三维动画在建筑中的应用研究

田 欣

（绥化学院 信息工程学院，黑龙江 绥化 152000）

三维动画在建筑中的应用被越来越多的设计者们熟知与认同，尤其是在计算机技术发展的今天，设计理念，三维动画技术及建筑业有机结合，更好的使建筑行业脱离传统的繁琐模式，更加数字化、智能化，赋予建筑行业一种新的表现手法，促进了整个建筑行业的壮大与发展.目前，利用三维动画技术制作软件，同时增加图片说明和介绍，文字介绍等，与传统方式相比而言，具有一定的绝对优势.

1 三维动画技术概述

三维动画又称3D动画，是随着计算机软硬件技术的发展而产生的一种新兴技术.三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋予特定的材质，并打上灯光.当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面.

三维动画技术软件系统由几何造型、表面材料编辑、动态设计与动态画面的生成、图像编辑、图像输出五个子系统构成.其中，几何造型是三维动画制作用户的基础，并可以将准确的信息提供给接收者，以便用户应用三维建筑动画的可视性.表面材料编辑主要为建筑物体材料的使用，在特殊环境下修改物体特性等方面提供依据（如：纹理，光照，颜色等）.动态设计与动态画面的生成主要包括运动途径控制法、关节动画法及变形动画法.图像编辑是三维动画系统中经常需要使用的处理功能，对原来图像进行修整就会产生新的图像资料，从而提高图像生成的效率与质量.图像输出大体分为三种，成像文件视频演示，图像的胶片展示和图像的视频输出.

三维建筑动画是通过计算机三维图像技术，帮助设计师将建筑的相应设计与电脑动画结合，通过电脑的动画效果展现出建筑物的形态，以达到一种逼真的效果，是我国现阶段比较新颖的表现形式.在传统的设计中，常以画效果图，模型制作等方式来完成建筑业的前期设计，由于无法与环境、外部条件有机结合，往往给方案的决策带来一定的难度，从而导致与实际效果大相径庭.为了使景观设计更符合地域环境的整体要求，应改变传统的、落后的设计手段，采用计算机三维动画技术、虚拟现实技术等先进设计理念，将设计方案、施工、材料选取、内部空间设计等全方位、系统化、多角度的展现出来，达到效果的最优化.

2 三维动画技术在建筑中的应用

三维动画技术在建筑行业中应用，可以使设计者从感官上体验建筑工程的生动性，客观评价方案的合理性、可行性，还可以从内部多个角度考察布置与搭配，以视觉效果感知建筑设计空间的可操作性.三维动画技术能与建筑方案设计充分结合构成三维建筑动画，应用于建筑业的各个领域中.

2.1 制作建筑设计规划

将建筑设计方案制作成三维动画，可以考察建筑物体的平面结构是否合理，调整建筑物体高矮，朝向，了解该建筑物的整体效果，实现整体容积率控制；也可以从内部了解建筑物体的整体结构，研究公共设施的合理位置，实现资源的有效利用；还可以绘制总体规划图，以及每一个单位个体的平、立、剖面效果图.

建立建筑物体模型，通常情况下使用AutoCAD制作软件，首先，绘制不同图层中的建筑物体设计的平面文件.其次，进行建筑物设计的三维模型制作，将之前绘制成的结果应用于三维动画中，利用电脑的动画设计，建立一个虚拟的动画世界，设计者在虚拟的三维动画中建立出建筑物体的特征及场景，再利用动画的运动轨迹、利用摄像机和其它参数，赋予特质材料，利用电脑进行运算，得到最后的效果，从而使整个建筑模型更加清晰、立体.

2.2 制作三维动画效果

将建筑设计方案制成三维动画，使其与摄像的画面叠加，可为该方案实施后与环境的相互影响提供依据，可展示各种拟建设项目，真实再现项目完成后的结构模型，并能建立多种层次结构，细节完整的建筑模型.也可以进入建筑物体内部，模拟人的视觉效果，审查单体内部功能线及内部布置的优化合理性，以及材料选取，颜色搭配等.

在建筑模型的动画制作的过程中，需要有娴熟的专业知识和实践工作能力，既要熟悉三维动画的理论，也要在建筑中熟练掌握施工的过程；这样才能准确有效的制作出更符合实际情况的动画，还需要有一定的前后顺序.摄像机动画的制作，应该先了解摄像机的性能和要得到的效果，摄像机利用变焦来调节镜头，还要考虑摄像机的路线，变焦拉伸及速度，将建筑物体以形象的动画形式展现出来.

