐步进行设计修改。在这一过程中,图纸改动的工作量很大,如果是原始的图纸,就会有很大麻烦,每一点改动都意味着图纸的重新绘制,所以电脑制图的优势就十分明显了。

4.6详细更改设计平面图并完善三维场景

这一步与第5步几乎是在同一时间完成的,但为了强调分析的重要以及一边分析一边改进的要点,所以写成了两步。在分析之后核对得出改进的想法,然后修改平面图与三维空间,这样一步步分析,一步步改进,最终得到经过虚拟现实分析的设计,换句话说就是已经“建成并考察”的园林景观设计了。

4.7综合平面设计图与三维场景进行竖向设计图、种植设计图、立剖面图

由于三维场景的建立完善,设计人员已经对所设计的园林景观环境有了充分了解,并且三维模型建立也使立面尺寸基本明确,所以竖向设计图、种植设计图、立剖面图等竖向图纸就可以十分方便地画出来。如果是在“天正建筑TArch”这个建立在CAD平台上的设计软件中绘制的话,可以利用“生成立面图”这个功能直接产生出来。

4.8以三维软件输出效果图、效果动画等

不同的三维软件输出图的方式方法不一样,统一软件也有不同的渲染器(例如3D Max可以使用默认渲染器、V-Ray渲染器、巴西渲染器等),但是无论是什么软件,其基本出图方式都是一样的,首先是调整视角,然后进行光源等设置,最后渲染输出。这样的图纸效果是手绘很难比拟的,如果是以动态视角输出的图,则更有如现实场景的效果。

4.9进行设计汇报

由于是多媒体的文件,既可以以图纸打印的方式形成图纸文件,更可以结合电脑的多媒体方式对业主进行完整多角度的介绍。由于有虚拟的三维场景,所以可以很直观的展现给非专业人士的业主,这样避免了传统方式非专业人士难以理解的缺憾,让业主可以充分理解设计并与设计人员交流,提出自己的想法,使设计能真正成为满足业主需求的设计。

5常用三维软件介绍

5.13D Max

3D Studio Max,简称为3D Max或MAX,是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。具有以下特点:①功能强大,扩展性好。3D Max建模功能强大,在角色动画方面具备很强的优势,丰富的插件是一大亮点。②操作简单,容易上手。3D Max可以说是最容易上手的3D软件。③与其他相关软件配合流畅。是世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件,完全满足制作高质量动画、最新游戏、设计效果等领域的需要[5]。

5.2SketchUp

SketchUp是一个极受欢迎并且易于使用的3D设计软件,官方网站将它比喻为电子设计中的“铅笔”。它的主要卖点就是使用简便,人人都可以快速上手。并且用户可以将使用SketchUp创建的3D模型直接输出至多种三维软件中[6]。而作者也强烈推荐园林设计人员使用这款软件,因为Google Sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想,而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。

6结语

设计是对未来的描绘,设计师是创造未来的人,每个时代的软件、硬件的技术发展进步都对设计产生了深远的影响,作为21世纪信息技术时代的园林设计人员更应该积极探索,通过新技术、新方法的应用,推进园林设计的进步。三维软件在设计过程中的辅助与应用是一种具有极大优势的新方法,应大力推广和应用。

7参考文献

[1] 李嘉乐.现代风景园林学的内容及其形成过程[J].中国园林,2002,18(4):3-6.

[2] 庞可.三维设计技术应用及前景展望[J].电力建设,2003,24(5):4-7.

[3] 罗桂环.西方对“中国──园林之母”的认识[J].自然科学史研究,2000,19(1):72-86.

[4] 付芩.二维设计与三维设计的分析比较与图形转换[J].江汉大学学报(自然科学版),2009,37(3):72-74.

[5] 袁紊玉,杨丽,徐正坤.3D Max7.0&Photoshop cs园林设计风暴[M].北京:兵器工业出版社,2005.

