基于3dmax軟件進行建筑空間創意設計的方法研究

王路生 李 春

（廣西建設職業技術學院，廣西 南寧 530001；廣西藝術學院，廣西 南寧 530022）

3dmax是建筑空間設計大類用于三維建模制作和渲染的常用軟件之一，隨著其技術開發的不斷拓展和版本的不斷更新，已廣泛應用于三維動畫、多媒體制作、工業設計以及工程可視化等諸多領域。3dmax軟件強大的建模功能、燈光及材質渲染，極大的提升了創作效率和設計作品的輸出品質，給設計師帶來了無盡的創作空間，成了該行業高效的輔助設計工具。

建筑空間類項目設計一般分為方案設計、初步設計、施工圖設計三個階段，不同階段的模型制作要求不盡相同，設計項目若要獲得甲方的認可，方案設計階段的模型創意將對設計項目的成敗起決定性作用。因此，如何啟發設計師的創作靈感及拓寬創作視野就顯得十分重要。

當今的建筑環境設計創作領域，空間構成的創意方法主要沿襲于二十世紀初德國包豪斯設計學校確立的設計構成體系，包含平面構成、立體構成、色彩構成三大板塊，涵蓋從二維到三維到色彩的多維角度。對于大部分方案設計人員來說，其創意設計的前期素材主要來源于手繪圖稿、建筑CAD初步設計文件、參考示意效果圖、參考實景照片等，較少采用逆向思維即直接使用3dmax軟件進行倒推設計思維模式。而3dmax軟件其強大的編輯功能早已完全涵蓋三大設計構成的內容，為建筑設計師利用3dmax軟件結合包豪斯設計體系進行建筑方案創意設計帶來了更廣闊的創意空間和創作平臺。本文從以下五個方面，根據不同類型的建筑環境類空間形態特征，結合3dmax軟件建模的不同方式進行詳細闡述各自相適應的創意方法。

1.利用最基本的創建圖形的方式進行空間創意設計

在建筑類型中，如東西方傳統建筑、公共建筑、宮殿建筑等，大多采用規整幾何形態如圓形、矩形等進行中軸線對稱構圖，以體現莊重大氣的建筑風格。3dmax在最基本的創建圖形里幾乎提供了所有類型的二維樣條線，如線、矩形、圓、圓環、星形、文本、螺旋線等。這為建筑環境設計的平面形態的基本創建提供了便捷的操作路徑和豐富的基礎圖案，且均可進行深度多次編輯，尤其是通過Bezier (貝塞爾) 曲線的編輯能力，幾乎能達到與設計師任意手繪創作曲線的完美匹配，再結合平面構成的常用創作手法，可以對應的進行十分豐富的建筑立面、平面的創意模型制作。如利用平面構成中常用的變異、對比、重復、近似、漸變、發散等方法，可以得到無數的發散性思維作品。而3dmax在復制過程中提供了關聯復制，讓相同類型的物體具有相同的編輯屬性，極大地提高了編輯創作效率。此外，星形的編輯屬性中，可以分別對星形的邊數、尖銳角單獨分開調整，而在調整的過程中，會看到其意想不到的豐富的扭曲形態。設計師可通過觀察這個圖形不斷變化的過程中，進行創意思維的拓展和靈感的觸發，因為這種編輯和調整過程，可給設計產生無限的遐想。它區別于根據已指定大小尺寸直接繪制星形的固定方式，因為這種方式缺少了中間最為重要的創意推導的演變過程。比如在繪制環境藝術設計中的陳設作品、東西方建筑裝飾構件、景觀創意小品、裝飾拼花等方面，其高效的建模速度和豐富的空間形態，給設計師創意和復雜的空間構思帶來了可視化的感知和極大的啟發。

除了二維圖形外，3dmax還有提供了多種三維幾何體的創建，包含標準幾何體、擴展幾何體、復合對象等等，這些類型幾乎涵蓋了絕大多數物體的基本三維形狀。最有創作代表性的如擴展幾何體中的環形結，可以通過直接的創建，看到圓滑扭曲的空間形態，隨著參數的不斷變化，設計師可以得到類似如彩虹橋，曲線廊架等創意思維的啟發。

