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篇1

關(guān)鍵詞：三維效果圖；水利水電；工程；應(yīng)用

中圖分類號：TV222 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）09-0131-02

在建設(shè)工程領(lǐng)域，水利水電工程存在涉及范圍廣、建設(shè)規(guī)模大、建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜、設(shè)計(jì)周期及施工期長等特點(diǎn)。目前水利水電工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，仍然以平面CAD圖紙和文字說明作為主要表現(xiàn)形式，難以直觀表現(xiàn)工程在真實(shí)空間中不同角度的具體形態(tài)以及工程建成后的運(yùn)行狀態(tài)等。

近年來，電腦軟、硬件技術(shù)迅速發(fā)展，為利用電腦三維技術(shù)真實(shí)模擬工程施工過程及完工后形態(tài)提供了可能。電腦三維技術(shù)在水利水電工程領(lǐng)域有兩方面應(yīng)用，一是通過制作“立體”的三維效果圖對工程整體或局部構(gòu)造進(jìn)行“以假亂真”的描述，二是通過三維動(dòng)畫對工程各子系統(tǒng)的工作原理及建成后的整體形態(tài)提供身臨其境的感受和體驗(yàn)。本文僅對較易入門的水利水電工程三維效果圖（簡稱水工效果圖）設(shè)計(jì)制作技術(shù)進(jìn)行研究。

1 水工效果圖的作用

三維效果圖是展現(xiàn)水利水電工程設(shè)計(jì)成果的一種直接而有效的靜畫表現(xiàn)方式，主要功能是將平面的圖紙三維化、仿真化，利用電腦三維仿真軟件技術(shù)生成模擬真實(shí)環(huán)境的高仿真虛擬圖片，再以圖片為載體表達(dá)作品需要及預(yù)期達(dá)到的效果。

三維效果圖對指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)和施工亦能發(fā)揮重要作用。比如制作水工效果圖時(shí)，第一步便是對工程各部分結(jié)構(gòu)和周邊場景精確建模，然后從各個(gè)角度不同側(cè)面、不同層次進(jìn)行渲染，通過對靜畫成果進(jìn)行觀測與分析，來檢查水利水電工程設(shè)計(jì)方案是否存在瑕疵，據(jù)此對項(xiàng)目方案作進(jìn)一步推敲，以糾正工程平面圖紙和設(shè)計(jì)報(bào)告的紕漏。此外，通過對水利水電工程模型各部分任意剖切和透視處理，可以進(jìn)一步明晰水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各部分銜接，一方面為施工組織設(shè)計(jì)提供了直接的設(shè)計(jì)依據(jù)，另一方面亦便于對工程施工進(jìn)行指導(dǎo)。

2 制作水工三維效果圖的基礎(chǔ)條件

2.1 行政支持

三維效果圖效果顯著，但在項(xiàng)目資金不足或項(xiàng)目負(fù)責(zé)人缺乏前瞻性意識的情況下，三維效果圖并非不可或缺，所以項(xiàng)目主管部門的重視是三維效果圖市場需求的源動(dòng)力，是三維效果圖制作工作得以啟動(dòng)的關(guān)鍵性因素。在水利水電工程領(lǐng)域，業(yè)主的支持和推動(dòng)，將使制作方更易獲取必需的工程項(xiàng)目信息，雙方的溝通便亦能更深入、更充分，確保制作過程不偏離大方向、大前提，從而大大加快水工效果圖制作工作的進(jìn)度。

2.2 設(shè)備支持

水工效果圖制作過程數(shù)據(jù)運(yùn)算量大，對電腦設(shè)備的性能有較強(qiáng)依賴性，電腦設(shè)備購置投入資金與三維效果圖制作耗費(fèi)時(shí)間往往成反比。高效能電腦設(shè)備通常價(jià)值不菲，根據(jù)企業(yè)實(shí)力差異，起碼應(yīng)選用高配置商用電腦，有條件的話盡量使用圖形工作站作為工作平臺。此外，水工效果圖背景、人物及配景插畫的制作，需要參考大量圖片素材，一部分可在互聯(lián)網(wǎng)上搜集，其余則要按畫幅大小需要實(shí)地拍攝。小幅面素材可用大分辨率家用級數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝，至于高分辨率、大場景、大幅面素材，則最好用專業(yè)高清單反數(shù)碼相機(jī)拍攝取材，反正最終原則是確保圖片素材的高質(zhì)素。

2.3 工程項(xiàng)目信息支持

制作方接受水工效果圖制作任務(wù)后，第一件事便是精確、全面掌握工程內(nèi)容，確定模型具體類型、數(shù)量、尺寸及位置。只有業(yè)主及時(shí)、準(zhǔn)確提供工程項(xiàng)目整體情況（含工程設(shè)計(jì)報(bào)告書、設(shè)計(jì)圖紙，最好是電子版），如涵閘或堤防的尺寸、位置、高程等信息，制作方才能有效開展水工效果圖制作準(zhǔn)備工作。

