CN105809733A - 基于SketchUp 的校园三维手绘地图构建方法 - Google Patents

基于SketchUp 的校园三维手绘地图构建方法 Download PDF

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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，包括如下步骤：基础数据的获取、基础数据的整理、Sketchup校园三维模型的构建、JPG图像文件的输出以及三维手绘地图的表现；其中三维模型的构建是将前期整理好的CAD底图导入到SketchUp软件中，并将之做成一个组；然后利用推或拉工具将生成的墙体面域挤出高度，在建模时候最好把每个建筑物分开建模，然后进行刻画立面造型，最后进行各单体组合。本发明利用SketchUp软件，将校园地图以三维化的手绘形式呈现，大大提升了校园整体形象，确保了透视角度的统一性，也降低了印刷大规模三维景观所花费的成本和精力。

Description

基于SketchUp 的校园三维手绘地图构建方法
技术领域
本发明涉及一种地图构建方法，具体涉及一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法。
背景技术
随着社会生活水平的提高，人们的审美水平不断提升，对地图的美观性也提出了更高要求，尤其是对于以年轻人为主的大学校园地图更需要具有较强的艺术性，传统的二维地图表现形式已不足以满足读图者对校园整体空间信息的认知程度，手绘地图作为一种古老而又时新的地图表现形式受到越来越多广大学子们的青睐。
校园地图作为记录信息的一种图形语言形式，最为古老，在人们认知空间环境，获取地理信息中发挥了重要作用。目前我们所熟悉的校园地图主要有两种。一种是以正投影法绘制的工程平面图，这种地图内容严谨、道路标注明确、包含的信息量大，但地图中图形的概括性和上北下南方位的特定性，要求读图者除了具备良好的空间认知能力外，还需要一定的读图经验和足够的耐心，给初次拜访者认识空间信息带来了一定的困难，以至于很多人手拿地图仍然迷失方向。另外一种是通过电脑软件处理出来的整体鸟瞰图，即通常所说的效果图。这种地图透视准确，刻画出了建筑物以及景观、道路的细节，能很好的反映出建筑、环境、道路间的相互关系，便于人们对学校有着整体、宏观上的认知。但其缺点在于，细节过于繁复，整体刻画太过均一，没有重点，出图成本较高，低质量的印刷会使地物的辨识度不高、颜色灰暗，整体来说，实际画面并不美观。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法。
技术方案：本发明所述的一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，包括如下步骤：
（1）基础数据的获取；
（2）基础数据的整理：
A．CAD平面图整理：在SketchUp软件中建模时，是把CAD中的墙体、门窗、台阶等拉伸出相应的高度，不需要复杂的尺寸、标注、文字、轴线等，因此在导入SketchUp之前，需要对CAD做清理，删除对建模无用的多余图层、图块，只需要保留一个简单而精确的主要轮廓即可；
B．采集的纹理图片整理：现场采集的照片是建立各建筑物立面模型的依据，在用数码相机对校园中的建筑物、道路、绿地景观等进行拍摄时，由于受到取景角度、位置关系、光照条件等因素的影响，所采集的图片透视角度不完全一致，在SketchUp软件中并不能用作纹理直接贴在建筑物表面，需要利用Photoshop图像处理软件对采集的纹理图片进行校正；
（3）Sketchup校园三维模型的构建：
A．导入CAD平面图：将前期整理好的CAD底图导入到SketchUp软件中，并将之做成一个组；利用线条、矩形等工具围绕CAD底图描出墙体、柱体、楼梯等结构线，并确保所描的线之间能生成一个面，方便后期挤出高度；
B．挤出墙体高度：利用推或拉工具将生成的墙体面域挤出高度，在建模时候最好把每个建筑物分开建模，这样可以大大加快计算机运行速度；建筑物墙体的高度生成之后，需要根据施工经验或目测得到的高度数据挖出门洞、窗洞等，为了便于后期修改，需要把建立好的墙体做成一个组，在组里进行细节操作；
C．刻画立面造型：根据现场采集的纹理图片，一一比对着建模，刻画出立面前后层次、结构造型、门窗样式以及界面上的材质；
