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數字化技術對建築空間設計的應用論文

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摘要:數字技術的發展使室內設計師能透過數字軟件將創意構思形象化,它是一種比傳統手繪效果圖更逼真的表達方式。介紹使用數字化的手段進行室內效果圖表現的流程,並總結出一套提高效果圖表現質量與提升工作效率的方法。

數字化技術對建築空間設計的應用論文

關鍵詞:3DsMax;效果圖表現;效率

數字化的室內效果圖畫面逼真,形象直觀,是企業招標、工人施工及與客戶溝通的好幫手。與傳統手繪效果圖相比,具有更高的效率,並且更易於修改。隨着軟件技術的革新,數字化的室內效果圖表現已經逐漸成爲室內效果圖表現方法的主流,是室內設計師工作中重要的一部分。

一、軟件簡介

(一)AutoCADAutoCAD是美國Autodesk公司出品的一款計算機輔助設計軟件,操作簡單易上手,被廣泛應用於土木建築、工業製圖、工程製圖等多方面領域,在室內效果圖表現中主要用來製作平面佈置圖及立面圖等。

(二)3DsMax3DsMax是基於PC系統的三維軟件。3DsMax的製作流程簡潔高效,雖然命令較多,但可以針對自身行業學習部分模組即可,如室內效果圖表現只需要掌握基礎操作、建模及瞭解基礎燈光、材質即可。只要操作思路清晰,上手是比較容易的,在國內擁有非常高的人氣。

(三)VRayVRay是由著名的3DsMax插件提供商chaosgroup和as-gvis公司推出的一款體型較小,但功能卻十分強大的渲染器插件。VRay在室內外效果圖表現中,速度極快且渲染效果極好。安裝後在3DsMax中由七個部分構成,分別是:VRay渲染器、VRay對象、VRay燈光、VRay攝影機、VRay材質貼圖、VRay大氣特效和VRay置換修改器。

(四)PhotoshopPhotoshop是由Adobe公司開發的圖像處理軟件,擁有極高的知名度和應用人羣。在室內效果圖表現中,主要用來製作材質貼圖及對渲染圖片進行後期處理。

二、室內效果圖表現流程

一個科學的流程,會使工作更加快捷有效。

(一)建模在室內效果圖中建模,是將二維的平面佈置圖轉變爲三維對象。首先需在AutoCAD中對平面佈置圖進行優化,刪除傢俱、標註、軸線、文字等圖層,只保留牆體結構線,再將平面佈置圖匯入3DsMax中進行建模。在匯入3DsMax前需注意將單位與AutoCAD中製作時保持統一,以免模型比例發生偏差,一般室內效果圖表現較多使用毫米爲單位。匯入的平面佈置圖調節好座標後需馬上凍結,以避免操作時發生位移,造成模型錯誤,影響後續工作。在創建面板中使用樣條線命令,並激活2.5D捕捉命令(需勾選“捕捉到凍結對象”),沿着內牆線進行頂點捕捉繪製出牆線。在修改面板中使用擠出修改器,以真實牆高的數據對牆線輪廓進行擠出,製作出牆體、天花板、地板。再將模型轉換爲可編輯多邊形後進行編輯,使用連接、擠出、倒角剖面等命令依次製作出踢腳線、門框、吊頂等,完成基本的室內空間模型創建。傢俱、電器等模型可以透過“檔案—合併”命令直接匯入,但在匯入前需確定室內效果圖的整體風格。

(二)材質(粗調)材質(Material)可以看成是材料和質感的結合,它包含物體表面的色彩、紋理、光滑度、透明度、反射率、折射率、發光度等可視屬性。VRay的材質模組設定簡便、功能強大、效果逼真,基本可以完全替代3DsMax自帶的材質。在布光之前,先調整室內模型中面積較大的材質,如地板、牆面等物體的顏色或紋理,因爲它們會對燈光的實際效果產生更大的影響。在這個階段,一切對渲染速度影響較大的參數都需關閉,如光線跟蹤、增加細分等,因爲在粗調階段只需觀察整體的燈光效果是否合理。但是透明的材質一定要在此階段調節好,否則可能會影響到燈光,比如窗玻璃沒有調爲透明,那麼陽光就不會射入到室內,這也是很多初學者經常遇到的問題。

(三)渲染速度優化在燈光佈置階段,只需要觀察整體的明暗是否合適,色彩是否匹配,而不需要細膩的渲染品質,通常的做法是在渲染設定的輸出中,將分辨率按最終輸出的分辨率等比降低。在VRay渲染器中,關閉“抗鋸齒過濾器”,使用“固定”圖像採樣器;開啓間接照明(GI),使用首次反彈(Primarybounces)爲發光貼圖(Lrradiancemap)與二次反彈(Secondarybounces)爲燈光快取(Lightcache)的組合會達到渲染圖像質量與渲染時間上的平衡。發光貼圖是基於發光快取技術,僅對場景中某些特定的間接照明進行採樣,然後對剩餘的點進行插值計算,速度會遠遠超過直接計算,特別是具有大量平坦區域的場景,且不會產生大量的雜點。燈光快取則是建立在追蹤從攝像機可見的光線路徑的基礎上,存儲每一次沿路徑的光線反彈資訊。在測試渲染階段將發光貼圖的預置設定爲“非常低”,並降低採樣的比率爲“-5,-4”,半球細分爲“20”,燈光快取的細分爲“200”,則會大大縮短渲染的時間。

