Enscape for SketchUp虛擬漫游技術在展廳設計中的應用分析

張在宇

（廣東環境保護工程職業學院，廣東 佛山 528216）

一、引言

Enscape作為輕量型渲染程序，目前兼容SketchUp、Revit、ArchiCAD等平臺，具有高效實時渲染、虛擬現實效果出色、操作方式簡易等優勢，逐漸受到許多設計從業者與客戶的青睞。Enscape for SketchUp，即是Enscape在SketchUp三維軟件平臺上兩者協同工作模式，能更好地利用SketchUp建模效率結合Enscape優質的渲染效果與虛擬漫游技術，創造多種展示形式效果。本文采用SketchUp構建室內三維模型，協同Enscape用于展廳渲染與制作虛擬漫游效果，相對于其他三維與虛擬漫游制作軟件，該協同方式大大提升了設計與制作效率，輸出相關虛擬漫游形式功能符合客戶對全方位檢驗設計效果的需求。

二、展廳虛擬漫游場景構建分析

（一）SketchUp平臺創建三維模型

1.CAD數據導入SketchUp

利用Auto CAD軟件對展廳平面數據與尺寸進行編輯與繪制。根據設計師設計內容對展廳空間平面功能布置、立面、天花造型燈進行描繪制作。分好線型類型與圖層，檢查線段閉合狀態，對復雜節點與結構要注意是否交錯穿插，整理完善平面數據，以便導入SketchUp進行建模。

2.SketchUp三維模型創建

使用SketchUp軟件導入CAD數據，調整數據單位，利用SketchUp中的拉伸命令創建立體元素輪廓，對展廳地面、立面、天花等造型進行細節創建與調整，通過Goole Earth模型庫載入相對應的單體模型，比如展臺、展柜、家具、燈具、裝飾品、展示產品等，亦可自行設計與制作個性化單體模型。場景模型數據大小是影響作品后期渲染輸出與展示效率的關鍵，因此需要對場景中的高精度模型進行優化，其中常用方式有：刪除模型多余的面與線元素、采用柔化、霧化等方式進行優化，清除多余的點、線、面、材質與組件等。最后在模型信息中清除未使用項與修正模型，對SketchUp場景模型進行最大程度的優化。

圖1 Enscape一鍵VR模式

圖2 SketchUp基礎場景模型

同時在SketchUp中將高精度模型另存為Enscape代理文件，在場景中只顯示高精度模型外框，在場景數據中只增加組件數而不增加邊數與面數，其作用在于優化高精度模型在模型中的面數與場景大小，通常可以提升場景后期渲染輸出速度。

（二）Enscape材質、燈光、渲染設置

1.展廳模型賦予紋理材質

Enscape擁有一套標準的缺省材質，只需要編輯SketchUp自身材質名稱即可，在材質中輸入特定英文關鍵詞即可渲染對應的材質，其中，材質關鍵詞分為特殊材質，如Water（水）、Ocean（海）、River（河）、Vegetation（植物）、Emissive（自發光）、Grass（草地）等；另一類是標準材質，主要通過表面粗糙度還有反光率來影響材質效果，比如Glass（玻璃）、Mirror（鏡子）、Metal（金屬）、Carpaint（車漆）、Fabric（布料）、Plastic（塑料）等材質。同時也可以在Enscape菜單欄的材質編輯器中對物體材質的漫反射、紋理貼圖、亮度、透明度、凹凸紋理、反射度等進行細節調整。

2.Enscape中不同種類燈光屬性

Enscape提供了不同種類的燈光用以展示場景中不同的照明效果。由于Enscape中場景本身就帶有天光模擬模式，在使用Enscape燈光前，需要將Enscape渲染窗口中的時間改到黑夜模式，之后在SketchUp場景中點擊相應的燈光種類選擇好燈光角度即可創建燈光。其中，球型燈用于模擬燈泡光照效果；射燈可利用IES光域網來模擬不同種類射燈效果；線性燈用于模擬藏燈帶效果；矩形燈與圓盤燈只用于模擬形狀區域光照效果，在Enscape控制面板的Enscape對象選項中即可對不同燈光種類參數進行調整。

