淺析三維軟件在景觀方案生成表現(xiàn)中的應(yīng)用
——以Sketchup及Lumion軟件為例

馬世梁，李丹陽，李雪飛

（1.天津理工大學(xué)，天津 300384；2.河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津 300250；3.東華大學(xué)，上海 200051）

景觀設(shè)計(jì)包含范圍較廣，具有空間和時(shí)間上的復(fù)雜性，如果單獨(dú)依靠語言文字來表達(dá)和描述只能增加景觀的想象力，對空間的具體形態(tài)不能準(zhǔn)確地表達(dá)。景觀手繪草圖是最能激發(fā)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)靈感的方式之一，進(jìn)行到擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段后手繪圖的修改便利性較弱。沙盤模型以方案平立面圖紙為基準(zhǔn)進(jìn)行加工制作，可以讓觀眾以鳥瞰的方式來觀察景觀，但難以通過人視角度感受場景的氛圍。21世紀(jì)是數(shù)字化時(shí)代，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行多元化的設(shè)計(jì)表現(xiàn)是未來設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。

一、Sketchup軟件的應(yīng)用

（一）Sketchup常規(guī)應(yīng)用方式梳理

Sketchup在國內(nèi)稱之為草圖大師，是一套直接面向設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作過程的軟件，它使設(shè)計(jì)師可以直接在電腦上進(jìn)行直觀的構(gòu)思，是三維設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作的優(yōu)秀工具，其主要常用特點(diǎn)可以簡單概括為以下幾點(diǎn)：

第一點(diǎn)適用范圍廣，可以在建筑、景觀、室內(nèi)、工業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行引用。

第二點(diǎn)與Cad、3dsMax等軟件可以進(jìn)行對接，可以快速導(dǎo)入和導(dǎo)出dwg文件、dae文件、jpg文件等，實(shí)現(xiàn)方案構(gòu)思、效果圖、施工圖繪制的結(jié)合。

第三點(diǎn)是其自身的建模功能，并可以結(jié)合大量的插件使用，可以實(shí)現(xiàn)門窗、樓梯、欄桿等設(shè)施的參數(shù)化建模。

（二）Sketchup在方案生成中的應(yīng)用

1.方案準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

景觀設(shè)計(jì)創(chuàng)意構(gòu)思的初始階段就是方案準(zhǔn)備工作，在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師需要對所設(shè)計(jì)項(xiàng)目的整體進(jìn)行把控，充分認(rèn)識項(xiàng)目的設(shè)計(jì)地域、自然環(huán)境、人文環(huán)境、甲方資金投入等內(nèi)容，全面、科學(xué)地分析項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可行性。在掌握基地現(xiàn)狀地形、水文等環(huán)境關(guān)系后，我們需要借助Sketchup進(jìn)行基地設(shè)計(jì)環(huán)境的模擬，綜合考慮場地的豎向、環(huán)境協(xié)調(diào)度等關(guān)系。

2.在平面構(gòu)思表現(xiàn)中的應(yīng)用

在景觀設(shè)計(jì)中，大多數(shù)的景觀環(huán)境主要是山、池、樹木、設(shè)施與建筑物的空間組合，并使各空間開合有度，相互穿插滲透。景觀設(shè)計(jì)平面圖就是空間組合、功能布置的水平投影圖，它可以直觀地反映景觀設(shè)計(jì)構(gòu)思的內(nèi)容、道路及圍合空間的劃分、流線的組織、各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等內(nèi)容，是景觀創(chuàng)意構(gòu)思展示的重要圖示。在Sketchup中，我們可以從不同的視圖進(jìn)行方案的觀察和分析，從平面圖上可以得到檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理的因素，例如：建筑物間的日照間距是否合理、景觀節(jié)點(diǎn)的開合和輻射面是否得當(dāng)、整體綠化率容積率是否科學(xué)等，這種直觀的展示具有準(zhǔn)確性、科學(xué)性。

3.對景觀造型構(gòu)思的輔助設(shè)計(jì)

Sketchup對景觀造型的輔助設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在其強(qiáng)大的三維建模能力上，在景觀設(shè)計(jì)過程中Sketchup是最具有優(yōu)勢的設(shè)計(jì)軟件，其隨意性和便捷性可以和設(shè)計(jì)師跳躍的思維進(jìn)行結(jié)合。我們用其輔助景觀造型設(shè)計(jì)，指的是在景觀設(shè)計(jì)師具有了初步的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法之后，利用Sketchup進(jìn)行空間效果的推演和生成，探求造型設(shè)計(jì)的合理性，這一過程使設(shè)計(jì)師在使用Sketchup時(shí)感受到創(chuàng)作的樂趣而不是繪圖的乏味。

