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2024/5/8周三三三维PPT模板模板标题标题12024/5/8周三三三维城市建模城市建模标题2标题11222024/5/8周三（一）研究（一）研究进展展OneTwo瑞士的瑞士的苏黎世工黎世工业大学、德国的波恩大学、英大学、德国的波恩大学、英国的牛津大学、法国国家信息与自国的牛津大学、法国国家信息与自动化研究所化研究所(INRIA)以及美国的南加州大学等以及美国的南加州大学等国国外外研研究究机机构构国国内内研研究究机机构构国内的研究机构主要有武国内的研究机构主要有武汉大学、大学、华中科中科技大学以及中科院遥感所等技大学以及中科院遥感所等32024/5/8周三（一）研究（一）研究进展展数据源数据源模型描述模型描述自自动化化单一立体航空影像一立体航空影像多影像集成多影像集成多数据源融合多数据源融合新增数据新增数据LidarDEMINSAR简单的的长方体方体尖尖顶人字人字多多边形形复复杂独特模型独特模型人工完成人工完成半自半自动系系统全自全自动系系统AscenderETISCC-Modelerin-JECT42024/5/8周三（二）三维城市建模工具与方法 1 1 宏宏宏宏观观三三三三维维地形建模地形建模地形建模地形建模 2 2 微微微微观观三三三三维维建筑建模建筑建模建筑建模建筑建模3D图形API和规范2三维模型专业软件3 1车载激光扫描建模3 3基于分形方法1基于DEM方法3 252024/5/8周三1.宏宏观三三维地形建模地形建模1.1基于分形方法基于分形方法分形：部分与整体以某种方式相似的形体，叫做分形。如空分形：部分与整体以某种方式相似的形体，叫做分形。如空中拍中拍摄的海岸的海岸线与放大了与放大了10倍的海岸倍的海岸线，在本，在本质上没有什么上没有什么不同。整体可以无限不同。整体可以无限细分，在分，在细分的分的过程中，程中，进行差行差值，局，局部通部通过迭代生成整体。迭代生成整体。优点及缺点：点及缺点：生成地形漂亮，速度生成地形漂亮，速度较快，但不能反映真快，但不能反映真实地形情况，只是地形情况，只是一种模一种模拟地形，适用于地形，适用于对地形真地形真实性要求不高的情况性要求不高的情况62024/5/8周三1.宏宏观三三维地形模地形模拟1.1基于分形方法基于分形方法72024/5/8周三1.宏宏观三三维地形建模地形建模1.2基于基于DEM方法方法 优点点：三维地形真实感较强，纹理细节丰富。缺点：缺点：地形区域较大时，绘制计算量大，影像地形绘制速度。DEM分辨率较大时，出现失真。通通过格网格网DEM或者或者TIN模模拟地形的基地形的基本骨架。通本骨架。通过地形地形表面点与表面点与纹理点的理点的映射关系，按照一映射关系，按照一定算法将遥感影像定算法将遥感影像映射到三映射到三维地形表地形表面上。面上。82024/5/8周三1.宏宏观三三维地形建模地形建模1.21.2基于基于基于基于DEMDEM方法方法方法方法92024/5/8周三2.微微观三三维建筑建模建筑建模AutoDeskMultigenParadigmGoolgleAutoDesk3DSMaxAutoCadsketchupMultigenCreator专业软件件102024/5/8周三2.1.1 3Ds Max1996.42009.42010.43DStudioMAX1.0Autodesk3dsMax2010Autodesk3dsMax2011AutoDeskDOS版本版本3Ds80年代年代112024/5/8周三2.1.1 3Ds Max优点点建模精细程度高通用性好支持平台多3DsMax不足不足数据量大、运行慢产生废点、线、面显卡、内存配置高122024/5/8周三2.1.2 AutoCadAutodesk公司公司1982设计。用。用于二于二维绘图和基和基本的三本的三维建模建模Titleinhere优点：有精确尺寸、分解视图和透视图、便于分析空间关系缺点：三维绘图功能弱、设计时间长、DXF文件数据量大三三维建模建模三三维建模一建模一般不用，但般不用，但可以做可以做为三三维模型的坐模型的坐标底底图、建、建筑物筑物轮廓廓132024/5/8周三2.1.3 Google Sketchup 介介绍Sketchup由由last Software 公司公司设计，Goolge于于2006年年3月月14日将其收日将其收购。Goolgle系列系列软件的地信特征使得件的地信特征使得Sketchup可以可以应用到地信用到地信软件上来，促件上来，促进了了Sketchup在三在三维GIS方面的方面的应用。用。