张娣
上海嘉定水务工程设计有限公司,上海市,200000
摘要:近些年来,随着计算机技术水平提升,三维动画这一动画制作软件迅速发展。利用该软件可以制作建筑、人体等各类模型,并且具有精确性和可操作性等优势,自其发展以来,得到了医疗、教育等多领域的认可和支持,并在不同的领域中得到应用,充分发挥着自身的优势和特点。本文基于三维动画技术,对水利工程设计进行应用。意在通过三维动画,建立更加直观的设计视图,提升水利工程施工效率。
关键词:三维动画;水利工程;设计应用
引言:长久以来,水利工程多是通过二维展示工程进度,而工作汇报等一系列工作都是以二维展示为主。水利工程本身具有复杂性,二维展示的流程,无法充分展现施工技术成果,对工程施工开展造成一定阻碍。三维动画作为虚拟现实的重要手段,可以通过计算机有效展示物体的直观形态,将其应用在工程中,可以作为展现工程设计成果的重要方法,并为工程发展发挥积极的作用。
一、三维动画制作流程
借助计算机,三维动画技术可以将想要表达的对象参数进行精准塑造。根据建造模型的实际材质为其贴图,通过灯光、摄像机等展示模型运动轨迹,最后通过渲染技术,生成图片后对图片进行处理,加入字幕、音效等,获得工程动画。
(一)模型的建造
三维动画技术可以基于计算机对工程项目的各个环节进行设计,可以实现不同项目同时建造模型的过程,通过三维软件获得相对应的参数,并对建筑进行设计,确保最终的立体建筑具备仿真、真实等特点,以高质量的形式对厂房、挡水建筑等进行精准的设计[1]。
(二)材质及灯光的选择
制作完成的建筑模型,可以通过三维软件的模块中自带的材质处理模块,对模型进行处理,并且可以更换任意材质对模型进行贴图操作。三维动画中水利工程建筑相关的材料种类多是混凝土、石头等材质,并且水利工程建筑结构更为复杂,利用三维建造模型后,若场景中只有单调的颜色,同样显得视图过于单调。这就需要使用同一材质,不同纹理的贴图,以便于更好的表现建筑的衔接情况。在灯光方面,通过渲染模块可以在各个方向设置灯光,有效的展示光源。软件中的灯光有多种表现形式,不同的灯光光源不同,可以根据实际需求对灯光进行布置和选择。对于工程项目展示中,对于灯光没有具体的要求,能确保模型清晰直观即可。
(三)路径的编辑及动画设置
三维动画的最大优势,是可以从不同角度对设计场景进行观察,甚至观察到现实中无法查看的角度。三维动画需要借助摄像机的功能,对不同角度进行观察。水利工程建筑中,室内展示会受到布局的影响,导致一些设备被更大的设备遮挡。为了可以更直观的观察到内部结构,会对内部建筑模型进行隐藏、透明处理等手段,为工作人员带来最佳的设计图展示效果。
(四)渲染输出及后期合成
内部结构与外部设计都制作完成后,需要通过软件将图片导出。通过渲染功能渲染组图,在剪辑软件中对图片进行处理,为其添加音效、文字等解释,最后合成出完整的动画。此步骤为关键的步骤,可以基于三维模型的基础上,更清楚的将效果展示出来,方便设计人员进行解说。
二、三维动画在水利工程设计中的作用
水利工程本身是具有复杂性的工程,并且具有周期长、设计方案复杂等特点在内,涉及到的专业面之广,包含地质、土木、给排水等专业在内,各专业之间保有联系的同时,互相又存在制约关系。并且使用二维设计图对其进行表达,表达内容比较抽象,导致不同专业之间无法明确设计的真正意图,造成工程项目信息交互存在一定困难[2]。而应用了三维动画,可以有效的将设计意图直观的展示出来,便于工程施工开展,其对于工程的意义如下。
(一)清晰展示工程建筑物主体结构
三维动画可以基于多个视角对工程建筑结构进行准确表达,并在建模的基础上,对任意的建筑结构进行观察。使工作人员更加直观的对建筑设计方案进行观察,充分展现图纸的意图。
(二)明确展示各专业的设备布置
水利工程厂房专业中涉及到暖通、水机等多项设备,通过二维图纸,只能将设备的位置展现出来,对于高程等参数也只能以手写的方式标注在设计图纸上。但是三维动画可以更加直观的展示不同设备在空间内的关系,展现出交错的关系。一些具有动态性质的设备,也能在三维动画技术的作用下,展示出来。
(三)直观展示重点项目工作原理与施工过程
