3D制图教程：GeoScene Pro图层混合

元凿坊工作室 2022-07-25 00:00 发表于湖南

以下文章来源于M姐实验室 ，作者小马哥

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小马哥之前写了两篇美轮美奂的GeoScene Pro+Blender的制图文章，今天，小马哥又带来一篇纯用GeoScene Pro制作三维效果图的文章。好，正文走起：

3D制图教程：GeoScene Pro图层混合

之前记录过两篇geoscene+blender的3D制图过程，有印象的朋友应该注意到geoscene pro在其中只充当了数据处理的角色，最后的配色和成图都是在blender中完成的。其实，geoscene pro作为专业的地图软件，本身就具备强大的二维和三维制图能力，今天以geoscene pro中图层混合功能使用为例，跟大家一起探索下geoscene pro制图的魅力。

本次教程所需的数据，只需要一个dem高程数据，DEM数据下载渠道较多，大家可以根据需要下载和裁剪。按照惯例，分三部分来介绍：制图效果、制作原理和制作过程。

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01

制图效果

本次的制图教程选取公开的西宁市DEM数据，制图的效果如下所示，图1是公开90米的西宁市DEM数据，图2是制作好的二维场景下地形效果图，图3和图4是转换成三维场景的地形效果图。

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02

制作原理

使用GeoScene pro制作3D地形图不同于Blender制图，本次制图思路有几点关键点：

1）第一个关键点明白两个软件制图的基本思想。通俗点讲，之前制图教程中Blender的制图出图类似于在照相馆给素人照相，主要手段是补光加滤镜，或者类似使用美颜相机，主要通过外力获得想要的可视化效果；而在GeoScene Pro里制图虽然也有光源设置，但更多地是像给数据美容、上妆，最后成图输出。比如需要阴影效果时在GeoScene Pro里会直接去生成山体阴影图层，需要有坡度递减效果时就会去生成坡度图层，就像一层一层地上妆，最后融合叠加在一起来达到制图效果。

2）第二个关键点是采用GeoScene Pro中的图层混合技术，上下图层（官方帮助里叫法是图层和背景）之间可以通过不同的混合算法来进行显示效果的调亮、调暗、颜色混合、颜色发散等。图层混合的大致原理是将两个图层对应颜色通道的值进行一些数学运算，获得新的颜色值，从而达到一种视觉效果。打个比方，如果是两张图片，图层混合就是对这两张图片的R,G,B值分别对应做运算，最后看到的是得到的新的RGB值的图片效果；如果是DEM这种单波段的拉伸值，则直接将两个栅格值做运算，得到一个新的拉伸值的视觉效果；如果需要混合的两个图层，波段数不同，则只计算共同具备的波段。至于不同混合模式的算法，举一个例子，比如要使图层混合后效果颜色变亮，一种算法就是采用max(a, b)公式，比较图层及其背景图层，使用最大值，如果图层的 RGB 颜色为 (48, 42, 85)，背景图层颜色为 (99, 138, 32)，则结果为 (99, 138, 85)。这里只做一些入门级的科普，详细的图层混合算法和原理可以看GeoScene Pro的桌面帮助，目前有6大类21种混合模式。

3）GeoScene Pro中提供了大量针对栅格数据的栅格函数，本次会用到栅格统计、山体阴影和坡度函数，实现制图过程中栅格模糊过渡效果、阴影效果和阴影渐变效果。

PART/

03

制图过程

1）在GeoScene Pro中新建地图，加入准备好的DEM数据；

2）创建不同精度的DEM数据

选中西宁市DEM，打开栅格函数窗口，选择统计-统计分析，设置邻域参数为10，创建新图层。

  

分别创建邻域行列数为10和20的新图层，结果如下图所示，这一步的操作是创建不同精度的DEM，为了后续创建不同精度的山体阴影有过渡效果。

3）创建山体阴影

关闭刚才创建的西宁市DEM_10和西宁市DEM_20的图层，开始创建山体阴影图层。选择栅格函数窗口-表面-山体阴影来创建山体阴影图层。

依次为西宁市DEM_20， 西宁市DEM_10以及西宁市DEM三个图层创建山体阴影图层。

此时的界面如下所示：

接下来，要进行图层混合效果的添加，从下到上依次选中山体阴影_西宁市DEM_20、山体阴影_西宁市DEM_10、山体阴影_西宁市DEM，切换到GeoScene Pro的外观菜单，选择图层混合的柔光选项。

