SU楼中楼建模项目设计方案.doc

SU楼中楼建模项目设计方案绪论1.1. 行业背景3D建模从2000年开始就是一个热门话题，但由于计算机在中国的发展水平有限以及相关教育的限制，真正能在3D建模领域取得一定成就的人才并不多。拿3DMAX这款软件来举例子，先不谈晦涩难懂的各种效果如何产生，光是坐标系就要研究半天，来到换装系统和骨骼动画更是不知道何年何月可以掌握了，而且还必须是对3D立面很有天分的美工和工程类学员才有可能掌握部分。而好不容易培养出一个顶尖人才，又被国外的公司以高新挖走了，这对相关产业并不是一个好事。回到工作需求来看，不管是美工设计、工程设计还是绘画雕刻，各行业都急需一个简化3D操作，可以迅速达成自己的设计理念的软件，这个软件可能达不到专业化需求，但是可以作为一个起步的跳板，产生基本的设计灵感，实现基本的操作方向。说起来很容易，然而计算机的发展从来不是从简化操作到复杂操作的，而是先有了DOS系统才有了可视化的WINDOWS系统。所以Sketchup也是在这样的背景下产生的。Sketchup从3D效果来看并不是一款专业的3D软件，但它已经可以实现一些比较直观和简单的3D效果了。不管是室外设计还是室内设计，已经可以应对专业化需求不高的各种场合。这种软件形式的出现是有着巨大的影响和意义的。它可以让人们更直观更方便地进入到3D设计的领域，参与3D设计，让更多的人加入到3D设计的学习当中，成为一个全民扫盲的基础工具，甚至可能成为教育体系的一部分。1.2. 设计目标一开始就是根据家装想找一款软件来制作模型，以便于施工单位能根据3D设计图很快地实现该效果。该家装楼中楼有三层，一楼设有边套花园，一楼和二楼挑高作为客厅，最好能看到外立面的效果，各材质要求不高，但确实需要清晰分开，比如说花草、玻璃立面。根据这个需求，找到一款叫“91设计装修”倒是不错，但是91仅仅能对单层楼的设计产生效果，而且不能做外立面，达不到要求。auto CAD可能更加专业，但该软件的坐标系要求实在是太精确，每一项指标都是先有数据再有框架，机械化要求太高，不足以很快地做出效果，3Dmax,那更是大炮打苍蝇找不着北。而且后面这两个软件都有个弊端，就是硬件需求太高，平时工作学习的电脑不足以满足其配置。甚至是荒唐地想过用比较流行的游戏“我的世界”来达成设计目标，但先不论其建模有多难，格式的通用性首先就不能过关。好不容易接触到“草图大师” （Sketchup）尝试着实现心目中所要求的所有功能，完全可以满足，这才发现挖掘到了宝贝。1.3. 创新方面创新主要有以下几个方面，首先从创作目标来看，楼中楼建模需要具备不同的楼层，它是整栋大楼的一部分，这点与别墅不同，另外由于它也具备多层结构，互联网上的单层装修建模几乎没有参考价值，所以单独把楼中楼作为一个课题是本文写作的一大意义。其次，组的应用是一个难点和要点，本文大量使用了Sketchup的组，制作了较难的“花柱”、“栏杆”、“花廊”、“吊灯”、“楼梯”等设施并统一拼接，这虽然看起来不难，但真正的创作示范却并没有太多人知道。而一般只会使用别人已做好的模块。第三是虽然外立面和室内设计在网上都有大量的例子，但把两者统一起来的例子却很少，这里仅用一个项目就可以满足装修所有的需求。以上这些是本文创新的地方。1.4. 应用价值在3D建模的高级手段方面，愿意分享出来的人是不多的。简单的一句话是“师傅领进门，修行在个人。”所以或多或少都保留有一些绝招。作者作为一个3D建模方面的初学者，经过了精心的思考和大胆地创新，才有了该楼中楼模型，并且，该项目设计独特并且在整个装修项目后期确实给施工带来了意想不到的帮助，所以作者非常希望能把它分享出来作为一个典型的学术研究。通过“楼中楼”这个案例，可以更加清晰地了解到Sketchup建模的宏观思想和细节设定，再结合后期各种软件的渲染和特效，已经可以达到比较成熟的设计目标。作者最初的目的是结合操作系统和不同的软件内置摄像头可以参观完整个建筑设施。在无意中才意识到，这样的设计若延伸开来，就已经是“虚拟现实”的范畴，可以实现互联网参观家装的过程。相信在不久的将来，必定会有深远的应用价值。第2章 软件功能2.1. 软件简介Sketchup是一款很神奇的软件，操作简便，界面清晰，身材轻盈是它的优点，但功能却并不比专业的3D软件要少。以往在3D平台里面比较复杂的操作，到了这里就是很普通的动作，可以通过简单易行的方式达成。