最近用GeoScene Pro和Blender进行了3D制图，觉得很有趣，所以总结了一些制作过程和体会。
用于制作过程的软件为GeoScene Pro及Blender，GeoScene Pro为GIS软件； Blender先生可能不太了解，这是一个开源的免费三维制作软件，可以制作各种三维模型和动画。 先看制作效果，再谈制作的基本原理，最后是核心操作步骤。
这篇文章有续集。 续集将制作三维地质图。 敬请期待下一篇~
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制图效果
以下4张效果图，前2张不添加彩色色带，后2张使用彩色色带。 一组两张，分别采用了不同光强度的效果。
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制定原理
首先需要表示高度的网格数据。 DEM和其他网格数据都可以。 这表达了你制作的3D地图的高度的含义。 网格数据的处理使用GIS软件。 我用了GeoScene Pro。 在GIS软件中处理栅格数据一般包括栅格数据的地理定位、重投影、裁剪、像素拉伸和重采样几个步骤，但不是所有步骤。 如果是简单地提取网格制作3D效果图的话，我自己的处理过程只是再投影、像素拉伸。需要和制作的其他地图图像重合的时候，一般会使用出版的地图图像。 此外，还需要对图像和栅格数据进行地理定位，用地图图像裁剪栅格范围，并以地图图像的像素精度进行栅格数据的重新采样。 在本教程中，您将仅使用栅格数据创建三维效果。
刚才提到的是进入Blender进行制图之前的数据准备工作，在Blender中创建的大致思路如下。 很多人可能对Blender不熟悉。 你把Blender当成虚拟的照相馆。 我们需要提供拍照的对象、灯光和照相机。 最后用相机拍的照片是我们的结果。 首先，需要建立栅格数据的3D模型。 依赖栅格图像的像素高度值实现地形起伏，过程中需要一些处理细节。 稍后将在操作步骤中介绍。 然后，必须为三维地形模型提供光源，以产生立体阴影效果。 光源的类型有各种各样。 使用太阳光，如点源、平行光等。 最后是我们的照相机的安装。 需要在照相机上放置适当的位置。 地图制作通常使用正交照相机。
我的想法如上。 这里是制作过程的说明。 制作过程并不严格地介绍每一步操作步骤，但尽量涵盖主要步骤。 的过程需要基础知识，例如熟悉Pro工具箱的操作。要熟悉Blender的基本操作，请按住鼠标滚轮缩放场景，按住滚轮并拖动以将场景旋转360度例如，使用鼠标左键选择对象，然后单击右上角的目录树节点以选择对象。
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03
操作步骤
1 )网格数据获取，本文使用可互联网公开下载的90米山西省DEM数据。
2 )栅格投影
使用GeoScene Pro数据管理工具-投影和转换-栅格-投影栅格将原始DEM投影转换为网络墨卡托图像是我们常用的wkid 102100。
3 )像素扩展
在这一步骤中，栅格数据的处理必须满足两个条件。 Blender通常可以读取16位无符号整数数据。 这意味着如果dem包含小数或负值，则需要进行转换。 当前dem的像素范围为199-3059，在Blender中以像素值为高度进行了扩展。 像素范围越小，渲染的3D图像的高度就会跳起来，变得不平滑。 将像素范围扩展到0-65535，满足数据类型的要求，也保证了后续的三维立体光滑。
这需要网格计算工具。
像素拉伸的思想是通过线性变化来实现的。 例如，在本文使用的dem中，199表示0，0，3059表示65535，必须将199-3059的值转换为0-65535范围内的值，并将NoData的值代入0。 0的值表示在Blender中。 下面的公式有5000。 这个值可以自己修改。 其意义实际上是为了在用Blender制图时将我们的制图内容和底板隔开高度。 计算公式如下。
int(con ) is null (“DEM”( 0，) (“DEM”min )/) maxmin ) * ) 655355000 ( 5000 ) )
处理结束后，会得到这样的网格数据，基本上这次的网格数据处理结束。
查看此网格数的属性，基本网格信息如下： 请注意下行列数5233*8884。 之后，在Blender有特别的用途。
4 )网格导出
需要将处理过的数据导出为tiff格式。 可以在GeoScene Pro左侧的目录中使用通过数据导出网格，也可以在数据管理工具网格网格数据集复制网格。
以导出网格为例，请注意不要在导出参数设置中构建金字塔或计算统计数据，并选择将像素类型保存为16位无符号、输出格式为tiff、本地文件夹。
至此，网格数据处理基本结束，接下来Blender接收接力棒。
5 )布伦达制图
启动Blender时，将显示以下欢迎页面： 您可以单击主窗口欢迎窗口以外的区域来快速访问三维视图。
您现在可以在视图窗口中看到三个元素。 我用方框做了标记。 红框里有照相机，绿框里有模特，黄框里有光源。 我们在制图中也需要用到这三个元素，但是现在我们先全部清除，把头叠起来，然后点击键盘字母a，选择所有视图中的元素，再点击delete，清除所有元素。
