CN104361187A - 一种三维建筑物手工快速建模方法 - Google Patents

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车明明
靳云迪
冯敬伟
马魏
韩梅
戴文
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Southwest China Research Institute Electronic Equipment
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Abstract

本发明提供了一种三维建筑物手工快速建模方法。先绘制建筑物横截面草图；然后输入建筑物层数和层高参数，点击模型生成菜单。基于计算机三维建模技术，在消防、反恐、救援、监控等领域需要快速构建建筑物模型的应用中，快速创建建筑物三维模型，数秒就能完成建筑物三维模型的创建，并且以一种逼真友好的操作方式显示三维模型。

Description

一种三维建筑物手工快速建模方法
技术领域
本发明涉及一种三维建筑物手工快速建模方法，特别是涉及一种适用于计算机三维建模领域三维建筑物手工快速建模方法。
背景技术
计算机三维建模中，针对建筑物的建模有多种方法，最常见的方法有以下几种：
建筑物CAD数据建模
软件系统加载基于建筑物的CAD数据，解析CAD数据，自动生成与CAD图纸数据一致的建筑物模型；该种建模方式的优点是生成的模型与建筑物的实际结构完全对应，即构建的模型就是建筑物的真实写照；该种建模方法的缺点是需要提前获取建筑物的CAD数据，如果建筑没有对应的CAD数据，则无法构建对应的建筑模型，并且因为CAD格式的数据多种多样，解析多种风格的CAD数据非常困难。
3D软件建模
使用3D软件构建建筑物的三维模型，然后把该模型加载到实际需要的软件系统中。该种建模方法的优点是构建的模型比较准确精细、可人工修改成需要的形状；缺点是建模时间太久，需要专业的建模知识，对操作人员的专业技术要求高，无法应用在对实时性要求高的场景。
无论是CAD建模方式还是3D软件建模，都需要消耗大量的时间，针对实时性要求比较高的应用场景，比如消防、救援、反恐等需要快速构建建筑物模型的应用，两种建模方式都无法满足要求。
建筑物三维建模技术应用广泛，但是针对消防、救援、反恐等场景，事先无法预料发生在哪些建筑物中，并且实时性要求较高，这些场景下3D软件建模技术无法满足实时性，而现有技术CAD建模必须事前获得建筑物的CAD数据，目前不少建筑物还没有CAD数据，这在消防救灾中就留下了漏洞。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够在三维建模软件中快速对三维建筑物进行手工建模的三维建筑物手工建模方法。
本发明采用的技术方案如下：一种三维建筑物手工快速建模方法，具体方法步骤为：
步骤一、绘制建筑物横截面草图；
步骤二、输入建筑物层数和层高参数，点击模型生成菜单。
作为优选，所述方法还包括，通过键盘或鼠标，按照建筑物中心或是三维场景的中心旋转三维建筑物模型。
作为优选，所述方法还包括，通过键盘或鼠标，选择建筑物后，把三维建筑物模型平移到三维场景的任意位置。
作为优选，所述方法还包括，通过鼠标或是快捷键，实现建筑物三维模型的放大及缩小。
作为优选，所述方法还包括，通过鼠标，把多个建筑物堆砌在一起，实现上下不同形状建筑模型的构建。
作为优选，所述方法还包括，把视角推进到任意楼层。
作为优选，所述方法还包括，跟踪建筑物内任意目标。
作为优选，所述方法还包括，配置显示建筑物的三维模型是直接树立在三维空间中，还是树立在一个建筑基座上，基座树立在三维空间中的地面上。
作为优选，所述方法还包括，配置三维空间中地面是否铺有绿色的草地。
作为优选，所述方法还包括，配置是否显示柱子。
作为优选，所述方法还包括，配置选择三维模型是否具有窗户。
作为优选，所述方法还包括，配置建筑物层与层之间地板的颜色。
作为优选，所述方法还包括，配置选择建筑物每个面墙的颜色。
作为优选，所述方法还包括，三维模型上方显示建筑物的名称。
作为优选，所述方法还包括，每层显示出建筑物的层号。
作为优选，所述方法还包括，三维建筑模型中，针对任意目标，显示出目标的名称或特性。
作为优选，所述方法还包括，从不同的视角观看三维建筑物的光照效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于计算机三维建模技术，在消防、反恐、救援、监控等领域需要快速构建建筑物模型的应用中，快速创建建筑物三维模型，数秒就能完成建筑物三维模型的创建，并且以一种逼真友好的操作方式显示三维模型。较其它建模方式，三维建筑物手工快速建模方法具有以下优点：
速度快，不需要CAD数据、不需要提前在3D软件中绘制，直接在软件系统中的三维建模界面中绘制楼层切面图，输入建筑参数，几秒钟内迅速创建出建筑物的三维模型，从而满足了对实时性要求比较高的应用场景；
易操作，只要具有使用计算机的经验或能力，稍作培训就能操作，不需要三维建模专业知识，操作简单方便；
效果好，构建的三维建筑模型支持平移、缩放、旋转、堆叠等功能，模型具有草地、基座、柱子、窗户、地板、墙、标牌、光照等显示效果，使构建的模型形象逼真。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明技术方案能够基于现有多种三维建模软件如CAD、ProE、Solidworks、Catia、UG、Inventor实现，在本具体实施例中，基于CAD三维建模进行具体说明，典型应用场景是消防、反恐、安防监控，以消防救援为例。
三维建筑物手工快速建模的具体方法步骤为：
步骤一、绘制建筑物横截面草图：在软件系统中，建筑物手工快速建模时，首先需要编辑建筑物的横切面形状，比如正方形、矩形、菱形、圆形、三角形等任意形状。软件系统提供一个绘制建筑物切面形状的编辑界面，界面中提供草图创建、草图生成、草图删除、模型生成等功能菜单，手工创建建筑物模型时，界面中提供一个画布，用户可以画布区域内绘制建筑的切面图，可以对绘制的草图进行编辑，画布上任意点都具有实际的物理坐标，用户手工编辑建筑物模型的过程如下：
1、选择菜单上的草图创建功能；
2、在画布上选择一个点作为起点，单击鼠标，确认起始位置；
3、移动鼠标，到任意一个位置再次点击鼠标则确定了下一个点；
4、两个点之间自动连线；
5、循环进行步骤3直到选择了所有需要的点。
步骤二、输入建筑物层数和层高参数，点击模型生成菜单。画布中出现了用户编辑的形状，输入建筑参数后，点击模型生成菜单即可生成对应形状的建筑物。绘制完毕建筑物三维切面图之后，在建筑参数输入区内输入建筑参数，主要的参数包括建筑名称、建筑总层数、建筑层高，软件自动计算出建筑每层高度，比如大厦1，楼层10层，每层高度5米。输入完毕后，点击模型生成菜单，即可生成与画布中形状一致、参数一致的建筑三维模型。
基于计算机三维建模技术，在消防、反恐、救援、监控等领域需要快速构建建筑物模型的应用中，快速创建建筑物三维模型，数秒就能完成建筑物三维模型的创建，并且以一种逼真友好的操作方式显示三维模型。
在本具体实施例中，所述方法还包括，通过键盘或鼠标，按照建筑物中心或是三维场景的中心旋转三维建筑物模型，用户可以看到建筑物的任意一个区域；通过键盘或鼠标，选择建筑物后，把三维建筑物模型平移到三维场景的任意位置；通过鼠标或是快捷键，实现建筑物三维模型的放大及缩小；通过鼠标，把多个建筑物堆砌在一起，实现上下不同形状建筑模型的构建；把视角推进到任意楼层；跟踪建筑物内任意目标。
在本具体实施例中，所述方法还包括，配置显示建筑物的三维模型是直接树立在三维空间中，还是树立在一个建筑基座上，基座树立在三维空间中的地面上；配置三维空间中地面是否铺有绿色的草地；配置是否显示柱子，为了使构建的三维建筑模型更加形象逼真，建筑具有虚拟的柱子；配置选择三维模型是否具有窗户，为了使构建的三维建筑模型更加形象逼真，建筑墙面具有虚拟的窗户；配置建筑物层与层之间地板的颜色，三维建筑模型中，建筑层与层之间具有地板；配置选择建筑物每个面墙的颜色，三维建筑模型中，建筑物每个面都具有墙的显示效果；三维模型上方显示建筑物的名称；每层显示出建筑物的层号；三维建筑模型中，针对任意目标，显示出目标的名称或特性；从不同的视角观看三维建筑物的光照效果。 

