lumion虛擬現(xiàn)實(shí)軟件在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用

陳濤　張鵬　陳靜

摘 要：lumion軟件是一款新生三維設(shè)計(jì)類軟件，它在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛起步，對(duì)于很多建筑設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)還很陌生，但是經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)lumion軟件渲染速度快，界面友好，操作簡(jiǎn)便，效率高，形象逼真。文章以唐山學(xué)院南校區(qū)三維建模渲染為實(shí)例，初步分析了lumion軟件在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用及特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：lumion；渲染；建筑設(shè)計(jì)；繪圖軟件

lumion是荷蘭Act-3D發(fā)布的建筑可視化軟件，曾被直接音譯為流明。以往在建立建筑模型時(shí)建筑師們偏向于使用sketchup軟件來(lái)對(duì)建筑的造型與體量進(jìn)行推敲，然后應(yīng)用vary進(jìn)行渲染，最后以photoshop進(jìn)行后期效果圖的處理工作。相比之下，lumion依靠其強(qiáng)大的gpu渲染技術(shù)與豐富的素材庫(kù)迅速在業(yè)界占有了一席之地。文章將以唐山學(xué)院南校區(qū)虛擬現(xiàn)實(shí)為例進(jìn)行l(wèi)umion軟件在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用分析。

1 對(duì)lumion軟件的認(rèn)識(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）技術(shù)是一個(gè)由圖象技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人機(jī)對(duì)話技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物[3]。Lumion軟件是一個(gè)實(shí)時(shí)3D可視化工具，也是一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，用它可以來(lái)制作電影和靜幀作品，涉及到的領(lǐng)域包括建筑、規(guī)劃和設(shè)計(jì)。其豐富的素材庫(kù)和其強(qiáng)大的gpu渲染技術(shù)大大縮短了渲染時(shí)間，可以快速得到優(yōu)秀的渲染圖像，并在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)令人驚訝的建筑可視化效果。

Lumion軟件的首次發(fā)布是在2010年11月份，文章涉及到的工程所使用的版本是lumion3.0。與之前版本相比，lumion3.0有了不少改進(jìn)，比如：改善了全局光以及細(xì)膩的室內(nèi)效果，增加了動(dòng)態(tài)和體積云的概念，完善了豐富逼真的素材庫(kù)，改進(jìn)了動(dòng)態(tài)的MP4貼圖，設(shè)置了真實(shí)反射效果等。

2 lumion在實(shí)例中的應(yīng)用

在唐山學(xué)院南校區(qū)三維建模項(xiàng)目中，要求我們首先對(duì)建筑單體進(jìn)行精確測(cè)繪并處理成通用的CAD圖形文件，然后利用sketchup與lumion進(jìn)行唐山學(xué)院南校區(qū)的三維建模與虛擬現(xiàn)實(shí)，形成動(dòng)態(tài)可視的效果。

2.1 模型導(dǎo)入與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

在sketchup中建立三維模型后，通過(guò)sketchup軟件導(dǎo)出dae文件，并將dae文件導(dǎo)入至lumion中，這樣就完成了AutoCAD圖形文件到lumion模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。需要注意的是，在sketchup軟件導(dǎo)出dae文件時(shí)所用的文件名以及文件路徑應(yīng)該是英文，否則lumion導(dǎo)入后就會(huì)發(fā)現(xiàn)所有材質(zhì)都變成了白色。

在成功導(dǎo)入模型后，可以選擇相應(yīng)的材質(zhì)來(lái)賦予建筑單體不同的特性。lumion自帶有強(qiáng)大的材質(zhì)庫(kù)，包括木材、金屬、木地板、地磚、地面、玻璃等多種材質(zhì)，基本能滿足各種渲染要求。在賦予材質(zhì)的同時(shí)，lumion會(huì)實(shí)時(shí)顯示，這為設(shè)計(jì)師調(diào)整渲染效果提供了便利，縮短了工作時(shí)間。

2.2 強(qiáng)大的模型素材庫(kù)

lumion軟件自帶了強(qiáng)大的模型素材庫(kù)，包括：自然模型庫(kù)、運(yùn)輸工具模型庫(kù)、聲音模型庫(kù)、特效庫(kù)、室內(nèi)模型庫(kù)、室外模型庫(kù)、角色模型庫(kù)、燈具模型和實(shí)用模型庫(kù)。如此豐富的模型庫(kù)使設(shè)計(jì)師省去了搜集和建立配景模型的時(shí)間，尤其在樹(shù)木方面，lumion的樹(shù)木素材非常豐富，即使在自帶素材庫(kù)中找不到滿意的樹(shù)木，也可以自己在speedtree軟件中快速做出一個(gè)自己喜歡的樹(shù)木。素材庫(kù)還加入了多種任務(wù)素材：lumion3.0中的人物可以坐著玩手機(jī)、看報(bào)紙，還可以趴在沙灘上看雜志，其動(dòng)態(tài)效果讓人耳目一新。