2.4 人力協(xié)同支持

三維效果圖制作是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，個(gè)別三維效果圖相對簡單，業(yè)主要求不高，也不需反復(fù)修改，制作人員可單獨(dú)在較短時(shí)間內(nèi)完成。但水工效果圖多數(shù)較復(fù)雜，模型造型形式多樣，點(diǎn)、面數(shù)量大，單槍匹馬已無法應(yīng)付工程項(xiàng)目信息搜集整理、單體和群體建模、大幅面圖像平面處理等繁重的工作，需要協(xié)同若干制作人員組成制作小組，甚至幾個(gè)制作小組分工協(xié)作，各司其職、各負(fù)其責(zé)，才能順利按時(shí)完成制作任務(wù)。

3 制作工具

水工效果圖以相關(guān)電腦軟件作為制作工具，涉及各式各樣大、小型軟件的綜合運(yùn)用，對制作人員的電腦系統(tǒng)基礎(chǔ)知識水平和軟件應(yīng)用能力提出了較高要求。

3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD-Computer Aided Design）軟件是指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的軟件，簡稱CAD軟件，可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲和制圖等工作。CAD軟件使用非常廣泛，國外有Autocad、MicroStation、ArchiCAD等代表軟件，國內(nèi)知名度較高的有天正、理正、浩辰、中望等CAD軟件，目前業(yè)界以Autocad、天正（以Autocad為基礎(chǔ)開發(fā)）較為常用，最高版本已去到Autocad 2012。CAD軟件主要用于前期準(zhǔn)備工作，可用來打開業(yè)主提供的水利水電工程設(shè)計(jì)圖紙電子版資料，了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，利用軟件內(nèi)的查詢工具掌握工程各部分模型的空間信息，為下一步使用三維軟件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 三維制作軟件

國際上三維制作軟件類型眾多，主要有3dmax、Softimage/XSI、Maya、Rhino、Lightwave、Cinema 4D、PRO-E等軟件，其中Maya側(cè)重于動(dòng)畫制作，Lightwave建模功能強(qiáng)大，而3dmax綜合性好，各方面較為平衡，是目前使用最為廣泛的水工三維制作軟件。3dmax易學(xué)易用，可用于制作工程主體模型，并渲染初級效果圖片，目前最高版本為3dmax 2012中文版。

3.3 后期處理軟件

三維制作軟件生成的圖片往往不盡如人意，一般只能達(dá)到效果圖“初稿”的程度，離業(yè)主要求仍有較大距離，需要進(jìn)行細(xì)致的后期處理，方能達(dá)到逼真的效果。圖像后期處理是指使用后期處理軟件，對效果圖“初稿”進(jìn)行圖像編輯、圖像合成、校色調(diào)色及特效制作等一系列操作，使“初稿”最終潤飾成為效果產(chǎn)品，后期處理是效果圖出圖的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是必不可少的環(huán)節(jié)。后期處理軟件為數(shù)不少，其中Adobe公司的Potoshop是平面設(shè)計(jì)界的龍頭老大，功能最全面、性能最強(qiáng)大，通過Potoshop的處理往往能使效果圖達(dá)到驚人的效果，目前Potoshop最高版本為Potoshop CS5。

“Autocad+3dmax+Potoshop”俗稱工程效果圖界的三駕馬車，也是水工三維效果圖制作的首選軟件。這三套軟件均屬大型軟件，功能豐富、復(fù)雜程度高。值得慶幸的是，制作人員并不需要耗費(fèi)大量時(shí)間去掌握全部功能（實(shí)際上也不可能），其實(shí)只需使用其中小部分常用功能，便能夠完成水工效果圖制作。當(dāng)然，效果圖創(chuàng)作“功力”要再上一個(gè)臺階的話，必然對制作人員的水平提出更高要求，沒有深入鉆研就無法創(chuàng)作出感人的作品。只有針對不同工程、不同軟件和不同技術(shù)，投入大量時(shí)間不斷學(xué)習(xí)、提高，平時(shí)注意技術(shù)積累，經(jīng)常研究新方法新途徑，盡量使用有效手段、消耗較短時(shí)間來完成手頭的工作，才能達(dá)到融會貫通的境界。

4 制作步驟

水工三維效果圖制作過程較為復(fù)雜，非一言一語可以表述清楚，下面僅以“Autocad+3dmax+Potoshop”這三駕馬車為例，分兩階段簡述水工效果圖制作步驟。

