燃氣管道施工三維動畫制作的初步探討

摘 要：在燃氣管道項目施工中，利用計算機制作具有真實感的三維動畫模型，實現了管道施工的數字化、可視化和智能化，該文對天津市眾元天然氣工程有限公司的燃氣管道施工方案進行模擬分析，初步制定制作流程，同時還對部分動畫制作進行應用舉例，為今后類似管道施工設計與管理提供先進的技術手段，對其他項目的應用具有重要的參考意義。

關鍵詞：燃氣管道施工；三維動畫；制作流程

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、引言

三維動畫又稱為3D動畫，是近年來隨著計算機軟硬件技術的發展而產生的一種新型技術[1]。而施工動畫屬于三維動畫中的一個分支，主要用來展示施工技術中涉及到的施工方案、施工工藝、質量要求、工程進度、安全目標等有關內容，制作人員既要熟悉施工技術，又要熟練地使用計算機三維建模技術來搭建真實的施工方案數字環境。最重要的一點是必須了解施工對象的結構和施工方案，根據客戶制作的施工方案和施工說明，施工動畫公司必須能夠把它轉化為數字化，并用動畫形式表現出客戶的要求和意圖[2-3]。

本文針對天津市眾元天然氣工程有限公司的燃氣管道施工方案進行了分析，采用三維動畫技術對施工方案的制作內容和流程進行了初步探討，為后續的燃氣管道施工三維動畫的詳細制作提供理論基礎。

二、管道施工動畫制作前期準備

（一）相關軟件介紹

1.平面圖像處理軟件如Photoshop，用來處理材質貼圖。2.平面動畫軟件如Flash、After Eftect，用來制作平面動畫。3.繪圖軟件如AutoCAD，用來處理項目的管道施工圖。4.三維動畫制作主流軟件用3DS MAX，是動畫制作的核心軟件，用來制作動畫場景。5.后期合成軟件如After Efect、Premiere、Authorware、Director、office中的組件的電子幻燈Powerpoint等，其中After Efect用來制作高級的二維動畫、視頻處理以及視覺特效，Premiere用來進行視頻編輯與配音。6.其他輔助軟件如Deep paint 3D，用來輔助3DSMAX軟件繪制模型貼圖。

（二）硬件配置

配置l～2臺圖形工作站級的高性能機器用來承擔大負荷的渲染任務和后期合成任務。其余的機器只需配置稍高性能的CPU、1GM以上內存、獨立顯卡就可以了。

（三）人員及組織

1.動畫編導小組。策劃人員1～2名，根據施工要求和技術的重點，構思整個動畫的表現要素，撰寫解說詞。通常由技術負責人擔任總策劃。監制人員多名，負責與動畫制作組人員的溝通、協調工作，保證施工方案的準確表現。通常由各專業施工方案編寫人員擔任。2.動畫制作小組。小組成員主要由美工、模型師、材質燈光師、動畫師及合成師等人員組成，各成員應分工明確、各司其職。3.特殊要求。管道施工動畫的關鍵就是建模、施工過程的視頻采集和動畫流程的設計[4]，所以各組成人員都必須熟練掌握管道模型的制作、模型動畫的制作，并且對于材質、燈光、攝像機在一定程度上都能把握。

三、制作流程及三維動畫應用制作舉例

（一）制作流程

總體策劃→編寫解說詞→動畫交底→資料交接→細化動畫腳本→審核動畫腳本→編寫制作規范→分配任務→收集資料→三維動畫制作→二維動畫（平面動畫）制作→錄制解說詞→初步合成→后期合成→項目復檢→非編保存輸出文件→整理可重用資源。

（二）三維動畫制作技術路線

1.建模；2.材質貼圖處理；3.模型整理在建模和貼圖工作完成后，需要對模型進行檢查才能交付下一流程使用；4.為場景布置燈光；5.模型動畫制作；6.攝像機動畫制作前，要明確攝像機表現的重點，設計好攝像機的走向、鏡頭的拉伸、移動速度等要素，充分表達動畫主題；7.3D特效的制作；8.渲染輸出；9.配音配樂；10.后期剪輯。

（三）三維動畫模型部分應用制作舉例

1.建模。通常可以由AutoCAD分成不同的圖層繪制平面文件，導入到3DS MAX中，使用擠壓、放樣、布爾運算、網絡細分等建模方法創建三維模型，最后合并為完整的場景，如圖1所示。

2.布置燈光。燈光以亮度均勻為好，并去掉陰影、動態的光線跟蹤反射等真實因素，弱化環境等因素的影響，達到明亮、清晰、主體突出的效果。

四、結束語

施工三維動畫仿真技術應用于天津市眾元天然氣工程有限公司的燃氣管道施工過程中，直觀地預演了管道涂層效果、下管和焊接等施工過程，在驗證方案可行性的同時較好地指導了實際施工，取得了良好的綜合效益。燃氣管道施工三維動畫仿真技術具有安全性、直觀性以及經濟性的特點，因而應用前景廣闊。

參考文獻：

[1]劉忻.對建筑施工動畫應用的初步探討[J].山西建筑，2008.

[2]孫訓海，陳岱林，郭春雨.三維施工現場模擬[C].第十屆建設汗液企業信息化應用發展研討會論文集，2006.

[3]葉青，黃炎磊.鄒議三維動畫技術在建筑中的應用[J].長春師范學院學報，2012.

[4]涂凌琳.動畫制作的關鍵環節—構圖設計[J].電視字幕（特技與動畫），2009.

[作者簡介]柳琦（1982.08-），天津渤海職業技術學院信息工程系，講師，主要從事Photoshop及三維動畫的研究和教學。