隨著計算機技術(shù)和三維設(shè)計軟件的發(fā)展，包括三維動畫、三維效果圖、三維虛擬現(xiàn)實和仿真等三維成果展示技術(shù)也逐漸應(yīng)用到水利工程中，并且具有傳統(tǒng)展示方式所不具備的直觀、真實、交互等特點。目前在水利工程勘測、設(shè)計、施工過程中，仍主要以傳統(tǒng)二維形式來展示規(guī)劃設(shè)計成果，設(shè)計成果主要以文字報告、表格數(shù)據(jù)、平面圖紙等二維形式展示，缺乏直觀性，非專業(yè)人員往往難以看懂， 尤其對大型復(fù)雜的水利樞紐工程，傳統(tǒng)的二維圖紙往往難以對建筑物各部位形狀和空間位置進(jìn)行直觀描述，需要相關(guān)人員具備較強的空間想象能力，對項目成果匯報、項目審批、設(shè)計交底等工作造成障礙。

為此，亟需一種直觀、立體、逼真的工程設(shè)計成果展示方式。各類三維成果展示方式如三維動畫等就可以滿足這方面的要求，它可以將物體的形態(tài)、空間位置、表面材質(zhì)、運動過程等直觀展現(xiàn)出來，能夠在工程規(guī)劃設(shè)計初期對工程的方案比選、重點建筑物以及工程建成后的效果進(jìn)行仿真模擬，也可以在工程具體設(shè)計過程中，把深入水下、地下、山體等無法直接觀察的工程內(nèi)容模擬出來，經(jīng)過不同角度，不同層次的觀察與分析，找出設(shè)計中存在的不足和缺陷，及時糾正工程設(shè)計中存在的問題，為設(shè)計人員提供正確的決策依據(jù)，從而提高工程的設(shè)計質(zhì)量和效率。

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以南水北調(diào)沙河渡槽、前坪水庫工程、尼日利亞公路、咸陽漆水河渡槽等工程為例，項目基于相關(guān)三維協(xié)同設(shè)計平臺軟件，介紹工程三維成果展示的方法與技巧，其中以三維動畫制作為重點，為相關(guān)工程三維設(shè)計人員制作實用、美觀的三維展示成果提供參考和借鑒。

三維成果展示的主要型式

三維動畫作為三維成果展示的重要方式之一，對工程設(shè)計和施工具有重要作用和意義。在實際設(shè)計工作中，對具體工程進(jìn)行三維成果展示的手段和方法是多種多樣的，目前工程技術(shù)人員采用較多的主要有如下幾種型式。

（1）直接展示三維軟件中組裝的信息三維模型（如圖1）；

（2）剖切成平面或三維圖紙（如圖2）；

（3）制作三維動畫（如圖3）；

（4）制作效果圖（如圖4）；

（5）發(fā)布成三維PDF（如圖5）；

（6）制作成虛擬現(xiàn)實、仿真系統(tǒng)進(jìn)行演示（如圖6）。

這幾種常用的三維成果展示方式各具特色、各有優(yōu)勢，但是在工程設(shè)計成果匯報展示時最常用、最直觀、效果最好的是三維動畫。

三維展示的內(nèi)容和效果

要想通過三維手段將工程展示清楚，其三維展示成果應(yīng)包含兩方面的內(nèi)容。一方面是對工程設(shè)計進(jìn)行介紹，即技術(shù)展示。根據(jù)工程設(shè)計的不同階段，有重點的對工程設(shè)計情況進(jìn)行展示介紹，如對工程的水文地質(zhì)條件、工程的布置結(jié)構(gòu)、所采取的施工工藝、各方案的比選、建成后運行原理和工程投資等進(jìn)行介紹展示（如圖7至圖12所示）。

應(yīng)用三維動畫對工程設(shè)計進(jìn)行技術(shù)展示介紹的時候要想達(dá)到預(yù)期效果，應(yīng)該做到目標(biāo)明確，重點突出，思路清晰，深入淺出，易于理解。另一方面是對工程形象進(jìn)行展示，即效果展示。

在工程設(shè)計的不同階段，通過三維動畫可以對工程重點部位乃至整體成果進(jìn)行仿真模擬展示，生動直觀的向人們展示工程建成后的效果（如圖13至圖16所示）。

應(yīng)用三維動畫對工程形象進(jìn)行效果展示介紹的時候要想達(dá)到預(yù)期效果，三維動畫場景應(yīng)該做到大氣，令人心曠神怡；或唯美，令人賞心悅目；或新穎，令人耳目一新；或巧妙，令人嘆為觀止?？傊?，通過三維動畫對工程進(jìn)行效果展示需要有創(chuàng)新，有探索，有風(fēng)格，不能毫無思想。

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三維動畫制作要點

三維動畫的效果受到多種因素的影響與制約，包括材質(zhì)和配景的選擇。一些工程技術(shù)人員認(rèn)為工程三維動畫的材質(zhì)隨便貼就行，配景簡單地插兩棵樹就可以，這種做法得不到好的動畫效果。如圖17所示，如果這個山體的材質(zhì)隨便找個山體圖來貼，那么山坡上這些清晰的沖溝就表達(dá)不出來，就會缺乏真實感。如圖18所示，反映的是非洲公路場景，雖然非洲很荒涼，但樹木等配景必須有，而且要做到數(shù)量選取適度，樹種選擇合理，樹的大小搭配協(xié)調(diào)。因此，材質(zhì)和配景的選取得當(dāng)是一個工程動畫取得優(yōu)異效果的基礎(chǔ)和保障。

成功的燈光設(shè)置也必不可少，燈光的選取和設(shè)置是工程三維動畫制作過程中是最為復(fù)雜和繁瑣的工作，燈光的選擇一定要根據(jù)模型材質(zhì)的不同和動畫場景的需要來選取（如圖19至圖22），燈光的設(shè)置是在選定燈光的基礎(chǔ)上對燈光的色彩、強度、衰減、陰影等各種效果和參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和設(shè)置，直至達(dá)到理想的效果。想要取得良好的燈光設(shè)置效果需要制作人員耐心細(xì)致的工作，需要付出大量的時間和精力，要有對平時生活中自然光線的觀察和領(lǐng)悟，更要具有一定的經(jīng)驗積累。如果說材質(zhì)和配景的選取得當(dāng)是一個工程動畫取得成功的基礎(chǔ)和保障，那么燈光的選取和設(shè)置是工程三維動畫取得成功的關(guān)鍵和根本，因此需必須重視燈光的選取和設(shè)置工作。

圖17

圖18

在三維動畫制作過程中相機視角的選擇也很重要。相機視角不能隨便設(shè)置，簡單的走直線、轉(zhuǎn)圈讓人久看會頭暈；獨到相機視角的選擇，會給人不拘一格，耳目一新的感覺。比如通過讓相機在俯瞰時左右搖擺，能做出一種像坐在飛機上一樣的動感效果，也可以通過對相機視角的設(shè)置，在全景漫游時做出像蒼鷹鳳翔一樣的感覺（如圖23）。獨到的相機視角需要制作者在三維動畫制作過程的大膽摸索和嘗試，也可以借鑒一些優(yōu)秀電影里相機視角的選取。獨特的相機視角會使三維動畫的效果更加真實和動感。

想要工程三維動畫的效果與眾不同、脫穎而出僅靠材質(zhì)和配景的選取得當(dāng)以及燈光和相機視角的設(shè)置獨到是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要有新穎的展示創(chuàng)意。好的創(chuàng)意需要制作人員充分發(fā)揮想象力，對自己想要表達(dá)的工程有深入的思考。每個人對創(chuàng)意的理解不盡相同，但是沒有創(chuàng)意的工程三維動畫是枯燥無味的，必然不能取得預(yù)期的效果，好的創(chuàng)意會使三維動畫的效果栩栩如生，令人過目難忘，起到錦上添花的效果。（如圖24）

圖19

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在工程三維動畫的后期制作過程中適當(dāng)?shù)奶砑犹匦鞘直匾?，這可以使工程三維動畫的效果和質(zhì)量上一個檔次。特效的添加和使用可以將工程三維動畫的品位和效果得到提高和升華，能夠取得妙筆生花的效果。（如圖25）

此外，音樂和音效在工程三維動畫中也是不可或缺的，在音樂和音效的選擇上要與動畫場景相匹配，要適合動畫的風(fēng)格，音樂的快慢和節(jié)奏要與畫面合拍，對于復(fù)雜的大型工程項目的工程三維動畫應(yīng)該添加講解。三維動畫的音樂和音效如果能夠選取得當(dāng)會起到畫龍點睛作用。

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