九綿高速3Ds Max橋隧模型制作

黃 巖

(江蘇建筑職業技術學院， 江蘇 徐州 221116）

0 引言

BIM技術已廣泛應用于工業民用建筑的設計、施工和后期運維，近年來，各省相繼出臺明確推進BIM技術應用文件，促進建筑業持續健康發展[1]。然而由于橋梁隧道異性曲面構件較多，相應軟件功能限制等原因，BIM技術在市政工程上應用程度不及工民建，但可以預知的是，市政工程的BIM應用必將跟進發展，發揮其巨大作用[2]。

Autodesk公司開發的幾款BIM軟件被廣泛應用于建模和施工管理中，以Revit和Navisworks為代表[3]。3Ds Max軟件開發較早，已成熟的用于室內設計、廣告、三維動畫、影片、游戲、工業設計等，由于其高質量的渲染效果，較快的渲染速度，現已成為BIM技術的重要組成部分，成為施工過程動畫制作的強有力武器[4]。同時，市政工程中的橋隧多為不規則構件，使用常規方式建模困難，3Ds Max強大的多邊形編輯功能可以較好解決這個問題[5]。

九綿高速公路即九寨溝至綿陽高速公路，全長244.97公里，每公里造價超過1.7億元，沿線地質情況復雜，生態環境脆弱，橋隧比高，且穿越“5·12”汶川特大地震重災區北川和九寨溝地震災區。全線設置17處互通式立交，主線橋梁130座，總長78km，隧道42座，總長121km，橋隧占路線總長度的81%，服務區6處。采用雙向四車道高速公路技術標準建設，設計時速 80公里/小時，路基寬度25.5米。

九綿高速極高的橋隧比、地震多發、復雜的地形條件給設計和施工都帶來了嚴峻的挑戰，九綿高速建成通車后，成都至九寨溝車程將縮短至 4個小時，對當地經濟發展具有重要意義。

1 橋隧建模過程

九綿高速全線隧道42座，我校與企業合作，根據企業提供的Revit文件進行3Ds Max模型建立。Revit模型制作的模型可以轉換為FBX格式，進而導入3Ds Max，然而，此格式導入之后圖形有巨大的面數，以圖2 母家山大橋部分為例，面數高達100多萬個。3Ds Max出色的渲染效果基于其材質貼圖和場景燈光，巨大的面數導致材質數量巨大，燈光效果計算極其復雜。采用現有設備條件渲染時間要數月之久，已經不能正常使用。

基于以上原因，采用3Ds Max多邊形建模，本項目難點在于，既要保證建模的準確性，又要滿足面數盡量小的要求。在具體的實踐中，需要特別強調的建模要點如下

（1）隧道主體截面采用樣條線閉合曲線，整體掃描得到，非必要曲線調整，中部不再加點或盡量少加點。調整時盡量不加點，采用FFD 2*2*2或3*3*3進行局部調整。

（2）橋梁T梁和箱梁采用樣條線閉合曲線，所有T梁或箱梁做成一個整體，不再分開做整體放樣或掃描得到，調整時盡量不加點。

（3）橋臺和蓋梁采用可編輯多邊形擠出、插入命令得到。靈活運用可編輯多邊形功能，制作面數較少且滿足要求的幾何體。

（4）圓柱形構件，如墩柱等，細分采用 16邊形，高度分段和斷面分段嚴格控制為 1個。既保證圖形近圓，又減少了面數。同樣的，所有不需要分段的圖形分段數都控制為1個，如規則的長方體等。

2 橋隧建模成果

經過團隊成員一個月時間的緊張建模，共計建成橋梁和隧道 130余公里的模型，選取其中典型的橋梁隧道如下。圖1為新陽隧道部分3Ds Max模型，建模之后的面數為8994個，圖2 為母家山大橋部分3Ds Max模型，之后的面數為45322個，可以滿足3Ds Max后期的動畫制作需求。

建模采用的電腦配置為CPU i7-4790，8G內存，GT 840顯卡，采用3Ds Max 2012版本和Revit 2016版本。

圖1 新陽隧道部分3Ds Max模型

圖2 母家山大橋部分3Ds Max模型

3 結論

九綿高速極高的橋隧比、地震多發、復雜的地形條件給設計和施工都帶來了嚴峻的挑戰。3Ds Max已經成為BIM技術不可或缺的重要軟件，本文研究其3Ds Max橋隧模型制作方法，提出了在保證建模精度的要求下，盡可能減少面數的一些做法，對BIM建筑動畫制作有一定指導意義。

[1]陳琳，3Ds Max技術在橋梁建模中的應用，《軟件導刊》 , 2015 , 14(12) :149-151

[2]萬寶林，3DSMAX與 SketchUp的三維城市建模技術實驗對比分析，《測繪地理信息》 , 2015 , 40 (2) :23-25

[3]彭國華，基于3Ds Max的建筑漫游動畫關鍵技術的研究，《陜西科技大學學報》 , 2011 , 29 (1) :180-183

[4]廖毅，3Ds Max建模技術在虛擬現實中的應用，《中國科教創新導刊》 , 2011(18) :113-113

[5]高明醒，3dsMAX建模與場景渲染技術在可視化設計中的應用，《自動化與儀器儀表》 , 2011 (6) :114-116