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        EICAD-3DS MAX路線動態(tài)透視技術(shù)應(yīng)用研究

        2020-11-16 06:59:33徐曉兵
        裝飾裝修天地 2020年21期
        關(guān)鍵詞:透視圖數(shù)據(jù)文件橫斷面

        徐曉兵

        摘? ? 要:隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,三維透視技術(shù)在道路路線設(shè)計工作中扮演者越來越重要的角色。特別是EICAD-3DS MAX路線動態(tài)透視技術(shù)在道路路線設(shè)計中發(fā)揮著重要作用?;贓ICAD-3DS MAX的動態(tài)透視技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)駕駛員視角的駕駛漫游,檢查路線線形組合設(shè)計是否合理,道路橫斷面布置是否恰當(dāng),交通安全設(shè)施的設(shè)計是否能達(dá)到警示駕駛員的目的。

        關(guān)鍵詞:EICAD-3DS MAX;動態(tài)透視;路線設(shè)計;線形組合

        1? 路線動態(tài)透視圖原理

        線形組合設(shè)計完成后,設(shè)計人員通過平面圖紙整體評價組合設(shè)計是否合理需要強(qiáng)大的想象力,很難形成直觀的視覺效果?;谟嬎銠C(jī)輔助設(shè)計的三維動態(tài)透視技術(shù)可以將一張張靜態(tài)的圖紙組合成三維動畫,動態(tài)查看路線情況。

        行駛過程中,視點(diǎn)隨著時間不斷變化,駕駛員看到的是隨視點(diǎn)不斷變化的動態(tài)三維線形,可表示為:

        2? EICAD三維建模

        集成交互式道路與立交設(shè)計CAD(EICAD)基于AutoCAD軟件平臺,EICAD集成了多個理論新成果,應(yīng)用全新的三維設(shè)計理念,可以隨時掌握道路路線三維狀態(tài)。在城市道路、公路、樞紐立交的方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等每個設(shè)計階段,EICAD都可以有效發(fā)揮作用。EICAD在緊密遵循技術(shù)規(guī)范指標(biāo)的同時,緊密聯(lián)系設(shè)計實(shí)際,展現(xiàn)路線設(shè)計的新思路、新方法。

        EICAD有多方面優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在采用 “新的導(dǎo)線法” 路線設(shè)計理論和“復(fù)合曲線模式法”立交匝道線形設(shè)計理論,另外,EICAD具有動態(tài)拖動和功能集成的特點(diǎn),設(shè)計者能夠準(zhǔn)確、方便、高效的繪制理想的平縱線形。

        利用EICAD軟件三維建模主要是通過3DRoad模塊實(shí)現(xiàn)的,3DRoad是EICAD中的一個功能單元,是道路與橋梁三維建模系統(tǒng),設(shè)計者在完成道路的平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計和橫斷面設(shè)計后,利用基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)通過3DRoad功能單元建立道路、橋梁及交通工程的三維立體模型,設(shè)計者從全方位視角觀察設(shè)計成果。

        與傳統(tǒng)AutoCAD和3DS MAX軟件手工建模相比,利用3DRoad建模,能夠有效提高建模效率,節(jié)省了寶貴的設(shè)計。而且3DRoad建模是基于EICAD的設(shè)計數(shù)據(jù)文件,能夠與實(shí)際設(shè)計位置、尺寸等無縫對接,提高了建模的準(zhǔn)確性,模型精度較其他方式建模要高得多。3DRoad v3.0版在以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了界面和功能的重新設(shè)計。大大提升了軟件的綜合性能。

        3? EICAD-3DS MAX路線動態(tài)透視圖技術(shù)

        3.1? 生成數(shù)據(jù)

        運(yùn)用EICAD平縱橫設(shè)計模塊數(shù)據(jù)編輯單元生成建模數(shù)據(jù)。

        (1)生成平面數(shù)據(jù)文件。首先運(yùn)用平面設(shè)計命令形成平面設(shè)計初步成果,運(yùn)用平面設(shè)計模塊下的“數(shù)據(jù)存儲”命令和“輸出數(shù)據(jù)文件”命令,生成平面數(shù)據(jù)文件。

        (2)生成縱斷面數(shù)據(jù)文件。首先運(yùn)用縱斷面設(shè)計命令形成縱斷面設(shè)計初步成果,運(yùn)用縱斷面設(shè)計模塊下的“豎曲線文件存盤”命令,生成縱斷面數(shù)據(jù)文件。

        (3)生成橫斷面數(shù)據(jù)文件。輸入豎曲線文件、縱地面線文件、橫地面線文件、橫斷面文件、超高文件、填方邊坡文件及挖方邊坡文件等橫斷面設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。運(yùn)用橫斷面設(shè)計模塊下的“橫斷面設(shè)計”命令,生成橫斷面數(shù)據(jù)文件。

        經(jīng)過以上步驟,三維立體建?;A(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成。

        3.2? 3DRoad路線三維建模

        我們運(yùn)用平縱橫設(shè)計單元完成平面數(shù)據(jù)文件、縱斷面數(shù)據(jù)文件和橫斷面數(shù)據(jù)文件后,即可應(yīng)用3DRoad模塊建立三維立體模型。

