CAD與3DMAX制圖在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、CAD與3DMAX制圖在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 摘要在近20年計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)深入到制造業(yè)的各個(gè)分支和學(xué)科。隨著各種設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)、淘汰、篩選。到現(xiàn)在被設(shè)計(jì)人員和企業(yè)最普遍認(rèn)同的軟件就是AUTOCAD和 3DMAX。本文通過上海市松江區(qū)寶益路的一個(gè)項(xiàng)目，介紹AutoCAD和3DMAX在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 軟件 AUTO CAD3DMAX 家具設(shè)計(jì)引 言計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)是使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、修改、優(yōu)化、圖紙繪制等工作的一項(xiàng)高新技術(shù)。是促進(jìn)科研成果的開發(fā)和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和學(xué)科的更新和改造，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動化，增強(qiáng)企業(yè)及其產(chǎn)品在市場上竟?fàn)?/p>

2、能力加速國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防現(xiàn)代化的一項(xiàng)關(guān)鍵性高新技術(shù)。到目前為止主要用于產(chǎn)品的外型、結(jié)構(gòu)、零件等的設(shè)計(jì)。它應(yīng)用較廣泛，主要應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、造船、建筑、軍事工程等領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)能大大提高設(shè)計(jì)的效率，縮短產(chǎn)品研制的周期，減少設(shè)計(jì)誤差?？梢赃@么說在當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)及其應(yīng)用，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家和地區(qū)的科技發(fā)達(dá)水平的重要標(biāo)志。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的使用使產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)、制造的工作內(nèi)容和方式發(fā)生了根本性變革，這一技術(shù)成為工業(yè)發(fā)達(dá)國家制造業(yè)保持競爭優(yōu)勢、開拓市場的重要手段。 隨著計(jì)算機(jī)性能的提高以及其價(jià)格成倍地下降；隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實(shí)

3、用化；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。 隨著計(jì)算機(jī)不斷的融入到制造業(yè)當(dāng)中，AUTOCAD和3DMAX成為了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中最為常用的兩款軟件，特別是其中的AUTOCAD，在各個(gè)行業(yè)中的使用頻率已經(jīng)普及的非常高，所以本文簡單介紹了這兩款軟件在家具設(shè)計(jì)中的使用方法崗 位 概 況本人現(xiàn)在在上海源洪家具有限公司實(shí)習(xí)。所負(fù)責(zé)的是家具的平面和效果設(shè)計(jì)。并完成項(xiàng)目的報(bào)價(jià)，以及簽訂合同后的生產(chǎn)以及施工的跟蹤。一 項(xiàng)目概述這個(gè)項(xiàng)目的辦公區(qū)域呈矩形?？偨ㄖ娣e120平方米。墻體框架如圖1-1所示：圖1-1 墻體框架其中圖紙墻體厚度全部設(shè)置為220

4、MM，其中點(diǎn)1到點(diǎn)7，點(diǎn)14到點(diǎn)1，點(diǎn)14到點(diǎn)11，這三面墻體結(jié)構(gòu)全部是20MM鋼化玻璃結(jié)構(gòu)，點(diǎn)7到點(diǎn)11這面墻體為承重墻體，上圖中中間的兩個(gè)黑色方塊為承重用的柱子。點(diǎn)13到點(diǎn)12為鋼化玻璃結(jié)構(gòu)的開門，項(xiàng)目目標(biāo)是在此空間內(nèi)設(shè)計(jì)出做合理的16人辦公區(qū)域，以及獨(dú)立的經(jīng)理辦公室，和獨(dú)立的3人財(cái)務(wù)室，辦公室分隔方法是使用鋼化玻璃結(jié)構(gòu)67款高隔斷進(jìn)行分隔。二 AutoCAD技術(shù)與家具設(shè)計(jì)2.1 AutoCAD技術(shù)與墻體的建立墻體的建立主要使用的主要命令有：直線 裁剪 偏移首先要在施工現(xiàn)場測量建筑物的規(guī)格，然后才能進(jìn)行CAD的繪制，以免出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤，給項(xiàng)目帶來損失。繪制方法：先在命令欄中輸入LIMIT

5、S設(shè)置界面大小，一般根據(jù)建筑物大小來決定，此項(xiàng)目左下角點(diǎn)0,0即可，右上角點(diǎn)為200000,200000.然后設(shè)置標(biāo)注，將文字大小改為130，箭頭為建筑（斜線），建頭大小50即可，隱藏兩根尺寸界線，以免造成與墻體線的混亂，主單位格式小數(shù)即可（平整地面，一般采用建筑），精度為0.開啟捕捉，其設(shè)置如圖2-1所示圖2-1 捕捉命令的設(shè)置開啟極軸（盡量避免使用正交命令）上述過程完成以后，可以保存為樣本文件，方便下次調(diào)用（DWT格式）在命令欄中輸入Z空格輸入A，將界面可視度調(diào)到最大，在命令欄中輸入直線命令L，按空格鍵確定，在左上點(diǎn)擊一點(diǎn)起始點(diǎn)，然后輸入從點(diǎn)1到點(diǎn)2的距離3650（3.65米）按此方法逐步