2.利用可反復堆疊的空間修改器方式進行空間創意設計

隨著建造技術的突飛猛進和新型材料的不斷涌現，一些造型新穎形態獨特的仿生類、高技派、參數化設計風格的異型建筑在近些年來不斷在世界各地落成。而3dmax軟件最大的優勢特色之一，便是其可反復堆疊的空間修改器建模步驟，給這類異型復雜的空間模型方案創作帶來了無限的可能，這種可反復堆疊順序的編輯模式使模型創意過程有著非常大的彈性空間。考慮到3dmax軟件適合的行業范圍廣，在建筑空間領域，最常用的修改器包括有FFD、晶格、編輯樣條線、編輯多邊形、彎曲、錐化、擠出等十余種堆疊方式。為了達到建筑模型方案的最佳藝術效果，往往就會采取這類反復堆疊的創作方法。以南寧國際會展中心主廳建筑模型創作為例，該建筑造型靈感來自南寧市花朱槿，采用抽象仿生的創作手法。首先創建一個二維的十二角（代表廣西十二個世居民族）星形圖案（圖1），然后第一次堆疊采用編輯樣條線修改器（圖2），第二次堆疊采用擠出修改器（需設置足夠數量的分段值）（圖3），第三次堆疊采用FFD3x3x3修改器（分別拉伸縮放三端）（圖4）。至此，該模型創建完成（圖5），建模時間非常短暫，采用了三次堆疊過程，而且這三次堆疊步驟可任意重新進入編輯再退出，也可任意疊放堆疊順序（但某些時候改變疊放順序可能會導致模型變形）。從中可以看出，如果充分掌握空間修改器的編輯特點，熟悉建筑的形態構成規律，結合包豪斯設計構成中的立體構成法則進行重新解構，便可利用3dmax快速有效的創作出一些看似復雜的異形建筑物。此外，采用晶格修改器的方式，只需一步即可快速創建出一些復雜的鋼結構連接骨架。而在創作一些環境景觀小品的時候，反復堆疊晶格修改器和FFD修改器，將會得到更加復雜的各種編織交錯的紋理。而完成這些看似錯綜復雜的結構，僅僅就是幾步反復堆疊的修改器即可完成。只需認真解構其形態規律，便能快速高效的完成方案創作。

圖1 創建十二角的星形基礎圖形

圖2 第一次堆疊采用編輯樣條線修改器

圖3 第二次堆疊采用擠出修改器（分段值設為15）

圖4 第三次堆疊采用擠出修改器FFD3x3x3修改器（分別拉伸縮放三端）

圖5 最終完成的南寧國際會展中心模型

此外，若想創造出更為復雜的仿生學、復雜曲面的異形建筑空間方案設計作品，如類似扎哈建筑師類型的模型方案， NURBS曲線和NURBS曲面則提供了更為豐富的建模，這已經與工業產品設計的復雜曲面等較為接近了，本文不再詳細闡述。

