¿La aplicación de la perspectiva dinámica en el diseño de carreteras?
1. Descripción general
Con la mejora de la pendiente de las carreteras, la gente presta cada vez más atención a la coordinación entre los requisitos estéticos de la alineación de las carreteras y el paisaje circundante. Desde los antiguos dibujos bidimensionales hasta el actual análisis del espacio modelo tridimensional, el diseño asistido por computadora ocupará una posición cada vez más importante en el proceso de diseño del paisaje vial. La aplicación de la última tecnología informática al trabajo de diseño ayudará a reflejar el contenido del diseño de manera más intuitiva, mejorará la coordinación entre el diseño y el entorno circundante y mejorará en gran medida la eficiencia del diseño.
La vista en perspectiva de la carretera es una parte importante del diseño del sistema de diseño de rutas asistido por computadora. Permite a los diseñadores obtener una vista panorámica vívida de la carretera durante la etapa de diseño y verificar la calidad lineal del diseño de la ruta y el diseño de la ruta. coordinación entre la carretera y el entorno circundante, y utilizar esto como base para modificar el diseño. La tecnología de perspectiva dinámica que utiliza sistemas avanzados de software asistidos por computadora para construir modelos tridimensionales de carreteras puede inspeccionar y evaluar de manera más conveniente y rápida los planes de diseño de carreteras. El uso de sistemas de itinerancia en tiempo real con perspectiva dinámica puede permitir a los conductores sentir la comodidad y la seguridad. conducir en la carretera con anticipación sexo. La tecnología de perspectiva dinámica tiene amplias perspectivas de aplicación en el diseño del paisaje de carreteras. Al utilizar esta tecnología, el paisaje de la carretera a lo largo de la carretera se puede reflejar verdaderamente antes de que se construya la carretera, y se puede demostrar visualmente la comodidad y seguridad de la conducción. También sirve como referencia para el diseño de carreteras, la planificación del tráfico y el diseño de señalización de líneas, proporcionando una base para la toma de decisiones de liderazgo y la práctica de la ingeniería.
2. Los principales contenidos del sistema de perspectiva dinámica.
En los estudios de campo, los datos brutos se recopilan y procesan principalmente a partir de la aplicación integral de tecnologías nuevas y avanzadas, como los estudios aéreos, la teledetección y la UYS. En términos de diseño de interiores, incluye principalmente el establecimiento de modelos terrestres digitales tridimensionales, tecnología de integración CAI de carreteras y tecnología de visualización tridimensional de carreteras, e integra las tecnologías anteriores para realizar la integración de levantamiento y diseño. La etapa de diseño de interiores incluye principalmente el establecimiento de modelos terrestres digitales tridimensionales, tecnología de integración CAD de carreteras y tecnología de visualización tridimensional de carreteras. e integrar las tecnologías anteriores para realizar la integración de encuesta y diseño.
El flujo de trabajo principal de la perspectiva 3D dinámica incluye la recopilación y clasificación de datos originales, investigación de campo y recopilación de imágenes de campo, software de sistema asistido por computadora para establecer modelos 3D, renderizado y síntesis final.
2.1 Recopilación de datos originales y establecimiento de un modelo digital de terreno
Los datos originales incluyen principalmente datos de diseño de carreteras, datos de terreno a lo largo de la ruta y datos de paisaje a lo largo de la ruta. Recopilar y procesar datos brutos reales y precisos es la base para producir perspectivas realistas y dinámicas. Para verificar la perspectiva de la alineación de la carretera, primero debemos establecer un modelo tridimensional de la carretera diseñada, que se puede dividir en dos categorías: una es un modelo de carretera de diseño simple y la otra es un modelo de carretera diseñado con terreno; El establecimiento del primer tipo de modelo: ingrese directamente a la administración del modelo digital por computadora, cree un nuevo número de modelo digital y luego lea los datos de la carretera diseñada de la base de datos transversal y longitudinal para construir la red y el modelo; el establecimiento del segundo modelo: en base al establecimiento del primer modelo, los puntos del terreno en la base de datos del mapa topográfico se leyeron en el modelo digital y se eliminaron los puntos del terreno ruso dentro de los límites de la carretera. Luego, el modelo debe construirse utilizando todos los puntos de la red.
