計算機三維表現技術在古村落保護中的應用研究

王紅靜 張禹

摘? 要：當今社會，科學技術正處于飛速發展階段，計算機的三維表現技術也迎來一個嶄新的時代，在眾多行業和領域中都得到了深入的應用和推廣，有著非常好的價值體現。計算機三維表現技術能夠將計算機三維表現技術有效地運用到諸多行業中，為古村落保護的創新性發展提供必備條件和發展動力。計算機三維技術能夠有效、快捷地實現古村落保護展示，為交互功能提供了便利的條件，給人以身臨其境之感。分析計算機三維表現技術的主要內涵和該技術在古村落保護中的具體應用很有必要。

關鍵詞：計算機三維表現技術；古村落保護；應用價值

基金項目：本文系2021年度廣西高校中青年教師（科研）基礎能力提升項目資助“鄉村振興戰略下桂東傳統村落文化延承與創新轉化研究”（2021KY0696）研究成果。

隨著計算機技術與網絡技術的發展與推廣，計算機三維表現技術也得到了迅猛發展，在古村落保護、醫療、機械等相關領域顯現出來的成效和應用價值更為明顯。通過計算機三維表現技術，能夠對傳統的圖版繪制以及效果圖等不夠生動的問題進行一個顛覆性的認知，讓體驗者產生身臨其境之感，同時改善傳統性的不足。在實際的操作過程中，計算機三維表現技術能夠更有效、更直觀地展示視覺沖擊，進行動態化、多層化的展示，讓古村落的環境、地理風貌、人文特征等起到很好的呈現效果。與此同時，古村落的建筑結構以及相關的建筑元素、人文元素都能夠得到最大程度的體現。因此，有必要針對計算機三維表現技術探討和分析在古村落保護中的具體應用等相關內容的解析。隨著計算機三維技術的發展，不斷豐富藝術創作的表現手法，使更多的藝術形式煥發出更耀眼的生命活力，影響著文化形態和文化傳播領域的發展，改變著人們對文化藝術的審美和準則。建筑漫游的創作遵循著創新原則、整體原則、人性化原則[1]。

一、計算機三維表現的主要內涵

計算機三維表現技術也叫三維成像技術，是以計算機技術為基礎的一種更加逼真的方式，以視覺語言、擬人的手法表現要表達的物體或環境，使人有身臨其境之感。計算機技術具有非常明顯的交互性、真實性等特點，三維表現技術即可以通過三維視角觀察景觀或物體的任意角度，從而達到無死角觀測。在表達環境信息的同時，也可以給觀者留下深刻的視覺印象，進而更好地呈現計算機三維表現的應用價值。

二、計算機三維表現技術在古村落保護中的具體應用

在計算機三維表現技術的具體應用中，可以進行古村落保護的相關數據信息的整理和收集。通過信息化技術對大數據材料的整理分析，實現古村落的實體三維建模和場景的構建，并在交互技術的作用之下，更為有效地實現信息傳遞與視覺上的數據保護。在大數據收集整理的過程中，對于構建計算機三維表現的平臺起到了很好的促進作用，為場景的建模與表現手法都提供了必要的支持條件和數據保障。同時，在計算機三維表現技術的有效作用下，三維空間建模真實還原了原有場景，再通過民族文化信息和建筑特殊元素，呈現出古城建筑和環境的效應。在三維成像過程中，可以使場景增加真實感，不需要把模型做得非常精細就可以很好地呈現出畫面與數據的同步。在數據與技術支持的背景下，對古村落保護的三維成像來說，可以提高該技術的利用價值，呈現出更好的拓展效果。在古村落三維成像的漫游過程中，主要通過以下幾種方式來實現計算機三維表現技術的具體應用：

