翁珉鳴

（武夷學(xué)院，福建 武夷山 354300）

三維數(shù)字動畫能夠利用計算機(jī)，建立虛擬的模型與場景，根據(jù)相對應(yīng)的素材，使三維模型成立，形成數(shù)字動畫。單位動畫視頻的應(yīng)用，對于農(nóng)業(yè)科技而言，能夠更直觀的為農(nóng)民展示技術(shù)成果與實際操作，從而讓農(nóng)民更熟練地掌握農(nóng)業(yè)科技成果，將知識與實踐相結(jié)合，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，帶給農(nóng)民耳目一新的感覺。從而令農(nóng)民容易理解和感受科技，豐富農(nóng)民農(nóng)業(yè)知識結(jié)構(gòu)的同時，提高農(nóng)民個人能力，從而更好的推動農(nóng)業(yè)科技發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)科技三維技術(shù)應(yīng)用概況

近些年，國家與各地政府積極推進(jìn)農(nóng)村建設(shè)，意在大力推行鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。對于農(nóng)村地區(qū)而言，農(nóng)業(yè)技術(shù)研究已經(jīng)顯現(xiàn)出一些成果。對于農(nóng)業(yè)未來發(fā)展有極大的助力。但是在研發(fā)過程中，能夠發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技與高新技術(shù)密不可分。只有不斷推動農(nóng)業(yè)科技，確保農(nóng)民都能理解和掌握技術(shù)，才能推動農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)前國家對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)量與技術(shù)也在不斷提高要求，為了不辜負(fù)國家的期望。需要保證農(nóng)業(yè)與科技同步發(fā)展，因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械化在科技的影響下，利用計算機(jī)與三維動畫技術(shù)進(jìn)行改良升級，極大程度節(jié)約了人力資源，能夠最大程度上加強(qiáng)農(nóng)業(yè)宣傳。通過三維技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行定性分析，保證農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)更加智能化發(fā)展，在耕種培育方面更加精確，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供新的動力。當(dāng)前農(nóng)業(yè)科技推廣，應(yīng)轉(zhuǎn)變以往的推廣方式，積極應(yīng)用三維動畫技術(shù)，確保農(nóng)民真正掌握知識，借助三維技術(shù)獲得更多農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 三維數(shù)字動畫概述

2.1 概念

在三維技術(shù)領(lǐng)域，三維動畫能夠通過計算機(jī)建模，呈現(xiàn)虛擬空間。同時結(jié)合三維技術(shù)，更好的呈現(xiàn)機(jī)械模擬，對動植物成長過程中進(jìn)行處理，根據(jù)模擬參數(shù)探究研究成果，提高農(nóng)業(yè)科技水平。三維動畫技術(shù)不僅能夠設(shè)計，還起到測試的作用，能夠?qū)r(nóng)業(yè)成產(chǎn)過程進(jìn)行改造，以立體形式呈現(xiàn)給農(nóng)民。隨著該技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，在優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械化的同時，還可以對農(nóng)業(yè)實際生產(chǎn)和周圍環(huán)境進(jìn)行模擬，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供更科學(xué)的技術(shù)成果。

2.2 優(yōu)勢及特點

僅僅是利用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，難以對其進(jìn)行定性分析，難以把握實際工作效率。同時，設(shè)備運行面臨農(nóng)民操作性不熟練的情況。面對這種情況，需要結(jié)合農(nóng)業(yè)與三維技術(shù)，更科學(xué)的分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，剖析具體的農(nóng)業(yè)機(jī)械操作過程，以及農(nóng)業(yè)培育種植等方面，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的問題。三維動畫的處理功能，能夠通過視頻進(jìn)行解說，為農(nóng)民提供動植物完整的成長過程，更直觀的還原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，為農(nóng)民傳遞更豐富的農(nóng)業(yè)科技知識，促使農(nóng)民對農(nóng)業(yè)教學(xué)有真實的理解和感受。

2.2.1 內(nèi)容逼真、制作便捷

當(dāng)前的三維動畫不再像以往制作，需要單獨建模定幀，現(xiàn)階段的三維動畫實際操作相對簡單，更加的智能化。能夠通過三維動畫為農(nóng)民展現(xiàn)農(nóng)作物生長過程，避免農(nóng)民種植過程中出現(xiàn)錯誤。在制作動畫的過程中，不能只顧動畫的精細(xì)程度，還需要兼顧農(nóng)業(yè)知識運用的正確性。需要設(shè)計人員與農(nóng)業(yè)專家相互討論，營造視覺精美，便于理解的三維動畫。能夠很好的將知識傳遞給農(nóng)民，便于農(nóng)民接受和理解。三維動畫制作時間相對耗時，但是制作過后能夠永久保存，是農(nóng)業(yè)科技推廣不可或缺的重要手段。

2.2.2 知識便于理解和掌握

三維動畫利用圖形、視頻、音樂等多種元素混合，形成完整的動畫視頻。能夠通過虛構(gòu)模擬的方式，將平時不易發(fā)現(xiàn)的景色和過程，全面的展示給農(nóng)民。運用配音和文字，能夠更便于農(nóng)民理解，掌握知識要點。農(nóng)民在觀看過程中，還能夠?qū)⒁曨l中的內(nèi)容，與日常種植的實際情況相結(jié)合，更有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動開展。同時三維動畫制作精美，對于農(nóng)民而言是新奇物件，更能吸引農(nóng)民的興趣，也適合不同年齡段的人觀看。

2.2.3 傳播方式多樣化

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入千家萬戶。網(wǎng)絡(luò)能夠帶給人們生活更多變化，三維動畫制作完成后，能夠放置在農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺上，通過網(wǎng)站推廣。便于農(nóng)民下載和在線觀看，視頻不會占據(jù)手機(jī)過多內(nèi)存，能夠更自由的帶領(lǐng)農(nóng)民學(xué)習(xí)，改變以往農(nóng)民學(xué)習(xí)技術(shù)的方式，以更多樣化的模式傳遞到農(nóng)戶家中[2]。

值得注意的一點是，利用三維數(shù)字動畫技術(shù)，對農(nóng)業(yè)科技分析的過程中，不僅要考慮動畫呈現(xiàn)的內(nèi)容，還需要根據(jù)變動及時優(yōu)化改正。對于三維動畫技術(shù)而言，這種直觀的優(yōu)勢超越了傳統(tǒng)方式，無需重新進(jìn)行測試和實驗，能夠更直接的通過計算機(jī)對軟件進(jìn)行操作。還能將以往的效果保留下來，對于農(nóng)業(yè)科技傳播而言，能夠在保障農(nóng)民經(jīng)濟(jì)水平的同時，豐富其閑暇時光。節(jié)約了農(nóng)機(jī)設(shè)計、農(nóng)業(yè)種植的實踐時間，加快農(nóng)業(yè)信息化、數(shù)字化發(fā)展，為農(nóng)業(yè)科技發(fā)展提供新動力。

3 三位數(shù)字動畫制作過程

結(jié)合三維動畫技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前農(nóng)業(yè)科技進(jìn)行實際應(yīng)用分析。將農(nóng)業(yè)科技三維動畫技術(shù)分為多個流程，分別制定相關(guān)的工作與技術(shù)方法。由于三維數(shù)字動畫能夠利用CAD、Max等軟件，制作三維模型，并通過視頻的方法將模型與音效等結(jié)合在一起。確保能夠準(zhǔn)確的把握生物動態(tài)特征，并基于數(shù)字模型的尺寸和大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于精密的環(huán)節(jié)，可以通過特殊鏡頭對細(xì)節(jié)之處進(jìn)行觀察。在動畫中，所有的動態(tài)、時間都能夠通過計算機(jī)進(jìn)行調(diào)整。三維數(shù)字動畫能夠?qū)?xì)胞分裂、動植物生長過程進(jìn)行制作，更直觀的展示動植物生長過程，將這一過程的變化展現(xiàn)給人們。三維數(shù)字動畫技術(shù)能夠突破較多極限，能夠?qū)⑷藗兿胂笾械漠嬅嬲宫F(xiàn)出來，借助軟件能夠模擬農(nóng)業(yè)科學(xué)中的各種物理、化學(xué)變化模擬出來。像是生物合成、土壤環(huán)境、植物內(nèi)部生長等環(huán)境展現(xiàn)出來。三維動畫成本較低，能夠打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技推廣模式，更有效的利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行培訓(xùn)和推廣，節(jié)約培訓(xùn)時間。

三維數(shù)字動畫的制作過程，前期主要根據(jù)農(nóng)業(yè)知識與相關(guān)人員交流，從而確定動畫的具體方向和內(nèi)容，利用三位數(shù)字動畫進(jìn)行農(nóng)業(yè)科研項目設(shè)計，利用動畫展現(xiàn)相關(guān)技術(shù)，移交相關(guān)資料，觀察植物的生長變化。農(nóng)業(yè)科技人員需要事先與制作人員溝通大致內(nèi)容，將植株的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、變化形態(tài)、生長規(guī)律等告知制作人員，便于人員用計算機(jī)建立模型，生成動畫；中期制作過程是最為復(fù)雜的階段，能夠利用三維數(shù)字動畫對植株生長過程進(jìn)行制作。根據(jù)表達(dá)內(nèi)容建立模型后，賦予模型材質(zhì)后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置和控制。根據(jù)鏡頭將出廠的元件設(shè)置在場景中，賦予場景燈光設(shè)置關(guān)鍵幀，對運動規(guī)律加以調(diào)整；后期能夠根據(jù)制作的內(nèi)容進(jìn)行完善，加入音樂和文字等，確保動畫過程與音樂等結(jié)合在一起，提高農(nóng)業(yè)科技的推廣價值。將植株生長過程、變化形態(tài)等內(nèi)容展現(xiàn)出來。整個流程需要保證農(nóng)業(yè)人員與科技制作人員，對動畫質(zhì)量進(jìn)行評價。在此基礎(chǔ)上，確定農(nóng)業(yè)科技成果，加大推廣應(yīng)用。根據(jù)動畫表現(xiàn)的內(nèi)容，進(jìn)行調(diào)整修改，保證動畫的完善性。

4 三維動畫技術(shù)在農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

盡管當(dāng)前相關(guān)部門積極采用三維動畫技術(shù)，將其應(yīng)用在農(nóng)業(yè)科技宣傳中。農(nóng)業(yè)發(fā)展還需要重視技術(shù)運用問題，科學(xué)采取措施，確保三維動畫與農(nóng)業(yè)科技有效結(jié)合。三維技術(shù)具有的精確度高、非接觸式分析等優(yōu)勢，使其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到充分的發(fā)展和應(yīng)用。根據(jù)三維軟件，能夠涵蓋多種生物、農(nóng)作物、機(jī)械等設(shè)計場景，有著極高的應(yīng)用價值。

4.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械研究與設(shè)計

農(nóng)業(yè)數(shù)字化與可視化是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，研究的重要內(nèi)容。如何促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)朝向新型農(nóng)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)動植物生長過程可視，能夠保證動植物不受時間和空間的限制，建立相關(guān)模型，獲取動植物生長的各項參數(shù)，解決各種問題。通過點云信息進(jìn)行定位，能夠通過信號建立屬于物體的數(shù)字化模型，并對物體進(jìn)行監(jiān)測，適用于農(nóng)業(yè)動植物生長研究，這也成為了農(nóng)業(yè)科技近些年來研究的重要內(nèi)容[3]。

農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)水平的提升，關(guān)乎到農(nóng)業(yè)未來發(fā)展，以及農(nóng)業(yè)科技研發(fā)質(zhì)量。傳統(tǒng)研發(fā)與設(shè)計，存在研發(fā)周期長、數(shù)據(jù)獲取不準(zhǔn)確等問題。隨著三維掃描技術(shù)發(fā)展，能夠重新構(gòu)建出更精確的技術(shù)為農(nóng)業(yè)機(jī)械提供幫助。通過三維技術(shù)構(gòu)建模型，設(shè)計模型，能夠縮短農(nóng)機(jī)的研發(fā)周期，更有效的優(yōu)化農(nóng)機(jī)性能。采用三維掃描技術(shù)構(gòu)建模型，完成復(fù)雜零件設(shè)計，解決以往設(shè)計難題。針對現(xiàn)有問題進(jìn)行優(yōu)化升級，為國內(nèi)新型農(nóng)機(jī)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。此外，在應(yīng)用于農(nóng)機(jī)零部件制造與修復(fù)的過程中，能夠保證零件精度，降低生產(chǎn)成本。農(nóng)業(yè)物料清選是農(nóng)機(jī)收割過程中的重要環(huán)節(jié)，基于三維技術(shù)能夠?qū)κ崭钸^程分解，通過構(gòu)建專家谷物模型，在試驗基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，為研發(fā)新型收割設(shè)備提供可靠的數(shù)據(jù)。通過建立仿真實驗，根據(jù)建立的谷粒模型，進(jìn)行仿真分析，結(jié)合瓜果谷物等收獲過程，對設(shè)備進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，為設(shè)計自動采摘設(shè)備提供參考。

4.2 植物表型研究

三維數(shù)字動畫有著比文字和圖像更高效的傳遞能力，幫助農(nóng)民更快的接受信息。對于農(nóng)業(yè)科研方面，一些相對尖端的技術(shù)。如生物技術(shù)、植物性狀等。這些研究內(nèi)容涉及到遺傳、細(xì)胞等信息。涉及到的信息相對抽象，無法使用語言和文字表明，也難以通過簡單的圖像和文字使人們理解。理解能力是建立在完整的知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，因此，需要通過三維技術(shù)表現(xiàn)多維視角，對農(nóng)業(yè)科技成果進(jìn)行表示。

其中，植物表型是根據(jù)基因和生長環(huán)境決定的，結(jié)合這兩點因素能夠形成不同的植物表現(xiàn)特征。反映植物生長發(fā)育、遺傳特征等情況，對其研究的主要意義在于獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)，從而對植物的主要性狀進(jìn)行研究，產(chǎn)生有效的影響。根據(jù)植物品種、栽培等環(huán)節(jié)有著極強(qiáng)的指導(dǎo)作用，常規(guī)監(jiān)測信息都是人工采集，信息質(zhì)量差、精度不高。隨著三維數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，能夠為農(nóng)業(yè)科技提供可視化研究。實驗過程中，通過采集有代表性的植物，能夠基于點云數(shù)據(jù)對植株各項參數(shù)進(jìn)行分析，有效提升了模擬精度。能夠基于植物生長過程建立新算法，通過跟蹤植株生長過程建立其生長序列，對不同植株的生長過程進(jìn)行分析，對于研究植物生長特性等方面有著重要意義。

例如，利用該技術(shù)對油菜植株和果園進(jìn)行分析，能夠?qū)χ仓旯羌埽ㄖΩ桑┙枪麛?shù)據(jù)進(jìn)行提取，完成自動測量和分析；還能夠?qū)麑崢涔诮Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，推測其分布情況，為后期自動化修剪提供科學(xué)依據(jù)。將農(nóng)業(yè)融入信息中，以三維的形式表現(xiàn)出來，為農(nóng)民提供多維視角。世界頂尖科研雜志都建立了動畫與知識相結(jié)合的內(nèi)容，并將其發(fā)布在網(wǎng)站中。要求科研人員積極推廣數(shù)字動畫，加強(qiáng)讀者對內(nèi)容的理解。由于大量從業(yè)人員知識文化程度有限，不使用三維動畫，無法有效代入情境中。科學(xué)利用三維技術(shù)加上音效，能夠保證農(nóng)業(yè)科技推廣更加便捷。某研究人員利用三維技術(shù)，對玉米植株進(jìn)行處理，通過對其葉片形態(tài)進(jìn)行觀察，為后期植株形態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)變化提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。根據(jù)點云數(shù)據(jù)獲得原始數(shù)據(jù)，分析三維模型各項參數(shù)，對于玉米植株發(fā)展有重要意義?；谟衩兹S模型，建立資源庫以及不同植株的研究目標(biāo)，對于鑒定玉米尺寸，強(qiáng)化種植質(zhì)量等方面有著較強(qiáng)的推動作用[4]。