2.2 Los principios generales de la perspectiva dinámica y los programas informáticos utilizados en el proceso productivo.
El modelado de la carretera en sí se puede completar utilizando software de desarrollo secundario como Dewei 5.6 bajo el software AutoCAL. La triangulación digital-analógica construida anteriormente también puede generar formato N. Esta función se puede transferir a un software de renderizado de terceros, como 3I. El maestro de renderizado máximo (Lightscape) proporciona datos del modelo de datos. Para construir un mejor modelo, es necesario recopilar imágenes de características, plantas, caminos, etc. , construyendo así una biblioteca de materiales más realista. Por lo general, se puede utilizar software de edición de imágenes como Photoshop y CORELDRAW para procesar los datos de imagen recopilados.
El establecimiento de un modelo tridimensional es el núcleo de la perspectiva dinámica. Un modelo tridimensional completo debe incluir una escena tridimensional completa, incluidos modelos tridimensionales de varios elementos y dibujos de materiales de soporte relacionados. . A través de programas relevantes, se puede establecer rápidamente un modelo de carretera tridimensional en auto-CAD. Utilizando software profesional relevante como HinCADS.6, Haitian Highway Software y Wuhan Lijie Highway Comprehensive Design Software, se puede establecer un modelo tridimensional de la carretera. Después de la integración de diseños horizontales, verticales y horizontales, el sistema de animación 3D de planos de Li Jie puede generar automáticamente modelos 3D reales basados en plantillas o archivos de líneas de tierra verticales y horizontales e información de diseño de rutas, y generar automáticamente estructuras como barandillas, calzadas y divisores centrales. , etc., configure el material de fondo, convierta directamente el modelo en software de renderizado 3DMAX para el procesamiento de efectos y, finalmente, genere representaciones tridimensionales reales y archivos AVI dinámicos. Puede generar rápidamente vistas en perspectiva de ruta y panoramas tridimensionales. y utilizar tecnología avanzada de realidad virtual para lograr una autopista tridimensional de alta velocidad. Puede reproducir animaciones tridimensionales según la ruta especificada, observar el efecto del diseño de la carretera desde diferentes ángulos y alturas, y verificar y evaluar los resultados del diseño.
El sistema de itinerancia en tiempo real del paisaje virtual de carreteras BID-VRS desarrollado por el CCCC Second Highway Survey and Design Institute recibe directamente datos de ortofotos generados por el sistema de fotogrametría digital y combina las imágenes con modelos terrestres digitales, rutas de carreteras y modelos geométricos tridimensionales de intercambio. , puentes de carreteras Se superpone el modelo integral formado por el modelo geométrico tridimensional, se organiza la escena y se realiza el paisaje virtual del diseño de carreteras itinerantes dinámicas en tiempo real. La combinación de imágenes reales en perspectiva dinámica y diseño de carreteras refleja real y dinámicamente los resultados del estudio y el diseño de carreteras, proporcionando un nuevo método de visualización y una herramienta para la evaluación de los resultados del diseño y la protección del medio ambiente.
Hard3D es un sistema de generación y renderizado de gráficos tridimensionales en tiempo real desarrollado por Xi'an Haiti Computer Software Development Co., Ltd. Se utiliza especialmente para la producción de modelos tridimensionales de carreteras y la reproducción dinámica. Tiene las ventajas de un uso sencillo, una alta eficiencia de producción y una imagen clara. La animación generada es operable y puede reflejar de manera verdadera y confiable la intención del diseño. Durante el proceso de reproducción dinámica en tiempo real, el sistema puede mostrar todos los indicadores técnicos de la sección de la carretera uno por uno (incluido el área de llenado y excavación de la sección de la carretera, la altura de llenado y excavación, el ancho de la plataforma, el peralte, las coordenadas geodésicas y otros indicadores técnicos). ), lo que hace que sea conveniente para la audiencia captar la información de cada sección en cualquier momento. Durante el proceso de reproducción dinámica, los usuarios pueden capturar imágenes maravillosas (archivos bmp originales) en cualquier momento y guardarlas en el disco duro para usarlas en renderizaciones de ingeniería. El sistema también puede grabar animaciones continuamente, incluida música de fondo y explicaciones del diseñador, y el sistema sintetiza automáticamente audio y video (generando archivos avi). Tiene operabilidad de animación y visualización dinámica de diversa información de ruta. Este sistema puede usarse ampliamente en la demostración tridimensional, la producción de renderizado, la revisión de proyectos y el proceso de licitación de diseño de ingeniería de proyectos de ingeniería de carreteras para mostrar su fortaleza y contribuir al proyecto. La optimización razonable proporciona un potente soporte visual. Dado que el motor de gráficos 3D en el que se basa Hard3D proporciona potentes funciones de modelado dinámico, renderizado dinámico y gestión de modelos, y se beneficia de la actualización continua de Microsoft del rendimiento del controlador de gráficos DirectX, Hard3D ha alcanzado un nuevo nivel en términos de renderizado dinámico de gráficos y pruebas dinámicas. de modelos El nivel líder absoluto en el país, deshaciéndose por completo de la práctica tradicional de renderizar primero y luego reproducir 3DMAX, llevando el 3D de carretera a una nueva etapa.
