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【独家策划】三维建模软件主打“集成化”路线

“真”三维时代,以往“单一”的三维软件依然可以服务于自己配套的硬件,但若想在日益扩张且更逼真化的三维模型市场上占据更多份额,这种“单一”就成了一定的瓶颈,不过这也正是催生三维建模软件在后处理环节主打“集成化”路线的主要因素。

  “真”三维时代

  在业内,三维建模软件,其演变之路正快速迎来一个新时期——“真”三维时代。“真”三维之“真”正是针对时下用户对于三维模型精度的需求而言,因为现在用户们对于三维模型的精度要求已升级为更加趋于逼真,更加美观。泰瑞数创总裁刘俊伟甚至将时下对模型逼真度的要求表述为“现实的映射”。“真”三维时代,以往“单一”的三维软件依然可以服务于自己配套的硬件,但若想在日益扩张的三维模型市场上占据更多份额,这种具有定制化属性的“单一”就成了一种瓶颈,不过这也正是催生三维建模软件在后处理环节主打“集成化”路线的主要因素。

  从“单一”到“集成”

  在三维建模的后处理软件中,存在“单一”性的后处理软件不乏传统品牌,当然其本身在后处理的技术上并不是有什么缺陷,只是飞速变化的市场规则与需求让其竞争力相对有所受挫,使其在三维建模这一加工环节上面临着一种“逆水行舟,不进则退”的境遇。

  而即便这样,我们也没有看到像3DMAX、AutoCAD、MAYA等早期的三维后处理软件即时做出革新的举动。应运而生的则是像Street Factory(北京视宝公司)、Skyline(北京泰瑞数创战略合作伙伴)、Acute 3D(上海埃弗艾代理)、易维(南方数码)等软件,其在三维建模加工环节主打了软件“集成化”路线,其软件后处理能力兼具高效和自动化两大关键优势,在二次开发接口、自动化生成以及一体化方案统筹方面,以一种“集成”的全新特性迎合了“真”三维时代的市场需求。

  像MAYA、3DMAX、AutoCAD等软件,三维建模的方式就是直接手工制作,有很强的单一性,这类软件至少需要人工实地测量得到现实物体的长宽高数据才能进行建模。这种方法确实也可以逼真地表示城市的精细结构和材质特征,但所建模型不能表示真实的地理位置,制作对象也局限于外形较规则建筑物,对城市的精细节点表达力度不够,视觉效果不是很好,且制作需耗大量的人力和物力。

  在城市逐步从数字走向智慧的进程中,无论是政府还是企业级应用,传统三维建模的效果、效率显然都不足以满足三维城市建设需要,转而需要的是更加真实的三维模型。Street Factory、Skyline、Acute 3D等“集成化”软件应时而生,其共有特性就是基于数字摄影测量技术(包括倾斜摄影测量技术)采取的数据进行三维建模,这一进步是一个“集成化”的过程,所建三维模型几近就是对现实物体、地理位置、建筑特征的场景再现。

泰伯网
利用倾斜摄影测量技术同时获取多个角度影像数据

  “集成化”路线 各有千秋

  “集成化”软件最大亮点在于三维建模过程的一体化。这类软件或是集成了摄影技术、自动化生成、GIS应用平台对接,或是兼具集成了高效的模型检索功能与机制,可谓各有千秋。但其所建三维模型的形状、拓扑结构、图像颜色、表面特征等属性和特征方面都能够做到“精度更高”、“位置真实”、“浏览便捷”、“具备可视化又可以二次对接到行业应用”,这类软件在国内市场已具备一定的成熟度,同时它们在“集成化”的功能上又各有不同。

  在“集成化”软件行列中,有一类颇具代表性,这类软件集成了几项主要的强大优势功能,即可利用倾斜摄影测量数据、批量全自动化快速三维建模性能、可同期建立海量三维数据库、能提供丰富API实现二次用户化定制。以Skyline的三维建模软件TerraBuilder系列产品为例,其中的PhotoMesh软件在三维建模后处理环节中利用的是倾斜摄影数据进行批量全自动建模,所建三维模型几近是对真实世界的还原。这一软件集成的倾斜摄影技术获取的数据与以往数码摄影获取的数据最大的区别在于高效性,以往三维建模软件所需数据基本都是从垂直角度拍摄的正摄影像数据,而PhotoMesh软件可直接处理倾斜摄影获取的复杂数据,这种数据在一次性拍摄过程中利用多台传感器,同时得到“一个垂直、四个倾斜”五个不同角度的影像数据,进而再利用其所集成的全自动模型运算处理模式生成高分辨率“真”三维模型。

