3Dmax&VRay在建筑設計效果表現中的應用

許 佳

(安徽工貿職業技術學院藝術與傳媒學院，安徽 淮南 232001)

隨著經濟的發展，數字時代的到來，建筑設計效果表現被廣泛運用在房地產行業的廣告宣傳、建筑的工程投標方案、建筑師的構思表現，特別是甲方的溝通交流方面.建筑效果圖就是為了表現建筑設計的真實效果而制作的圖.這些圖片中的各種元素都是繪圖者在計算機中創建出來的，并不是現實中場景的照片，它是建筑設計的輔助工具，也是與甲方溝通的橋梁.

建筑效果圖可以運用很多軟件來進行繪制，我們運用最多、最廣泛的軟件是3D studio max簡稱3Dmax，它是Discreet公司開發的基于PC系統的一款集三維建模、渲染和動畫制作的軟件，是全球使用人數最多的三維設計軟件之一.它的目標是生成形象逼真的圖片，建筑設計運用該軟件主要是制作靜態渲染效果圖或者三維建筑動畫，比如在城市街頭或者房產銷售部門會有很多大幅形象逼真的圖片，這其中基本都是3Dmax軟件制作出來的.3Dmax軟件擁有強大的建模功能，可以讓操作者隨意建立三維立體模型，然后利用強大的渲染工具生成逼真的圖像，達到形象具體的效果，使設計師或者甲方可以提前了解建筑設計預期目標是否達到.

一般來說建筑設計中靜態建筑效果圖的制作分為三個過程： 建模、材質燈光和渲染.下面簡單給大家介紹這幾個過程的制作方法：

1 建立模型

3Dmax建模運用在建筑設計上主要是劃分場景單元和對主要建筑物進行建筑外觀的模型建立.

首先在獲取了建筑設計師的建筑圖紙資料之后，利用Autocad進行校正，刪除不需要的CAD模塊(尺寸、家具、文字等)作為建筑模型的底圖資料，方便后面模型的建立.

其次在導入的CAD施工圖基礎上進行二維轉三維模型的轉變，建筑物模型的建立通常運用這種方法來進行建模.建模的過程中將運用到二維建模中的線、矩形等工具，然后利用二維轉三維工具中的擠出、倒角、車削等工具將繪制好的二維線段轉成三維模型.建立好的三維模型，如果不能達到預期的建模效果，還可以利用一些工具來制作較為復雜的復合三維模型，常用的有放樣工具和布爾等.還可以通過修改器命令進行修改，從而得到更加復雜和不規則的建筑模型，常用的三維修改器命令有錐化、扭曲、晶格等，同時需要注意在進行三維模型修改命令之前要為物體設定一定的段數，否則不能達到預期的效果.

2 材質貼圖和燈光建立

建筑模型完成之后需要對其進行材質的添加和燈光的打造，3Dmax材質貼圖指的是三維物體表面所賦予的顏色或者圖片.而貼圖其實就是把制作好的材質圖片賦于建筑模型的過程.為了在渲染時得到逼真的效果，必須給建筑模型貼上材質貼圖或者顏色，同樣的建筑物造型賦予不同的材質圖片，會產生不同的視覺效果.建筑效果圖的制作屬于虛擬現實范疇，在給模型貼圖的過程中我們要了解真實環境中各種材質的物理屬性，熟悉真實光照環境下各種材質的受光特征.

為了得到更高質量的材質和燈光效果，在制作建筑效果圖時將采用基于3Dmax的插件引擎來進行材質、燈光以及渲染.適用插件引擎種類也有很多，例如：Artlantis Studio、VRay、Twilight Render等，其中VRay是當前業界使用最多、最受歡迎的渲染引擎，它是一款操作簡單、渲染質量較高的渲染軟件，可以進行高質量的圖片和動畫渲染.在VRay渲染器中，它為我們提供了一種特殊的材質VRayMtl，我們可以在貼材質時打開VRay渲染器，在材質面板中調出VRay材質編輯面板.這種特殊材質通過調節折射與反射方面相當方便，并且能夠獲得相當準確的物理照明.以建筑玻璃為例，建筑玻璃作為建筑設計亮，經常大面積的使用在建筑外觀上，原因在于玻璃具有特別屬性，它由于時間不同會產生不同的效果并且受周圍環境影響很大.通過調節材質編輯器中反射光澤度和高光光澤度等參數可以得到良好的玻璃效果，但是為了得到更加逼真的玻璃反射效果我們還需要在建筑物場景周圍設置一些反射的物體比如建筑、植物、天空等.另外在VRay材質編輯器中我們還可以運用不同的紋理貼圖，增加凹凸貼圖和置換貼圖從而得到更加逼真的視覺效果.為了節約渲染時間在繪圖時要及時的給每一種材質進行命名，因為場景中模型較多，那么所賦予的材質也較多，一般少則幾種多則幾十種，不及時命名的話到最后會混淆材質的應用位置，反而會增加繪圖工作量.

