基于Bentley三维协同设计平台的成果渲染及输出探讨

【摘 要】基于笔者使用Bentley三维设计平台的工作情况，结合多年的项目经验，本文针对三维设计过程中的三维成果输出工作的心得与体会做一总结，供相关三维设计工作人员参考和探讨。

【关键词】Bentley；三维协同设计；展示；渲染；动画

引言

三维工程设计是在新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础上使设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法，其最大的优点之一就是突破了传统二维设计的平面表达局限，解决了传统二维设计图纸非专业人员一般无法看懂的问题，使工程项目在建设前期就变的更加直观和形象，便于实现决策者对项目的整体、清晰、准确把控。

三维设计成果的展示主要手段之一是通过对设计模型的渲染输出三维动画及三维高清图片等，将项目中各单元的空间形态、空间位置、表面材质、运动过程等直观的展示出来[1]。

笔者在渲染工作中，利用Bentley平台下的MicroStation图形平台强大后期渲染工具，对设计模型进行三维可视化渲染，进而输出项目动画和图片等，较方便的实现工程虚拟模型设计到现实的映射，从而更好的提升设计效率，使设计意图清晰明朗，让原本生硬难懂的工程设计模型变的色彩绚丽、栩栩如生，本文结合几个工程实例，对渲染工作流程进行介绍和总结。

1. 渲染工作的前期准备

任何软件只是工具，重要的是思想。

渲染工作一开始对于实际操作者首先要对工程项目有较为全面和深刻的理解，理解设计师的设计意图、用户的主导想法、了解项目的周边大局以及内部工艺流程细节等，形成一个较成体系的、可实现的表达思路和成果目标。要较为清楚的了解所要表达的对象是什么，怎么去表达，达到一个什么样的目的和效果。这些工作不是完全依靠軟件所能实现的，这需要实际操作者通过与设计师、项目负责人等与项目有关的人员多次反复的交流和探讨，不断去提高自身对项目的理解能力和准确把握能力，以实现设计的最直接最准确的表达和输出。

渲染工作贵在知道渲染引擎的原理，对材质、相机、灯光等的理解，一些原理开始不懂没有关系，等实际操作一段时间后再看。如果不去深究原理，一味练习，是不会有太大提高的，做完了前期的练习，后面的工作就是研究每一项功能，认真观察实际的材质效果，灯光效果，与现实或自己想象的做比较，不足的想办法去矫正，去改进。

此外，具备一定的计算机基础知识，会操作机器，会管理文件，会排除简单的故障也是很重要的条件；要有一定的美术基础，只会操作软件而不懂得起码的色彩、构图、造型等知识是无法独立承担任务的。还要有一点灵感，这需要知识和经验的日积月累。

2.渲染工作中与前期建模工作的配合和沟通

渲染工作基于的基础就是前期的模型设计，在项目方案阶段，模型搭建前期，渲染工作人员就要积极参加方案的制定工作，对项目有一个整体性把握，以便实现与后期的表达思路的有机结合，对各专业模型搭建提出有利于渲染工作的要求和建议，如：模型的轻量化，不同建筑构件以及设备材料的准确归类和清晰区别，提高渲染工作效率。

模型搭建期间，渲染负责人有较充足的时间去理解项目，组织自己的思路，并随时关注模型的搭建进度，及时安排渲染工作进度，部分工作可与建模工作交叉进行，在关注模型的搭建进度中间，也更加有利于理解设计师的设计意图，加深对整个项目的理解和把握。

建模工作结束后，渲染工作全面铺开，首先在不破坏原始模型的基础上对模型进行优化加工，去除或淡化不需要表达的模型，突出和强调要重点准确表达的模型等，从艺术加工的角度去看待模型，有时候甚至需要做一些跟原设计相背的处理，但其目的还是为了更好的去表达原设计。后期工作也需要跟设计师等各方项目相关人员进行大量的交流沟通，征求众人的意见，使渲染工作中的艺术虚化性与设计的准确实际性得到较好的统一。

渲染工作中虽然融入了艺术加工的成分，但其核心还是要切合实际，尊重原始模型，准确表达模型，切不能天马行空，一味的追求炫丽的效果。

3.渲染工作流程

在熟悉了项目内容和需求以及与设计人员做好项目沟通后，后期渲染工作主要流程为：

（1）收集各种与项目相关的素材，收集原则以项目的具体要求为准；

（2）制作和管理材质库；

（3）对设计模型进行初步测试，及时向建模人员提出修改和调整意见；

（4）贴材质，出渲染小样，交于各方相关人员核对，准确无误后定初稿；

（5）与专业负责人商讨制定成果表达方案，编写动画脚本，如：漫游路径、重点突出部位、方案对比形式等，并确认；

（6）根据成果表达方案，设置模型灯光、相机、动画路径、单元运动动作等；

（7）核对成果输出初稿，并确认；

（8）输出图片和动画帧序列，并确认；

（9）运用视频制作软件合成动画，并进行后期剪辑和配音，并确认；

（10）形成最终成果；

（11）归档。

上述流程为笔者在工作中的总结，可使工作量减少至最小化，避免重复，提高效率，人员配备一般采用“一人为主，多人配合”的模式，（各自为政会导致画面、灯光、风格混乱）[1]

4 .三维设计成果展示的主要方法和载体

Bentley平台下三维设计成果展示方法可根据实际需求输出不同类型成果，作者在工作中主要采用了如下形式：

（1）输出带设计信息的三维模型文件，通过专业软件进行查阅和浏览，该方法的优点是信息完整全面，缺点是需要专业的阅读软件，不利于多方使用；

（2）从模型中抽取二维图纸，或三维图纸，该方法优点是适合于传统的阅图习惯，缺点是信息量有限，无法全方位展示；

（3）制作三维动画以及效果图，可在多媒体设备上阅览，该方法的优点是可根据需要针对性的展示任何信息，动态直观，缺点是制作过程长，耗时量大；

（4）输出三维PDF，运用PDF阅览器就可以查看，该方法优点是查阅方便，缺点是信息量有限，无法查阅模型内在信息；

（5）制作AR、VR系统，该方法为现在较前沿的技术，通过“虚拟现实”技术科实现三维可视化及高效精准设计[2]受各种条件的限制，笔者在工作中只做了较浅层次的尝试，后续还有大量工作可以做。

上述几种展示方法各有利弊，在工程实际中根据不用需求，采用一种或多种方式，使其更好的满足项目要求，在工程汇报演示中，较多选用三维动画的形式，该方法生动、直观，可以取得较好的展示效果，三维动画作为三维成果展示的重要方式之一，对工程设计和施工具有重要作用和意义[3]。

5 .结语

三维工程设计中的渲染工作是一个较为综合性的工作，它要求操作者除了具备专业的工程技术知识以外，还要掌握更多的相关专业知识和技能。做好三维工程设计的渲染工作不是一朝一夕的事情，需要日积月累的努力。多观察，多思考，多借鉴，多联想，多渠道，多实践，循序渐进提高自己的水平。

参考文献：

[1]屈志刚，曲晓宁.基于三维协同设计平台的工程三维成果展示方法与技巧[J].中国勘察设计.2014，（6）：89，92.

[2]惠兵等.基于Bentley平台的三维协同设计探讨[J].中州煤炭.2015，（5）：106.

[3]刘京晶，任必穷等.三维动画技术在水利工程总的应用[J].水利科技与经济.2013，19（5）：117-118.

作者简介 ：王俊波（1983-），男，河南安阳，工程师，2006年毕业于华北水利水电学院，现任职于中赟国际工程股份有限公司数字工程中心。endprint