在這個(gè)過程中Sketchup的運(yùn)用包括四個(gè)方面，首先是對環(huán)境的模擬和體量關(guān)系的建立，方便設(shè)計(jì)師清晰地分析景觀天際線、景觀尺度等。其次是細(xì)部構(gòu)思，需要確定景觀造型的風(fēng)格、樣式，進(jìn)行細(xì)部的推敲和深化。然后是對空間形體的推敲和分析，分析人們在不同視角對形體的感受和認(rèn)知效應(yīng)。最后是剖面、立面圖的表達(dá)，Sketchup中顯示的剖面圖是可以與效果圖進(jìn)行結(jié)合的，設(shè)計(jì)師對地形起伏、高差處理、層次關(guān)系等都可以合理地認(rèn)識。

4.在色彩搭配與材料質(zhì)感分析中的應(yīng)用

景觀設(shè)計(jì)品質(zhì)優(yōu)劣的重要因素就是色彩搭配和景觀材料的質(zhì)感，色彩的冷暖、明暗影響著觀賞者的體驗(yàn)和心情，材料的粗細(xì)、強(qiáng)弱、軟硬等對比，使觀賞者產(chǎn)生不同的心理效應(yīng)，或輕盈、或厚重、或質(zhì)樸、或華麗。在3dsMax等三維軟件中，材質(zhì)的效果只能通過渲染后才能進(jìn)行感知，使得設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)放在了反復(fù)測試和渲染表現(xiàn)上。在Sketchup中，設(shè)計(jì)師通過調(diào)用材質(zhì)編輯庫，就可以簡單、準(zhǔn)確地給予空間或空間形體想要的色彩和材質(zhì)，通過對材質(zhì)面板的調(diào)節(jié)，可以適時(shí)地獲得準(zhǔn)確的色彩和相對逼真的材料質(zhì)感。

5.在光影及日照分析中的應(yīng)用

陽光是人類不可或缺的生存條件之一，景觀環(huán)境是人的主要生活和活動(dòng)場所，它與太陽有著密切的關(guān)系。景觀環(huán)境中的光影關(guān)系是很多設(shè)計(jì)大師營造空間意境氛圍的重要元素，在Sketchup中設(shè)計(jì)師可以對地理位置、太陽位置、季節(jié)時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確定位，分析光線與景觀場景色彩、質(zhì)感的關(guān)系，綜合地獲得光影感受。Sketchup還可以進(jìn)行頁面的添加，通過頁面動(dòng)畫的展示，我們可以得到不同時(shí)間點(diǎn)景觀環(huán)境的光影變化，是日照分析的重要手段之一。

6.在方案分析、選擇中的應(yīng)用

景觀方案設(shè)計(jì)完成后，需要對不同方案的合理性進(jìn)行分析對比，人們對景觀環(huán)境的使用大多數(shù)情況是在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行感受的，Sketchup實(shí)時(shí)的可視化場景、流暢的運(yùn)行速度使人們可以隨心所欲地從任何角度觀察、體驗(yàn)景觀環(huán)境的效果?？梢砸曾B瞰的形式俯視整體，可以進(jìn)到路徑中體會(huì)空間，可以在光影變化中感受時(shí)間，這些都是進(jìn)行方案分析和比較選擇的重要依據(jù)。

二、Lumion軟件的應(yīng)用

（一）Lumion常規(guī)應(yīng)用方式梳理

Lumion是一個(gè)實(shí)時(shí)的3D可視化軟件，用于制作漫游和靜幀作品，涉及的領(lǐng)域包括建筑、規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)等。Lumion強(qiáng)大之處就在于它能夠提供優(yōu)秀的圖像，并將快速和高效的工作流程結(jié)合在一起，節(jié)省時(shí)間和精力。其主要包含以下功能：第一，渲染和場景創(chuàng)建只需要幾分鐘；第二，可以從Sketchup、3dsMax等許多三維軟件中導(dǎo)入場景；第三，擁有大量的3D模型和材質(zhì)庫，運(yùn)用快如閃電的GPU運(yùn)算技術(shù)，可以實(shí)時(shí)編輯和演示場景。

（二）Lumion在方案表現(xiàn)中的應(yīng)用

1.前期準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

在Lumion中進(jìn)行操作，首先需要將文件進(jìn)行整理，Lumion4.0版本以下的Lumion2.1、2.5、3.0版本均需要將文件從Sketchup中導(dǎo)出為Lumion支持的格式，如dae或者obj格式，這些較低的軟件版本對計(jì)算機(jī)的性能要求較低，一般2G顯卡的顯存即可使用。Lumion4.0至現(xiàn)在的10.0版本，可以直接使用skp格式的文件進(jìn)行導(dǎo)入，但隨著版本的升高，對計(jì)算機(jī)的性能要求更高，10.0版本的推薦顯卡配置需達(dá)到6G或8G的顯存。在使用Lumion進(jìn)行效果的制作時(shí)需要對Sketchup和Lumion兩個(gè)軟件的特性和注意問題進(jìn)行思考和解決。第一，Sketchup場景文件過大時(shí)，需要分組導(dǎo)出；第二，在Sketchup場景文件中，群組內(nèi)組件不要建得太深；第三，Sketchup導(dