技术摘要：
本发明提供一种模拟动画中的关键帧添加方法和添加装置、模拟动画的制作方法和制作装置。其中关键帧添加方法包括以下步骤：获取模拟场景中发生动态变化的机械模型和被吊装件模型；根据所述机械模型和所述被吊装件模型的运动复杂度，确定所述机械模型的多个子动作以及所  全部
背景技术：
大型设备的吊运安装属于危大工程，在建筑工程的施工阶段，需要模拟现场实际 施工状态，对实际场景进行模拟预演，以及时发现及避免工程危险。 目前市场上现有的三维模拟软件包括Navisworks、Synchro、BIM5D、3dsMax、Fuzor 等。其中，Navisworks、Synchro和BIM5D仅提供了比较基本的进度计划模拟功能，模拟精度 也比较低，关于机械设备的运动特性、基于动态的碰撞检测、实时场地变化都不能很好地实 现，难以满足用户的实际需求。动画制作软件3dsMax虽然可以绑定骨骼系统模仿机械动作， 但是其模型不具备任何机械特性，无法对施工现场提供任何指导作用，只能输出可视化的 展示动画。Fuzor虽提供了内置机械设备，但机械设备经过了很多的简化，与实际不符，动作 不可定制，运动特性未能满足复杂工艺场景，而且机械数量很少，无法根据工程实际进行扩 展。上述的这些软件工具都不能独立完成吊装工程工艺方案的模拟制作，需要多个工具来 回切换，制作过程非常繁琐。另外，现有的三维模拟软件在模拟设备吊装的动态过程时，动 作变换方式单一，一般只能通过不同的位置信息来表现设备的动作变化，却无法从颜色、形 状、相机视角等多方面综合地体现动作变化过程，因此模拟效果不够真实，无法达到预期的 效果。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的上述缺陷，从而提供一种 适用于建筑施工场景尤其是大型设备吊装场景中的关键帧添加方案。 为实现上述目的，根据本发明第一方面，提供了一种模拟动画中的关键帧添加方 法，包括以下步骤： 获取模拟场景中发生动态变化的机械模型和被吊装件模型； 根据所述机械模型和所述被吊装件模型的运动复杂度确定所述机械模型的多个 子动作以及所述被吊装件模型的多个子动作； 基于每个确定的子动作，为所述机械模型和所述被吊装件模型添加不同时刻下的 子动作关键帧。 示例性地，所述模拟场景包括吊装模拟场景，所述机械模型包括吊车、卷扬机和手 拉葫芦中的一种或多种。 示例性地，所述子动作包括动态子动作和静态子动作，所述动态子动作包括在所 述吊装模拟场景中发生动态变化的子动作，所述静态子动作包括在所述吊装模拟场景中静 止不变的子动作。 示例性地，所述动态子动作或所述静态子动作包括变换子动作、样式子动作、关联 4 CN 111739129 A 说　明　书 2/10 页 子动作、相机子动作、形体子动作和绳索子动作中的一种或多种； 其中，其中所述变换子动作用于表征所述机械模型或所述被吊装件模型的位置信 息，所述样式子动作用于表征所述机械模型或所述被吊装件模型的颜色信息和透明度信 息，所述关联子动作用于表征所述机械模型或所述被吊装件模型的关联运动信息，所述相 机子动作用于表征当前相机的位置信息和方向信息；所述形变子动作用于表征所述被吊装 件模型自身的形变信息，所述绳索子动作用于表征所述机械模型或所述被吊装件模型之间 的绳索信息。 示例性地，所述动态子动作包括关联子动作，所述基于每个确定的子动作，为所述 机械模型和所述被吊装件模型添加不同时刻下的子动作关键帧的步骤包括： 在所述关联子动作中，分别创建所述机械模型和与所述机械模型产生关联的被吊 装件模型在第一时刻的第一关联关键帧；所述第一时刻表征开始关联的时刻； 在所述关联子动作中，分别创建所述机械模型和与所述机械模型产生关联的被吊 装件模型在第二时刻的第二关联关键帧；所述第二时刻表征结束关联的时刻。 