基于3ds Max 的建筑空間構成中陽光的運用

溫 浩

(清徐縣建筑安裝工程公司，山西清徐 030400)

0 引言

自從計算機走進千家萬戶以來，基于計算機平臺的各種三維圖形設計軟件被開發出來。建筑圖紙從平面效果轉變為立體效果，使得建筑設計師在設計的過程中能更直觀的、詳細的將各個建筑的細節部分展現在眼前，這樣設計師可以對建筑復雜的部位進行詳細的設計，設計的成果將更加豐富多樣化。圖形設計軟件也逐漸成為了建筑師建筑設計構思與完善的得力助手。本文以3ds Max軟件為例，講解建筑設計中圖形設計軟件的運用。

1 3ds Max軟件介紹

3ds Max作為功能豐富的圖形設計軟件，可以輕松的建設出復雜建筑的模型，再經過材質的設置，燈光的調節以及場景的渲染，從而制作出效果完美的建筑效果圖。下面具體介紹3ds Max軟件的基本使用。

1.1 模型建立

3ds Max的模型建立主要分為基礎建模、二維建模、三維建模、高級建模，下面進行具體分析。

1)基礎建模。3ds Max提供了擴展基本體、標準基本體等一些建模工具，用鼠標點擊所需要的基本體，便可以生成一個初始的立體模型，然后可以通過調整參數來設置這個模型。

2)二維建模。3ds Max提供了一些基本的二維模型，如:線、圓、矩形、星形，并可以通過頂點、樣條線、線段來修改其級別，比較方便易用。

3)三維建模。當需要創建三維實體模型時，就需要利用3ds Max提供的三維命令，比較常用的有扭曲、彎曲、錐化、編輯網格、噪波、布爾運算等。

4)高級建模。如果需要制作更加逼真、復雜的模型時，需要用到高級建模的命令，常用的命令有可編輯多邊形等。

1.2 材質選取

在創建模型完成之后，因為模型本身沒有任何現實世界中的特征，僅是單純的調節顏色，體現不出質感和生機，只有在模型的基礎上添加合適的材質，制作出的模型才能和現實中的物體匹配上。為此，3ds Max提供了人們幾乎使用的所有材質和貼圖，目前常用的材質主要有:雙面材質、混合材質、光跟蹤材質、多維子對象材質，常用的貼圖類型有:衰減、位圖、平鋪、漸變等等。

1.3 燈光調節

燈光對于整個建筑模型的制作是至關重要的，如果用3ds Max自帶的光源來直接進行渲染，會顯得場景很生硬，效果也不真實，因此3ds Max提供了燈光調節的功能，主要有:點光源、線光源、平行光源、泛光燈、聚光燈、天光等等。

1.4 場景渲染

3ds Max的最終設計效果如果需要以影片或圖像形式進行展現必須經過場景渲染，可以使用3ds Max中集成的Render Scene工具來創建渲染效果。

2 3ds Max中陽光在建筑空間中的運用

2.1 建筑空間中受光面和背光面的色彩特性

在晴天日照的條件下，陽光穿過大氣，各種波長的光都要受到空氣的散射，而波長較短的藍色光，由于和大氣中塵埃的尺寸相當，所以被散射的程度最大，因此我們就看到了蔚藍的天空。根據光的加色原理，原本白色的陽光由各種顏色的光組成，等藍光被削弱后，剩下的陽光顏色就呈現出它的補光的顏色——黃色，這就是為什么照射到地面的陽光的顏色是黃色的。

再看陽光下陰影背光面的特性，陽光照射到物體上之后，會在物體的背光面留下長長的陰影，由于背光面受不到陽光的直接照射，所以更多的是受到大氣和周圍環境的影響。而在晴天的時候，大氣對藍色光的散射較強，所以背光面陰影的顏色會比較偏藍。

2.2 建筑空間中光型的分析

對于被攝建筑而言，拍攝時所受到的照射光線往往不止一種，各種光線有著不同的作用和效果。光型就是指各種光線在拍攝時對被攝建筑產生的作用，光型通常分為主光和輔光等。

使用主光源對建筑進行照射后，使得該建筑的受光面和背光面的反差過大，受光面太亮而背光面則看不清建筑的結構。所以就需要幾種方法來提高背光面的亮度，其一是在建筑的背光面增加輔光源，來模擬陽光對建筑的反射;其二是通過添加VRay天空貼圖來提高背光面的亮度，以減小陰影反差。

2.3 建筑空間中光色的分析

光色通常我們也稱為色溫。當物體被電燈或太陽光加熱到一定程度的溫度時，就會發出一定的光線，此光線不僅有亮度，還有顏色。色溫越高時，藍色就會越多，圖像就偏藍;相反，色溫越低，紅色就會越高，圖像就會偏紅。

比如為了突出春季的陽光明媚，氣候溫暖的特征時，首先要調整陽光的色彩為淡黃色，使建筑的受光面更暖。而背光面和陰影的地方都應該呈現出淡淡的冷色調才自然，所以我們將天空的顏色設置成淡藍色，輔光也設置成淡藍色。這樣就可以突出背光陰影區域的冷色調。

2.4 建筑空間中光位的分析

光位指光源照射方向及光源相對于被攝建筑的位置。在3ds Max的渲染中，光位決定建筑的明暗，同時也影響最終建筑的質感和形態。通過調整太陽光的高度角及太陽的方位，設計者可以模擬制作出建筑空間從日出到日落光線位置不同照射下的效果，使用3ds Max中的Sunlight System，當然對于從春季到冬季完整一年的效果也可以描繪出來。

下面舉一個計算機中模擬一天效果的實例。

1)導入建筑模型至3ds Max軟件。

2)選定［Greate］- ＞［Lights］- ＞［Sunlight System］，在 Top視圖中創建Compass輔助對象，再次單擊，以創建太陽光。

3)在Control Parameters的Date中輸入初始日期和時間。

4)單擊Getlocation按鈕，直接輸入建筑所在的經度、緯度，旋轉Top視圖確定建筑方位。

5)單擊Auto key，禁用動畫模式，并把Time的值改為結束時間。

6)一天中建筑的光影變換通過渲染即可看到。

圖1和圖2說明了一天中兩種不同的日照效果。太陽何時升起、何時落下是通過每個小時Altitude值來反映，正的Altitude值說明太陽在地平線以上。

圖1 某建筑上午日照效果圖

圖2 某建筑下午日照效果圖

2.5 建筑空間中光質的分析

光質指光的硬、軟的特性。硬是指光線產生的陰影清晰，輪廓清晰。帶有明顯的方向性，能使建筑物產生鮮明的對比，有助于質感的表現;軟是指光線產生的陰影柔和模糊，輪廓有漸變效果。軟光適用于反映建筑物的形態和色彩，給人以輕柔的感覺，更符合我們現實生活中陰影的實際效果。

這樣3ds Max場景中的燈光效果全部調試完成，就可以高品質的渲染出圖了。

3 結語

當使用3ds Max來制作效果圖時，必須要充分地了解和分析各種燈光的顏色、強度、質量、陰影等屬性，通過選擇合理的渲染方式，并借鑒前人優秀作圖的經驗，實現建筑模型富有層次與質感、畫面清晰的效果，能通過效果圖的幫助設計出更完美的作品。

［1］王玉梅，張 波.3ds Max+VRay效果圖制作從入門到精通——全彩版［M］.北京:人民郵電出版社，2009.

［2］張雅靜.淺談3ds Max燈光研究及運用［J］.電腦知識與技術，2013(21):154-156.

［3］孫 衛.3ds Max燈光的研究［J］.中國高新技術企業，2012(17):62-65.