應(yīng)用SketchUp在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中的實(shí)踐總結(jié).doc

前言：前幾天官方發(fā)布了最新的 SketchUp 8.0 版本。 SketchUp 成長(zhǎng)到今天，因其自身友好的界面、易操作的優(yōu)勢(shì)和及時(shí)反映設(shè)計(jì)師想法的能力逐漸成為建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)常用工具。無(wú)論是摩天大樓還是獨(dú)棟別墅，小區(qū)規(guī)劃還是建筑單體，SketchUp 在方案推敲和方案表現(xiàn)上都顯示出了不錯(cuò)的實(shí)力，那么在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中 SketchUp 表現(xiàn)又如何呢？由于 SketchUp 對(duì)曲面建模、異形建模能力對(duì)比 3ds MAX 等類型的 3D 軟件來(lái)說(shuō)弱了許多，所以當(dāng)需要表達(dá)復(fù)雜山地環(huán)境和山地道路時(shí)就會(huì)令接觸 SketchUp 不久的設(shè)計(jì)師頭痛。我目前所在的城市是美麗的山城重慶，大大小小的項(xiàng)目幾乎都圍繞著山地設(shè)計(jì)展開(kāi)。自己上學(xué)期跟著導(dǎo)師做了兩個(gè)投標(biāo)項(xiàng)目，一個(gè)是山地丘陵地區(qū)的校園規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)、一個(gè)是面江靠山的山地住區(qū)設(shè)計(jì)，最近又和幾個(gè)同學(xué)共同合作完成了一個(gè)山地別墅區(qū)概念設(shè)計(jì)，通過(guò)這些實(shí)踐我才算開(kāi)始真正地接觸了山地設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作中我一直在不斷學(xué)習(xí)，嘗試如何讓 SketchUp 在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中有更好表現(xiàn)，并且在這個(gè)過(guò)程里走了不少?gòu)澛?，有過(guò)很多次失敗，甚至和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員還有過(guò)關(guān)于這方面技術(shù)問(wèn)題的爭(zhēng)執(zhí)，現(xiàn)在回想這些事情，我都覺(jué)得很有意義，所有這一切都在幫助我進(jìn)步?，F(xiàn)將 2010 年上半年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)在此成文，不是什么教程，不是高手經(jīng)驗(yàn)，只是自己設(shè)計(jì)工作中某一環(huán)節(jié)的方法和思路的總結(jié)，這是自我反思提高的分享文章，希望這點(diǎn)分享能夠?qū)δ兴鶐椭Ｎ恼路譃樯?、下兩部分，這篇文章主要是總結(jié)關(guān)于山地設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析階段中 SketchUp 山地地形建模的問(wèn)題，下部則會(huì)詳細(xì)介紹關(guān)于山地道路建模的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。說(shuō)明：現(xiàn)在回想走過(guò)的種種彎路，原因就是自己總企圖讓一個(gè)軟件是萬(wàn)能的，妄想用一個(gè)軟件搞定所有的事情，但事實(shí)證明我是錯(cuò)的。每個(gè)軟件都有他所長(zhǎng)，如同人一樣，總有這樣那樣的優(yōu)缺點(diǎn)，所以找到自我、取長(zhǎng)補(bǔ)短也許是最好的方式。這次總結(jié)的目的就在于找到 SketchUp 這個(gè)軟件最適合在山地規(guī)劃設(shè)計(jì)中發(fā)揮效能的方面。本文修改期間，著名建筑網(wǎng)站 ArchiCN 中文建筑資訊站團(tuán)隊(duì)成員之一劉子安設(shè)計(jì)師在給我的文章修改建議中也提到類似觀點(diǎn)，很感謝劉子安設(shè)計(jì)師。 QQ 交流記錄我覺(jué)得很有價(jià)值，部分分享于此：津劉子安 2010-09-07 23:46:16另外，看你文章中的說(shuō)明部分我有些感觸。你所領(lǐng)悟出來(lái)的道理有些像馬云在贏在中國(guó)欄目中的一次點(diǎn)評(píng)，他說(shuō)（大意如此）：“人們創(chuàng)業(yè)成功的方法有千百種，而失敗的原因就那么幾種，無(wú)非是貪婪什么的?！