三維動(dòng)畫(huà)在建筑中的應(yīng)用研究

田 欣

（綏化學(xué)院 信息工程學(xué)院，黑龍江 綏化 152000）

三維動(dòng)畫(huà)在建筑中的應(yīng)用被越來(lái)越多的設(shè)計(jì)者們熟知與認(rèn)同，尤其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的今天，設(shè)計(jì)理念，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)及建筑業(yè)有機(jī)結(jié)合，更好的使建筑行業(yè)脫離傳統(tǒng)的繁瑣模式，更加數(shù)字化、智能化，賦予建筑行業(yè)一種新的表現(xiàn)手法，促進(jìn)了整個(gè)建筑行業(yè)的壯大與發(fā)展.目前，利用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)制作軟件，同時(shí)增加圖片說(shuō)明和介紹，文字介紹等，與傳統(tǒng)方式相比而言，具有一定的絕對(duì)優(yōu)勢(shì).

1 三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)概述

三維動(dòng)畫(huà)又稱(chēng)3D動(dòng)畫(huà)，是隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新興技術(shù).三維動(dòng)畫(huà)軟件在計(jì)算機(jī)中首先建立一個(gè)虛擬的世界，設(shè)計(jì)師在這個(gè)虛擬的三維世界中按照要表現(xiàn)的對(duì)象的形狀尺寸建立模型以及場(chǎng)景，再根據(jù)要求設(shè)定模型的運(yùn)動(dòng)軌跡、虛擬攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)和其它動(dòng)畫(huà)參數(shù)，最后按要求為模型賦予特定的材質(zhì)，并打上燈光.當(dāng)這一切完成后就可以讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算，生成最后的畫(huà)面.

三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)軟件系統(tǒng)由幾何造型、表面材料編輯、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)畫(huà)面的生成、圖像編輯、圖像輸出五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成.其中，幾何造型是三維動(dòng)畫(huà)制作用戶(hù)的基礎(chǔ)，并可以將準(zhǔn)確的信息提供給接收者，以便用戶(hù)應(yīng)用三維建筑動(dòng)畫(huà)的可視性.表面材料編輯主要為建筑物體材料的使用，在特殊環(huán)境下修改物體特性等方面提供依據(jù)（如：紋理，光照，顏色等）.動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)畫(huà)面的生成主要包括運(yùn)動(dòng)途徑控制法、關(guān)節(jié)動(dòng)畫(huà)法及變形動(dòng)畫(huà)法.圖像編輯是三維動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)中經(jīng)常需要使用的處理功能，對(duì)原來(lái)圖像進(jìn)行修整就會(huì)產(chǎn)生新的圖像資料，從而提高圖像生成的效率與質(zhì)量.圖像輸出大體分為三種，成像文件視頻演示，圖像的膠片展示和圖像的視頻輸出.

三維建筑動(dòng)畫(huà)是通過(guò)計(jì)算機(jī)三維圖像技術(shù)，幫助設(shè)計(jì)師將建筑的相應(yīng)設(shè)計(jì)與電腦動(dòng)畫(huà)結(jié)合，通過(guò)電腦的動(dòng)畫(huà)效果展現(xiàn)出建筑物的形態(tài)，以達(dá)到一種逼真的效果，是我國(guó)現(xiàn)階段比較新穎的表現(xiàn)形式.在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，常以畫(huà)效果圖，模型制作等方式來(lái)完成建筑業(yè)的前期設(shè)計(jì)，由于無(wú)法與環(huán)境、外部條件有機(jī)結(jié)合，往往給方案的決策帶來(lái)一定的難度，從而導(dǎo)致與實(shí)際效果大相徑庭.為了使景觀設(shè)計(jì)更符合地域環(huán)境的整體要求，應(yīng)改變傳統(tǒng)的、落后的設(shè)計(jì)手段，采用計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，將設(shè)計(jì)方案、施工、材料選取、內(nèi)部空間設(shè)計(jì)等全方位、系統(tǒng)化、多角度的展現(xiàn)出來(lái)，達(dá)到效果的最優(yōu)化.

2 三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在建筑行業(yè)中應(yīng)用，可以使設(shè)計(jì)者從感官上體驗(yàn)建筑工程的生動(dòng)性，客觀評(píng)價(jià)方案的合理性、可行性，還可以從內(nèi)部多個(gè)角度考察布置與搭配，以視覺(jué)效果感知建筑設(shè)計(jì)空間的可操作性.三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)能與建筑方案設(shè)計(jì)充分結(jié)合構(gòu)成三維建筑動(dòng)畫(huà)，應(yīng)用于建筑業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中.

