SU樓中樓建模項目設計方案.doc

SU樓中樓建模項目設計方案緒論1.1. 行業(yè)背景3D建模從2000年開始就是一個熱門話題，但由于計算機在中國的發(fā)展水平有限以及相關(guān)教育的限制，真正能在3D建模領域取得一定成就的人才并不多。拿3DMAX這款軟件來舉例子，先不談晦澀難懂的各種效果如何產(chǎn)生，光是坐標系就要研究半天，來到換裝系統(tǒng)和骨骼動畫更是不知道何年何月可以掌握了，而且還必須是對3D立面很有天分的美工和工程類學員才有可能掌握部分。而好不容易培養(yǎng)出一個頂尖人才，又被國外的公司以高新挖走了，這對相關(guān)產(chǎn)業(yè)并不是一個好事。回到工作需求來看，不管是美工設計、工程設計還是繪畫雕刻，各行業(yè)都急需一個簡化3D操作，可以迅速達成自己的設計理念的軟件，這個軟件可能達不到專業(yè)化需求，但是可以作為一個起步的跳板，產(chǎn)生基本的設計靈感，實現(xiàn)基本的操作方向。說起來很容易，然而計算機的發(fā)展從來不是從簡化操作到復雜操作的，而是先有了DOS系統(tǒng)才有了可視化的WINDOWS系統(tǒng)。所以Sketchup也是在這樣的背景下產(chǎn)生的。Sketchup從3D效果來看并不是一款專業(yè)的3D軟件，但它已經(jīng)可以實現(xiàn)一些比較直觀和簡單的3D效果了。不管是室外設計還是室內(nèi)設計，已經(jīng)可以應對專業(yè)化需求不高的各種場合。這種軟件形式的出現(xiàn)是有著巨大的影響和意義的。它可以讓人們更直觀更方便地進入到3D設計的領域，參與3D設計，讓更多的人加入到3D設計的學習當中，成為一個全民掃盲的基礎工具，甚至可能成為教育體系的一部分。1.2. 設計目標一開始就是根據(jù)家裝想找一款軟件來制作模型，以便于施工單位能根據(jù)3D設計圖很快地實現(xiàn)該效果。該家裝樓中樓有三層，一樓設有邊套花園，一樓和二樓挑高作為客廳，最好能看到外立面的效果，各材質(zhì)要求不高，但確實需要清晰分開，比如說花草、玻璃立面。根據(jù)這個需求，找到一款叫“91設計裝修”倒是不錯，但是91僅僅能對單層樓的設計產(chǎn)生效果，而且不能做外立面，達不到要求。auto CAD可能更加專業(yè)，但該軟件的坐標系要求實在是太精確，每一項指標都是先有數(shù)據(jù)再有框架，機械化要求太高，不足以很快地做出效果，3Dmax,那更是大炮打蒼蠅找不著北。而且后面這兩個軟件都有個弊端，就是硬件需求太高，平時工作學習的電腦不足以滿足其配置。甚至是荒唐地想過用比較流行的游戲“我的世界”來達成設計目標，但先不論其建模有多難，格式的通用性首先就不能過關(guān)。好不容易接觸到“草圖大師” （Sketchup）嘗試著實現(xiàn)心目中所要求的所有功能，完全可以滿足，這才發(fā)現(xiàn)挖掘到了寶貝。1.3. 創(chuàng)新方面創(chuàng)新主要有以下幾個方面，首先從創(chuàng)作目標來看，樓中樓建模需要具備不同的樓層，它是整棟大樓的一部分，這點與別墅不同，另外由于它也具備多層結(jié)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)上的單層裝修建模幾乎沒有參考價值，所以單獨把樓中樓作為一個課題是本文寫作的一大意義。其次，組的應用是一個難點和要點，本文大量使用了Sketchup的組，制作了較難的“花柱”、“欄桿”、“花廊”、“吊燈”、“樓梯”等設施并統(tǒng)一拼接，這雖然看起來不難，但真正的創(chuàng)作示范卻并沒有太多人知道。而一般只會使用別人已做好的模塊。