  尤其在倾斜摄影技术集成这一模式上,主打“集成化”路线很成功的案例就是Acute 3D,由上海埃弗艾数字科技有限公司代理,其CEO周非池非常看好这一软件所集成的倾斜摄影技术,他甚至把2013年称为倾斜航空摄影自动三维的元年,且坚定地相信2014年将是爆发的一年。仅就这一大集成优势已经让Acute 3D这类集成化软件与传统手工建模软件产生了很大的差异。周非池断言,“我相信,集成了倾斜航空摄影技术所建出来的三维模型,将会引领整个三维建模行业进行一次革命”。

  另外一种情况就是在建模过程中集成“自动优化”处理能力。像南方数码针对测绘行业所开发的三维建模软件——易维,一是集成多源数据实时融合技术;二是支持海量模型数据;三是集成了对OGC网络服务发布的影像、高程和矢量数据进行无缝衔接和自动处理。作为一家老牌企业的软件产品,其集成化路线相对来讲也很成功。据其总工程师梁哲恒介绍,易维三维建模软件是针对行业的专用三维建模软件,其功能上集成了模型处理的一整套标准化流程和自动优化处理技术,并把模型的质检也集于一体。当问及这种集成化的升级给三维建模加工环节带来的最大收益时,梁哲恒表示:“可以提高纯手工作业20%左右的作业效率,使得三维场景的搭建更加快捷,减少建模人员工作量,提升模型处理效率”。

  “集成化”的受制因素

  其一,软件“集成化”路线受制于硬件的发展变化。不论什么行业,也无论时代怎么变化,软件和硬件的“辅车相依”关系不会改变。即使再有集成优势的软件,如果没有硬件提供以及运行处理相应的有效数据,软件的价值意义也不能实现。

  三维建模技术是在对现实事物三维信息采集的基础上,进而进行仿真模拟的。同样条件下三维信息数据采集越精确,所制作的模型就越逼真;反之,则有失真实。其实三维数据的采集过程,也是对现实物体外形的一个数字化过程。这个过程就关乎着三维信息获取的方法、手段以及在获取过程中所使用设备是否有效。不可否认,即便是集成了国际先进的倾斜摄影技术的新型软件也不能“放之四海而皆准”,因为三维建模市场现状是一个动态的变化过程,虽然集成化在软件方面有了革新的起点,但市场上原有的数据采集硬件设备的更新换代不可能一蹴而就。比如,现在正摄为主的飞机摄影,飞机飞行的高度决定着所建模型的误差,装备相同焦段镜头的飞机,高度不同也许就拍不全、拍不细。倘若这些设备搭载平台一时难以更新替换,那么软件集成化进步的意义也就不复存在。另外,集成化的三维建模软件对计算机等运行这些软件的配置要求非常高,因此这类软件的市场推广进度就要受到一定限制。

  其二,软件集成化受制于行业自身和相关技术的客观变化。泰瑞数创总裁刘俊伟认为:“三维地理信息技术发展障碍不在软件,更多在于三维地理信息获取的成本太高。”就三维建模行业来讲,三维建模正从单纯的可视化向可视化应用演进,用户也正在从政府转向具体行业的企业,但这一过程是需要调整周期的。此外,北京大学遥感与地理信息系统研究所博士李滨认为:“软件本身研发周期也很长,相应的投入也很大,而要集成,还得根据市场用户的需求,更要求企业自身还得具备一定的研发能力。”因此,做软件集成化并不是国内所有软件公司的选择。

  其三,国产软件的集成化受制于本国软件的工业化水平。主打“集成化”路线的三维建模软件在中国市场上数量不少,但国产份额却仍很有限。成就一个“集成化”的三维建模软件需要的是一个团队的智慧,这其中既要在研发流程上有标准,又要有相应的研发人力队伍。而长期以来,国产软件在工业化水平方面本身与国外有着一定的差距,这一基础性特征限制的将是国产三维建模软件的“集成化”发展。不过,适普软件市场总监郭松涛也表示:“国外做软件,光院士就有那么多,朝一个方向不断的进取,有历史沉淀又有规矩,按照标准工业化流程完成工作,我们短时期内是没有办法完成这个的。但是不代表我们不去学,国产软件一定要走工业化道路。”(文丨本刊编辑李保旭)

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