行业新闻 | 数十万个部件级三维模型立体还原，实景三维黄鹤楼亮相央视春晚

1月28日，央视春晚以“拼搭积木”的三维动画方式，通过榫卯部件的“拼、接、契、合”，生动反演了宋代黄鹤楼雅澹古朴的历史风貌和文化气息，展示了黄鹤楼千百年兴衰历程以及它所体现的中国传统建筑技艺，让全世界观众感受到中国古典建筑文化的博大精深与无穷魅力。

这个形态逼真、刻画精致的宋代黄鹤楼三维模型，是由自然资源部实景三维建设与城市精细化治理工程技术创新中心通过高精度三维激光扫描及结构化三维建模等技术制作完成的，展现了宋代黄鹤楼的形态格局、风貌肌理和气质神韵，为观众带来了真实、精彩的视觉体验。

武汉市测绘研究院基础地理信息中心（创新研究中心）负责人介绍，实景三维作为真实、立体、时序化反映人类生产、生活和生态空间的时空信息，具有“精度更准确、细节更饱满、视角更丰富”等优点。实景三维技术，也是当前“智慧城市”的基本框架和热门数字技术之一，更是国家重要的新型基础设施和战略性数据资源。黄鹤楼的榫卯结构精巧繁杂，嵌套遮掩导致建筑细节难以获取，武汉市测绘研究院科研团队解决了多个技术难题，完成了高精度宋代黄鹤楼三维建模，让这座千百年的古建筑突破时空，重焕生机。

如何在保证精度的前提下还原黄鹤楼的建筑细节？为确保数据完整，科研团队对黄鹤楼复杂的亭阁斗拱、翘角重檐、梁柱围栏进行了多角度、多层次的三维激光扫描，形成了海量高精度、高密度的三维点云数据，再叠加高精度控制点，并通过自适应噪声滤波、融合迭代优化算法对榫卯边缘、棱角等细节特征进行保留和多源数据高精度配准，最后依据榫卯结构重要性、细节程度分层对建筑进行了高精度模型构建。

黄鹤楼部件繁多、结构复杂，如何解决部件拆解困难的问题？科研团队多次邀请经验丰富的古建筑设计师参加模型的结构分析和技术指导，按照“先粗后精、先主后次、先外后内”的思路对整个模型的一榫一卯、一椽一木、一砖一瓦进行了逐层结构化拆解和微雕细琢，最终形成了数十万个精细的部件级三维模型。

海量数据细节渲染极容易引发卡顿，如何在虚拟环境中平衡模型精度和调度性能？为确保模型流畅、逼真展现，在保证模型结构细节质量的前提下，科研团队对模型进行了顶点压缩、网格简化、纹理压缩等结构优化和轻量化处理，并采用LOD渐进式渲染和遮挡剔除等多种可视化优化策略，最终利用三维仿真软件对模型进行数字化真实化立体还原。

此次亮相央视春晚，是实景三维科技赋能数字文化创新的成功典范。未来，该中心将以此为契机，聚焦城市精细化治理对实景三维建设的新需求，继续加大科技创新和成果转化应用力度，积极拓展实景三维在支撑自然资源管理、赋能政府决策、服务数字文化建设、助力数字经济发展和服务百姓美好生活等方面的应用。