基于Multigen的城市三维建模(讲义).ppt

1、GIS设计与开发高级培训班,Multigen Creator 和Vega,Multigen-Paradigm的软件产品Creator和Vega，是用于三维实时应用的基本工具。 场景的建立：建立大规模的虚拟现实场景，从一个开发区、一条街道乃至一个城市、数个省市的大地环境虚拟。基于Creator的城市三维建模 交互漫游控制：借助语言开发，实现全方位的实时交互控制漫游，使用户可以在虚拟现实环境中自由行走、飞行和进行查询工作。基于Vega的二次开发,GIS设计与开发高级培训班,基于Multigen的城市三维建模,主 讲：余 长 慧 Y,GIS设计与开发高级培训班,Multigen Creator,实时

2、三维模型创建软件Creator是美国MultiGen公司的新一代实时仿真建模软件，是一个功能强大、交互的三维建模工具；它在满足实时性的前提下生成面向仿真的，逼真性好的大面积场景。 它可为二十五种之多的不同类型的图像发生器提供建模系统及工具，它的 OpenFlight格式在实时三维领域成为最流行的图像格式，在专业市场的占有率高达80% 以上，并成为仿真领域的行业标准。,GIS设计与开发高级培训班,Creator功能模块,Creator的基本建模工具：手工创建三维模型，并可对地形、特征、模型等加入如颜色、材质、纹理等功能，使模型更真实。 Creator的视景数据库OpenFlight(.flt)：

3、地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且能被OpenGL API支持。 Creator的专项工具：Creator提供了专项的工具用于建立一些景观特征，如树、建筑物创建向导，创建道路的专门工具等；,GIS设计与开发高级培训班,Creator的地形工具：是一种快速创建大面积地形数据库的工具，它可以使地形精度接近真实世界，并带有高逼真度三维文化特征及图像特征； 它利用卫星采集得来的地形数据自动生成地形，可以将源数据，如卫星照片和数字高程数据，转成Creator的文件格式并用这些文件在Creator中创建地表模型； 源数据中包括的特征数据，也能被转化并引入到Creator中，用来

4、在地形上加入属性特征，如道路、河流和建筑物等。,GIS设计与开发高级培训班,Creator应用和实例演示,城市仿真：大规模城区建模，使用数字高程数据，影象数据，特征数据和纹理库，构建高逼真度的城市仿真场景； 城市中心区仿真：可以真实模拟城市中心商业区、街区，建立三维虚拟街区； 房地产：构建数字化小区，用于物业管理，楼盘销售等 规划、建筑方案设计：如规划方案设计的真实表现，建筑物设计的真实场景生成等；,GIS设计与开发高级培训班,实例演示,数字化小区：武汉市经典住宅小区丽岛花园, 打开Vega的Lynx应用程序界面； 打开文件（D:(E:）/Multigen Creator实验和演示/演示程序/

5、丽岛花园/lidao.adf 选择Preview菜单下的Active Preview； 观看三维效果，先选中Windows中Option的Stereo;,GIS设计与开发高级培训班,数字街区：佛山商业步行街的数字化模拟 使用Lynx打开文件（D:(E:）/Multigen Creator实验和演示/演示程序/步行街/zumiao.adf 选择Preview菜单下的Active Preview； 观看三维效果，先选中Windows中Option的Stereo; 使用鼠标进行控制左键前进，右键后退,GIS设计与开发高级培训班,数字黄河 使用三门峡到花园口黄河区段1:250000DEM和1:2500

6、00TM影象，创建真实地形数据库，进行数字黄河的建设； 使用Lynx打开文件（D:(E:）/Multigen Creator实验和演示/演示程序/数字黄河/huanghe.adf 选择Preview菜单下的Active Preview；观看三维效果，先选中Windows中Option的Stereo; 数字黄河定义了一条即定路线进行浏览,GIS设计与开发高级培训班,学习内容,大面积城区基础建模 以CAD数据为基础底图，进行城区基础建模，学习Creator的基本建模工具； 快速创建大规模地形数据库 学习如何使用Creator的地形工具，创建大规模的地形数据库，并导入高逼真度的三维文化特征及图像特征