6、完成建筑物內(nèi)墻體的建立，然后使用偏移命令將外墻體線畫出，在命令欄中輸入O將距離設(shè)置為220選中其中一條線向外圍點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，逐步完成。其中柱子的建立是在一個(gè)矩形中進(jìn)行填充命令，填充顏色一般為黑色即可。最后使用裁剪命令將多余的線條刪除掉便完成了建筑物墻體的建立2.2    AutoCAD技術(shù)與門和67款高隔斷的建立完成后的此效果如圖2-2所示：圖2-2 門和高隔斷的建立其建立步驟如下：首先我們要新建兩個(gè)圖層，方便作圖和識別，以免在以后的修改中造成混亂我們可以將兩個(gè)圖層分別取名為門和67高隔斷，門得顏色為黃色，高隔和玻璃為藍(lán)色，高隔斷的建立比較簡單，使用直線和偏移命令就可以完成

7、，其中偏移距離為110.門的建立稍微復(fù)雜一點(diǎn)，首先我們要根據(jù)門得大小決定門體矩形的大小，我們以上圖中雙開門為例子進(jìn)行詳細(xì)的解釋。線使用矩形命令，門的厚度一般為50MM，此雙開門的總長度為1800MM，所以可以設(shè)置矩形的長度為50，寬度為850,確定后完成門體的建立，然后需要勾勒出門體開關(guān)時(shí)的軌跡（這是CAD圖紙中門的標(biāo)準(zhǔn)圖形）。線將點(diǎn)13和點(diǎn)12用直線連接起來。再使用弧形命令A(yù)，點(diǎn)擊門內(nèi)側(cè)端點(diǎn)，再點(diǎn)擊直線的中點(diǎn)（自動開啟捕捉），然后調(diào)整好合適位置后再點(diǎn)擊一次完成，使用裁剪命令將直線意外的弧線修剪掉，使用鏡像命令將已經(jīng)畫好的門左右鏡像一次后完成（選擇不刪除原對象）。使用裁剪命令將直線以外的弧線修

8、剪掉，并刪除直線，便完成了此雙開門的繪制。2.3 AutoCAD技術(shù)與辦公家具的繪制完成后效果如圖2-3所示：圖2-3 家具建立后的效果由于不同的辦公家具會有不同的圖形這里只以最常規(guī)的拐彎臺為例子進(jìn)行解釋，圖形如圖2-4所示：圖2-4 拐彎臺使用直線，偏移，裁剪，鏡像等命令完成此圖形，其中中間弧形部分使用圓角命令F完成，一般常規(guī)規(guī)格為1400*1200*550*450，所以圓角半徑R設(shè)置為200300即可。2.4   AutoCAD技術(shù)與標(biāo)注要領(lǐng)標(biāo)注主要是將建筑物墻體包括突出的柱子部分使用藍(lán)線在外圍標(biāo)出（也可新建一個(gè)圖層），以及家具的規(guī)格和必要的走道距離也需要標(biāo)出，方便施工中使用。如

9、果標(biāo)注時(shí)發(fā)現(xiàn)文字將圖紙的構(gòu)造線覆蓋住，可點(diǎn)擊此處標(biāo)注，將其中的文字部分適當(dāng)進(jìn)行移動，使其移動到適當(dāng)?shù)奈恢?，避免與圖形的構(gòu)造線重疊。三 3DMAX效果圖與家具設(shè)計(jì)繪制界面如圖3-1所示：圖3-1 3DMAX操作界面3.1 3DMAX與墻體的建立在使用3DMAX之前一定要將軟件的單位設(shè)置好，否則后患無窮，選擇自定義 選擇單位設(shè)置，設(shè)置方法如圖3-2所示：圖3-2 系統(tǒng)單位的設(shè)置因?yàn)?DMAX這款軟件的線形繪制能力遠(yuǎn)不如AUTOCAD，所以我們可以在CAD中將墻體繪制完成后，導(dǎo)入到3DMAX中即可，導(dǎo)入方法為：點(diǎn)擊菜單欄中的 文件 選擇導(dǎo)入，選擇好文件路徑后，選擇文件類型為AUTOCAD圖形，點(diǎn)擊打