在建筑效果圖表現中，光影效果是建筑空間體現的必要手段.繪圖者在場景中模擬的并不是真實的自然光源或者是人造光源，而是這些光源所產生的光照效果，在渲染時這些創建的燈是不可見的，可見的是光照效果，并且在建筑效果圖表現中，燈光與材質也是息息相關的，例如燈光的強度、角度、光線衰減、光線顏色等都會對建筑模型的材質產生一定的影響，要想體現出建筑物本身的品格和真實的效果就必須打造好的燈光氣氛.通常建筑效果圖表現按時間來分有兩種形式：

2.1 日景表現

燈光的打造一般來說遵循的規律是主光源加輔助光源，這樣的光源組合既能照亮整個建筑又能表現出建筑的細節.日景效果圖制作時，主光源大多采用標準燈光下的目標平行光，因為它可以模擬太陽光照射到地面的平行光線.在頂視圖中主光源的設置，一般顯示與建筑物的正立面成 40°左右的夾角，這樣可以避免燈光對建筑物產生正面照射.在前視圖中可以將主光源與地面設置成45°左右的夾角，能更好表現出建筑物的立體感和層次感，另外根據真實環境將主光源倍增值設置在1～1.5左右.需要注意主光源要選擇合適的陰影，這樣才能使效果圖更加生動逼真.

創建好主光源還要為場景創建輔助光源，它的創建要根據場景需求，一般來說一盞或者兩盞即可，通常采用泛光燈、聚光燈或者VRay光源，這些燈光的設置可以增強主光源所產生陰影的真實性，既能照亮暗部材質又能讓陰影產生大量的細節，所以在效果圖表現中添加輔助光源是十分必要的.需要注意使用輔助光源時不能將倍增值設置過大，否則會產生過亮的照明效果，使畫面失真.

2.2 夜景表現

夜景的燈光設置規律與日景相仿，都是主光源加上輔助光源.不同的是夜景表現的主光源通常使用的是目標聚光燈或者泛光燈，但不論使用哪種燈光都必須勾選燈光的【衰減】項，目的是使光線沿球面產生均勻的衰減，更加接近現實，另外燈光的色調也可以設置為白色或者其他色彩，這樣的燈光設置可以使建筑物顯得更加突出，也更容易烘托出夜景中建筑物的光照氣氛.需要注意在夜景效果圖表現中，要防止場景中材質的色彩和燈光互為補色，否則會顯得建筑物造型極為灰暗，對比不夠強烈，缺乏立體感和層次感.應該將光源投射的光線和建筑物柱體部分的材質設置為同一基調色.

3 渲染出圖

最后一步是渲染出圖，現在使用最多的是VRay渲染器，因為它操作起來相當的簡單，還能渲染出非常逼真的圖片效果，作為一款擁有光線追蹤和全局光的渲染器，它不但可以兼容3Dmax自帶的所有材質和燈光，還給繪圖者提供很多種VRay專用材質和燈光，VR渲染器的渲染面板參數調節也不復雜，VRay插件安裝完成后會將參數調節面板內置于3Dmax的材質編輯和渲染設置中，繪圖者可以合理的使用光子貼圖，根據客戶要求渲染各種尺寸的圖片，非常適合建筑效果圖表現的制作.

在準備工作做完之后我們還需要對燈光、材質進行細分，以取得最好的渲染效果，然后對渲染面板進行最后的出圖設置，在圖形調整初期我們可以將參數設置低一些，方便繪圖者觀察圖面設置情況，這樣可以節約設計師的繪圖時間.在最后出圖時，可以將渲染參數設置高一些，這樣能得到更加完美的圖面效果.需要注意最后出圖時，為了得到更加細致、逼真的圖面效果，但是又不想渲染時間過長，我們可以使用光子貼圖來節約時間.

4 結語

隨著建筑行業的蓬勃發展，建筑表現行業也成了建筑設計師們的搭建者，他們將建筑設計師的構想從圖紙變為現實的場景圖像，實現了讓建筑設計構想從"無”到"有”的過程.隨著行業的日益成熟，建筑表現行業也逐漸拓展到了其他領域，例如城市規劃、古建筑復原、游戲行業等，對專業人才的需求也越來越大.

3Dmax&Vray軟件版本的不斷升級，使其內在功能日益強大.現在建筑設計師和建筑效果表現師都在使用3Dmax&Vray來做建筑效果圖表現，這與其簡便的操作方式是離不開的.在繪圖過程中需要注意的是建筑效果圖表現不同于藝術繪畫創作，可以根據靈感自由發揮，我們在作圖時不僅要追求藝術性、美觀性，還要注意一些建筑設計的規范要求.軟件是為設計構思服務的，只有加強專業知識學習，才能繪制出更加符合設計規范的建筑；作圖之前首先要根據圖紙進行分析，整個建筑工程需要幾個場景才能夠表現清楚，使用什么材質，整體色調怎么進行搭配等，這樣在繪圖時才能做到有的放矢；在場景建立之后可以先定好出圖的角度，然后一些看不到或者離視圖較遠的面就可以少花點功夫，這樣就大大節省了繪圖時間.