基于SketchUp的三维校园模型绘制方法探讨

基于SketchUp的三维校园模型绘制方法探讨

发表时间：2014-11-25T10:41:22.437Z 来源：《价值工程》2014年第5月中旬供稿作者：赵哲

[导读] 当前，国内高校日益重视校园生活的数字化、信息化管理[1]，随着虚拟校园的建设，对三维实体的图形图像处理及模型建立的研究也越发重视。

赵哲 ZHAO Zhe；王晓轩 WANG Xiao-xuan

（广东工业大学华立学院，广州 511325）

（Huali College，Guangdong University of Technology，Guangzhou 511325，China）

摘要：绘制建筑物模型的前提是构建绘图思维，利用立面绘图简约建模、立面绘图精确建模、几何组件建模和分层叠置建模的绘图方法，可将SketchUp平台提供的绘图命令较好的融合。本文结合三维校园模型的建立过程，探讨这几种绘图方法在实际操作中的应用，通过实例展现不同的绘图思维和方法所制作的模型效果。

Abstract: The premise of building construction is drawing thinking. By the method of drawing elevation drawing simple modeling, accurate modeling, drawing geometry facade component modeling and layered modeling, the SketchUp platform provides the drawing commands. Based on the process of 3D campus model, application of the mapping method in the actual operation of the model, show the effect drawing thinking and different methods of examples.

关键词： SketchUp；绘图思维；绘图方法

Key words: SketchUp；drawing thinking；drawing method

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0182-02 引言

当前，国内高校日益重视校园生活的数字化、信息化管理[1]，随着虚拟校园的建设，对三维实体的图形图像处理及模型建立的研究也越发重视。本文基于广东省大学生创新训练项目阶段性成果，以广东工业大学华立学院为例，在未获取CAD等图集数据情况下，探讨利用SketchUp软件，在建模过程中的绘图思维和方法。

1 立面绘图法

1.1 简约模型绘图方法

1.1.1 绘图思维构建目前诸如房地产楼盘、城市建筑群等具有快速建模要求的模型展示，普遍采用简约建模，也称为建立粗模。简约模型绘图思维，是根据模型使用的实际情况构建，例如在短时间内绘制整个校园建筑物模型，绘图思维是以高度不一的规则几何体表示实体模型外壳，通过纹理映射对几何体进行贴图处理。这种模型绘图思维简单，在大规模的三维模型建立中使用广泛。

1.1.2 绘图数据类型在缺少校园图集数据的情况下，建模数据一般采用相对数据。校园主体建筑物简约建模的主要数据包括建筑物楼高、长度和宽度值，以及建筑物全景图片。

1.1.3 绘图关键技术立面绘图法中，简约模型绘制的实质就是通过多个面域的创建，快速建模。建立高度不同的立面，利用SketchUp 推拉工具，在同一场景中实现多个规则几何体的建立，如图1所示。然后将处理过的建筑物全景图片对建筑物进行纹理贴图。

1.2 精确模型绘图方法

1.2.1 绘图思维构建任何一个常规的建筑物体，都是以其四个面给予人们第一视觉印象，立面绘图法的精确模型绘图思维，是通过对建筑物四个立面进行单独的绘制，最后拼合面域，构成闭合的整体。这种思维模式，适用于立面简洁，面上线状清晰的建筑物。

1.2.2 绘图数据类型校园主体建筑物精确建模的主要数据包括建筑物楼高、长度和宽度值、建筑物全景图片以及建筑物立面特色构件的尺寸和图片。通过对特色构件的图集数据采集，能够逼真还原建筑物立面效果的展示。

1.2.3 绘图关键技术以广东工业大学华立学院第一饭堂建模为例，通过对建筑实景的观察，饭堂的面域基本呈前后对称，左右对称，立面构件简单，立面给人以简洁的视觉印象，建模中只需构建两个立面。

以侧立面为例，根据饭堂高度和宽度的相对数据值，构建面域，面域成组；根据建筑物全景图，对整个立面进行多面域的划分；根据特色构件（指窗体和承重柱），可以在划分后的面域上直接进行绘图，如图2所示。

要强调的是，目前利用SketchUp平台进行三维数字校园的建设处于探索阶段，特别是基于GIS软件对SketchUp模型的导入并不是很方便，在SketchUp平台中，采用立面绘图法，常规的绘图思维是每一个面域构建一个组，方便后期修改，但是这样的做法会使得GIS软件对模型信息的读取不全面，导致模型在GIS软件中出现构件分离，建议在立面绘图时，对于简洁立面，可以进入面域组进行编辑。一个侧立面的绘制基本完成后，通过镜像就可以在SketchUp平台中完成饭堂两个侧立面的绘制。类似的方法，可以完成饭堂前后立面的绘制，将四个立面进行面域拼接，最终完成一个精确的饭堂外观模型。

2 几何组件绘图法

2.1 绘图思维构建由于建筑物一般为对称的平面形式，立面门窗也比较统一，类型简易，外墙饰面材质变化较少，可将建筑物拆分为几个部分进行建模[2]。与利用平面图集数据进行建模的方法不同，几何组件绘图法绘图思维是将建筑物拆分成2个或者2个以上的几何构件，分别建立成组，利用组件简化重复形状的构建[3]，然后进行拼合，完成建筑物的模型制作。这种绘图思维，可以形象的比喻成“堆积木”，适用于绘制对象复杂，构成组件较多的模型制作，特别是建筑物的主体构件，一般又由小构件组成，使用几何组件绘图法可以较快捷地完成主体构件的绘制。

2.2 绘图数据类型校园主体建筑物几何组件建模的主要数据与前面提到的几种绘图数据最大的不同，是几何组件绘图需要对建筑物进行分解，不同的绘图人员有不同的空间思维，通过这种无形的空间几何数据来完成“积木”的堆叠。

2.3 绘图关键技术对于走廊、阳台、护栏、门厅等区域，只要配合已有的简单几何知识，再进行一些细致的处理即可，就可以得到一栋建筑物的初始模型[4]。以广东工业大学华立学院学生活动中心的主体构件为例，如图3所示。通过对实体建筑的分解，在SketchUp中建立多个几何构件，通过“堆积木”的方式完成主体构件绘制。

3 分层叠置绘图法

3.1 绘图思维构建一般的建筑物除首层以外，2层以上楼层建筑风格基本一致，对于需要绘制内部构造的建筑物，分层叠置绘图思维