鄙降匾?guī)劃設(shè)計(jì)中現(xiàn)狀分析的主要目標(biāo)是分析山地這種特殊基地環(huán)境的地質(zhì)、地形、氣候、水文、植被等各個(gè)因素，從而得出用地適宜度的分析結(jié)論。這些具體結(jié)論會(huì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)師找到合理正確的山地利用方式，進(jìn)而形成合理的規(guī)劃以及建筑設(shè)計(jì)方案。例如：通過(guò)坡度分析可明確山地地形的陡緩程度，判斷不同地段的利用可能性，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)的影響程度，或者通過(guò)坡向分析得出某一區(qū)域的日照優(yōu)劣以及所受風(fēng)影響的具體情況等等。由于山地地形環(huán)境復(fù)雜，牽涉自然環(huán)境因素較多，如需要高效、準(zhǔn)確、清晰的分析成果（圖像、數(shù)據(jù)），多數(shù)設(shè)計(jì)師會(huì)通過(guò) CAD 地形圖以及 GIS 軟件生成模型信息進(jìn)行分析圖制作。您如果對(duì) SketchUp 有所了解就很容易判斷出單單運(yùn)用 SketchUp 進(jìn)行山地地形的現(xiàn)狀分析是極其低效和不專業(yè)的做法。那么 SketchUp 能在現(xiàn)狀分析階段做點(diǎn)什么貢獻(xiàn)呢？圖 1一次項(xiàng)目中的 GIS 分析圖，直觀的數(shù)據(jù)和圖例對(duì)于現(xiàn)狀分析來(lái)說(shuō)一目了然當(dāng) GIS 這類軟件的科學(xué)分析給我們帶來(lái)理性認(rèn)識(shí)的同時(shí)也需要設(shè)計(jì)師對(duì)項(xiàng)目有著深刻的感性體驗(yàn)。這種感性體驗(yàn)通常情況是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)師對(duì)項(xiàng)目實(shí)地調(diào)研而獲得的，感性認(rèn)識(shí)程度取決于設(shè)計(jì)師實(shí)地調(diào)研的時(shí)間長(zhǎng)短、細(xì)致度。而設(shè)計(jì)師對(duì)場(chǎng)地的感性認(rèn)識(shí)直接影響到方案創(chuàng)作。著名的盧浮宮擴(kuò)建工程中，貝聿銘在得到總統(tǒng)親自邀請(qǐng)后，三個(gè)月里租住于盧浮宮旁，深入研究，細(xì)致觀察。三個(gè)月后得到靈感才最終正式接受密特朗的邀請(qǐng)?？晌覀儧](méi)有貝大師的條件，國(guó)情所致，如今我們接觸到的多數(shù)方案總是會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)周期很短的情況，所以從時(shí)間上來(lái)講在前期調(diào)研中就會(huì)出現(xiàn)很大困難，而且地形是處于山地地區(qū)這就難上加難了。我最近所涉及到的兩個(gè)投標(biāo)項(xiàng)目都是在重慶郊縣地區(qū)，遠(yuǎn)的地方自己開(kāi)車來(lái)回也得花掉七個(gè)小時(shí)、這就意味著實(shí)地調(diào)研的機(jī)會(huì)很可能僅僅只有一次。2010 年 2 月底我們接到一個(gè)大學(xué)校區(qū)規(guī)劃項(xiàng)目，其占地大概就有 1100 畝地，因?yàn)殡x市區(qū)較遠(yuǎn)、時(shí)間有限，我們的實(shí)地調(diào)研就只有一上午時(shí)間。加上基地處于山地丘陵地帶、交通不便，要想把整個(gè)場(chǎng)地走完實(shí)屬不易。車行困難時(shí)縱然你是極度敬業(yè)、精力充沛、決心步行，可是走在山路之中也會(huì)有“不識(shí)廬山真面目、只緣身在此山中”的感覺(jué)。那么在這種困難情況下 SketchUp 就該登場(chǎng)了。利用其高效快速的建模能力，直觀便捷的三維觀察方式再配合回來(lái)之后實(shí)地調(diào)研的照片以及 Google Earth 相關(guān)衛(wèi)星圖片我們就可以在工作室里準(zhǔn)確有效地模擬、再現(xiàn)基地場(chǎng)景了。地形建好以后，您可以毫不費(fèi)體力地從這個(gè)山頭跳到百米開(kāi)外的那個(gè)山頭、或者你想去調(diào)研時(shí)沒(méi)去過(guò)的那個(gè)山谷回頭看看視線遮擋也沒(méi)問(wèn)題，在虛擬山地模型中幾秒鐘之內(nèi)就可以滿足您！ 