計算機三維動畫在工程設計的應用論文

　　1前言

　　三維動畫又被稱之為3D動畫，是隨著計算機技術的發展而發展的，現在已經廣泛應用于各領域，極大的提高了各行業的工作效率。在工程設計領域，三維動畫就受到了廣大設計師的推崇。下文就圍繞三維動畫在工程設計中的應用進行分析。

　　2三維動畫的概述

　　2．1三維動畫的定義

　　三維動畫又被稱之為3D動畫，它是隨著計算機技術的不斷發展而逐漸衍生出來的一門最新的技術。在制作過程中，主要是通過利用三維動畫軟件，來在電腦中建立一個虛擬的世界，設計師再以這個虛擬的三維世界為基礎，根據表現對象的具體狀態來建立模型，然后再根據相關的要求來對以下幾方面參數進行設定，(1)模型的運動軌跡;(2)虛擬攝像機;(3)其他動畫參數。最后，再根據具體的要求，來為模型賦予相應的材質，并且打上燈光。當這一切都完成之后，再讓計算機進行自動的渲染，以生成最后的畫面。

　　2．2應用范圍

　　三維動畫技術能夠對真實的物體進行模擬，故此被許多行業所廣泛應用。因為三維動畫的以下幾方面特性［1］:(1)精確性;(2)真實性;(3)無限的可操作性。被應用于以下諸多領域:(1)醫學;(2)軍事;(3)工程設計;(4)軍事;(5)娛樂等。在影視廣告方面，三維動畫技術給觀眾營造了一種真實的氛圍，因此受到了許多觀眾的喜愛。三維動畫可以用于特效制作、建筑、角色動畫等方面。

　　3三維動畫在工程設計中的應用

　　在工程設計中，三維動畫在其中有著重要的作用，能夠將項目工程的設計具體化、真實化，使人們能夠直觀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畫軟件3DMAX所制作出來的，下文就圍繞效果圖的制作步驟進行簡要的說明。

　　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，哪些部分要進行細致的表現，視覺效果等等，這些都需要進行提前的策劃，不做好這些方面的工作，那么后期的制作也就很難開展。

　　3．2建立模型

　　當前期準備工作完成之后，接下來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環節，對整個工程的后期表現有著直接的影響。建模也就是對工程的建筑主體進行建立，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，往往要提前與業主進行溝通，了解業主預期效果，然后再在圖紙上將其表現出來，將建筑圖的正立面、側立面以及背立面大致的表達出來，然后效果圖設計師再根據建筑設計師的設計圖用3Dmax軟件來進行展現。在這個過程中，需要建筑設計師與效果圖設計師進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行細致的討論，大到工程的整體造型，小到工程的線條設計、門窗的材料設計等，都需要進行不斷的討論，方可建立出較好的模型。

　　3．3動畫設置

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

　　3．4貼圖

　　當模型的動畫完成之后，那么就要為模型賦予相應的材質，進行材質貼圖，使模型變得更加真實。所謂材質，指的就是材料的質地，就是將模型的表面變得更加的生動、更加的真實，將物體的顏色、反光度等進行體現。貼圖就是將一些二維圖片貼到三維模型上，使整個模型的表面細節更加形象。建筑工程的立面效果往往會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，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，使模型的材質與現實生活中的材質一致。

　　3．5燈光

　　在對模型賦予了材質之后，接下來就需要打燈光了。然后再根據攝影機的定位，對模型進行細部調節。在效果圖制作中，打燈光就是用三維動畫軟件將自然界的光纖類型進行盡可能的模擬。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景以及營造氛圍的作用。一般是采用三光源設置法:就是一個主燈，以一個背燈以及一個補燈。主燈就是基本光源，所以它的亮度也最高，它對光線的方向進行確定。補燈主要是對主燈所產生的陰影進行柔和，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。

　　3．6環境制作

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

　　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畫軟件中按下渲染輸出的按鍵，將模型進行渲染，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將渲染的效果圖進行后期處理，采用PS軟件來進行顏色校正，或者是加入景深等，使效果圖變得更加的美觀，更加的具有意境。

　　4結語

　　綜上，從上文中所述的效果圖制作流程我們可以知道，一個完整的建筑動畫設計，其制作流程是環環相扣的。通過三維動畫軟件來制作效果圖，可以對真實的物體進行模擬，能夠讓人們直觀的了解最終的工程效果。

　　參考文獻:

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

　　［2］趙玲玲，王峰鵬，楊奎河，王建霞．計算機三維動畫技術在建筑設計中的應用［J］．邯鄲大學學報，2000(03):35～36．

　　［3］李琳琪．淺析三維動畫在水利工程設計中的應用及前景［J］．中國勘察設計，2014(09):86～89．

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