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研究生:黃宗堂
研究生(外文):Zong Tang Huang
論文名稱:臺中市水湳水資源回收中心興建工程3D動畫創作研究
論文名稱(外文):Study of 3D Animation Creations of Taichung City Shuinan Water Recycling Center Construction Project
指導教授:蕭嘉猷蕭嘉猷引用關係
指導教授(外文):Chia-Yu Hsiao
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺中科技大學
系所名稱:商業設計系碩士班
學門:設計學門
學類:產品設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:建築3D動畫SketchUp城市行銷台中市水湳水資源回收中心
外文關鍵詞:Architectural 3D AnimationSketchUpUrban MarketingTaichung City Shuinan Water Recycling Center
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隨著電腦技術的不斷發展,加速了設計行業間的合作,而3D動畫設計與現代建築設計結合在一起,產生了建築動畫,建築動畫是將動畫設計與建築設計結合起來,通過3D動畫來展示建築物的內部空間和外部空間,以及各個不同的視覺關係,達到一種較完整的立體空間效果,解決了過去傳統的2D的傳達方式,同時也提高了設計工作的效率。在商業領域,3D建築動畫已獲得了十分喜人的成績,畫面愈加真實,與自然後環境更為接近,但不可否認的設計師在製作動畫時,對建築動畫設計製作上難度過大且複雜不易學習,都是存在許久的問題之一。3D動畫是建築工程中常用的設計表現方法,在方案設計的投標階段起就可開始應用,創作研究中以臺中市水湳經貿園區水資源回收中心為例,透過了SketchUp與Twinmotion的結合應用過程中,提出了3D動畫的簡化流程與方法,在實際案例中有效率地製作出3D可視化工程,節省了人力與時間,進而降低製作成本。進而未來可套用在未來景觀設計、虛擬實境、旅遊開發.......等類型的3D製作方案中。研究中除了3D可視化方案外,也結合空拍UAV成型技術及工程實地縮時攝影,將2014年工程開工至2017峻工期間的空拍正攝圖彙整成寶貴的工程記錄影片,可供市政府在城市行銷與工程檢討資料使用。整個研究中產出的3D動畫突破一般只利用3D可視化來表達,應用了數位整合的方法來詮釋整個工程動畫,實地攝影記錄及3D各個水資源處理流程的物件解說,讓工程3D動畫有不同的表達方式。
The continuous development of computer technology has accelerated the cooperation between design industries. The combination of 3D animation design and modern architectural design have initiated architectural animation. Architectural animation combines animation design and architectural design to display internal and external space of the architecture and achieve more complete 3D space effect through various visual relationships. That provides a better solution than traditional 2D display and enhance the effectiveness of design works.
As for business application, 3D architectural animation has very compelling achievements with several advantages, including more realistic image and more close to natural environment. However, it cannot be denied that a long-existed disadvantage of 3D architectural animation is: the design and creation of it is very difficult and complicated for designers to learn.

3D animation is a commonly used design and display tool in construction projects, and it can be used since the bidding stage of a project. The study take Taichung City Shuinan Water Recycling Center Construction Project as example to propose a simpler process and methodology for 3D animation through the combination of SketchUp and Twinmotion applications. In the actual case, 3D visualization project can be built up efficiently, saving labor and time and reducing production costs as a result. The simplified process can be applied in various 3D design projects in the future, such as landscape design, virtual reality, tourism development, etc.

In this study, in addition to 3D visualization project, we also combine aerial UAV photography technology and real-time time-lapse photography to summarize UAV pictures from 2014 to 2017 (from the start to the completion of the project) to a valuable project record film for Taichung City to apply for urban marketing and project review. The innovation of the 3D animation output of the study is: in most cases, only 3D visualization technology is used in 3D animation, but in the study we apply digital integration method for the expression of the project, including real-time photography record and the narration of steps in the water resource treatment process, to explore innovative expression method for engineering 3D animation.
目錄

