淺析3Dmax在燃氣管道施工演示系統中的應用

摘 要：本文以天津燃氣集團眾元天然氣有限公司管道施工項目作為依據，以三維動畫實用技術作為技術支持，從腳本創作到精良的模型制作，運用后期的電影剪輯手法，以及原創音樂音效，情感式的表現方法，制作出的生動的天然氣管道施工步驟演示動畫。內容包括管道建模研究、管道涂層效果研究、下管動畫研究、焊接動畫研究、整體動畫設計編排、配音字幕、后期編輯。本文主要介紹了3Dmax在施工演示系統中的應用。

關鍵詞：3Dmax；燃氣管道；演示系統

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 06-0000-01

一、三維動畫技術的特點

隨著計算機的發展，利用計算機來制作逼真的三維施工場景和施工動畫在許多行業已經的得到了廣泛應用。3Dmax功能強大，簡單易學應用領域最廣，在建模技術、材質編輯、動畫設計、燈光設計、渲染輸出等方面已經非常成熟。

施工動畫使三維動畫技術在工程領域得到了廣泛應用，但現在的施工動畫就是簡單的路徑的動畫。本項目以天津燃氣集團眾元天然氣有限公司管道施工項目作為依據，以三維動畫實用技術作為技術支持，從腳本創作到精良的模型制作，運用后期的電影剪輯手法，以及原創音樂音效，情感式的表現方法，制作出的生動的天然氣管道施工步驟演示動畫。內容包括管道建模研究、管道涂層效果研究、下管動畫研究、焊接動畫研究、整體動畫設計編排、配音字幕、后期編輯。

二、3Dmax的優勢

3DMAX是目前最好的三維建模軟件之一，不但可以做效果圖，還能瀏覽動畫特效等。與AutoCAD相比，建模速度更快，并可進行后期渲染，渲染能力是AutoCAD無法媲美的。

3DMAX構造三維模型，可賦予表面材料、顏色、紋理等特性，設計模型的移動路徑以生成可動態播放的運動圖像。不僅可以真實模擬三維空間，還能展現特殊效果，渲染速度快又方便。運用3DMAX進行三維建模，先構建數字高程模型描述地形，再建立橫斷面、橋梁、路基、隧道等三維模型，將地形與三維模型拼合在一起，此基礎上最后進行三維造型。畫面因而有了連續動態仿真效果，真實自然，也更具可視化。

3DMAX建立起來的虛擬仿真技術，讓模型得以動態仿真展示，更便于技術交流和理解。還能仿真列車運營，設置觀察路線，已成為近年來頻頻使用的虛擬仿真軟件。但其一大弱點是交互性差，無法根據需求在程序執行過程中動態改變物體尺寸及運動軌跡。

三、燃氣管道施工特點

要建立三維燃氣管道動畫，先建立三維燃氣管道，要對燃氣管道施工現場有一個全面、準確的理解。燃氣管道施工現場主要有以下特點：

（一）隱秘性。燃氣管道幾乎都是深埋地下，工人要在管道渠內進行施工。

（二）復雜性。燃氣管道網線是一個復雜的網絡系統管道眾多，縱橫交錯，錯綜復雜。

（三）動態性。隨著城市的變遷發展，燃氣管道范圍不斷擴大。

四、實施過程

（一）現場采集視頻。首先要對施工現場進行施工過程視頻采集，即二維圖像的拍攝：到施工現場使用80萬像素的數碼攝像頭每25幀格式取一個二維圖像，作為基本平面素材，將這些作為后期三維外形比較圖片。

（二）建立模型。3Dmax可以通過樣條線進行創建三維模型，可以創造標準的三維模型，還可以進行復合建模把兩個或多個簡單對象組成一個對象。

在燃氣管道施工演示系統中我們利用前期視頻采集的素材進行逐幀動畫建模，進行1：1建模，重現立體的施工現場，施工過程中的技術難點。

通過建立主體燃氣管道，要精確建立管道減壓閥等細節模型，做好焊接位置的模型，次要的可以簡單制作，模型要盡量精簡數目。環境規劃動畫要先建立起整體地形布局，再運用其它技巧去制作。

建模過程中，多應用復合建模模式為燃氣管道建模，我們利用加“彎曲”修改器，做燃氣管道，使用“創建”命令面板下的“管狀體”建立一個圓形管道，然后給該管道加一個“彎曲”修改命令，然后修改命令面的命令，反正參考的視頻幀進行制作。也可以用樣條線，繪制管道路徑，按照圓弧建立一個特地的管道，在“創建”命令面板中--“幾何體”--“復合對象”--“放樣”，點擊下面的是“獲取圖形”參照視頻效果進行管道大小的調整。

（三）動畫設置。基本模型完成后，先將攝影機的動畫按照腳本的設計和表現方向調整好，當場境中只有主題建筑物時，就要先設定好攝影機的動畫，這對你的顯卡刷新有很大幫助。完后再設定其他物體動畫。

（四）后期處理。渲染完成后，通過Premiere cs6進行視頻合成、修改和調整。

五、結束語

把三維動畫技術以及電影后期剪輯的手法相結合的方法運用到社會生產實踐中，為企業帶來可視化的施工作業程序，增加工作效率。通過加入電影剪輯的手法以及情感式的表現方法，使三維動畫技術為客戶提供更好的工程施工演示解決方案，能夠全面立體地表現整個工程的質量規劃、施工組織、施工工藝、所用材料、機械設備、施工安全以及對環境的控制等信息，為項目工程施工方案的可行性與操作性提供參考，為工程的施工質量提供保證。另外還可以提前給施工人員了解一些復雜的施工技術，通過施工動畫的講解使他們可以在施工過程中萬無一失。

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[作者簡介]張鵬（1981-），男，天津人，碩士研究生，講師，研究方向：計算機多媒體技術，計算機平面設計，計算機技術應用。