基于SketchUp虚拟校园漫游系统三维模型制作研究

基于SketchUp虚拟校园漫游系统三维模型制作研究
摘要：使用Sketchup软件进行虚拟校园漫游系统的三维模型制作，直观方便，且与其他软
件兼容性好。

通过对浙江汽车职业技术学院实训楼部分的建模，寻求为漫游系统构架提供快
捷优质模型的关键技术。

关键词：虚拟校园；漫游；Sketchup；三维模型；场景
随着计算机技术的发展和宣传的需要，许多学校都建设自己的虚拟校园漫游系统。

基于虚拟
现实技术架构的虚拟校园漫游系统具有沉浸性、交互性和构想性[1]，使得人们在足不出户的
情况下就可以通过交互方式领略真实的校园风光，大大提高了宣传效果和知名度。

制作虚拟
校园漫游系统流程基本上可分为：数据采集处理、三维场景制作、漫游系统架构三个步骤。

三维场景制作是虚拟校园漫游系统的主要构成部分，也是虚拟现实技术最重要的表现形式。

它是用户产生身临其境感觉的交互式仿真环境的基础，实现了用户与该环境直接进行自然交
互[2]。

本文通过对浙江汽车职业技术学院虚拟校园漫游系统制作技术的探讨，探寻SketchUp
在三维模型系统制作中的运用。

1 软件简介
SketchUp是Google公司推出的可以快速制作三维模型的软件，具良好的操作性、纹理映射、光照、实时漫游等功能。

SketchUp生成的三维模型文件非常小，可以节省存储空间，便于传
输[3]。

漫游系统构建软件Virtools能够很好的兼容输出的数据，这也是我们采用SketchUp软
件进行建立三维模型的原因。

2 制作前期
2.1 数据搜集。

在三维模型制作前期，主要工作是数据采集处理。

三维模型主要是建筑模型、花草等景观模型。

有针对性的，我们进行了数据搜集，搜集到的数据有，学校新建建筑1：500矢量图纸（AutoCAD格式）、各类贴图等。

2.2数据处理。

数据处理主要分为三个部分：
2.2.1新建建筑部分。

在AutoCAD中对所有图纸中不需要的尺寸、绿化、文字、图层等数据
删除掉，并塌陷到一个图层中，然后重新命名图层，最后等比例缩小100倍后保存。

对于总
图中则只保留轮廓，能显示各建筑间的位置即可，方便在SketchUp中处理位置；单独的建筑则需将每前后左右以及一层平面图与顶层平面图拆分出来备用。

2.2.2无图纸建筑部分。

此部分在总图图纸中有所体现，但是高度等尺寸没有。

可以通过比
例测量、寻求参照物等方式得到。

建筑上玻璃、门等物件的位置及尺寸可以通过正面拍照得到。

2.2.3贴图处理。

将拍摄到的图片导入到Photoshop等图像处理软件中，进行裁剪、变形、缩放等方式将门窗、金属字、颜色等分离出来。

窗棂等部件要横平竖直。

3 三维模型制作
在本次三维模型制作过程中，除了在尺寸外观上满足要求，同时还充分兼顾了Virtools软件
中对贴图的处理的要求。

根据漫游系统要求，以我院实训楼为例，阐述用SketchUp进行三维建模的步骤可分为：
3.1软件设置。

在SketchUp中先设置尺寸单位，最好与AutoCAD中尺寸一致。

还可以设置线、面等显示的风格，优化图形显示效果。

在图纸导入后同样可进行软件方面的设置。

为了提高
建模效率，还可以在软件中设置快捷键。

3.2图纸导入。

SketchUp可直接导入*.dwg、*.dwt格式图纸。

图纸导入后，应确定基准点，
通过旋转、移动等方式将各视图图纸对齐。

3.3主体制作。

3.3.1墙体制作。

实训楼墙体基本可以通过平面拉伸而成。