三维全景篇7

论文摘要:提出在公路设计中采用动态透视图设计对公路设计进行辅助设计、评价、校核;并针对公路三维动态设计的动态透视图的一般原理及制作过程所用的计算机软件等技术进行阐述。

1概述

随着道路等级的提高,人们对道路线形的审美要求与周围景观的协调性越来越重视,从过去的二维图纸到现在的三维模型空间的分析,计算机辅助设计在公路景观设计过程中将占有越来越重要的位置,把最新的计算机技术应用于设计工作中将有助于更直观的反映设计内容,提高设计和周边环境的协调性,同时还能大幅提高设计效率。

道路透视图是路线计算机辅助设计系统设计的重要组成部分,它可以使设计者在设计阶段获得形象逼真的道路全貌,用以检查路线设计的线形质量以及道路与周围环境的协调程度,并以此作为修改设计的依据。采用先进的计算机辅助软件系统建立公路三维模型动态透视图技术可更方便、快速地检验和评价公路设计方案,利用动态透视实时漫游系统可提前让驾驶员感受到在公路上行驶的舒适性及安全性。动态透视图技术在公路景观设计中有着广泛的应用前景,利用该项技术能够在公路建成之前就对沿线公路景观有较为真实的反映,对于行车的舒适性和安全性有较为直观的展示。对公路设计,交通规划和标志标线设计等也有着参考作用,为领导决策和工程实践提供了依据。

2动态透视图系统的主要内容

在外业勘测方面,原始数据主要从航测、遥感、UYS等高新技术的综合应用进行地形、地质数据的采集与处理;在内业设计方面,主要是三维数字地面模型的建立、公路CAI)一体化技术及道路三维可视化技术等,并将上述技术集成,实现了勘测设计一体化。内业设计阶段主要是三维数字地面模型的建立、公路CAD一体化技术及道路三维可视化技术等,并将上述技术集成,实现了勘测设计一体化。

动态三维透视图的工作主要的工作流程包括原始资料的收集整理、现场调查收集野外图片资料、通过什算机辅助系统软件建立三维模型、渲染制作和最终合成等几个部分。

2. 1原始资料的搜集及数字地面模型的建立

原始资料主要包括公路设计资料、沿线地形资料与沿线景观素材,采集处理真实准确的原始资料是制作符合实际情况的动态透视图的基础。进行公路线形透视图检查,首先要建立一个设计公路的立体模型,设计公路模型可分为两类:一类只是单纯地设计公路模型;另一类是含有地形的设计公路模型。第一类模型的建立:直接进人计算机数模管理中,创建一个新的数模编号,然后从横断面数据库及纵断面数据库中读人设计公路的数据,构网、建模即可;第二类模型的建立:在第一类模型的建立基础上,还要将地形图数据库中的地形点读人数模,并将公路边界内的俄地形点剔除,然后,用全部点在构网建立模型。

2. 2动态透视图的一般原理及制作过程所用的计算机软件

对于道路本身的建模工作,可利用AutoCAl软件下的二次开发软件如维地5. 6完成,通过以上构建的数模三角网还可以按照n}格式输出,该功能可以给第三方渲染软件如3I?max渲染巨匠( lightscape)等提供数据模型数据。为了更好地建立模型,还需要采集地物、植物、路面等图质,以建立更接近真实的材质库,而处理采集的图像资料一般可采用Photoshop, CORELDRAW等图像编辑软件。

三维模型的建立是动态透视图的核心,一个完整的三维模型应包含完整的三维场景,包含各元素的三维模型和相关的配套材质贴图。通过有关程序在Au-toCAD下面快速构建公路立体模型,构建公路立体模型可应用相关专业软件如:HinCADS. 6、海地公路软件、武汉捷力的公路一体化设计软件建立。捷力平面三维动画系统可以在平纵横一体化设计完毕后根据地模或纵横地面线文件及路线设计信息自动生成真实三维模型,自动生成栏杆、行车道、中央分隔带等构造物,任意设定背景材质,直接将模型转换到3DMAX渲染巨匠(lightscape)软件做效果处理,最后再生成真实的三维效果图及动态的AVI文件,很快就可以生成线路透视图与三维全景图,利用先进的虚拟现实技术实现公路三维的动态实时浏览。可按指定路径播放三维动画,从不同角度、高度观察道路设计效果,对设计成果进行检查和评价。中交第二公路勘察设计研究院研制开发的公路虚拟景观实时漫游系统BID- VRS,直接接受数字摄影测量系统产生的正射影像数据,将影像同数字地面模型、公路路线与互通立交三维几何模型、公路桥梁三维几何模型形成的综合模型叠加,进行场景布置,并实时地对公路设计的虚拟景观进行动态漫游。动态透视图的真实影像与公路设计相结合,真实、动态地反映公路勘察设计的成果,为设计成果评审和环境保护提供了全新的可视化手段和工具。

