项目沟通不再卡壳:3D可视化核心术语速查手册
在可视化项目中,涉及大量跨学科的专业术语。 本文系统梳理了从地理信息、三维建模到客户端实现全技术链路中的核心概念,为从业者提供清晰的术语参考,助力项目沟通与技术选型。
数据源与基础概念
这些是构建数字孪生园区的数据基石。
1. GIS(地理信息系统):
用于收集、管理、分析和可视化地理数据的计算机系统,是三维场景的“地图基座”。
2. BIM(建筑信息模型):
是建筑信息模型技术,一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,是用来形容以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。BIM模型目的在于帮助实现建筑信息的集成,从建筑的设计、施工直至项目终结。
3. CIM(城市信息模型):
基于BIM与GIS融合的城市级信息模型,支撑从宏观规划到微观管理的全方位决策。
4. 实景三维建模:
通过倾斜摄影等技术,构建反映真实地理场景的高精度、可量测的三维模型,被广泛应用到WebGIS系统开发中。
5. 数字孪生体:
通过先进高效的建模技术,精准还原地形地貌、建筑设施等,结合空间数据融合技术,打造出与现实高度匹配的 “数字孪生体”。
6. GML(地理标记语言):
一种基于XML的地理特征描述格式,用于表达地理对象及其属性。
7. WMS(网络地图服务):
通过互联网提供地图与地理信息服务的标准协议。
8. 遥感:
通过卫星或航空传感器远距离获取地表信息的技术,适用于大范围动态监测。
9. 激光雷达:
利用激光扫描获取高精度三维点云数据的技术,常用于精细三维建模。
10. 数字正射影像:
经过几何校正的航空或卫星影像,消除投影畸变,可用于精确量测。
11.高程数据:
描述地面高程信息的数据集,是构建地形与进行空间分析的基础。
12. 点云:
由激光雷达或摄影测量获取的海量空间点集合,是三维重建的重要数据源。
三维建模与数据处理
本部分涵盖了从原始数据到三维模型的转化流程。
13. 三维建模:
构建三维数字模型的过程,包括几何结构创建与属性信息定义。常用软件有3Ds Max、Maya、Blender等。
14. 天空地人网多源采集:
一种通过多种技术手段实现数据采集的方式。案例表明,通过天空地人网的多源采集手段可以构建室内外、地上下一体化的三维空间数字底座。
15. 单体化技术:
倾斜摄影模型处理技术,使模型中的单个物体(如建筑、树木)能够被独立选择、管理和挂接业务属性,是实现交互操作的基础。
16. 网格:
由顶点、边和面构成的三维几何体,是模型在计算机中的基本表达形式。
17. 多边形:
网格的基本组成单元,常用三角形和四边形构建模型表面。
18. 材质:
定义三维模型表面视觉属性(如颜色、反射率、透明度等)的参数集合。
19. 纹理映射:
将二维图像贴附至三维模型表面的技术,增强视觉真实感。
20. UV坐标:
用于将纹理精确定位到模型表面的二维坐标系统。
21. 法线贴图:
通过RGB色彩通道模拟表面凹凸细节的技术,在不增加模型面数的情况下提升视觉精度。
22. LOD(多细节层次):
根据观测距离动态切换模型精度,以平衡渲染效果与性能开销。
23. 骨骼动画:
通过虚拟骨骼层级控制模型变形的动画技术,适用于设备运行模拟与角色动画。
24. 粒子系统:
模拟火、烟、雨等自然现象的图形技术,用于园区环境特效展示。
渲染、引擎与视觉效果
这些技术让三维场景“活”起来,是视觉表现力的核心。
25. 3D引擎:
用于构建、管理与渲染三维虚拟场景的核心软件框架,如Unreal Engine (UE)。
26. 渲染:
将三维模型和场景数据转换为二维图像的计算过程。
27. 实时渲染:
即时生成图像的技术,保障交互式操作的流畅性,常用于监控大屏等场景。