通过第一层平面图取得墙体截面，可用矩形等工具绘制平面封闭图形，然后再进行拉伸。

拉伸时，捕捉主视图中的墙体顶部来
确定主体高度。

当然，也可以直接敲入高度数值。

3.3.2窗户和玻璃制作。

因为实训楼中窗户和玻璃众多，Virtools对玻璃等透明贴图的又不够
支持，为了避免庞大的面数出现，可以用贴图代替。

将窗户范围截取出来后，然后赋予材质，在材质中使用处理好的窗户图片。

其他窗户则直接复制。

3.3.3附件制作。

实训楼的附件包括屋顶、楼梯、景观阳台、阳台栅栏等。

屋顶可参照顶层
平面图等视图进行拉伸、移边等方式制作；楼梯和景观阳台采用拉伸、复制方式制作，并制
作成一个个组件，方便重复使用；阳台栅栏是多孔通透结构，普通的jpge格式图片无法表现
其特点，可以在Photoshop中将孔的部分挖掉，然后保存成png格式后再使用。

3.4赋予材质。

给场景中模型赋予材质。

SketchUp材质可以执行新增、保存、修改等操作。

能够与本地图片很好的衔接。

在材质中，最好每个材质都有易读易识别的名称，方便在Virtools中使用。

对那些呈长方形的面附材质时，为了能够获得很好的纹理贴图，可以直接将图片拖至Sketchup场景中，然后通过缩放、移动、旋转等命令设置图片与目标物体的大小相等，各边对齐，再将图片炸开，这时材质库中会增加一个材质。

然后利用吸管工具在炸开的
图片上吸取一下，再利用油漆桶工具在目标上点一下，就可以将材质赋给目标物体了。

这样
既得到了新材质，又得到了正确的纹理贴图。

最后将导入的图片删除。

3.5图片导出、处理和重新赋予材质。

因为整个校园场景涉及到的面、贴图数量众多，为了
方便Virtools软件操作和降低文件大小，需要对场景重新进行贴图。

可以视情况将模型前后
左右顶部的五个视图进行显示，然后进行截图，在Photoshop中按照模型面块进行裁剪、另存。

然后在SketchUp中新建材质，赋予贴图，然后重新给相关的面赋予材质。

此举可让整个场景更加简洁、大大降低SketchUp输出文件大小、减小合成后场景中材质、边线等的复杂繁琐程度。

3.6重组合成。

将实训楼主体部分全部群组，然后与其他建筑进行合成。

可以新建Sketchup
文件，然后导入总图的二维图形文件，然后将建筑各部分拖入，进行合成。

3.7模型输出。

Virtools
4.0支持导入文件格式有*.3ds，*.3dxml，*.asc，*.dae，*.nmo，*.wrl，*.x等格式，在Sketchup8.0 pro版本中，可以将文件输出成*.3ds格式，能与Virtools软件无
缝衔接。

在数据输出时，应注意单位、相机、贴图等选项的操作。

用此法缺点是无法模拟阴
影等效果，最好还是借助3dsmax软件进行烘焙处理以后再导入Virtools软件中。

4 结论
本文通过对校实训楼的三维模型建立，探寻了Sketchup软件在建筑三维模型建模方面的操作，由于其图层、材质、文件输出等操作有着极为方便的优势，并且与AutoCAD、3dsmax、Virtools等软件的衔接性较好，在虚拟现实漫游系统制作中有着极为重要的地位。

参考文献
[1]刘晓艳，林晖，张宏.虚拟城市建设原理与方法[M].北京：科学出版社，2003：15-21.
[2]王永梅，舒娱琴，胡伟平.虚拟华师校园网三维模型的构建[J].华南师范大学学报9自然科
学版），2007.
[3]于雪芹，张涛，尹楠，等.基于Google Earth和Sketch Up的虚拟校园建设[J].吉林建筑工程学院学报，2011（4）.。