2.3 Representación de modelos 3D
El modelo 3D se renderiza en el software de la serie 3DS 3DS}MAX}VIZ}. El contenido específico incluye: configurar luces, configurar cámaras, pegar materiales, y establecer fondos. Finalmente renderizado en una perspectiva panorámica estática.
2.4 Postprocesamiento de renderizados
El posprocesamiento es muy importante para producir renderizados de alta calidad.
2.5 Animación y salida de vídeo
Además de los mismos requisitos que el renderizado estático, también debes configurar la ruta de la cámara y renderizar cuadro por cuadro. La imagen renderizada se reproduce a un cierto número de fotogramas por segundo (que puede determinarse según la velocidad de movimiento del coche) y se convierte en una perspectiva panorámica dinámica. El último paso es editar, sintetizar y copiar los clips de animación mediante el software correspondiente para finalmente obtener el producto terminado.
3. Aplicación práctica
Apoyándose en el proyecto del oleoducto desde Bulong hasta el condado de Rudong en la prefectura de Nagqu, Región Autónoma del Tíbet, se llevó a cabo un estudio de perspectiva dinámica de toda la línea y Se completó un modelo tridimensional de toda la línea y un tramo clave de unos 10 km en perspectiva dinámica 3D. En la etapa de diseño preliminar y en la etapa de diseño de planos de construcción, se generan representaciones en perspectiva panorámica de secciones de carretera complejas y diagramas de perspectiva dinámica de carreteras que simulan la conducción de automóviles para guiar la comparación de planos, la calidad de la distancia visual y la idoneidad de las combinaciones verticales y horizontales. .
Archivos necesarios para el modelado: archivos hat de secciones transversales y datos de puntos del terreno. Otros archivos incluyen: archivos de estructura, archivos de sección transversal, archivos de peralte, archivos de mapa de peralte, archivos de perfil geológico, archivos de puntos característicos, archivos de líneas planas, archivos de curvas planas y archivos de secciones transversales. Debido a limitaciones de espacio, no se presenta aquí el proceso detallado de producción de dibujos en perspectiva dinámica utilizando sistemas de diseño de carreteras y animación 3D de planos. El proceso de producción general ahora se describe de la siguiente manera: (1) Establecer un modelo terrestre digital (2) Establecer un modelo tridimensional real de la ruta (03) Generar estructuras de señales, etc. (4) Establecer color y material (5) Exportar archivo 3DS (6) Crear animación 3D.
4. Conclusión
El principio de perspectiva dinámica proporciona un nuevo método para mostrar vívidamente escenas de realidad virtual tridimensionales. Puede generar automáticamente panoramas 3D interactivos procesando imágenes obtenidas de escenas reales, lo que permite a los usuarios ver cómodamente panoramas 3D de forma interactiva desde múltiples ángulos y proporciona un conjunto integral de soluciones para gráficos de realidad virtual y planes de grabación de proyectos de visualización. El sistema de tecnología de perspectiva dinámica puede usarse ampliamente en la demostración tridimensional, representación, evaluación de proyectos, diseño de ingeniería y proceso de licitación de proyectos de ingeniería de carreteras, dando nueva vitalidad a la visualización y registro de proyectos de construcción de ingeniería.
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