3.利用豐富的材質貼圖方式進行空間創意設計

除了一些空間造型獨特的建筑方案能給人深刻的印象外，在建筑方案創作中，一些最為簡單的建筑空間形態蒙上豐富的建筑表皮材質肌理，一樣可以獲得大眾的認可和青睞。而3dmax材質具有標準、多維、多次嵌套編輯的功能，通過不同類型的疊加編輯幾乎可以調出涵蓋目前人類所認知的所有材質。在包豪斯設計學校設計構成體系中，色彩構成是三大構成之一。色彩具有冷暖、遠近、動靜、輕重、軟硬、強弱等心理和生理感知。利用3dmax軟件豐富的材質編輯器，可以嘗試諸多復雜的色彩搭配，可以充分將孟塞爾和奧斯特瓦德的色立體中的顏色充分展現，讓創意空間色彩豐富多彩。可形成不同類型和風格的色調傾向，完成一些較為復雜的色彩表現形式，如推移色彩、透疊色彩等。若要表現一些類似馬賽克拼貼風格、豐富多彩的漸變色塊的以建筑表皮肌理風格為主的建筑，運用3dmax中的多維材質，便可得到根據設定好的UVW貼圖形成的漸變或透疊的建筑表皮肌理。此外，在一些項目因為城市規劃、周邊環境、投資成本等限定因素前提下，已經被限定了造型、風格、造價等內容，唯一能進行創意的就只有建筑材質及肌理色彩了。而由于3dmax軟件提供了非常豐富的材質紋理、色彩組合搭配的色彩創意空間，可通過運用色彩互補、色彩調和、色彩統一等方式，讓建筑色彩成為創意設計亮點而解決因造價的控制形成的形態過于單一的不足。可以更為高效的找到最佳的方案解決途徑。如日本建筑師安騰忠雄將清水泥土材質用到了極致，樸實無華的建筑肌理，讓建筑呈現出一種雅致、和諧、樸素的美感。盡管其大部分清水泥土材質的建筑模型形態普通平凡，但并不妨礙其作品給人的樸實無華干凈整潔的材質美感。因此，無論建筑材質肌理的豐富、建筑色彩的夸張、建筑材質的單一，都是運用色彩構成的搭配方法，將建筑設計方案給人耳目一新的創作手段。

4.利用豐富的燈光渲染方式進行空間創意設計

光可分為自然光以及人造光，建筑空間創意與攝影一樣，光也是建筑創作的靈魂。當白天陽光明媚的時候，光塑造了輪廓分明邊界清晰的建筑體積感，而在陰雨天氣建筑的輪廓則若隱若現與天地融為一體。有陽光明媚的三亞、細雨綿綿的成都、云霧縈繞的重慶、銀裝素裹的冰城，不同城市都有著與自己氣候、季節相適應的建筑精神。不同地區不同類型的建筑有著不同的文化語境和氣質展現，因此，在建筑方案表現的時候，除了模型的表達，燈光氛圍的渲染更能彰顯該建筑的綜合氣場。而在3dmax軟件中提供了真實的模擬自然光、各種人造光源的燈光類型，在進行方案創作時，很多時候只需要簡單的一兩盞微弱的模擬現實的燈光，通過高品質的渲染，就能呈現一種特別的光感作品，讓人產生遐想。如安藤忠雄的光之教堂，以光作為建筑創意的出發點，塑造建筑體積感和獨特的精神層面的神秘感，強調了光作為建筑創作主題的。

5.利用腳本編輯制作出更復雜空間的創意設計

在制作一些更為復雜的建筑空間創意作品時，除了前面的幾種方式外，還可以利用腳本編輯進行參數化模型制作。一些復雜的仿生類或者未來高技派風格等類型的建筑創作比較適合，此類型的模型制作需要進行一定內容的腳本編輯。要求設計師具備一些基本的編程知識，可與軟件工程師合作，也可直接下載或購買他人已經編輯好的腳本進行操作。為設計師的空間創意提供了更多的無限可能。相對而言建筑設計師利用這種方式建模的不多，也因篇幅有限，筆者不再詳細闡述。

6.總結及啟示

3dmax軟件進入我國在行業普及已有二十多年，各類培訓學校為該軟件培訓了大量的技能型人才。通過 3dmax軟件豐富和強大的模型編輯和渲染功能，為建筑設計師和模型設計師提供了高效便捷的創作平臺。但在實際的建筑方案設計過程中，大多數方案設計師由于受行業較為固定的創作思維模式（如手繪圖稿、建筑CAD初步設計文件、參考示意效果圖、參考實景照片等）進行建筑方案設計，導致在方案創作過程中面臨思維僵化、模型方案雷同、方案設計缺乏特色等問題。文章采用逆向的思維，從軟件本身的角度出發，通過利用3dmax軟件進行項目設計創作實踐的案例，結合包豪斯設計構成的創意法則，總結出不同類型的建筑利用3dmax軟件進行建筑空間創意設計的幾種方法，成為建筑環境類設計師在方案創作階段提供了創作靈感案例和一定的技術支持，為設計師在設計階段的方案創作提供了另一種有效解決途徑。