(四)燈光佈置燈光的佈置是對技術和審美要求最高的.階段,首先要對最終的效果做到胸有成竹,清楚畫面的顏色、配景、光線、構圖等;其次要對場景進行全面分析,確定室內照明的主光源、次光源,通常我們要遵循“環境光—人工光—補光”的布光原則;最後需分析場景氛圍匹配的色彩,如臥室空間通常以暖色調爲主,會給人以溫馨和安逸的感受,但一幅畫面如果只有暖色也會很不舒服,所以應在適當的地方出現一些冷色來進行冷暖色的互補,來達到視覺上的色彩平衡。環境光可以使用“VRay天空”貼圖製作,在“環境貼圖”中單擊彈出貼圖對話框,選擇“VRay天空”貼圖,並將貼圖同步至材質編輯器,設定合適的強度倍增值(如使用普通攝像機一般選擇0.03左右),此時的渲染效果非常暗,可以使用VRay燈光在進光口處創建1盞燈光繼續加強環境光的照明效果。需將VRay燈光的顏色設定爲藍色,並勾選“不可見”,完成環境光的佈置。室內的人工光主要有燈帶、吊燈、落地燈、檯燈、筒燈、射燈等。燈帶分爲直形燈帶和異形燈帶,直形燈帶可以使用“VRay燈光”直接模擬;異形燈帶則需使用樣條線繪製,並將樣條線設定爲“可渲染”,並在對象屬性中關閉其“產生陰影、接收陰影、對攝像機可見”等屬性,賦予樣條線“VRay燈光”材質來進行模擬。吊頂(吸頂燈)、檯燈、落地燈都可以使用“VRay燈光”來模擬,燈光類型採用球形,大小比燈的模型略大一些即可。筒燈與射燈通常使用光度學的“目標燈光”進行模擬,在“燈光分佈”中選擇“光度學Web”,選擇一款合適的光度學燈光檔案,根據場景的大小及燈距離的不同自由設定參數,一般以cd和lm爲燈光倍增的單位,並勾選啓用陰影,類型爲“VRay陰影”。補燈的主要作用是爲了烘托畫面的氛圍,如畫面暖色調過重,或畫面過於平淡,添加合適的補光會使整個畫面更加活躍,並能調節畫面的總體色調。

(五)細調材質當燈光佈置完成後,就需要表現材質的質感了。需對要表現材質的特性進行分析,並結合環境來考慮。1.物體的固有色當光線照射到物體上的時候,物體會吸收一些光色,同時也會漫反射一些光色,這些漫反射出來的光色到達人的眼睛之後,就決定物體看起來是什麼顏色,這種顏色常被稱爲“固有色”。在VRay材質球中,使用“漫反射”的顏色來進行模擬,如物體具有獨特的紋理,像木紋、大理石紋等,則可以使用“貼圖”來實現。2.光滑與反射一個物體是否有光滑的表面,往往不需要用手去觸摸,視覺就會告訴我們結果。因爲光滑的物體,總會出現明顯的高光,比如玻璃、瓷器、金屬。而沒有明顯高光的物體,通常都是比較粗糙的,比如磚頭、泥土等。光滑的物體表面反射出光源,產生物體的高光區,它的顏色是由照射它的光源顏色決定的,隨着物體表面光滑度的提高,對光源的反射會越來越清晰,在材質編輯中,越是光滑的物體高光範圍越小,強度越高。3.透明與折射自然界的大多數物體通常會遮擋光線,當光線可以自由穿過物體時,這個物體就是透明的。由於透明物體的密度不同,光線射入後發生偏轉現象,這就是折射。比如插入水的筷子,看起來是彎的。不同的透明物體的折射率也不一樣,如水的折射率爲1.33,玻璃的折射率依據成分的不同在1.5-1.9左右,自然界中折射率最高的是折射率爲2.417的鑽石。

(六)最終渲染輸出最終渲染輸出是最簡單的一個階段,主要是設定渲染輸出的大小和提高渲染品質,在此階段開啟“抗鋸齒”,提高GI的採樣進度及材質、燈光的細分。

(七)後期合成處理在Photoshop中進行後期合成處理,不僅能使渲染出來的圖像變得更加精彩,還能解決在渲染時出現的部分細節漏洞,如重新設定渲染需耗費大量的時間,在Photoshop中可能只需要很短的時間就可以調整完成。通常情況下,渲染的圖片儲存爲不經過壓縮的“TGA”或“TIFF”格式。爲了方便後期合成處理,通常還會使用腳本渲染出單個物體的通道圖及渲染出AO(AmbientOcclusion,環境光遮蔽)圖,對圖像質量的進一步提升是非常重要的,甚至是必不可少的。

三、結語

以上就是筆者總結出的基於數字化效果圖的表現流程,只有在軟件使用的過程中不斷進行分析總結,才能提煉出更爲科學的一套工作流程,它能大大縮短工作時間、提高工作效率。

參考文獻:

[1]火星時代.3dsMax&VRay室內渲染火星課堂[M].北京:人民郵電出版社,2009.

[2]李菲.Vray在簡約臥室效果圖製作中的應用[J].中國資訊技術教育,2015.

[3]李斌,朱立銀.3dsMax/VRay室內家裝效果圖表現技法[M].北京:人民郵電出版社,2012.