基于Sketchup建筑物三維建模探究

1、基于sketchup建筑物三維建模探究摘要：sketchup (建筑草圖大師)是一個方便實用的建筑 物三維建模軟件，本文介紹了基于該軟件的三維建模技術(shù)路 線，同時就建筑物三維建模方法，紋理映射等一系列問題進(jìn) 行了探討，并闡述了在建模過程中應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞：sketchup三維建模紋理映射中圖分類號:p323文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號:1007-9416(2012) 11-0057-021、前言與二維相比，三維對客觀世界的表達(dá)能給人以更真實的 感受，它以立體造型技術(shù)向用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，不僅能 夠表達(dá)空間對象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間 的垂向關(guān)系，并能對空間對象進(jìn)行三維空間分析和操

2、作。因 此，對現(xiàn)實世界的事物進(jìn)行建模和模擬，就是根據(jù)研究的目 標(biāo)和重點，在三維空間中對其形狀、色彩、材質(zhì)、光照、運 動等屬性進(jìn)行研究，以達(dá)到3d再現(xiàn)的過程。因而，對三維 實體的圖形圖像處理及其模型建模研究顯得尤為必要。 sketchup是一套直接面向設(shè)計方案創(chuàng)作過程的設(shè)計工具集 合，該軟件基于易學(xué)易用的設(shè)計思想，能創(chuàng)造所見即所得的 直觀效果，使得設(shè)計師能夠享受到與自己、與伙伴、與客戶 直接交流的樂趣。該軟件簡單易學(xué)，避免了其它設(shè)計軟件的 復(fù)雜性；可以直接為表面賦予材質(zhì)、貼圖，使得設(shè)計過程的 交流完全可行，不僅適合于專業(yè)地理信息技術(shù)人員的使用和 操作，而且對于一般的非專業(yè)人員，經(jīng)過簡短的學(xué)習(xí)訓(xùn)練

3、以 后也可以完成三維建模的工作1。2、sketchup三維建模要建立真實的三維場景，準(zhǔn)確的幾何建模是必不可少 的。sketchup可以通過用戶交互地設(shè)置和輸入數(shù)值，很好地 控制幾何精度，這一點非常關(guān)鍵2。(1) 資料收集整合：在建模前，要分析討論建模所需 要的資料，如cad技術(shù)圖紙、建筑物周圍環(huán)境、建模所需 的貼圖材質(zhì)等。最后將已有資料進(jìn)行整理，收集所缺資料， 獲取建筑物的外立面門窗尺寸，層高等數(shù)據(jù)，補充立面信息。(2) 分析建筑物功能分區(qū)，分步建模：由于建筑物一 般為對稱的平面形式，立面門窗也比較統(tǒng)一，類型簡易，外 墻飾面材質(zhì)變化較少，可將建筑物拆分為幾個部分進(jìn)行建 模：1) 準(zhǔn)備工作：在d

4、wg文件中根據(jù)實際情況把不需要的 線條、圖層全部清除掉。2) dwg文件的導(dǎo)入：選擇菜單中的"文件”選項，點擊 其中的“導(dǎo)入”命令，在其子菜單中選擇“導(dǎo)入dwg/dxf” 選項。之后系統(tǒng)會自動跳出一個對話框，點擊右下角“選 項”，彈出一個新的對話框，在此對話框中選擇“單位”為 mm,以保證導(dǎo)入sketchup的cad圖與cad中的圖形比例保 持1: 1,從而保證在由平面生成立體的時候，高度按照實際 尺寸拉伸。選擇要導(dǎo)入的dwg文件然后點擊“導(dǎo)入”命令即 可。3）模型的建立：處理導(dǎo)入的cad圖，建造模型，包括 有墻體制作、窗戶制作、玻璃制作、臺階制作、添加陽臺（陽 臺制作的深度按實際情

