大型场景建筑漫游动画制作的探索与研究

摘 要：本文分析了基于3dmax的大型场景建筑漫游动画中除了核心建筑之外，其周边存在的复杂环境，包括花草树木、天空等，进而分析了建筑动画中涉及的关键技术的多种解决方案，以期在提高建筑漫游动画的艺术性和真实性方面起到一定的积极作用。

关键词：3dsMax；建筑漫游动画；关键技术；镜头表现

三维动画在建筑物表现运用中的制作流程和关键技术：

1 第一步：分析项目

制作建筑动画前需要大量的准备工作，如客户信息沟通、项目计划、脚本制作、人力资源调度等等。要根据项目的类型、要求制作不同的解决方案。在制作建筑动画前制作者必须制作一个详细的计划，然后根据项目规模、类型、特点、重点来准备资料与素材，其中的资料包括设计思路、设计方案、地质资料以及一些相关影像资料、建设资料等、详细充分的准备是整个项目顺利进行的重要保障。

2 第二步：开始模型制作、构思策划、制作脚本

建筑模型是建筑动画制作的基础。在创建模型的时候，对镜头表现的建筑要精细制作，对配体建筑要根据影片作用而采用不同的建模标准。制作模型时要尽量精简面数和物体数。

脚本制作是指分镜头运动设计、音乐和解说词的设定以及配合。编写创作脚本是计划中的一部分，但反过来也将决定计划中各分项工作的内容。其中用到的有如下关键技术：

2.1 优化场景的主建筑模型

场景整理与优化。为表现建筑的整体面貌，就必须用到鸟瞰镜头，这样的镜头中模型个数较多。场景渲染所需要的时间与场景的面数和物体的数量成正比，所以需要尽量删减场景中看不見的模型的面，塌陷使用相同材质的物体，减少物体面数和物体的个数，从而减轻系统负担，加速场景的渲染。一般来说，如果场景的物体个数超过300个，总面数超过80万个时，就要进行优化精简后再使用Vray渲染器，否则以目前的主流配置机器渲染也是很慢的。

首先，需要拖动摄像机观察镜头能看见的建筑有哪些，在视图中选择这些建筑模型，将看不见的模型删除。需认真仔细地删除模型，要不时地在摄像机视图中拖动时间滑块，观察是否误删。其次，对摄像机中看不见的面或者看不见的细小模型进行处理。背对摄像机的面，细小的窗框装饰，这些小物体在鸟瞰镜头中根本看不见，所以我们直接将这些模型删除。最后，有些模型可以根据摄像机可视范围，删除一些看不见的元素和内表面，只留外表面。

2.2 精简场景的模型数量

一个场景渲染所需要的时间与场景中的面数和物体的数量成正比，所以减少物体的个数也是很重要的一步。如果要减少物体个数，可以在材质编辑器窗口中，用按材质选择工具来选择物体，在工具面板中用塌陷工具将使用该材质的物体塌陷成一个物体。依次将场景内所有的物体进行塌陷，如果遇到材质性质相近时，尽量把它们塌陷成一个物体，以减少物体数量，加速操作和渲染的速度。

2.3 省面的方法

合理地采用省面的方法，可以提高工作效率。（1）减少场景中物体的个数，因为场景中物体的个数的多少直接影响场景的调整速度和渲染计算速度。（2）减少物体面数，如建筑内侧、建筑底部、结构相衔接或重叠部分的面都要删除，该焊接的地方一定要焊接。（3）优化模型的段数，如不符合项目要求，要加以增或减。（4）将场景中多余的线删掉。（5）塌陷相同材质的物体，塌陷同一属性的物体，如配楼、行道树、绿化树木和路灯等。注意使用forest制作的大面积树木不要塌陷，之后的分镜制作中还要拾取相机，如场景过大，可将forest单独保存出来。

2.4 制作材质

材质是指附着在物体表面的纹理和属性，如玻璃、石料、金属等。在模型制作完毕后基本可以看到建筑的结构布局，但效果并不逼真，所以，还要贴上材质。这里有一个重要的关键技术，即max的贴图烘焙技术。贴图烘焙技术也叫Render To Textures，简单地说就是一种把max光照信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘焙后的贴图再贴回到场景中去的技术。这样光照信息就变成了贴图，不需要CPU再去费时的计算，只要按普通贴图计算，所以速度极快。

2.5 制作配景

建筑动画制作中比其他项目更大量地用到配景，配景一般不要求精致，但是形状的变化也是必不可少的，如果每一个配景都要单独创建，再将它们调整出不同的形状、大小和高度，是需要耗费很多时间，也成为建筑动画的瓶颈。

3 第三步：与客户沟通、调整思路

在制作模型和构思策划、制作脚本阶段，要及时与客户进行交流，这样可以确保项目制作的进度和准确性。

4 第四步：制作线框预演、配好音乐

在脚本制定的过程中，应该在总平面图的基础上，制作一套简模。简模基本上由立方体块组成，高度、大小与相应建筑物保持一定比例，基本平面充当地面，使用单一色彩或按主次功能等做适当区分即可。然后根据脚本进行镜头动画制作，或者使用创建好的建筑模型进行相框预演。

脚本确定完成时，各分镜头相机动画也就基本设置完成。在后续的工作中，只需在最终场景中根据建筑具体形态或其他如树木、灯杆、雕塑等具体位置做相应调整即可。

5 第五步：确认模型、影片预演

模型和脚本制作好后，请客户确认模型，确认影片预演，确保项目的准确性和及时性。

6 第六步：分镜渲染

Vray渲染大场景，模型和材质的制作要求比较高，要保证渲染正常，需要严格按照操作规范制作场景。动画网络渲染是大量处理渲染任务或作业的方式，其中最高效的方式是使用在网络上连接的多个计算机来执行渲染任务，通常用来渲染具有数百或数千帧的动画。3dmax的网络渲染功能十分强大，Vray这样优秀的渲染器也完全支持网络渲染使其发挥强大的威力。网络渲染的原理就是让所有的计算机一起参加运算，每台机器计算一帧图片，计算好后空闲计算机会自动找到还没有计算的图片进行计算，这样就让原本需要计算多个小时的动画序列的计算量平均分配到了网络的多台计算机中。

7 第七步：后期制作

用专业影视特效软件，将三维软三维动画在建筑设计中的运用——建筑动画中所渲染出来的动画导入，做后期特效。在将后期软件处理后的文件导入剪辑软件中，做最后的视频剪辑，并加入音频，最终合成成品。

参考文献：

[1] 刘通科.建筑动画漫谈[J].南方建筑，2003（4）：21-23.

[2] 王俭.建筑动画设计探讨[J].中外建筑，2006（3）：17-19.

[3] 陈玉飞.建筑动画的艺术表现[J].美术大观，2004（11）：11-12.

[4] 范永明.浅析建筑三维动画技术[J].电脑知识与技术，2008（24）：32-34.

[5] 王智峰.建筑漫游动画制作技术精粹[M].机械工业出版社，2004.

作者简介：刘娟（1976—），女，山东烟台人，硕士，副教授，研究方向：艺术设计。