第三是雖然外立面和室內(nèi)設計在網(wǎng)上都有大量的例子，但把兩者統(tǒng)一起來的例子卻很少，這里僅用一個項目就可以滿足裝修所有的需求。以上這些是本文創(chuàng)新的地方。1.4. 應用價值在3D建模的高級手段方面，愿意分享出來的人是不多的。簡單的一句話是“師傅領進門，修行在個人?！彼曰蚨嗷蛏俣急Ａ粲幸恍┙^招。作者作為一個3D建模方面的初學者，經(jīng)過了精心的思考和大膽地創(chuàng)新，才有了該樓中樓模型，并且，該項目設計獨特并且在整個裝修項目后期確實給施工帶來了意想不到的幫助，所以作者非常希望能把它分享出來作為一個典型的學術(shù)研究。通過“樓中樓”這個案例，可以更加清晰地了解到Sketchup建模的宏觀思想和細節(jié)設定，再結(jié)合后期各種軟件的渲染和特效，已經(jīng)可以達到比較成熟的設計目標。作者最初的目的是結(jié)合操作系統(tǒng)和不同的軟件內(nèi)置攝像頭可以參觀完整個建筑設施。在無意中才意識到，這樣的設計若延伸開來，就已經(jīng)是“虛擬現(xiàn)實”的范疇，可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)參觀家裝的過程。相信在不久的將來，必定會有深遠的應用價值。第2章 軟件功能2.1. 軟件簡介Sketchup是一款很神奇的軟件，操作簡便，界面清晰，身材輕盈是它的優(yōu)點，但功能卻并不比專業(yè)的3D軟件要少。以往在3D平臺里面比較復雜的操作，到了這里就是很普通的動作，可以通過簡單易行的方式達成。只要掌握了基本數(shù)學知識，隨時可以做出自己想要的效果，甚至是世界八大建筑奇跡這樣課題都可以很容易地實現(xiàn)，這對全民推廣來說是一款不可多得的工具，其高級功能甚至不亞于auto CAD和3D MAX等專業(yè)軟件。并且它還是一款開源軟件，可以與CAD和3D MAX以及MAYA等軟件格式相互轉(zhuǎn)換，提高了適用性和搭配性，該軟件支持最新的3D打印技術(shù)，所以成品在作品格式規(guī)范的前提下可以直接形成3D打印成果。操作系統(tǒng)：Window98/me/2000/xp/向上兼容CPU：Intel或AMD的兼容CPU內(nèi)存和硬盤：至少 256MB物理內(nèi)存和600MB硬盤空間，在制作場景的過程中，越復雜的場景需要的內(nèi)存空間就越多(推薦使用2G內(nèi)存)顯卡：顯卡直接影響效果圖的渲染速度和渲染質(zhì)量。其實Sketchup對顯卡的要求并不高，但還是要看具體情況。需要支持OpenGL和Direct3D硬件加速。2.2. 核心功能2.3. 配套軟件2.3.1. photoshop或fireworks這兩款軟件是最著名的圖像處理軟件。特別是photoshop，甚至在漢語里PS已經(jīng)成為一個動詞就可以想象它有多強大。對sketchup來說，PS最主要的輔助功能是在外立面和內(nèi)飾的自由設計上，因為素材庫的素材肯定是有限的，所以得益于sketchup的開源表現(xiàn)，所以對圖像取材來說基本上是來者不拒，這不僅方便，也給了設計者更多的想象空間。2.3.2. auto CAD和3DMAX在sketchup的“導入”功能里面，都可以把CAD和3DMAX相應的文件導入然后進行進一步處理。當然，從專業(yè)性上來說，CAD軟件是精確到微米級的工程設計軟件，在加工業(yè)和制造業(yè)被廣泛應用，sketchup相對來說則更趨向于建立一個整體輪廓和整體的美學設計。而3DMAX也是相應領域的佼佼者，特別是在人物設計和動畫處理上，比如說動畫片的設計，只有MAYA可以與其媲美。但sketchup的好處是在于一些靜態(tài)背景上可以迅速完成，結(jié)合這兩款軟件可以產(chǎn)生意想不到的效果和達成高速的效率。