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隧道施工动画演示制作步骤

2020-06-11 12:53:14 作者:admin

  隧道施工三维动画用于隧道施工过程的模拟和动态过程的展示中,岩土材料、衬砌结构和施工机械、设备、场地的建模是第一工序,是复杂动画制作的基础及核心,所有的组成都要抽象为三维立体几何模型结构。三维动画制作是3Dmax工具模拟真实隧道施工过程和动态化设计过程的一个非常直观使用的工具。鉴于其精准、真实直观和灵活可操作性,被广泛应用于隧道智能化和无人化施工作业。尤其是在隧道设计和施工中,3Dmax能够有效解决以前困扰设计人员的很多问题,因此也被更多客户所采纳。

  1 岩土—结构建模分析

  3Dmax建模和动画设计要掌握好岩土材料和衬砌结构及组成本身的几何特征和形态分布规律。通常来说,按照材料几何特征的规范性来分,围岩—结构特征可以分成规则的几何形体与不规则几何形体。在建模过程中,不规则几何形体的制作难度和成本相对较高,需要依靠熟练经验以及细致入微的绘制技术,才可以完善对于精通掌握几何模型建模,做到几何尺寸合理,形体比例自然,相互之间完美衔接和配合。对于较规则的几何形体,可以完全抽象成标准几何体代替,包括但不限于使用矩形体、棱柱体、棱锥体、环形和扇形体等。这些几何形体的组合和堆积可以组成描述各种岩土地质材料和衬砌结构的细微单元,例如岩土的块状和分层分布、衬砌圆环的构建,锚杆和喷混凝土层的模拟,注浆浆液范围的展现。再配上适当的调色板颜色搭配,描绘出一组直观理解的隧道组成景象。

  2 材质渲染

  通过选取不同部位几何形体的材质贴图效果,可以增加三维实体模型的真实感,贴图后,使模型更加接近实际施工过程中涉及到的土质、岩质、混凝土构件等组成部分。

  例如,选择材质编辑器,将隧道围岩模型(实体模型或者是表面模型)附上较为接近的地质材料纹理和色泽,调整显示的对比度和透明度,使不同分层岩土体模型在3Dmax中呈现更加真实的展现。衬砌环材质选择“位图”命令,将制作或者外部导入外观表面纹路贴入到衬砌结构上,调整显示比例,三维模型渲染就基本完成。

  3 三维模型的动画设计

  完成隧道建模以及分析结构关系之后,需要制作动态施工的三维动画场景,在动画设计的进程中,材质纹理选取、灯光视角的设计以及表面处理和渲染是最为重要和关键的内容[5]。纹理材质逼真,灯光和视角合理切换以及光影的有效控制,才能精确展现施工过程中各种措施的实施,达到真实观测效果。通过对材质纹理、几何物理性质进行适当的调整,体现出不同组成部分的性质,例如岩土纹理和节理、断层和地层分布,混凝土材料的浇筑甚至细化到内部钢筋的配制。最后,选取专门的渲染工具能够发挥材质和灯光的特殊效能。

  4 动画制作文件的管理

  隧道施工动画制作过程中,所需外部文件和所生成的各类工程文件、临时文件和日志文件众多,需要采取有效的文件分类、存储及适当删减合并等措施,以减少制作过程出现混乱并有效减少后期工作量并大大降低推广难度。因此,通常在制作前就把不同类型和作用的文件进行统一分类管理。对于隧道施工动画的制作,系统会自动产生3Dmax工程文件、执行序列文件、渲染序列文件、Vegas文件、合成输出文件、音频文件等。通常,这些文件在制作前都会被进行统一的分类管理和储存空间配置,使得在设计时能发挥应有的作用及管理更为方便。

  参考文献:来源 孙晶华&王宇《3DMAX技术在隧道施工动画制作中的应用》

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