燃气管道施工三维动画制作的初步探讨

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摘 要：在燃气管道项目施工中，利用计算机制作具有真实感的三维动画模型，实现了管道施工的数字化、可视化和智能化，该文对天津市众元天然气工程有限公司的燃气管道施工方案进行模拟分析，初步制定制作流程，同时还对部分动画制作进行应用举例，为今后类似管道施工设计与管理提供先进的技术手段，对其他项目的应用具有重要的参考意义。

关键词：燃气管道施工；三维动画；制作流程

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、引言

三维动画又称为3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一种新型技术[1]。而施工动画属于三维动画中的一个分支，主要用来展示施工技术中涉及到的施工方案、施工工艺、质量要求、工程进度、安全目标等有关内容，制作人员既要熟悉施工技术，又要熟练地使用计算机三维建模技术来搭建真实的施工方案数字环境。最重要的一点是必须了解施工对象的结构和施工方案，根据客户制作的施工方案和施工说明，施工动画公司必须能够把它转化为数字化，并用动画形式表现出客户的要求和意图[2-3]。

本文针对天津市众元天然气工程有限公司的燃气管道施工方案进行了分析，采用三维动画技术对施工方案的制作内容和流程进行了初步探讨，为后续的燃气管道施工三维动画的详细制作提供理论基础。

二、管道施工动画制作前期准备

（一）相关软件介绍

1.平面图像处理软件如Photoshop，用来处理材质贴图。2.平面动画软件如Flash、After Eftect，用来制作平面动画。3.绘图软件如AutoCAD，用来处理项目的管道施工图。4.三维动画制作主流软件用3DS MAX，是动画制作的核心软件，用来制作动画场景。5.后期合成软件如After Efect、Premiere、Authorware、Director、office中的组件的电子幻灯Powerpoint等，其中After Efect用来制作高级的二维动画、视频处理以及视觉特效，Premiere用来进行视频编辑与配音。6.其他辅助软件如Deep paint 3D，用来辅助3DSMAX软件绘制模型贴图。

（二）硬件配置

配置l～2台图形工作站级的高性能机器用来承担大负荷的渲染任务和后期合成任务。其余的机器只需配置稍高性能的CPU、1GM以上内存、独立显卡就可以了。

（三）人员及组织

1.动画编导小组。策划人员1～2名，根据施工要求和技术的重点，构思整个动画的表现要素，撰写解说词。通常由技术负责人担任总策划。监制人员多名，负责与动画制作组人员的沟通、协调工作，保证施工方案的准确表现。通常由各专业施工方案编写人员担任。2.动画制作小组。小组成员主要由美工、模型师、材质灯光师、动画师及合成师等人员组成，各成员应分工明确、各司其职。3.特殊要求。管道施工动画的关键就是建模、施工过程的视频采集和动画流程的设计[4]，所以各组成人员都必须熟练掌握管道模型的制作、模型动画的制作，并且对于材质、灯光、摄像机在一定程度上都能把握。

三、制作流程及三维动画应用制作举例

（一）制作流程

总体策划编写解说词动画交底资料交接细化动画脚本审核动画脚本编写制作规范分配任务收集资料三维动画制作二维动画（平面动画）制作录制解说词初步合成后期合成项目复检非编保存输出文件整理可重用资源。

（二）三维动画制作技术路线

1.建模；2.材质贴图处理；3.模型整理在建模和贴图工作完成后，需要对模型进行检查才能交付下一流程使用；4.为场景布置灯光；5.模型动画制作；6.摄像机动画制作前，要明确摄像机表现的重点，设计好摄像机的走向、镜头的拉伸、移动速度等要素，充分表达动画主题；7.3D特效的制作；8.渲染输出；9.配音配乐；10.后期剪辑。

（三）三维动画模型部分应用制作举例

1.建模。通常可以由AutoCAD分成不同的图层绘制平面文件，导入到3DS MAX中，使用挤压、放样、布尔运算、网络细分等建模方法创建三维模型，最后合并为完整的场景，如图1所示。

2.布置灯光。灯光以亮度均匀为好，并去掉阴影、动态的光线跟踪反射等真实因素，弱化环境等因素的影响，达到明亮、清晰、主体突出的效果。

四、结束语

施工三维动画仿真技术应用于天津市众元天然气工程有限公司的燃气管道施工过程中，直观地预演了管道涂层效果、下管和焊接等施工过程，在验证方案可行性的同时较好地指导了实际施工，取得了良好的综合效益。燃气管道施工三维动画仿真技术具有安全性、直观性以及经济性的特点，因而应用前景广阔。

参考文献：

[1]刘忻.对建筑施工动画应用的初步探讨[J].山西建筑，2008.

[2]孙训海，陈岱林，郭春雨.三维施工现场模拟[C].第十届建设汗液企业信息化应用发展研讨会论文集，2006.

[3]叶青，黄炎磊.邹议三维动画技术在建筑中的应用[J].长春师范学院学报，2012.

[4]涂凌琳.动画制作的关键环节―构图设计[J].电视字幕（特技与动画），2009.

[作者简介]柳琦（1982.08-），天津渤海职业技术学院信息工程系，讲师，主要从事Photoshop及三维动画的研究和教学。