10、開，此時(shí)會彈出一個(gè)設(shè)置框，設(shè)置方法如圖3-3所示：圖3-3 CAD圖形導(dǎo)入的設(shè)置將CAD文件成功導(dǎo)入后，使用修改器中的網(wǎng)格編輯命令中的擠出命令將墻體擠出高度，墻的高度一般為3000MM然后使用線形工具，開啟端點(diǎn)捕捉，將天地板勾勒出來，同樣使用擠出命令100MM完成地板的建立，使用移動工具移動到適當(dāng)位置。同時(shí)使用移動工具以地板為模板復(fù)制出天花板，點(diǎn)擊地板，使用移動工具，按住SHIFT鍵，移動地板，放手后選擇復(fù)制 確定，將復(fù)制出來的天花板移動到合適位置后就可以進(jìn)行材質(zhì)的設(shè)置了（每完成一部分就要進(jìn)行材質(zhì)的編輯，否則在圖紙的最后階段很難選中已經(jīng)畫好的物體）點(diǎn)擊材質(zhì)編輯器，選擇其中的一個(gè)材質(zhì)球，點(diǎn)擊ST

11、ANDARD，選擇建筑物，在下拉自定義中，選擇粗制的石塊（選擇最接近的材質(zhì)），漫反射顏色選擇灰色（最好不要選擇純白色）將材質(zhì)指定給已經(jīng)畫好的天花板和墻體，地板需要使用另外一個(gè)材質(zhì)球，并多一步貼圖的過程，根據(jù)貼圖的樣式可以在UV坐標(biāo)中將貼圖平鋪為：U:10 V:10完成貼圖的設(shè)置3.2 3DMAX技術(shù)的簡介與家具的建立家具的建立非常的復(fù)雜，在行業(yè)中稱為“建?！?，這里不作詳細(xì)的介紹。常用的工具：1.修改器的使用2.創(chuàng)建的使用 3.修改的使用 4.組的使用 5.鏡像的使用 6.移動的使用 7.旋轉(zhuǎn)的使用 8.縮放的使用 9.攝像機(jī)的使用 10.捕捉的使用3DMAX的介紹：3D Studio Max，

12、常簡稱為3ds Max或MAX，是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。其前身是基于DOS操作系統(tǒng)的3D Studio系列軟件，最新版本是2011。在Windows NT出現(xiàn)以前，工業(yè)級的CG制作被SGI圖形工作站所壟斷。3D Studio Max + Windows NT組合的出現(xiàn)一下子降低了CG制作的門檻，首選開始運(yùn)用在電腦游戲中的動畫制作，后更進(jìn)一步開始參與影視片的特效制作，例如X戰(zhàn)警II，最后的武士等。在應(yīng)用范圍方面，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。擁有強(qiáng)大功能的3DS MAX被廣泛地應(yīng)用于電視及娛樂業(yè)

13、中，比如片頭動畫和視頻游戲的制作，深深扎根于玩家心中的勞拉角色形象就是3DS MAX的杰作。在影視特效方面也有一定的應(yīng)用。而在國內(nèi)發(fā)展的相對比較成熟的建筑效果圖和建筑動畫制作中，3DS MAX的使用率更是占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)對3DS MAX的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的應(yīng)用相對來說要局限性大一些，它只要求單幀的渲染效果和環(huán)境效果，只涉及到比較簡單的動畫；片頭動畫和視頻游戲應(yīng)用中動畫占的比例很大，特別是視頻游戲?qū)巧珓赢嫷囊笠咭恍?；影視特效方面的?yīng)用則把3DS MAX的功能發(fā)揮到了極至.3.3 3DMAX技術(shù)與燈光的建立和光能傳遞的建立具體方法：基于物理的工作流程當(dāng)

14、你使用光能傳遞去模擬現(xiàn)實(shí)光照場景時(shí)，務(wù)必注意以幾點(diǎn)： 場景尺寸: 確認(rèn)你的場景擁有正確的尺寸, 和一致的單位 (一盞燈光在一個(gè)120米高的房間里和在一個(gè)120厘米高的房間里是大不一樣的). 燈光: 你必須使用 Photometric lights. 并確保這些燈的亮度在正確的范圍內(nèi). 自然光: 要模擬自然光, 確定你使用的是 IES sun 和 IES Sky. 它們能根據(jù)特定的地點(diǎn)，日期，時(shí)間，給出正確的光照信息. 材質(zhì)反射度: 你必須保證場景仲材質(zhì)的 reflectance value 與現(xiàn)實(shí)中相一致. 例如：一面漆有白色油漆的墻，它的反射度大概是80%; 可是，一個(gè)純白的材質(zhì) (RGB:

