SketchUp建模技術在三維校園中的應用*

周 勤 葉城康 丁志敏

1 SketchUp軟件簡介

SketchUp是一套直接面向設計方案創(chuàng)作過程的設計工具,其創(chuàng)作過程不但能夠充分表達設計師的思想,而且極大滿足與客戶即時交流的需要,它使得設計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構思,是三維建筑設計方案創(chuàng)作的優(yōu)秀工具。在SketchUp中建立三維模型就像我們使用鉛筆在圖紙上作圖一般,SketchUp能自動識別設計師的這些線條,加以自動捕捉,且軟件界面簡潔,易學易用,命令較少。不同于其他各類設計軟件復雜,甚至不必懂得英語就可順利操作。它的建模流程簡單明了,就是畫線成面,而后擠壓成型,這也是建筑建模最常用的方法。

它于2006年3月被Google公司收購。Google收購SketchUp是為了增強Google Earth的功能,讓使用者可以利用SketchUp建造3D模型并放入Google Earth中,使得Google Earth所呈現(xiàn)的地圖更具立體感、更接近真實世界。使用者更可以通過一個名叫Google 3D Warehouse的網站尋找與分享各式各樣利用SketchUp建造3D模型。

2 SketchUp軟件建模方法及步驟

1)CAD圖數(shù)據(jù)整理,導入CAD文件;2)拉伸各個樓層體塊;3)開窗開門(是否建窗框,根據(jù)實際情況需要進行);4)添加陽臺(陽臺制作的深度按實際情況需要進行)、室外樓梯等外部需要制作的構件;5)設置模型的透視角度,確定建筑物3D模型的觀測視角定位;6)導出至JPG圖像文件,為后期處理階段提供建筑圖片。

現(xiàn)在我們以嘉興學院越秀校區(qū)主要建筑的建模為例,詳細闡述SketchUp軟件建模方法及步驟。我們把步驟大致分為四步:資料收集整合;分析建筑物的功能分區(qū),分步建模;拼裝整合模型,效果設置;后期處理。

那么,我們以圖書館為例展開闡述:

1)資料收集整合:在建模前,我們首先分析討論建模所需要的資料,如CAD技術圖紙、圖書館周圍環(huán)境、建模所需的貼圖材質等等;最后將已有資料進行整理,收集所缺資料。在只有圖書館的CAD建筑平面圖的情況下,必須進行現(xiàn)場測繪,獲取圖書館的外立面門窗尺寸,屋頂女兒墻高度,層高等數(shù)據(jù),補充立面信息。

2)分析圖書館的功能分區(qū),分步建模:由于圖書館為對稱的平面形式,立面門窗也比較統(tǒng)一,類型簡易,外墻飾面材質變化較少,故我們將圖書館拆分為兩個部分進行電腦建模:一是完全對稱的兩個區(qū)域(南北書庫),其外觀和內部空間分隔都是一致的,所以只需要建一個模型,再進行鏡像處理即可;二是中心的門廳及閱覽空間為第二部分,進行單獨建模。

具體步驟:a.在導入CAD之前須先做以下準備工作:即在DWG文件中根據(jù)實際情況把不需要的線條、圖層全部清除掉。b.DWG文件的導入:選擇菜單中的“文件”選項,選擇其中的“導入”命令,在其子菜單中選擇“導入DWG/DXF”選項。之后系統(tǒng)會自動跳出一個對話框,點擊右下角“選項”,之后彈出一個新的對話框,在此對話框中選擇“單位”為mm,此選項中建議使用此單位,選擇此單位是為了保證導入SketchUp的CAD圖與CAD中的圖形比例保持1∶1,這樣在建模型中就可以保證在由平面生成立體的時候,高度按照實際尺寸來進行拉伸。選擇要導入的DWG圖文件點“導入”命令。CAD圖就導入到SketchUp中了(見圖1)。c.模型的建立:處理導入 SketchUp中的CAD圖→SketchUp模型的建造(包括有:墻體制作、窗戶制作、玻璃制作、臺階制作、添加陽臺(陽臺制作的深度按實際情況需要進行)室外樓梯等外部構件、材質的貼制)→完成小單體模型體塊。

3)拼裝整合模型,效果設置:各個部分初步建模完成后,要進行拼裝,把這幾個部分整合起來,組成圖書館(見圖2)。

接下來就是陰影、透視角度、明暗關系等常規(guī)效果設置及調試,使模型更加真實化。

4)后期處理:整合后的模型,某些線條略顯粗糙,視覺上感覺不夠真實,缺乏體量感。我們通過VRayforSketchUp6.0渲染器將圖書館模型再次進行外觀材質渲染,以求完美。

通過SketchUp導出渲染后的圖書館三維模型及相應的圖像文件并保存到指定文件,為后期處理階段提供建筑圖片(見圖3)。

無論是何種建筑物的建模,其方法及步驟是相同的。

選擇標題欄中“文件”—“導出”—“圖像”,系統(tǒng)自動跳出對話框,在對話框中選擇圖像要保存的位置及其文件類型后點擊“選項”,在跳出的“***導出圖像”對話框中選擇適當?shù)姆直媛屎蛨D像質量,單擊“確定”—“導出”,圖像就自動保存到設置的地方。

3 SketchUp軟件建模難點

電腦建模過程中遇到的幾個問題:1)在CAD圖導入建模軟件之前,需要對其圖層和圖形進行整理,清除文件垃圾,否則會使隱藏的CAD圖塊一起導入到SU中,導致CAD文件過大,極大地影響電腦運行速度,拖慢建模速度;2)導入SketchUp軟件的CAD圖不能直接用來建模,有些線條無法顯示,且導入的線條多為斷線,需要以CAD圖為參考重新繪制平面,大大增加了建模時的工作量;3)建模時未分層建模,修改起來困難且工作量很大;4)當不能形成一個面時,在邊線圍合圖形內畫對角線,這樣可以形成面。但試著刪掉剛畫的對角線,有時候形成的面可以繼續(xù)存在,有時候卻不能。

4 結語

Google SketchUp一經推出就是面向建筑設計的。而作為建筑學專業(yè)的學生,通過研究這個軟件,可以明顯提高自己的軟件應用能力,還可用于建筑學專業(yè)軟件教學實訓環(huán)節(jié)中;此外,嘉興學院三維模型建成后,學校可通過網絡將這些模型掛到指定網站,供他人瀏覽,為招生工作提供了方便,同時為學校的宣傳樹立網絡形象。更重要的是三維虛擬校園的直觀特性,可以優(yōu)化領導管理,接駁網絡視頻監(jiān)控,對于校園信息管理、校園規(guī)劃、建設等都能夠全局掌控。

[1]張恒國.設計大師 SketchUp提高[M].北京:北京希望電子出版社,2008.

[2]董滋雨.SketchUp建筑建模詳解教程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.