在唐山學(xué)院南校區(qū)項(xiàng)目中，只需要建立建筑單體和地形的模型，然后將放置樹(shù)木的工作放在lumion中進(jìn)行，同時(shí)放置人物、鳥(niǎo)類與其他配景，這就使得整個(gè)環(huán)境更加真實(shí)（如圖1）。

2.3 物體的動(dòng)態(tài)效果

在lumion生成的動(dòng)畫(huà)中，素材是可以移動(dòng)的，只要在導(dǎo)入素材后在特效面板中選擇移動(dòng)特效、選擇移動(dòng)路徑之后就可以實(shí)現(xiàn)。在唐山學(xué)院南校區(qū)項(xiàng)目中，我們放置了走動(dòng)的人物和車輛，對(duì)路徑的設(shè)置在短短的幾分鐘內(nèi)就完成了，這短短幾分鐘所做的工作卻能夠大大地增加這個(gè)模型的真實(shí)度。

2.4 逼真的天氣特效

在lumion3.0的天氣特效中，可以設(shè)置云彩的多少與運(yùn)動(dòng)方向，可以調(diào)整雨滴和雪花大小、密度和移動(dòng)的方向，可以調(diào)整云彩的厚度與顏色，可以設(shè)置霧霾的濃度與亮度，還可以設(shè)置風(fēng)力的大小。在唐山學(xué)院南校區(qū)的項(xiàng)目中，項(xiàng)目組運(yùn)用天氣特效，做出了校門(mén)雨景和雪景，通過(guò)雨雪中的校門(mén)展示了一個(gè)更加真實(shí)的校區(qū)視頻（如圖2）。

2.5 時(shí)間流逝風(fēng)云變幻效果

在電影中，我們經(jīng)常見(jiàn)到風(fēng)云變幻的場(chǎng)景，這樣的場(chǎng)景表現(xiàn)了時(shí)間的快速流失。在lumion中，同樣可以做出這樣的電影，通過(guò)這個(gè)特效可以讓人們看到建筑、建筑群或者園林景觀在一天中不同時(shí)間段的景象。

2.6 視頻制作功能

lumion軟件擁有強(qiáng)大的視頻制作功能，使用者可以不必借助其他軟件就能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的剪輯、聲音的導(dǎo)入、場(chǎng)景的切換等功能。Lumion可以導(dǎo)出MP4格式的視頻，也可以導(dǎo)出序列圖像。在導(dǎo)出MP4視頻時(shí)還可以選擇每秒鐘視頻的幀數(shù)即fps、視頻精度及分辨率，它完全可以導(dǎo)出1440p的高清視頻。

3 結(jié)束語(yǔ)

Lumion軟件是一款功能強(qiáng)大的渲染軟件，筆者通過(guò)它制作了唐山學(xué)院南校區(qū)的虛擬觀光視頻。在制作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)lumion軟件在建筑設(shè)計(jì)方面確實(shí)有它的過(guò)人之處。

3.1 實(shí)時(shí)渲染速度快，出圖效率高

lumion的快速渲染技術(shù)是通過(guò)GPU的計(jì)算能力來(lái)進(jìn)行的，這就解放了CPU，使得程序的CPU占用率大大降低，使用者在短時(shí)間內(nèi)可以得到令人驚嘆的渲染效果。Lumion不同于其它渲染軟件的地方還在于它的實(shí)時(shí)渲染技術(shù)。傳統(tǒng)渲染軟件需要手動(dòng)渲染，每看一次效果就渲染一次，效率較低，而使用lumion軟件在推敲渲染方案時(shí)，在界面中所呈現(xiàn)的圖像就是渲染后的圖像，設(shè)計(jì)師可以隨時(shí)調(diào)整渲染方案，大大縮短了建筑效果表現(xiàn)時(shí)間。

3.2 操作簡(jiǎn)單，上手容易

Lumion軟件之所以受歡迎，最重要的一點(diǎn)還是因?yàn)樗慕缑嬗H切、操作簡(jiǎn)單，它沒(méi)有繁冗的選項(xiàng)，沒(méi)有復(fù)雜的命令，操作起來(lái)就如同玩大型游戲一般。在接觸lumion以前，筆者曾經(jīng)接觸過(guò)一款名為Quest3D的軟件，該軟件確實(shí)能夠渲染出絢麗的效果，但它的操作極其復(fù)雜，相比之下還是Lumion更加友好。

參考文獻(xiàn)

[1]劉增良，陳品祥，賈光軍，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用研究與實(shí)踐[Z].北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院，2010.

[2]宋秀英.解析虛擬動(dòng)畫(huà)Lumion軟件在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[Z].黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2012.

[3]曹炳汝，肖彬.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃中的運(yùn)用探討[Z].無(wú)錫教育學(xué)院，2000.