15、255, 255, 255) 所擁有的反射度是100%. 這時(shí)你就必須去手動的調(diào)節(jié)反射度。 曝光控制: 曝光控制相當(dāng)于照相機(jī)的光圈。 你可以使用它去控制最后的渲染結(jié)果，優(yōu)化渲染圖像。使用照片光度燈光基于物理的光能傳遞工作流程: 檢查并調(diào)節(jié)場景中的物體的尺寸符合其物理大小，調(diào)整材質(zhì)的反射度符合其物理屬性。放置 photometric lights 到你的場景中。你能按照真實(shí)世界放置燈光的方法去放置你的虛擬燈光。選擇 Rendering 菜單 Environment 對話框. 選擇你想使用的曝光類型。渲染場景預(yù)覽燈光效果。在這一步光能傳遞并不進(jìn)行處理，但你能快速的確定直接光的位置和強(qiáng)度，調(diào)節(jié)好直接

16、光的位置強(qiáng)度等。選擇 Rendering 菜單 Advanced Lighting 對話框. 在高級燈光選項(xiàng)中選擇光能傳遞。(確定 Active 前的小方塊打上了勾) 在Radiosity Parameters 卷展欄中,點(diǎn)擊Start計(jì)算光能傳遞。當(dāng)計(jì)算完成時(shí),你就能在視圖里看見效果了.燈光效果直接顯示在幾何體上，你能很方便的在視圖中觀察調(diào)整而不必重新計(jì)算。 再次點(diǎn)擊渲染場景。渲染器計(jì)算直接光和陰影，完成渲染工作。你可以不使用基于物理屬性的燈光去創(chuàng)建你的場景，但你必須注意以下幾點(diǎn)：燈光：因?yàn)楣饽軅鬟f計(jì)算是基于物理屬性擔(dān)，在計(jì)算中 Standard lights 被解釋為 Photometri

17、c lights.。例如：一盞 multiplier=1.0 的聚光燈將被轉(zhuǎn)換為1500燭光亮度的燈光。而標(biāo)準(zhǔn)燈光的光線衰減，不論你如何設(shè)置，都將按照光能傳遞的內(nèi)部算法進(jìn)行，而不理會你的設(shè)置。自然光照: 如果你不想使用基于物理的燈光類型去模擬自然光，你可以使用Direct Light 去模擬太陽光，使用skylight 去模擬天光。 曝光控制：因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)燈光不是基于精確物理學(xué)的燈光, 所以你需要只能對光能傳遞的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整而不影響直接光照。使用 Logarithmic Exposure Control，打開僅影響間接光照功能，這用你就可以使用曝光控制的亮度對比度功能去控制光能傳遞的結(jié)果了。 標(biāo)準(zhǔn)

18、燈光的光能傳遞工作流程: 確定你場景中的幾何體的尺寸符合真實(shí)的大小。在你的場景中放置 standard lights 。渲染場景預(yù)覽燈光。在這一步光能傳遞并不進(jìn)行處理，但你能快速確定直接光的位置和強(qiáng)度，調(diào)節(jié)還直接光的位置強(qiáng)度等。選擇 Rendering 菜單 Advanced Lighting 對話框. 在高級燈光選項(xiàng)中選擇光能傳遞。(確定 Active 前的小方塊打上了勾) 在 Radiosity Parameters 卷展欄中，點(diǎn)擊Start計(jì)算光能傳遞。當(dāng)計(jì)算完成時(shí)，你就能在視圖里看見效果了。燈光效果直接顯示在幾何體上，你能很方便的在視圖中觀察調(diào)整而不必重新計(jì)算。選擇 Rendering

19、 菜單 Environment 對話框. 選擇你想使用的曝光類型。當(dāng)在光能傳遞中使用標(biāo)準(zhǔn)燈光時(shí), 一定要使用 Logarithmic Exposure Control 并選擇 Affect Indirect Only. 這使曝光控制只影響光能傳遞的效果。這樣，你就能在不影響直接光的情況下，使用亮度與對比度控制調(diào)整間接光效果，使光能傳遞效果控制在正確的范圍。 再次點(diǎn)擊渲染場景。渲染器計(jì)算直接光和陰影，完成渲染工作。缺省情況下, 光能傳遞計(jì)算當(dāng)前幀。 如果你的場景中有動畫的物體或你需要光能傳遞計(jì)算動畫的每一幀, 選擇渲染場景對話框中的 Compute Radiosity 選項(xiàng)。 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：燈光一般根據(jù)場景大小進(jìn)行建立，我的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)為 光學(xué)度 自由線光源比較合適配置一般的計(jì)算機(jī)，其光強(qiáng)度為1500CD最為合適如果客戶對效果圖要求不是特別的高，無需特意進(jìn)行光能傳遞（占用CPU資源非常大，耗時(shí)非常長，此項(xiàng)目一般