D．各单体组合：每一个独立的建筑模型建好之后，根据CAD地图，把各建筑单体拼合到一起，形成一个完成的整体校园建筑模型，然后参照彩色平面规划图，完成景观绿化布置；
（4）JPG图像文件的输出：利用SketchUp软件中定位镜头、正面观察、漫游视图功能，确定一个最佳观测视角，导出成JPG图象文件，作为后期手绘表现的底图，以确保每栋建筑、每处景观透视角度的统一性，导出模型的数据符合绘画中的透视规律；
（5）三维手绘地图的表现：确定角度和比例尺后，将SketchUp建的模型输出JPG格式的三维地图数据，手绘过程主要是针对三维数据视觉效果不佳的情况进行重制、改善。
进一步的，步骤（1）所述基础数据包括校园CAD平面图、地形图、彩色平面规划图、整体鸟瞰图、各建筑物透视图、绿地景观图。
进一步的，所述纹理图片进行校正是指对纹理图片进行包括透视角度的调整、图片质量的改善、图片大小的缩放，这样就可以获得满足要求的参照图片，以保证材质贴图的质量和系统的正常运行。
进一步的，所述图片质量的改善包括调整图片的颜色、亮度、对比度。
进一步的，步骤（3）中C步骤还可以采用直接把处理好的纹理贴图直接贴在建筑物表面上。
有益效果：本发明利用SketchUp软件，将校园地图以三维化的手绘形式呈现，大大提升了校园整体形象，确保了透视角度的统一性，也降低了印刷大规模三维景观所花费的成本和精力。
附图说明
图1为本发明的构建流程示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，包括如下步骤：
（1）基础数据的获取
基础数据包括:校园CAD平面图、地形图、彩色平面规划图、整体鸟瞰图、各建筑物透视图、绿地景观图等。其中CAD平面图是后期SketchUp三维建模的基础，对三维数据的质量有重要影响。为保证数据质量，团队成员根据学校的原始平面图，进行现场测绘，进一步复核数据的准确性。各建筑物造型、绿地景观、道路走向等利用数码相机多方位、多角度采集。由于建筑物的精确高度对后期手绘表现要求不高，故采用了较为简便的方式，即依据建筑的形状特点、估测层高，再乘以楼层数近似地获得高度数据。
（2）基础数据整理
A.CAD平面图整理；在SketchUp软件中建模时候，是把CAD中的墙体、门窗、台阶等拉伸出相应的高度，不需要复杂的尺寸、标注、文字、轴线等，因此在导入SketchUp之前，需要对CAD做清理，删除对建模无用的多余图层、图块，只需要保留一个简单而精确的主要轮廓即可。
B．采集的纹理图片整理；现场采集的照片是建立各建筑物立面模型的依据，在用数码相机对校园中的建筑物、道路、绿地景观等进行拍摄时候，由于受到取景角度、位置关系、光照条件等因素的影响，所采集的图片透视角度不完全一致，在SketchUp软件中并不能用作纹理直接贴在建筑物表面，需要利用Photoshop图像处理软件对采集的纹理图片进行校正，包括透视角度的调整、图片质量的改善(调整图片的颜色、亮度、对比度)、图片大小的缩放，这样就可以获得满足要求的参照图片，以保证材质贴图的质量和系统的正常运行。
（3）Sketchup校园三维模型的构建
A．导入CAD平面图；将前期整理好的CAD底图导入到SketchUp软件中，并将之做成一个组。利用线条、矩形等工具围绕CAD底图描出墙体、柱体、楼梯等结构线，并确保所描的线之间能生成一个面（也叫面域），方便后期挤出高度。
B.挤出墙体高度；利用推/拉工具将生成的墙体面域挤出高度，在建模时候最好把每个建筑物分开建模，这样可以大大加快计算机运行速度。建筑物墙体的高度生成之后，需要根据施工经验或目测得到的高度数据挖出门洞、窗洞等。为了便于后期修改，需要把建立好的墙体做成一个组，在组里进行细节操作。
C．刻画立面造型；立面造型的塑造是整个建筑物建模的难点所在。第一种方法可以根据现场采集的纹理图片，一一比对着建模，刻画出立面前后层次、结构造型、门窗样式以及界面上的材质。该方法建模比较费力，但效果真实，层次关系明确。第二种方法可以直接把处理好的纹理贴图直接贴在建筑物表面上，简单易操作，但比较平面化。
D．各单体组合；每一个独立的建筑模型建好之后，根据CAD地图，把各建筑单体拼合到一起，形成一个完成的整体校园建筑模型。然后参照彩色平面规划图，完成景观绿化布置。
(4)JPG图象文件的输出
三维手绘地图需要表现出整体场景的鸟瞰图，它的最大难度在全景鸟瞰图的视野角度和比例尺的把握。因此，本项目借助了SketchUp软件，先建立起校园整体三维模型，然后利用软件中定位镜头、正面观察、漫游等视图功能，确定一个最佳观测视角，导出成JPG图象文件，作为后期手绘表现的底图，以确保每栋建筑、每处景观透视角度的统一性，导出模型的数据符合绘画中的透视规律，减轻了编绘人员在绘画时对处理画面透视的工作量，提高手绘地图的科学性、观赏性。