28. 光照与阴影:
模拟光线传播与物体遮蔽效果,是提升场景真实感的核心要素。
29. Shader:
控制渲染管线中各阶段视觉输出的程序,用于实现复杂表面效果。
30. 后期处理:
在渲染完成后对图像进行的再处理,如调色、景深、泛光等效果。
31. 环境光照:
模拟间接光照与全局照明效果,增强场景的整体明暗与色彩协调。
32. 摄像机视口:
定义用户在三维场景中的观察视角、位置与成像参数。
33. 高保真环境模拟:
通过高逼真环境模拟与渲染的可视化技术,实现智慧园区场景各种自然环境特性的高保真模拟还原。
交互技术与应用平台
这部分关注用户如何与三维世界连接和互动。
34. 融合引擎:
能将GIS、BIM、物联网、业务系统等多源异构数据在统一的三维场景中进行整合、关联与管理的工具。
35. WebGL:
支持在浏览器中高效渲染三维图形的Web标准,无需安装插件。
36. Three.js:
基于WebGL的JavaScript三维图形库,大幅降低Web3D开发门槛。
37. Cesium:
开源三维地球与地理空间数据可视化引擎,擅长大规模地形与影像渲染。
38. WebXR:
支持在Web端实现虚拟现实(VR)与增强现实(AR)体验的开放标准。
39. 虚拟现实:
通过头戴设备等实现完全沉浸式的虚拟环境,适用于方案评审与培训。
40. 增强现实:
将虚拟信息叠加到真实世界画面中的技术,可用于巡检与导航。
41. 混合现实:
融合虚拟与现实元素,支持虚拟对象与真实环境的实时交互。
42. 用户界面:
用户与三维系统进行交互的操作界面,影响使用的便捷性与效率。
43. 用户体验:
用户在使用三维系统过程中形成的主观感受,是评价系统优劣的重要标准。
数据格式与传输标准
统一的格式与标准是数据流通性的保障。
44. glTF:
专为Web环境设计的轻量级三维模型格式,被誉为“3D的JPEG”。
45. OBJ:
一种广泛使用的三维模型文件格式,兼容多数建模与渲染软件。
46. 3D Tiles:
针对海量三维地理空间数据设计的流式传输标准,适用于城市级场景加载。
47. I3S:
另一种用于大型三维场景网络分发的开放数据格式标准。
48. IFC:
建筑行业通用的开放BIM数据标准,支持跨平台、跨软件的数据交换。
49. GeoJSON:
基于JSON的轻量级地理空间数据格式,易于Web传输与解析。
50. STL(Standard Tessellation Language):
广泛用于存储三维模型数据的文件格式,常见于3D打印与快速成型。
51. Web地图服务:
基于Web提供标准地图数据的服务接口,支撑在线地图集成与应用。
性能、优化与分析
保障系统流畅运行,并挖掘数据价值的关键。
52. 性能优化:
涵盖模型轻量化、渲染策略、内存管理等提升三维应用运行效率的系列技术。
53. 几何转换:
将BIM等专业格式中的几何数据转换为通用三角形网格的过程。
54. Z-buffering:
深度缓冲技术,用于确定三维场景中物体之间的前后遮挡关系。
55. 碰撞检测:
检测三维空间中物体是否发生交叠的技术,是实现精确交互的基础。
56. 物理引擎:
模拟现实物理效果(如重力、碰撞、刚体运动)的软件组件。
57. 着色器:
运行于GPU的控制渲染细节的程序,用于实现从基础光照到复杂视觉特效。
58. 空间分析:
基于三维空间数据的分析技术,虚拟地图在施工规划阶段扮演着关键角色,能够帮助决策者进行精准的空间布局分析。
59. 可视域分析:
判断从空间中某个或多个观察点所能看到的最大范围的技术,可用于摄像头布局优化。
60. 日照分析:
模拟太阳光照在不同时段的投射情况,用于评估建筑采光与阴影影响。
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