7、；,GIS设计与开发高级培训班,Creator基本建模工具,Creator主界面： 应用程序窗口、工具栏 包括各个窗口和主要面板的功能； Creator基本建模工具，工具栏，工具箱的功能介绍； Creator的专项工具，包括路、树、建筑物向导工具；,GIS设计与开发高级培训班,大面积城区基础建模开发步骤,首先，从顶视图角度，获取整个仿真区域、区块(Blocks)和建筑物精确的“尺寸”和“位置”数据，对整体布局进行基本的定位，以保证最终完成的视景三维数据库的精确性。数据可以有两个来源，1）二维的DXF文件（AutoCAD），2）地图/航拍正投影象数据； 对城区进行分块，分块的目的在于有效地减少模

8、型的数据量。Creator可以通过外部连接根据模型位置组织整个场景，减少模型的数据量。分区一般是根据道路进行区块的划分，分区时，可以把区块拉起一定的高度，并作出路沿和人行道；,GIS设计与开发高级培训班,建筑物基本三维模型的创建： 确定建筑物的高度信息，高度信息可以来源于CAD数据，测绘信息，也可以到实地进行量测； 根据“顶视图”中各个建筑物的位置和顶面形状和建筑物高度信息，拉出建筑物的基本三维形状； 重点建筑物建模 根据建筑物的基本三维形状，利用纹理库，进行建筑物侧面纹理贴图，对于重点建筑物，需要全新建模，即几何形状加上材质/纹理，创建精美的建筑物模型；,GIS设计与开发高级培训班,环境建模

9、 建立一个完整的视景仿真应用，还要对场景进行细化，加入其它要素，包括植物（树木、园艺等），道路桥梁、高速公路，城市辅助设施(公园、车站等)，水面（湖泊、江海等），堤防，山丘等。 对场景进行交互漫游时，可以用Multigen的VEGA加入一些效果，如：创建云、雾、光照等环境；加入流水、飘动的旗帜、烟、火、三维声音等特殊效果；加入运动物体（车、船、人等）；还可以集成其它功能，如进行精确碰撞检测、GIS数据库查询、加入人机交互界面等。,GIS设计与开发高级培训班,以武测广场为例，学习Creator的基本建模工具； 数据：广场的CAD数据 过程：导入数据；分块；数据库层次结构的组织和设计；基本建筑物建

10、模；重点建筑物建模；环境建模（纹理、树、路等的构建）,GIS设计与开发高级培训班,Creator的地形工具,城市地形地貌景观对象是虚拟城市仿真环境中最重要的地理对象之一，是虚拟城市仿真环境的三维空间基础。 Creator的地形工具，是一种快速创建大面积地形数据库的工具，它可以使地形精度接近真实世界，并带有高逼真度三维文化特征及图像特征；,GIS设计与开发高级培训班,它可以利用卫星采集得来的高程数据自动生成地形数据库，将源数据如卫星照片和数字高程数据，转成Creator的文件格式并用这些文件在Creator中创建地表模型； 同时源数据中包括的特征数据，也能被转化并引入到Creator中，用来在地

11、形上加入属性特征，如道路、河流和建筑物等。,GIS设计与开发高级培训班,创建地形数据库步骤,第一步：准备数据和资料，并进行格式转化，基于地形的大规模城区建模首先要收集相应的资料和数据包括： 所建区域的地形图；Creator可以使用多种数据格式，如NIMA DTED和USGS DEM格式的高程数据； 相应地区的影象图，可以是航空相片，或者卫星影象等；用来对地形加入影象纹理，地貌特征 相应区域的文化特征数据，如区域的建筑物资料，道路，河流等特征数据，原始数据可以是DFAD数据，DLG数据等； 相应的纹理数据库等。,GIS设计与开发高级培训班,数据处理： DEM数据处理：把NIMA DTED和USG

12、S DEM格式的地形数据转换成DED数据格式。使用Creator的Build DED工具，或使用第三方软件进行转换。 矢量数据处理：将编辑好的文化景观数据，转成Multigen的文化数据格式DFD，用于为地形添加特征数据。,GIS设计与开发高级培训班,第二步：生成地形数据库 导入DED文件：把DED文件直接导入到Creator的地形窗口中，选择Terrain/New Project，会弹出一个对话框，要求选择你要导入的DED文件，选择DED文件并点击“确定”，地形窗口就出现了，导入的高程数据被显示在Gaming Area中。 选择要处理的数据区域，处理时，可以把整个要处理的区域作为一个文件，也

