三维地形建模技术x

1、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内容。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基本过程是:首先得到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

2、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DEMjfc掘 很惊域）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S1利用OpenGL实现三维地于7扉鬼A机交互方法is构网规则生成 三角网，如图所示。1、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 三角网的圈6面与点的床向皿r帕言夸曾*在生成三角网

3、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 理方式外，还受到三角面点与面 的疼向量昭影响。一彳殳，虽的 矛务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第二种: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

4、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2、建模过程*2 1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1000mmX 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2 2创建山区地形表面进入这个组件，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

5、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。二地形建模的两种方法2 3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

6、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” 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建模使用更少的内存消耗并且有更 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 模型日才的裁率也较低，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，并 使用