只要掌握了基本数学知识，随时可以做出自己想要的效果，甚至是世界八大建筑奇迹这样课题都可以很容易地实现，这对全民推广来说是一款不可多得的工具，其高级功能甚至不亚于auto CAD和3D MAX等专业软件。并且它还是一款开源软件，可以与CAD和3D MAX以及MAYA等软件格式相互转换，提高了适用性和搭配性，该软件支持最新的3D打印技术，所以成品在作品格式规范的前提下可以直接形成3D打印成果。操作系统：Window98/me/2000/xp/向上兼容CPU：Intel或AMD的兼容CPU内存和硬盘：至少 256MB物理内存和600MB硬盘空间，在制作场景的过程中，越复杂的场景需要的内存空间就越多(推荐使用2G内存)显卡：显卡直接影响效果图的渲染速度和渲染质量。其实Sketchup对显卡的要求并不高，但还是要看具体情况。需要支持OpenGL和Direct3D硬件加速。2.2. 核心功能2.3. 配套软件2.3.1. photoshop或fireworks这两款软件是最著名的图像处理软件。特别是photoshop，甚至在汉语里PS已经成为一个动词就可以想象它有多强大。对sketchup来说，PS最主要的辅助功能是在外立面和内饰的自由设计上，因为素材库的素材肯定是有限的，所以得益于sketchup的开源表现，所以对图像取材来说基本上是来者不拒，这不仅方便，也给了设计者更多的想象空间。2.3.2. auto CAD和3DMAX在sketchup的“导入”功能里面，都可以把CAD和3DMAX相应的文件导入然后进行进一步处理。当然，从专业性上来说，CAD软件是精确到微米级的工程设计软件，在加工业和制造业被广泛应用，sketchup相对来说则更趋向于建立一个整体轮廓和整体的美学设计。而3DMAX也是相应领域的佼佼者，特别是在人物设计和动画处理上，比如说动画片的设计，只有MAYA可以与其媲美。但sketchup的好处是在于一些静态背景上可以迅速完成，结合这两款软件可以产生意想不到的效果和达成高速的效率。2.3.3. Lay out和Style builderLay out和Style builder是被开发出来与Sketchup相配套的软件，用途主要是用于成品的后期处理。Lay out的作用主要是把图像变成网格式编辑，在输出图像的时候可以进一步精细化处理并给予演示，比如说很多效果图通过Sketchup创作后再通过Lay out输出就可以基本满足要求了。而Style builder则是通过修改笔触设定来应用到Sketchup里面，很多美工图可以通过这种方式产生。第3章 设计思路3.1. 丈量尺寸第一件要做的事就是到现场丈量尺寸，以便于更精确地画出设计图，当然，其实作为装修用途来说，并不需要特别精确，但是基本的框架尺寸是必须知道的，这里，仅需知道客厅的尺寸是7.5m4m，挑高是6米就可以了。3.2. 功能配套3.2.1. 挑高挑高是指客厅的一楼和二楼中部是中空的，这一点是楼中楼设计的核心内容，所以一定要表示出来。3.2.2. 楼梯楼中楼一般取客厅来搭设楼梯，但因为该客厅面积较小，且考虑到穿过第三层阁楼，所以直接拿一个小房间来作为楼梯间。3.2.3. 圈廊和钢琴廊位于二楼的圈廊和钢琴廊原本是没有的，相当于改变了建筑的原有结构，本来的建筑需求是在圈廊下加柱子，经过设计，用钢筋从外墙边缘穿过，形成两边平衡，则底部不需要再加柱子。3.2.4. 鱼池鱼池是楼中楼的一个特色部分，若设计得太规矩则影响整体效果，所以按照不规则设计，在装修时可以起到巨大的参考意义。3.2.5. 外部走廊外部走廊也是楼中楼设计的一个特色部分，拟用仿生木的材料。所以需要重点设计。3.3. 草图根据相关功能，画出底部的功能区，这个时候不需要有立体思维，因为Sketchup的强大恰恰在于只要有一定的数据就可以像砌房子一样设计出成品。第4章 正式设计4.1. 框架根据底面的草图，先用形状类的“矩形”工具在xy平面内把客厅的形状画好。之后使用“偏移”工具做一个拓展，把墙体拓展出来，主要是为了方便墙体的推拉。按照底面的草图，完成XY平面的底部设计，注意用“偏移”工具留出墙体的边线。有一个技巧，由于是比较规则的房屋模型，所以在画线时sketchup会自动沿xyz轴线画线，尽量都按照轴线来画线。接下来，用“选择”工具选中客厅的墙体部分。然后用“推拉”工具推拉出墙体，由于该楼中楼实际上是三层，有9米高，所以在推拉时键盘上输入数字“9”。依次类推，推拉出其他墙体。下面这一步很重要，因为是三层楼，所以用“选择”工具选中客厅的边线，右键单机鼠标弹出菜单，执行“拆分命令”，把边线分成三等分点。