2.3.3. Lay out和Style builderLay out和Style builder是被開發(fā)出來與Sketchup相配套的軟件，用途主要是用于成品的后期處理。Lay out的作用主要是把圖像變成網(wǎng)格式編輯，在輸出圖像的時候可以進一步精細化處理并給予演示，比如說很多效果圖通過Sketchup創(chuàng)作后再通過Lay out輸出就可以基本滿足要求了。而Style builder則是通過修改筆觸設定來應用到Sketchup里面，很多美工圖可以通過這種方式產(chǎn)生。第3章 設計思路3.1. 丈量尺寸第一件要做的事就是到現(xiàn)場丈量尺寸，以便于更精確地畫出設計圖，當然，其實作為裝修用途來說，并不需要特別精確，但是基本的框架尺寸是必須知道的，這里，僅需知道客廳的尺寸是7.5m4m，挑高是6米就可以了。3.2. 功能配套3.2.1. 挑高挑高是指客廳的一樓和二樓中部是中空的，這一點是樓中樓設計的核心內(nèi)容，所以一定要表示出來。3.2.2. 樓梯樓中樓一般取客廳來搭設樓梯，但因為該客廳面積較小，且考慮到穿過第三層閣樓，所以直接拿一個小房間來作為樓梯間。3.2.3. 圈廊和鋼琴廊位于二樓的圈廊和鋼琴廊原本是沒有的，相當于改變了建筑的原有結(jié)構(gòu)，本來的建筑需求是在圈廊下加柱子，經(jīng)過設計，用鋼筋從外墻邊緣穿過，形成兩邊平衡，則底部不需要再加柱子。3.2.4. 魚池魚池是樓中樓的一個特色部分，若設計得太規(guī)矩則影響整體效果，所以按照不規(guī)則設計，在裝修時可以起到巨大的參考意義。3.2.5. 外部走廊外部走廊也是樓中樓設計的一個特色部分，擬用仿生木的材料。所以需要重點設計。3.3. 草圖根據(jù)相關(guān)功能，畫出底部的功能區(qū)，這個時候不需要有立體思維，因為Sketchup的強大恰恰在于只要有一定的數(shù)據(jù)就可以像砌房子一樣設計出成品。第4章 正式設計4.1. 框架根據(jù)底面的草圖，先用形狀類的“矩形”工具在xy平面內(nèi)把客廳的形狀畫好。之后使用“偏移”工具做一個拓展，把墻體拓展出來，主要是為了方便墻體的推拉。按照底面的草圖，完成XY平面的底部設計，注意用“偏移”工具留出墻體的邊線。有一個技巧，由于是比較規(guī)則的房屋模型，所以在畫線時sketchup會自動沿xyz軸線畫線，盡量都按照軸線來畫線。接下來，用“選擇”工具選中客廳的墻體部分。然后用“推拉”工具推拉出墻體，由于該樓中樓實際上是三層，有9米高，所以在推拉時鍵盤上輸入數(shù)字“9”。依次類推，推拉出其他墻體。下面這一步很重要，因為是三層樓，所以用“選擇”工具選中客廳的邊線，右鍵單機鼠標彈出菜單，執(zhí)行“拆分命令”，把邊線分成三等分點。用“直線”工具根據(jù)三等分點畫出三等分線。把整體框架適當切割，得出如下效果，注意等分線的使用。這里要特別注意補平面的技巧：所謂補充平面，就是在一個閉合平面里任意畫一條直線，就會表示實心平面，若刪除平面則會只剩下框架。黑色的平面表示與xyz軸垂直，白色的平面則是有偏差的，這點需要注意。實際操作中多練習即可，不是很難，但必須掌握。4.2. 細節(jié)4.2.1. 樓梯樓梯的部分是一個難點，最好通過“組”的方式來實現(xiàn)。第一步，用”選擇”工具 結(jié)合“ctrl”鍵選中被分割的最下面幾個平面。 “復制”該集合后，另外新建一個空白項目打開，然后“粘貼”得到如下效果：因為樓梯是分為兩層的，所以用“直線”工具把該集合的中位線全部畫好。在側(cè)面按等分點畫出樓梯的網(wǎng)格線，得到如下效果：刪除掉多余的線段后得到如下效果。選擇該封閉面用“推拉”工具進行推拉，可以直接得到樓梯的形狀。