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计算机三维动画在工程设计的应用

1前言

三维动画又被称之为3D动画,是随着计算机技术的发展而发展的,现在已经广泛应用于各领域,极大的提高了各行业的工作效率。在工程设计领域,三维动画就受到了广大设计师的推崇。下文就围绕三维动画在工程设计中的应用进行分析。

2三维动画的概述

2.1三维动画的定义

三维动画又被称之为3D动画,它是随着计算机技术的不断发展而逐渐衍生出来的一门最新的技术。在制作过程中,主要是通过利用三维动画软件,来在电脑中建立一个虚拟的世界,设计师再以这个虚拟的三维世界为基础,根据表现对象的具体状态来建立模型,然后再根据相关的要求来对以下几方面参数进行设定,(1)模型的运动轨迹;(2)虚拟摄像机;(3)其他动画参数。最后,再根据具体的要求,来为模型赋予相应的材质,并且打上灯光。当这一切都完成之后,再让计算机进行自动的渲染,以生成最后的画面。

2.2应用范围

三维动画技术能够对真实的物体进行模拟,故此被许多行业所广泛应用。因为三维动画的以下几方面特性[1]:(1)精确性;(2)真实性;(3)无限的可操作性。被应用于以下诸多领域:(1)医学;(2)军事;(3)工程设计;(4)军事;(5)娱乐等。在影视广告方面,三维动画技术给观众营造了一种真实的氛围,因此受到了许多观众的喜爱。三维动画可以用于特效制作、建筑、角色动画等方面。

3三维动画在工程设计中的应用

在工程设计中,三维动画在其中有着重要的作用,能够将项目工程的设计具体化、真实化,使人们能够直观的了解到工程竣工后的具体状况。在工程设计制作流程中,包括建筑设计、结构设计、水电设计等,在建筑设计中,效果图设计是其中的重要组成部分,效果图就是用三维动画软件3DMAX所制作出来的,下文就围绕效果图的制作步骤进行简要的说明。

3.1前期策划

在制作建筑效果图之前,一定要做好策划以及设计工作。如,整个工程的主体需要表现什么样的效果,整体的效果想如何表达,哪些部分要进行细致的表现,视觉效果等等,这些都需要进行提前的策划,不做好这些方面的工作,那么后期的制作也就很难开展。

3.2建立模型

当前期准备工作完成之后,接下来要做的事情就是建模,在效果图设计中,建模是非常重要的一个环节,对整个工程的后期表现有着直接的影响。建模也就是对工程的建筑主体进行建立,根据建筑工程的设计要求,将图纸上的内容表现到效果图之中[2]。例如,在建筑工程设计中,往往要提前与业主进行沟通,了解业主预期效果,然后再在图纸上将其表现出来,将建筑图的正立面、侧立面以及背立面大致的表达出来,然后效果图设计师再根据建筑设计师的设计图用3Dmax软件来进行展现。在这个过程中,需要建筑设计师与效果图设计师进行相互的交流与沟通,当然也有人身兼两职,对工程主体模型的建立进行细致的讨论,大到工程的整体造型,小到工程的线条设计、门窗的材料设计等,都需要进行不断的讨论,方可建立出较好的模型。

3.3动画设置

在模型完成之后,就需要对摄影机进行调整,要按照脚本的设计进行调整,如果在场景之中,仅仅只有主题建筑物之时,那么就需要将摄影机进行提前设定,然后再对其他的动画物体进行设定。摄影机的调整在整个效果图的制作中也非常关键,摄影机角度调节的好坏,会直接影响到效果图的表现效果,因为摄影机的角度,会给整栋建筑不一样的感觉,往往能够起到画龙点睛的作用。

3.4贴图

当模型的动画完成之后,那么就要为模型赋予相应的材质,进行材质贴图,使模型变得更加真实。所谓材质,指的就是材料的质地,就是将模型的表面变得更加的生动、更加的真实,将物体的颜色、反光度等进行体现。贴图就是将一些二维图片贴到三维模型上,使整个模型的表面细节更加形象。建筑工程的立面效果往往会采用相应的涂料或者是贴上瓷砖,以便使建筑工程的外表效果更加的美观,而贴图就是完成这方面的工作。贴图就是尽可能的还原真实,使模型的材质与现实生活中的材质一致。

3.5灯光

在对模型赋予了材质之后,接下来就需要打灯光了。然后再根据摄影机的定位,对模型进行细部调节。在效果图制作中,打灯光就是用三维动画软件将自然界的光纤类型进行尽可能的模拟。在三维软件中,一般有以下几种灯光:(1)泛灯光,如太阳以及蜡烛等;(2)方向灯,如电筒以及探照灯等。灯光主要起到照明场景以及营造氛围的作用。一般是采用三光源设置法:就是一个主灯,以一个背灯以及一个补灯。主灯就是基本光源,所以它的亮度也最高,它对光线的方向进行确定。补灯主要是对主灯所产生的阴影进行柔和,尤其是面部区域。而背灯则是起到加强主体角色的目的,显现主体的轮廓,使主体角色能够突显出来。

3.6环境制作

环境制作主要是丰富效果图的画面,使效果图不仅仅是单一的呈现建筑主体,而是通过加入后期的环境来使整个效果图显得更加的充实[3]。例如,我们经常能够在效果图中看到人物或者汽车等,这就是起到点缀的作用。在建筑工程设计中,我们经常能够看到效果图上有一些花草树木以及人物汽车,一方面能够使整个效果图显得更加的真实,另一方面也使效果图更加充实。

3.7渲染输出

当以上所有的流程都完成之后,那么就需要在三维动画软件中按下渲染输出的按键,将模型进行渲染,得出最终的效果图。

3.8后期处理

虽然在渲染输出之后就得出了最终的效果图,但是效果图设计师还会将渲染的效果图进行后期处理,采用PS软件来进行颜色校正,或者是加入景深等,使效果图变得更加的美观,更加的具有意境。

4结语

综上,从上文中所述的效果图制作流程我们可以知道,一个完整的建筑动画设计,其制作流程是环环相扣的。通过三维动画软件来制作效果图,可以对真实的物体进行模拟,能够让人们直观的了解最终的工程效果。

作者:游祖会 段萍 单位:重庆工程职业技术学院

参考文献:

[1]阚俊林,许振岳,黄尚泉.计算机三维动画在工程设计中的应用[J].化工矿山技术,1995(05):39~41.

[2]赵玲玲,王峰鹏,杨奎河,王建霞.计算机三维动画技术在建筑设计中的应用[J].邯郸大学学报,2000(03):35~36.

[3]李琳琪.浅析三维动画在水利工程设计中的应用及前景[J].中国勘察设计,2014(09):86~89.

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