計(jì)算機(jī)三維動畫技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

陳曉偉　霍軍

摘 要 近幾年，三維動畫技術(shù)在我國的多個領(lǐng)域均得到了良好的應(yīng)用，并且應(yīng)用效果明顯。尤其是在建筑設(shè)計(jì)中，采用三維動畫制圖技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容的真實(shí)體現(xiàn)，有效提升了設(shè)計(jì)人員與用戶的溝通效率，對建筑行業(yè)的發(fā)展也起到一定的推動作用。文中就針對三維動畫的作用和原理進(jìn)行闡述，分析其在建筑設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，希望可以通過不斷的推廣，使其具備更好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī) 三維動畫 建筑設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1三維動畫的作用和工作原理

1.1三維動畫的作用

我國的三維動畫制作所采用的軟件為Autodesk公司研發(fā)的3DS軟件，它所具備的強(qiáng)大操作性能和處理能力被大多數(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)人員所認(rèn)可。3DS軟件屬于一個綜合型軟件，其中包含了多個學(xué)科的理論和多種技術(shù)，主要是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬生活中各項(xiàng)事物真實(shí)的運(yùn)動軌跡，形成逼真的三維圖像，隨著3DS軟件的不斷發(fā)展，所表現(xiàn)的事物越來越貼近現(xiàn)實(shí)，為此，在影視制作方面也表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。除此之外，在廣告設(shè)計(jì)方面、教學(xué)活動方面以及飛行模擬方面也有涉獵。因其具備表現(xiàn)效果好和效率高的特點(diǎn)，在近些年的建筑行業(yè)中也得以應(yīng)用，利用3DS軟件建立建筑室內(nèi)或者室外環(huán)境模型，外加有效的渲染效果可以為用戶呈現(xiàn)出接近現(xiàn)實(shí)的室內(nèi)效果圖，方便了設(shè)計(jì)人員與客戶進(jìn)行良好的溝通，更加精確的確定客戶的需求，有效推進(jìn)了建筑行業(yè)的有序發(fā)展。

1.2三維動畫的工作原理

三維動畫的生成主要是由一組連續(xù)且靜止的畫面，通過在屏幕上連續(xù)播放來形成動態(tài)的形式，當(dāng)播放速度達(dá)到一定值時方可形成動畫效果。3DS軟件中的圖形功能、放樣功能、編輯功能、視頻處理功能以及材質(zhì)編制功能等共同實(shí)現(xiàn)了三維物體的建模，之后根據(jù)實(shí)際工作要求對三維物體進(jìn)行剪切、復(fù)制以及變形處理之后，形成動作連續(xù)的靜止畫面，在排列畫面之后在屏幕上以一定的速度進(jìn)行播放即完成了一個三維動畫制造。

2制作三維圖工作程序

在采用三維動畫軟件進(jìn)行三維靜畫制作時需要經(jīng)過以下幾個流程進(jìn)行制作，即根據(jù)圖畫制作要求繪制基本的形態(tài)，之后依據(jù)現(xiàn)實(shí)需要設(shè)定對應(yīng)的材質(zhì)，為了保證效果設(shè)定光源走向，最終設(shè)立需要表現(xiàn)的效果形式。在進(jìn)行三維動畫制作時則需要在以上步驟的基礎(chǔ)之上添加時間和關(guān)鍵幀的設(shè)置，以此實(shí)行靜圖的動態(tài)表現(xiàn)形式。

2.1造型

利用3DS的繪圖功能，對輸入的建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建模操作，首先需要將具體的建筑設(shè)計(jì)平面圖導(dǎo)入軟件，再利用軟件中的放樣、剪切、復(fù)制和粘貼等基礎(chǔ)圖形編輯功能來繪制出建筑的三維基礎(chǔ)模型。

2.2賦質(zhì)

為了使繪制出的建筑模型更加真實(shí)，我們需要對建模模型中的不同物體模塊賦予不同的材質(zhì)，材質(zhì)的需要包含質(zhì)感、紋理、反射和透明等要素，設(shè)置的反射值和紋理值能夠增加模型的真實(shí)性，軟件的材質(zhì)中僅有少量材質(zhì)，制圖人員可以根據(jù)自身的需要上傳材質(zhì)到材質(zhì)編制器中。