示例性地，所述基于每个确定的子动作，为所述机械模型和所述被吊装件模型添 加不同时刻下的子动作关键帧的步骤还包括： 根据所述第一关联关键帧和所述第二关联关键帧，通过数学插值法计算并创建所 述机械模型和所述被吊装模型在所述第一时刻和所述第二时刻之间的中间关联关键帧。 示例性地，所述动态子动作包括绳索子动作，所述创建每个确定的子动作所对应 的不同时刻下的关键帧的步骤包括： 在所述绳索子动作中，分别创建所述机械模型和与所述机械模型通过绳索连接的 被吊装件模型在第三时刻的第一绳索关键帧，所述第三时刻表征创建绳索的时刻； 在所述绳索子动作中，分别创建所述机械模型和与所述机械模型通过绳索连接的 被吊装件模型在第四时刻的第二绳索关键帧，所述第四时刻表征取消绳索的时刻。 根据本发明第二方面，还提供一种模拟动画的制作方法，包括： 获取模拟场景中的场地模型和设备模型，所述设备模型包括机械模型和被吊装件 模型； 通过上述关键帧添加方法为所述机械模型和所述被吊装件模型添加关键帧； 根据已添加的所述关键帧生成所述模拟动画。 示例性地，在所述连续输出不同时刻下添加的所述关键帧，以生成所述模拟动画 的步骤之前，还包括： 对所述场地模型、所述机械模型和所述被吊装件模型进行碰撞检测，以确定任意 两个模型之间是否存在静态碰撞或动态碰撞； 当确定存在静态碰撞或动态碰撞时，输出警告提示。 示例性地，在所述将所述动态变化过程以动画形式输出之后，所述方法还包括： 输出包含尺寸标注的施工场地布置平面图； 输出所述机械设备在工作状态下的对地压力数据。 根据本发明第三方面，提供一种模拟动画中的关键帧添加装置，包括以下步骤： 模型获取单元，适用于获取模拟场景中发生动态变化的机械模型和被吊装件模 型； 5 CN 111739129 A 说　明　书 3/10 页 子动作确定单元，适用于根据所述机械模型和所述被吊装件模型的运动复杂度确 定所述机械模型的多个子动作以及所述被吊装件模型的多个子动作； 关键帧添加单元，适用于基于每个确定的子动作，为所述机械模型和所述被吊装 件模型添加不同时刻下的子动作关键帧。 根据本发明第四方面，提供了一种模拟动画的制作装置，包括： 模型获取单元，适用于获取模拟场景中的场地模型和设备模型，所述设备模型包 括机械模型和被吊装件模型； 关键帧添加单元，适用于通过上述关键帧添加方法为所述机械模型和所述被吊装 件模型添加关键帧； 动画生成单元，适用于根据已添加的所述关键帧生成所述模拟动画。 根据本发明第五方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存 储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方 法的步骤。 根据本发明第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。 与现有技术相比，本发明具有以下优点： (1)本发明提供的关键帧添加方法和添加装置，通过确定机械模型和被吊装件模 型的多个子动作，并基于每个子动作添加相应的关键帧，可以灵活方便地模拟建筑施工过 程中的各种动态变化过程。本发明将同一动作中包含的不同信息通过多个子动作分别记 录，避免了传统关键帧功能将所有动作信息都记录在一个关键帧上的繁琐，通过甘特图就 可以清楚了解动态变换过程。 (2)本发明提供的建筑施工模拟动画的制作方法和制作装置，在生成真实场景模 拟动画的同时，可以进行设备之间的碰撞检测并给出相应警告，可以提高建筑施工的安全 性。 (3)本发明提供的建筑施工模拟动画的制作方法和制作装置，除了输出模拟动画 之外，还可以输出包含尺寸标注的施工场地布置平面图以及机械设备在工作状态下的对地 压力数据，从而满足用户的多种实际需要。 附图说明 为了更清楚地说明本发明