4.3 土壤動態(tài)分析

在構(gòu)建三維模型后，能夠利用動畫軟件展示農(nóng)機(jī)運作的真實情景。并通過展示農(nóng)機(jī)操作，及時發(fā)現(xiàn)建立的模型與實際環(huán)境是否相符合。在對動態(tài)模型模擬和分析前，需要對土壤進(jìn)行參數(shù)分析，通過分析具體參數(shù)對其進(jìn)行調(diào)整。確保能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，科學(xué)建立模型，對土壤真實狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。并通過動畫和配音等要素，將農(nóng)機(jī)運行的實際情況展現(xiàn)出來，對農(nóng)機(jī)各個領(lǐng)域運行狀態(tài)加以展示，供相關(guān)人員參考。

5 注意事項與未來展望

5.1 展望

三維技術(shù)的應(yīng)用能夠涉及到農(nóng)業(yè)科技多個領(lǐng)域，并且在很大程度上提高了農(nóng)業(yè)研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為農(nóng)業(yè)科技研究提供寶貴的參考和依據(jù)。推動了動植物三維模型構(gòu)建，解決了農(nóng)業(yè)研究存在的一系列問題。但是由于數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜程度，體積模型仿真性較強(qiáng)。采集數(shù)據(jù)時，環(huán)境因素對采集精度會造成影響。如何提高點云數(shù)據(jù)的處理速度，簡化模型的同時，基于不同環(huán)境因素獲取數(shù)據(jù)，是三維技術(shù)亟待優(yōu)化的性能；此外，模型耦合深度不足，無法根據(jù)動植物的生長規(guī)律構(gòu)建模型。更多是側(cè)重于形態(tài)特征表現(xiàn)，由于動植物生長模型涉及到的生長生態(tài)參數(shù)，無法通過模型全面構(gòu)建，難以實現(xiàn)完全模擬生長過程，需要根據(jù)經(jīng)驗判斷。因此，未來還需要不斷提高模型與生態(tài)模型的耦合度，為農(nóng)業(yè)科技研發(fā)提供更科學(xué)的生理生態(tài)模型。隨著科技不斷發(fā)展，對于數(shù)據(jù)的不同處理方法，使得三維技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有更大的發(fā)展空間。未來還需要對農(nóng)業(yè)科技模型進(jìn)行不斷調(diào)整，確保農(nóng)業(yè)與技術(shù)同步發(fā)展，優(yōu)化農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量，不斷為農(nóng)業(yè)種植提供新的理念，改善種植環(huán)境和土壤問題，為農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來更多的動力[5]。

5.2 注意事項

計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，帶動了三維技術(shù)的發(fā)展。通過計算機(jī)軟件制作動畫，對農(nóng)業(yè)動植物細(xì)胞形成過程進(jìn)行展示，為農(nóng)業(yè)工作者帶來更新奇的體驗。在這里需要注意的是，由于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也存在地域性差異，并不是所有農(nóng)民都能很快的接受三維動畫，在實際應(yīng)用過程中。也需要重視農(nóng)民接受能力的問題，確保三維動畫能夠更有效的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)科技中。此外，還需要不斷優(yōu)化三維動畫制作過程，聘用精通此類操作的大學(xué)生和專業(yè)人士充當(dāng)外援，保證小組成員多樣化，更好的推動農(nóng)業(yè)科技發(fā)展。并給予資金方面的支持，號召外界資本投資，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支持。農(nóng)村受教育程度不一致，導(dǎo)致文化水平不同，對于新知識相對排斥，要積極的引導(dǎo)農(nóng)民學(xué)習(xí)新技術(shù)，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，帶動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，早日實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷普及，帶給農(nóng)業(yè)科技更便利的發(fā)展條件。隨著三維動畫技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，與農(nóng)業(yè)科技的結(jié)合，能夠更好的形成推廣，帶給農(nóng)民更生動、更豐富的農(nóng)業(yè)知識，確保農(nóng)民能夠在觀看動畫的同時，學(xué)習(xí)到相關(guān)知識，提高農(nóng)民的農(nóng)業(yè)操作技術(shù)水平，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。帶給農(nóng)業(yè)科技更多發(fā)展動力，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)操作的精準(zhǔn)度，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展中不斷創(chuàng)新，為農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)遇。