淺析三維動(dòng)畫在工程中的應(yīng)用

一、三維動(dòng)畫的定義

三維動(dòng)畫又稱3D動(dòng)畫，是近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的新興技術(shù)。三維動(dòng)畫軟件是在計(jì)算機(jī)中首先建立一個(gè)虛擬的世界，設(shè)計(jì)師在這個(gè)虛擬的三維世界中按照要表現(xiàn)對(duì)象的形狀尺寸建立模型和場(chǎng)景，再根據(jù)要求設(shè)定模型的運(yùn)動(dòng)軌跡、虛擬攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)和其它動(dòng)畫參數(shù)，最后為虛擬模型賦上特定的材質(zhì)，并打上燈光，細(xì)化場(chǎng)景。當(dāng)這一切完成后就可以讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算，生成最后的畫面。

三維動(dòng)畫技術(shù)模擬真實(shí)物體的方式使其成為一個(gè)有用的工具。由于其精確性、真實(shí)性和無(wú)限的可操作性，目前被廣泛應(yīng)用于建筑工程在內(nèi)的諸多領(lǐng)域。這項(xiàng)新技術(shù)能夠給人耳目一新的感覺(jué)，因此受到了眾多客戶的歡迎。

二、BIM施工動(dòng)畫

BIM施工動(dòng)畫屬于三維動(dòng)畫中的一個(gè)分支，與一般三維動(dòng)畫相比，制作人員既要熟悉施工技術(shù)，又要熟練地使用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)來(lái)模擬真實(shí)的施工方案數(shù)字環(huán)境，最重要的一點(diǎn)是必須了解建筑結(jié)構(gòu)和施工方案，根據(jù)客戶制作的施工方案和施工說(shuō)明，施工動(dòng)畫制作團(tuán)隊(duì)必須能夠把它轉(zhuǎn)化為數(shù)字化，并用動(dòng)畫形式表現(xiàn)出客戶的要求和意圖。

施工動(dòng)畫演示是通過(guò)三維技術(shù)把建筑施工過(guò)程進(jìn)行提前預(yù)演，如此便可為施工提供詳細(xì)全面的了解。有了提前制作施工動(dòng)畫，可以避免在施工過(guò)程出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤，為施工提供安全及質(zhì)量保證。另外建筑施工動(dòng)畫及工程施工動(dòng)畫還可以提前給施工人員了解一些復(fù)雜的施工技術(shù)，通過(guò)施工動(dòng)畫的講解使他們可以在施工過(guò)程中萬(wàn)無(wú)一失。

目前，建筑施工動(dòng)畫技術(shù)廣泛應(yīng)用到各大小建筑建設(shè)和各種工程施工中。例如：橋梁施工動(dòng)畫，核電站施工動(dòng)畫，玻璃幕墻施工動(dòng)畫，地鐵施工動(dòng)畫等。

業(yè)主方要求施工單位在投標(biāo)階段運(yùn)用BIM進(jìn)度模擬動(dòng)畫來(lái)展示施工規(guī)劃成為了普遍現(xiàn)象。動(dòng)畫并不是簡(jiǎn)單的按時(shí)間出現(xiàn)結(jié)構(gòu)建筑機(jī)電主體生長(zhǎng)動(dòng)畫，而是要體現(xiàn)項(xiàng)目重難點(diǎn)及相應(yīng)解決方案，這需要在進(jìn)度模擬動(dòng)畫上添加施工方案實(shí)施過(guò)程和相應(yīng)施工工藝，所以這就需要既懂施工技術(shù)又懂動(dòng)畫制作的專業(yè)人員。

最佳的施工策劃展示和施工工藝模擬，是具備施工經(jīng)驗(yàn)的土建和機(jī)電施工員，或者專業(yè)總工，確保規(guī)劃和工藝合理性，而策劃展示的基礎(chǔ)是BIM模型，所有又必須具備BIM技能，這就決定了動(dòng)畫展示的最佳人選是BIM+土建或BIM+機(jī)電復(fù)合型施工人員，而動(dòng)畫展示本身應(yīng)該成為BIM從業(yè)者的一項(xiàng)高級(jí)技能。所以簡(jiǎn)單、高效、針對(duì)建筑本身的動(dòng)畫制作軟件非常必要。BIM施工動(dòng)畫是通過(guò)虛擬仿真技術(shù)提前模擬施工過(guò)程，并將項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的重要數(shù)據(jù)指標(biāo)伴隨施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)顯示的動(dòng)畫模式，能夠充分展示投標(biāo)單位在項(xiàng)目實(shí)施各個(gè)階段的技術(shù)水平及BIM應(yīng)用深度，全面提升投標(biāo)檔次，為技術(shù)標(biāo)增分加色。BIM施工動(dòng)畫直觀的將施工過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，讓施工人員可以清楚的了解施工重難點(diǎn)。

三、BIM施工動(dòng)畫的優(yōu)勢(shì)

1、BIM施工動(dòng)畫可以直觀地展示施工部署、施工方案、施工進(jìn)度、資源管理等內(nèi)容，讓業(yè)主在最短時(shí)間內(nèi)捕捉到投標(biāo)單位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；

2、具有可持續(xù)利用價(jià)值，制作BIM施工動(dòng)畫的模型能夠在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)再利用，如碰撞檢查、進(jìn)度管理、材料管理、成本控制、質(zhì)量安全管理、運(yùn)維管理等，為業(yè)主及施工單位帶來(lái)便利；

