计算机三维动画技术在建筑设计中的应用探究

陈晓伟　霍军

摘 要 近几年，三维动画技术在我国的多个领域均得到了良好的应用，并且应用效果明显。尤其是在建筑设计中，采用三维动画制图技术可以实现对建筑设计内容的真实体现，有效提升了设计人员与用户的沟通效率，对建筑行业的发展也起到一定的推动作用。文中就针对三维动画的作用和原理进行阐述，分析其在建筑设计中的有效应用，希望可以通过不断的推广，使其具备更好的应用前景。

关键词 计算机 三维动画 建筑设计

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1三维动画的作用和工作原理

1.1三维动画的作用

我国的三维动画制作所采用的软件为Autodesk公司研发的3DS软件，它所具备的强大操作性能和处理能力被大多数计算机技术人员所认可。3DS软件属于一个综合型软件，其中包含了多个学科的理论和多种技术，主要是采用计算机技术来模拟生活中各项事物真实的运动轨迹，形成逼真的三维图像，随着3DS软件的不断发展，所表现的事物越来越贴近现实，为此，在影视制作方面也表现出很好的应用前景。除此之外，在广告设计方面、教学活动方面以及飞行模拟方面也有涉猎。因其具备表现效果好和效率高的特点，在近些年的建筑行业中也得以应用，利用3DS软件建立建筑室内或者室外环境模型，外加有效的渲染效果可以为用户呈现出接近现实的室内效果图，方便了设计人员与客户进行良好的沟通，更加精确的确定客户的需求，有效推进了建筑行业的有序发展。

1.2三维动画的工作原理

三维动画的生成主要是由一组连续且静止的画面，通过在屏幕上连续播放来形成动态的形式，当播放速度达到一定值时方可形成动画效果。3DS软件中的图形功能、放样功能、编辑功能、视频处理功能以及材质编制功能等共同实现了三维物体的建模，之后根据实际工作要求对三维物体进行剪切、复制以及变形处理之后，形成动作连续的静止画面，在排列画面之后在屏幕上以一定的速度进行播放即完成了一个三维动画制造。

2制作三维图工作程序

在采用三维动画软件进行三维静画制作时需要经过以下几个流程进行制作，即根据图画制作要求绘制基本的形态，之后依据现实需要设定对应的材质，为了保证效果设定光源走向，最终设立需要表现的效果形式。在进行三维动画制作时则需要在以上步骤的基础之上添加时间和关键帧的设置，以此实行静图的动态表现形式。

2.1造型

利用3DS的绘图功能，对输入的建筑设计方案进行建模操作，首先需要将具体的建筑设计平面图导入软件，再利用软件中的放样、剪切、复制和粘贴等基础图形编辑功能来绘制出建筑的三维基础模型。

2.2赋质

为了使绘制出的建筑模型更加真实，我们需要对建模模型中的不同物体模块赋予不同的材质，材质的需要包含质感、纹理、反射和透明等要素，设置的反射值和纹理值能够增加模型的真实性，软件的材质中仅有少量材质，制图人员可以根据自身的需要上传材质到材质编制器中。

2.3光源设置

光源的合理设置可以增强模型效果的真实性，通常需要根据光源以及光线方向来确定模型的饱和度和色度。通常会在一处建筑模型中设置自然光源、射灯光源和补光，上述几种光源的巧妙配合可以增强建筑模型的环境效果，使其更加饱满和真实。

2.4效果设置

除了光源设置，模型中的明暗对比以及各种发射效果也可以增加建筑模型的真实性，制图人员可以根据设计要求，将重点部位进行突出表现，增强模型的层次感，使观看的人员可以直观的感受到这组设置中的重点内容。

2.5时间设置

在完成上述内容之后，需要与用户进行及时沟通，了解演示的时间需求，依据这个时间数据来确定画面播放速度及画面的帧数。

2.6關键帧设置

当画面得到确定之后，方可在模型中设置相机，根据用户的需要设置多台相机，可以使画面无死角的展现在用户面前，同时设置运动路径和物体的拉伸，变形效果。

3建筑设计中三维图制作

三维图制作又可分为三维静图的制作和三维动画的制作，就现阶段而言，在建筑设计中的应用以三维静图为主，三维动画仅用于表现建筑中的内部环境和布局情况。下面就对三维图制作在建筑设计中的具体应用做简要分析。

（1）设计人员需要出具具体的建筑物图形，并且利用AutoCAD软件按照一定的比例生成立体模型，一些建筑设计者也会直接出具建筑的立体模型；

（2）确定好立体模型之后，需要依据定位技术将其设置在总平面图的对应位置，最后以.DXF格式保存，方便在后续的制图软件中进行再次编辑；

（3）在3DS中将之前保存的.DXF格式的文件打开，利用3DS中的材质库和灯光等功能为其赋予对应的材质，并且将每个建筑物设置同一方向的光源，确保总平面图的整体性，此时的建筑模型为静止画面；

（4）建筑模型三维动画的制作可以依据用户的需求，在总体平面图上设置对应的路径，在多个方向加设相机，便于后续三维动画的生成。

4关键技术

4.1特殊模型的编辑操作

建模的过程中难免遇到一些特殊形状物体的编辑，此时就需要对其进行削边和开槽等操作，而模型的组成是通过点、线、面的组合方式展现的，为此，在编辑特殊形状物体时需要对其进行交集和并集的运算操作。由于点、线、面的复杂组成影响了物体的剪切和编辑，为此，在对其进行剪切和编辑操作时，需要考虑到剪切工具和被剪切对象之间的关系。可以在编辑物体的一个面时将其他面隐藏，单独对一个面进行编辑，这样点、线、面的关系会更加直观，剪切和编辑操作也会更加容易实现。

4.2材质的制作及选择

3DS提供了丰富的材质库，但是在具体配色时有些颜色还需要另行制作。另外在选材质时，要根据物体透明性适当地选择，否则着色后会看见里面物体的轮廓，效果上就会差一些。

作者简介：陈晓伟（1981-），女，河南商丘人，本科，讲师，研究方向：计算机应用；霍军（1978-），男，河南商丘人，本科，讲师，研究方向：建筑工程技术。

参考文献

[1] 罗华松，李兵.三维动画技术在路线工程设计中的有效运用[J].建筑工程技术与设计，2015（18）.

[2] 周浩华.浅谈三维动画在建筑行业中的应用[J].湖北科技学院学报，2014（06）.endprint