3.Enscape圖像面板參數設置

Enscape的渲染界面清晰明了，所有調節方式均可采用拉桿方式調節，無需輸入任何參數，操作高效便捷。整個渲染參數面板預設提供了渲染、圖像、環境、輸出等板塊。根據場景渲染需求輸出高質量圖像與視頻。在以往其他渲染器的渲染模式中總會由于渲染結果出現模型與參數設置上的不足而造成正式渲染時長過長的情況，經常需要靠Photoshop進行后期修正來彌補缺陷。而Enscape幾乎不需要渲染等待時間，因此可以隨意反復修改模型加上圖像面板設置，就可以直接進行圖像級別的調整，有了這一系列調整模塊即可擺脫繁重的后期處理工作，大大縮短渲染出圖時間，提高工作效率。

（三）Enscape for SketchUp虛擬漫游方式

1.一鍵VR模式

Enscape中提供一鍵VR模式（圖1），可以將Enscape中顯示內容一鍵同步到VR設備中，支持HTC VIVE、DELL Visor、Oculus Rift 等VR頭戴設備，通過設備的操控可以輕松地進行各類操作，直接進行模型與場景修改。對設計師來說，VR具備時效性，能更好地感受三維空間，以協助進行方案的推敲。

2.360°全景模式與獨立EXE文件

Enscape Capturing成果欄中，提供360°全景圖輸出、EXE輸出、立體全圖輸出、全景圖預覽器等功能。在360°全景圖中選好位置與視點，設置好相關場景參數與質量即可以進行渲染輸出。當360°全景圖渲染完成后，可以使用全景預覽器進行預覽與管理生成的全景圖。

Enscape中支持將場景輸出為一個可以獨立運行的EXE文件，方便分享給其他人，即便對方沒安裝Enscape也可直接在電腦上運行，EXE文件也支持VR效果顯示，在進行項目商業展示中既方便又不會泄露項目資料，對商業數據起著保護作用。

三、展廳虛擬漫游方案實例分析

本文以某展廳為例進行虛擬漫游方案制作，采用SketchUp進行場景建模并賦予基礎材質，以Enscape平臺的真實紋理材質制作、燈光渲染調節、場景音效氛圍制作、虛擬漫游動畫路線選定與節點制作、360°全景圖制作與云上傳來展開測試與研究，分析展廳虛擬漫游方式與效果。

（一）展廳基礎模型與材質、燈光優化

前期展廳設計概念方案確定后，進行基礎場景模型制作。圖2效果為未渲染前模型，只賦予簡單的材質，利用SketchUp中自帶材質進行模型區分，進行天面、立面、地面等界限劃分。整個基礎場景效果結構清晰比例準確，客戶可以較為清楚地了解空間位置及基本效果。

使用Enscape紋理材質編輯與燈光對基礎場景進行優化（圖3），對不同質地的材質進行模擬制作。在材質編輯界面可以對材質選擇對應的類型進行編輯，如地板采用“清漆”類型，在反照度中選擇合適的貼圖，通過著色來控制材質的深淺變化，在凹凸選項可以控制材質表面凹凸效果，反射則控制材質表面反光程度。能更好地模擬真實世界實際的材質紋理效果，可視化效果佳。

根據場景需要調節燈光氛圍效果，Enscape中的燈光效果與現實中開燈效果接近，燈光對周邊物體的影響與燈光緩存效果理想，照射的細節到位，燈光投影虛實明暗變化合理。

（二）展廳虛擬漫游路線與節點制作

在Enscape Capturing成果欄或者Enscape渲染窗口中選擇“視頻編輯”（快捷鍵K），便可以快速進入該場景視頻編輯界面。Enscape視頻編輯界面簡潔明了（圖4），使用者只需進行簡單學習即可快速掌握使用技巧。在視頻編輯界面中通過選定合適的漫游路線來設置關鍵幀，調整視頻持續時長、相機運動類型即可完成虛擬漫游路線視頻制作。

其中，視頻編輯界面只需要點擊時間軸中的關鍵幀進入到關鍵幀編輯器中，即可對該關鍵幀進行相關調節，如一天中不同時間段的光照效果、設置漫游路線時長、視野遠近、景深焦點等。當設置好整個漫游路線后場景中會出現一個攝像機路徑，在關鍵的節點上會顯示一個虛擬攝像機，只需要輕點攝像機即可快速進入該關鍵幀對該節點進行編輯。最后輸出相關虛擬漫游動畫供客戶欣賞。

