基于VRP-Digicity的城市三维场景构建的研究

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　　摘要：基于VRP-Digicity平台软件的特点，从项目各自的特殊性提出了其项目的制作流程及其制作要求的不同性。因此，针对项目拟定其制作流程和标准，可有效构建具有特殊目的性的城市三维虚拟城市，对三维建模的可视化成果起到积极的作用。规范的建模优化方法，可提高交互场景的运行速度。
　　关键字：VRP-Digicity，数字城市，三维模型，制作流程
　　一、 前言
　　 仅仅基于二维的城市规划与分析已不能满足城市规划与监督管理过程中不断面对的多维动态空间分析要求。因此，必须借助3DGIS技术，展现城市的景观风貌，提升城市空间环境品质，提高城乡规划的科学性，实现规划和现实的统一。虚拟现实技术可以广泛的应用在城市规划的各个方面，并带来切实且可观的利益。
　　二、 VRP项目制作要求
　　1、模型个数优化
　　 模型个数的多少直接影响到VRP演示DEMO启动时的速度。建议制作整个场景中的模型个数控制在3000～5000 个以内（包括了全部模型）。
　　(1)模型面数的优化
　　 虚拟现实中的运行画面每一帧都是靠显卡和CPU实时计算出来的，面数太多，导致运行速度急剧降低，甚至无法运行，网络发布也会导致下载时间增加。
　　(2) 模型的三角网格面尽量是等边三角形，不要出现长条型
　　 在调用模型或创建模型时，尽量保证模型的三角面为等边三角形。长条形的面不利于实时渲染，还会出现锯齿、纹理模糊等现象。
　　 (3) 合理分布模型的密度
　　 模型的密度分布的不合理对其后面的运行速度是有影响的，如果模型密度不均匀，会导致运行速度时快时慢，因此，推荐合理地分布VR场景的模型密度。
　　(4) 删除看不见的面
　　 VR场景类似于动画场景，在建立模型时，看不见的面要删除，为了提高贴图的利用率，降低整个场景的面数，以提高交互场景的运行速度。如Box底面、贴着墙壁物体的背面等。
　　2、模型名称
　　 同一个VRP场景中的模型名称不允许重名。拟定了如下建筑命名规则：
　　区编号+地块编号+建筑编号+（建筑中文名）
　　 例：0001+A001+JZ001+（地王国际）=00001A001JZ001（地王国际）
　　3、材质的应用
　　 在制作VRP场景时，对于模型的材质也需要用户遵循以下几个原则：
　　（1）尽量使用Advanced Lighting、Lightscape Mtl、Standard的材质类型。
　　（2）如果在VRP场景中使用了多维材质，将其更改为手动展UV的贴图方法。
　　（3）贴图的像素大小为2的N次幂，如32*32，64*64，128*128等。一般最小为32*32，最大为1024*1024。
　　4、环境的设计在模型制作时就和现场保持一定的相似度。在周边种植树木时最好能合理搭配树种，一般5-8种即可。同种树木或者灌木可以合并成一个物体。
　　5、人物的制作
　　 在VR场景中添加人物可以用面片物体来表示，在主要的广场和道路上放些人物，可以结合场景面数和物体个数来决定需要放多少。
　　 6、动态的汽车
　　在道路上放些来回跑动的汽车，车体为简模，结构基本上靠贴图表现，尽可能让一辆车成为一个物体使用一张贴图来表现。
　　7、特殊效果
　　 为了让VR场景的气氛表现的更好一些，可以为VR场景添加一些特殊的效果，如添加一个流水的atx动画用于模拟水波纹；模拟电视节目的播放；水龙头流水、自动开关门、霓虹灯等特殊效果。也正是有了这些特殊的效果，VR场景才会给人一种身临其境的感觉。
　　三、案例分析
　　1、项目名称：广西玉林市玉州区文化广场周边约3平方公里虚拟城市
