【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设计施工领域，尤其涉及一种仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法。
技术介绍
1、随着文旅元宇宙的兴起，数字孪生技术在一些以传统建筑为主的景区也逐步应用。仿古建筑与古建筑相似，其造型复杂，细节丰富，而仿古建筑群由各建筑单体组合形成群落，其中包含众多穿插交替关系，比建筑单体更加复杂。当前在仿古建筑设计建模领域多使用sketch up、3ds max等多边形建模方式拉伸编辑，在模型准确度控制、细部处理、异形构件创建等方面还存在不足。在建模过程中多使用手工搭建，目前尚无快速创建细部建筑模型及生成纹理贴图的技术。在模型优化方面，虽有针对复杂场景的网格优化算法，但不适用于细节丰富、构件精美的仿古建筑。在实景数据采集领域，无人机与三维扫描技术运用较多，但针对复杂仿古建筑群构造特征的数据采集技术还不成熟，采集的数据存在缺陷。而在实景孪生再现方面，目前有基于无人机倾斜摄影的序列照片生成建筑模型，但存在精度不够，纹理模糊的现象，无法达到超写实再现的理想效果。在效果表现上，目前基于unity 3d，unreal engine平台的虚拟现实技术相对成熟，但在多软件间协同和模型数据优化、信息无损传递上还存在不足。总体来说，在复杂仿古建筑群数字化建模与超写实再现技术方面暂无成熟的应用技术方案。
2、现有针对复杂仿古建筑群建模方法基本是靠手工创建，多配合图形处理工具用于效果图制作，在模型精度和准确度上还存在不足。利用无人机倾斜摄影序列照片对建筑外立面进行自动建模，但其精度较低，由于仿古建筑构造复杂，实景数据完整采集较为困难，生成的模型
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，解决了现有技术中仿古建筑群数字化建模与超写实再现技术无法满足复杂防古建筑的建模与再现的技术问题。
2、本专利技术公开了一种仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，包括如下步骤：
3、数据采集处理，遍历搜集的仿古建筑群基础数据信息，以建筑群整体布局、复杂程度分为建筑构造和构件肌理，并基于建筑构造和构件肌理，进行分类采集和分区采集；
4、数字化建模，将分类采集后的数据按建模生成方式不同分为结构建筑与建筑装饰、雕塑细节和纹理特征；
5、纹理映射，根据构件纹理特征，进行分类聚合，展开构件uv纹理，结合实景数据生成纹理贴图，使纹理参数化自适应映射至模型中，得到纹理映射后模型；
6、孪生再现，优化纹理映射后模型空间中的纹理属性，进行场景可视化编辑与开发，达到仿古建筑超写实再现效果。
7、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，分类采集包括实景数据采集，该实景数据采集包括针对构件穿插、重叠的复杂构造的无人机贴近摄影测量、针对近景区域的三维激光扫描、以及针对具有雕刻细节部位的手持扫描。
8、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，该无人机贴近摄影测量在无人机摄影测量区域进行航线布置和像点布设，采用分布式采集方式，针对建筑体设置多轴相位自动环绕采集，再对飞行测量采集的数据进行空三加密处理。
9、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，该三维激光扫描先规划扫描站点与控制标靶布设，在近景空间采用三维激光扫描仪进行扫描采集数据，将扫描采集的数据进行预处理而形成整体。
10、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，该手持扫描先确定扫描部位及标点定位，采用手持扫描仪对雕塑、纹理细节丰富部位进行定点精细扫描，对扫描采集的数据进行合并拼接处理。
11、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，建筑装饰基于grasshopper编译参数化模块，以控制点或路径生成构件模型。
12、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，雕塑细节和纹理特征较多且不规则构件，将实景数据分割利用geomagic进行数据重构生成，并配合zbrush精细雕刻，自动消减拓扑面，最后利用桥接插件导入rhino中整合得到模型。
13、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，展开构件uv纹理时，对于复杂造型的构件采用prb流程在substance designer中结合实景数据批量生成参数化纹理数据。
14、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，展开构件uv纹理时，对于uv展开困难、难以准确映射纹理的构件可从rhino导入substance painter中进行纹理编辑映射。
15、本专利技术的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法进一步改进在于，将创建好的仿古建筑群、场地、植被模型根据构件相似属性组合构件，实现模型的再次优化，通过livesync将omniverse与模型空间形成联动，利用omniverse优化模型空间中的纹理属性，进行场景可视化编辑与开发，达到仿古建筑超写实再现效果。
