馮振華-新一代三維GIS技術演進.pdf

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1、P1馮振華超圖研究院 副院長、高工2022年6月30日新一代三維GIS技術演進P2P2多源三維數據融合1三維數據格式S3M2.03.02三維Web客戶端技術演進3Contents目錄三維GIS與3D引擎的跨界融合4空間數據模型及其分析運算P3空間數據模型對象數據模型網絡數據模型場數據模型點、線、面三維表面（Surface）三維體（Solid）：邊界表示法/參數化表示法二維網絡三維網絡不規則三角網（TIN）柵格（Grid）不規則四面體網格（TIM）體元柵格（Voxel Grid）二三維一體化空間數據模型描述離散空間要素描述連接關系描述空間中連續分布現象P4三維表面（Surface）模型的分析算子

2、Mesh模型（3dsMax等）拓撲校正、流形校正 計算凸包 計算投影面、投影拉伸體 計算陰影體 三維空間查詢 裁剪、挖洞、鑲嵌、切割等 計算法線、紋理坐標等 移除重復點、面 傾斜攝影Mesh模型 裁剪、挖洞、鑲嵌等算子 通過Mesh表面提取高度，2D點/線/面轉成3D數據 地形TIN瓦片緩存 布爾運算 裁剪、挖洞、鑲嵌等算子 通過地形表面提取高度，2D點/線/面轉成3D數據 P5三維體（Solid，邊界表示法）模型的分析算子布爾運算 交、并、差 三維空間關系判定與查詢 空間關系：包含、被包含、相等、相交、相離等 三維空間查詢 降維運算 計算剖面 平面投影、立面投影、任意面投影 其他運算 計算凸

3、包 計算陰影體 三維緩沖區（體）P6三維體模型：參數化表示法 球、橢球、長方體、楔形體 圓柱、扇面柱體、彎折圓柱、斜口圓柱 圓錐、棱錐、圓臺體、棱臺體 圓環體、橢圓環體、矩形環體 簡單幾何體（參數化方程）點+極坐標建模 線+截面放樣 面+線性拉伸/旋轉拉伸 點/線/面+建模算子 三維體P7參數化三維體 IFC、GIM標準參數化對象的對應關系圖參數化三維體IFCGIM球體IfcSphereSphere立方體IfcBlockCuboid棱臺體IfcBrepTable楔形體IfcBrepOffsetRectanglarTable棱錐體IfcBrepTable橢圓體IfcBrep/橢圓環體IfcBre

4、pEllipticRing矩形環體IfcBrepRectangularRing彎折圓柱體IfcBrepBendingCylindrical斜口圓柱IfcBrep/圓錐體IfcRightCircularConeTruncatedCone圓柱體IfcRightCircularCylinder/IfcExtrudedAreaSolidTaperedCylinder圓環體IfcRevolvedAreaSolidRing圓臺體IfcExtrudedAreaSolidTaperedTruncatedCone旋轉體IfcRevolvedAreaSolid/拉伸體IfcExtrudedAreaSolidStr

5、etchedBody放樣體IfcBrep/GIS BIMP8實體幾何構造法(CSG)構建復雜三維體對象IntersectionSolidUnionCutSolidSolidSolidSolid三維體之間通過布爾運算，構建復雜的三維體P9構建建模規則，批量建模點/線/面建模規則(Python)批量生產三維白模生成S3M緩存映射游戲引擎材質P10P11數據模型之間的相互轉化提取等值面體素化體元柵格三維表面點/線/面/拓撲網絡參數化建模降維運算構建凸包/拉伸體等三維體P12P12多源三維數據融合1三維數據格式S3M2.03.02三維Web客戶端技術演進3Contents目錄三維GIS與3D引擎的跨界

6、融合4空間數據模型及其分析運算P13封閉的三維數據格式第1代第2代開放的三維數據格式OSGB傾斜攝影建模的熱潮（2014）三維GIS應用的熱潮三維數據格式的演進促進了傾斜攝影+GIS上下游打通第3代3DTiles、S3M、I3S等三維WebGL客戶端的興起高保真、高性能、多層級語義次世代3D引擎的應用P14S3M 2.0 S3M 3.0 支持幾何壓縮（Meshopt）和紋理壓縮（KTX 2.0），大幅降低數據量，滿足多終端應用 支持OBB包圍盒，更精確地裁剪和調度切換，提升調度性能 新增LOD切換模式Geometric_Error高性能 PBR材質新增掩膜紋理，方便映射游戲引擎材質函數 新增支

7、持骨骼/蒙皮動畫高真實感的渲染 支持更多維度的頂點屬性 支持紋理像素級語義（掩膜紋理）更豐富、更多層級的語義信息 屬性和語義的擴展 更具擴展性和兼容性P15多維度的頂點屬性，表達水淹模擬P16PBRPBR材質-掩膜紋理R：玻璃G：金屬B：石材A：P17像素（Texels）語義：映射自發光材質函數P18P18多源三維數據融合1三維數據格式S3M2.03.02三維Web客戶端技術演進3Contents目錄三維GIS與次世代3D引擎的跨界融合4空間數據模型及其分析運算P19三維Web客戶端技術演進iClient3D for WebGL面向Cesium開發者支持S3M/3D Tiles圍繞S3M擴展三