（一）以3D MAX為基礎有效實現古村落三維成像和漫游

3D MAX針對古村落影像恢復要先對數據進行分析，然后按照數據信息的標準完成古村落的建筑與環境建模。對3D MAX技術的運用主要分為模型的創建、賦予材質、創建模擬燈光、創建攝像機路徑和分鏡頭的渲染。模型的創建主要是對三維實體建筑模型和相對應的場景進行畫面上的描繪。在三維建模的具體操作過程當中，主要以軟件內提供的基本幾何體進行變形和修改來塑造最終的不規則模型。例如，用長方體、球體、圓錐體、圓柱體、畫二維線框進行修改優化等方式，用軟件自帶的最基本的幾何體或者線框進行編輯修改才能完成相應模型的一部分。如果遇到復雜的建筑模型，還要進行CAD圖紙的繪制，再將精確的CAD圖紙導入到3D MAX軟件中，再通過基本幾何體的變形、拉伸和修改等修改命令完成三維實體模型的創建，最終呈現出相應的外觀造型結構。在完成模型及地形的模型創建后，就要對物體進行材質分析，針對不同的物體賦予相應的材質。在賦予材質的過程中要先分析物體的基本物理屬性，再調整物體本身的顏色、花紋、反射、高光、光澤度等細節。在基本的模型和材質賦予完成后，基本就能看出比較好的描繪效果了，但因為還沒有加入光影的效果，整體看上去會缺少真實度。要想得到更逼真的效果，就要在場景中創建燈光。在創建燈光的過程中，首先要創建場景中的主光源，如果是日景，主光源模擬太陽光即可；如果是夜景，要創建路燈等大型照明設施為主光源。確定好主光源以后，就要開始輔助光源的創建，模擬自然環境下物體受到光源照射后呈現出來的效果比較自然，創建好主光源后最終不能夠達到較好的模擬效果，因此，輔助光源的必要性就能夠起到很明顯的視覺效果了。輔助光源創建結束后，就要分析整個場景是否需要補光。補光主要是對個別光影效果不明顯的地方進行更細致的調整，比如光線效果過強或者太弱，或者陰影位置過亮或過暗，都需要針對局部細節進行適當調整，從而實現更逼真的畫面描繪。以上步驟全部完成后，就到了渲染環節。如果要看單張的效果，那么選擇好需要的視覺效果角度進行渲染即可；如果想呈現動態效果，就需要創建多個攝像機進行視覺運動效果的調整。在創建攝像機之前，通常要先做好分鏡頭腳本工作，設定好分鏡頭以后才能進入攝像機的創建，再對不同機位的攝像機進行推、拉、搖、移等動態語言表現手法進行環境和建筑的解說剖析。在確定鏡頭運動方式的時候，應該先確認模型的主要觀景節點，再考慮用什么樣的方式來表達景觀節點[2]。

完成以上步驟后，將進入到最終的渲染階段，該階段主要針對攝像機的運動時間及畫面尺寸進行規格設定，同時根據不同的播放方式設定好PAL制格式或者NTSC格式。最后渲染成為相應的序列圖片，把每個分鏡頭的序列圖片都分類存在不同的文件夾中。

（二）以After Effects為基礎對古村落三維成像和漫游進行特效處理

在古村落的三維成像和漫游過程之中，可以通過After Effects軟件將每一個分鏡頭進行整體或局部的畫面調整，將圖像或漫游更加優美的效果展現出來，也可以在分鏡頭中加入特定的特效效果，比如光暈、輝光等效果。在處理后期的影片剪輯和合成時，不但要求處理者技術過硬，還需要具備一定的審美，更要有整體的宏觀把控能力。只有這樣，才能對整個影片的每一部分的先后和要表達的情感信息進行更好的呈現。在處理畫面的細節效果時，還可以通過After Effects調整畫面的色階、曲線、色相和飽和度等。另外，還可以對漫游效果進行轉場的設定和調整，除了軟件自帶的轉場方式外，還可以手動設定，實現想要表達的視覺效果。此外，針對漫游中加入的畫中畫和字幕的效果，也能夠通過After Effects很好地呈現出來。在加入畫中畫的實際操作中，通常會用在室內的電視機屏幕效果上，如果是室外，在LED屏幕上的畫面效果會更好。在具體的After Effects古村落三維成像和漫游過程中，主要有導入素材、素材效果、創建圖層以及渲染等步驟。在導入素材方面，通常使用3D MAX渲染完的分鏡頭，并對其進一步優化調整。有時也需要導入其他的輔助素材，導入輔助素材主要對輔助素材的某一點進行截取，再疊加或銜接到原有的素材上。在素材效果上，整體的畫面效果和要表現的重點氛圍也尤為重要。在具體操作過程中，對素材的整理，要先進行音頻與視頻的分離，將不需要的音頻或視頻截掉，對留下來的部分再進行相應的素材處理，最后才能完成拼接使用的環節。與此同時，創建圖層也應同步進行，做到不同的視頻素材要有單獨的圖層，這樣可以方便對單一圖層的單獨修改。以免產生一個圖層錯誤，全部圖層都要重新制作的問題。

