Combining product line engineering with options thinking

Combining product line engineering with options thinking
Combining product line engineering with options thinking

In Proceedings of PLEES’01 - Product Line Engineering - The Early Steps, Erfurt, Germany 2001

Also published as ALR-2001-011

Combining Product Line Engineering with Options Thinking

Birgit Geppert, Frank Roessler

Avaya Labs-SoftwareTechnologyResearch

233 Mt.Airy Road, Basking Ridge, NJ 07920, USA

{bgeppert,roessler}@https://www.360docs.net/doc/b416925957.html,

Abstract

Developing a product family in an uncertain environment where future family members cannot be reliably predicted generally implies high risk for a product line approach. As managers usually tend to favour short term and low risk projects, such a product family is not likely to be engineered as a product line. However, we can engineer different evolutionary paths of a product that are uncertain but have high potential of revenue growth as a product line also. One would start with developing common aspects of possible evolutionary paths and move on with variabilities while uncertainty is resolved. Because of time-to-market advantages the inherent flexibility of the resulting architecture can have great value for an organization and therefore justify a product line approach. In this context variabilities are consid-ered as options that give you the right but not the obligation to evolve the product in one of several possible directions. This paper intro-duces the basic idea of Strategic Product Line Engineering and gives an outlook on how option-pricing theory might be applied to estimate the value of strategic product lines.

Keywords. Software Product Lines, Strategic Software Design, Real Options

1.Strategic Product Line Engineering

The concept of software families has been well-known for decades [8]. However, developing a family of pro-grams is not necessarily equivalent to developing it as a family, i.e., systematically exploiting the family mem-bers’ commonalities and controlling their variabilities. Such exploitation results in a software product line, which usually includes an infrastructure that enables rapid development of family members.

A common problem of product line engineering as documented in [2], [10], is that the infrastructure can require a substantial initial investment. This investment is returned through the accumulated savings we obtain by deriving the family members from the common infrastructure. Figure 1 illustrates the underlying economic model: after a certain number of family members have been produced, the investment is repaid. From this point cumulative savings payback point

number of family members

initial investment

Figure 1. Cumulative Payback from Product Line Engineering

on, we expect net return on the investment in the product line. Note that the shape of the curve depends on the specific project. In particular, the amount of initial investment varies and can be influenced by different adoption strategies (in specific cases initial investment may even be zero). In this paper, we are considering projects where some initial investment is deemed to be necessary or advantageous and seek for possibilities to justify it.

The economic model of Figure 1 fits very well when we consider product families with several family mem-bers produced at the same time, possibly in regular intervals, as shown in Figure 2. In such a situation, we can reliably predict family members and can expect the payback point in the near future. Therefore an initial invest-ment can be justified without taking too much risk. An example is a cellular phone vendor, who produces about 10 new phones every year. Old phone models are not maintained but replaced with more advanced models.

However, the situation is different if we consider an evolutionary product that is maintained and evolved over time resulting in several releases instead of new models. We can still consider the set of releases as a family, but can we justify developing them as a product line? An example for such an evolutionary product would be a PBX.

However, because product line engineering is currently not mature enough to be applied to such complex sys-tems at a whole, we apply it only to selected subsystems and therefore also only get part of the potential savings.Furthermore, call processing software is too complex to allow for many variants at the same time 1. Instead, the existing product is gradually evolved as illustrated in Figure 3. Family members are spread out over a long time,and therefore a potential payback point is located further out in the future. This increases the risk when deciding on a product line approach, because we cannot well predict what family members would be needed. Since man-agers tend to favour short term and low risk projects, a product family in time is generally a less likely candidate for a product line.

But does this mean that product line technology should not be applied to evolutionary products at all? Defi-nitely not! Instead of engineering the family in time as a product line we should think of possible evolutionary paths as a product line. Figure 4 illustrates this for the PBX example: assume we are at time 0. At that time, we can already reliably predict that there will be four possible variations for release 2 of our product. Which varia-tion will eventually be most successful depends on future events that we currently cannot control or reliably pre-dict (such as customer reaction to release 1 or announcements of competitive products). Nevertheless, it might be beneficial to provide for sufficient flexibility in the software architecture of release 1 to quickly move to one of those different variants when release 2 is due (in the example, we have chosen to only support three of the pre-dicted variants). These variations can be provided through common product line technology, but we prefer call-ing this approach Strategic Product Line Engineering . We consider the predicted variants for future releases as a (alternate) family and create an adequate PL infrastructure for it. It is important to understand that variabilities in this context must be options that give you the right - but not the obligation - to evolve the product in one of sev-eral possible directions 2.

One might think that this is actually a waste of resources because not all considered family members are going to be developed and not all incorporated options are going to be exercised. However, we argue that having a port-folio of options in the architecture - even without guarantees that they all will eventually be exercised - can create immediate value and therefore justifies developing the alternate family as a product line.

1

Let us assume that there is no customization such as different line sizes, different billing systems, or country-specific needs.2In particular, this means that costs for “encapsulating” the variability in the design should be low compared to the costs for implementing a variant.

01

23timeline

Figure 2. Product Family in Space: Cell Phones

payback point expected early release 1

release 2release 30123timeline

payback point expected late Figure 3. Product Family in Time: PBX

release 3

worth more than $100 the option certainly is valuable. But even if it currently sells for less than $100, it might still be valuable, because stock prices can rise before the option expires. Thus, having rights without obligations has financial value, a value that option-pricing theory can calculate very accurately.