接下来，首先启用Blender功能，以支持将dem图像作为plane导入。
Edit-Preferences，Add-ons搜索平面，并选中import-export:importimagesasplanes
完成上述步骤后，在File-Import-Images as Planes中导入我们之前处理的dem数据。
你可以看到灰色的平面。 必须首先更改场景的渲染引擎，然后在右侧的属性设置中将渲染引擎设定为“Cycles”，将“Feature Set”设定为“Experiments”。
选择dem对象，单击右下角的小扳手按钮Modifier Properties，添加Subpision Surface，算法选择Simple，然后选中Adaptive。
在此步骤中，我们添加到场景中的dem现在呈现只有四个节点的矩形。 在Blender创建时，实际上起伏地形是通过上下移动节点来实现的。 四个节点的数量显然不够。 如果设置为adaptive，Blender将根据我们的dem运动增加或减少节点数量来绘制地形效果。
必须返回到主视图，切换视角，然后单击视图窗口右上角工具栏中黄色框内的按钮。
这时的效果就是这样
现在，在场景中添加光源，选择太阳光
这个时候，在场景中看起来是这样的。 照片没那么暗
现在我们的场景缺少拍摄对象、光源和摄像机。 照相机拍摄可以放在最后。 首先构建三维模型。 三维模型的构建必须在Shader Editor中进行，可以从多个位置进入该窗口。 红框中有三个进入Shader Editor的地方。
从编号2的(入口 )进入，在场景中选择dem后，可以在Shader Editor窗口中查看当前的处理过程。 我们三维制作的主要战场是这里。 添加Diffuse BSDF和Displacement两个节点，并删除原始的Principled BSDF节点。
将dem的color属性输入到Diffuse BSDF的color输入和Displacement的Height输入，将BSDF的输出输入到Surface输入，将Displacement的输出直接输入到材质输出的Displacement输入值
在右侧面板中，选择" materials properties "面板，在" setting "下，在" Displacement "下选择" Displacement Only "
虽然场景中已经出现了变形夸张的地形起伏，但可以通过将材质球编辑器的置换节点的Scale值调整为0.05来改变起伏效果，具体取决于效果。
起伏的地形已经有了。 接下来是颜色渲染。 在材质球编辑器中将dem的Color Space特性更改为“Linear”，然后添加功能区节点。
其次是色带的设置。 该面板主要分为上下两部分。 上面一个是色带和隔板的设置，下面的颜色是隔板对应的颜色。 添加多种颜色的断点可以使地形颜色渐变更加平滑。 这次一共设置了5个颜色断点。 默认设置为带有两个。 添加了三个断点。 点击上面的加号可以添加。
Colormap的最终设定如下。
接下来，需要修改我们的阳光，选择场景中的太阳。 右侧的属性面板切换到Object Data Properties并按如下方式设置参数：
选择太阳光并切换到“Object Properties”，然后按如下方式设置参数：
太阳能的设置主要是设定光的强度、光源的位置、光源到来的角度方向，并根据效果调整参数。 这里的参数请作为参考。 此时，三维场景中的效果如下。
接下来，需要添加虚拟照相馆的最后一个元素——摄像头
添加相机后，可以从相机的视角看到最终输出的图像。 在工具栏View-Camera-Active Camera中，从相机看到的对象的角度和范围不是我们想要的。 稍后再调整。
还必须设置Orthographic Scale，因为选择摄影机，然后在右侧下方的“属性”面板中选择“Object Data Properties”，将“Type”设置为“Orthographic”，以选择正交摄影机。
切换到右侧的属性面板“Output Properties”面板以设置输出图像的像素值。 默认值为1920*1080，山西的dem形状明显不同。 这里需要使用以前在GeoScene Pro中处理过的网格的行列数： 5233*8884。 如果要输出的图像宽度为1000px，则高度为1000*8884/5233=1697px。
选择相机，然后在右下角的“属性”面板中切换到“Object Properties”，将位置和旋转设置为相机垂直于三维地形并位于其上。
此时，相机位于dem地形的正上方，从相机视图来看与dem一致。
这样就准备好了。 我们需要“拍照”。 单击菜单中的Render-Render Image或直接按快捷键F12进行最终打印的显示。 这也是消耗计算机资源最多的步骤。 将显示一个新窗口，并逐个切片进行渲染。 效果如下。
单击Images-Save As将最终结果保存到文件夹中即可。
最终效果如下
这样就完成了三维地形地图的制作效果。 如果您对当前效果不满意，请返回到Render效果，然后调整太阳光的强度和角度以创建所需的效果，然后重新渲染并保存。