2.1 制作建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃

將建筑設(shè)計(jì)方案制作成三維動(dòng)畫(huà)，可以考察建筑物體的平面結(jié)構(gòu)是否合理，調(diào)整建筑物體高矮，朝向，了解該建筑物的整體效果，實(shí)現(xiàn)整體容積率控制；也可以從內(nèi)部了解建筑物體的整體結(jié)構(gòu)，研究公共設(shè)施的合理位置，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用；還可以繪制總體規(guī)劃圖，以及每一個(gè)單位個(gè)體的平、立、剖面效果圖.

建立建筑物體模型，通常情況下使用AutoCAD制作軟件，首先，繪制不同圖層中的建筑物體設(shè)計(jì)的平面文件.其次，進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)的三維模型制作，將之前繪制成的結(jié)果應(yīng)用于三維動(dòng)畫(huà)中，利用電腦的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)，建立一個(gè)虛擬的動(dòng)畫(huà)世界，設(shè)計(jì)者在虛擬的三維動(dòng)畫(huà)中建立出建筑物體的特征及場(chǎng)景，再利用動(dòng)畫(huà)的運(yùn)動(dòng)軌跡、利用攝像機(jī)和其它參數(shù)，賦予特質(zhì)材料，利用電腦進(jìn)行運(yùn)算，得到最后的效果，從而使整個(gè)建筑模型更加清晰、立體.

2.2 制作三維動(dòng)畫(huà)效果

將建筑設(shè)計(jì)方案制成三維動(dòng)畫(huà)，使其與攝像的畫(huà)面疊加，可為該方案實(shí)施后與環(huán)境的相互影響提供依據(jù)，可展示各種擬建設(shè)項(xiàng)目，真實(shí)再現(xiàn)項(xiàng)目完成后的結(jié)構(gòu)模型，并能建立多種層次結(jié)構(gòu)，細(xì)節(jié)完整的建筑模型.也可以進(jìn)入建筑物體內(nèi)部，模擬人的視覺(jué)效果，審查單體內(nèi)部功能線(xiàn)及內(nèi)部布置的優(yōu)化合理性，以及材料選取，顏色搭配等.

在建筑模型的動(dòng)畫(huà)制作的過(guò)程中，需要有嫻熟的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐工作能力，既要熟悉三維動(dòng)畫(huà)的理論，也要在建筑中熟練掌握施工的過(guò)程；這樣才能準(zhǔn)確有效的制作出更符合實(shí)際情況的動(dòng)畫(huà)，還需要有一定的前后順序.攝像機(jī)動(dòng)畫(huà)的制作，應(yīng)該先了解攝像機(jī)的性能和要得到的效果，攝像機(jī)利用變焦來(lái)調(diào)節(jié)鏡頭，還要考慮攝像機(jī)的路線(xiàn)，變焦拉伸及速度，將建筑物體以形象的動(dòng)畫(huà)形式展現(xiàn)出來(lái).

2.3 建筑模型動(dòng)畫(huà)輸出

建筑模型動(dòng)畫(huà)輸出在某種意義上來(lái)說(shuō)是利用攝像機(jī)所拍攝出來(lái)的影像進(jìn)行合理的適度的流程操作.把建筑模型呈現(xiàn)出來(lái)，把動(dòng)畫(huà)的效果圖充分的體現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)渲染技術(shù)我們可以把效果圖做的更加準(zhǔn)確和生動(dòng).但應(yīng)該注意的是為了達(dá)到理想的渲染效果，應(yīng)在渲染前對(duì)建筑模型進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，調(diào)整設(shè)置相關(guān)系數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)化的效果.

建筑動(dòng)畫(huà)是指為表現(xiàn)建筑以及建筑相關(guān)活動(dòng)所制作的動(dòng)畫(huà)影片.它通常利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)表現(xiàn)設(shè)計(jì)師的意圖，讓觀眾體驗(yàn)建筑的空間感受.建筑動(dòng)畫(huà)一般根據(jù)建筑設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趯?zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)上制作出虛擬的建筑環(huán)境，有地理位置、建筑物外觀、建筑物內(nèi)部裝修、園林景觀、配套設(shè)施、人物、動(dòng)物、自然現(xiàn)象如風(fēng)、雨、雷鳴、日出日落等等都是動(dòng)態(tài)地存在于建筑環(huán)境中，可以以任意角度瀏覽.房地產(chǎn)動(dòng)畫(huà)應(yīng)用最廣的是房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商對(duì)房產(chǎn)項(xiàng)目的廣告宣傳、工程投標(biāo)、建設(shè)項(xiàng)目審批、環(huán)境介紹、古建筑保護(hù)、古建筑復(fù)原等，以及最終方案的效果圖.