There are only a few parameters that influence the value of an option. The most important ones are the volatil-ity of stock price and the time to expiration. The expected rate of return of the underlying asset is not one of the variables in any model for option valuation. This means that a prediction of the future price of the underlying asset is not necessary to price an option. Thus, while any two investors may strongly disagree on the expected rate of return on a stock, they will always agree on a fair price for the option, as long as they agree on volatility and the risk-free rate. Since 1973, the original Black-Scholes Option-Pricing Model has been expanded in many ways and several of its assumptions have been relaxed, resulting in amazingly accurate valuation models for stock options.

To apply an option-pricing model to (real) options that are embedded in a strategic product line we must find a mapping from project characteristics onto the variables of the option model [7]. Let us assume an option allows us to replace quickly a protocol standard used in our PBX. It is only necessary to exchange a module that imple-ments the new protocol. This investment opportunity is like a call option, because the software organization has the right - but not an obligation - to develop the new module. If we could construct a call option sufficiently sim-ilar to the investment opportunity, the option price would tell us something about the value of the investment [6]. For instance, we can easily map the project characteristics onto the five variables of the Black-Scholes Model: spending resources for developing the module is analogous to exercising the call option, i.e., the development costs correspond to the option’s exercise price. The present value of the module, including module development costs and expected savings from product line engineering, correspond to the stock price. The release date corre-sponds to the expiration date of the call option. The uncertainty about the future revenues related to the module corresponds to the volatility of the stock price.

The option we construct this way is certainly not a perfect substitute for the real option (i.e., the module investment opportunity), because not all assumptions of the Black-Scholes model will be met by our project. However, even with the basic Black-Scholes Model we expect to get better insights into our project than with a simple DCF analysis. However, there remain difficult questions about a reasonable estimation of certain varia-bles of the Black-Scholes Model such as volatility, and whether certain assumptions of option models can be met in the non-financial world. The literature in the field of real options promises answers to these questions ([1], [4], [5], [9]) that must be further investigated in the context of product line engineering.

3.Summary

In this paper, we introduced the basic idea of Strategic Product Line Engineering, a method that engineers possi-ble evolutionary paths of a product as a product line. In this context, variabilities are considered options that give you the right but not the obligation to evolve the evolutionary product in one of several possible directions. We also illustrated that real option theory has the potential to support strategic product line engineering by helping managers to quantify the value of active management and strategic interaction embedded in various product line investment opportunities.

References

[1] C. Y. Baldwin and K. B. Clark, Design Rules - The Power of Modularity, MIT Press, 2000

[2]J. Bayer et al., PuLSE: A methodology to develop software product lines, Symposium on Software Reusability, 1999

[3] F. Black and M. Scholes, The pricing of options and corporate liabilities, Journal of Political economy, 1973

[4]T. Copeland and V. Antikarov, Real Options: A Practitioner’s Guide, Texere, 2001

[5]J. Favaro, K. Favaro, and P. Favaro, Value based software reuse investment, Annals of Software Engineering 5, 1998

[6]T.A.Luehrman, What's it worth? A general manager's guide to valuation, Harvard Business Review, May/Jun 1997

[7]T.A.Luehrman, Investment Opportunities as Real Options:Getting Started on the Numbers, Harvard Business Review, Jul/Aug

1998

[8] D. L. Parnas, On the Design and Development of Program Families, IEEE Transactions on Software Engineering, No. 1, March 1976

[9]K.J. Sullivan et al., Software design as an investment activity: a real options perspective, in Real Options and Business Strategy:

Applications to Decision Making, L. Trigeorgis (Editor), Risk Books, 1999

[10]D. Weiss and R. Lai,Software Product-Line Engineering - A Family-Based Software Development Process, Addison Wesley, 1999

基于Skyline的城市地面景观与地下管网三维建模(12.26修改)