8、維GIS功能貼近本地化應用API低代碼開發iClient3D for Cesium2016年2022年變更iClient3D for Cesium_PluginCesium開源包開放的應用生態iClient3D for Cesium_Plugin推薦Cesium插件的方式P20三維Web客戶端（自研）需求和IT技術的驅動高真實感渲染WebGPU二三維一體化技術本地化應用低代碼開發2021年-2022年三維Web客戶端（自研）iClient3D for WebGLP21三維Web客戶端2個產品包對比自研三維Web客戶端iClient3D for WebGL 全新的3D Web渲染引擎（后續支持W

9、ebGPU）高真實感渲染 通過S3M支持多源、異構的三維數據 二三維一體化 貼近本地化應用的API 低代碼開發 Cesium的三維GIS插件iClient3D for Cesium(Plugin)逐步演變成：三維GIS插件包的形式 面向Cesium開發者 開放生態 低代碼開發 P22Cesium插件包自研3D客戶端三維Web客戶端從低代碼開發到開源開放iEarth（WebAPP）S3M格式iClient3D-VUE3.0/REACT組件開源項目開源項目開放的三維數據格式規范低代碼開發Cesium-S3M Layer-PluginiClient3D-for-WebGLiClient3D-for-

10、Cesium-Plugin開源的S3M圖層插件https:/ Scene SDKs for game engines超圖三維GIS游戲引擎開發包SuperMap Scene SDKs for game engines超圖高保真三維GIS開發包SuperMap Hi-Fi 3D SDKsP25高保真三維GIS（虛幻引擎）產品系列演進2020年，三維GIS開發包（UE4插件）2022年，三維GIS開發包（UE5插件）2022年，iExplorer3D（三維場景瀏覽軟件）P26虛幻商城：超圖三維GIS插件（基礎版）2021年，兼容UE 4.25 4.272022年，兼容 UE4.25 4.27、UE

11、5.02021年4月8日上線現在下載量：7+萬P27高保真三維GIS（Unity）開發包演進2020年，支持普通渲染管線2022年，全面支持URP渲染管線P28三維GIS+游戲引擎技術演進2020年-現在 支持海量的、本地/在線的三維GIS數據瀏覽2021年 支持三維GIS分析、查詢和量算等功能2022年 支持三維GIS數據美化 三維地理場景高真實感渲染后續版本 對接更多的3D引擎 三維建模與三維場景構建、三維地理設計等P29全新支持：華為HMS Core 3D Engine(預覽版)P30P30SuperMap GIS+HMS Core 3D Engine大規模地理場景高保真渲染解決方案大規

12、模地理場景高保真渲染解決方案梁鵬華為HMS Core 3D Engine高級產品經理P31P31新一代三維GIS技術體系空間三維模型數據格式（S3M）標準地理空間數據庫訪問接口（OGDC）標準*支持分布式計算軟件形態一體化分析功能一體化二三維一體化GIS技術數據存儲一體化新一代三維GIS應用多源三維數據融合技術實景三維模型*激光點云數據*三維地形*BIM數據*三維場數據*地下管線手工建模數據*地質體數據符號化/參數化三維數據地理實體數據二三維一體化數據模型二/三維點、線、面不規則三角網(TIN)柵格(Grid)三維網絡二維網絡不規則四面體網格(TIM)體元柵格(Voxel Grid)三維體(參

13、數化表示)三維表面三維體(邊界表示)三維交互與輸出新技術虛擬現實/增強現實/混合現實VR/AR/MR高保真渲染UE4/UE5/Unity/HMS Core 3D Engine3D打印空間三維模型數據服務接口標準自研架構WebGL引擎Cesium架構WebGL引擎newnewnewnewP32P32報告時間報告人報告題目09:15-09:30王博超圖研究院三維研發中心產品總監面向實景三維的多源數據融合技術新進展09:30-09:45陸國偉 超圖研究院三維研發中心架構師更高真實感，新一代三維WebGL客戶端技術09:45-10:00李正文 超圖研究院三維研發中心產品經理更強沉浸感，VR/AR/MR三維交互技術新進展10:00-10:20李濛超圖研究院三維研發中心副總經理全新支持UE5，三維高保真GIS插件新進展10:20-10:40張晨陽超圖研究院三維研發中心產品經理輕量、高保真，全新三維場景瀏覽軟件SuperMapiExplorer3D10:40-11:00楊芳超圖研究院三維研發中心產品經理快速“美顏”，大規模GIS數據美化技術新進展更多精彩，敬請關注專題301、302論壇P33Thank You All