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六招教你做好工程三维成果展示


  三维动画作为三维成果展示的重要方式,对工程设计和施工具有重要的意义。本文基于Bentley三维协同设计平台,以具体的工程设计和施工为实例,介绍工程三维动画制作的方法与技巧,旨在为相关工程三维设计人员提供参考和借鉴。

  ■ 河南省水利勘测设计研究有限公司 屈志刚 曲晓宁

  不要以为完成三维设计就大告成功了,如何向业主和施工单位生动、形象地展示设计成果,仍然需要制作人员开动脑筋。否则,再好的设计也可能不被人理解。

  不止展示设计成果

  在水利工程勘测、设计、施工领域,如果采用传统的二维形式来展示规划设计成果,主要还是通过文字报告、表格数据、平面图纸等二维形式来展示设计成果,缺乏直观性,非专业人员往往难以看懂。尤其对大型、复杂的水利枢纽工程来说,传统的二维图纸往往很难对建筑物各部位的形状和空间位置直观描述清楚,需要相关人员具备较强的空间想象能力,对项目成果汇报、项目审批、设计交底等工作造成障碍。

  而三维动画能够将物体的形态、空间位置、表面材质、运动过程等直观展现出来,并在工程规划设计初期对工程的方案比选、重点建筑物和工程建成后的效果进行仿真模拟。此外,三维动画还可以将深入水下、地下、山体等无法直接观察的工程内容模拟出来,经过不同角度、不同层次的观察与分析,找出设计中存在的不足和缺陷,及时纠正工程设计中存在的问题,为设计人员提供正确的决策依据,从而提高工程的设计质量和效率。

  在实际设计工作中,对具体工程进行三维成果展示的手段和方法是多样的,目前工程技术人员较多采用的方式主要有以下几种:直接展示三维软件中组装的信息三维模型,剖切成平面或三维图纸,制作三维动画,制作效果图,发布成三维PDF,制作成虚拟现实、仿真系统进行演示。

  以上几种常用的三维成果展示方式各具特色、各有优势,但是在工程设计成果汇报展示时,最常用、最直观、效果最好的是三维动画。

  归纳起来,要想通过三维手段将工程展示清楚,其三维展示成果的内容应包含两方面:

  其一,技术展示,即对工程设计进行介绍。根据工程设计的不同阶段,有重点地对工程设计情况进行展示,如工程的水文地质条件、工程的布置结构、所采取的施工工艺、不同方案的比选、建成后运行原理和工程投资等。应用三维动画对工程设计进行技术展示时,应该做到目标明确,重点突出,思路清晰,深入浅出,易于理解。

  其二,效果展示,即对工程形象进行展示。在工程设计的不同阶段,通过三维动画可以对工程重点部位乃至整体成果进行仿真模拟展示,生动、直观地向人们展示工程建成后的效果。应用三维动画对工程形象进行效果展示时,三维动画场景应或大气,令人心旷神怡;或唯美,令人赏心悦目;或新颖,令人耳目一新;或巧妙,令人叹为观止。

  六个要素影响效果

  三维动画的效果受到多种因素的影响与制约。根据笔者多年的工程三维动画制作经验,以及南水北调沙河渡槽、前坪水库工程、尼日利亚公路和咸阳漆水河渡槽等工程总结的经验,要取得理想的三维动画效果,应注意以下六个要素:

  第一,材质和配景的选择。一些工程技术人员认为在工程三维动画中,随便贴上材质就行,配景时简单地插两棵树就可以了。这种想法是不可取的。如图1所示,如果这个山体随便找个山体图来贴,那么山坡上清晰的冲沟就表达不出来,整体就会缺乏真实感。图2反映的是非洲公路场景。虽然非洲很荒凉,但树木等配景也必须有,而且要做到适量,树种选择要合理,树的大小要搭配协调。材质和配景选取是否得当是一个工程动画能否取得优异效果的基础和保障。

  第二,适当的灯光设置。灯光的选取和设置是工程三维动画制作过程中是最为复杂和繁琐的工作,灯光一定要根据模型材质和动画场景的需要来选取。灯光的设置是在选定灯光类型的前提下对灯光的色彩、强度、衰减、阴影等效果和参数进行相应的设置和调整,直至达到理想的效果。想要取得良好的灯光设置效果,制作人员需要耐心细致地工作,付出大量的时间和精力。此外,制作人员还要有一定的经验积累,对日常生活中自然光线有所观察和领悟。如果说材质和配景选取得当是一个工程动画取得成功的基础和保障,那么灯光的选取和设置是工程三维动画取得成功的关键和根本。

  第三,独到的相机视角。在三维动画制作过程中相机视角的选择很重要。如果随便设置相机视角,简单地走直线、转圈,看久了会让人头晕。而独到的相机视角选择,会给人不拘一格、耳目一新的感觉。比如,通过让相机视角在俯瞰时左右摇摆,就能做出坐在正在飞行的飞机上观看那样的效果。通过对相机视角的设置,还可以在全景漫游时做出像苍鹰凤翔一样的感觉。独到的相机视角需要制作者在三维动画制作过程中进行大胆的摸索和尝试。制作人员还可以借鉴一些优秀电影里相机视角的选取。

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