基于Skyline的城市地面景观与地下管网三维建模 邹艳红1,丁明雷2,何建春2 (1.中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室,地球科学与信息物理学院,长沙410083) 2.中南大学地球科学与信息物理学院,长沙410083 摘要:针对城市地面景观与地下管网信息三维可视化表达问题,选用Skyline平台,结合3DSMax三维建模技术,实例研究了城市三维景观和地下管网模型的建立与开发实现过程,首先在Skyline平台中,将遥感影像、数字地形图、数字高程模型和其它的二维或三维信息源融合并建立金字塔模型,根据地物的不同特点分别采用不同方法进行建模,对城市居民楼、道路、水池等比较规则的一般建筑物采用Skyline批量建模或单独建模,对复杂建筑物和地下管线节点等采用3DSMAX进行精细建模;然后输出模型,建立虚拟三维景观;最后,通过编程开发,研究了虚拟校园三维场景的生成与信息查询实现过程,以及实例虚拟城市地下三维管网辅助决策分析实现技术。实例结果表明,在Skyline平台中加载数字化城市地形数据集、遥感数据、地面景观和地下管网三维模型,可快速逼真地实现城市三维景观和地下管网的三维建模与可视化,通过平台的二次开发功能实现虚拟城市地面景观和对应地下管网的浏览漫游、图属信息查询与空间分析等应用功能。 关键词:Skyline;三维建模;地面景观;地下管网 1引言 随着计算机三维可视化技术的飞速发展,如何构建真实地理世界中的各种地理现象,将第三维信息更好的表现出来,成了众多专家及学者越来越关注的问题[1]。 在构建三维数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分,城市三维景观的建立,将以全新的方式表达和处理地理空间信息,在城市规划、房地产开发、交通管理、旅游等领域起着重要的作用。城市地下各类管网是一个城市重要的基础设施,担负着信息传输、能源输送及给水排水等任务,是城市生存和发展的基础,因此被称为城市的“生命线”。随着城市的迅速发展,城市物质流和能量流也逐渐增加,使得城市地下管线空间分布越来越狭窄。目前的地下管网管理大多是采用人工方式,信息化程度高的建立了二维管理信息系统,不利于直观展示管线的分布,难以动态管理地下管网[2]。地下管网三维建模与分析应用,能够为城市地下资源管理、管线规划和3D虚拟城市建设等提供辅助决策,具有重要意义[2-4]。 Skyline 软件是利用航空影像、卫星数据、数字高程模型和其它的2D或3D信息源,包括GIS数据集层等创建的一个交互式环境。它能够允许用户快速的融合数据、更新数据库,快速和实时地展现给用户3D 地理空间影像。利用Skyline软件来对城市快速建立三维景观和地下管线模型,可以起到其它软件难以达到的快速、形象的效果,由于Skyline在三维显示及分析方面具有独特的优势,利用Skyline进行二次开发能够很好展示三维模型,为城市的建设、规划、道路交通、市政管理、土地管理、管网设计、区域开发进行规划[5-7]。 2Skyline软件及其三维建模与开发功能 Skyline软件是独立于硬件之外、多平台、多功能一套软件系统,由一系列的模块组成,其中主要包括TerraBuilder、TerraExplorer Pro、TerraGate等产品。 TerraBuilder支持多种数据格式,能够将不同分辨率、不同大小的数据进行融合、投影变换,构成一个公共的参考投影,创建地理精准的三维模型,通过叠加航片、卫星影像、数字高程模型以及各种矢量地理数据,能迅速创建海量三维地形数据库。T TerraExplore Pro包含实时三维地形可视化功能,同时还能够在三维场景上创建和编辑二维文本、图片对象和三维模型对象,从标准GIS文件和空间数据库中读取各种地形叠加所需要的信息,将整合之后的三维虚拟数字地球场景发布到局域网或互联网上,使用户在任何地方都可以实现轻松快捷的三维交互式体 基金项目:国家自然科学基金项目(41102204),国家“十一五”科技支持计划资助项目(2006BAB01B07)

skyLine三维人口管理系统项目实施方案

XXX数字化三维仿真模拟城市管理系统 建设方案

XXX数字化三维仿真模拟城市管理系统项目项目实施方案 版本控制 修改记录说明

1.概述 1.1.项目建设背景 “数字城市”是城市信息化发展的方向,是数字地球的一部分,三维地理信息是“数字城市”的重要基础空间信息。三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息,并可以以第一人称的身份进入城市,感受到与实地观察相似的体验感。 随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、3S(GIS/RS/GPS)技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展,给地理信息技术手段带来前所未有的变革,利用高分辨率卫星影像以及航空像片,通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理,按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立基于真实影象的“三维数字城市”,人们可以直观的从三维城市上判读处山川、河流、楼宇、道路。借助传统平面地图的概念,叠加空间矢量数据,地物兴趣点数据、以及三维模型数据形成可视化“三维数字”城市展示系统。 与传统二维地图相比,“三维数字城市”展示系统突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制,通过对真实地形、地物、建筑的数字化三维模拟和三维表达,提供给使用者一个与真实生活环境一样的三维城市环境。通过数字化三维仿真模拟城市的实现对城市的管理,把传统的限于二维的城市管理范围扩展到了三维甚至多维的管理范畴,为城市建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供多维的、可持续发展的信息化服务,将大大提高城市整体信息化管理和经营管理水平,并有利于提高公众参与城市管理的积极性和参与性。 1.2.项目建设目标 以先进的技术手段,在三维仿真模拟城市场景中实现朝阳辖区单位、人口、部件、事件、社区绿化等相关信息的管理,进一步提高XXX政府城市管理水平,提高居民参与城市管理的积极性。另一方面,能够很好的展现数字朝阳的建设成果。最终为建设和谐朝阳提供技术保障,为数字奥运做出贡献。

Contextcapture建模经过流程修订版V3.0

Contextcapture建模流程 初学篇 1 新建工程 新建工程,设置工程路径 2 导入照片 导入本机照片。如需集群处理,则需要导入网络路径下的照片,详见6.2工程设置:

导入照片 Set downsampling(设置采样率):该参数只会在空三的过程中对照片进行重采样空三,建模时仍旧使用原始分辨率影像。 Check image files...(检查航片完整性):建模失败的时候可以用此功能进行数据完整性检查。 Import positions...(导入POS):导入POS格式如下, a.如果有多个照片组(Photogroup)则必须保证每个照片组中的照片名称唯一,否则会导入失败; b.POS路径必须为英文;

相机参数 每个照片组(Photogroup)都会有一个相机参数,可以在右键菜单中导入或导出相机检校参数(特别对CC4.4以后版本有用)。 3 空中三角测量 3.1常规空三流程 空三参数设置,如第一次使用,则建议直接按照默认参数,只需“下一步”即可,如欲了解其中参数意义则进入如下内容: (1)设置名称,最好根据飞行架次或项目信息进行设置

(2)参与空三的照片,默认使用全部照片。 (3)照片定位或地理参考设置

(4)空三参数设置,通常默认参数即可 a.对于地名拍摄照片,可能会修改“Keypoints density”、“Pair selection mode”、“Component construction mode”三个选项; b.对于航空拍摄照片,通常使用默认参数,如果多个架次且存在航高不一致的情况,则可能会修改“Pair selection mode”、“Component construction mode”两个选项;(实例:百里峡漂流两个架次航高不一致)

