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、襯砌結構和施工機械、設備、場地的建模是第一工序，是復雜動畫制作的基礎及核心，所有的組成都要抽象為三維立體幾何模型結構。三維動畫制作是3Dmax工具模擬真實隧道施工過程和動態(tài)化設計過程的一個非常直觀使用的工具。鑒于其精準、真實直觀和靈活可操作性，被廣泛應用于隧道智能化和無人化施工作業(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題，因此也被更多客戶所采納。

　　1 巖土—結構建模分析

　　3Dmax建模和動畫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(guī)律。通常來說，按照材料幾何特征的規(guī)范性來分，圍巖—結構特征可以分成規(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，需要依靠熟練經驗以及細致入微的繪制技術，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，描繪出一組直觀理解的隧道組成景象。

　　2 材質渲染

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

　　例如，選擇材質編輯器，將隧道圍巖模型(實體模型或者是表面模型)附上較為接近的地質材料紋理和色澤，調整顯示的對比度和透明度，使不同分層巖土體模型在3Dmax中呈現更加真實的展現。襯砌環(huán)材質選擇“位圖”命令，將制作或者外部導入外觀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 三維模型的動畫設計

　　完成隧道建模以及分析結構關系之后，需要制作動態(tài)施工的三維動畫場景，在動畫設計的進程中，材質紋理選取、燈光視角的設計以及表面處理和渲染是最為重要和關鍵的內容[5]。紋理材質逼真，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程中各種措施的實施，達到真實觀測效果。通過對材質紋理、幾何物理性質進行適當的調整，體現出不同組成部分的性質，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化到內部鋼筋的配制。最后，選取專門的渲染工具能夠發(fā)揮材質和燈光的特殊效能。

　　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、存儲及適當刪減合并等措施，以減少制作過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型和作用的文件進行統一分類管理。對于隧道施工動畫的制作，系統會自動產生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行統一的分類管理和儲存空間配置，使得在設計時能發(fā)揮應有的作用及管理更為方便。

　　參考文獻：來源 孫晶華&王宇《3DMAX技術在隧道施工動畫制作中的應用》