現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件虛擬技術(shù)在吊裝施工領(lǐng)域中的應(yīng)用

艾書舟

摘 要：使用計(jì)算機(jī)軟件虛擬技術(shù)可以使得吊裝工藝的數(shù)值、改進(jìn)方案得到完美的體現(xiàn)，并且能夠顯示出吊裝施工的實(shí)際過程、減少施工風(fēng)險(xiǎn)問題，使得吊裝施工方案能夠更加順利的進(jìn)行溝通和交流。有效的掌握相關(guān)技術(shù)能夠直接體現(xiàn)出吊裝施工企業(yè)的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：吊裝施工；計(jì)算機(jī)軟件；模擬；現(xiàn)狀；解決的措施

計(jì)算機(jī)軟件虛擬技術(shù)就是使用計(jì)算機(jī)為操作媒介，根據(jù)有關(guān)軟件來進(jìn)行虛擬化的模仿、演示、仿真、構(gòu)建、安排或是計(jì)算等工作，其中包含了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)虛擬、多媒體技術(shù)等多門科目。計(jì)算機(jī)軟件虛擬技術(shù)是在計(jì)算機(jī)硬件和軟件相互融合的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。

1 吊裝數(shù)值三維體系仿真模式

吊裝公司和高校一起合作研究的“三維吊裝仿真體系”，其特點(diǎn)是具有創(chuàng)造性，根據(jù)有關(guān)的規(guī)章制度，以工程構(gòu)建模式為大體框架，深入研究了三維引擎體系，融合了有限元計(jì)算研究、數(shù)據(jù)庫資料管理和三維虛擬仿真等技術(shù)。這個軟件具有以下特點(diǎn)：（1）減少設(shè)計(jì)時間?？梢酝瓿傻踯囎詣踊x擇、吊裝附件（平衡梁、索具、吊耳、吊蓋等）內(nèi)容的選擇和計(jì)算，有效的減少了設(shè)計(jì)時間。（2）提升計(jì)算的準(zhǔn)確程度。檢查計(jì)算方式要和有關(guān)規(guī)定吻合，并且使用有限元分析模式，加強(qiáng)計(jì)算的精準(zhǔn)度。（3）構(gòu)建共享式數(shù)據(jù)庫?？梢怨芾矶喾N履帶吊、汽車吊機(jī)型，使得選擇的類型更加豐富。（4）加強(qiáng)方案的穩(wěn)定性和安全性?？梢栽谟?jì)算機(jī)中進(jìn)行吊裝的演示練習(xí)，使得吊裝過程中的交匯檢查、最小距離檢測、吊車作業(yè)情況、報(bào)警和接地比壓顯示效用能夠充分的發(fā)揮，有效的解決吊裝中的問題。

2 三維吊裝演示動畫化吊裝方式主要是虛擬現(xiàn)實(shí)

2.1 三維演示動畫主要內(nèi)容

三維動畫也可以稱之為3D動畫，工作的過程就是使用三維動畫軟件在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建一個虛擬世界，以模型、動畫、環(huán)境烘托等方式對這個虛擬世界進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其更加形象直觀。因?yàn)槠涮卣髦饕巧鷦?、逼真、形象，現(xiàn)在，三維動畫也被大量使用到廣告創(chuàng)作、電視欄目創(chuàng)作、影視作品、3D電腦游戲制作、產(chǎn)品發(fā)布、工程展示、多媒體教學(xué)等行業(yè)中。

2.2 三維吊裝展示動畫的使用狀況

三維吊裝展示動畫也限定在工程展示的三維動畫之中，實(shí)際上是把三維動畫技術(shù)融合到吊裝行業(yè)中，在進(jìn)行吊裝施工的時候，利用虛擬三維視覺展示的模式進(jìn)行表演，是現(xiàn)在比較流行的一種吊裝虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。國內(nèi)因?yàn)槿S動畫技術(shù)發(fā)展比較緩慢，現(xiàn)在三維動畫在吊裝施工等工程范圍中的運(yùn)用還處于初級階段，沒有得到廣泛的使用，國內(nèi)吊裝行業(yè)的研究對象主要集中在高校、大型吊裝企業(yè)中，例如大連理工大學(xué)、中國石化直屬建設(shè)公司的吊裝公司等。

