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发表时间 : 2009-4-28 18:22:24 | 浏览 : 1531    评论 : 0
传统的建筑设计/表现方法基本包括以下4种:
人工手绘、建筑微缩模型、建筑效果图、建筑动画。
其中,人工手绘(或非真实渲染-NPR)只是偶尔作为点缀用在早期的概念设计中。
建筑效果图、建筑动画、建筑模型是目前广泛采用的三种方式。由于其市场的成熟,单做其中某一个或几个方面即可支撑一个中型公司(100人以下)的发展。在这方面,水晶石公司(效果图/动画)、斯伟、建境(建筑模型)比较有代表性。
这三种方法虽然流行,但它们各自的不足还是很明显的。
制作建筑微缩模型需要经过大比例尺缩小,因此只能获得建筑的鸟瞰形象,无法以正常人的视角来感受建筑空间,无法获得在未来建筑中人的真正感受;常用的效果图表现也只能提供静态局部的视觉体验;三维动画虽然有较强的动态三维表现力,但不具备实时的交互性,人是被动的,而且对方案的修改以及观察路线的变化需要重新计算,几天甚至几周后才能看到结果。
而在城市仿真应用中,人们能够在一个虚拟的三维环境中,用动态交互的方式对未来的建筑或城区进行身临其境的全方位的审视:可以从任意角度、距离和精细程度观察场景;可以选择并自由切换多种运动模式,如:行走、驾驶、飞翔等,并可以自由控制浏览的路线。而且,在漫游过程中,还可以实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换比较。这是传统的建筑效果图和预渲染回放的三维动画所无法达到的。




城市仿真技术的重点

在一定软硬件的基础之上,创建尽可能真实的场景
在城市仿真中,场景的真实感是最为关键一个一个因素。而如前面已提到过的,由于实时三维渲染的要求及硬件显示能力的限制,场景的复杂程度不能太高。同时,由于实时仿真技术的限制,一些比较费时的渲染选项,如动态阴影、Bump map等实现起来还有一定困难。这些都会直接影响场景的真实感。
主创软件:
实时三维模型创建软件:Multigen Creator;
纹理处理软件Photoshop
辅助软件:
建模方面可以用3DsMax/Maya辅助,Maya有免费的flt文件(Multigen Creator格式文件)输入/输出插件,3DsMax则要通过Okino Polytrans软件来进行格式转换(www.okino.com);
在三维纹理贴图方面,可用DeepPaint 3D和Deep UV辅助;
在灯光效果贴图方面,可用Lightscape;
AutoCAD用于接收用户原始DWG文件,预览并输出DXF。
在项目之初,就要详细规划、分配任务,根据任务思考如何充分利用上述各种软件达到最终效果!
城市仿真开发步骤
首先需要从“顶视图”的角度,有精确的“尺寸”和“位置”数据,包括整个仿真区域、区块(Blocks)和建筑物。最终的虚拟场景和实景的尺寸比例为1:1。
原始“顶视图”数据有两个来源:
1、 DXF文件(2D): AutoCAD (DWG & DXF); ArcView (SHP & DXF)
2、 地图/航拍正投影像数据
一般平面DXF文件为1:1比例,可以达到尺寸/位置精确;但地图/影像数据(Images)只是一定比例的相对数据。对于Images数据,首先要保证扫描处理时不能有尺寸变形(Image Size),做等比例缩放至1:1才行。或者,如果已知Images的方位角度和精确的XY覆盖范围,可以先做一个精确尺寸的方块,然后将此Images作为纹理覆盖上去。这样,我们才能对整体布局有一个基本的定位,以保证最终完成的视景三维数据库的精确性。
这样做了以后,整个数据库都还是建立在一个平面地形上。但一般的城市仿真中,基本都是平面地形或对地形的起伏不要求。个别情况需要根据实际地形作出一定的起伏,或者在某些局部区域做一些小山包等。
2、区块和道路
区块(Block)和道路是紧密相连的。一般都是道路把整个城市区域分割成多个区块。区块的划分是很重要的,完成了区块划分后,我们就可以把整个建模任务分割开来。
整个大的建模任务可以划分为区块建模和环境建模,环境建模主要是树木等的加入。
道路可以放到环境建模中再细化。但区块这时要拉起一定的高度,根据实际尺寸和选择0.2-0.5米的高度,并视情况在此阶段把“路沿”和“人行道”也做出来
3、建立建筑物基本三维模型
从顶视图信息中,我们确定了各个建筑物的位置和顶面形状(或底面形状),下一步就是要确定其高度信息了。不过,在勾画区域/建筑物的底面形状时,如果用的是DXF数据源,可以和原始数据保持精确一致;但如果是用的Images数据源,就会有人工误差,只能大致精确,其误差值根据影像分辨率的大小而有所不同。
高度信息的确定,除了来源于AutoCAD设计信息,如三视图(尺寸精确),和测绘信息(楼层数信息,一般可以和影像数据同时提供,但要收费)外,就是直接到现场去看和拍摄了(可以得到楼层数信息和大致比例尺寸,但不精确)。
从顶视图信息和高度信息,就可以拉出其基本三维形状了。同时,物体的顶面纹理依然可以保留!
但这样建立起来的三维建筑物只具有基本形状,今后进一步的工作包括:
1) 侧面纹理贴图;
2) 对于重点建筑物,需要全新建模;原来的Box状物体稍作修改后,可以作为最低层次的LOD模型。建筑物模型的精美程度只受硬件多边形数的限制,可以做得很漂亮,甚至可以加入建筑物内部模型!
再加上简单的环境(树木等)效果后,这样,一个基本的城区三维虚拟环境就建立起来了
4、重点建筑物建模
和3DsMax/Maya建模思路基本一致,都是几何形状加上材质/纹理,只是针对视景仿真有一些规则。
另外,在建模中,要有良好的习惯,如目录结构组织、层级结构组织、外部参考、相对路径、层次细节的选定、英文命名等。
5、其他要素
以上只是城区建模的最为基本的要素,建立一个完整的视景仿真应用,还有以下要素需要进一步细化:|
1)植物(树木、园艺等)
2)道路桥梁、高速公路
3)城市辅助设施(公园、车站等)
4)水面(湖泊、江海等)
5)堤防
6)山丘
以下为VEGA功能:
7)环境(云、雾、光照等)
8)特殊效果(流水、飘动的旗帜、烟、火、三维声音等)
9)运动物体(车、船、人)
10)其他功能集成(精确碰撞检测、GIS数据库查询、人机界面等)

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