关于3D地图,那么我能从哪里入手,能实现哪些效果呢?我搜罗全网

上网导航 2023-12-07 72 0条评论
摘要: 前言:最近很火的3D地图,我来给大家梳理一下可用的教程,以及我的经验,分享丰富的扩展内容1.很火的 3D 地图...

前言:最近很火的3D地图,我来给大家梳理一下可用的教程,以及我的经验,分享丰富的扩展内容

1.很火的 3D 地图,但是选择困难症

这几天 3D 地图在国内 GIS 的小圈子里小火了一把,其中有易智瑞M姐实验室刚出的(图1);

后有超图康祥瑞分享的使用SuperMap+Blender制作的地表渲染图(图2);

再往前有立方数据学社写的(图3);

然后就是我在去年写的《3D地形》和《3D地图》两个系列教程;

其实再往前也还有张云金老师介绍超强工具Aerialod,直接渲染出精美的地形模型或者激光点云数据(图4)。

在B站上搜索设计暴风眼,最近也上了使用 Blender 制作3D地形模型的教程。

你这时就非常头大了,这么多教程,到底看哪一个,从哪里开始?

然后就变成这一篇文章看一点,遇到难点了,又跑去看另一篇文章。

然后就是3D地形模型和3D地图,到底有什么区别?

所以这篇文章既是科普、介绍又是教程。

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图1

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图2

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图3

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图4

2.明确几个概念

3D地形和3D地图,这个概念不是什么权威或者什么专门的概念,只是便于区分两类作品,两个东西都是建立模型,然后渲染,然后导出为图片。

2.1 3D地形

3D地形指利用 DEM 或者相关高程数据亦或者激光雷达数据制作的地形、地表、表面模型,比如下面这样:

这是通过 Blender 的着色器编辑器上色渲染得到的“地图”我将其简单的归为3D地形模型,包括之前 Aerialod 软件制作的一些作品。

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个人制作 北京北部山区

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Valentin Schalk 制作 欧洲

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Joe Davies 制作

2.2 3D地图

那3D地图又是什么呢?

比如下面这些案例,我们需要先获得平面的电子地图,或者是一些老地图的电子扫描件,通过 GIS 软件对地图进行配准后,然后导入三维软件(Blender),在下面“叠上”3D地形,最后大功告成!

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VizArt 制作

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Dmitriy Vorontzov 制作,不过使用的三维设计软件是 C4D,异曲同工

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VizArt 制作

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个人制作的广东地形图

(是不是看的非常过瘾)

不过这样区分是非常狭义的哈,你不认同也没关系,觉得在3D地形上标上指北针、图例不就变成了3D地图。

我也同意你的观点,但是两种模型的制作方法不一样,或者说是一个递进的关系,这样区分的原因一是为后面的教程做铺垫、二是区分前面提到的不同教程。

3.入门3.1入门 3D 地形

我想大部分人应该对 Blender 一窍不通吧。

Blender是免费开源的 3D 模型创建套件;它支持 3D 建模,动画,模拟,渲染,合成和运动跟踪,视频编辑和 2D 动画。

作为一个 GIS 或者 RS 从业人员来说,Blender 完全是另外一个领域的软件,正所谓“隔行如隔山”。

那么你需要一个比较详细的教程,以及三维设计相关的基本概念:材质、灯光、摄像机、渲染;当然不能是单纯 Blender 的教程,得是 Blender 结合 GIS 的教程。

那么选择 DANIEL HUFFMAN 的《CREATING SHADED RELIEF IN BLENDER》作为 Blender 制作 3D 地图入门教程一定是最好的选择,文章循序渐进,图文并茂,第一版教程发布于2017年,经过多次更新优化,非常易于理解和学习!

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但唯一的遗憾是英文,虽然可以使用谷歌翻译,但毕竟是机翻,对于英文不好的朋友比较吃力,所以我在2021年9月份写了一份的教程,共有7章,完全参考 DANIEL HUFFMAN 教程写成,非常详细,甚至是啰嗦。

如果不想看这么多的话,M姐实验室的第一篇值得阅读。

3.2入门 3D 地图

遗憾的是 DANIEL HUFFMAN 大佬的教程基本停留在了3D地形阶段,后面如何制作3D地图没有非常详细的步骤和方法。

而制作3D地图存在一个问题:

完整的地图不仅仅存在符号化的地物,还需要容纳各种地图要素,比如指北针、名称、图例等,还要适当的留白。

所以如何把制作的3D地形与地图中的正确地物落到一起,这是一个需要考虑的问题。

最后使用的方法是使用 Photoshop 软件来“配准”解决,在我另一篇系列教程就是使用 Photoshop 放大拖动 DEM 图像与地图进行“配准”来处理,最后导入 Blender 中进行渲染处理。

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左边是原始的DEM数据;右边是在 PS 软件中处理后的,四周留出了空白的地方,并且大小和平面地图吻合,这样在 Blender 中渲染的时候,上面的平面地图正好可以和下面的 DEM 数据重合上

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《3D地图》系列教程使用方法制作并渲染的3D地图

3.3 方法优化

使用 PS 处理太麻烦,并且效果受处理人影响较大,并且很傻,不就外面增加些范围嘛,我在各种 GIS 软件中就能把范围扩大。

方法1 指定导出范围

在 ArcGIS Pro 中,选中栅格数据导出时,可以指定导出的范围,指定范围为我们的地图范围。

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图5 平面地图范围

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图6 平面地图中的地物展示范围,可以明显看到,外边缘没有,这样在 Blender 中不能和图5叠放到一起渲染,两者大小不一

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图7 导出后。指定导出范围后,现范围与平面地图也就是图5范围尺寸是一致的呢,在 Blender 中叠加渲染也是可以完美重合

最后的渲染效果

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个人制作,中华民国全图

方法2 创建常量栅格并镶嵌

创建常量栅格并镶嵌

使用软件 QGIS 创建常量栅格,按照平面地图的范围创建一个值都为0的栅格,当然,栅格的像元类型需要和 DEM 一致。

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将常量栅格与 DEM 数据栅格镶嵌合并,就得到了范围扩大后的 DEM 栅格数据。

方法3 推荐方法

M姐实验室的第二篇带来了新方法以及新的高度!

