文献综述
1 摘要
道路桥梁模型仿真在随着各类高精度仿真软件的出现，以及计算机硬件效果的不断提升，制作的效果图及动画越加贴近实际桥梁工程效果。为了模拟桥梁施工过程以及桥梁建成后的景观效果，道路桥梁3D仿真凭借其直观性、可操作性、可视性等优势处于更加重要的地位。因此，本设计将以开启桥的一种桥型—平转桥为基础，对原有模型进行精细建模，并融入桥梁建筑美学的概念，进行三维效果图制作及动画渲染，以达到道路桥梁仿真的景观性、动态性需求。
关键词：仿真、开启桥、三维建模、建筑美学
2 引言
随着城市的发展，居民生活水平的提高，以及道路桥梁施工工艺及技术手段的进步，交通参与者对道路桥梁的美观性及适用性的要求不断提高，因此在桥梁设计阶段，对于桥梁建成后的景观效果及区位环境需要有更加直观的了解。本设计参照的“抽屉桥”造型定位为景观桥，适用于有通航需求的中大型城市内河航道，将对其进行桥梁的重新建模与动画制作，模拟车辆、船舶、环视等相关效果。
3 国内外研究现状
国外关于道路桥梁建模仿真动画的研究较早，提出了一些关于桥梁三维建模的设计准则及参考案例。Alciacute;nia Z. Sampaio在《3D and 4D Models Used in Bridge Design and Education》（2016）中介绍了美学分析是桥梁设计中必须考虑的一个重要问题，自动生成三维（3D）几何模型的桥梁分析，并在步行和空中模拟允许它可以产生，有助于桥梁设计人员评价其美学概念和环境影响。桥梁施工过程也可以模拟，有助于设计者和施工人员对施工现场施工进度进行评审。为此，采用虚拟现实（VR）技术，生成了最常用的桥梁施工方法的4D（3d 时间）模型。通过交互式4D模型对施工活动进行模拟，有助于桥梁设计者分析整个施工过程。Claire Dormann在《Multimedia, Hypermedia, and Virtual Reality Models, Systems, and Applications》（2005）中介绍了动画实例仿真可以以易于理解的形式表现出实际信息的形式。然而，对于动画仿真的制作没有有效的设计准则；且大多数现有的动画都是基于仿真的。因此，动画特效仿真可以使我们缩小计算和动画世界之间的差距，并提供不同、更有效的设计解决方案。C.S. Shim; N.R. Yun; H.H. Song在《Application of 3D Bridge Information Modeling to Design and Construction of Bridges》（2011）中介绍了建筑信息模型（BIM）是桥梁建筑业新技术。三维模型可以从设计结果提供完美的数值表达式。三维信息模型的桥梁结构，提高设计质量的准确的图纸，施工性和协作。然而，将这些技术应用于实际的桥梁工程有许多障碍。从桥梁建设项目的规划阶段到施工阶段，建议采用桥梁信息模型来加强当前的实践。并提出了三维信息模型的设计准则，从而有效地利用BIM技术。
国内关于道路桥梁三维仿真动画的研究着重体现在桥梁造型的美学概念、视觉安全性方面以及BIM建模设计的优势分析上。例如盛洪飞在《桥梁建筑美学》（1999）中根据其多年收集的资料，长期的分析研究心得，以美学的基本理论为引导，从各个侧面论述桥梁美学的理论和处理手法与技巧，列举了大量国内外著名桥梁，并评述其建筑艺术特点，研究桥梁建筑的设计美学。张建军、杨晓、马宏深、宿霄男、赵航在《基于Autodesk Revit软件进行桥梁BIM设计的方法研究》中以桥梁工程项目为背景，采用建筑信息模型(BIM)构建软件Autodesk Revit对桥梁外形、配筋以及桥位进行3D建模设计并输出施工图。总结在软件操作中一些要点和注意事项,为桥梁BIM设计提供思路。得出结论：采用Autodesk Revit进行桥梁BIM设计具有可视性强、易修改、工程量估算简便的优点,以及便于进行施工图纸的绘制修改，尤其能在复杂的桥梁构件配筋设计方面发挥作用。黄任远、杨明在《基于三维动态模型的桥梁与公路视觉安全协调性评价研究》中为了评价桥梁与公路系统视觉安全方面的协调性,保障交通安全，从道路使用者的视觉特性入手，深入分析桥梁与公路视觉安全协调性的各组成要素并建立三维动态仿真模型。在三维模型的基础上，研究桥梁与公路视觉安全协调性构成的要素，确定桥梁与公路视觉安全协调性影响评价的指标体系及其评价因子，提出以桥梁和公路视觉安全为评价尺度的桥梁与公路视觉安全协调性评价体系。