表格目錄...............................................VIII
圖目錄.................................................VIII
壹、緒論...............................................1
一、創作背景與動機.....................................1
(一)建築3D動畫的發展現狀.............................1
(二)數位內容產業的發展...............................2
二、創作研究目的.......................................2
(一)簡化建築3D建築動畫製作流程.......................2
(二)SketchUp及其軟體間二次開發的應用架構.............3
三、創作研究範圍與限制.................................3
四、創作研究方法與流程.................................5
貳、文獻探討...........................................6
一、3D電腦動畫產業現況與趨勢...........................7
(一)3D建築動畫的定義與優勢...........................8
(二)3D電腦動畫的敘事語言.............................10
(三)建築動畫基本元素.................................10
二、3D建模流程.........................................12
(一)SketchUp 應用於設計的具體表現....................12
(二)國際CityGML數位建築3D模型交換格式分級............14
(三)UAV空拍快速建立3D模型............................16
(四)小結.............................................20
三、數位內容整合.......................................20
(一)建築動畫軟體的崛起...............................20
(二)3DVR虛擬實境.....................................22
(三)工程縮時實地攝影紀錄.............................23
(四)社群影音平台傳播與城市行銷.......................27
(五)小結.............................................30
參、3D建築動畫案例分析.................................31
一、高雄世貿會議展覽中心新建工程3D動畫.................31
二、臺中都會區鐵路高架捷運化計畫3D動畫.................33
肆、創作策略與執行.....................................35
一、設計創作理念.......................................35
(一)SketchUp&Twinmotion3D可視化流程..................36
(二)結合工程實地影像紀錄與空拍記錄素材...............37
二、設計創作流程.......................................38
三、設計創作執行.......................................39
(一)動畫內容大綱.....................................40
(二)腳本分鏡故事版...................................41
(三)3D模型的建構.....................................44
(四)3D動畫製作.......................................47
(五)實地縮時攝影.....................................53
(六)空拍影像記錄.....................................55
(七)後製剪輯輸出.....................................59
(八)配音與口白.......................................61
(九)社群網路平台傳播.................................68
(十)相關媒體報導.....................................69
伍、結論...............................................72
一、3D建築動畫結合實地工程影片紀錄之動畫呈現 ..........72
二、3D可視化流程及二次開發應用.........................72
三、後續研究建議 ......................................73
陸、參考文獻...........................................74
一、網路資料...........................................74
二、書籍...............................................74
三、期刊論文...........................................75
表格目錄
表格1無人機取代八大產業產值表人表......................18
表格2飛行器使用分類....................................19
表格3縮時攝影與高畫質錄影之比較表......................24
表格4動畫內容大綱各區段表..............................40
表格5動畫內容故事版....................................41
表格6影片口白中英文版一覽表............................61
表格7影片口白中日文版一覽表............................65
圖目錄
圖12012 Google Model Your Town Competition.............12
圖22012大坑圓環商圈3D再造..............................13
圖3幾何描述及語義架構之LOD1-LOD4建物模型圖.............15
圖4CityGML城市模型的檔案大小...........................16
圖5Googleearth城市模型 VS UAV自動成形3D城市模型........19
圖6altizure App展示UAV 3D建築模型......................22
圖7Twinmotion 2 in Action by Zoran Gorski (Kizo).......22
圖8Burdea(1993)的建議以功能特性來定義金三角的概念圖..22
圖9台中國家歌劇院縮時工程攝影..........................23
圖10縮時攝影根據需求而使用不同的器材...................24
圖11Google Timelapse能看出城市發展的變化...............26
圖12台中地區的綠地在都會化的進程中減少之情形...........27
圖13曾在Facebook上看過影片調查報告.....................28
圖14Facebook冰桶挑戰的討論人數圖.......................29
圖15高雄港灣鳥瞰空拍圖.................................31
圖16高雄世貿展覽中心3D動畫.............................32
圖17臺中都會區鐵路高架捷運化計畫3D動畫.................34
圖18水湳經貿園區區域3D圖...............................35
圖19BIMmotion 與Oculus Rift VR眼鏡.....................37
圖20空拍後製軟體Pix4DMapper及實地縮時攝影機TLC200 Pro..37
圖21設計創作執行流程表.................................38
圖22在SketchUp環境中下載衛星圖拼接.....................44
圖23水湳經貿園區量體模型...............................45
圖24主要建築牆面及開窗位置模型.........................45
圖25處理設施之設備模型01...............................46
圖26處理設施之設備模型02...............................46
圖27處理設施之設備模型03...............................46
圖28導入視窗直接加入3D模型.............................48
圖29環境視窗可調整大氣環境設定.........................49
圖30可針對人物及交通工具做動態設定.....................50
圖31階段劃分工具可快速管理各個場景.....................50
圖32創建動畫片段(創建相機).............................51
圖33剪輯各片段動畫 ....................................51
圖34轉出動畫或是BIMMOTION動態檔案......................52
圖35輸出BIMMOTION動態環境畫面..........................53
圖36縮時攝影記錄使用之器材軟體.........................54
圖37縮時攝影記錄架設位置...............................54
圖38縮時攝影實際拍攝角度...............................54
圖39DJI Pnantom 2空拍機+Gopro HERO3攝影機..............55
圖40空拍軌跡紀錄.......................................56
圖41運算好成型之正射圖.................................57
圖42運算好成型之正射圖.................................57
圖43運算好成型之3D模型.................................58
圖44轉存/演算視訊/選擇演算動畫格式.....................58
圖45後製剪輯區塊規劃...................................59
圖46後製剪輯整合區塊規劃...............................59
圖47實地縮時攝影後製剪輯整合區塊規劃...................67
圖48水湳水資源回收中心瀏覽率約6.4萬人次................68
圖49水湳水資源回收中心施工時市長蒞臨指導...............69
圖50政院工程金質獎/得獎前總統蒞臨合照..................69
圖51政院工程金質獎/得獎前總統蒞臨合照..................70
圖52水湳水資源回升中心榮獲行政院工程金質獎.............71
圖53水湳水資源回升中心揭牌啟動典禮.....................71
陸、參考文獻
一、網路資料
1.魚夫個人部落格。(2013)。http://www.yufulin.net/2013/11/blog-post_5570.html。檢閱日期:2016.05.24
2.未來全球3D動畫產業的發展趨勢與利潤空間。http://zishichuanmei.com/a/news/wmgd/20150717/16.html。檢閱日期:2014.04.03
3.Altizure官方網站。www.altizure.com。檢閱日期:2014.08.03
4.Sketchup官方網站。www.sketchup.com。檢閱日期:2017.01.05
5.GoogleEarth官方網站。https://www.google.com.tw/intl/zh-TW/earth/。檢閱日期:2017.01.05
6.Pix4d官方網站。https://pix4d.com/。檢閱日期:2017.02.05
7.縮時攝影名詞解釋。維基百科 https://goo.gl/bNco82。檢閱日期:2016.09.05
8.Twinmotion官方網站。www.twinmotion.com。檢閱日期:2014.08.03
9.台灣寬頻網路使用調查。2015年08月27日。中時電子報。http://www.chinatimes.com/realtimenews/20150827004663-260412。檢閱日期:2016.12.18
10.Twinmotion名詞解釋。傑鼎資訊官方網站。http://jedin.com.tw/twinmotion/。檢閱日期:2016.08.18
11.Google Earth Engine Timelapse 名詞解釋,取自 https://earthengine.google.com/timelapse/
12.梁幼莓,2015.01.19,2015年行動革命的5大趨勢,取自:https://www.bnext.com.tw/
article/35049/BN-ARTICLE-35049