142024/5/8周三2.1.3 Google Sketchup三三维模型数据量小模型数据量小操作操作简单、建模速度快、建模速度快有效管理有效管理图形数据形数据三三维模型可放入模型可放入GoogleEarth良好的良好的纹理映射、光照理映射、光照优点丰富的丰富的3D模型模型库152024/5/8周三2.1.3 Google SketchupGoogleSketchup不足不足三维实体细节欠缺保存MultiPatcht纹理可能丢失模型数据量大时影响显示速度162024/5/8周三2.1.3 Google Sketchup快速建模快速建模172024/5/8周三2.1.4 Multigen Creator 美国美国Multigen-paradigm公司开公司开发，拥有有针对实时应用用优化的化的OpenFlight数据格式，数据格式，强大的多大的多边形建形建模、矢量建模、大面模、矢量建模、大面积地形精确生成功能地形精确生成功能Creator使得使得输入、入、结构化、修改、构化、修改、创建原型和建原型和优化模化模型数据型数据库更容易更容易在在视景仿真、模景仿真、模拟训练、城市仿真交互式游、城市仿真、交互式游戏及工及工程程应用、科学可用、科学可视化等化等实时仿真仿真领域有着世界域有着世界领先的先的地位。地位。简介介特点特点应用用182024/5/8周三2.1.4 Multigen Creator优点不足普通的普通的场景建模，景建模，Creator速度速度较快、可以建构复快、可以建构复杂任任务模型、模型、能能够查询多余点、多余点、线等，等，进行行场景景优化、支持多化、支持多层纹理理与之匹配的平台与之匹配的平台较少（少（VegaPrime）、高精度模型欠缺、）、高精度模型欠缺、192024/5/8周三Sub title总结DXF/DWG3DsskpOpenFlight三三维图形形几何形体几何形体+颜色色几何形体几何形体+颜色色纹理理+光照光照+相机相机动画画几何形体几何形体+颜色色纹理理+光照光照+相机相机动画画几何形体几何形体+颜色色纹理理+光照光照+相机相机动画画好好很好很好很好很好很好很好文件格式文件格式通用性通用性软件系件系统AutoCad3DSMaxSketchupCreator202024/5/8周三2.2 3D图形形API和和规范范VRML/X3D1.Direct3D2.OpenGL3.212024/5/8周三2.2.1 VRML/X3DVRMLVMRL（VirtualRealityModelingLanguage，虚拟建模语言）具有创建三维造型和场景的功能，虽然视觉效果不能与专业三维软件相比，但是文件容量小，适合于网络传输。222024/5/8周三2.2.1 VRML/X3D1993年1994年1996年2000年2002年在新奥尔良(NewOrleans)召开的优秀3D图形技术会议上公布通过了规范的VRML2.0标准。皮斯帕里斯和SGI的工程师凯文贝尔(GavinBell)完成了VRML1.0规范草案，在第二届WWW国际会议上公布MarkPesce和TonyParisl展示了他们编写的一个程序Labyrinth，Labyrinth可用来在网络上显示三维形体。世界web3D协会发布了VRML2000国际标准（草案），2000年9月又发布了VRML2000国际标准（草案修订版）。web3d联盟日前发布了可扩展3D（X3D）标准草案并且配套推出了软件开发工具供人们下载和对这个标准提出意见。232024/5/8周三2.2.1 VRML/X3DAA语言言简单BB文件容量小文件容量小C C良好的交互功能良好的交互功能DD网络功能强，易与Internet通讯优点点242024/5/8周三2.2.1 VRML/X3D界面有限界面有限客客户户端运算端运算负载负载大大VRML97VRML97是是单单用用户户、单单处处理器理器标标准准对浏览对浏览器依器依赖赖性大性大兼容能力差兼容能力差局局限限252024/5/8周三X3D改改进之之处1可兼容可兼容VRML2X3D是是组件化的件化的3X3D创作作对任何播放器都是任何播放器都是简单一致的一致的4XML编码可以更平滑的和其它可以更平滑的和其它应用程序整合用程序整合5X3D场景和景和环境在不同播放器中的操作可境在不同播放器中的操作可预知知6X3D仍在被增仍在被增强和更新和更新8X3D二二进制格式可以提制格式可以提供加密和供加密和压缩262024/5/8周三2.2.1 VRML/X3DX3DX3D开发基于VRML标准的扩展节点功能，使3D的效果，交互性能更加完美；支持MPEG、Avi等视频文件，Rm等流媒体文件，Wav等多种音频文件，Flash动画文件，多种材质效果，支持Nurbs曲线，粒子效果，雾化效果；支持多人的交互环境在虚拟场景，尤其是大场景的应用方面，以VRML标准为核心的技术具有独特的优势。272024/5/8周三2.2.2 Direct3D简简介介介介Direct3D是基于微是基于微软的通的通用用对象模式象模式COM的的3D图形形API，可，可绕过图形形显示接口示接口（GDI）直接）直接进行支持行支持该API的各种硬件的底的各种硬件的底层操作，操作，大大提高了运行速度。大大提高了运行速度。在三在三维专业领域一般使用域一般使用OpenGL，使用，使用Direct3D做做为三三维模型开模型开发还处于于尝试当中。