2.3光源設(shè)置

光源的合理設(shè)置可以增強(qiáng)模型效果的真實(shí)性，通常需要根據(jù)光源以及光線方向來確定模型的飽和度和色度。通常會在一處建筑模型中設(shè)置自然光源、射燈光源和補(bǔ)光，上述幾種光源的巧妙配合可以增強(qiáng)建筑模型的環(huán)境效果，使其更加飽滿和真實(shí)。

2.4效果設(shè)置

除了光源設(shè)置，模型中的明暗對比以及各種發(fā)射效果也可以增加建筑模型的真實(shí)性，制圖人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將重點(diǎn)部位進(jìn)行突出表現(xiàn)，增強(qiáng)模型的層次感，使觀看的人員可以直觀的感受到這組設(shè)置中的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.5時間設(shè)置

在完成上述內(nèi)容之后，需要與用戶進(jìn)行及時溝通，了解演示的時間需求，依據(jù)這個時間數(shù)據(jù)來確定畫面播放速度及畫面的幀數(shù)。

2.6關(guān)鍵幀設(shè)置

當(dāng)畫面得到確定之后，方可在模型中設(shè)置相機(jī)，根據(jù)用戶的需要設(shè)置多臺相機(jī)，可以使畫面無死角的展現(xiàn)在用戶面前，同時設(shè)置運(yùn)動路徑和物體的拉伸，變形效果。

3建筑設(shè)計(jì)中三維圖制作

三維圖制作又可分為三維靜圖的制作和三維動畫的制作，就現(xiàn)階段而言，在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以三維靜圖為主，三維動畫僅用于表現(xiàn)建筑中的內(nèi)部環(huán)境和布局情況。下面就對三維圖制作在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用做簡要分析。

（1）設(shè)計(jì)人員需要出具具體的建筑物圖形，并且利用AutoCAD軟件按照一定的比例生成立體模型，一些建筑設(shè)計(jì)者也會直接出具建筑的立體模型；

（2）確定好立體模型之后，需要依據(jù)定位技術(shù)將其設(shè)置在總平面圖的對應(yīng)位置，最后以.DXF格式保存，方便在后續(xù)的制圖軟件中進(jìn)行再次編輯；

（3）在3DS中將之前保存的.DXF格式的文件打開，利用3DS中的材質(zhì)庫和燈光等功能為其賦予對應(yīng)的材質(zhì)，并且將每個建筑物設(shè)置同一方向的光源，確保總平面圖的整體性，此時的建筑模型為靜止畫面；

（4）建筑模型三維動畫的制作可以依據(jù)用戶的需求，在總體平面圖上設(shè)置對應(yīng)的路徑，在多個方向加設(shè)相機(jī)，便于后續(xù)三維動畫的生成。

4關(guān)鍵技術(shù)

4.1特殊模型的編輯操作

建模的過程中難免遇到一些特殊形狀物體的編輯，此時就需要對其進(jìn)行削邊和開槽等操作，而模型的組成是通過點(diǎn)、線、面的組合方式展現(xiàn)的，為此，在編輯特殊形狀物體時需要對其進(jìn)行交集和并集的運(yùn)算操作。由于點(diǎn)、線、面的復(fù)雜組成影響了物體的剪切和編輯，為此，在對其進(jìn)行剪切和編輯操作時，需要考慮到剪切工具和被剪切對象之間的關(guān)系。可以在編輯物體的一個面時將其他面隱藏，單獨(dú)對一個面進(jìn)行編輯，這樣點(diǎn)、線、面的關(guān)系會更加直觀，剪切和編輯操作也會更加容易實(shí)現(xiàn)。

4.2材質(zhì)的制作及選擇

3DS提供了豐富的材質(zhì)庫，但是在具體配色時有些顏色還需要另行制作。另外在選材質(zhì)時，要根據(jù)物體透明性適當(dāng)?shù)剡x擇，否則著色后會看見里面物體的輪廓，效果上就會差一些。

作者簡介：陳曉偉（1981-），女，河南商丘人，本科，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用；霍軍（1978-），男，河南商丘人，本科，講師，研究方向：建筑工程技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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