基于Skyline校园三维可视化的技术发展

基于Skyline校园三维可视化的技术发展本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 0 引言 三维数字校园是运用Sketchup、WebGIS等三维技术构建校园三维虚拟场景。传统的校园宣传工作主要是依赖于照片,文字介绍等,满足不了全方位展现校园特色的需求。以数字化、网络化为特征的信息科学技术成为推动社会可持续发展的强大动力。在这种背景下,数字校园系统将成为校园新的信息源,任何与校园有关的信息都将给予定位并与空间数据联系起来[1]。 三维虚拟校园系统逐步兴起,逐渐成为各大高校宣传校园文化,展示校园风貌的平台。并且三维校园的建立使得我们对校园的观察方式有了很大的改变。逼真的模型和校园场景可以让我们从各个角度欣赏校园的景色。三维数字校园系统还可为参观者提供便利的条件,且对于学校自身的管理和办公效率也有很大的帮助。目前,我国多所大学均已完成数字化校园信息系统建设,使得校园信息化服务水平空前提高。 本文以太原师范学院校园为例,探讨采用

Sketchup建模软件以及Skyline可视化软件实现校园的三维可视化,为后续的三维数字校园做准备。 1 Skyline 简介 Skyline是由美国Skyline公司推出的一套优秀的三维数字地球平台软件。主要包含TerraBuilder、TerraExplorer、TerraGate三个子系统。其中Terraexplore 是一个桌面应用程序,使得用户可以浏览、分析空间数据,并对其进行编辑,添加二维或者是三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。Terraexplore与TerraBuilder所创建的地形库相连接,并且可以在网络上直接加入GIS层。在三维GIS与虚拟现实等方面,Skyline系列软件可为用户提供各种解决三维空间应用的决策方案[2]。 2 数据获取 地形图数据的获取建模时需要高精度的地形图作为底图,如DWG格式的地形图数据作为模型构建的基础,如只在影像上画出建筑物的二维平面图,精度不是很高,对于建模精度要求较高的建筑物建模需要地形图作为底图,导入到SketchUp下进行三维建模。 建筑物高度信息获取高度信息是三维模型的一个重要参数,当前主要通过以下几种方式获得建筑物

skyline三维图层生成流程

Skyline三维图层生成流程 1、.X格式模型的输出 (1)创建模型.根据CAD底图进行制作,导入3DSMAX(单位使用米,模型做成1:1),所有模型烘焙后分割成单一栋建筑的max文件(一栋一个max文件),并且以一栋建筑为一个对象进行输出,输出前首先获取此建筑物中心点坐标值(组成整个建筑物的所有对象group之后的中心点坐标值),然后模型文件归零(坐标归零并重置变换)。注意:模型贴图必须使用map channel 1,不能使用其他通道。不能使用shell_material导出;材质名有一定要求。不能有[]这种符号。 (2)在3DMAX中使用PandaDXExport插件导出输出成.X文件。输出参数设置如下图所示。

2、.XPL格式模型的生成 在TerrorExplorer Pro安装系统根目录下,找到创建XPL格式文件的系统工具MakeXpl.exe,利用MakeXpl.exe生成.XPL格式的模型。如图所示。 注意:X模型和其所调用的贴图需要放在同一文件夹下,在批量创建xpl的过程中,如有错误提示,一般为.X模型的问题,出现错误提示的模型一般都无法导入TEPro,需要返回检查。

3、模型点SHP 文件的创建 (1)模型坐标点由甲方提供,或者根据3ds max模型的坐标点和DOM坐标点经过Arcmap配准后获得。Txt或xls格式如下: x,y,model,name 118.881184,42.255575,G:\xpl\1-1.xpl,政府行政大楼 118.885323,42.255620,G:\xpl\2-1.xpl,飞扬电影院 118.887180,42.256527,G:\xpl\3-1.xpl,时代广场 注意:x、y必须为经纬度,可以为小数点的经纬度也为度分秒表示的经纬度。 (2)在ArcMap中导入txt或xls,输出成shp文件,如下图所示。

基于Skyline地下管线三维快速建模的实现

基于Skyline地下管线三维快速建模的实现 本文以完成某地管线竣工测量数据库为基础数据,借助Google Earth、Google Earth Screen、Skyline、SketchUp、VB、Access软件的基本功能,利用已有管线数据库进行地下管线三维快速建模应用设计。 标签:管线数据库快速三维建模 1引言 近几年来,数字城市的概念在政府管理中的应用越来越广泛,城市地下管网信息系统在各个大中城市也都开始应用起来。目前,大部分城市管线信息管理系统多局限于数据库形式或二维表达。本文基于Skyline提供的API接口访问管线数据库,利用数据库中的关系数据进行地下管线三维建模、最终实现地下管线漫游等。本文的成果可以有效地提高地下管线三维建模的效率,节约生产成本。 2实现方法 2.1引用已有地下管线数据库 管线数据库结构设计主要从两方面进行考虑:首先便于数据的组织、管理与应用,既能满足规划管理部门的需求,又要满足专业管线单位管理者的需要;其次便于管线空间分析模型的建立与实现,因为空间分析模型的建立与实现依赖于空间数据结构。 地下管线数据库的组成一般包括专业的管线数据和辅助数据,为方便管理单位和为专业管线单位使用,管线数据一般根据管线数据种类分层进行管理。 2.2使用Skyline与SketchUp结合的建模方法 本文中我们提出一种同时使用三维地理信息软件和三维专业建模软件共同实现三维管线建模的方法。一方面,能保证管线建模的精细程度;另一方面,又不会明显降低系统的效率。 具体来说,先将地下管线的基本组成部分分为管体和管点两大类。其中,管体包括方形管和圆形管。管点包括阀门、螺栓、接头等不规则的物体。对于管体,一般都是形状规则的物体,且地下管网90%都由管体构成,因此为了提高创建和显示效率,采用Skyline软件自身对象—Cylinder和Box对象来创建表现管体,这样可以大大减少软件用于渲染外部模型显示所需的系统资源。对于管点数据,一般是阀门、螺栓、接头等特殊的、不规则的实体,所以先将各类管点数据进行分类,对于每类对象分别采用专业的建模工具(如SketchUp),按照1:1的比例进行三维模型建模仿真,再赋予根据实际采集的纹理。