二、書籍
1.安德烈‧戈德羅、佛朗索瓦‧若斯特著,劉云舟譯(2005)。《什麼是電影敘事學》。北京:商務
2.柏基、黃小清(2010) 。SketchUp自學教戰手冊-建築與室內設計的經典應用。台北市。傑鼎資訊。
3.韓振興、范秋忱(2010) 。SketchUp數位景觀設計大師。香港。城邦文化。
4.魯英燦、康玉芬、方旭、劉小波、顏楷(2008) 。SketchUp設計大師。中國北京。清華大學出版社。
5.魯英燦、康玉芬.劉男(2008)。5天從入門到實戰—設計大師SketchUP應用教程。中國北京。清華大學出版社。
6.財團法人資訊工業策進會。(2008)。台灣數位內容年鑑精華版.2008。臺北市:經濟部工業局。

三、期刊論文
1.魚夫。(2002)。《台灣動畫業的未來(上)》。視訊多媒體月刊8月號
2.魚夫。(2002)。《台灣動畫業的未來(下)》。視訊多媒體月刊9月號
3.鄭印君。(2007)。動畫敘事與觀看主體關係初探—慾望中的凝視。第二期。明道通識論叢。頁92。
4.簡榮興、王天佑、曹鼎志、辜炳寰、簡志凱。(2010)。「應用無人飛行載具UAV技術進行土石災區之調查 - 以88水災後之六龜鄉大 智 瀑 布 為 例 」。Taiwan Rock Engineering Symposium。
5.臺北市政府工務局大地工程處(2012.10)。 「防災面面觀 - 巡查天眼新利器無人飛行載 具監測」。大地季刊第 2 期。
6.緒言, & 王艷嬌。(2016)。建築動畫的發展前景。 四川水泥。 (2016 年 05)。329-329.
7.李道明。(1997)。什麼是動畫,動畫電影探索 。台北: 遠流。(頁 19-23)
8.郭沛琳。(2010)。台灣城市品牌人格特徵之初探性研究。未出版碩士論文。私立世新大學。台北市。
9.Gröger, G., & Plümer, L. (2005). How to get 3-D for the price of 2-D—topology and consistency of 3-D urban GIS. Geoinformatica, 9(2), 139-158. ISO 690
10.Kolbe, T. H., Gröger, G., & Plümer, L. (2005). CityGML: Interoperable access to 3D city models. In Geo-information for disaster management (pp. 883-899). Springer Berlin Heidelberg.
11.Gomes, J. S. (2009). Unmanned Aerial Vehicles (UAV''s). In IESM Seminar (UAV''s).
12.Burdea, G. C., & Coiffet, P. (2003). Virtual reality technology (Vol. 1). John Wiley & Sons. ISO 690
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