水墨山水畫是中國文化的重要組成部分，它所傳達的是東方“境生象外”的精神境界。水墨畫家或細心染墨、巧妙勾勒，或濃淡有韻、潑墨潤澤，或筆韻粗壯、墨韻渾厚。古人之法各自活用，各有所長，墨韻見筆，以形求神。

 

時至今日，作為GISer的我們，只得望著一幅幅傳世之作，感嘆文人藝術(shù)家們傳神的畫技。古人有古人之法，我們能否利用現(xiàn)代工具，制作出寫意的水墨風(fēng)格山水畫作？

中國傳統(tǒng)的水墨山水畫通常以自然山川為主要對象，通過特定的觀察角度，結(jié)合靈活的著色手法，描繪出擁有深厚感和層次感的壯闊山水景觀。在GIS工具中，利用合適的高程數(shù)據(jù)，通過一定的渲染方式，就可以在某種程度上呈現(xiàn)中國傳統(tǒng)水墨山水畫中的筆墨感和立體感。ArcScene是ArcGIS軟件桌面系統(tǒng)3D分析擴展模塊的一部分，是一個可以展示三維透視場景的優(yōu)秀平臺。

 

主要工具和材料

• ArcGIS桌面軟件
• ArcScene模塊
• 數(shù)字高程地形（DEM）數(shù)據(jù)

 

制作流程

1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準備

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括高分辨率DEM柵格數(shù)據(jù)（空間分辨率30m即可），矢量點數(shù)據(jù)（制作紅日）以及河流水系矢量數(shù)據(jù)。

其中，需要注意的是，DEM數(shù)據(jù)盡量選擇海拔起伏較大的多山地區(qū)，便于分層設(shè)色、制圖美觀等；點數(shù)據(jù)可以在ArcMap中制作，可以畫多個點，以便在角度調(diào)換時視野中有點存在；河流矢量數(shù)據(jù)可選，河網(wǎng)無需密集分布。

 

 

圖1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2、ArcScene 3D模型制作

將上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ArcScene中，此時各個圖層均為扁平圖。然后對各個圖層設(shè)置屬性（圖2）：

在“Base Heights”選項卡中選中“Floating on a custom surface”，將路徑設(shè)置為導(dǎo)入的DEM數(shù)據(jù)；

注意更改單位轉(zhuǎn)換系數(shù)，根據(jù)DEM數(shù)據(jù)投影確定，如不進行偏移設(shè)置，則進行下一步；

切換至“Rendering”選項卡，修改柵格圖像質(zhì)量，可以調(diào)到最高，否則柵格數(shù)據(jù)分辨率將會降低，影響制圖質(zhì)量。

適當(dāng)設(shè)置點圖層的size和color。

效果圖如圖3所示，3D模型已構(gòu)建完成，此時還未呈現(xiàn)水墨質(zhì)感。

圖3 初步3D數(shù)字高程模型

3、圖層著色

圖層著色是將3D模型呈現(xiàn)出水墨風(fēng)格的重要步驟，該步驟主要著色的對象為DEM數(shù)據(jù)。流程如下：

選擇合適的角度，最好有遠眺的視角；
打開屬性設(shè)置中的“Symbology”選項卡，更改Color Ramp為“白->黑”漸變色，更改Stretch type，使3D模型明暗適中，如圖4，效果如圖5，此時已有水墨質(zhì)感和立體感；
部分著色，體現(xiàn)不同的元素（如山腰處呈現(xiàn)濃郁的綠色，山腳處呈現(xiàn)淡淡的土黃色等）。打開“Labeling”選項進行設(shè)置，將“Number of Interval”設(shè)置為16（類別大于10為宜），點擊“Generate”生成分層顏色列表；在顏色列表中稍微修改某一層的顏色，注意調(diào)動幅度不宜過大。
色彩微調(diào)：雙擊顏色條，點擊“More Colors…”，在原本的顏色基礎(chǔ)上進行細微改動，通常選擇RGB顏色進行修改，便于控制。

 

通過以上步驟，簡單的水墨風(fēng)格山水畫便制作完成，想要得到更精美的畫作，還需要耐心嘗試與調(diào)色。盡管花了很大功夫，但水墨山水畫仍顯單一，畢竟作畫素材簡陋，畢竟水墨畫博大精深，畢竟我們不是藝術(shù)家，畢竟……謹表敬意！

水墨山水畫欣賞

下面是利用ArcGIS制作的多種風(fēng)格的水墨山水畫，敬請欣賞~

 

以上內(nèi)容由數(shù)字地球重點實驗室高會然提供。