導(dǎo)語：建筑營造的3D虛擬體驗分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：3D虛擬技術(shù)建筑豐富了視聽體驗。利用三維數(shù)字技術(shù)建筑漫游動畫的制作流程，建筑營造出創(chuàng)意性的沉浸式體驗。

關(guān)鍵詞：3d技術(shù)；建筑營造；動畫設(shè)計

在新媒體環(huán)境下隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，近些年，三維建筑漫游動畫已突破傳統(tǒng)二維的平面化布局設(shè)計，不僅在新媒體融合的多元化、元宇宙時代扮演著至關(guān)重要的角色，還在多方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前建筑行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，為了滿足日益增長的建筑需求，在此技術(shù)方面進行大量數(shù)字化技術(shù)研究，建筑漫游動畫就是其中的重要表現(xiàn)。目前以3D虛擬技術(shù)為主要支撐，并且被廣泛應(yīng)用到城市規(guī)劃、建筑設(shè)計和會展展示等領(lǐng)域。建筑漫游動畫主要是通過三維數(shù)字建模、動畫設(shè)計制作以及后期渲染合成等技術(shù)來實現(xiàn)。

一、3D建模方案設(shè)計

1.使用平面軟件（Photoshop、Sai）設(shè)計并繪制角色平面圖。2.根據(jù)已有的平面設(shè)計，使用AutodeskMaya軟件，進行建模。3.拆解模型uv并導(dǎo)出貼圖后，導(dǎo)入3Dpainttool進行貼圖繪制。4.進入AutodeskMaya軟件后進行燈光布置，Arnold渲染器進行渲染。5.將最終確認的模型導(dǎo)入到三維打印軟件中（不同機器有相應(yīng)不同的軟件）進行模型封口處理，并對模型做最后檢查。6.打印出模。筆者參與和制作的項目作品，如圖1。3D虛擬技術(shù)是結(jié)合各種高新的技術(shù)，例如圖形圖像技術(shù)、人工智能技術(shù)，并利用和模擬出自然環(huán)境及物質(zhì)條件下關(guān)于視覺、觸覺和聽覺等技術(shù)，從而構(gòu)建出非常逼真的三維虛擬世界的技術(shù)。該技術(shù)目前在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，它最初起源于美國，主要在具體的城市規(guī)劃中應(yīng)用，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)擴大至建筑、影視、廣告、動畫等多個領(lǐng)域，為人們的工作和生活提供了極大的便利，交互帶來的沉浸感是虛擬技術(shù)本質(zhì)的特征[1]。