二三维一体化在Skyline与SuperMap6R中的实现对比

2011年6月第9卷第3期 地理空间信息 GEOSPATIAL INFORMATION Jun.,2011Vol.9,No.3 二三维一体化在Skyline 与SuperMap6R 中的 实现对比 陈 鹏,林鸿,张鹏程,吴素芝,宋杨 (广州市城市规划勘测设计研究院城市地理信息中心,广东广州560060) 摘 要:GIS 技术的不断进步促进了二三维一体化技术的发展,针对该技术对比了两类软件平台:Skyline 和SuperMap 6R , 分析了两类平台各自的技术特点以及二三维一体化实现技术,实现了三维数据网络发布,并得出结论。关键词:GIS ;二三维一体化;真空间;三维可视化中图分类号:P208 文献标志码:B 文章编号:1672-4623(2011)03-0065-04 收稿日期:2011-03-11 项目来源:广州市越秀局科技项目(2009-GX-037);广州市科技项目(2009J1-C441)。 二维GIS 技术历经了一个比较长的发展过程,从最早的桌面式GIS 经过组件式GIS 、WebGIS 发展到目前的服务式GIS ,其技术体系已经发展得非常成熟,二维GIS 具有强大的二维空间查询分析统计功能,灵活多样的应用形式,但是对于日益兴起的三维GIS 应用,二维GIS 已略显疲态。随着技术发展和用户需求的相互促进,三维GIS 技术已成为当前GIS 技术发展的潮流,大有“山雨欲来风满楼”之势,三维GIS 技术的快速发展正引领着新一代GIS 技术和应用的巨大变革。虽然当前三维GIS 发展迅速,但由于现有常见三维GIS 平台的定位不同,存在着许多的应用缺陷。首先,在数据上,三维GIS 存在与二维GIS 数据不兼容的状态,通常三维GIS 系统为应对不少基于二维GIS 空间统计分析应用,不得不另外再建立一套二维GIS 系统配套使用,这就造成一种应用上的割裂;其次,大部分三维GIS 产品主要是由非GIS 专业厂商建立,对于GIS 方面的功能比较缺失,导致一些在二维GIS 比较普通的应用在三维环境下无法进行。正是由于存在上述数据、应用方面的矛盾,二三维一体化技术开始兴起。 1二三维一体化技术要点及应用现状 1.1二三维一体化技术要点 1)地理空间数据一体化:二三维一体化技术就是要将二维和三维信息统一到球面这个真实的地理环境中去,将所有的数据都转换为真实的地理空间坐标进行发布。在这种空间中,二维和三维信息都可以直观地进行展示。 2)数据存储和管理一体化:数据存储一体化问题必须采用合适的空间数据库技术来高效地、一体化地 存储和管理二、三维空间数据,并且达到二维数据无须通过预处理,可以直接在三维产品中使用。二维的线、面数据,可以通过指定高度,快速动态建模成三维的立体对象。同时,还可以在二维窗口中显示三维数据(三维数据退化二维,模型以快照的方式显示),真正实现了二、三维数据一体化,彻底解决了以往一个系统、两套数据的问题。 3)查询和分析一体化:在二三维一体化技术体系下,二维的大部分查询(包括属性查询、空间查询)、分析功能都可以在三维系统中使用,同时新的三维产品还会提供通视分析、淹没分析、三维量算等一些真三维空间的分析功能。1.2 应用现状 目前,二三维一体技术的应用方式如下:在三维GIS 基础软件功能还不够完善的情况下,一般采用了二维GIS 基础软件和三维GIS 基础软件相结合的方式进行应用系统开发。一方面二维GIS 提供管理能力,另一方面三维可视化软件具有良好的可视化效果,把二者结合进行应用系统开发,这在一定程度上实现了二三维系统的整合。 这种二三维一体化应用方式也存在问题,拥有优秀可视化效果的三维软件的厂商往往缺乏强大、成熟的二维GIS 软件,而主流的二维GIS 平台厂商的三维软件又不如人意。所以,应用在开发上不得不整合分别来自不同厂商的二维GIS 软件和三维软件,但又由于二者在数据模型、数据结构和系统架构上都不一致,以至于应用系统的二维和三维部分貌合神离,甚至同样的数据要在2种软件中分别存储一份,不仅增加了 数据冗余,而且增加了数据更新维护的代价。

三维动画制作流程

三维动画制作流程(简易) 随着多媒体电影电视行业的发展,逐渐出现了一个个让观众无比享受的作品,一 部部的视听盛宴在让观众愉悦的同时,还带动了国内整个多媒体行业的飞速发展。而 三维动画,就是这其中的一个。为了让觉得不解,或者刚开始接触想要了解,还有觉 得很神奇的人们真正的靠近三维的虚拟世界, 下面我就简单的介绍一下三维动画制作的基本流程。 为什么说简单介绍呢,看下边的字数也不少对吧,一是因为以现在上线的大片为例来说,下面列举的每一块都是动辄上几百人来工作的,里面的细节远比我说的多的多,近期跟我一个朋友聊天,他跟我诉苦说,某项目中某角色的一条眉毛做了两个月了还 没做完,所以如果想要深入研究每一块都是广阔的天地。二就是因为所谓流程是根据 资金成本、公司规模、参与人数、导演习惯、项目内容、时间成本息息相关的,不同

