基于BIM技术的植物数字化建模方法，模型，及存储器与流程

基于bim技术的植物数字化建模方法，模型，及存储器
技术领域
1.本发明涉及bim建模技术领域，尤其是涉及一种基于bim技术的植物数字化建模方法，模型，及存储器。


背景技术：

2.现有的植物建模方式是通过revit软件植物族建模，通过revit内置自带功能进行植物建模，其主要是通过软件自带的功能以及参数进行建模。revit对于这种不规则多面体的建模功能不强，相关技术人员很难通过 revit 的内建模型来满足植物的形态要求，期间既浪费时间又浪费人力。另外植物的本身比较多样性、同种植物可能拥有多种不同的形态，建模人员因此会增加很多工作量。
3.近年来，bim技术在国内工程建设行业中的应用相对广泛，但在园林行业其相关技术在园林中的应用相对较少，相应的研究也比较滞后。对此，我们将以园林景观设计以及园林景观工程的需求作为切入点，建立一套基于bim技术的园林植物数字化模型制作流程及方法。满足在园林景观工程全生命周期中各专业的技术人员对园林植物的大小、高度、形状、生态特征、日常养护管理技术、生物属性等非几何属性的需求。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提出一种基于bim技术的植物数字化建模方法，模型，及存储器，通过将收集的植物信息进行处理后，构建植物数据化模型，与vr技术进行对接，实现了在家就可以对数字化濒临植物园进行在线浏览和查看。进而将构建的各种不同植物的植物数据化模型，录入植物模型库，可以用于园林工程学校的专业课程教学上，提高学生的学习兴趣，同时提高教学质量。
5.具体的，本发明所述的一种基于bim技术的植物数字化建模方法，包括以下步骤：s1:收集植物信息，所述植物信息至少包括植物的品种，名称，别名，叶子纹理图片，根茎纹理图片，整树外观图片及其生长环境特征；s2：提取所述植物信息，并进行整理和粗加工处理；s3：构建植物轮廓模型，并根据所述植物信息进行细加工处理；s4：完成建模后，进行格式转换并进行植物信息录入，倒入lumion软件中进行场景搭配和布局，生成最终的植物数据化模型；s5：输出平面图纸。
6.所述植物数据化模型可与vr设备连接进行展示。
7.所述提取所述植物信息，至少采用扫描仪、数码相机和超微距相机中的任一种或几种设备对收集到的植物的叶子，根茎，叶脉纹路部位和整树外观进行扫描或拍摄。
8.其中，所述s2还包括：对采集的植物信息按类分别整理，并进行粗加工处理，所述粗加工处理至少包括对植物图像进行调色，设置大小比例，调整植物色彩以及去除图像中污点。
9.所述s3还包括：采用speedtree cinema软件进行植物轮廓建模，并给植物轮廓进行细加工处理，所述细加工处理至少包括增加对应材质信息，添加所述植物信息中的图片贴片，完成植物雏形模型的构建。
10.所述进行格式转换并进行植物信息录入，具体为：将所述植物雏形模型转换为对应bim软件的兼容格式，并将植物名称、植物类别、种植位置、该植物的生长环境、成长年限以及植物额源种植地信息分别录入bim软件中。
11.然后，依次构建各种不同植物的植物数据化模型，并建立植物模型库，所述植物模型库支持多种形式连接和导出至任一bim软件建模中进行应用。
12.作为另一优选的，本发明还提供了一种基于bim技术的植物数字化模型，所述植物数字化模型采用如上所述基于bim技术的植物数字化建模方法建成，并存在植物模型库中，供任一bim软件建模中进行应用。所述模型可与vr设备连接进行展示。
13.作为另一优选的，本发明还提供了一种存储器，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述基于bim技术的植物数字化建模方法的步骤，以实现植物数字化模型的构建。
14.综上所述，本发明提供一种基于bim技术的植物数字化建模方法，模型，及存储器，通过提取所述植物信息，并进行整理和粗加工处理，构建植物轮廓模型，并根据所述植物信息进行细加工处理，完成建模后，进行格式转换并进行植物信息录入，倒入lumion软件中进行场景搭配和布局，生成最终的植物数据化模型。本发明所构建的植物数据化模型，可以实现对濒临灭绝或珍贵植物进行复原，便于提取信息，与vr技术进行对接，实现了在家就可以对数字化濒临植物园进行在线浏览和查看。还可以应用于园林工程学校的专业课程教学上，提高学生的学习兴趣，同时提高教学质量。
附图说明
15.图1为本发明所述基于bim技术的植物数字化建模方法流程图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.本发明通过基于bim技术进行的植物数字化建模，可以有效还原不同植物品种的原貌，结合vr、ar等技术，可以让用户获得“身临其境”的体验。
18.本发明一种基于bim技术的植物数字化建模方法，包括以下步骤：s1:收集植物信息，所述植物信息至少包括植物的品种，名称，别名，叶子纹理图片，根茎纹理图片，整树外观图片及其生长环境特征。
19.其中，收集植物信息可以网上找资料、图片、线下获取，但不限于此。
20.s2：提取所述植物信息，并进行整理和粗加工处理。
21.所述提取所述植物信息，至少采用扫描仪、数码相机和超微距相机中的任一种或几种设备对收集到的植物的叶子，根茎，叶脉纹路部位和整树外观进行扫描或拍摄。
22.优选的，对采集的植物信息按类，并采用ps软件（adobe photoshop）进行整理，并进行粗加工处理，所述粗加工处理至少包括对植物图像进行调色，设置大小比例，调整植物色彩以及去除图像中污点。
23.优选的，进行提取植物信息，并整理和粗加工处理包括以下详细过程：首先在软件完成处理的贴图：color(颜色)、opacity(不透明度)、normal(法线)、gloss(光泽or粗糙度)、specular(高光)、subsurface(次表面)
①
收集植物树叶（枯叶、绿叶等）、树皮、植物生长特点、整体外观等图片文字资料，审核筛选所需素材（可通过微距相机拍摄植物表面获取素材资料）。