2.3 建筑模型动画输出

建筑模型动画输出在某种意义上来说是利用摄像机所拍摄出来的影像进行合理的适度的流程操作.把建筑模型呈现出来，把动画的效果图充分的体现出来，通过渲染技术我们可以把效果图做的更加准确和生动.但应该注意的是为了达到理想的渲染效果，应在渲染前对建筑模型进行整体设计，调整设置相关系数，以达到最优化的效果.

建筑动画是指为表现建筑以及建筑相关活动所制作的动画影片.它通常利用计算机软件来表现设计师的意图，让观众体验建筑的空间感受.建筑动画一般根据建筑设计图纸在专业的计算机上制作出虚拟的建筑环境，有地理位置、建筑物外观、建筑物内部装修、园林景观、配套设施、人物、动物、自然现象如风、雨、雷鸣、日出日落等等都是动态地存在于建筑环境中，可以以任意角度浏览.房地产动画应用最广的是房地产开发商对房产项目的广告宣传、工程投标、建设项目审批、环境介绍、古建筑保护、古建筑复原等，以及最终方案的效果图.

2.4 三维动画在销售中的体现

在房地产销售当中，传统的做法是制作大型的沙盘模型.而沙盘模型成本高，占地大，时间长，效果不是很明显，而且，当楼盘销售完时只能丢弃，造成了不必要的浪费.而建筑动画可以把客户带进真实的环境中，如看电视般的享受，体现出人性化，从而使购房人作出更好的判断，更快更准地做出定购决定，能大大加快商品房销售的速度.而且建筑动画也是最好的广告，直接通过最普及的电视、网络达到宣传的作用.这样，从设计到销售，一步到位，节省了在宣传中浪费的宝贵的资金和时间.

3三维动画在建筑中应用实例——建筑工程现浇混凝土施工

某科技有限公司主要从事建筑方面，是经营建筑工程新材料、新工艺、新产品的研发与应用的科技型中小企业.此次该公司采用三维仿真动画进行BDF薄壁管的生产、销售以及推广，现浇混凝土空心楼盖技术更好地解决了现浇混凝土空心楼盖中非抽芯成孔的技术问题，为现代建筑建立了全新的结构体系，取得了良好的经济效益和社会效益，并先后在体育馆、医院、商超、学校、办公楼、住宅楼等工程中得以应用.

在建筑施工的技术方案以及建筑施工新材料,新工艺的汇报演示上,传统的PPT或者视频的方式很难让人直观的明白了解施工的技术详情,给领导决策以及现场施工技术员带来很大的困惑；该公司在建筑施工三维动画上率先采用行业领先的技术解决方案,逼真模拟整个的施工过程及施工工艺流程包括新材料,新技术的特征,让每个对建筑施工“一窍不通”的人也可以不用到现场,不需要专业技术人员的讲解都能一目了然.通过演示把施工的三维仿真技术在施工的过程提前演示出来，能够完全体表现施工工程的施工手段、施工所需的工程材料、施工的人员组织、施工的质量预测、施工所需的设备、施工所需的仪器、施工过程中的突发事件、施工的资金保障、施工的环境等.提前给出的施工动画方案可以大大减少在施工过程中出现的错误，对要发生的错误给予预判，可以降低在施工过程中的错误率，另外工程施工三维动画演示可以让建筑工人对自己所负责的工作进行提前了解，使他们在施工过程中能更有效、安全的完成施工任务.

目前，三维建筑设计3D技术在建筑领域已经得到了广泛的应用：早期的建筑动画因为3D技术上的限制和创意制作上的单一，制作出的建筑动画就是简单的跑相机的建筑动画.随着3D技术的提升与创作手法的多元化，建筑动画从脚本创作到精良的模型制作，后期的电影剪辑手法，以及原创音乐音效，情感式的表现方法，制作出的建筑动画综合水准越来越高，建筑动画费用也比以前降低了许多.目前，随着三维动画在建筑中的应用，我们可以在虚拟的建筑动画场景中任意遨游，其市场前景也被普遍看好.

〔1〕李芾，张行彪．三维动画在建筑设计中的运用——建筑动画[J]．华中建筑，2007(8):53～54．

〔2〕李芾．浅析三维动画建筑的表现艺术[J]．作家杂志，2013(7):175～176．

〔3〕孟妍，徐人平．论建筑动画的理论研究现状[J]．科技资讯，2013(5):255．

〔4〕李永泉，韩文泉，黄志洲．数字城市三维建模方法比较分析[J]．现代测绘，2010(2):33～35．