三维数字孪生建模

建模参考范围

三维建模重点部位建模参考范围为党委政府、机关单位、火车站、客运站、机场、码头、大学、中学、小学、幼儿园、医院卫生院、国企集团公司、大型工厂、加油加气站、供水设施、供电设施、供暖设施、大库大坝、金融机构、宾馆酒店、商业中心、批发农贸市场、陵园墓地、重点寺庙、旅游景点、危爆物品从业单位、输油管线、输气管线、输电线路、环保重点单位、公安机房、公安通讯基站食药类标签食品药品重点单位（场所）、寄递物流、大型桥梁、大型隧道、标志性建筑、公安监所监狱等。

质量检查

（一）质检内容

从模型本体，材质，贴图，命名，4 个维度进行检查。

表 1 质检维度

检查类别	检查细则
文件场景	提交文件是否齐全，提交文件的内容是否满足规定
	提交文件的路径目录和文件分类是否正确
	场景单位设置是否符合规范（单位统一厘米制）
	所有内容命名是否规范，需要检查模型数据的命名、材质命名、贴图命名、提交文件的命名
模型	模型初始状态是否是一个横平竖直的摆放，不要有倾斜旋转。
	坐标是否正确（模型坐标轴在模型中心底部，Z 轴朝上，Y 轴面向正面方向）
	单个模型的 ID 号不超过 10 个
	模型结构表现完整，无重面、破面、闪面、漏面、反面的情况
	无多余 UV 冗余信息（Max 中 Map Channel Info 功能查看）
	模型初始状态是否正确，比例与真实世界 1 比 1，无旋转缩放初始值的设置。如果有初始值需要重置
	清除孤立点，极点，需要合并点进行合并。
	模型的光滑组和软硬边设置正确。

检查类别	检查细则
	模型的窗户是否适配了正确的 2U,并分别正确设置了 1U和 2U 的规则效果。
	单体模型是否已经塌陷整合
	UV 分配合理，空间利用充分，无明显拉伸
	模型面数是否控制在 20000 三角面
材质	单个模型的材质 ID 数是否控制在 10 个以内
	针对的多维材质是否存在冗余的同名材质和不同名但效果一致的情况，需要做优化整合
	使用相同材质的模型散件是否已经塌陷整合
	贴图内容是否满足了材质效果的表现（基础颜色、金属度、粗糙度、法线、Mask、半透明等）
贴图	贴图精度是否符合视角需求，不存在模糊不清，也不存在超精度的浪费
	各类型贴图是否符合标准的 PBR 的属性规范
	贴图尺寸是符合规定，像素尺寸必须满足 2 的 N 次方数值，即 512 1024 2048 等，最大不超过 2048

