三维地形建模技术

1、三维地形建模技术第一组三维真实匾是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心，也是时空一体化地理信息系统的关键技术；而 地形建模和可视化则是三维场景构造中的重要內容。为此, 在简述三维地形实现过程和地形建模常规方法的基础之上， 我们重点对o penGL支持下三维地形建模和基于Sketch Up网 格法对山区地形展开三维建模和渲染的技术方法研究。同时对两类建模技术和不同的实现方法进行了分析和 对比研究；最后，根据其性能对比及其各自的特点，给出 了不同方法的适用场合，从而为地形建模和实现方法的选 择提供依据和指导。三维地形卖现的基本流程光S（与消检S1利用OpenGL实现三维地于基本过程是：首先得

2、到DEM H数据（彩像数据J,通过 相应的数据处理，蒋原始数据 转化为三维模型构造所需要的 顶点薮据；并利用变揍肩胡薮 据进行模型构造，通过投彩变 换、视点变换等一系列的步骤 形成最初的三维地形；最启利 用光照消隐以及纹理映射技术 的后期加工和处理，真实感的 三维地形最终成型。三维地形 的基本实现过程如图1所示is1、基于openGL技术的地形 建模计算机图形学中的所有光滑 曲面最终都是由多边形（主要是 三角形）无限逼近得到的，因此 建立三维地形模型叫的实质是构 造用来逼近该曲面的空间三角网。 利用准备好的数据点根据 Delaunay三角网的构网规则生成 三角网，如图所示。圈6面与点的床向皿r

3、帕誇豐*在生成三角网后，还需要注意组成三角网的各个三 角面法向量的标注。因生 成地形的明亮程度除取决于 光源和明暗处理方弍外，还 受到三角面点与面的疼向量 昭影响。一彳殳，虽的務向量耳又 值为其周围面法高量昭均值 在右图申P点的法向量即可 表示为与其相邻的四个面疾 高量N1、N2、N3、N4的和 的平均值。二地形建模的两种方法二地形建模的两种方法二地形建模的两种方法第二种：基于SketchUp网格法三维地形建模1、SketchUp软件介绍SketchUp是Google公司推出的一个极受欢迎并且易于使用的3D设 计软件，官方网站将它比喻作电子设计中的“铅笔”。（后文简称为 SU）它的主要特点就是

4、使用简便，人人都可以快速上手。它的建模流 程简单明了，就是画线成面，而后挤压成型，方便的推拉功能，设计 师通过一个图形就可以方便的生成3D几何体，无需进行复杂的三维建 模；快速生成任何位置的剖面，使设计者清楚的了解建筑的内部结构。二地形建模的两种方法二地形建模的两种方法2、建模过程二地形建模的两种方法二地形建模的两种方法* 21首先，使用“根据网格创建 ”工具在窗口里直接拖出一张 网格，值得注意的是根据地形 精确程度，可以对每个单元网 格的尺寸进行调节。本文选 1000mm X 1000mm的 网格尺 寸做示例，画出一张网格图， 这个网格默认为一个组件。二地形建模的两种方法22创建山区地形表面

5、进入这个组件，使用“曲面 拉伸”工具对实际需要产生凹凸 的地方的网格拉伸一定高度。可 以对单元网格的点、横向线、纵 向线、对角线进行曲面拉伸。注意，在这个拉伸过程中可 以随时调节拉伸的范围，这样可 以拉伸出不同大小的“山头”或 “洼2也” o本文采用5000mm 8ooomm oooomm这几牙申拉伸 范围，局部地区可以进行了多次 拉伸。23柔滑边线建好网格图以后，我们需要对这个模型进行边线的柔化，这样更 接近现实情况。选中模型，点击右键选择“软化/平滑曲线”，并将 “法线之间的角度”调到最大。同时勾选“平滑曲线”和“软化共面” 两个选项。这样，基本的山区地形就建好了。本文不采用软件里提供的植

6、被材质，而是使用真 实的山区地表照片，对其进行渲染，这样能取得更逼 真的效果。因为是曲面上贴图，所以此处渲染贴图较 为复杂。首先，挑选一张山区地表照片，并导入到模型里, 尽量做到与模型在平面上等大。结果如下图：三潼染过程第二步：分别选中图片和山体，右键点击“分 解” o然后用“材质管理器中的“吸管吸取山体 颜色，然后再点击山体，最后显示“雾化”并删掉原 图片。山区地形渲染就成功了。选择一个合适的角度 之后，导出二维图形，结果如下：OpenGL编程建模比3DsMAx建模使用更少的內存消耗 并且有更高的Fps。所以程序如果偏高于追录程序扳行效率, 则使角OpenGL编程建模另好。筱用openGL程序所构建的 三维模型外观上 论较粗覆，而且建披的直观柱较差、修衣 模型日扌的裁率也较低，向时建模过程比较繁琐,编程量较 上。使用Sketch U p软件中的网格法进行山区地形建模，