MaxScript在三维数字城市模型批量化处理中的应用

文/王卫玲 刘瑜 初建崇 刘洪春

1 引言

数字城市的渊源来自于美国副总统戈尔于1998年1月21日提出的数字地球的概念，自此之后，中国学者特别是地学界的专家认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济、资源环境可持续发展的重要武器，并于1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届“数字地球”大会。至此，三维城市的发展也紧随其后，成为近20年来的热点之一。三维数字城市是城市资源可视化的最佳方式，是适应社会飞速发展的技术手段，有助于城市的招商、引资，在城市建设、公安交通、城市管线、房地产发布等方面发挥着积极的作用。三维城市的发展与三维制作软件和三维展示平台是分不开的。目前，三维制作软件已经能够满足三维城市模型制作的要求，客观、真实地反映出城市面貌，三维展示平台也已经有了诸如泰瑞公司的Skyline、伟景航的CityMaker等能够承载海量场景、进行空间数据分析的优秀软件。对于一个城市而言，建筑数量往往多达几十万栋，工作量十分巨大。因此，寻求一种快速、高效的建模方法是构建三维虚拟城市的关键，而MaxScript在其中的贡献不容小觑。

本文以山东省某市三维数字城市建设过程中遇到的实际问题为例，以3d Max为数据建设平台，以Skyline为海量数据的承载、展示和分析平台，从三维历史数据的整理过程，介绍了3d Max的脚本语言MaxScript在整个工作流程中的完成的功能及部分代码实现。由此可以看到，MaxScript在三维数据的批量化处理过程中能够做到准确、快速、有效，使得数据处理过程中大量繁杂、重复性的工作得以自动化处理，大幅提高了工作效率。

图1：批量修改max文件名称界面

2 MaxScript脚本语言

MAXscript是3ds Max内置脚本语言，Max2.0及以后加入的功能。它不但拥有一般程序语言的所有特点，而且可以在程序内实现几乎所有在3ds max界面下的交互操作，功能非常强大，而且语法比较简单，容易上手。MAXscript也能使用在与3ds Max相关的产品中如Autodesk VIZ,character studio,Plasma和GMax;脚本可使用于建模，动画，材质，渲染等等。它是专门为3D Studio Max设计的。

图2：批量修改名称结果

MAXscrip使用一个开放式界面来自定义和编写 3ds Max 脚本，3ds Max的大多数功能都可以通过脚本调用，开发人员可以轻松扩展用户界面和自动化操作以执行批处理。用户可以通过 OLE Automation 建立外部系统的实时接口。可以这样说，用脚本可以把Max几乎所有的功能重写一遍（少数功能除外），而且能实现无法用鼠标键盘实现的操作。

MaxScript可以运用3D矢量、矩阵、四维数等代数工具来完成高级复杂的程序设计任务，适用于对含有大量对象的集合进行操作。比如在大场景中进行十分复杂的选择，构造星空等复杂场景，或者把集中的大量物体分别放在精确的位置等，如果用手工来完成将会极其繁琐和复杂，而且不能保证效果，而MaxScript却可以通过几行代码瞬间完成。可以建立批处理工具，这样可以把3d Max从业人员从一些简单重复的工作中解脱出来。

3 MaxScript在三维模型数据批处理中的应用

我中心的三维数字城市建设起步于2004年，属于skyline系统平台的首批用户。模型建设从零起步，没有成型的经验可供借鉴。因此，最早建设的三维模型数据跟现在成熟的建模流程相比，存在着很多不足：

（1）模型命名采用中文。目前很多GIS软件平台对中文命名的模型支持度都不是很好，在模型的导入导出以及查询分析的过程中会有兼容性不佳情况出现。

（2）模型未与坐标结合。建筑模型都是单个建设，位于坐标原点归底归中。模型无法批量化进入平台，只能手工单个按照影像摆放，大大降低了工作效率。但是这批模型却是极其具有历史价值的，它是10多年前城市面貌的三维立体化展现，是现有的三维城市模型所无法代替的。在历史数据的整理过程中，需要MaxScript脚本语言辅助3d Max结合生成虚拟三维城市，其中涉及到中文名称修改为英文、按坐标摆放建筑模型、按dem将建筑模型坠地等工作，要实现这些过程的批量自动化检验和修正，MaxScript就成为了不可或缺的重要工具。MaxScript强大的批量操作功能，使重复性工作能够准确、快速完成，发挥出不可替代的作用。

3.1 批量修改MAX模型名称为英文名

本文采用3d max建模，导出为.x或者为xpl2格式，进入SkyLine平台进行大场景展示。导入导出的相关属性信息均保存于shp表格中。在批量修改3dmax模型的名称之前，首先要借助之前从平台导出的shp文件，文件中包含有模型的中文名称、坐标信息、旋转角度raw等内容，如图1所示。借助shp中的中文名称这一属性栏，利用excel表格的自动填充功能，制作出两个csv文件，一个为原名.txt，另一个为要修改成的新名.txt。然后就可以启动MaxScript编写好的插件，批量进行模型名称的修改。结果如图2所示。

部分简要代码如下：

用MaxScript批量修改模型名称，高效而准确，节省了大量的人力物力，成倍提高了工作效率。

3.2 批量移动模型到指定位置

模型建设初期，由于没有摸索出成型的建模经验，也没有其他的经验可供借鉴，因此，模型采用了单体化建模，并且没有跟gis坐标相结合，每个3d Max模型都是在坐标原点建模，

这种建模方式存在着很大的制约性，将来不管是转换坐标系统还是要更换展示平台，都会成为工作无法高效开展的瓶颈。因此，将单个模型按3d Max的数据承载度以区块方式加坐标存放模型势在必行。

首先，要按照事先导出的shp表格，做出一张模型名称与坐标及旋转角度raw的对应关系，然后利用maxscript编写的插件，批量实现按区块、按坐标存放的模型。如图3所示。

简要代码如下：

3.3 按照dem修改模型高程

在三维平台中准备完毕的遥感影像已和高程属性合一，所有楼房模型只需按照导入3d max的dem，统一在一个水平面上而浮动在遥感影像上即可，这样的方法免去三维模型建造中的高程手工赋值工作。利用MaxScript操作所有模型数据统一高程，不但弥补了建模过程中可能出现的错输现象，对于已经附带高程属性的模型也可按照这一标准执行。据此，可利用MaxScript来进行批量修改这些模型的高程。如图4所示。

简要代码：

4 结束语

三维数字城市建设模型数据量庞大，准确快速地构建三维模型是进入场景进行三维分析应用的首要前提。本文针对在工作中遇到的实际问题，在历史模型整理的过程中，引入MaxScript脚本来解决批量修改成英文名称、批量按坐标导入3d max平台、批量按dem修改模型高程的问题，为三维数据的应用提供了极大的便利性。项目最终证明，采用MaxScript脚本语言进行数据处理是比较简单易行的，大大提高了工作效率，在三维城市构建中发挥了不可替代的重要作用。

图3：批量按坐标摆放的界面及结果

图4：按dem修改模型高程界面及结果