海地公路三维仿真系统(Hard3D)是西安海地计算机软件开发有限公司自主开发研制的一套专门用于公路三维模型制作及动态播放的实时三维图形生成及渲染系统。它具有使用简便、制作效率高、画面清晰以及生成的动画具有可操作性、能够真实可靠的反映设计意图,在实时动态播放过程中,系统能够逐桩显示出该断面的所有技术指标(包括断面填挖面积、填挖高度、路基宽度、超高、大地坐标等等技术指标),使观看人员可以随时掌握各个断面的信息,在动态播放过程中,用户可随时抓取精彩画面(生bmp文件)并保存到硬盘上,用于制作工程效果图,系统也可以连续录制动画、录制声音包括背景音乐以及设计人员的解说,系统自动进行影音合成(生成avi文件)。具有动画的可操作性、路线各类信息的可动态显示性以及此系统可广泛用于公路工程项目的三维演示、效果图制作、项目评审、工程设计召投标过程当中,能够尽现您的实力,为工程的合理优化提供强有力的视觉支持等。由于Hard3D所基于3D图形引擎提供了强大的动态建模、动态渲染和模型管理功能,并且获益于微软公司不断对DirectX图形驱动性能的升级,从而使Hard3D在图形的动态渲染和模型的动态测试达到了国内绝对的领先水平,彻底摆脱了用3DMAX预渲染然后播放的传统做法,使公路三维进人了一个崭新的阶段。

2. 3三维模型的渲染

三维模型的渲染在3DS系列软件 3DS}MAX}VIZ}中进行,具体的内容包括:设置灯光、架设摄像机、贴材质、设背景、最后渲染成静态全景透视图。

2. 4渲染图的后期处理

后期处理对制作高质量的渲染图很重要。

2. 5动画制作和视频输出

除了跟静态渲染图有相同的要求外,还需要设置摄像机路径,然后逐帧渲染。渲染后的图片以每秒一定帧数(可根据汽车的运动速度确定)播放出来就成了动态全景透视图,最后一步是通过有关软件对动画片断进行剪辑、合成、配音,最终得到成品。

3实际应用

依托西藏自治区那曲地区布龙至比如通县油路工程,对全线进行了动态透视图的研究并完成了全线的三维模型和约10 Km的重点路段的动态三维透视图的工作,在初步设计阶段及施工图设计阶段,生成公路复杂地段全景透视渲染图和模拟汽车行驶的公路动态透视图,对方案的比选、视距的好坏、平纵组合是否合适等起到指导作用。

进行模型建立所必需准备的文件:横断面帽子文件、地形点数据。其他文件有:构造物文件、横断面文件、超高文件、超高图文件、地质概况文件、特征点文件、平面线文件、平曲线文件、横断面文件。利用公路设计及平面三维动画系统制作动态透视图的详细过程,因篇幅所限在此就不作介绍,现就其形成的一般制作流程说明如下:(1)建立数字地面模型(2)建立路线真实三维模型((03)生成标线构造物等(4)颜色及材质设置(5)输出3DS文件(6)形成三维动画。

4结语

三维全景篇8

Abstract: With the rapid development of computer technology and network technology, digital virtual city gradually attracted people's attention. How to efficiently and quickly build three-dimensional landscape is the key technology to create a virtual city. The method is based on SketchUp(hereinafter referred to as SU) three-dimensional virtual city landscape construction, its simple operation and high efficiency greatly reduce the time and energy of building three-dimensional landscape, thereby reducing the cost of the project. This method can be widely used in various campus landscape constructions, landscape construction of three-dimensional medium and small cities as well as various cities planning work.

关键词:数字化;虚拟城市;三维景观;建模; SketchUp(SU)

Key words: digital; virtual city; three-dimensional landscape; modeling; SketchUp(SU)

中图分类号:TP37 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)33-0268-01

0引言

虚拟城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用3S、遥测、仿真虚拟等技术对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,模拟和表达城市地形地貌、城市道路、建筑、交通、水域等城市环境中的现象和过程[1-2]。利用虚拟城市进行城市的管理其效率更高、手法更丰富、区域更广。随着城市的高速发展,城市规划和建设周期越来越短,因此需要一种高效快速的虚拟城市三维景观构建方法。以SU为主要工具和平台的虚拟城市构建方法能够满足要求,能够快速、高效、低成本的构建城市三维景观模型。本文以黑龙江农垦科技职业学院校区为研究对象,探讨了如何利用SU平台进行虚拟城市三维景观构建。

