淺析三維動畫在工程中的應用

一、三維動畫的定義

三維動畫又稱3D動畫，是近年來隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展而產(chǎn)生的新興技術。三維動畫軟件是在計算機中首先建立一個虛擬的世界，設計師在這個虛擬的三維世界中按照要表現(xiàn)對象的形狀尺寸建立模型和場景，再根據(jù)要求設定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其它動畫參數(shù)，最后為虛擬模型賦上特定的材質，并打上燈光，細化場景。當這一切完成后就可以讓計算機自動運算，生成最后的畫面。

三維動畫技術模擬真實物體的方式使其成為一個有用的工具。由于其精確性、真實性和無限的可操作性，目前被廣泛應用于建筑工程在內的諸多領域。這項新技術能夠給人耳目一新的感覺，因此受到了眾多客戶的歡迎。

二、BIM施工動畫

BIM施工動畫屬于三維動畫中的一個分支，與一般三維動畫相比，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模擬真實的施工方案數(shù)字環(huán)境，最重要的一點是必須了解建筑結構和施工方案，根據(jù)客戶制作的施工方案和施工說明，施工動畫制作團隊必須能夠把它轉化為數(shù)字化，并用動畫形式表現(xiàn)出客戶的要求和意圖。

施工動畫演示是通過三維技術把建筑施工過程進行提前預演，如此便可為施工提供詳細全面的了解。有了提前制作施工動畫，可以避免在施工過程出現(xiàn)的一些錯誤，為施工提供安全及質量保證。另外建筑施工動畫及工程施工動畫還可以提前給施工人員了解一些復雜的施工技術，通過施工動畫的講解使他們可以在施工過程中萬無一失。

目前，建筑施工動畫技術廣泛應用到各大小建筑建設和各種工程施工中。例如：橋梁施工動畫，核電站施工動畫，玻璃幕墻施工動畫，地鐵施工動畫等。

業(yè)主方要求施工單位在投標階段運用BIM進度模擬動畫來展示施工規(guī)劃成為了普遍現(xiàn)象。動畫并不是簡單的按時間出現(xiàn)結構建筑機電主體生長動畫，而是要體現(xiàn)項目重難點及相應解決方案，這需要在進度模擬動畫上添加施工方案實施過程和相應施工工藝，所以這就需要既懂施工技術又懂動畫制作的專業(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)驗的土建和機電施工員，或者專業(yè)總工，確保規(guī)劃和工藝合理性，而策劃展示的基礎是BIM模型，所有又必須具備BIM技能，這就決定了動畫展示的最佳人選是BIM+土建或BIM+機電復合型施工人員，而動畫展示本身應該成為BIM從業(yè)者的一項高級技能。所以簡單、高效、針對建筑本身的動畫制作軟件非常必要。BIM施工動畫是通過虛擬仿真技術提前模擬施工過程，并將項目實施過程中的重要數(shù)據(jù)指標伴隨施工進度動態(tài)顯示的動畫模式，能夠充分展示投標單位在項目實施各個階段的技術水平及BIM應用深度，全面提升投標檔次，為技術標增分加色。BIM施工動畫直觀的將施工過程展現(xiàn)出來，讓施工人員可以清楚的了解施工重難點。

三、BIM施工動畫的優(yōu)勢

1、BIM施工動畫可以直觀地展示施工部署、施工方案、施工進度、資源管理等內容，讓業(yè)主在最短時間內捕捉到投標單位的技術優(yōu)勢；

2、具有可持續(xù)利用價值，制作BIM施工動畫的模型能夠在項目實施過程中的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)再利用，如碰撞檢查、進度管理、材料管理、成本控制、質量安全管理、運維管理等，為業(yè)主及施工單位帶來便利；

3、模塊化運營，制作成本更低；

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

5、BIM施工動畫的主旨是在電腦里將建筑工程項目模擬建造一遍，同步集成了工程模型、場地布置、進度計劃、資源計劃、費用計劃等多維信息，同時能夠準確表現(xiàn)立體交叉作業(yè)的過程，有助于施工前提前發(fā)現(xiàn)問題解決問題；

6、BIM施工動畫在演示的過程中詳細和全面的展現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)、施工部署、施工工藝重難點等細節(jié)，能夠與進度同步體現(xiàn)建造過程相關的日期、工程量、人、機、材各項費用等工程數(shù)據(jù)的動態(tài)增長，更直觀地展示建造過程。

四、工程施工動畫的制作流程

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

前期制作：

前期制作是指在使用計算機制作前，對動畫片進行的規(guī)劃與設計，主要包括：文學劇本創(chuàng)作、分鏡頭劇本創(chuàng)作、造型設計、場景設計。

片段制作：

根據(jù)前期制作，在計算機中通過相關制作軟件制作出動畫片段，制作流程為建模、材質、燈光、動畫、攝影機控制、渲染等，這是三維動畫的制作特色。

后期合成：

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

流程如下：

五、工程施工動畫的用途

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

1、展會展覽

用施工動畫來提升企業(yè)形象。一些成長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畫非常好的配合了他們現(xiàn)代企業(yè)營銷手段的概念。就像當年最先采用彩色畫冊的企業(yè)，給人的印象都是大膽，創(chuàng)新，有活力的企業(yè)。

2、輔助營銷

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

3、網(wǎng)絡推廣

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

4、內部培訓

有的企業(yè)發(fā)展很快，但卻制約于人才的培養(yǎng)速度，在全國建辦事處很多，卻派不出專業(yè)銷售人員，技術人員。解決的辦法當然是把營銷標準化，那么對人員素質要求就降低了；對培訓標準化，人才養(yǎng)成的速度就加快了。工程施工動畫就是最好的工具，最好的老師。

5、大型建筑維護

當大型的建筑建成以后，在出現(xiàn)問題時能夠根據(jù)三維動畫能迅速定位事故地點，為解決問題提供寶貴時間。

6、專利技術申報

許多施工項目都是創(chuàng)新的成果，提交專利，及國家的獎項都需要直觀明了的資料，三維動畫制作可以讓其特點及原理被更好理解。

7、項目投標

在項目投標中，需要完整充分的展示產(chǎn)品特性、優(yōu)勢，采用三維動畫制作展示產(chǎn)品的原理、結構等，能在最短時間內讓客戶明白產(chǎn)品的優(yōu)勢。

（編輯：奚雅青）