(5)三维手绘地图表现
确定角度和比例尺后，将sketchup建的模型输出JPG格式的三维地图数据，，手绘过程主要是针对三维数据视觉效果不佳的情况进行重制、改善。重点突出需选取最具代表的建筑进行调色，必要时进行夸张和放大。为了体现画面的层次感，必须破坏掉原图均一的色调，用明快而又分明的颜色去表达各类建筑。舍弃掉大量的妨碍读图的细节，如建筑层数等等，必要时仅以一些线条粗略表达即可。对于绿地要素，不要求逼真，写意地表达更可以加强图面的观赏性，进一步降低干扰。
本发明利用SketchUp软件，将校园地图以三维化的手绘形式呈现，大大提升了校园整体形象，确保了透视角度的统一性，也降低了印刷大规模三维景观所花费的成本和精力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）基础数据的获取；
（2）基础数据的整理：
A．CAD平面图整理：在SketchUp软件中建模时，是把CAD中的墙体、门窗、台阶等拉伸出相应的高度，不需要复杂的尺寸、标注、文字、轴线等，因此在导入SketchUp之前，需要对CAD做清理，删除对建模无用的多余图层、图块，只需要保留一个简单而精确的主要轮廓即可；
B．采集的纹理图片整理：现场采集的照片是建立各建筑物立面模型的依据，在用数码相机对校园中的建筑物、道路、绿地景观等进行拍摄时，由于受到取景角度、位置关系、光照条件等因素的影响，所采集的图片透视角度不完全一致，在SketchUp软件中并不能用作纹理直接贴在建筑物表面，需要利用Photoshop图像处理软件对采集的纹理图片进行校正；
（3）Sketchup校园三维模型的构建：
A．导入CAD平面图：将前期整理好的CAD底图导入到SketchUp软件中，并将之做成一个组；利用线条、矩形等工具围绕CAD底图描出墙体、柱体、楼梯等结构线，并确保所描的线之间能生成一个面，方便后期挤出高度；
B．挤出墙体高度：利用推或拉工具将生成的墙体面域挤出高度，在建模时候最好把每个建筑物分开建模，这样可以大大加快计算机运行速度；建筑物墙体的高度生成之后，需要根据施工经验或目测得到的高度数据挖出门洞、窗洞等，为了便于后期修改，需要把建立好的墙体做成一个组，在组里进行细节操作；
C．刻画立面造型：根据现场采集的纹理图片，一一比对着建模，刻画出立面前后层次、结构造型、门窗样式以及界面上的材质；
D．各单体组合：每一个独立的建筑模型建好之后，根据CAD地图，把各建筑单体拼合到一起，形成一个完成的整体校园建筑模型，然后参照彩色平面规划图，完成景观绿化布置；
（4）JPG图像文件的输出：利用SketchUp软件中定位镜头、正面观察、漫游视图功能，确定一个最佳观测视角，导出成JPG图象文件，作为后期手绘表现的底图，以确保每栋建筑、每处景观透视角度的统一性，导出模型的数据符合绘画中的透视规律；
（5）三维手绘地图的表现：确定角度和比例尺后，将SketchUp建的模型输出JPG格式的三维地图数据，手绘过程主要是针对三维数据视觉效果不佳的情况进行重制、改善。
2.根据权利要求1所述的一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，其特征在于：步骤（1）所述基础数据包括校园CAD平面图、地形图、彩色平面规划图、整体鸟瞰图、各建筑物透视图、绿地景观图。
3.根据权利要求1所述的一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，其特征在于：步骤（2）所述纹理图片进行校正是指对纹理图片进行包括透视角度的调整、图片质量的改善、图片大小的缩放，这样就可以获得满足要求的参照图片，以保证材质贴图的质量和系统的正常运行。
4.根据权利要求3所述的一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，其特征在于：所述图片质量的改善包括调整图片的颜色、亮度、对比度。
5.根据权利要求1所述的一种基于SketchUp的校园三维手绘地图构建方法，其特征在于：步骤（3）中C步骤还可以采用直接把处理好的纹理贴图直接贴在建筑物表面上。
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