第二节　三维图形的表达方式

三维图形的绘制，应选取合适的视点，用正等轴测投影、剖视等清晰、明确地表达三维结构。工程师在获取地质、水文等资料的基础上，根据设计要求，先在大脑中设计构思，分析结构的主要、次要部分，构思设计模型的基本轮廓。借助软件工具，选择坐标基准平面，绘制结构的二维草图。最后确定各形体建模的准确位置后，进行拉伸、放样等建模操作。

三维图形可采用线框图、渲染图等方式表达。从三维模型中切取的剖视图，其剖切面应进行渲染处理。

1.线框图

通常说来，线框模型是利用对象形体的棱边和顶点来表示几何形状的一种模型。线框的存储量小，操作灵活，响应速度快。依它生成二维图和工程图也比较方便。其三维模型的基础是多边形，已经不是线段、圆、弧这样零碎的图素。

但是，线框模型只反映出二维实体的部分形状信息，难以得到物体的剖面图、消除隐藏线等。一方面，线框造型的数据模型规定了各条边的两个顶点以及各个顶点的坐标，这对于由平面构成的物体来说，轮廓线与棱线一致，能够比较清楚地反映物体的真实形状，但对于曲面体，仅表示物体的棱边就不够准确。另一方面，线框模型所构造的实体模型，只有离散的边，而没有边与边的关系，构成面的信息表达不完整，会对物体形状的判断产生多义性。无法判断哪些是不可见边，哪些是可见边，难以准确地确定实体的真实形状，这不仅不能完整、准确、唯一的表达几何实体，也给物体的几何特性、物理特性的计算带来困难。

采用线框图绘制的三维图形，可只绘出建筑物可见的轮廓线。

线框图主要用于工程出图与打印。在由三维模型通过正等轴测投影生成的线框图上，进行尺寸、角度、高程、桩号等标注和文字说明，并添加根据三维模型计算生成的工程量统计表。

2.渲染图

渲染是对三维线框图着色的过程，是从模型生成图像的过程，渲染图比线框模型更容易直观理解模型的结构。

渲染透视图基本遵循真实摄像机的原理，因此，看到的结果和真实的三维世界一样，具备立体感。为了体现空间感，需要决定物体在空间上的前后遮挡关系，摄像机获取了需要渲染的范围之后，就要计算光源对物体的影响。渲染程序计算在场景中添加的每一个光源对物体的影响，而且还要根据物体的材质来计算物体表面的颜色。材质的类型不同、属性不同、纹理不同都会产生各种不同的效果，而且，这个结果不是独立存在的，它必须和前面所说的光源结合起来。

渲染图用于可视化三维建模。在三维模型结构树上添加标注集，对结构尺寸、角度、高程等进行标注，方便三维设计校核与审查。