圖 2 占地約 1100 畝的場(chǎng)地地形圖 3場(chǎng)地內(nèi)的模擬很多時(shí)候，一個(gè)項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)是時(shí)間短任務(wù)重的，那么調(diào)研回來(lái)之后盡快地進(jìn)行山地建模，使得模擬地形能夠以最短時(shí)間呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員面前就是很必要的，這樣設(shè)計(jì)師才能更快地進(jìn)入方案創(chuàng)作狀態(tài)，所以關(guān)鍵詞是：高效。需要說(shuō)明的是，不是說(shuō)有了 SketchUp 等軟件的場(chǎng)地模擬就能代替設(shè)計(jì)師的實(shí)際場(chǎng)地調(diào)研了，有條件的情況下更應(yīng)該多深入調(diào)研才是可行之道?；氐秸}，以我目前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)簡(jiǎn)單總結(jié) SketchUp 在山地地形現(xiàn)狀分析中的用途如下：1、有利于設(shè)計(jì)師實(shí)地調(diào)研回來(lái)后通過(guò) SketchUp 模型對(duì)場(chǎng)地有進(jìn)一步認(rèn)知，例如山形、山勢(shì)、空間關(guān)系、視線分析、日照模擬等等；2、這種類似于沙盤形式的模型方便了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)基地情況進(jìn)行初步討論和交流；3、方便于設(shè)計(jì)師第一時(shí)間通過(guò)模型演示和甲方溝通交流；4、建立大概的基地周邊山地環(huán)境有利于方案設(shè)計(jì)過(guò)程中多方案比較，特別是山地建筑空間關(guān)系的推敲。這些是我能想到的，歡迎您的補(bǔ)充。圖 4SketchUp 梯田式山地建模在 AiTOP 專業(yè)作者團(tuán)隊(duì)中，包秀遠(yuǎn)設(shè)計(jì)師是 SketchUp 高手之一，他曾經(jīng)在 AiTOP 專業(yè)文章如何利用貼圖制作 SketchUp 軍艦?zāi)Ｐ椭刑岬竭^(guò)自己的模型制作理念：“適當(dāng)?shù)臅r(shí)間、適當(dāng)?shù)募记?、適當(dāng)?shù)男Ч??！边@一點(diǎn)我很贊同，換成我自己的觀點(diǎn)就是：高效、實(shí)用、直指設(shè)計(jì)目標(biāo)。從前面的文章分析描述不難看出，SketchUp 山地地形建模的目標(biāo)應(yīng)該是：高效、準(zhǔn)確地建模。如何能達(dá)到高效準(zhǔn)確地建模則需要對(duì)山地建模方法有所了解并通過(guò)掌握和分析自己的工作方式，自行體驗(yàn)和訓(xùn)練來(lái)找到適合具體項(xiàng)目的最短最快建模途徑。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我總結(jié)了目前我所學(xué)習(xí)到的幾種制作山地模型的方法：第一種，面生成模型即大家最早采用的將等高線封面，然后按一定高度拉高再生成梯田式山地模型，如圖 4；第二種，線生成模型利用等高線和 Sandbox 地形工具生成平滑曲面的山地模型；這種方法我主要學(xué)習(xí)于 AiTOP五天從入門到實(shí)戰(zhàn)一書中的山地建模一章內(nèi)容，當(dāng)然網(wǎng)上也有其他利用各種插件進(jìn)行建模的方式；第三種，點(diǎn)生成模型我所知道的主要是利用湘源控規(guī)這個(gè)基于 AutoCAD 平臺(tái)開(kāi)發(fā)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理軟件中的地形工具來(lái)生成模型然后導(dǎo)入 SketchUp ，如果數(shù)據(jù)精確那么可以得到較為準(zhǔn)確的平滑曲面山地模型。相關(guān)視頻教程在湘源控規(guī)主頁(yè)上提供有下載：/index.asp。在“點(diǎn)、線、面”山地模型生成方式中，以面生成模型的方式似乎是最早一種，大多數(shù)初學(xué)者也都在利用這種方式。其優(yōu)勢(shì)在于建模方式簡(jiǎn)易，山勢(shì)的表達(dá)明顯而突出，用于小范圍的山地建模沒(méi)有問(wèn)題，適合初學(xué)者上手并完成任務(wù)。但是這種以面生成模型的方法在大范圍建模時(shí)就會(huì)因?yàn)槟Ｐ托畔⒅小懊妗睌?shù)量過(guò)多而讓電腦運(yùn)行變緩，不利于繼續(xù)建?；蚴茄菔静僮?。從 SketchUp 5.0 版本新增了 Sandbox 地形工具以來(lái)，我個(gè)人認(rèn)為用線生成模型的方式更為高效、實(shí)用。