選擇樓梯后，結(jié)合“shift”鍵選擇自己想要的部分，然后單機鼠標右鍵創(chuàng)建組件，注意“用組件替換選擇內(nèi)容”選項要勾選上。復制該組件在空白處“粘貼”。選擇組件，利用“旋轉(zhuǎn)”“工具旋轉(zhuǎn)成如下效果。再把組件”移動“進入主體合并。最后再整體選擇創(chuàng)建組件，即完成樓梯組件的制作。記得把組件粘貼回主體，有個技巧，用端點對齊就不會出現(xiàn)不能對齊的問題。4.2.2. 圈廊和魚池圈廊相對魚池來說比較簡單，直接在主體上加工即可，在客廳的側(cè)面開窗。先推出一個平臺底面，然后用“圓弧”工具在平臺上畫出想要的圈梁。另外一邊同理，只不過用的是不同的圓弧工具，盡量按照設想的造型完成就可以了。魚池的效果類似，注意結(jié)合“圓弧”工具和“偏移”工具做出平面造型，然后推拉即可。4.2.3. 柱子柱子有圓球的部分，所以難點在于球形的制作。新建Sketchup文件，命名為“球體”，如圖畫兩個相互垂直的圓形，用圓心對齊。然后使用路徑跟隨工具即可畫出球體。圓錐的畫法也是使用“路徑跟隨“工具，但比圓要更簡單一些，一個球體，一個立方體，一個椎體，然后用“移動“工具把三個立體圖形組合在一起，再單機鼠標右鍵選擇”建立組件“。步驟和樓梯建立組件一樣。，以此類推，做出花園的柱子。半球的做法比較復雜，這里用一個比較取巧的辦法，在球面上做一個立方體，把球體和立方體組合后再把立方體刪除就可以得到半球了。如果要做得更精細一點，思路是做兩個大小不一樣的球體，再刪除正方體，就會得到“碗狀”效果。把柱子粘貼到大場景當中，因為是組件，用“縮放“工具調(diào)整大小后復制粘貼即可，以下是出來的效果。4.2.4. 走廊走廊的做法和樓梯類似，首先必須要用“選擇”工具選擇部分場景，然后新建一個空白的場景文件命名為“走廊”，在空白場景上“粘貼”，如下圖所示。在這個尺寸的基礎上，編輯好走廊的仿生木柵欄。都是矩形，所以結(jié)合“推拉”工具和“組件”的使用就可以快速地做出來，這里不再冗述。4.3. 潤色截至當前，樓中樓已經(jīng)有了初步的形狀，但是離最終的樣式還有一段距離，到此已經(jīng)可以開始潤色。選擇“工具”，選擇“材質(zhì)”出現(xiàn)材質(zhì)對話框，可以開始上色。盡量按照真正裝修的風格來使用，以方便拍照下來給工人參考。這里主要強調(diào)一下走廊的花卉部分，自己制作是很難的，但是別忘了，sketchup這個軟件是個開源軟件，于是上網(wǎng)去尋找眾多的參考方案，很容易地發(fā)現(xiàn)了相應的參考方案，非常感謝該作者。這里主要是使用了它的“樹葉組件”，無序地“復制”“，“粘貼”形成凌亂的效果就可以完成了。另外為了真正形成裝修的參考設計，也做了兩個方案，這就是Sketchup強大的地方。以下兩幅圖區(qū)別僅在于走廊欄桿的高度是第二層還是第三層，但僅僅是這一點就在實際裝修中確實起到了巨大的參考作用，所以具備較強的應用價值。最后，為了方便制作，所以刪除了外立面的部分平面，只留下線條，這也很容易從整體上觀察它的效果。當然，也可以通過“樣式”窗口的一系列樣式比如“x光透視樣式”和“線條樣式”來達成目的，但這樣混合的樣式更加直觀。4.4. 場景動畫場景動畫的設計可以說是sketchup的拓展功能之一，涉及到初級的“虛擬現(xiàn)實”概念?？紤]到可以進入?yún)⒂^該場景，所以設計了該場景動畫，沒有做太久，大概只生成了半分鐘160MB的AVI文件。在菜單欄的“窗口”命令中選擇“場景”窗口。在相機菜單欄中選擇“定位相機”以確認到開始點處，這里定位到大門口處。注意，要輸入數(shù)值1.75m表示跟人體參觀的高度等高，在每一個場景制作中，都應該盡量保持1.75m的高度。接下來點擊場景窗口中的“+”號命令創(chuàng)建