　　 项目背景：玉州区位于广西东南部， 是玉林市政府所在地，玉林市政治、经济、文化的中心。地处桂东南丘陵台地，境内山地、丘陵、谷地、台地、平原相交错，尤以丘陵台地分布较为广泛。玉州区文化广场为该区最具有代表性的市民开放广场。所以，数字玉林场景选此3平方公里做为第一期的制作范围，具有代表性作用。
　　 制作目的：逼真的模拟真实的城市，通过显示不同建筑方案同周边建筑群体的相互关系，真实再现规划建筑和现状建筑的空间关系。
　　 参与制作人员：12人
　　 制作范围：以玉州区文化广场为中心，及其周边建筑景观约3平方公里。
　　 制作精度：A、B、C、D级结合
　　 制作要求：真实还原城市现状，场景模型与真实世界坐标值匹配，地形与路网带真实高差，广场地面用3DMAX建模与贴图，其他地面用带真实高层点的正射影像图生成。
　　 完成时间：25天。
　　 使用软件：CAD,3DMAX8,Photoshop, VRP-Digicity
　　 使用资料：制作范围内的CAD地形图，包括制作内容的所有基础信息；影像图；制作内容的所包含的相片。
　　 制作组及其人员安排：拍照组11人，建筑模型组8人，路网景观小品组3人，地形生成组1人，后期场景种树及效果调整1人。
　　 工作时间安排：相片采集2天，相片及其相关地形信息整理1天，建模19天，场景植物景观小品配置2天，场景后期调试1天。
　　 工作流程：项目负责人划分拍照区域，指定时间――组员按照《相片采集要求》完成建筑4个面的采集工作――检查和整理素材――建模――烘焙――导入场景――按照真实树种进行种树，放置真实景观小品――生成执行文件
　　2 ．项目名称：南宁中国东盟国际商务区东盟各国联络部基地园区方案类虚拟场景
　　 项目背景：用地位于南宁市凤岭新区南部的东盟商务区，总用地面积有119.87公顷，成不规整三角形状。用地西北面为国际商务核心区和东盟各国联络部基地园区，南面与青秀山风景名胜区一路之隔。用地为丘陵山地，地形起伏较大，总体走势为中部高四周低。最高高程为201.4米，最低高程为96.5米，高差较大，最高点到最低点相差达到104.9米，平均坡度为25~35%，最大坡度已超过50%。
　　 制作目的：逼真的模拟未来的城市，支持数据分析、方案论证和优化，支持地理信息系统等，通过这些详实的数据和相关资料直观真实固化方案评估、审核。
　　 参与制作人员：11人。
　　 制作范围：东盟各国联络部基地园区，包括：印尼、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国、文莱，越南、老挝、缅甸、柬埔寨。
　　 制作精度：A级
　　 完成时间：5天。
　　 使用软件：CAD,3DMAX8,Photoshop, VRP-Digicity
　　 使用资料：通过报审的效果图，详规，总规。
　　 制作组及其人员安排：园区之间及其周边路网：1人，各使馆区1人完成（以VRP场景文件提交给项目负责人），项目负责人负责合并各园区小场景，生成总使馆区大场景。
　　 工作时间安排：各独立园区完成时间5天。
　　 工作流程：项目负责人收集资料――组员按照效果图，祥规，总规等信息建模，效果图上体现不出来的建筑外观面材质，结合建筑特色主观赋予材质――烘焙―导入场景――按照效果图结合当地气候在场景中种树，主观处理景观小品――生成执行文件
　　四、结束语
　　 三维虚拟现实发展前景是非常可观的，在某种意义上说它将改变人们的思维方式，甚至会改变人们对世界、空间和时间的看法，它是一项具有深远潜在应用方向的新技术。辅助于城市规划领域的全生命周期，从概念设计、方案征集，到详细设计、审批，直至公示、监督、社会服务。本文是基于VRP-Digicity平台软件的特点，结合制作流程，制作要求，在不同项目的制作方面，提出不同的制作方案。

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