24.②
导入ps软件（adobe photoshop），叶子周围修改为叶子上最多的颜色，优化图片中的污点等，保存为color(颜色)贴图。
25.③
利用ps软件（adobe photoshop）在color(颜色)贴图上制作opacity(不透明度)贴图，把叶子扣出填充白色，叶子外填充黑色，保存得到opacity(不透明度)贴图。
26.④
把color(颜色)贴图导入crazybump软件，点击相应图标，选择要导入的贴图类型,分别是：普通照片、高光贴图、法线贴图、剪切板里的3种贴图，在此步骤选择普通照片，把color(颜色)贴图导入，然后crazybump会生成两种法线类型供选择，正常情况下选第一种即可，点save按钮保存全部，然后我们就会获得原图、法线贴图、置换贴图、occ贴图、高光贴图、颜色贴图。
27.⑤
汇总贴图：1.ps软件（adobe photoshop）保存的color(颜色)贴图、opacity(不透明度)贴图。2.normal(法线)使用crazybump软件保存的法线贴图、3.gloss(光泽or粗糙度)使用crazybump软件保存的occ贴图、4.specular(高光)使用crazybump软件保存的光贴图、5.subsurface(次表面)使用crazybump软件保存的置换贴图，贴图保存路径不能有中文。
28.s3：构建植物轮廓模型，并根据所述植物信息进行细加工处理。
29.优选的，采用speedtree cinema软件进行植物轮廓建模，并给植物轮廓进行细加工处理，所述细加工处理至少包括增加对应材质信息，添加所述植物信息中的图片贴片，确认植物模型排布和位置均与采集到的资料描述相一致，完成植物雏形模型的构建。具体如下：
①
对收集图片与文字资料仔细研究，初筛树枝、树叶是否符合要求，挑选一张植物整体的图片作为参考，植物的建模就按挑选的图片上形状建模。
30.②
新建项目，项目命名不能带中文。
31.③
新建树干，树干有多种选择，挑选最符合需要做的植物树干，在树干的基础上添加树枝，树枝和树干的形状选择都是一样的。按最合适的选择添加，需要几级树枝就添加几次树枝，添加完成后进行整体优化，往参考图片的整体形状调整，完成后进行细部优化，确保每个树枝的形状和对应植物的树枝生长状态相对应。
32.④
添加树叶根据需要新建的植物，选择对应的树叶添加到末端几个树枝上。
33.⑤
新建树干、树叶材质（名称不能有中文），在materials面板上对应的新建材质添加color(颜色)贴图、opacity(不透明度)贴图、normal(法线)贴图、gloss(光泽or粗糙度)贴图、specular(高光)贴图、subsurface(次表面)贴图，树干材质不需要添加opacity(不透
明度)贴图，添加好后点击edit...进入edit cutout-***(材质名)面板。在options下的tessellation的是调整叶子的面数（面数越多，后面调整的叶子形状越精细），按电脑设备配置调整合适的面数。
34.⑥
树干添加新建好的树干材质，树叶添加树叶的材质，树叶添加好材质后，调整树叶的大小、弯曲程度、位置等，每个叶子调整的参数需给到一定的随机数值。
35.⑦
最后检查模型整体面数，不要大于电脑的承受面数。
36.⑧
保存一份speed tree的.spm格式(需把所有图片都保存出来),在导出一份lumion能接受的文件格式（例：.fbx、.obj）。
37.s4：完成建模后，进行格式转换，例如转换成fbx格式或者obj格式。并进行植物信息录入，倒入lumion软件中进行场景搭配和布局，具体操作为：
①
打开lumion软件，
②
新建项目或加载项目，
③
点击导入新模型，
④
选择speed tree导出的.fbx或.obj文件（一般选择.fbx格式文件，因为.obj文件导入lumion会变的很大，不好调整），
⑤
导入后放置在项目需要的位置上。包括通过软件的移动、复制、修改、材质添加等功能确定各树叶模型和根茎模型在所述场地模型上的坐标位置和朝向均正确，生成最终的植物数据化模型。
38.优选的，将所述植物雏形模型转换为对应bim软件的兼容格式，并将植物名称、植物类别、种植位置、该植物的生长环境、成长年限以及植物额源种植地信息分别录入bim软件中。
39.s5：输出平面图纸。优选为cad图纸。
40.进一步的，依次构建各种不同植物的植物数据化模型，并建立植物模型库，所述植物模型库支持多种形式连接和导出至任一bim软件建模中进行应用。
41.作为另一优选的，本发明还提供了一种基于bim技术的植物数字化模型，所述植物数字化模型采用如上所述基于bim技术的植物数字化建模方法建成，并存在植物模型库中，供任一bim软件建模中进行应用。所述模型可与vr设备连接进行展示。
42.优选的，用于建模软件至少包括3dmax，cad，revit软件，rhino软件，sketchup软件和bentley openroads designer软件，但不限于此，用于完成bim模型搭建、深化；以及解决一些复杂部位、异形部位的建模；平面图形查看与绘制等。
43.以及用于虚拟场景布置的软件，至少包括lumion，twinmotion和adobe after effects，但不限于此，用于进行漫游视频、效果图渲染；后期对接vr技术；三维渲染、效果图、视频后期剪辑。
44.作为另一优选的，本发明还提供了一种设备，为计算机设备中的任一种，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的基于bim技术的植物数字化建模方法的步骤。
45.本发明所述方法及其实现功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程
序代码的介质。
46.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
47.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。