以上表单作为全局检查项的依据参考。

（二）质检方式

人工检查和质检平台自动化检查相结合。

（三）相关要求

数据成果应符合《三维数字孪生建模成果提交技术规范》中对成果命名规范、文件夹层次结构、文件编码格式、单个成果数据文件应小于 50G。

因上传文件较大，上传时间较长，文件点击上传后需显示上传成功方可关闭浏览器，中途关闭浏览器需重新上传。

三维数字孪生建模成果技术规范

1.概述

1.1 背景

根据“铸盾 2022”专项行动部署安排和《2022 年全省公安

科技信息化工作要点》有关要求，进一步加强重点部位基础

数据采集和实战应用工作，开展三维数字孪生建模，推进成

果应用。

1.2 名词解释

l	PBR：是 Physically-Based Rendering 的缩写，是一种基于物理规律的渲染技术。
l	漫反射贴图（Diffuse Map）：表示非导体的反射率颜色或者金属的 F0，且图内不能涵盖任何光照信息。即实时渲染中表现出物体的表面颜色。
l	金属度贴图（Metallic Map）：用来表现当光线照射到模型表面时,其表面的金属属性，图中黑色非金属，白色金属。
l	粗超度贴图（Roughness Map）：用来表示物体表面的粗糙程度，越粗糙的表面光的散射就会越厉害。
l		法线贴图（Normal Map）：可以给贴图增加立体感，它本质上不改变模型的形状，而是通过影响模型表面的光照影子来表达凹凸效果。
l		自发光贴图（Emissive Map）：控制表面发射光的颜色和亮度，控制物体呈现发光效果。
l		透明通道贴图（Alpha Map）：表示物体表面的不透明度度，黑色是透明部分，白色是不透明部分，灰色是半透明部分。
l		灰阶高度图（Height Map）：表示网格的高度（Z）值，图像中 0-255 之间的值来映射为网格顶点不同高度（Z）值。通常用于表示物体表面的高度信息。
l			LOD：即 Levels of Detail 的简称，意为多细节层次。LOD 技术指根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算。
l			贴图：贴图全部要求是 2 的幂次的核心原因，是因为引擎渲染底层采用‘多级纹理推送’，来优化渲染效率。即 2/4/16/64/128/512/1024/2048/的贴图分辨率。
l			UV 贴图：UV 这里是指 u,v 纹理贴图坐标的简称(它和空间模型的 X, Y, Z 轴是类似的). 它定义了图片上每个点的位置的信息. 这些点与 3D 模型是相互联系的, 以决定表面纹理贴图的位置. UV 就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面. 在点与点之间的间隙位置由软件进行图像光滑插值处理. 这就是所谓的 UV 贴图。

1.3 引用规范

l l l	《中华人民共和国行政区划代码》 GB/T 2260-2007 《城市三维建模技术规范》 CJJ/T 157-2010 《数字城市地理信息公共平台 地名/地址编码规则》GB/T 23705
l	《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件-3基础地理实体空间身份编码规则》
l	《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件-3 基础地理实体空间身份编码规则》

2.成果汇交要求

2.1 普通建筑

2.1.1 成果清单

1. 2. 3.

FBX 模型文件 TGA 贴图文件 模型属性清单，以下为清单需包含的字段：

2.1.2.1 模型格式要求

1.	三维模型格式要求采用 ASCII 类型的 FBX 格式，导出时要求勾选 Triangulate 和 Embed Media，建议使用 FBX2019版本。
2.	贴图格式要求采用 TGA 格式。

2.1.2.2 模型单位要求

1. 2.	模型单位要求采用厘米制（cm)。 要求比例大小按照标准的厘米尺寸和现实世界按照1:1 真实对应。
3.	模型要求没有原始缩放初始值。

2.1.2.3 模型规则要求

1. 2.	模型需以常规多边形建模流程标准进行制作。 门窗框、玻璃栏杆、百叶等类似结构需用贴图效果来表现。
3.	建筑类模型需要额外处理门窗框 UV 信息，用于表现白天和夜景内景效果。

2.1.2.4 模型轴心要求

1.	模型坐标轴要求设置在模型中心底部，Z 轴正方向朝上，X 轴正方向为正面。
2.	模型初始状态要求保持横平竖直摆放，不可有倾斜或旋转。

2.1.2.5 模型命名要求

2.1.2.5.1 建筑模型编号

建筑模型编号由以下 5 部分构成：

1.	行政区划代码：6 位数字，参考河北省公安厅警务信息综合应用平台一标三实组件中建筑物信息中的建筑物行政区划代码填写；
2.	乡镇（街道）代码：3 位数字，参考河北省公安厅警务信息综合应用平台一标三实组件中建筑物信息中的建筑物乡镇（街道）代码中的第 7 位至第 9 位填写；
3.	社区/居（村）委会代码：3 位数字，参考河北省公安厅警务信息综合应用平台一标三实组件中建筑物信息中的建筑物社区/居（村）委会代码中的第 10 位至第 12 位填写；
4.	模型类型编码：2 位英文字母，模型类型为建筑时，使用“BL”作为编码填写；
5.	模型顺序号：4 位数字，在同一个社区/居（村）委会中相同外观与内部结构的建筑统一使用同一个模型顺序号，由建模人员从 0001 开始按顺序编排填写 举例：假设在秦皇岛市北戴河区社区西山街道安居社区居委会中，某小区的 10 栋建筑外观与内部结构均相同，则只需提供一个建筑模型编号：130304001001BL0001

