計算機三維動(dòng)畫(huà)在工程設計的應用論文

　　1前言

　　三維動(dòng)畫(huà)又被稱(chēng)之為3D動(dòng)畫(huà)，是隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，現在已經(jīng)廣泛應用于各領(lǐng)域，極大的提高了各行業(yè)的工作效率。在工程設計領(lǐng)域，三維動(dòng)畫(huà)就受到了廣大設計師的推崇。下文就圍繞三維動(dòng)畫(huà)在工程設計中的應用進(jìn)行分析。

　　2三維動(dòng)畫(huà)的概述

　　2．1三維動(dòng)畫(huà)的定義

　　三維動(dòng)畫(huà)又被稱(chēng)之為3D動(dòng)畫(huà)，它是隨著(zhù)計算機技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸衍生出來(lái)的一門(mén)最新的技術(shù)。在制作過(guò)程中，主要是通過(guò)利用三維動(dòng)畫(huà)軟件，來(lái)在電腦中建立一個(gè)虛擬的世界，設計師再以這個(gè)虛擬的三維世界為基礎，根據表現對象的具體狀態(tài)來(lái)建立模型，然后再根據相關(guān)的要求來(lái)對以下幾方面參數進(jìn)行設定，(1)模型的運動(dòng)軌跡;(2)虛擬攝像機;(3)其他動(dòng)畫(huà)參數。最后，再根據具體的要求，來(lái)為模型賦予相應的材質(zhì)，并且打上燈光。當這一切都完成之后，再讓計算機進(jìn)行自動(dòng)的渲染，以生成最后的畫(huà)面。

　　2．2應用范圍

　　三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)能夠對真實(shí)的物體進(jìn)行模擬，故此被許多行業(yè)所廣泛應用。因為三維動(dòng)畫(huà)的以下幾方面特性［1］:(1)精確性;(2)真實(shí)性;(3)無(wú)限的可操作性。被應用于以下諸多領(lǐng)域:(1)醫學(xué);(2)軍事;(3)工程設計;(4)軍事;(5)娛樂(lè )等。在影視廣告方面，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)給觀(guān)眾營(yíng)造了一種真實(shí)的氛圍，因此受到了許多觀(guān)眾的喜愛(ài)。三維動(dòng)畫(huà)可以用于特效制作、建筑、角色動(dòng)畫(huà)等方面。

　　3三維動(dòng)畫(huà)在工程設計中的應用

　　在工程設計中，三維動(dòng)畫(huà)在其中有著(zhù)重要的作用，能夠將項目工程的設計具體化、真實(shí)化，使人們能夠直觀(guān)的了解到工程竣工后的具體狀況。在工程設計制作流程中，包括建筑設計、結構設計、水電設計等，在建筑設計中，效果圖設計是其中的重要組成部分，效果圖就是用三維動(dòng)畫(huà)軟件3DMAX所制作出來(lái)的，下文就圍繞效果圖的制作步驟進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。

　　3．1前期策劃

　　在制作建筑效果圖之前，一定要做好策劃以及設計工作。如，整個(gè)工程的主體需要表現什么樣的效果，整體的效果想如何表達，哪些部分要進(jìn)行細致的表現，視覺(jué)效果等等，這些都需要進(jìn)行提前的策劃，不做好這些方面的工作，那么后期的制作也就很難開(kāi)展。

　　3．2建立模型

　　當前期準備工作完成之后，接下來(lái)要做的事情就是建模，在效果圖設計中，建模是非常重要的一個(gè)環(huán)節，對整個(gè)工程的后期表現有著(zhù)直接的影響。建模也就是對工程的建筑主體進(jìn)行建立，根據建筑工程的設計要求，將圖紙上的內容表現到效果圖之中［2］。例如，在建筑工程設計中，往往要提前與業(yè)主進(jìn)行溝通，了解業(yè)主預期效果，然后再在圖紙上將其表現出來(lái)，將建筑圖的正立面、側立面以及背立面大致的表達出來(lái)，然后效果圖設計師再根據建筑設計師的設計圖用3Dmax軟件來(lái)進(jìn)行展現。在這個(gè)過(guò)程中，需要建筑設計師與效果圖設計師進(jìn)行相互的交流與溝通，當然也有人身兼兩職，對工程主體模型的建立進(jìn)行細致的討論，大到工程的整體造型，小到工程的線(xiàn)條設計、門(mén)窗的材料設計等，都需要進(jìn)行不斷的討論，方可建立出較好的模型。