13、可以对它进行分块处理，使用Batch Processing 生成地形数据库，每一块是一个单独的文件，同时生成一个完整文件，连接了所有的分块区域；,GIS设计与开发高级培训班,设置Contour Properties，可以对不同的高度设置显示的面的颜色，纹理颜色，材质和纹理； 设置需要的一般信息，设置地形数据库中地形和纹理特征需要使用的颜色，材质和纹理面板； 设置使用的纹理信息，在纹理面板中，可以使用带几何坐标的纹理，或者使用间接纹理；,GIS设计与开发高级培训班,设置地图投影： 地图投影把格网地形点或经纬度坐标转成3D空间中的数据库坐标，因为地球表面的不规则性，地形表面是很复杂的形状，使得投影

14、很复杂。Creator提供了五种地图投影方式：1）Flat Earth投影：把经纬度坐标当作x，y坐标，产生一个矩形数据库。Flat Earth Projection通常用于呈东西方向，且不靠近极点的地形区域；2）Universal Transverse Mercator（UTM）投影，通常用于呈南北方向，或沿着极轴方向的地形区域。UTM从中心子午线把地球分为6度经度区域。此种Map Projection沿着子午线方向是比较精确的，离子午线越远变形越大。3）Geocentric 投影；4）Lambert Conic Conformal投影和Trapezodial投影，在选择是根据你的地形数据库

15、进行选择；,GIS设计与开发高级培训班,选择地形生成算法，并设置参数 选择生成地形数据库的三角转换算法，控制数据的转换方式； Creator的地形工具提供了几种地形转换算法，分别是：Polymesh, Delaunay, 和CAT 在转换中，仅有一小部分高程数据构成地形中多边形的顶点。每一种算法都有各自的优势。 转换算法的选择依赖于你的数据库将要运行的硬件设备，包括处理速度，边缘匹配支持，多边形限制等。,GIS设计与开发高级培训班,生成LOD LOD指不同版本的模型，用不同的多边形数目表示数据库中的同一物体，多数目的多边形在近处观察物体时使用，在远处观察物体时，使用细节比较少的模型； 将LOD

16、与生成的模型进行关联,GIS设计与开发高级培训班,为地形加入文化特征数据 特征数据是数据库的一部分，但不是地形表面多边形。这些特征可以是自然特征，湖泊、河流等，也可以是人工特征，如建筑和道路。 使用Creator，可以把已有的特征数据导入到地形数据库中，产生新的特征数据层，或者进行新特征的创建，特征的改变，或把特征数据导成DFD数据供其他软件使用。 文化特征数据可以来自USGS，或NIMA，也可以是由Creator或其它三维建模工具创建的模型。在加入特征数据之前，必须把它转换成Creator的DFD格式。,GIS设计与开发高级培训班,实习：地形数据库生成,地形数据库程序演示： 打开Vega的L

17、ynx应用程序界面； 打开文件（D:(E:）/Multigen Creator实验和演示/演示程序/地形/pen.adf 选择Preview菜单下的Active Preview； 观看三维效果，先选中Windows中Option的Stereo;,GIS设计与开发高级培训班,程序生成步骤,打开Creator软件，选择Terrian/New Project,选择文件：（D:(/E:）/Multigen Creator实验和演示/实验数据/Batch Tutorial/Terrian/peninsula.ded,则地形数据显示在地形窗口中 加载纹理面板： 为Project面板中Texture选择文件

18、（D:(/E:）/Multigen Creator实验和演示/实验数据/Batch Tutorial/Texture/palo_alto1.txt，则纹理面板中显示纹理图片；,GIS设计与开发高级培训班,设置地图投影： 在Map面板中，选择 Flat Earth投影 选择地形转化算法： 在Triangle面板的Algortihtm中，选择Polymesh； 在Batch面板中，选中Enable Area Block Processing 选项；,GIS设计与开发高级培训班,加入文化特征数据 在Feature面板中，加入文件（D:(/E:）/Multigen Creator实验和演示/实验数据/

19、Batch Tutorial/Feature/village.dfd 在Project面板中，加入Preference文件，为Project的Feature Preferences加入文件（D:(/E:）/Multigen Creator实验和演示/实验数据/Batch Tutorial/Prefs/palo_alto_dfd.prefs 为Project的Rules and Actions加入文件（D:(/E:）/Multigen Creator实验和演示/实验数据/Batch Tutorial/Prefs/tutorial.prefs,GIS设计与开发高级培训班,关联LODs： 在Feature