计算机三维表现技术在古村落保护中的应用研究

王红静 张禹

摘  要：当今社会，科学技术正处于飞速发展阶段，计算机的三维表现技术也迎来一个崭新的时代，在众多行业和领域中都得到了深入的应用和推广，有着非常好的价值体现。计算机三维表现技术能够将计算机三维表现技术有效地运用到诸多行业中，为古村落保护的创新性发展提供必备条件和发展动力。计算机三维技术能够有效、快捷地实现古村落保护展示，为交互功能提供了便利的条件，给人以身临其境之感。分析计算机三维表现技术的主要内涵和该技术在古村落保护中的具体应用很有必要。

关键词：计算机三维表现技术；古村落保护；应用价值

基金项目：本文系2021年度广西高校中青年教师（科研）基础能力提升项目资助“乡村振兴战略下桂东传统村落文化延承与创新转化研究”（2021KY0696）研究成果。

随着计算机技术与网络技术的发展与推广，计算机三维表现技术也得到了迅猛发展，在古村落保护、医疗、机械等相关领域显现出来的成效和应用价值更为明显。通过计算机三维表现技术，能够对传统的图版绘制以及效果图等不够生动的问题进行一个颠覆性的认知，让体验者产生身临其境之感，同时改善传统性的不足。在实际的操作过程中，计算机三维表现技术能够更有效、更直观地展示视觉冲击，进行动态化、多层化的展示，让古村落的环境、地理风貌、人文特征等起到很好的呈现效果。与此同时，古村落的建筑结构以及相关的建筑元素、人文元素都能够得到最大程度的体现。因此，有必要针对计算机三维表现技术探讨和分析在古村落保护中的具体应用等相关内容的解析。随着计算机三维技术的发展，不断丰富艺术创作的表现手法，使更多的艺术形式焕发出更耀眼的生命活力，影响着文化形态和文化传播领域的发展，改变着人们对文化艺术的审美和准则。建筑漫游的创作遵循着创新原则、整体原则、人性化原则[1]。

一、计算机三维表现的主要内涵

计算机三维表现技术也叫三维成像技术，是以计算机技术为基础的一种更加逼真的方式，以视觉语言、拟人的手法表现要表达的物体或环境，使人有身临其境之感。计算机技术具有非常明显的交互性、真实性等特点，三维表现技术即可以通过三维视角观察景观或物体的任意角度，从而达到无死角观测。在表达环境信息的同时，也可以给观者留下深刻的视觉印象，进而更好地呈现计算机三维表现的应用价值。

二、计算机三维表现技术在古村落保护中的具体应用

在计算机三维表现技术的具体应用中，可以进行古村落保护的相关数据信息的整理和收集。通过信息化技术对大数据材料的整理分析，实现古村落的实体三维建模和场景的构建，并在交互技术的作用之下，更为有效地实现信息传递与视觉上的数据保护。在大数据收集整理的过程中，对于构建计算机三维表现的平台起到了很好的促进作用，为场景的建模与表现手法都提供了必要的支持条件和数据保障。同时，在计算机三维表现技术的有效作用下，三维空间建模真实还原了原有场景，再通过民族文化信息和建筑特殊元素，呈现出古城建筑和环境的效应。在三维成像过程中，可以使场景增加真实感，不需要把模型做得非常精细就可以很好地呈现出画面与数据的同步。在数据与技术支持的背景下，对古村落保护的三维成像来说，可以提高该技术的利用价值，呈现出更好的拓展效果。在古村落三维成像的漫游过程中，主要通过以下几种方式来实现计算机三维表现技术的具体应用：