三个图层都设置完图层混合后的效果如下，跟刚才的效果差别非常明显，有了一点厚重和立体效果：

4）创建坡度图层

接下来依次为西宁市DEM，西宁市DEM_10，西宁市DEM_20三个图层创建坡度图层，其思路是将坡度陡的地方阴影越重，坡度缓的地方阴影越浅，注意这个顺序与创建山体阴影的顺序是相反的。

创建完坡度图层后，需要修改默认的拉伸颜色，默认是值越小颜色越深，与我们制图的设想是反的，坡度越低的地方阴影颜色应该越浅，坡度越高的地方阴影颜色越深，因此我们要把默认色带反转一下。

下图坡度颜色修改前的样子

将三个坡度图层的黑白色带设置成反向

此时的地图效果如下：

★接下来为坡度图层应用图层混合效果，分别依次对坡度_西宁市DEM、坡度_西宁市DEM_10、坡度_西宁市DEM_20应用图层混合的“乘”选项

应用图层混合后的效果如下图，此时已经有一定的地形起伏效果了

5）为了立体效果更加突出，还可以为坡度_西宁市DEM单独创建一个山体阴影图层，并应用图层混合的柔光效果。

创建山体阴影

设置色带反向

应用图层混合-柔光

此时看到的效果颜色会稍微深一点，这样看着更加立体。

到现在整体的地形效果已经制作完成，我们将目前内容里的图层合并成一个图层组-西宁市山体阴影。

  

6）配色和出图

主要的工作已经制作完成了，最后可以复制一个西宁市DEM，配上色带，在应用图层混合功能进行调节。

复制一个西宁市DEM图层在刚才创建的分组图层外

设置色带，可以选择软件自带的高程或者地形色带，也可以根据自己的喜好，进行分段设置，这里我自己修改了配色方案，增加了部分颜色节点。

设置图层混合模式为叠加

★ 接下来就是神奇的时刻了，应用叠加效果后，此时的地图变成了这个样子，这就是教程开始制图效果中的图2的样子。

地图的输出比较简单，就不费笔墨来写步骤了。

7）得益于GeoScene Pro二三维一体化的能力，我们还可以将刚才二维场景制图的地图转换成三维场景，变成可交互的三维地图。

在视图菜单，转换工具下转换成局部场景

默认转换后的效果是这样的，地形起伏不是特别明显。

我们需要做一些调整，将高程表面采用的地面换成西宁市DEM，同时设置一下地形的拉伸系数，使其起伏效果更加明显。

此时的效果如下，我们完成了制图效果中的图3：

细心的朋友会发现地面下有三个图层，除了世界高程，其他两个都是西宁市的DEM，区别在于第一个图层DEM范围不是从0开始，第二个图层是从0开始的高程值，取值范围的差别会在地图效果上产生差异，上图的效果不是从0开始的。下图给出的是高程表面中地面图层范围从0开始的效果，对应的是教程开始部分制图效果中的图4。

为什么会产生这样的差异，这个原理大家细品就能明白其原理。

小结一下，图层混合作为GeoScene Pro软件中一个功能，给制图人员提供了探索更多制图效果的可能性，其中不乏意料之外的惊吓，也会有不期而遇的惊喜，探索使用的过程体验才是同道中人心照不宣的财富。友情提醒，在实际使用过程中需对混合模式原理有个大概的了解，并在此基础上不断地尝试，探索地图制图效果、验证自己对混合模式的理解。

最后扩展一下，利用我们刚才制作的山体阴影图层组还可以与在线的地图服务甚至配准后的图片进行图层混合，比如与捷泰底图、天地图、各种在线影像底图，混合模式可以自己多加尝试。

下面四张图是用之前制作的山体阴影图层组与在线影像服务做图层混合“叠加”后的效果，可以看到叠加混合后该区域内的影像变得更加立体。

 

 

好了，今天的分享就到这里~~

确定

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