直接使用Geoscene Pro(ArcGIS Pro)中的栅格计算器不就完了嘛,在环境中设置范围为平面地图的范围。然后为了让图例也是有立体效果,手动把图例矢量化出来,同样利用栅格计算器提取图例范围的 DEM 栅格。

这简直太棒啦!图例的立体效果我以前一直认为是在 Blender 手动建模放上或者怎么,原来在 DEM 数据处理这一步就能完成!

优雅,优雅,简直太优雅liao~

最后就是导入 Blender 中进行叠加渲染了,不管是M姐实验室还是我写的《3D地图》教程里面都有详细的步骤。

4.扩展 1

不管你是看我的这个专栏入门 Blender 3D 制作,还是别人的教程,可能都会一叶障目不见泰山,不能成为一个一直低着头犁地的老黄牛,还是要抬起头来看看外面的世界!

2019年公开课《Beyond Hillshading in Blender- Breaking Cartographic Convention with Care》正好就站在 Blender 和 GIS 基础上,和大家分享在制图方面,两两结合可以向前迈出多么大的步子。

公开课不仅有视频,还有公开课所用的 PPT 文档。

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《Beyond Hillshading in Blender- Breaking Cartographic Convention with Care》

该 PPT 是我以前未入门时发现的敲门砖,当然现在也是入门水平(毫无长进),它让我知道了 Daniel Huffman 大神,以及他的教程。

让我大致了解 Blender 在制图方面的应用,在一些看不到或者没接触过的地方不至于产生盲点,至少有个大概的概念。

这也是系统学习和点突击式学习的差异,两者没有优劣,系统学习更全面,盲点少;点突击式学习进展快,但易入“歧途”。

并且两者可以互相转换,比如在“大系统”里面选出“小系统”来系统式的学习,这也是一个突击式的学习,但是对于旁枝末节了解的更清楚,不会因为一些简单的问题而去百度上查半天,而现在百度上面的内容更是良莠不齐,有的东西你跟着搞了半天结果是错的。

范围窄一些的“小系统”如何界定,这往往是自学者难以胜任的,而这个 PPT 就恰好给出了范围,关于我们 GIS 相关领域会使用、可使用的相关 Blender 功能,以及可视化效果和地址。

如果从0开始学习 Blender 制作地图相关,可以先把这个 PPT 看完。

4.1我们可以实现什么

更详细的以及相关的来源和教程地址可以在 PPT 中找到。

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3D 地形的 3D 视角效果:

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地形表面叠放卫星影像效果:

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镜头飞跃效果:

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专题数据可视化:

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栅格数据、矢量数据可视化:

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“生长”动画效果:

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其他:

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更详细的内容见 PPT 哦。

5.扩展2

在推特上,也有非常多的 Blender 使用大牛制作的各种3D地图,仅仅从他们分享出来的图片,我们就可以学到很多。

色彩也是值得学习的一个点,地图件的色彩基本都是处理过的,不然这些地形图不会这么鲜艳。

5.1摄像机镜头角度

摄像机镜头不一定非要正上方嘛,离物体近些能有不一样的效果。近距离配合广角能创造一种飞机近距离俯视的感觉,非常不错。

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5.2体积云、雾效果

制作体积云、雾效果可以为地图增加点缀,并且可以营造出一种“人造星球”或者模型的感觉,实属氛围制造必备。

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个人制作 贡嘎山 体积雾效果

5.3风格化

Blender 是一款三维软件,本身就非常强大,结合自身的节点功能可以制作出各种各样风格化效果,这就需要对 Blender 较为熟练才行。

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5.4制作沉浸式的视频

不仅可以输出图片,还可以自己设计镜头的轨迹并制作视频。

5.5立体图例

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5.6其他

激光雷达相关

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6.大拿推荐

推荐大拿(部分):

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下载

到这里就结束了!

在学会基本的3D地图的制作方法后,又扩展了镜头、体积云雾效果等方面的应用效果,知道能达成什么效果,有目标后面要实现相同的效果就简单多了。

PPT 网页版:

#slide=id.p

由于在谷歌上,进不去的朋友后台回复 3DPPT 即可获得在Blender中3D制图的 PPT!

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1、

时间:2023年2月18日-19日、25日-26日【四天实践课程】

2、

时间:2023年1月14日-15日【两天实践课程】

3、

时间:2023年1月13日-15日【四天实践课程】

4、基于python机器学习及深度学习在空间模拟与时间预测领域中的实践技术应用

时间:2023年1月6日-9日【四天教学】

5、

时间:2023年2月25日-26日 、3月4日-5日【四天实践课程】

6、

时间:2023年1月12日-15日【四天教学】

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作者:上网导航本文地址:https://www.90xe.com/post/6854.html发布于 2023-12-07
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