（一）以3D MAX为基础有效实现古村落三维成像和漫游

3D MAX针对古村落影像恢复要先对数据进行分析，然后按照数据信息的标准完成古村落的建筑与环境建模。对3D MAX技术的运用主要分为模型的创建、賦予材质、创建模拟灯光、创建摄像机路径和分镜头的渲染。模型的创建主要是对三维实体建筑模型和相对应的场景进行画面上的描绘。在三维建模的具体操作过程当中，主要以软件内提供的基本几何体进行变形和修改来塑造最终的不规则模型。例如，用长方体、球体、圆锥体、圆柱体、画二维线框进行修改优化等方式，用软件自带的最基本的几何体或者线框进行编辑修改才能完成相应模型的一部分。如果遇到复杂的建筑模型，还要进行CAD图纸的绘制，再将精确的CAD图纸导入到3D MAX软件中，再通过基本几何体的变形、拉伸和修改等修改命令完成三维实体模型的创建，最终呈现出相应的外观造型结构。在完成模型及地形的模型创建后，就要对物体进行材质分析，针对不同的物体赋予相应的材质。在赋予材质的过程中要先分析物体的基本物理属性，再调整物体本身的颜色、花纹、反射、高光、光泽度等细节。在基本的模型和材质赋予完成后，基本就能看出比较好的描绘效果了，但因为还没有加入光影的效果，整体看上去会缺少真实度。要想得到更逼真的效果，就要在场景中创建灯光。在创建灯光的过程中，首先要创建场景中的主光源，如果是日景，主光源模拟太阳光即可；如果是夜景，要创建路灯等大型照明设施为主光源。确定好主光源以后，就要开始辅助光源的创建，模拟自然环境下物体受到光源照射后呈现出来的效果比较自然，创建好主光源后最终不能够达到较好的模拟效果，因此，辅助光源的必要性就能够起到很明显的视觉效果了。辅助光源创建结束后，就要分析整个场景是否需要补光。补光主要是对个别光影效果不明显的地方进行更细致的调整，比如光线效果过强或者太弱，或者阴影位置过亮或过暗，都需要针对局部细节进行适当调整，从而实现更逼真的画面描绘。以上步骤全部完成后，就到了渲染环节。如果要看单张的效果，那么选择好需要的视觉效果角度进行渲染即可；如果想呈现动态效果，就需要创建多个摄像机进行视觉运动效果的调整。在创建摄像机之前，通常要先做好分镜头脚本工作，设定好分镜头以后才能进入摄像机的创建，再对不同机位的摄像机进行推、拉、摇、移等动态语言表现手法进行环境和建筑的解说剖析。在确定镜头运动方式的时候，应该先确认模型的主要观景节点，再考虑用什么样的方式来表达景观节点[2]。

完成以上步骤后，将进入到最终的渲染阶段，该阶段主要针对摄像机的运动时间及画面尺寸进行规格设定，同时根据不同的播放方式设定好PAL制格式或者NTSC格式。最后渲染成为相应的序列图片，把每个分镜头的序列图片都分类存在不同的文件夹中。

（二）以After Effects为基础对古村落三维成像和漫游进行特效处理

在古村落的三维成像和漫游过程之中，可以通过After Effects软件将每一个分镜头进行整体或局部的画面调整，将图像或漫游更加优美的效果展现出来，也可以在分镜头中加入特定的特效效果，比如光晕、辉光等效果。在处理后期的影片剪辑和合成时，不但要求处理者技术过硬，还需要具备一定的审美，更要有整体的宏观把控能力。只有这样，才能对整个影片的每一部分的先后和要表达的情感信息进行更好的呈现。在处理画面的细节效果时，还可以通过After Effects调整画面的色阶、曲线、色相和饱和度等。另外，还可以对漫游效果进行转场的设定和调整，除了软件自带的转场方式外，还可以手动设定，实现想要表达的视觉效果。此外，针对漫游中加入的画中画和字幕的效果，也能够通过After Effects很好地呈现出来。在加入画中画的实际操作中，通常会用在室内的电视机屏幕效果上，如果是室外，在LED屏幕上的画面效果会更好。在具体的After Effects古村落三维成像和漫游过程中，主要有导入素材、素材效果、创建图层以及渲染等步骤。在导入素材方面，通常使用3D MAX渲染完的分镜头，并对其进一步优化调整。有时也需要导入其他的辅助素材，导入辅助素材主要对辅助素材的某一点进行截取，再叠加或衔接到原有的素材上。在素材效果上，整体的画面效果和要表现的重点氛围也尤为重要。在具体操作过程中，对素材的整理，要先进行音频与视频的分离，将不需要的音频或视频截掉，对留下来的部分再进行相应的素材处理，最后才能完成拼接使用的环节。与此同时，创建图层也应同步进行，做到不同的视频素材要有单独的图层，这样可以方便对单一图层的单独修改。以免产生一个图层错误，全部图层都要重新制作的问题。