        (1)計算道路模型。根據(jù)準(zhǔn)備好的平縱橫數(shù)據(jù)文件計算道路三維模型,應(yīng)用3DRoad中“計算道路模型”命令,選擇平面數(shù)據(jù)文件、縱斷面數(shù)據(jù)文件和橫斷面數(shù)據(jù)文件,輸入模型起止點(diǎn)及精度數(shù)據(jù)。輸入完畢確認(rèn)后,生成路線模型數(shù)據(jù)文件和路線模型邊界文件。

        (2)路線建模。運(yùn)用3DRoad中“路線建?!泵顒?chuàng)建路線模型,選擇模型文件,輸入路線物體起止位置,即可生成路線三維物體模型文件。

        (3)交通工程建模。近年來,交通量不斷增長,時刻考驗(yàn)道路通行能力和交通安全,設(shè)計時,交通工程設(shè)計尤為重要。我們創(chuàng)建道路三維模型的同時,也要建立交通工程安全設(shè)施三維模型。

        交通工程建模是3DRoad功能單元重要組成部分,有創(chuàng)建護(hù)欄、創(chuàng)建標(biāo)志牌、創(chuàng)建公路標(biāo)線三部分內(nèi)容。道路三維建模完成后,創(chuàng)建交通工程模型。

        3.3? 3DS MAX動態(tài)透視圖

        完成道路三維建模,存儲道路三維模型文件,我們通過3DS MAX制作動態(tài)透視圖。

        (1)導(dǎo)入模型。我們導(dǎo)入三維路線模型文件。在模型文件導(dǎo)入前需要平移大數(shù)坐標(biāo),讓模型物體起點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)。輸入焊接閥值、3D實(shí)體最大曲面偏離等數(shù)據(jù)后,導(dǎo)入三維路線模型文件。

        (2)時間配置。3DS MAX動態(tài)透視圖是以“幀”為單位,動態(tài)透視圖影像是每個時間節(jié)點(diǎn)“幀”的組合,進(jìn)行時間配置,設(shè)置幀數(shù)等參數(shù),確認(rèn)好幀的長度、幀數(shù)、開始時間、結(jié)束時間和播放方式等參數(shù)后,完成時間配置。

        (3)創(chuàng)建攝像機(jī)。創(chuàng)建一個攝像機(jī)Camera001。設(shè)置攝像機(jī)本體的運(yùn)動路徑,應(yīng)用“制定控制器”,選擇“路徑約束”; 應(yīng)用“添加路徑”,選擇3DRoad生成的攝像機(jī)路徑;設(shè)置好路徑選項(xiàng)參數(shù),攝像機(jī)本體運(yùn)動路徑設(shè)置完成。

        設(shè)置攝像機(jī)目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動路徑:應(yīng)用“制定控制器”,選擇“路徑約束”;應(yīng)用“添加路徑”,選擇3DRoad生成的攝像機(jī)路徑;設(shè)置好路徑選項(xiàng)參數(shù),攝像機(jī)目標(biāo)體運(yùn)動路徑設(shè)置完成。

        (4)搭建場景。我們對動態(tài)透視圖進(jìn)行材質(zhì)設(shè)置。路線三維物體主要有路面、邊溝、邊坡、標(biāo)線及護(hù)欄等物體,每種物體選用與實(shí)際相符的材質(zhì),需要對每種物體分別進(jìn)行材質(zhì)選擇。

        (5)渲染輸入動態(tài)透視圖。攝像機(jī)創(chuàng)建及場景搭建完成后渲染輸出動態(tài)透視圖,應(yīng)用“渲染設(shè)置”命令,完成渲染設(shè)置及輸出路徑后,得到路線動態(tài)透視圖。

        通過導(dǎo)入模型—時間配置—創(chuàng)建攝像機(jī)—場景搭建—渲染輸出等步驟,把道路三維模型制作成三維動態(tài)透視圖。

        4? 動態(tài)透視圖技術(shù)的應(yīng)用

        運(yùn)用EICAD-3DS MAX制作的路線動態(tài)透視圖,優(yōu)勢體現(xiàn)在根據(jù)EICAD功能模塊的逐步提示生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件和模型文件,再將模型文件導(dǎo)入到3DS MAX中,制作動態(tài)透視圖。伴隨著EICAD和3DS MAX軟件的升級改造,對普通設(shè)計者來說,制作動態(tài)透視圖將不再困難。

        設(shè)計者通過動態(tài)透視圖,實(shí)現(xiàn)以駕駛員視角的駕駛漫游,檢查線形組合設(shè)計是否合理,道路橫斷面布置是否恰當(dāng),交通安全設(shè)施的設(shè)計是否能達(dá)到警示駕駛員的目的。

        5? 結(jié)論

        本文闡述了透視技術(shù)原理,論述了EICAD-3DS MAX路線制作動態(tài)透視圖的方法。實(shí)現(xiàn)駕駛漫游,能夠應(yīng)用于路線設(shè)計質(zhì)量、交通安全設(shè)施設(shè)計質(zhì)量的驗(yàn)證與評價。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 付金亮,袁超.透視圖法在高等級公路設(shè)計中的應(yīng)用[J].山西科技,2008(4):139~140.

        [2] 應(yīng)煜,彭勝強(qiáng).道路動態(tài)透視圖研究初探[J].城市道橋與防洪,1998.

        [3] 楊智,劉偉.EICAD在現(xiàn)代道路設(shè)計中的使用[J].價值工程,2015(24):73~74.

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