二、建筑漫游動畫實踐

建筑漫游動畫，是一種新興的計算機應(yīng)用技術(shù)，以真實的建筑為原型，使用三維軟件創(chuàng)建出和現(xiàn)實世界一樣的虛擬空間。在虛擬的世界里，根據(jù)目標對象的實際大小和形狀創(chuàng)建場景模型，模型無誤后，為模型添加材質(zhì)貼圖，下一步設(shè)定場景的動畫并進行調(diào)試，最后進行渲染和后期合成等。使用建筑漫游動畫可以自由地向受眾展示建筑設(shè)計的全景和細節(jié)，可以給大眾帶來強烈且真實的視聽沖擊，讓人仿佛沉浸其中。隨著我國信息技術(shù)的快速發(fā)展與新媒體革命的不斷翻新，各種視聽交互信息不斷沖擊著大眾的感官。在建筑漫游發(fā)展歷程中，三維的建筑漫游動畫是作為一種新興的藝術(shù)產(chǎn)業(yè)，這種數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，在建筑行業(yè)的藝術(shù)中占有很重要的分量，也成為了在新媒體時代廣告制作的萌芽[2]，三維建筑漫游動畫能夠達到模擬真實環(huán)境且仿真的效果。1.建筑漫游動畫前期制作建筑漫游動畫需要很大的工作量，其工作流程主要可以分為前期、中期和后期三個模塊。下面先闡述前期工作。對于建筑動畫漫游來說，前期的準備工作非常重要，首先確定好影片的主題和分鏡頭的腳本。前期在設(shè)計分鏡頭腳本時，就要設(shè)計出動畫的運動軌跡、內(nèi)容、畫面和時長等，并決定哪個部分用哪些軟件來制作效果。例如：建模就用Maya或3DMax制作設(shè)計模型，后期特效剪輯就用AE軟件來實現(xiàn)。2.建筑漫游動畫中期首先，建立模型是建筑動畫制作的先決條件，在建筑漫游動畫中所有出現(xiàn)的物體都需要建模，在制作時主要注意盡量精簡面數(shù)和物體的個數(shù)，從而減輕機器設(shè)備和軟件的負載，否則在后期渲染階段非常容易出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象導(dǎo)致耽誤工期。完成前期工作準備之后，接下來就是建筑模型。一般是在3DMaya或3DMax里建模，根據(jù)圖紙或不同的拍攝角度的照片進行建模設(shè)計。創(chuàng)建模型時重點要精細的制作，細節(jié)會決定整個場景的效果。其次，設(shè)置貼圖材質(zhì)燈光。建模后要給模型添加貼圖和材質(zhì)，因為后期在模型制作完成后，還要貼上材質(zhì)。材質(zhì)是物體表面的紋理和屬性，例如，利用材質(zhì)編輯器為模型添加建筑、雙面等材質(zhì)，利用貼圖通道添加位圖、漫反射顏色、噪波等貼圖，制作出玻璃幕墻、金屬等效果。設(shè)置好貼圖材質(zhì)后，要創(chuàng)建燈光和環(huán)境，其中包括主光源、環(huán)境光照和天空背景等等。在設(shè)計制作中材質(zhì)和燈光是客戶直觀的第一印象，這里不僅要體現(xiàn)場景的美觀，更要突出其質(zhì)感，是尤為重要的環(huán)節(jié)。最后，設(shè)計制作動畫。依據(jù)設(shè)計好的分鏡頭，借助三維軟件來制作動畫，其中包含室內(nèi)建筑和室外建筑、粒子動畫和建筑生長動畫等。制作攝像機動畫時，動畫自然流暢，效果才會更真實美觀。3.建筑漫游動畫后期在歷經(jīng)建模、材質(zhì)和燈光制作后，需要渲染各個鏡頭的動畫?；赩-RayCollection、阿諾德和Blender等渲染器渲染場景對其中的模型和材質(zhì)要求都較高，若想保證正常的工期進度，就需要嚴格規(guī)范其制作場景。最快速的渲染方式就是通過互聯(lián)網(wǎng)連接多個計算機來進行渲染任務(wù)，渲染數(shù)量通常都是及其龐大的數(shù)百幀或數(shù)千幀。服務(wù)器渲染的原理就是將相關(guān)的所有終端節(jié)點同時進行工作，每個終端節(jié)點的計算機渲染一幀的圖片，渲染完成后再將空閑的計算機自動去尋找尚未完成的需要渲染的圖片進行渲染。因此，本來在渲染中需要花費多個小時渲染序列幀的計算量，被平均分配到多臺終端計算機中[3]。動畫渲染階段對計算機的配置要求極高，因此最好采用配置高的計算機來完成渲染階段的任務(wù)。最后在建筑漫游動畫渲染輸出后，可以用專業(yè)的軟件，在AfterEffects中進行特效制作，例如后期的視頻剪輯、音頻、字幕等創(chuàng)作，最終合成。這樣就完成了建筑漫游動畫。

三、建筑漫游動畫中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

首先是想象性。3D虛擬技術(shù)所展現(xiàn)的建筑漫游動畫其中一大特征在于想象性，虛擬現(xiàn)實中的動畫代表的是比現(xiàn)實場景更真實的環(huán)境模擬，這就需要制作人員在設(shè)計制作的過程中運用想象力。比如，現(xiàn)實中并不存在的或是想象的未來場景，都可以在動畫中逐一實現(xiàn)，基于3D虛擬技術(shù)中搭建出具有地域風(fēng)格的建筑景觀動畫設(shè)計，目的在于給觀眾更佳的體驗感，突破了傳統(tǒng)的思想限制，在模擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)上實現(xiàn)藝術(shù)的創(chuàng)造。其次是交互性。交互性是指用戶在虛擬空間內(nèi)，對物體的可操作程度以及在得到反饋的自然性[4]。3D虛擬技術(shù)中的交互性十分明顯，可以在虛擬的環(huán)境中直接調(diào)整建筑模型、燈光、音效和材質(zhì)貼圖等，使其交互的效果更加直觀。在體驗3D虛擬技術(shù)時，需要借助相關(guān)的設(shè)備和平臺為用戶提供互動的基礎(chǔ)，這也是該技術(shù)能夠迅速在現(xiàn)實中得到推廣的原因。再者是沉浸性。沉浸性是指用戶作為主角在于虛擬環(huán)境中感受到的真實程度[5]。沉浸性為用戶的體驗效果提供了良好的基礎(chǔ)，因此在三維建筑漫游中虛擬現(xiàn)實是最基礎(chǔ)的特征。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點就是人們通過主體的投影，對于虛擬現(xiàn)實環(huán)境進行觀察，沉浸其中，用戶在體驗的過程中能夠得到視覺聽覺的沉浸感，從而達到真正感受建筑漫游動畫的沉浸效果。最后是真實性。真實性是指用戶觀看周圍環(huán)境的真實程度。當(dāng)用戶處在多維信息的虛擬環(huán)境時，需要完全依靠自己的感知能力，充分發(fā)揮自身的主觀能動性，全方位的獲取和感受各種信息，來尋求解答與體驗。采用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，我們能夠很真實的看到現(xiàn)實中的世界，每一處的細節(jié)，都可以模擬出非常逼真的環(huán)境。在看到建筑漫游動畫時仿佛身臨其境，可以對全景一目了然，以此便可以使非建筑專業(yè)人員也能有更直觀的理解，給用戶帶來極其強烈仿真的視聽沉浸體驗。筆者參與和制作的項目作品見圖2所示。

