it-region (it_region) wrote,
it-region
it_region

Categories:

Переопределение уровня детализации трехмерных моделей

На портале GIM опубликована статья Ф.Билжеки, Х.Ледуа и Ж.Стотера из Дельфтского технологического университета (Нидерланды) под названием «Переопределение уровня детализации трехмерных моделей». Приводим перевод статьи полностью. С оригинальным текстом можно ознакомиться по ссылке.

Для визуализации, расчета потенциала крыш для установки солнечных панелей и других приложений все чаще использую 3D модели городов. Как и традиционные карты, 3D модели – это абстрактное представление реального мира: некоторые элементы упрощены или опущены. Количество геометрических и атрибутивных деталей, содержащихся в 3D-модели, называют уровнем детализации. В стандарте Открытого геопространственного консорциума CityGML выделено пять уровней детальности (УД), но описаны они не очень точно.

Рис. 1. Концепция пяти уровней детализации, закрепленная в стандарте CityGML

Уровень детализации (УД) - это концепция в 3D-моделировании города, которая определяет, насколько тщательно нужно провести обследование, насколько подробной должна быть модель. Например, муниципалитеты в тендерах указывают уровень детализации 3D-моделирования.

Самая популярная классификация УД нашла отражение в стандарте CityGML. В ней определены пять УД, начиная от простого 2.5D – «отпечатка» здания – до подробной архитектурной модели, имеющей внутреннее наполнение, такое как комнаты и мебель (рис. 1). Более высокие уровни детализации отличаются не только большей геометрической сложностью, но и семантической насыщенностью, то есть качественным описанием геометрии. Специалисты отрасли активно используют классификацию УД, чтобы сократить спецификации и точно описать 3D-модели; де-факто УД стали стандартом, даже если модели, для которых они прописываются, не связаны с CityGML.

Недостатки уровней детализации стандарта CityGML

Геопространственная индустрия опирается на определение УД в CityGML при оценке качества проектирования 3D-данных. Но стандарт определяет их сюжетно, четкого описания требований к каждому уровню. В результате могут возникнуть недоразумения.

Рис. 2. Сравнение 3D-зданий без слуховых окон и выступов и с ними. Оба варианта относятся к УД2

Поскольку уровни детальности в CityGML описаны не строго, при разработке моделей этот стандарт дает много степеней свободы. И две модели, значительно отличающиеся по сложности, могут относиться к одному уровню. Яркий пример - УД2. На практике, если заказчику нужна модель с УД2, не совсем ясно, что делать с семантикой и окнами мансарды, а они могут быть важны (рис. 2). Поэтому в модели с УД2 может оказаться почти все, что угодно. Такая ситуация затрудняет использование и обмен моделями. В частности, трудно оценить и сравнить затраты на их создание. С другой стороны, понятие «уровень детализации» содержит слишком мало деталей, описывающих потребности пользователей.

Параметры уровней детализации

Авторы изучили десятки спецификаций 3D-данных, опыт компаний, тендеры, обсудили данное понятие с пользователями. В результате понятие разложили на шесть определяющих показателей, а именно:

  1. Реалии: реальные объекты и их элементы, которые должны быть включены в модель;

  2. Сложность элементов: сложность геометрии пространственных объектов и их минимальный размер;

  3. Пространственно-семантическая согласованность: богатство семантики;

  4. Текстуры: нужно ли показывать их, если да, то насколько детально;

  5. Размерность: размеры частей каждого элемента;

  6. Перечень и значения атрибутов, описывающих элементы.

Данный список, а также тот факт, что каждый из показателей может быть измерен, позволяют разработать однозначные описания уровней детальности для каждой конкретной модели.

Новая спецификация

В ходе исследования стало очевидно, что создать требования, применимые к каждому из шести пунктов, трудно. Плюс в разных сферах используются разные типы моделей. Поэтому авторы разработали формат спецификации (рис. 3), в которой можно точно задать требования к модели города до ее приобретения.


gis79585
Рис. 3. Спецификация для описания уровня детализации трехмерной модели

Чтобы улучшить стандарт CityGML, на основе предложенной спецификации авторы построили серию из 10 точно определенных УД, которые не оставляют места неопределенности. На рисунке 4 сравниваются уровни 6 и 7.

Рис. 4. Сравнение шестого и седьмого уровня детализации

Стандартизация

Предложенная спецификация позволит всем заинтересованным сторонам четко описать уровни детализации. Хотелось бы надеяться, что это приведет к однозначности требований и осознанному приобретению 3D-моделей, исключит возникновение недоразумений. Поскольку концепция уровней детализации стандарта CityGML очень значима для производства, авторы считают своей приоритетной задачей ее улучшение. Этого же мнения придерживается Открытый геопространственный консорциум; уже приняты меры. Авторы этой статьи принимают участие в деятельности Рабочей группы по разработке стандарта CityGML, которая в настоящее время готовит новую версию (увидит свет в 2016 году).


Подробнее: http://www.gisa.ru/107597.html
Tags: 3D модель, 3d, трехмерные модели
Subscribe

  • Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments