隧道施工三維動(dòng)畫(huà)用于隧道施工過(guò)程的模擬和動(dòng)態(tài)過(guò)程的展示中，巖土材料、襯砌結構和施工機械、設備、場(chǎng)地的建模是第一工序，是復雜動(dòng)畫(huà)制作的基礎及核心，所有的組成都要抽象為三維立體幾何模型結構。三維動(dòng)畫(huà)制作是3Dmax工具模擬真實(shí)隧道施工過(guò)程和動(dòng)態(tài)化設計過(guò)程的一個(gè)非常直觀(guān)使用的工具。鑒于其精準、真實(shí)直觀(guān)和靈活可操作性，被廣泛應用于隧道智能化和無(wú)人化施工作業(yè)。尤其是在隧道設計和施工中，3Dmax能夠有效解決以前困擾設計人員的很多問(wèn)題，因此也被更多客戶(hù)所采納。

　　1 巖土—結構建模分析

　　3Dmax建模和動(dòng)畫(huà)設計要掌握好巖土材料和襯砌結構及組成本身的幾何特征和形態(tài)分布規律。通常來(lái)說(shuō)，按照材料幾何特征的規范性來(lái)分，圍巖—結構特征可以分成規則的幾何形體與不規則幾何形體。在建模過(guò)程中，不規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)驗以及細致入微的繪制技術(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。對于較規則的幾何形體，可以完全抽象成標準幾何體代替，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)材料和襯砌結構的細微單元，例如巖土的塊狀和分層分布、襯砌圓環(huán)的構建，錨桿和噴混凝土層的模擬，注漿漿液范圍的展現。再配上適當的調色板顏色搭配，描繪出一組直觀(guān)理解的隧道組成景象。

　　2 材質(zhì)渲染

　　通過(guò)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(guò)程中涉及到的土質(zhì)、巖質(zhì)、混凝土構件等組成部分。

　　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中呈現更加真實(shí)的展現。襯砌環(huán)材質(zhì)選擇“位圖”命令，將制作或者外部導入外觀(guān)表面紋路貼入到襯砌結構上，調整顯示比例，三維模型渲染就基本完成。

　　3 三維模型的動(dòng)畫(huà)設計

　　完成隧道建模以及分析結構關(guān)系之后，需要制作動(dòng)態(tài)施工的三維動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景，在動(dòng)畫(huà)設計的進(jìn)程中，材質(zhì)紋理選取、燈光視角的設計以及表面處理和渲染是最為重要和關(guān)鍵的內容[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，才能精確展現施工過(guò)程中各種措施的實(shí)施，達到真實(shí)觀(guān)測效果。通過(guò)對材質(zhì)紋理、幾何物理性質(zhì)進(jìn)行適當的調整，體現出不同組成部分的性質(zhì)，例如巖土紋理和節理、斷層和地層分布，混凝土材料的澆筑甚至細化到內部鋼筋的配制。最后，選取專(zhuān)門(mén)的渲染工具能夠發(fā)揮材質(zhì)和燈光的特殊效能。

　　4 動(dòng)畫(huà)制作文件的管理

　　隧道施工動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程中，所需外部文件和所生成的各類(lèi)工程文件、臨時(shí)文件和日志文件眾多，需要采取有效的文件分類(lèi)、存儲及適當刪減合并等措施，以減少制作過(guò)程出現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(lèi)型和作用的文件進(jìn)行統一分類(lèi)管理。對于隧道施工動(dòng)畫(huà)的制作，系統會(huì )自動(dòng)產(chǎn)生3Dmax工程文件、執行序列文件、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(huì )被進(jìn)行統一的分類(lèi)管理和儲存空間配置，使得在設計時(shí)能發(fā)揮應有的作用及管理更為方便。

　　參考文獻：來(lái)源 孫晶華&王宇《3DMAX技術(shù)在隧道施工動(dòng)畫(huà)制作中的應用》