（三）以EDIUS为基础进行古村落三维成像和漫游的视频衔接

在EDIUS操作前，需要有效对应三维建筑模型的特点，分镜头衔接的视频效果，与音频之间的相互搭配和整个视频的连贯性，从而更好地利用EDIUS软件进行影片的剪辑和合成。通常需要以下几个步骤：导入编辑好的素材、加入转场、添加字幕、背景音乐配音剪辑、音效素材的添加、视频素材的排序和渲染参数的设定。在EDIUS音频制作之前，通常要先设定好该项目的具体参数，比如：视频的横宽比、格式等。完成基本的参数设置后，导入相应的素材，包括视频素材、音频素材和字幕素材。将这些素材导入到数据库后，就可以在对应的轨道上进行排序修剪了，修剪完成后开始审视不同镜头的衔接，如果衔接不自然，就要用到EDIUS中的转场特效设置。设置好前面的两项内容后，就可以对整个影片进行审阅，在相应的位置添加需要的字幕。这里还涉及背景音乐的选择，针对视频的需求，考虑如何将音频更好地融入影片中。除了背景音乐的选择和编辑，还要加入相应的音效，比如：视频里如果有流动的小溪，就可以加入小溪流水的音效；如果表现森林，可以加入鸟叫声音的音效；如果表现的是阴天下雨，可以加入雷声和下雨声的音效，等等。以上的内容全部完成后，就可以进入渲染阶段，渲染的时候需要对视频的格式进行设置，这样渲染完成后，就得到了最终需要呈现的效果。这里需要指出的是，用这种方式实现古村落的三维成像和漫游只是众多实现的方式之一，且以这种方法渲染出来的视频文件会比较大。如果需要，可以借助格式工厂软件对视频进一步地压缩和整改，既能实现效果的完美展示，也能将视频文件压缩成内存较小的文件，方便储存和传输。

三、结语

综上可知，在目前的古村落三维成像和漫游过程中，越来越广泛地应用三维成像的效果，动态的效果也被大眾所喜爱。因此在实践过程中，需要进一步地把握好相关技术的特点和优势，更加有效地实现视频传递信息的效果，给人以身临其境之感。计算机三维表现技术还可以模仿真实光照效果和自然天气的变化，实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换和比较。通过漫游动画逼真的动态声画展示，设计方案能生动形象地展示出来，受到广大客户的普遍欢迎[3]。同时，在今后的发展过程之中也要对其优势和特点进行不断优化完善，使其发挥更大的作用，推动三维成像技术领域的更好发展。

参考文献：

[1]杜戎.环境艺术中虚拟建筑漫游技术运用的探索[J].中国新通信，2018（11）：223.

[2]张瑞英，孙胜男.基于3D软件的建筑漫游[J].居舍，2021（19）：179-180.

[3]刘民娟，何世文.基于3D虚拟技术的建筑漫游动画的设计与实现[J].电子测试，2013（24）：15-16.

作者简介：王红静，硕士，贺州学院副教授。研究方向：环境设计方向。

通讯作者：张禹，硕士，贺州学院设计学院讲师。研究方向：区域景观设计。