施工机械的三维建模技巧

水利水电工程中的施工机械主要包括起重机械、运输机械、挖掘机械、混凝土机械等，为了逼真模拟施工工艺流程或者生动表现施工手段，需要建立各种施工机械的三维模型，形成施工机械模型库，以便于随时调用。精确建立施工机械三维模型的前提是要精确把握各组成部件的几何尺寸，另外，建模之前需要根据施工机械的工作运行特性，来适当划分几何组件，图6-1以挖掘机为例给出了施工机械几何组件的层级划分。在3DS Max中，组成施工机械的每个几何组件可以独立建模，比如，挖掘机的三维模型可以由铲斗前臂D、液压动臂E、转台F和履带底盘G四个独立几何对象组成，然后按照几何对象的层级结构逐级进行连接，形成“子对象→父对象→……”的级联结构，便于施工机械运行动画模拟的制作，详细制作方法请参见第七章相关内容。

图6-1　施工机械三维模型的层级结构

施工机械的三维建模方法简单，但建模过程非常繁琐。根据施工机械的特点，既可以采用NURBS曲面来构建三维模型，也可以使用布尔运算和组件拼装的方式来建立三维模型。需要说明的是，为了降低场景的复杂度，施工机械建模时不需要进行机械内部的不可见组件的三维建模，并且应在能完整表达模型细节的前提下，尽可能减少描述三维模型的三角面数量。由于水利水电工程中的施工机械种类繁多，不同类型的施工机械建模方法也不大相同，因此这里不再详细介绍施工机械的建模步骤。图6-2为混凝土运输及浇筑机械的三维模型和浇筑模拟效果图。

图6-2　混凝土机械三维模型及模拟效果图(www.xing528.com)

（a）运输车辆三维模型渲染图；（b）运输车辆三维线框图；（c）浇筑模拟效果图