四、3D虛擬技術(shù)運用于建筑漫游動畫優(yōu)勢

1.建筑漫游動畫發(fā)展趨勢伴隨著用戶的需求越來越高，建筑漫游動畫迎來了發(fā)展的高峰期，我國建筑三維以前應(yīng)用的領(lǐng)域比較單一，只限于少數(shù)的建筑動畫，到現(xiàn)在逐步發(fā)展到多個領(lǐng)域，建筑漫游動畫表現(xiàn)的形式種類很多，例如卡通和寫實版本，尤其是動畫中豐富的內(nèi)容伴隨著音效旋律，使人仿佛能夠親身感受未來之城的幻想之美。建筑漫游動畫的優(yōu)勢在于，短時間內(nèi)可以有層次地、完整地表達出動畫的主體思想，使觀眾可以產(chǎn)生情感等多方面的共鳴，通過虛擬攝像頭帶給用戶極佳的視聽感受，再加上后期的特效處理，可以使觀眾仿佛身臨其境。傳統(tǒng)的建筑表現(xiàn)形式，弊端很多，無論是沙盤的仿真還是靜幀效果的展示，都只停留在靜止的視覺展示上，三維建筑漫游動畫則可以呈現(xiàn)出全方位的建筑空間形態(tài)，可以觀看到建筑設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計上面的擬真細節(jié)。2.3D虛擬技術(shù)運用于建筑漫游動畫優(yōu)勢隨著三維技術(shù)的不斷創(chuàng)新，建筑漫游動畫由傳統(tǒng)二維效果為基礎(chǔ)的攝像機運動，發(fā)展到現(xiàn)在擁有豐富的實景效果，向用戶展現(xiàn)項目的同時也表現(xiàn)出三維空間的藝術(shù)價值。三維建筑漫游動畫技術(shù)可以讓人直觀地了解建筑內(nèi)外部景觀環(huán)境和內(nèi)飾設(shè)計細節(jié)，以及周圍配套設(shè)施等，可以讓用戶身臨其境。借助3D建筑漫游動畫，不僅能方便觀看建筑整體和細節(jié)之處，還可以在其中沉浸式體驗，如現(xiàn)實生活中的行走、奔跑等仿真設(shè)計都可以在動畫中實現(xiàn)。在三維建筑漫游動畫中還可以將光照、周圍環(huán)境、天氣等效果通過虛擬技術(shù)生動形象的展示出來，觀看效果更真實更沉浸，用戶也更愿意進一步的了解和體驗。筆者參與和制作的項目作品，如圖3和圖4，充分展現(xiàn)了3D虛擬技術(shù)運用于建筑漫游動畫優(yōu)勢。圖33D虛擬技術(shù)建筑漫游動畫示例圖43D虛擬技術(shù)建筑漫游動畫整體示例從1998年到現(xiàn)在，我國建筑漫游已經(jīng)發(fā)展相對成熟，三維技術(shù)提供給用戶最直觀的感受，讓用戶可以沉浸式地感受到城市的整體景觀。在使用三維技術(shù)展示項目成果時，可全方位的展示其空間和性能。新媒體時代的到來，拓寬了三維建筑漫游技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，這也必將引領(lǐng)全新數(shù)字時代的潮流。技術(shù)在不斷的發(fā)展，在三維的建筑漫游中，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)充分利用交互功能等，可以設(shè)計出建筑內(nèi)外部景觀的細微和宏觀之處，來實現(xiàn)動畫整體質(zhì)量的提升。作為建筑領(lǐng)域的動畫藝術(shù)，巧妙結(jié)合了建筑空間和視聽藝術(shù)，3D虛擬技術(shù)能夠虛擬構(gòu)造多方位信息空間，給用戶帶來強烈的真實體驗感，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的延展和拓寬。有了3D虛擬技術(shù)，建筑漫游動畫的展示變得更為美觀、仿真、細致，可以極大地滿足用戶的視聽感受，在建筑行業(yè)也有著較大的研究價值與應(yīng)用價值。

參考文獻

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[5]廖斯羽.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點及應(yīng)用[J].科技傳播,2018,10(21):127-128+135

作者：顧煜新 韓晶