Claims (10)

1.一种三维建筑物手工快速建模方法，具体方法步骤为：
步骤一、绘制建筑物横截面草图；
步骤二、输入建筑物层数和层高参数，点击模型生成菜单。
2.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，通过键盘或鼠标，按照建筑物中心或是三维场景的中心旋转三维建筑物模型；所述方法还包括，通过键盘或鼠标，选择建筑物后，把三维建筑物模型平移到三维场景的任意位置。
3.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，通过鼠标或是快捷键，实现建筑物三维模型的放大及缩小；所述方法还包括，通过鼠标，把多个建筑物堆砌在一起，实现上下不同形状建筑模型的构建。
4.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，把视角推进到任意楼层；所述方法还包括，跟踪建筑物内任意目标。
5.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，配置显示建筑物的三维模型是直接树立在三维空间中，还是树立在一个建筑基座上，基座树立在三维空间中的地面上。
6.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，配置三维空间中地面是否铺有绿色的草地；所述方法还包括，配置是否显示柱子。
7.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，配置选择三维模型是否具有窗户；所述方法还包括，配置建筑物层与层之间地板的颜色。
8.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，配置选择建筑物每个面墙的颜色；所述方法还包括，三维模型上方显示建筑物的名称。
9.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，每层显示出建筑物的层号；所述方法还包括，从不同的视角观看三维建筑物的光照效果。
10.根据权利要求1所述的快速建模方法，所述方法还包括，三维建筑模型中，针对任意目标，显示出目标的名称或特性。
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