2.1.2.5.2 模型文件与文件夹命名

1.	建筑模型 FBX 文件命名只由“模型顺序号+“_”+LOD层级”构成，普通建筑的 LOD 层级只有 LOD1 和 LOD2 两级，并放在对应的文件夹内部 如图： 举例：0001_LOD1 0001_LOD2

2.1.2.6 模型材质要求

1. 2.	模型材质要求使用标准的 PBR 材质。 对应的材质通道要求贴上对应的属性贴图，即基本的颜色贴图、金属度贴图、粗糙度贴图、法线贴图对应连接到对应的材质属性上，如需表现纯材质状态效果，则贴图不是必须的。
3.	特别的 Opacity Map 材质属性通道用来控制两种材质，遮罩镂空 Mask 材质和半透明属性的材质。
4.	每个模型（包含 LOD）中包含的材质列表里，要求只包含用到的材质。

2.1.2.7 模型材质命名要求

1. 2.

要求采用实例化材质球命名方式：MI_属性_编号。 要求同一建筑单体资产保持命名的唯一性。 举例：MI_water_02

2.1.2.8 模型贴图要求

1.	单个材质球对应基本的不同属性的贴图内容，如颜色贴图、金属度贴图、粗糙度贴图、法线贴图、自发光贴图、AO 贴图、遮罩 Mask 贴图、透明贴图。

2.	要求贴图 UV 分配合理，空间利用充分，UV 不要拉伸（特殊情况，窗景贴图为了沾满空间，可以拉伸）。
3.	要求不能使用贴图裁切，且 UV 坐标不能使用世界坐标系。

2.1.2.9 模型贴图命名要求

1.	贴图命名方式为:	T_属性_序号_类型后缀。属性按砖，水泥，金属等区分。类型后缀要求必须都用小写。
2. a) b) c) d) e) f) g)	贴图类型后缀根据材质系统可以划分： T_xxx_01_c 表面漫反射颜色贴图 T_xxx_01_n 法线贴图 T_xxx_01_m 金属度贴图 T_xxx_01_r 粗糙度贴图 T_xxx_01_e 自发光贴图 T_xxx_01_a Alpha 透明通道贴图 T_xxx_01_h 高度灰阶贴图

举例：

T_brick_01_c

T_wood_05_n

T_window_02_c

T_LOD2_C (为 LOD2 烘焙的漫反射贴图)

2.1.2.10 模型 LOD 优化要求

1.	普通建筑要求制作 LOD1 和 LOD2 两个等级的 LOD,低于 1000 面数结构简单的建筑模型可以只制作 LOD1
2. 3.	分层分户建筑 LOD 制作要求： LOD0 分层分户， LOD1、LOD2 不分户也不分层

4.	LOD 面数要求 LOD0 面数控制在 50000 三角面以内；LOD1 面数控制在 5000 三角面以内；LOD2 面数控制在 500三角面以内
5.	LOD0 不超过 10 个材质 ； LOD1 尽量共用 LOD0 的材质 ；LOD2 烘焙为 1 个材质

2.1.2.11 合并材质优化要求

1.	单体模型要求不能有相同的材质球出现对应到不同的材质 ID 上。
2.	需要将相同材质的模型塌陷到一起，成为一个的静态网格物体。
3.		最终合并塌陷的模型对应的材质 ID 里面不能有同名的材质。

2.1.2.12 合并网格体优化要求

1.普通单栋建筑对应一个网格体多边形物体对象。

2.1.3 成果性能指标

2.1.3.1 普通模型面数性能要求

1.LOD1 ：不超过 5000 个三角面

2.LOD2 ：不超过 500 个三角面

2.1.3.2 普通模型材质 ID 数量性能要求

1.LOD1 ：不超过 7 个材质 ID

2.LOD2 ：烘焙 1 个材质 ID

2.1.3.3 普通模型贴图性能要求

	1.	要求单张贴图的像素大小符合 2N 次幂数值，不可超过 2048x2048 像素。
建筑模型编 号			-	建模录入	必须录入。参考本章节模型命名要求。
楼栋号			-	建模录入	必须录入。如多个建筑的模型外观一致，因而使用同一个建筑模型 的，楼栋号按顺序编排，位数为 3 位，例如：001、002 等。
模型分户编码			-	建模录入	必须录入。与模型中录入的分户编号必须完全一致。例如：F503、 B102、 2F1004。

