計算機三維動畫技術在建筑設計中的應用探究

陳曉偉　霍軍

摘 要 近幾年，三維動畫技術在我國的多個領域均得到了良好的應用，并且應用效果明顯。尤其是在建筑設計中，采用三維動畫制圖技術可以實現對建筑設計內容的真實體現，有效提升了設計人員與用戶的溝通效率，對建筑行業的發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行闡述，分析其在建筑設計中的有效應用，希望可以通過不斷的推廣，使其具備更好的應用前景。

關鍵詞 計算機 三維動畫 建筑設計

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：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公司研發的3DS軟件，它所具備的強大操作性能和處理能力被大多數計算機技術人員所認可。3DS軟件屬于一個綜合型軟件，其中包含了多個學科的理論和多種技術，主要是采用計算機技術來模擬生活中各項事物真實的運動軌跡，形成逼真的三維圖像，隨著3DS軟件的不斷發展，所表現的事物越來越貼近現實，為此，在影視制作方面也表現出很好的應用前景。除此之外，在廣告設計方面、教學活動方面以及飛行模擬方面也有涉獵。因其具備表現效果好和效率高的特點，在近些年的建筑行業中也得以應用，利用3DS軟件建立建筑室內或者室外環境模型，外加有效的渲染效果可以為用戶呈現出接近現實的室內效果圖，方便了設計人員與客戶進行良好的溝通，更加精確的確定客戶的需求，有效推進了建筑行業的有序發展。

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且靜止的畫面，通過在屏幕上連續播放來形成動態的形式，當播放速度達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編制功能等共同實現了三維物體的建模，之后根據實際工作要求對三維物體進行剪切、復制以及變形處理之后，形成動作連續的靜止畫面，在排列畫面之后在屏幕上以一定的速度進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行三維靜畫制作時需要經過以下幾個流程進行制作，即根據圖畫制作要求繪制基本的形態，之后依據現實需要設定對應的材質，為了保證效果設定光源走向，最終設立需要表現的效果形式。在進行三維動畫制作時則需要在以上步驟的基礎之上添加時間和關鍵幀的設置，以此實行靜圖的動態表現形式。

2.1造型

利用3DS的繪圖功能，對輸入的建筑設計方案進行建模操作，首先需要將具體的建筑設計平面圖導入軟件，再利用軟件中的放樣、剪切、復制和粘貼等基礎圖形編輯功能來繪制出建筑的三維基礎模型。

2.2賦質

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

2.3光源設置

光源的合理設置可以增強模型效果的真實性，通常需要根據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置自然光源、射燈光源和補光，上述幾種光源的巧妙配合可以增強建筑模型的環境效果，使其更加飽滿和真實。

2.4效果設置

除了光源設置，模型中的明暗對比以及各種發射效果也可以增加建筑模型的真實性，制圖人員可以根據設計要求，將重點部位進行突出表現，增強模型的層次感，使觀看的人員可以直觀的感受到這組設置中的重點內容。

2.5時間設置

在完成上述內容之后，需要與用戶進行及時溝通，了解演示的時間需求，依據這個時間數據來確定畫面播放速度及畫面的幀數。

2.6關鍵幀設置

當畫面得到確定之后，方可在模型中設置相機，根據用戶的需要設置多臺相機，可以使畫面無死角的展現在用戶面前，同時設置運動路徑和物體的拉伸，變形效果。

3建筑設計中三維圖制作

三維圖制作又可分為三維靜圖的制作和三維動畫的制作，就現階段而言，在建筑設計中的應用以三維靜圖為主，三維動畫僅用于表現建筑中的內部環境和布局情況。下面就對三維圖制作在建筑設計中的具體應用做簡要分析。

（1）設計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，一些建筑設計者也會直接出具建筑的立體模型；

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

（3）在3DS中將之前保存的.DXF格式的文件打開，利用3DS中的材質庫和燈光等功能為其賦予對應的材質，并且將每個建筑物設置同一方向的光源，確?？偲矫鎴D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用戶的需求，在總體平面圖上設置對應的路徑，在多個方向加設相機，便于后續三維動畫的生成。

4關鍵技術

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，此時就需要對其進行削邊和開槽等操作，而模型的組成是通過點、線、面的組合方式展現的，為此，在編輯特殊形狀物體時需要對其進行交集和并集的運算操作。由于點、線、面的復雜組成影響了物體的剪切和編輯，為此，在對其進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系?？梢栽诰庉嬑矬w的一個面時將其他面隱藏，單獨對一個面進行編輯，這樣點、線、面的關系會更加直觀，剪切和編輯操作也會更加容易實現。

4.2材質的制作及選擇

3DS提供了豐富的材質庫，但是在具體配色時有些顏色還需要另行制作。另外在選材質時，要根據物體透明性適當地選擇，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：計算機應用；霍軍（1978-），男，河南商丘人，本科，講師，研究方向：建筑工程技術。

參考文獻

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[2] 周浩華.淺談三維動畫在建筑行業中的應用[J].湖北科技學院學報，2014（06）.endprint