除了建筑物的几何模型,构建三维建筑物还需要纹理数据。生成真实感的三维模型需要在城市地物模型表面粘贴真实的纹理影像。获取纹理数据的方法除了利用贴图素材库和实地拍摄采样,最经济的方法是从遥感影像中提取。建筑物模型表面纹理影像主要来源于航空影像,由于航空影像是从空中向下投影,因此屋顶纹理可以很方便地在航空影像上直接提取。而建筑物的墙面在航空影像上却是不可见的,此时则需要采用实地近景拍摄的影像。
建筑物的三维纹理获取主要依靠数码相机拍摄,在拍摄的过程中要注意以下几点。
(1)选择天气比较晴朗的天气拍摄,这样获取的纹理数据比较美观。
(2)尽量拍摄建筑物的正面,便于下一步的修图工作。
(3)采集完整的建筑物的纹理,如果某些面有遮挡物,需要换视角拍摄一幅以上的影像,后期再进行拼接处理。
(4)为了保证后面纹理处理时对建筑物整体结构的把握,对每一地物必须在不同方向拍摄一定数量的全貌照片。
(5)纹理的文件名在整个数据采集区域必须是唯一的,因为纹理必须与三维模型的每一个面一一对应。
纹理数据获取后,接下来需对三维建筑纹理数据进行处理。一般采用 Photoshop等软件对图像进行复原和裁剪,确保建筑物主要立面的纹理完整真实,减少降低图像清晰度的操作,消除地物纹理阴影的遮挡,并保持工作区内所有纹理影像色调的均衡。在处理贴图时应该注意纹理数据的大小与命名原则一般而言,一个建筑物建模完成需要几种甚至十几种纹理,如果每一种纹理数据增加一点,那么整个三维模型增加的就是海量数据,影响系统后期的管理与应用。但纹理数据过小又会影响建筑模型的精细质量。因此,在实际工作中通过认真的研究,确定纹理数据大小的原则为简单的纹理数据应小于20K,如单色的墙面、瓦等纹理,这类纹理在粘贴纹理时主要用平铺的方法,所以像素的大小应设置为2×2,复杂的纹理单张数据最好不超过1024×1024。
接下来就需要考虑如何将纹理映射到相关的建筑物上,纹理映射是用图像来替代物体模型中的可模拟或不可模拟细节,纹理影像映射也是至关重要的一个环节。纹理映射技术是把二维的纹理图像映射到三维物体表面,其关键点就是建立物体空间坐标与纹理空间坐标之间的对应关系。在进行各种类型三维地物的面与纹理影像映射过程中,只有确保纹理数据与面映射的正确性,才能真实地模拟现实建筑物,从而提高显示的逼真度和速度。纹理映射技术是一个简化复杂几何模型的有效办法,可以生成真实的视觉效果,真正做到虚拟现实。
内容来源:张泊平《虚拟现实理论与实践》