現代計算機軟件虛擬技術在吊裝施工領域中的應用

艾書舟

摘 要：使用計算機軟件虛擬技術可以使得吊裝工藝的數值、改進方案得到完美的體現，并且能夠顯示出吊裝施工的實際過程、減少施工風險問題，使得吊裝施工方案能夠更加順利的進行溝通和交流。有效的掌握相關技術能夠直接體現出吊裝施工企業的施工質量。

關鍵詞：吊裝施工；計算機軟件；模擬；現狀；解決的措施

計算機軟件虛擬技術就是使用計算機為操作媒介，根據有關軟件來進行虛擬化的模仿、演示、仿真、構建、安排或是計算等工作，其中包含了計算機圖形學、計算機幫助設計、計算機虛擬、多媒體技術等多門科目。計算機軟件虛擬技術是在計算機硬件和軟件相互融合的基礎上發展而來的，具有遠大的發展前景。

1 吊裝數值三維體系仿真模式

吊裝公司和高校一起合作研究的“三維吊裝仿真體系”，其特點是具有創造性，根據有關的規章制度，以工程構建模式為大體框架，深入研究了三維引擎體系，融合了有限元計算研究、數據庫資料管理和三維虛擬仿真等技術。這個軟件具有以下特點：（1）減少設計時間。可以完成吊車自動化選擇、吊裝附件（平衡梁、索具、吊耳、吊蓋等）內容的選擇和計算，有效的減少了設計時間。（2）提升計算的準確程度。檢查計算方式要和有關規定吻合，并且使用有限元分析模式，加強計算的精準度。（3）構建共享式數據庫。可以管理多種履帶吊、汽車吊機型，使得選擇的類型更加豐富。（4）加強方案的穩定性和安全性。可以在計算機中進行吊裝的演示練習，使得吊裝過程中的交匯檢查、最小距離檢測、吊車作業情況、報警和接地比壓顯示效用能夠充分的發揮，有效的解決吊裝中的問題。

2 三維吊裝演示動畫化吊裝方式主要是虛擬現實

2.1 三維演示動畫主要內容

三維動畫也可以稱之為3D動畫，工作的過程就是使用三維動畫軟件在計算機中構建一個虛擬世界，以模型、動畫、環境烘托等方式對這個虛擬世界進行轉化，使其更加形象直觀。因為其特征主要是生動、逼真、形象，現在，三維動畫也被大量使用到廣告創作、電視欄目創作、影視作品、3D電腦游戲制作、產品發布、工程展示、多媒體教學等行業中。

2.2 三維吊裝展示動畫的使用狀況

三維吊裝展示動畫也限定在工程展示的三維動畫之中，實際上是把三維動畫技術融合到吊裝行業中，在進行吊裝施工的時候，利用虛擬三維視覺展示的模式進行表演，是現在比較流行的一種吊裝虛擬現實技術。國內因為三維動畫技術發展比較緩慢，現在三維動畫在吊裝施工等工程范圍中的運用還處于初級階段，沒有得到廣泛的使用，國內吊裝行業的研究對象主要集中在高校、大型吊裝企業中，例如大連理工大學、中國石化直屬建設公司的吊裝公司等。

2.3 三維吊裝展示動畫使用的價值

三維吊裝展示動畫是對吊裝方案進行進一步的完善和加強，其特征主要有以下兩個方面：（1）在對吊裝方案進行溝通、演示的過程中更加具體、生動。過去的吊裝方案演示是利用具有專業性質的工程施工圖紙進行設計的，進行方案溝通的人需要具備較強的專業知識。但是三維吊裝展示動畫的導入是把圖紙中的二維的圖像轉化成為虛構的三維模式，對于關鍵部分和靜態平面圖畫利用多元化的動作分析和多角度的空間研究。（2）利用提前展示的方式來判斷方案是否合理，以便更換好的開展施工工作。吊裝在施工的時候，主要是根據切實可行的吊裝方案來進行的，如果其中出現問題就會造成嚴重的影響。所以，利用虛擬仿真技術可以提前在計算機中進行展示，檢驗吊裝方案的完善性，是否能夠順利完成，特別是一些中藥的設備在吊裝的時候更要注意。三維吊裝展示動畫的完成是檢查該過程的重要方式。

2.4 3ds Max三維吊裝展示動畫使用的典型案例

三維動畫的構建牽涉了多方面的軟件，其中有三維動畫的相關軟件、圖畫解決軟件、圖畫構建軟件、后期制作軟件、合成軟件等，很多工作都是借助三維動畫軟件來進行的。現在國內外使用最為廣泛的，就是Autodesk 3ds Max 和Maya，文章以3dsMax2012構建重油融合氫反應器三維吊裝動畫的制作過程為主要案例進行分析。三維吊裝動畫構建的基本過程如下：

2.4.1 依據吊裝方案構建動畫分鏡表

分鏡表實際上就是動畫的劇本，其主要價值體現在能夠清楚明白的展示出吊裝方案實行的全部過程，其中的清楚狀況和方式和動畫的整體構建具有密切的關系。所以，分鏡表需要對這個工程項目進行充分的把握，還需要專業的技術人員依據吊裝方案進行繪制。

2.4.2 整理信息，實際測繪，選擇材料

構建吊裝動畫包含大量的信息，其中有設備運作、設備表面涂染、裝備區域地理信息等資料，不但要收集有關資料，還需要在實際場地獲取信息、追蹤工作。收集信息要認真、嚴謹，不能隨意亂編。

2.4.3 構建動畫場景模式

依據收集到的設備、場景等信息，使用CAD和3ds Max 構建相關模型，如圖11顯示。構建模型需要注意以下兩個方面：首先是模型規格要根據圖紙和測繪的尺寸來進行；第二是模型準確程度要科學合理，要以“近精遠簡”為基礎，也就是近景要保持精準，遠景要使用簡模。

2.4.4 構建質感，建立材質貼圖

依據設備、實際收集的信息來確定模型的質感，使用Photoshop構建紋理貼圖。

2.4.5 在給模型構建材料的時候，架設燈光

在3ds Max2012中把已經構建好的材質貼圖覆蓋在模型中，使得模型更加逼真。根據實際的工作環境給場景設計相應的燈光，使用燈光來渲染出實際的光照效果。

2.4.6 轉化動作，構建動畫分鏡文件

在3ds Max2012中依據動畫分鏡表分解動作，其中有物體運動動作、攝像機工作的動作、谷歌運動的動作等。而吊裝設備機械動作具有一定的難度性，因為它包含了多方面的機械運動，像是吊車運動、趴桿、上升等；第二是多個物體運動，吊車、裝備、索具等相關物體的運動狀況相互聯系。所以，在這些過程中，機械運動轉化耗時較長。

2.4.7 后期制作和合成

在進行分鏡文件渲染的時候，需要完成最后的合成、剪輯和輸出工作，通常使用專業的后期合成、軟件篩選等工作，這種軟件使用比較普遍的有Adobe Premiere、After Effects、Sony Vegas 等，該案例使用了Sony Vegas10.0 完成了相關的剪輯和制作。

參考文獻

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