不建議使用梯田式這類地形建模方法，原因簡(jiǎn)單，首先將等高線都封面然后拉伸本來(lái)就多了一道很麻煩的工序，如果是場(chǎng)景較大的山地模型，那么模型信息中“面”數(shù)就會(huì)劇增，直接違背了 SketchUp 建模需要“省面”的基本原則，而且占用資源還很有可能不利于后期多方案比較的效率。當(dāng)然，如果您想追求梯田式特殊效果那就另當(dāng)別論了。圖 5以上是同一塊地形的建模對(duì)比，不難看出梯田式模型會(huì)比曲面山體的面數(shù)多得多（曲面模型的面數(shù)：7452，梯田式建模的面數(shù)：15789）以點(diǎn)生成模型方式也是我最近才學(xué)習(xí)到的，實(shí)質(zhì)上是利用 CAD 地形圖本身的數(shù)據(jù)在湘源控規(guī)軟件中生成山地模型，然后導(dǎo)入到 SketchUp 中繼續(xù)進(jìn)行加工處理。初看是個(gè)相當(dāng)高效的方法，但還是有缺陷。這種方式的建模有兩個(gè)事情需要注意：首先，這種建模方式的第一個(gè)重要步驟是“字轉(zhuǎn)高程”，在這個(gè)階段，湘源控規(guī)這個(gè)軟件主要是利用 CAD 地形圖中 GCD 圖層（碎部高程記注點(diǎn)）的標(biāo)高數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)標(biāo)高的一個(gè)個(gè)點(diǎn)，然后通過(guò)這些點(diǎn)定位生成三維模型。這需要你拿到的地形圖是比較準(zhǔn)確的，并且沒(méi)有在轉(zhuǎn)手過(guò)程中被他人破壞過(guò)，數(shù)據(jù)能夠齊全。要不然看似簡(jiǎn)單易行的方法會(huì)因?yàn)樵紨?shù)據(jù)的問(wèn)題折騰你一天，目前我遇見(jiàn)過(guò)的情況有幾種是無(wú)奈的，比如地形圖是 tif 文件插入 CAD ，那地形圖就只是個(gè)圖片，比如發(fā)現(xiàn)標(biāo)高數(shù)字是個(gè)塊而不是字體，就無(wú)法利用“字轉(zhuǎn)高程”命令，想替換字體又發(fā)現(xiàn)需替換的標(biāo)高數(shù)字有幾千個(gè)，工作量巨大總之有時(shí)候看似輕松而撿便宜的辦法反而更讓您頭痛，更讓您費(fèi)時(shí)。另一個(gè)問(wèn)題是，湘源控規(guī)生成的山地模型缺少了直觀可見(jiàn)的等高線，這也不利于觀察、分析地形。地形的等高線排列疏密度可以直觀清醒地判斷出山地地形的坡度大小，所以保留為好。圖 6湘源控規(guī)生成地形關(guān)鍵一步字轉(zhuǎn)高程圖 7湘源控規(guī)生成的地形，只需導(dǎo)入 SketchUp 進(jìn)行加工處理目前自己算是大概了解了 SketchUp 基本的山地建模方式，當(dāng)然每種方法各有優(yōu)勢(shì)。如何利用？如何提高效率？作為初學(xué)者，我認(rèn)為真正的高效率是在您面對(duì)正式工作時(shí)選擇自己會(huì)出問(wèn)題最少的一條路徑，然后踏實(shí)地做好，保證任務(wù)的完成，再在平時(shí)練習(xí)中多做試驗(yàn)找到優(yōu)化方法。對(duì)于方法我想沒(méi)有絕對(duì)的好壞，總的來(lái)說(shuō)應(yīng)盡量根據(jù)不同情況各取所長(zhǎng)吧。圖 8一個(gè)山地住區(qū)投標(biāo)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)是由前輩所做，我主要任務(wù)是負(fù)責(zé)建模，在這次建模中綜合運(yùn)用了較多的山地建模方法以高效、實(shí)用的目標(biāo)來(lái)看待 SketchUp 山地地形建模工作，我覺(jué)得 SketchUp 山地地形建摸應(yīng)該注意以下一些問(wèn)題： 1、當(dāng)你拿到 CAD 地形圖時(shí)，由于地形圖本身表達(dá)的內(nèi)容較多，信息量大，會(huì)導(dǎo)致文件過(guò)大，所以需要適當(dāng)?shù)鼐?jiǎn)地形圖。根據(jù)個(gè)人習(xí)慣，我一般只會(huì)保留等高線、道路、水系、沖溝等必要要素；2、因?yàn)?CAD 地形圖中等高線時(shí)常會(huì)出現(xiàn)亂線、斷線、重線等等冗余數(shù)據(jù)的可能，以至于你常會(huì)發(fā)現(xiàn) CAD 文件直接導(dǎo)入 SketchUp 中生成曲面地形時(shí)軟件卡死現(xiàn)象。所以，強(qiáng)烈建議在導(dǎo)入 SketchUp 之前把必要的地形重新描一遍。重描地形圖時(shí)，我學(xué)到的方法是根據(jù)目標(biāo)的需要和具體情況簡(jiǎn)化地形等高線，方法是每隔 3 米 5 米重描等高線，這樣可以在保證建模質(zhì)量的情況下相對(duì)縮短工作時(shí)間；3、建議道路系統(tǒng)與地塊分開(kāi)建模，而不要利用懸置工具在