2.4 三維動(dòng)畫(huà)在銷(xiāo)售中的體現(xiàn)

在房地產(chǎn)銷(xiāo)售當(dāng)中，傳統(tǒng)的做法是制作大型的沙盤(pán)模型.而沙盤(pán)模型成本高，占地大，時(shí)間長(zhǎng)，效果不是很明顯，而且，當(dāng)樓盤(pán)銷(xiāo)售完時(shí)只能丟棄，造成了不必要的浪費(fèi).而建筑動(dòng)畫(huà)可以把客戶(hù)帶進(jìn)真實(shí)的環(huán)境中，如看電視般的享受，體現(xiàn)出人性化，從而使購(gòu)房人作出更好的判斷，更快更準(zhǔn)地做出定購(gòu)決定，能大大加快商品房銷(xiāo)售的速度.而且建筑動(dòng)畫(huà)也是最好的廣告，直接通過(guò)最普及的電視、網(wǎng)絡(luò)達(dá)到宣傳的作用.這樣，從設(shè)計(jì)到銷(xiāo)售，一步到位，節(jié)省了在宣傳中浪費(fèi)的寶貴的資金和時(shí)間.

3三維動(dòng)畫(huà)在建筑中應(yīng)用實(shí)例——建筑工程現(xiàn)澆混凝土施工

某科技有限公司主要從事建筑方面，是經(jīng)營(yíng)建筑工程新材料、新工藝、新產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用的科技型中小企業(yè).此次該公司采用三維仿真動(dòng)畫(huà)進(jìn)行BDF薄壁管的生產(chǎn)、銷(xiāo)售以及推廣，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)更好地解決了現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋中非抽芯成孔的技術(shù)問(wèn)題，為現(xiàn)代建筑建立了全新的結(jié)構(gòu)體系，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并先后在體育館、醫(yī)院、商超、學(xué)校、辦公樓、住宅樓等工程中得以應(yīng)用.

在建筑施工的技術(shù)方案以及建筑施工新材料,新工藝的匯報(bào)演示上,傳統(tǒng)的PPT或者視頻的方式很難讓人直觀的明白了解施工的技術(shù)詳情,給領(lǐng)導(dǎo)決策以及現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)員帶來(lái)很大的困惑；該公司在建筑施工三維動(dòng)畫(huà)上率先采用行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)解決方案,逼真模擬整個(gè)的施工過(guò)程及施工工藝流程包括新材料,新技術(shù)的特征,讓每個(gè)對(duì)建筑施工“一竅不通”的人也可以不用到現(xiàn)場(chǎng),不需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的講解都能一目了然.通過(guò)演示把施工的三維仿真技術(shù)在施工的過(guò)程提前演示出來(lái)，能夠完全體表現(xiàn)施工工程的施工手段、施工所需的工程材料、施工的人員組織、施工的質(zhì)量預(yù)測(cè)、施工所需的設(shè)備、施工所需的儀器、施工過(guò)程中的突發(fā)事件、施工的資金保障、施工的環(huán)境等.提前給出的施工動(dòng)畫(huà)方案可以大大減少在施工過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，對(duì)要發(fā)生的錯(cuò)誤給予預(yù)判，可以降低在施工過(guò)程中的錯(cuò)誤率，另外工程施工三維動(dòng)畫(huà)演示可以讓建筑工人對(duì)自己所負(fù)責(zé)的工作進(jìn)行提前了解，使他們?cè)谑┕み^(guò)程中能更有效、安全的完成施工任務(wù).

目前，三維建筑設(shè)計(jì)3D技術(shù)在建筑領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用：早期的建筑動(dòng)畫(huà)因?yàn)?D技術(shù)上的限制和創(chuàng)意制作上的單一，制作出的建筑動(dòng)畫(huà)就是簡(jiǎn)單的跑相機(jī)的建筑動(dòng)畫(huà).隨著3D技術(shù)的提升與創(chuàng)作手法的多元化，建筑動(dòng)畫(huà)從腳本創(chuàng)作到精良的模型制作，后期的電影剪輯手法，以及原創(chuàng)音樂(lè)音效，情感式的表現(xiàn)方法，制作出的建筑動(dòng)畫(huà)綜合水準(zhǔn)越來(lái)越高，建筑動(dòng)畫(huà)費(fèi)用也比以前降低了許多.目前，隨著三維動(dòng)畫(huà)在建筑中的應(yīng)用，我們可以在虛擬的建筑動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景中任意遨游，其市場(chǎng)前景也被普遍看好.

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