2.2.2 成果质量格式

2.2.2.1 模型格式要求

参考上一章节普通建筑的模型格式要求。

2.2.2.2 模型单位要求

参考上一章节普通建筑的模型单位要求。

2.2.2.3 模型规则要求

1. 2.	模型需以常规多边形建模流程标准进行制作。 门窗框、玻璃栏杆、百叶等类似结构需用贴图效果来表现。
3.	建筑类模型需要额外处理门窗框 UV 信息，用于表现白天和夜景内景效果。
4.	拆分的楼层要求包含地板，不要包含天花板，墙体要求有厚度。

5.	拆分的分户要求补全墙体，明确分割出每户的边界。

2.2.2.4 模型轴心要求

1.	模型坐标轴要求设置在模型中心底部，Z 轴正方向朝上，X 轴正方向为正面。

2.		模型初始状态要求保持横平竖直摆放，不可有倾斜或旋转。
3.	每个分户模型的坐标要求统一放在建筑底部坐标原点（0，0，0）上。

2.2.2.5 模型命名要求

2.2.2.5.1 建筑模型编号

参考上一章节普通建筑的建模单元编码要求。

2.2.2.5.2 分户编号

	1.	MAX 文件内部模型的命名，其中 F 代表地上，B 代表地下；楼层为数字，如：1 代表 1 层，10 代表 10 层；末尾固定两位数字为户号，如：03 代表 03 室，16 代表 16 室
	2. 3.	每一分户为 F（B）+楼层+户号 如有建筑有区分单元，需在 F（B）之前加单元号，单元号要求为数字，即：单元号+F（B）+楼层+户号 举例 ： B101 表示负 1 层 01 室 F503 表示 5 层 03 室 F1310 表示 13 层 10 室 2F1004 表示 2 单元 10 层 04 室

2.2.2.5.3 模型文件与文件夹命名

1.	分层分户建筑模型 FBX 文件命名只由“模型顺序号”+“_”+“LOD 层级”构成，分层分户建筑的 LOD 层级有 LOD0、LOD1 和 LOD2 三级，并放在对应的文件夹内部 如图： 举例： 0001_LOD0 0001_LOD1 0001_LOD2

2.2.2.7 模型材质要求

参考上一章节普通建筑的模型材质要求。

2.2.2.8 模型材质命名要求

参考上一章节普通建筑的模型材质命名要求。

2.2.2.9 模型贴图要求

参考上一章节普通建筑的模型贴图要求。

2.2.2.10 模型贴图命名要求

1.	LOD0、LOD1 贴图命名 参考上一章节普通建筑的贴图命名要求。
2.	分层分户 LOD2 的贴图命名要求为 ：T+模型顺序号+LOD2+贴图类型简写小写，用下划线间隔 举例： T_0001_LOD2_c T_0001_LOD2_n

2.2.2.11 模型 LOD 优化要求

1.	要求仅在 LOD0 进行分层分户制作，LOD1、LOD2 不进行分层分户制作

2.2.2.12 合并材质优化要求

参考上一章节普通建筑的合并材质优化要求。

2.2.2.13 合并网格体优化要求

参考上一章节普通建筑的合并网格体优化要求。

2.2.3 成果性能指标

2.2.3.1 模型面数性能要求

1.LOD0 面数控制在 50000 三角面以内。

2.LOD1 面数控制在 5000 三角面以内。

3.LOD2 面数控制在 500 三角面以内。

2.2.3.2 模型材质 ID 数量性能要求

1.LOD0：不超过 10 个材质 ID

2.LOD1 ：不超过 7 个材质 ID

3.LOD2 ：烘焙 1 个材质 ID