（三）以EDIUS為基礎進行古村落三維成像和漫游的視頻銜接

在EDIUS操作前，需要有效對應三維建筑模型的特點，分鏡頭銜接的視頻效果，與音頻之間的相互搭配和整個視頻的連貫性，從而更好地利用EDIUS軟件進行影片的剪輯和合成。通常需要以下幾個步驟：導入編輯好的素材、加入轉場、添加字幕、背景音樂配音剪輯、音效素材的添加、視頻素材的排序和渲染參數的設定。在EDIUS音頻制作之前，通常要先設定好該項目的具體參數，比如：視頻的橫寬比、格式等。完成基本的參數設置后，導入相應的素材，包括視頻素材、音頻素材和字幕素材。將這些素材導入到數據庫后，就可以在對應的軌道上進行排序修剪了，修剪完成后開始審視不同鏡頭的銜接，如果銜接不自然，就要用到EDIUS中的轉場特效設置。設置好前面的兩項內容后，就可以對整個影片進行審閱，在相應的位置添加需要的字幕。這里還涉及背景音樂的選擇，針對視頻的需求，考慮如何將音頻更好地融入影片中。除了背景音樂的選擇和編輯，還要加入相應的音效，比如：視頻里如果有流動的小溪，就可以加入小溪流水的音效；如果表現森林，可以加入鳥叫聲音的音效；如果表現的是陰天下雨，可以加入雷聲和下雨聲的音效，等等。以上的內容全部完成后，就可以進入渲染階段，渲染的時候需要對視頻的格式進行設置，這樣渲染完成后，就得到了最終需要呈現的效果。這里需要指出的是，用這種方式實現古村落的三維成像和漫游只是眾多實現的方式之一，且以這種方法渲染出來的視頻文件會比較大。如果需要，可以借助格式工廠軟件對視頻進一步地壓縮和整改，既能實現效果的完美展示，也能將視頻文件壓縮成內存較小的文件，方便儲存和傳輸。

三、結語

綜上可知，在目前的古村落三維成像和漫游過程中，越來越廣泛地應用三維成像的效果，動態的效果也被大眾所喜愛。因此在實踐過程中，需要進一步地把握好相關技術的特點和優勢，更加有效地實現視頻傳遞信息的效果，給人以身臨其境之感。計算機三維表現技術還可以模仿真實光照效果和自然天氣的變化，實現多種設計方案、多種環境效果的實時切換和比較。通過漫游動畫逼真的動態聲畫展示，設計方案能生動形象地展示出來，受到廣大客戶的普遍歡迎[3]。同時，在今后的發展過程之中也要對其優勢和特點進行不斷優化完善，使其發揮更大的作用，推動三維成像技術領域的更好發展。

參考文獻：

[1]杜戎.環境藝術中虛擬建筑漫游技術運用的探索[J].中國新通信，2018（11）：223.

[2]張瑞英，孫勝男.基于3D軟件的建筑漫游[J].居舍，2021（19）：179-180.

[3]劉民娟，何世文.基于3D虛擬技術的建筑漫游動畫的設計與實現[J].電子測試，2013（24）：15-16.

作者簡介：王紅靜，碩士，賀州學院副教授。研究方向：環境設計方向。

通訊作者：張禹，碩士，賀州學院設計學院講師。研究方向：區域景觀設計。