的条件下的流程都略有不同,实行符合自身条件流程执行才是对的,所以说这里只是简单的介绍基本的,如果能够理解透彻并且融入到自己或公司的自身情况中,那么我这篇介绍就是有价值的。 好了,言归正传。在正式介绍流程之前,先介绍一个基本知识以便有助于后面理解。那就是,我们人的生理反应----视觉暂留原理:当物体在人的视网膜上成像后,下一刻物体瞬间消失,影像还会在视网膜上停留0.1-0.4秒才消失,这个现象叫做视觉暂留现象。基于此原理所以就有了胶片,有了电影电视,有了剪纸、水墨、逐格、二维动画,而三维动画虽然是基于软件与各种新新技术,但是最后还是要输出成一秒至少24张的图片连续播放形成完整的画面。基于这个原理,可以理解为我们看到的所有在播放的东西都不是真是存在的,而是以一张张图片连续播放的形式展现在你眼前,由于人的眼睛有视觉暂留的特性,一个画面的印象还没有消失,下一个稍微有一点差别的画面又出现在银幕上,连续不断的印象衔接起来,就组成了活动电影。

基于skyline的城市三维建模研究

基于skyline的城市三维建模研究(转载) (转载自 https://www.360docs.net/doc/b416925957.html,/%B3%BE%C2%E4%B3%C1%D6%D0 /blog/item/6dc4fb518621f6868d543023.html )自从戈尔提出“数字地球”的概念后,用数字形式表示地理空间成为热点,数字省市、数字城镇已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略,成为争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。在构建数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分,是摄影测量与遥感、地理信息系统及计算机科学等学科的研究内容之一。城市三维景观的建立,将以全新的方式表达和处理地理空间信息,在城市规划、房地产开发、交通管理、旅游等领域起着重要的作用。 随着信息化时代的迅速发展,人们对城市中各种三维信息的表达与处理日益迫切,不仅需要表达单个建筑物或建筑物群体,还需要建立整个城市景观模型,并希望利用这些模型进行有关城市的规划设计、应急指挥等工作。然而,由于快速构建大规模三维模型较困难,城市三维建模受到数据资源不足的困扰。一方面,规则、简单的建筑物难以真实表达现实的三维世界;另一方面,精细建模不但费时费力,数据量也给系统后期的可视化和空间分析带来很多难题。在数字区域研制中,城市虚拟建模往往面临着“数据量大,任务繁重,硬件要求

高,开发周期长”的难题,从而大大限制了该领域的发展。为此,笔者通过对比研究和实验,综合已有的方法,针对 城市景观模型的特点,探索出一个相对经济快捷的解决方案,并以skyline系列软件为平台,以河南许昌市为试验区,完 成城市三维景观的构建,为城市三维景观的建设提供了一个思路,相信对于推动我国城市三维建模将会有所帮助。 1三维建模研究现状 目前人们对城市三维景观建模作了很多研究,三维建模从技术本质上将,大致有如下三种实现技术:一是直接使用三维模型制作软件,如Sketch Up、3DMAX等软件进行建模; 二 是直接利用传统GIS的二维线划数据及其相应的高度属性 进行三维建模,各建筑物表面还可以加上相应的纹理; 三是 利用数字摄影测量技术进行三维建模。第一种方法能逼真地表示城市的精细结构和材质特征,但所建模型不能表示真实 的地理位置,且制作需耗大量的人力和物力。第二种方法利局限于较规则建筑物的三维建模,对城市的精细节点表达力度不够,视觉效果不是很好。第三种方法目前来说成本还相对较高。 在进行城市三维建模的实际操作中,面对名目繁多的地物类型和大量的地表建筑,单纯使用以上的某一种技术方法很难 做到快速而有效,所以往往是将不同的技术方法综合使用,即多源数据多种方法综合的三维建模。例如,早期人们将航

skyline三维建模流程

skyline三维建模流程 (瞿成俊编写) (一)CAD图形数据、纹理数据领取及命名方式 1)领取CAD图形数据检查是否有七层或在马路边上的房屋没有 编号(此编号为瞿成俊编制,如无请咨询),此编号与纹理数据编号一致。 2)各作业人员在瞿成俊编制号码前加自己姓名的最后一个汉字 的拼音字母做为标识+所给范围的编号代码,做为最终.X成果的文件名。如: 瞿成俊的拼音代码:ke 范围代码:g01 瞿成俊编制的代码:01 ◆最终的文件名为:keg0101.x 3)纹理命名方式:以自己的名为前缀+数字,例: 瞿成俊的拼音代码:qcj 纹理顺序:01 纹理顺序:02 ◆最终的纹理名为:ke01 Ke02 …….. (二)纹理要求 1)纹理素材要求清晰、颜色明亮、无其它不相关遮挡物、不夸张、 不歪斜。