用“直线”工具根据三等分点画出三等分线。把整体框架适当切割，得出如下效果，注意等分线的使用。这里要特别注意补平面的技巧：所谓补充平面，就是在一个闭合平面里任意画一条直线，就会表示实心平面，若删除平面则会只剩下框架。黑色的平面表示与xyz轴垂直，白色的平面则是有偏差的，这点需要注意。实际操作中多练习即可，不是很难，但必须掌握。4.2. 细节4.2.1. 楼梯楼梯的部分是一个难点，最好通过“组”的方式来实现。第一步，用”选择”工具 结合“ctrl”键选中被分割的最下面几个平面。 “复制”该集合后，另外新建一个空白项目打开，然后“粘贴”得到如下效果：因为楼梯是分为两层的，所以用“直线”工具把该集合的中位线全部画好。在侧面按等分点画出楼梯的网格线，得到如下效果：删除掉多余的线段后得到如下效果。选择该封闭面用“推拉”工具进行推拉，可以直接得到楼梯的形状。选择楼梯后，结合“shift”键选择自己想要的部分，然后单机鼠标右键创建组件，注意“用组件替换选择内容”选项要勾选上。复制该组件在空白处“粘贴”。选择组件，利用“旋转”“工具旋转成如下效果。再把组件”移动“进入主体合并。最后再整体选择创建组件，即完成楼梯组件的制作。记得把组件粘贴回主体，有个技巧，用端点对齐就不会出现不能对齐的问题。4.2.2. 圈廊和鱼池圈廊相对鱼池来说比较简单，直接在主体上加工即可，在客厅的侧面开窗。先推出一个平台底面，然后用“圆弧”工具在平台上画出想要的圈梁。另外一边同理，只不过用的是不同的圆弧工具，尽量按照设想的造型完成就可以了。鱼池的效果类似，注意结合“圆弧”工具和“偏移”工具做出平面造型，然后推拉即可。4.2.3. 柱子柱子有圆球的部分，所以难点在于球形的制作。新建Sketchup文件，命名为“球体”，如图画两个相互垂直的圆形，用圆心对齐。然后使用路径跟随工具即可画出球体。圆锥的画法也是使用“路径跟随“工具，但比圆要更简单一些，一个球体，一个立方体，一个椎体，然后用“移动“工具把三个立体图形组合在一起，再单机鼠标右键选择”建立组件“。步骤和楼梯建立组件一样。，以此类推，做出花园的柱子。半球的做法比较复杂，这里用一个比较取巧的办法，在球面上做一个立方体，把球体和立方体组合后再把立方体删除就可以得到半球了。如果要做得更精细一点，思路是做两个大小不一样的球体，再删除正方体，就会得到“碗状”效果。把柱子粘贴到大场景当中，因为是组件，用“缩放“工具调整大小后复制粘贴即可，以下是出来的效果。4.2.4. 走廊走廊的做法和楼梯类似，首先必须要用“选择”工具选择部分场景，然后新建一个空白的场景文件命名为“走廊”，在空白场景上“粘贴”，如下图所示。在这个尺寸的基础上，编辑好走廊的仿生木栅栏。都是矩形，所以结合“推拉”工具和“组件”的使用就可以快速地做出来，这里不再冗述。4.3. 润色截至当前，楼中楼已经有了初步的形状，但是离最终的样式还有一段距离，到此已经可以开始润色。选择“工具”，选择“材质”出现材质对话框，可以开始上色。尽量按照真正装修的风格来使用，以方便拍照下来给工人参考。这里主要强调一下走廊的花卉部分，自己制作是很难的，但是别忘了，sketchup这个软件是个开源软件，于是上网去寻找众多的参考方案，很容易地发现了相应的参考方案，非常感谢该作者。这里主要是使用了它的“树叶组件”，无序地“复制”“，“粘贴”形成凌乱的效果就可以完成了。另外为了真正形成装修的参考设计，也做了两个方案，这就是Sketchup强大的地方。以下两幅图区别仅在于走廊栏杆的高度是第二层还是第三层，但仅仅是这一点就在实际装修中确实起到了巨大的参考作用，所以具备较强的应用价值。最后，为了方便制作，所以删除了外立面的部分平面，只留下线条，这也很容易从整体上观察它的效果。当然，也可以通过“样式”窗口的一系列样式比如“x光透视样式”和“线条样式”来达成目的，但这样混合的样式更加直观。4.4. 场景动画场景动画的设计可以说是sketchup的拓展功能之一，涉及到初级的“虚拟现实”概念。考虑到可以进入参观该场景，所以设计了该场景动画，没有做太久，大概只生成了半分钟160MB的AVI文件。在菜单栏的“窗口”命令中选择“场景”窗口。在相机菜单栏中选择“定位相机”以确认到开始点处，这里定位到大门口处。注意，要输入数值1.75m表示跟人体参观的高度等高，在每一个场景制作中，都应该尽量保持1.75m的高度。接下来点击场景窗口中的“+”号命令创建