　　3．3動(dòng)畫(huà)設置

　　在模型完成之后，就需要對攝影機進(jìn)行調整，要按照腳本的設計進(jìn)行調整，如果在場(chǎng)景之中，僅僅只有主題建筑物之時(shí)，那么就需要將攝影機進(jìn)行提前設定，然后再對其他的動(dòng)畫(huà)物體進(jìn)行設定。攝影機的調整在整個(gè)效果圖的制作中也非常關(guān)鍵，攝影機角度調節的好壞，會(huì )直接影響到效果圖的表現效果，因為攝影機的角度，會(huì )給整棟建筑不一樣的感覺(jué)，往往能夠起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。

　　3．4貼圖

　　當模型的動(dòng)畫(huà)完成之后，那么就要為模型賦予相應的材質(zhì)，進(jìn)行材質(zhì)貼圖，使模型變得更加真實(shí)。所謂材質(zhì)，指的就是材料的質(zhì)地，就是將模型的表面變得更加的生動(dòng)、更加的真實(shí)，將物體的顏色、反光度等進(jìn)行體現。貼圖就是將一些二維圖片貼到三維模型上，使整個(gè)模型的表面細節更加形象。建筑工程的立面效果往往會(huì )采用相應的涂料或者是貼上瓷磚，以便使建筑工程的外表效果更加的美觀(guān)，而貼圖就是完成這方面的工作。貼圖就是盡可能的還原真實(shí)，使模型的材質(zhì)與現實(shí)生活中的材質(zhì)一致。

　　3．5燈光

　　在對模型賦予了材質(zhì)之后，接下來(lái)就需要打燈光了。然后再根據攝影機的定位，對模型進(jìn)行細部調節。在效果圖制作中，打燈光就是用三維動(dòng)畫(huà)軟件將自然界的光纖類(lèi)型進(jìn)行盡可能的模擬。在三維軟件中，一般有以下幾種燈光:(1)泛燈光，如太陽(yáng)以及蠟燭等;(2)方向燈，如電筒以及探照燈等。燈光主要起到照明場(chǎng)景以及營(yíng)造氛圍的作用。一般是采用三光源設置法:就是一個(gè)主燈，以一個(gè)背燈以及一個(gè)補燈。主燈就是基本光源，所以它的亮度也最高，它對光線(xiàn)的方向進(jìn)行確定。補燈主要是對主燈所產(chǎn)生的陰影進(jìn)行柔和，尤其是面部區域。而背燈則是起到加強主體角色的目的，顯現主體的輪廓，使主體角色能夠突顯出來(lái)。

　　3．6環(huán)境制作

　　環(huán)境制作主要是豐富效果圖的畫(huà)面，使效果圖不僅僅是單一的呈現建筑主體，而是通過(guò)加入后期的環(huán)境來(lái)使整個(gè)效果圖顯得更加的充實(shí)［3］。例如，我們經(jīng)常能夠在效果圖中看到人物或者汽車(chē)等，這就是起到點(diǎn)綴的作用。在建筑工程設計中，我們經(jīng)常能夠看到效果圖上有一些花草樹(shù)木以及人物汽車(chē)，一方面能夠使整個(gè)效果圖顯得更加的真實(shí)，另一方面也使效果圖更加充實(shí)。

　　3．7渲染輸出

　　當以上所有的流程都完成之后，那么就需要在三維動(dòng)畫(huà)軟件中按下渲染輸出的按鍵，將模型進(jìn)行渲染，得出最終的效果圖。

　　3．8后期處理

　　雖然在渲染輸出之后就得出了最終的效果圖，但是效果圖設計師還會(huì )將渲染的效果圖進(jìn)行后期處理，采用PS軟件來(lái)進(jìn)行顏色校正，或者是加入景深等，使效果圖變得更加的美觀(guān)，更加的具有意境。

　　4結語(yǔ)

　　綜上，從上文中所述的效果圖制作流程我們可以知道，一個(gè)完整的建筑動(dòng)畫(huà)設計，其制作流程是環(huán)環(huán)相扣的。通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)軟件來(lái)制作效果圖，可以對真實(shí)的物體進(jìn)行模擬，能夠讓人們直觀(guān)的了解最終的工程效果。

　　參考文獻:

　�。�1］闞俊林，許振岳，黃尚泉．計算機三維動(dòng)畫(huà)在工程設計中的應用［J］．化工礦山技術(shù)，1995(05):39～41．

　�。�2］趙玲玲，王峰鵬，楊奎河，王建霞．計算機三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在建筑設計中的應用［J］．邯鄲大學(xué)學(xué)報，2000(03):35～36．

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