5、況需要進(jìn)行）、室外樓梯等外部構(gòu)件、 材質(zhì)的貼制，從而完成小單體模型體塊。（3）拼裝整合模型，效果設(shè)置：各部分初步建模完成 后，進(jìn)行拼裝，把這幾個部分整合起來，組成建筑物。然后是陰影、透視角度、明暗關(guān)系等常規(guī)效果設(shè)置及調(diào)試，使模 型更加真實化。2.4紋理映射紋理映射技術(shù)在建模過程中起著十分重要的作用，一方面能增強模型的逼真度，同時也有利于模型的簡化和減少多 邊形面。sketchup提供了強大的紋理映射功能。按照使用需 要，貼圖分為三種：普通貼圖、包裹貼圖、投影貼圖。普通 貼圖是最普遍的，即為平面賦予材質(zhì)，貼圖單元在此平面上 可以重復(fù)多次，也可以比平面大，主要通過調(diào)整貼圖坐標(biāo)來 實現(xiàn)；包裹貼圖類似

6、于一個盒子進(jìn)行外包裝，需要先給一個 平面賦予貼圖，用貼圖坐標(biāo)將大小位置調(diào)整好，再用吸管將 此材質(zhì)賦予其它面，實現(xiàn)貼圖的無縫拼接；投影貼圖主要用于對曲面進(jìn)行紋理映射，如起伏的地形或弧形的建筑物及其 細(xì)部等，實現(xiàn)貼近真實和過度自然的效果3。sketchup支 持的紋理圖片格式包括jpg、bmp、tif、png等。為減小數(shù) 據(jù)量，圖片一般保存為jpg格式，并且最大不超過100kb。3、建模過程中注意的問題（1）盡量將模型控制在簡單狀態(tài)，需要更改模型的時 候，越簡單的模型越容易。（2）cad圖紙，實際上包含了大量建模時不用的信息， 在導(dǎo)入過程中都應(yīng)清理掉。一層一層地導(dǎo)入將會非常有用 。（3）圖片的采集

7、是一種十分麻煩且工作量大的工作， 必須要明確我們所感興趣的地方在哪，我們需要哪些角度的 圖片，同時要兼顧地把局部和整體的圖片采集下來，以減少后序圖片的處理工作量。照片應(yīng)該涵蓋建筑物的每一9要避免拍到外來物體（樹木、車輛、行人等）。（4）所處理的圖像（貼圖）大小不能超過1m/張，且在 多個人進(jìn)行工作的情況下，要統(tǒng)一圖片的亮度/對比度標(biāo)準(zhǔn), 以避免出現(xiàn)不同面不同色調(diào)。（5）盡量使用紋理。由于使用貼照片的方法所得到的模型數(shù)據(jù)量會較大，而在最終效果和模型這兩者之間還存在 著此消彼長的作用，所以最好能夠用紋理來對模型進(jìn)行貼 圖，以降低模型的數(shù)據(jù)量，同時達(dá)到最好的分辨率顯示效果。(6) 建模時，關(guān)鍵是在于

8、線條的處理，要十分注重線 條是否連接、垂直和閉合的情況，這樣能避免當(dāng)模型復(fù)雜的 情況下因為線條的混亂所造成的模型無法進(jìn)一步的優(yōu)化和 修改的情況。因此，在勾畫建筑物的模型時要時刻注意線條 連接時在交點處的系統(tǒng)提示，當(dāng)遇到交點時，系統(tǒng)會提示出 現(xiàn)多種不同的點的顏色等提示信息，以此來判斷線條是否平 行、相交等5。4、結(jié)語上述研究只是三維建模領(lǐng)域的一部分，三維建模涉及的 領(lǐng)域還有很多方面，隨著應(yīng)用的深入還有很多問題需要解 決?；趕ketchup構(gòu)建模型具有效率高、效果好、成本低 且能共享等優(yōu)勢，相信sketchup將會被越來越多的建模愛 好者接受。參考文獻(xiàn)1許捍衛(wèi).基于sketchup和arcgis的城市三維可視化 研究j.測繪通報，2010, (3)： 52-54.2陳丁罡基于google earth的建筑物三維建模j. 城市勘測，20