隧道施工三維動畫用于隧道施工過程的模擬和動態(tài)過程的展示中，巖土材料、襯砌結(jié)構(gòu)和施工機(jī)械、設(shè)備、場地的建模是第一工序，是復(fù)雜動畫制作的基礎(chǔ)及核心，所有的組成都要抽象為三維立體幾何模型結(jié)構(gòu)。三維動畫制作是3Dmax工具模擬真實(shí)隧道施工過程和動態(tài)化設(shè)計過程的一個非常直觀使用的工具。鑒于其精準(zhǔn)、真實(shí)直觀和靈活可操作性，被廣泛應(yīng)用于隧道智能化和無人化施工作業(yè)。尤其是在隧道設(shè)計和施工中，3Dmax能夠有效解決以前困擾設(shè)計人員的很多問題，因此也被更多客戶所采納。

　　1 巖土—結(jié)構(gòu)建模分析

　　3Dmax建模和動畫設(shè)計要掌握好巖土材料和襯砌結(jié)構(gòu)及組成本身的幾何特征和形態(tài)分布規(guī)律。通常來說，按照材料幾何特征的規(guī)范性來分，圍巖—結(jié)構(gòu)特征可以分成規(guī)則的幾何形體與不規(guī)則幾何形體。在建模過程中，不規(guī)則幾何形體的制作難度和成本相對較高，需要依靠熟練經(jīng)驗(yàn)以及細(xì)致入微的繪制技術(shù)，才可以完善對于精通掌握幾何模型建模，做到幾何尺寸合理，形體比例自然，相互之間完美銜接和配合。對于較規(guī)則的幾何形體，可以完全抽象成標(biāo)準(zhǔn)幾何體代替，包括但不限于使用矩形體、棱柱體、棱錐體、環(huán)形和扇形體等。這些幾何形體的組合和堆積可以組成描述各種巖土地質(zhì)材料和襯砌結(jié)構(gòu)的細(xì)微單元，例如巖土的塊狀和分層分布、襯砌圓環(huán)的構(gòu)建，錨桿和噴混凝土層的模擬，注漿漿液范圍的展現(xiàn)。再配上適當(dāng)?shù)恼{(diào)色板顏色搭配，描繪出一組直觀理解的隧道組成景象。

　　2 材質(zhì)渲染

　　通過選取不同部位幾何形體的材質(zhì)貼圖效果，可以增加三維實(shí)體模型的真實(shí)感，貼圖后，使模型更加接近實(shí)際施工過程中涉及到的土質(zhì)、巖質(zhì)、混凝土構(gòu)件等組成部分。

　　例如，選擇材質(zhì)編輯器，將隧道圍巖模型(實(shí)體模型或者是表面模型)附上較為接近的地質(zhì)材料紋理和色澤，調(diào)整顯示的對比度和透明度，使不同分層巖土體模型在3Dmax中呈現(xiàn)更加真實(shí)的展現(xiàn)。襯砌環(huán)材質(zhì)選擇“位圖”命令，將制作或者外部導(dǎo)入外觀表面紋路貼入到襯砌結(jié)構(gòu)上，調(diào)整顯示比例，三維模型渲染就基本完成。

　　3 三維模型的動畫設(shè)計

　　完成隧道建模以及分析結(jié)構(gòu)關(guān)系之后，需要制作動態(tài)施工的三維動畫場景，在動畫設(shè)計的進(jìn)程中，材質(zhì)紋理選取、燈光視角的設(shè)計以及表面處理和渲染是最為重要和關(guān)鍵的內(nèi)容[5]。紋理材質(zhì)逼真，燈光和視角合理切換以及光影的有效控制，才能精確展現(xiàn)施工過程中各種措施的實(shí)施，達(dá)到真實(shí)觀測效果。通過對材質(zhì)紋理、幾何物理性質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，體現(xiàn)出不同組成部分的性質(zhì)，例如巖土紋理和節(jié)理、斷層和地層分布，混凝土材料的澆筑甚至細(xì)化到內(nèi)部鋼筋的配制。最后，選取專門的渲染工具能夠發(fā)揮材質(zhì)和燈光的特殊效能。

　　4 動畫制作文件的管理

　　隧道施工動畫制作過程中，所需外部文件和所生成的各類工程文件、臨時文件和日志文件眾多，需要采取有效的文件分類、存儲及適當(dāng)刪減合并等措施，以減少制作過程出現(xiàn)混亂并有效減少后期工作量并大大降低推廣難度。因此，通常在制作前就把不同類型和作用的文件進(jìn)行統(tǒng)一分類管理。對于隧道施工動畫的制作，系統(tǒng)會自動產(chǎn)生3Dmax工程文件、執(zhí)行序列文件、渲染序列文件、Vegas文件、合成輸出文件、音頻文件等。通常，這些文件在制作前都會被進(jìn)行統(tǒng)一的分類管理和儲存空間配置，使得在設(shè)計時能發(fā)揮應(yīng)有的作用及管理更為方便。

　　參考文獻(xiàn)：來源 孫晶華&王宇《3DMAX技術(shù)在隧道施工動畫制作中的應(yīng)用》