4.1 前期制作階段

4.1.1 造型建模

建模工作是制作水工效果圖的基礎(chǔ)，要求務(wù)必嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行精確造型建模，而且過程較為枯燥，制作人員要具備一定的恒心和毅力才能堅(jiān)持下來。首先，制作人員需要了解目標(biāo)工程的整體信息，對水利水電工程而言，就是要充分準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)圖紙，了解業(yè)主意圖，對要表現(xiàn)的事物形成總體把握，并據(jù)此在白紙上勾勒平、剖面或空間草圖，經(jīng)業(yè)主確認(rèn)后，便可以正式開展建模工作。數(shù)字模型一般用3dmax建立，亦可用Autocad建模，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及制作人員個(gè)人工作特點(diǎn)靈活確定，哪一個(gè)用起來順手、便利，就用哪一個(gè)。習(xí)慣做法是以3DMAX為主，同時(shí)結(jié)合Autocad綜合運(yùn)用。

4.1.2 賦予材質(zhì)

水工建筑物建模工作的成果仍然是單色工作模型，僅用以推敲模型空間和構(gòu)造關(guān)系，效果卡通化。只有在3dmax中賦予模型適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)，并經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)與比較確定合理貼圖，效果圖才能更具真實(shí)感。

4.1.3 光線處理

燈光與陰影在水工效果圖中起著重要作用，陰影要力求符合工程項(xiàng)目太陽照射的實(shí)際情況，而且調(diào)整燈光時(shí)須注意結(jié)合貼圖的調(diào)整，使兩者相互協(xié)調(diào)，光影效果才會更顯著。

4.1.4 渲染輸出

在渲染輸出前，要根據(jù)最后可能打印的最大幅面確定輸出分辨率，然后調(diào)好照相機(jī)的角度和可視范圍，并確定地平線，力使效果圖符合人們的一般視覺感受。

4.2 后期制作階段

4.2.1 遠(yuǎn)景處理

可用與實(shí)際項(xiàng)目相符的高清晰度照片作為背景（包括天空及遠(yuǎn)處的地面、道路、植物、人物、路燈以及汽車等人造景觀），并調(diào)好明暗、色調(diào)。

4.2.2 近景處理

插入近處的地面、道路、植物、人物、路燈以及汽車等人造景觀圖片，除了客戶要求的，還可以自己設(shè)想發(fā)揮。

4.2.3 玻璃處理

用通道選出所有玻璃部分選擇，用亮度、對比度或色彩平衡等功能進(jìn)行調(diào)整，以增強(qiáng)玻璃效果。

4.2.4 調(diào)整畫面整體性

該步驟貫穿整個(gè)制作過程，隨著內(nèi)容不斷豐富，需隨時(shí)調(diào)整畫面素描關(guān)系（明暗、結(jié)構(gòu)及空間感），并要推敲效果圖色彩關(guān)系及畫面構(gòu)成是否具有美感。

5 注意事項(xiàng)

由于水利水電工程具有多樣性及復(fù)雜性，且各種水工效果圖制作軟件晦澀難懂，常使相關(guān)制作人員無所適從，此時(shí)經(jīng)驗(yàn)的欠缺、技術(shù)上的不足屢屢暴露無遺。此時(shí)要么放棄，要么糊弄過去。當(dāng)然，制作人員還有第三個(gè)選擇，就是采取積極措施查漏補(bǔ)缺。一方面需主動(dòng)深入工程項(xiàng)目現(xiàn)場勘察測量，了解工程實(shí)際情況，激發(fā)創(chuàng)作靈感，減少成果偏差。另一方面要抽出適當(dāng)時(shí)間了解包括工程資料和軟件資料在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)資料，對其中的疑點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行學(xué)習(xí)摸索，或反復(fù)上機(jī)實(shí)操進(jìn)行軟件技術(shù)驗(yàn)證，參考好的照片和水工效果圖，多做練習(xí)，注意積累經(jīng)驗(yàn)。此外，在消化現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷研究新技術(shù)、新措施，同時(shí)留意各項(xiàng)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，確保自身優(yōu)勢，才能在水工效果圖市場競爭中立于不敗之地。

6 結(jié) 語

水工效果圖憑借自身種種優(yōu)勢在水利水電行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，通過水工效果圖，水利水電工程參建各方均能直接獲得對工程的感性認(rèn)識，大大促進(jìn)了工程項(xiàng)目的順利開展，效果顯著。廣大正在從事或有志于從事水工效果圖創(chuàng)作的朋友，應(yīng)當(dāng)緊緊抓住當(dāng)前水利大發(fā)展的歷史機(jī)遇，煉好基本功，探索新路子，共同開拓水利事業(yè)新紀(jì)元。

參考文獻(xiàn)：