2.3 三維吊裝展示動畫使用的價(jià)值

三維吊裝展示動畫是對吊裝方案進(jìn)行進(jìn)一步的完善和加強(qiáng)，其特征主要有以下兩個方面：（1）在對吊裝方案進(jìn)行溝通、演示的過程中更加具體、生動。過去的吊裝方案演示是利用具有專業(yè)性質(zhì)的工程施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)的，進(jìn)行方案溝通的人需要具備較強(qiáng)的專業(yè)知識。但是三維吊裝展示動畫的導(dǎo)入是把圖紙中的二維的圖像轉(zhuǎn)化成為虛構(gòu)的三維模式，對于關(guān)鍵部分和靜態(tài)平面圖畫利用多元化的動作分析和多角度的空間研究。（2）利用提前展示的方式來判斷方案是否合理，以便更換好的開展施工工作。吊裝在施工的時候，主要是根據(jù)切實(shí)可行的吊裝方案來進(jìn)行的，如果其中出現(xiàn)問題就會造成嚴(yán)重的影響。所以，利用虛擬仿真技術(shù)可以提前在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行展示，檢驗(yàn)吊裝方案的完善性，是否能夠順利完成，特別是一些中藥的設(shè)備在吊裝的時候更要注意。三維吊裝展示動畫的完成是檢查該過程的重要方式。

2.4 3ds Max三維吊裝展示動畫使用的典型案例

三維動畫的構(gòu)建牽涉了多方面的軟件，其中有三維動畫的相關(guān)軟件、圖畫解決軟件、圖畫構(gòu)建軟件、后期制作軟件、合成軟件等，很多工作都是借助三維動畫軟件來進(jìn)行的?，F(xiàn)在國內(nèi)外使用最為廣泛的，就是Autodesk 3ds Max 和Maya，文章以3dsMax2012構(gòu)建重油融合氫反應(yīng)器三維吊裝動畫的制作過程為主要案例進(jìn)行分析。三維吊裝動畫構(gòu)建的基本過程如下：

2.4.1 依據(jù)吊裝方案構(gòu)建動畫分鏡表

分鏡表實(shí)際上就是動畫的劇本，其主要價(jià)值體現(xiàn)在能夠清楚明白的展示出吊裝方案實(shí)行的全部過程，其中的清楚狀況和方式和動畫的整體構(gòu)建具有密切的關(guān)系。所以，分鏡表需要對這個工程項(xiàng)目進(jìn)行充分的把握，還需要專業(yè)的技術(shù)人員依據(jù)吊裝方案進(jìn)行繪制。

2.4.2 整理信息，實(shí)際測繪，選擇材料

構(gòu)建吊裝動畫包含大量的信息，其中有設(shè)備運(yùn)作、設(shè)備表面涂染、裝備區(qū)域地理信息等資料，不但要收集有關(guān)資料，還需要在實(shí)際場地獲取信息、追蹤工作。收集信息要認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)，不能隨意亂編。

2.4.3 構(gòu)建動畫場景模式

依據(jù)收集到的設(shè)備、場景等信息，使用CAD和3ds Max 構(gòu)建相關(guān)模型，如圖11顯示。構(gòu)建模型需要注意以下兩個方面：首先是模型規(guī)格要根據(jù)圖紙和測繪的尺寸來進(jìn)行；第二是模型準(zhǔn)確程度要科學(xué)合理，要以“近精遠(yuǎn)簡”為基礎(chǔ)，也就是近景要保持精準(zhǔn)，遠(yuǎn)景要使用簡模。

2.4.4 構(gòu)建質(zhì)感，建立材質(zhì)貼圖

依據(jù)設(shè)備、實(shí)際收集的信息來確定模型的質(zhì)感，使用Photoshop構(gòu)建紋理貼圖。

2.4.5 在給模型構(gòu)建材料的時候，架設(shè)燈光

在3ds Max2012中把已經(jīng)構(gòu)建好的材質(zhì)貼圖覆蓋在模型中，使得模型更加逼真。根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境給場景設(shè)計(jì)相應(yīng)的燈光，使用燈光來渲染出實(shí)際的光照效果。

2.4.6 轉(zhuǎn)化動作，構(gòu)建動畫分鏡文件

在3ds Max2012中依據(jù)動畫分鏡表分解動作，其中有物體運(yùn)動動作、攝像機(jī)工作的動作、谷歌運(yùn)動的動作等。而吊裝設(shè)備機(jī)械動作具有一定的難度性，因?yàn)樗硕喾矫娴臋C(jī)械運(yùn)動，像是吊車運(yùn)動、趴桿、上升等；第二是多個物體運(yùn)動，吊車、裝備、索具等相關(guān)物體的運(yùn)動狀況相互聯(lián)系。所以，在這些過程中，機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)化耗時較長。

2.4.7 后期制作和合成

在進(jìn)行分鏡文件渲染的時候，需要完成最后的合成、剪輯和輸出工作，通常使用專業(yè)的后期合成、軟件篩選等工作，這種軟件使用比較普遍的有Adobe Premiere、After Effects、Sony Vegas 等，該案例使用了Sony Vegas10.0 完成了相關(guān)的剪輯和制作。

參考文獻(xiàn)

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