1构建平台

三维景观是虚拟环境中最重要的构建对象。目前用于三维景观模型建立的主要方法有基于摄影测量的三维景观构建、2D GIS辅助下的三维景观构建、AUTOCAD与3DS MAX结合的三维景观构建[3]。运用SU构建城市三维景观模型的尝试在本领域具有首创性,它打破了传统方法复杂、繁琐的痼疾,把效率和操作简易性作为开发的宗旨,降低了成本和开发周期,有利于三维地理信息产品的普及。

SU面向设计过程,界面简洁,易学易用,命令少,完全避免了其他设计软件的复杂性;此软件可以为表面赋予材质、贴图,并且有2D和3D配景;软件内具有很多辅助设施的模型,如树、路灯、篮球场等,简化了建模的工作量。本文以Google SketchUp 6.0为平台探讨虚拟城市三维景观构建流程。

2构建流程

利用SU平台进行虚拟城市三维景观的构建,首先是利用SU获取Google Earth上的地形和影像数据,接着利用已绘制好的地形图获取相应的二维矢量地图,然后通过SU对建筑物进行三维建模,最后将二维矢量图、建筑物三维建模、DEM和DOM数据整合到SU平台中。

2.1 DEM和DOM数据导入为了在SU中获取DEM和DOM两个图层,首先打开Google Earth,并使其显示出相应的建模区域,然后启动SU,点击工具栏的“Get Current View”命令,将Google Earth中的画面导入到SU,此时在SU中具有了地形和影像两个图层。

2.2 二维矢量图编辑首先要测绘需构建区域的大比例尺地形图,再利用CAD对其进行编辑。地形图一般具有较多的图层,如果将其直接导入到SU中,影响场景的美观,而且会干扰建筑物建模,因此要对其进行处理。首先删除不必要的图层,然后删除重叠、多余的线。SU平台支持DWG等格式,编辑好的地形图可直接导入到在SU平台中。

2.3 建筑物纹理与属性数据采集为了使SU中的建筑物更具真实感,需要使用数码相机拍摄建筑物来获取其外观。通过相片可以获取纹理信息及建筑物的层数。拍摄后要用图形编辑软件如Photoshop进行一定处理。由于树木的遮挡,许多建筑物拍摄不到全景,可采取小角度拍摄正面的纹理,利用建筑物一般外表面具有相似性的特点,叠加得到建筑物整体的纹理。

2.4 建筑物三维建模在对每个独立的建筑物进行三维建模之前,应在SU中根据二维矢量图层,找到需要进行建模的建筑物所在的位置,并获取建筑物形状、大小等信息。然后参照建筑物纹理照片,利用SU工具绘制初步模型,根据楼层数估算楼高。建模时应尽量简单化,降低文件大小,否则造成整体场景文件过大,影响运行速度。

初步模型建好后,下一步工作是进行纹理贴图。纹理贴图有两种方法:一是全部使用采集的纹理,将经过Photoshop处理后的纹理,覆盖在整个建筑物的表面;二是局部使用真实纹理,其他位置使用软件自带的材质纹理。整体贴图后建筑物模型文件会比较大,而且采集到建筑物的整体纹理也比较困难。而SU软件本身提供了纹理和材质设计工具,使用简单,局部采用真实纹理贴图,实际效果比较好,因此常用此方法。

除建筑物外,还需要对场景中的道路、树木、路灯等辅助设施进行建模。这类地物可采用SU中已有的模型。

2.5 三维景观构建打开SU中的地形和影像两个图层,然后将编辑好的二维矢量图导入其中。需要将其与地形和影像数据进行配准;然后将建好的建筑物及辅助设施的三维模型导入到整个场景中。将以skp格式保存的建筑物等三维模型导入SU中后,根据二维矢量图确定其位置,调整其大小,使之与二维矢量图吻合。

3结论

①运用SU构建虚拟城市三维景观模型效率高。此软件简单易行,降低对建模人员专业的限制,缩短了生产周期。

②SU建模效果优良。它构建的模型,效果等优于其他平台,软件间的兼容性强。

③SU三维建模成本低。有利于三维景观建设的迅速推广。

参考文献:

[1]刘晓艳,林晖,张宏.虚拟城市建设原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

[2]朱庆,林晖.数码城市地理信息系统-虚拟城市环境中的三维城市模型初探[M].武汉:武汉大学出版社,2004.

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