实现方法: 1:通过截取其中纹理素材清晰、颜色明亮、无其它不相关遮挡物部分纹理材质复制、移动到有遮挡物的方或者基它破 旧的部分(色阶工具辅助实现)。 2:用曲线工具调其亮度值,再用滤镜里面的锐化工具调其清晰度,注意保持纹理真实不失真。 3:通过“多边形套取”工具选取歪斜部分,用CTRL+T 进行变形,再点右键弹出的菜单栏中点选其中的“斜切”工具 进行推拉变形) 2)纹理大小、格式要求 1:在photoshop中显示不能超过600K 2:纹理格式存储为.JPG,透明纹理格式存储为.TGA (四)模型制作 1)启动软件3D MAX。 2)确定单位,在3DMAX菜单“customize”中的“unit setup” 中将单位设置成minimeters。 3)导入矢量闭合多边形,在CAD中将底图置于坐标原点,并 且指定其单位为米(minimeters)。导入3DMAX中作底图, 在3DMAX中以导入的多边形为基准再勾画相同的多边形作 为地基轮廓。(如果成片做,那么再最后各栋模型导出时, 请注意把模型左上角的边角点放至坐标原点)。附:操作参 考文档《建模导出X文件新规则》

skyline加载三维模型中的问题

skyline加载三维模型中的问题 一、模型技术标准 针对3DMAX软件创建的三维模型,要求建模方式为建筑物外表面的几何结构建模,用贴图表现大量的实体几何结构,开什么童装。 建模精度可以分为两级: 第一级:精细模型。要求真实精确表现建筑物的外观,在不影响建筑物真实性几何结构的基础上,部分非常精细的细部实体结构允许被忽略。这类建筑一般为城市公共建筑和要求重点建模的建筑物。立体屋顶、凹凸的阳台、一楼突出门厅等几何结构不能被忽略,不能用贴图代替,需要用几何实体来表现,屋顶贴图要求清晰美观,可以采取非真实的材质库中的贴图来表现。 技术参数标准:单个精细模型在max里面数控制在4000面以内,在模型结构精细程度允许的情况下面数尽可能少,看不到的面都删掉,个别复杂模型面数可以稍微提高。所有贴图单边象素数最大不能超过1024,深圳童装趋势,在图片清晰程度允许的情况下尽可能小。贴图保存格式为jpg,保存成分辨率为72,品质为8的文件;透明贴图要求为带透明通道的dds、tga或png格式。单个一组输出的.X文件和其调用的所有贴图总数据量不超过1M,个别复杂模型总数据量可以稍微提高。 第二级:一般建筑模型。要求准确表现建筑物的几何实体结构,在不影响建筑物真实性几何结构的基础上,部分实体结构允许被忽略。一般为城市居民小区楼和其他一些非重点建模的建筑物。小区居民楼平改坡的大的立体屋顶几何结构不能被忽略,其他一些小的角顶、凹凸的阳台,一楼突出的门厅等几何结构允许采用贴图来表现,但所有贴图均要求比较清晰美观。 单个精细模型在max里面数控制在500面以内,在模型结构精细程度允许的情况下面数尽可能少,看不到的面都删掉,个别复杂模型面数可以稍微提高。所有贴图单边象素数最大不能超过512,在贴图清晰程度允许的情况下尽可能小。图片保存格式为jpg,保存成分辨率为72,品质为8的文件;透明贴图要求为带透明通道的dds、tga或png格式。单个一组输出的.X文件和其调用的所有贴图总数据量不超过400K,个别复杂模型总数据量可以稍微提高。 贴图制作注意事项: 象素尺寸-纹理的象素尺寸应该是2的N次方(2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024)。在贴图清晰程度可以接受的情况下,尽可能小,保存时保证分辨率为72,童装童鞋的选购技巧!,保存品质为8,如下图 天际瞰宇信息技术(北京)有限公司

三维场景构建手册(2016)

站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一 三维场景构建手册 1技术背景 精细、准确、逼真的三维场景是所有站场管理都需要的基础数据,目前基于三维数据的站场管理平台有着强烈的市场需求。以下为“站场三维场景构建及应用系统”课题对应的研究内容。 图1-1 站场三维场景构建及应用系统框架 在三维场景构建方面,我们已经熟练掌握了航空摄影测量、倾斜摄影测量、激光扫描测量和3DMAX 单体精细建模,正积极进行激光扫描技术与全景影像技术相匹配后的“激光全景”技术研究。 在综合以上多种技术最后实现“三维场景构建”方面,本手册总结几种组合方案,对其优劣性和实用性做出评价,然后逐项介绍流程、关键步骤和操作技巧。 本手册主要依托软件有: ●单体建模软件,如AutoCAD、3DS Max、点云(如CitoVision)和倾斜模型建模软件(如Smart 3D、Dp Modeler)等; ●场景集成软件,如Skyline平台软件、全景影像平台软件等。 2方案分析 从数据采集角度考虑,三维建模的数据源包括:航空摄影成果、倾斜摄影成果、激光点云成果、设计图纸。基于任何一种数据源都可以实现三维建模(此外还有照片、视频、全景影像等媒体形式因为没有空间坐标的概念,所以仅能作为纹理参考或者基于三维模型进行展现)。下面分析4种数据源的特点。 表2-1 几种数据源应用于三维建模的优劣势分析

行分析,并依次为推荐的顺序。 表2-2 站场建模方案组合的适用范围

站场三维场景构建及应用系统开发课题材料之一 图2-1 基于航空摄影测量(方案3)的某典型站场的三维模型 3流程

无论采用何方案,其流程都可以分为“采集和处理”、“三维地形制作”、“单体建模和场景集成”三个基本步骤。 4关键步骤 4.1 构建地形 1)新建项目 软件支持地理坐标系和投影坐标系,推荐使用地理坐标系。 2)加载数据 加载影像

skyline三维建模流程

Skyline三维建模流程 (瞿成俊编写) (一)CAD图形数据、纹理数据领取及命名方式 1)领取CAD图形数据检查是否有七层或在马路边上的房屋没有编号(此编号为瞿成俊编制,如无请咨询),此编号与纹理数据编号一 致。 2)各作业人员在瞿成俊编制号码前加自己姓名的最后一个汉字的拼音字母做为标识+所给范围的编号代码,做为最终.X成果的文件名。如:瞿成俊的拼音代码:ke 范围代码:g01 瞿成俊编制的代码:01 最终的文件名为:keg0101?x 3)纹理命名方式:以自己的名为前缀+数字,例: 瞿成俊的拼音代码:qcj 纹理顺序:01 纹理顺序:02 最终的纹理名为:ke01 Ke02 (二)纹理要求 1)纹理素材要求清晰、颜色明亮、无其它不相关遮挡物、不夸张、不歪斜

