基于三维GIS的虚拟现实数字城市实现方法研究
二、国内适普软件有限公司的IMAGIS Classic(三维可视地理信息系统)
该系统是一套以数字正射影像(DOM)、数字地面模型(DEM)、数字线划图(DLG)和数字栅格图(DRG)作为综合处理对象的虚拟现实管理 GIS 系统。它分为两大部分:三维地理信息系统和平面图形编辑系统。通常,二维图形在平面编辑系统中经过编辑整形后,即可输出到三维系统中进行三维实体的重建和管理,用户可对其进行查询分析、属性定义以及各种可视化操作和图形输出等操作。
三、国内灵图VRMap 2.X
VRMap 2.X是三维地理信息系统平台软件。它支持OPENGL 和 DirectX 两种国际主流的图形标准,在驱动层对两者进行了统一。因此,VRMap可以充分利用计算机硬件的性能和当前最先进的图形学技术。其全组件式体系可以保证任何的核心层改进都可以无缝的集成到用户的系统中。
四、国内武汉吉奥公司的CyberCity
CyberCity是Windows平台下基于专业化测量和地理信息系统技术的三维重建数字化系统,实现三维景观的快速生成、漫游、编辑、虚拟设计以及3D属性信息的编辑、查询、浏览和修改等。
五、国内上海杰图三维展示系统
该系统的一系列产品主要采用全景建模法。其中,三维场景展示制作系统---造景师,提供了一种在因特网上或者在各种多媒体系统上逼真展示三维场景的崭新方法。它能通过对一个现实场景进行拍摄得到的图像进行自动处理,自动生成交互式、极富沉浸感的全景。用户可以通过鼠标或者按键方便自如地观看场景的任意角度,或者在场景之间漫游。
三维虚拟现实,重要的是建模。目前比较专业的三维建模软件主要有:3DMAX、MAYA和MultiGen Creator。
随着Internet和WWW技术的普及,出现了WWW上3D漫游浏览。目前比较常用的是基于VRML的一系列浏览器[14]。如由爱尔兰、俄罗斯合资的公司Parallelgraphics推出的VRML浏览插件:Cortona VRML Client;Blaxxun公司的VRML浏览器CC3D; Cosmo浏览器、Piveron浏览器、VRML97-object浏览器、WorldView浏览器等。
1.3 三维虚拟现实的主要问题
当前三维虚拟现实存在的一些主要问题有:
1、建模工作量大
如果要逼真显示三维场景中的地物,则系统中需要有专门精细建模的模块,或者在第三方建模软件中进行地物建模。开发这样的系统,建立一个大范围的三维场景所需要的时间和工作量都是相当巨大的。
如果要快速创建三维场景中的地物,则可以采用系统自动生成,生成的地物模型只能是一些简单形体(长方体、圆柱体、圆锥等)的组合体,这样建立的模型逼真度差。
2、无法表达实体间的空间关系
由于三维场景所需处理的数据量相当庞大,所以,大多数相关软件为了能够在一般的PC机上正常运行,采用了不具有拓扑关系的建模技术。
3、难以快速显示大范围场景
三维虚拟现实大范围场景,所需处理的数据量是相当庞大的,所以在一般的PC机上是难实现的,或者是无法快速显示的。因而很多三维场景系统显示小范围场景效果非常好,显示大范围场景时,则无法运行。
2 数据获取
第三维空间数据在这里主要是指地物高度和纹理数据。如何获取这些数据是目前三维虚拟现实区域地形图的一个难点。现在我们概述一下获取这些数据的一些常用方法。参考文献为:孙敏,陈军.3维城市模型的数据获取方法评述[J] .测绘通报,2000年,第11期 。
2.1 第三维空间数据获取
一、建筑物高度数据获取
建筑物高度数据获取,目前主要有如下几种方式:
1)在2DGIS数据库基础上按层数粗略求算建筑物高度。这种方法获取的建筑物高度数据只是一个估计值,且所有建筑物只能用平顶表达,或