（三）展廳360°全景圖制作與云上傳

圖3 Enscape紋理材質編輯與燈光

圖4 Enscape視頻編輯界面

渲染360°全景圖時選擇好需要制作的節點場景，點擊Enscape Capturing成果欄選項中的360°全景圖輸出選項進入渲染界面，Enscape渲染器即刻渲染360°全景圖。圖紙輸出的質量根據需求進行調節，渲染時長根據電腦硬件決定。

全景圖制作完成后可在Enscape Capturing成果欄的管理上傳器中進行預覽，確保全景圖輸出數據正確后選擇保存全景圖，然后利用相關全景圖合成軟件對全景圖進行合成，也可以保存為EXE文件，在任何電腦中打開。同時，在Enscape Capturing管理器中還可以選擇上傳到云端，當上傳成功后會產生對應的二維碼，客戶只需要用手機中的二維碼掃描軟件即可直接在手機端對該場景進行查看。

四、協同應用平臺對比與用戶體驗

（一）不同虛擬漫游制作協同應用平臺對比

本案例中使用Enscape for SketchUp協作平臺進行展廳虛擬漫游技術應用，同類型的虛擬漫游技術應用還有Vray for 3DSMAX、Vray for Cinema 4D等，利用同個展廳模型在這三個協同應用平臺進行測試對比（表1）。在對比中，Enscape for SketchUp比其他兩種應用軟件在渲染與輸出速度方面表現優秀，但是在場景氛圍與特效效果方面表現較差。而Vray for 3DSMAX與Vray for Cinema 4D在渲染品質上有優秀的表現，且Vray for Cinema 4D在特效方面豐富多樣，細節表現精致到位。但是這兩個應用平臺的制作操作過程繁瑣，需要調節的參數多、數據指令多、渲染速度慢等，不利于快速展示與分享。

表1 不同虛擬漫游應用軟件對比

（二）用戶體驗效果分析

本文將運用Enscape for SketchUp協同應用平臺制作的展廳設計案例對兩組人員分別進行調查。第一組為50名設計師對該平臺虛擬漫游制作與成品展示效果的認同度，第二組為50位商業展示空間需求客戶對該平臺虛擬漫游技術應用方式與體驗效果的認同度。

在第一組調查對象中有72%的商業空間設計師對該協同應用平臺制作的虛擬漫游制作與成品展示表現滿意；20%的設計師覺得表現力一般，8%的設計師認為該協同平臺制作的虛擬漫游制作與成品表現效果差，在場景渲染品質、漫游路線流暢度及場景氛圍方面仍有很大提升空間。

在第二組調查對象中80%的客戶對該協同應用平臺制作的虛擬漫游制作與成品展示表現滿意；可以快速觀察空間，相對傳統二維圖片展示能更加直觀地了解空間各個角落；16%的客戶覺得表現力一般，部分材質表現力較弱，漫游過程有些卡頓；4%的客戶認為該協同平臺制作的虛擬漫游制作與成品表現效果差。

五、結語

本文通過Enscape for SketchUp 虛擬漫游技術來實現展廳可視化應用，從而對展廳空間設計工作進行更好的計算機輔助。結合實際項目案例，從場景制作、賦予材質與燈光調試、漫游路線與節點定位、場景輸出等應用方式，最終呈現出完整的虛擬漫游動畫與360°全景圖。體現出Enscape for SketchUp高效、智能、即時反饋的優點，大大提高了設計從業人員的工作效率，滿足了其需求，縮短了設計周期并節約了制作成本，在與客戶溝通過程中提供了更加人性化的服務，增強了客戶直觀的真實體驗感。Enscape for SketchUp協同平臺應用相對于Vray for 3DSMAX與Vray for Cinema 4D平臺而言在環境特效、場景模型細節、紋理材質細節、場景互動等方面還存在不足，在后續軟件開發過程中應逐步提升各項相關性能，為使用者提供更優的使用體驗。■