当中。发展展历程：程：1995年9月，微软推DirectX1.0，不包括3D功能1996年，微软发布了3DAPIDirect3D，整和在DirectX2.0中。1997年6DirectX5.0，加入雾化效果、Alpha混合等3D特效1999年9月，微软推出DirectX7,支持“坐标转换和光源”2002年底，DirectX9.0Shader的渲染精度已达到浮点精度282024/5/8周三2.2.2 Direct3D优点点缺点缺点1.发展展较快快2.API接口接口应用函数丰富用函数丰富3.技技术支持支持强4.相相对显示效率比示效率比OpenGL高高1.不能跨平台不能跨平台2.浮点精度。就目前来浮点精度。就目前来说Direct3D的浮点精度比不上的浮点精度比不上OpenGL，如不使用高如不使用高级图形效果所以在形效果所以在显示示图形形质量效果比不上量效果比不上OpenGL。292024/5/8周三2.2.3 OpenGLOpenGL简介OpenGL简介OpenGl简介OpenGL作为一种三维工具软件包，它是开放的三维图形软件包，独立于窗口系统和操作系统，在交互式三维图形建模能力和编程方面具有无可比拟的优越性。openGL灵活方便地实现了二维和三维的高级图形技术，在性能上表现得异常优越。它具有建模、变换、光线处理、色彩处理、动画及更先进的能力，如纹理映射、物体运动模糊效果和雾化效果等。openGL为实现逼真的三维绘制效果和建立交互的三维场景提供了高效率的函数库。以OpenGL为基拙开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植。302024/5/8周三2.2.3 OpenGLOpenGL标准化准化灵活性灵活性易用性易用性可可缩放性放性图形形质量高、性能好量高、性能好稳定性定性可靠性和可移植性可靠性和可移植性可可扩展性展性312024/5/8周三2.2.3 OpenGL不包含声音不包含声音不包含声音不包含声音网网网网络络模模模模块块发发展展展展较较慢慢慢慢同同同同样样数量数量数量数量场场景数景数景数景数据，据，据，据，显显示速度不示速度不示速度不示速度不及及及及Direct3DDirect3D不足不足322024/5/8周三2.2 总结Sub title三三维建模建模由于由于VRML/X3D主要依主要依赖浏览器和器和客客户端端计算，并且算，并且Direct3D的平台的平台局限性，三局限性，三维建模建模API一般采用一般采用OpenGl332024/5/8周三2.3 车载激光激光扫描建模描建模三维激光扫描测量技术是最近发展迅速的一种新技术,已成为空间数据获取的一种重要技术手段车载激光扫描系统拥有多个相互关联的子系统，包括激光感应、GPS定位、IRS内部指令、数码摄像等部分。所有的这些子系统直接影响着数据的采集效率。简介介342024/5/8周三2.3 车载激光激光扫描建模描建模自自自自动动化程化程化程化程度高度高度高度高数据数据数据数据获获取取取取快快快快纹纹理清晰理清晰理清晰理清晰车载三三维激光激光扫描描352024/5/8周三2.3 车载激光激光扫描建模描建模设备昂贵技术还不成熟数据处理工作大不足不足362024/5/8周三参考文献参考文献建筑物三建筑物三维重建方法重建方法综述述三三维景景观建模与可建模与可视化研究化研究基于基于VrMap与与Sketchup的城市三的城市三维模型构建模型构建关于关于AutoCAD三三维维建模方法的探建模方法的探讨讨基于基于AutoCAD的三的三维维建模研究建模研究372024/5/8周三参考文献参考文献基于基于基于基于Direct3DDirect3D的三的三的三的三维维符号建模符号建模符号建模符号建模基于基于基于基于OpenGLOpenGL的三的三的三的三维维可可可可视视化研究化研究化研究化研究基于基于基于基于MultiGenMultiGen的真的真的真的真实实感虚感虚感虚感虚拟场拟场景景景景绘绘制研究制研究制研究制研究基于基于基于基于SketchUpSketchUp和和和和ArcGISArcGIS的城市三的城市三的城市三的城市三维维可可可可视视化研究化研究化研究化研究基于基于基于基于GoogleSketchUpGoogleSketchUp的的的的3DGIS3DGIS建模技建模技建模技建模技术术研究与研究与研究与研究与应应用用用用382024/5/8周三 建构基于建构基于VRML_X3D的网上虚的网上虚拟拟商店商店 基于基于VRML的虚的虚拟拟地理地理场场景建模方法的研究景建模方法的研究 基于三基于三维维激光激光扫扫描数据的构筑物三角构网模型描数据的构筑物三角构网模型基于地面三基于地面三维激光激光扫描数据的建筑物三描数据的建筑物三维模型重建模型重建1234392024/5/8周三The End谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢40