基于ZR-Modeler的三维模型生产与应用

郑攀攀 （安徽省水利水电勘测设计院勘测分院，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

随着三维基础数据获取方式的改变，三维建模的方式也在不断进步，目前三维建模技术包括三维激光扫描技术、倾斜摄影测量建模技术、基于已有成果进行三维模型单体化构建以及手工建模的方式[1]。

倾斜摄影是通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，以获取地面物体更为完整准确的信息。它与传统航测技术相比，在多角度地貌信息获取、数据自动化处理、批量高精度三维建模等方面具有明显优势。本文在无人机倾斜摄影数据基础上来简述三维建模过程。

2 三维模型生产流程

ZR-Modeler是一款可对三维模型进行精细化修饰的单体化软件，其可针对第三方软件（Smart3D、街景工厂、Photo Mesh等）自动建模的成果进行精修，例如建筑变形部分（纹理拉花、结构扭曲、缺面破面等）、丢失部件的还原、悬浮物的删除等，得到精细化模型，达到后期应用要求。

2.1 数据预处理

在进行数据生产之前，首先要对已有的航测数据成果进行检查，重点是对影像重叠度、影像质量和存储格式、相机参数、影像pos信息、影像数量等进行检查，保证以上信息完整正确，满足规范要求。

此外，为保证后期数据生产的效果，在做数据生产之前要对原始影像进行匀光匀色处理，这样既可延长航摄可获取的有效时间，增加数据获取的几率，又能提升模型的品质，消除薄雾，使影像色彩统一，保证整个测区色调的一致性。

2.2 单体化建模

数据准备工作完成后，首先在ZR-modeler中新建工程，引入前期空三成果，导入工程所需obj、osgb数据文件后即可进行模型采集。三维建模的好坏主要取决于模型采集的准确性，立体精确定位是三维建模准确度的保障[2]。在立体采集中除了利用软件提供的基本模型创建工具，对于异形或复杂的建筑物还可调用3Dmax进行编辑。

在ZR-modeler中，可在垂直影像上获取建筑物顶部结构，倾斜影像上获取建筑物立面结构信息，对其进行编辑、调整得到最终的精细模型。利用倾斜摄影获取的影像数据中，可以采集建筑物的侧面纹理的特点，从而实现模型纹理自动从影像中获取，一键完成精细模型贴图，实现单体化模型精修效果。模型纹理编辑灵活性高，可选择所有影像中纹理质量最好的作为当前模型的纹理，当纹理需要修改时，可调用Photoshop对纹理进行编辑修改。以某地下涵为例，单体化前后如下图所示。

单体化后建筑物要与场景融合，选中需要踏平的部分进行删除，对删除的地面进行补面、贴图、纹理修改，把单体化的精模与地面部分进行融合。最后将做好的数据保存备份，根据后续项目需要导出obj或osgb数据格式。

2.3 三维模型生产中需注意的事项

模型采集过程中需要依据三维建模技术标准，对建筑物进行采集，达到精度要求，在满足规范的前提下进行综合取舍，并保证工作效率。以下是本人在工作中总结的需注意的几点，供参考。

①ZR-modeler在新建工程时，需要输入一个偏移值，若是一个项目需要分成多个工程文件来完成，那么在做数据准备工作时，最好把偏移值设为相同的数值，否则后期数据整合时容易出问题。

②对于较复杂的建筑物，基准定好后，要先采集建筑物的主体结构，再采集其它的附属结构。

③建筑物单体化完成要和大场景融合时，最好把原有的模型删除补洞再贴图修改纹理，直接用拟合的话会出现闪面的情况。

④工程完成后，若需要的是osgb文件，那么osgb文件传输时最好用压缩文件，因其数据量大、碎片多，传输过程中容易丢失损坏。

3 结束语

倾斜摄影三维技术是目前三维建模技术的主流，代表着三维建模技术发展的方向。利用倾斜摄影测量进行自动实景三维建模技术已渐成熟，模型单体化的方式也多种多样。本文结合工作实践总结三维模型单体化制作的生产流程，为倾斜影像实景三维模型生产提供参考。