3、模塊化運(yùn)營(yíng)，制作成本更低；

4、制作周期短，3Dmax動(dòng)畫制作需要建模、動(dòng)畫、渲染、后期等多個(gè)崗位的工程師配合完成，他們一般對(duì)工程領(lǐng)域了解都不夠深入，需要和施工方反復(fù)溝通才能形成最終方案，而BIM施工動(dòng)畫的制作則是由BIM相關(guān)軟件建模制作，速度更快，更加貼合工程實(shí)際；

5、BIM施工動(dòng)畫的主旨是在電腦里將建筑工程項(xiàng)目模擬建造一遍，同步集成了工程模型、場(chǎng)地布置、進(jìn)度計(jì)劃、資源計(jì)劃、費(fèi)用計(jì)劃等多維信息，同時(shí)能夠準(zhǔn)確表現(xiàn)立體交叉作業(yè)的過(guò)程，有助于施工前提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題；

6、BIM施工動(dòng)畫在演示的過(guò)程中詳細(xì)和全面的展現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)、施工部署、施工工藝重難點(diǎn)等細(xì)節(jié)，能夠與進(jìn)度同步體現(xiàn)建造過(guò)程相關(guān)的日期、工程量、人、機(jī)、材各項(xiàng)費(fèi)用等工程數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，更直觀地展示建造過(guò)程。

四、工程施工動(dòng)畫的制作流程

根據(jù)實(shí)際制作流程，一個(gè)完整的影視類施工動(dòng)畫的制作總體上可分為前期制作、動(dòng)畫片段制作與后期合成三個(gè)部分。

前期制作：

前期制作是指在使用計(jì)算機(jī)制作前，對(duì)動(dòng)畫片進(jìn)行的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，主要包括：文學(xué)劇本創(chuàng)作、分鏡頭劇本創(chuàng)作、造型設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

片段制作：

根據(jù)前期制作，在計(jì)算機(jī)中通過(guò)相關(guān)制作軟件制作出動(dòng)畫片段，制作流程為建模、材質(zhì)、燈光、動(dòng)畫、攝影機(jī)控制、渲染等，這是三維動(dòng)畫的制作特色。

后期合成：

影視類三維動(dòng)畫的后期合成，主要是將之前所做的動(dòng)畫片段、聲音等素材，按照分鏡頭劇本的設(shè)計(jì)，通過(guò)非線性編輯軟件的編輯，最終生成動(dòng)畫影視文件。

流程如下：

五、工程施工動(dòng)畫的用途

傳統(tǒng)的平面圖紙作為工程設(shè)計(jì)的主要表現(xiàn)形式，起著非常重要的作用，但它很難直觀地表達(dá)復(fù)雜的施工過(guò)程。而施工三維動(dòng)畫則可以為施工過(guò)程中的運(yùn)輸、安裝和拆除等方案的研究提供形象逼真的可視化效果。

1、展會(huì)展覽

用施工動(dòng)畫來(lái)提升企業(yè)形象。一些成長(zhǎng)速度很快的新興企業(yè)，有著現(xiàn)代企業(yè)優(yōu)秀的體制和管理，一部精致的施工工藝動(dòng)畫非常好的配合了他們現(xiàn)代企業(yè)營(yíng)銷手段的概念。就像當(dāng)年最先采用彩色畫冊(cè)的企業(yè)，給人的印象都是大膽，創(chuàng)新，有活力的企業(yè)。

2、輔助營(yíng)銷

多數(shù)工業(yè)企業(yè)的市場(chǎng)工作還停留在ppt階段，只有少數(shù)進(jìn)步到多媒體的時(shí)代，三維動(dòng)畫作為其中重要組成部分，已經(jīng)越來(lái)越廣泛的被使用了。

3、網(wǎng)絡(luò)推廣

信息化營(yíng)銷非常有效，網(wǎng)站是重要的營(yíng)銷、展示的平臺(tái)，三維動(dòng)畫演示就成了最有效的展示產(chǎn)品的手段。

4、內(nèi)部培訓(xùn)

有的企業(yè)發(fā)展很快，但卻制約于人才的培養(yǎng)速度，在全國(guó)建辦事處很多，卻派不出專業(yè)銷售人員，技術(shù)人員。解決的辦法當(dāng)然是把營(yíng)銷標(biāo)準(zhǔn)化，那么對(duì)人員素質(zhì)要求就降低了；對(duì)培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)化，人才養(yǎng)成的速度就加快了。工程施工動(dòng)畫就是最好的工具，最好的老師。

5、大型建筑維護(hù)

當(dāng)大型的建筑建成以后，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠根據(jù)三維動(dòng)畫能迅速定位事故地點(diǎn)，為解決問(wèn)題提供寶貴時(shí)間。

6、專利技術(shù)申報(bào)

許多施工項(xiàng)目都是創(chuàng)新的成果，提交專利，及國(guó)家的獎(jiǎng)項(xiàng)都需要直觀明了的資料，三維動(dòng)畫制作可以讓其特點(diǎn)及原理被更好理解。

7、項(xiàng)目投標(biāo)

在項(xiàng)目投標(biāo)中，需要完整充分的展示產(chǎn)品特性、優(yōu)勢(shì)，采用三維動(dòng)畫制作展示產(chǎn)品的原理、結(jié)構(gòu)等，能在最短時(shí)間內(nèi)讓客戶明白產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。

（編輯：奚雅青）