16、本专利技术和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本专利技术通过采用多软件组合，发挥各自优势功能，而呈现出清晰的仿古建筑超写实再现效果，解决了现有技术中仿古建筑群数字化建模与超写实再现技术无法满足复杂防古建筑的建模与再现的技术问题。本专利技术采用多种优化技术组合，显著提高建模效率与写实度。优化了复杂仿古建筑群超写实再现的全过程，为文旅元宇宙的发展提供基础技术支撑。
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1.一种仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，分类采集包括实景数据采集，所述实景数据采集包括针对构件穿插、重叠的复杂构造的无人机贴近摄影测量、针对近景区域的三维激光扫描、以及针对具有雕刻细节部位的手持扫描。
3.根据权利要求2所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，所述无人机贴近摄影测量在无人机摄影测量区域进行航线布置和像点布设，采用分布式采集方式，针对建筑体设置多轴相位自动环绕采集，再对飞行测量采集的数据进行空三加密处理。
4.根据权利要求2所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，所述三维激光扫描先规划扫描站点与控制标靶布设，在近景空间采用三维激光扫描仪进行扫描采集数据，将扫描采集的数据进行预处理而形成整体。
5.根据权利要求2所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，所述手持扫描先确定扫描部位及标点定位，采用手持扫描仪对雕塑、纹理细节丰富部位进行定点精细扫描，对扫描采集的数据进行合并拼接处理。
6.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，建筑装饰基于Grasshopper编译参数化模块，以控制点或路径生成构件模型。
7.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，雕塑细节和纹理特征较多且不规则构件，将实景数据分割利用Geomagic进行数据重构生成，并配合Zbrush精细雕刻，自动消减拓扑面，最后利用桥接插件导入Rhino中整合得到模型。
8.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，展开构件UV纹理时，对于复杂造型的构件采用PRB流程在Substance Designer中结合实景数据批量生成参数化纹理数据。
9.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，展开构件UV纹理时，对于UV展开困难、难以准确映射纹理的构件可从Rhino导入SubstancePainter中进行纹理编辑映射。
10.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，将创建好的仿古建筑群、场地、植被模型根据构件相似属性组合构件，实现模型的再次优化，通过Live Sync将Omniverse与模型空间形成联动，利用Omniverse优化模型空间中的纹理属性，进行场景可视化编辑与开发，达到仿古建筑超写实再现效果。
...【技术特征摘要】
1.一种仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，分类采集包括实景数据采集，所述实景数据采集包括针对构件穿插、重叠的复杂构造的无人机贴近摄影测量、针对近景区域的三维激光扫描、以及针对具有雕刻细节部位的手持扫描。
3.根据权利要求2所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，所述无人机贴近摄影测量在无人机摄影测量区域进行航线布置和像点布设，采用分布式采集方式，针对建筑体设置多轴相位自动环绕采集，再对飞行测量采集的数据进行空三加密处理。
4.根据权利要求2所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，所述三维激光扫描先规划扫描站点与控制标靶布设，在近景空间采用三维激光扫描仪进行扫描采集数据，将扫描采集的数据进行预处理而形成整体。
5.根据权利要求2所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，所述手持扫描先确定扫描部位及标点定位，采用手持扫描仪对雕塑、纹理细节丰富部位进行定点精细扫描，对扫描采集的数据进行合并拼接处理。
6.根据权利要求1所述的仿古建筑群数字化建模与孪生再现方法，其特征在于，建筑装饰基于g...
【专利技术属性】
技术研发人员：严光芒，孙晓阳，张润东，林朋朋，王运慷，唐丹丹，彭建，张林，张晨，陈帅华，杨在勋，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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