Page 14 - 中国仿真学会通讯2020第1期

ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｍａｒｔ ３Ｄ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ３Ｄ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｏｆ ｔｈｅ
ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｃｅｎｅ， ａｓ ｓｈｏｗｎ ｉｎ Ｆｉｇｕｒｅ １． Ｔｈｅ
ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｉｎｃｌｕｄｅｓ １３ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ， ｔｏｔａｌｉｎｇ ７． ７６
ｍｉｌｌｉｏｎ ｐｏｉｎｔｓ， ａｂｏｕｔ １４７Ｍｂ．
Ｆｉｇｕｒｅ １： Ｔｈｅ Ｐｏｉｎｔ Ｃｌｏｕｄｓ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．
Ｆｉｇｕｒｅ ２ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｗｏｒｋｆｌｏｗ ｏｆ ｔｈｅ
ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ． Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｐｐｌｉｅｓ ｔｏ ｔｈｅ
ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈａｔ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ Ｍａｎｈａｔｔａｎ ｗｏｒｌｄ
ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ
ｐａｒｔｓ： ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｓｔ⁃
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
Ｐｒｅ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ： Ｗｅ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ
ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｃｅｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｔｈｅ Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ． Ｆｏｒ
ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ， ｗｅ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｓ
ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｔｈｅ Ｚ⁃ａｘｉｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．
Ｔｈｅｎ ｗｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｆａｃａｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ
ｒｏｏｆ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｐｌａｎａｒ ｓｌｉｃｅｓ．
Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ： Ｗｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ｆａｃａｄｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｒｏｏｆ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｔｈｅ ｂｌｏｃｋ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ｂｅ
ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｉｎ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｃｈａｐｔｅｒｓ．
Ｐｏｓｔ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ： Ｗｅ ｍｅｒｇｅ ｔｈｅ ｆａｃａｄｅ ｍｏｄｅｌ
ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｏｆ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｃｌｉｐ ｕｎｎｅｃｅｓｓａｒｙ
ｐｏｌｙｇｏｎｓ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｍｏｄｅｌ． Ｔｈｅｎ ｔｈｅ
ｒｅａｌｉｓｔｉｃ ３ｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｘｔｕｒｅ ｍａｐｐｉｎｇ．
Ｆｉｇｕｒｅ ２： Ｔｈｅ Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄ．
３ Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ
Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ
ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｓ ｔｈａｔ ｓｏｍｅ
ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎｌｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｒｏｏｆ ｏｒ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｆａｃａｄｅ，
ｉｇｎｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ａｓ ａ ｗｈｏｌｅ． Ｏｎ
ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ， ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｒｅｓｏｌｖｅ ｔｈｅ
ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ
ｆｉｄｅｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ． Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｄｅｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ
ｍｏｄｅｌ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ，
ｗｈｉｌｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｗｉｌｌ
ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｆｉｄｅｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ
ｐｒｏｂｌｅｍｓ．
Ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐｒｏｂｌｅｍ， ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ
ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓ ｔｈｅ ｆａｃａｄｅ ａｎｄ ｒｏｏｆ ｏｆ
ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ． Ｗｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ
ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｆａｃａｄｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ １ ａｎｄ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ２， ａｎｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｒｏｏｆ
ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ３． Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ １⁃Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ３
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