通常为了阐明施工技术要点,会通过平面图对项目作业原理等过程加以展示,但是对于三维空间的内容,二维技术却无法展示。这就需要工作人员具备专业的能力,可以基于图纸自行去理解和想象,这对于工作人员来说难度较大。通过三维动画技术能将工程关键项目的动态运行原理、施工过程等直观的展示给施工人员,并且对工程关键施工技术进行阐释,有效提升施工质量。
三、三维动画在水利工程中的实际应用
(一)可视化展示工程设计图
三维动画能在建筑工程中得到认可,并广泛的普及,主要是因为单位动画拥有着而为技术无法比拟的优越性。在实际设计中,三维动画技术可以渗透在水利工程设计的各个环节,更加方便设计人员与施工人员对设计方案进行有效交流,避免了施工设计图展现不够全面,遗留隐患、沟通不完善等诸多问题,有效提升工程的效率。在实际工程设计中,可以依据项目为依托,基于三维动画对设计图纸进行建造,形成三维模型,成功将二维信息转变为三维可视化信息,更加真实的对工程项目进行模拟,更加真实的实现工程[3]。
(二)帮助节约工程成本,减少隐患
三维设计在宏观上,将工程设计过程与建造过程进行简化,有效帮助施工各单位节约建设成本;并且基于实现一体化输出,能够在短时间内掌握设计意图,提升工程项目的设计效率;同时,通过三维动画设计的方案,可以通过计算机对设计建筑进行全面的检查,通过多个角度,查找存在的问题。将设计可能出现的问题概率降至最低,后期发现问题想要修改,更非常便利,例如抽水厂房内的管道布设存在问题,可以基于三维技术对存在问题的位置进行部分改动,无需像二维设计一样,需要重新绘制图纸,减少了设计人员的工作量;设计出的数据成果可以基于网络实现共享,便于提升作业效率。
(三)减轻工程设计环节的工作量
另外,三维动画制作成果展现出的建筑是立体效果,工程工作人员可以基于计算机,对建筑内部的情况进行观察,从各个方向对建筑的整体结构等进行直观审核。三维动画为水利工程带来的设计具有较强的可视性,可以更直观的对设计项目的外观与内部空间进行真实描述,这也体现出三维动画有着二维不可替代的强大优势。通过三维动画进行设计,有效减少工程人员对工作量的校对,帮助节约成本,提升工程施工进度。并且克服了二维设计中存在的缺陷,是当前建筑领域未来发展优先选择的设计工具。
四、应用三维动画的未来展望
水利工程在设计阶段,应用三维动画技术,为设计人员提供更加直观的三维立体模型,便于在设计阶段能看到工程未来实况,便于汇报阶段性成果。借助计算机对模型进行观察,更有利于对建筑设计方案进行可视化检测与分析,从而验证设计方案是否符合实际需求,并基于模型对不足之处加以改正。
三维动画的可视化特点,可以为工作人员带来更加高效的体验,更加直观的观察整体设计方案,无需自己在头脑中构想,更有利于推动工程智能化发展。但是未来发展的过程中,无法预知水利工程是否会发生变化,因此三维动画技术未来应用是否能维持工程发展,还需要在发展中继续观望和探究[ [4]郗望.三维动画在水利建设中的应用与发展前景——评《水利工程概论》[J].灌溉排水学报,2019,38(12):131.
]。
结论:
(1)三维动画技术的应用,对于水利工程设计具有优势。三维动画作为当前社会中的先进技术,通过该技术对水利工程进行设计,可以获得更加高质量的空间结构设计。
(2)设计人员初期构造的二维平面设计,可以借助三维动画,生成关于工程设计图纸的立体模型,更加全面的将工程结构展示出来。帮助设计人员更直观的对存在的问题进行检查和修改,对工程施工量进行更加全面的计算,确保工程施工量更加精准。
(3)通过三维动画,还能有效减少无关数据录入,使得工程设计更加完善,推动水利工程进一步发展。
参考文献:
[1]黄锌,彭嫣.三维动画技术在水利工程设计中的应用——评《水利水电工程水力机械设计技术研究》[J].人民黄河,2020,42(06):171-172.
[2]王保青.计算机三维动画技术在水利工程设计中的应用——评《计算机三维动画实训教程》[J].中国科技论文,2020,15(03):379.
[3]杨芳.三维动画技术在水利工程设计中的应用——评《水利工程制图》[J].人民黄河,2020,42(02):166.
[4]郗望.三维动画在水利建设中的应用与发展前景——评《水利工程概论》[J].灌溉排水学报,2019,38(12):131.
[5]赵善利.三维动画技术在水利工程设计中的应用——评《软土水利基坑工程的设计与应用》[J].人民黄河,2019,41(09):175-176.