实现方法:1:通过截取其中纹理素材清晰、颜色明亮、无其它不相关遮挡物部分纹理材质复制、移动到有遮挡物的方或者基它 破旧的部分(色阶工具辅助实现)。 2:用曲线工具调其亮度值,再用滤镜里面的锐化工具调其清晰度,注意保持纹理真实不失真。 3:通过“多边形套取”工具选取歪斜部分,用CTRL+T 进行变形,再点右键弹出的菜单栏中点选其中的“斜切”工具进行推拉 变形) 2)纹理大小、格式要求 1:在photoshop 中显示不能超过600K 2:纹理格式存储为JPG,透明纹理格式存储为.TGA (四)模型制作 1)启动软件3D MAX。 2)确定单位,在3DMA凍单“ CuStomiZe ” 中的“ Unit SetuP ” 中将单位设置成minimeters 。 3)导入矢量闭合多边形,在CAD中将底图置于坐标原点,并且指定其单位为米(mini meters )。导入3DMA)φ作底图,在 3DMAX中以导入的多边形为基准再勾画相同的多边形作为地基 轮廓。(如果成片做,那么再最后各栋模型导出时, 请注意把模 型左上角的边角点放至坐标原点)。附:操作参考文档《建模导 出X文件新规则》

基于skyline的城市三维建模研究

自从戈尔提出“数字地球”的概念后,用数字形式表示地理空间成为热点,数字省市、数字城镇已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略,成为争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。在构建数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分,是摄影测量与遥感、地理信息系统及计算机科学等学科的研究内容之一。城市三维景观的建立,将以全新的方式表达和处理地理空间信息,在城市规划、房地产开发、交通管理、旅游等领域起着重要的作用。 随着信息化时代的迅速发展,人们对城市中各种三维信息的表达与处理日益迫切,不仅需要表达单个建筑物或建筑物群体,还需要建立整个城市景观模型,并希望利用这些模型进行有关城市的规划设计、应急指挥等工作。然而,由于快速构建大规模三维模型较困难,城市三维建模受到数据资源不足的困扰。一方面,规则、简单的建筑物难以真实表达现实的三维世界;另一方面,精细建模不但费时费力,数据量也给系统后期的可视化和空间分析带来很多难题。在数字区域研制中,城市虚拟建模往往面临着“数据量大,任务繁重,硬件要求高,开发周期长”的难题,从而大大限制了该领域的发展。为此,笔者通过对比研究和实验,综合已有的方法,针对城市景观模型的特点,探索出一个相对经济快捷的解决方案,并以skyline系列软件为平台,以河南许昌市为试验区,完成城市三维景观的构建,为城市三维景观的建设提供了一个思路,相信对于推动我国城市三维建模将会有所帮助。 1三维建模研究现状 目前人们对城市三维景观建模作了很多研究,三维建模从技术本质上将,大致有如下三种实现技术:一是直接使用三维模型制作软件,如Sketch Up、3DMAX等软件进行建模; 二是直接利用传统GIS的二维线划数据及其相应的高度属性进行三维建模,各建筑物表面还可以加上相应的纹理; 三是利用数字摄影测量技术进行三维建模。第一种方法能逼真地表示城市的精细结构和材质特征,但所建模型不能表示真实的地理位置,且制作需耗大量的人力和物力。第二种方法利局限于较规则建筑物的三维建模,对城市的精细节点表达力度不够,视觉效果不是很好。第三种方法目前来说成本还相对较高。 在进行城市三维建模的实际操作中,面对名目繁多的地物类型和大量的地表建筑,单纯使用以上的某一种技术方法很难做到快速而有效,所以往往是将不同的技术方法综合使用,即多源数据多种方法综合的三维建模。例如,早期人们将航空影像与DEM 叠加,用以构建城市的地形或建筑群景观模型。尽管这种方法方便、快捷,但所构建的建筑群缺少侧面纹理及几何信息。在此基础上,有学者提出基于2DGIS 与DEM 结合构建三维城市模型的方法,但该方法仅能在城市自然景观上建立较为规则的建筑物模型,难以构建城市中诸如河流、道路、绿化、市政设施等较为复杂的实体。目前许多学者借助成熟的三维建模成果,基于对象的平面底图数据、航空影像或地面摄影影像对其进行三维重建,这种建模方法虽然可以建立精细、逼真的三维模型,但整个建模流程需要手工操作,自动化程度低。而且这种方法建立的模型数据量非常大,不利于3DU GIS 的可视化和空间分析,而基于几何要素的三维建模方法(CSG方法)和基于程序的建模方法由于受几何要素的规则性限制,难以描述较为复杂和真实的三维建筑,多用于对现实真实性要求不强的三维游戏、军事仿真等领域。 从整体上讲,上述三维模型的构建方法因可视化效果差或自动化程度低,已成为制约地理信息发展和数字城市建设的瓶颈。 2数据准备和技术路线 2.1 实验区概况

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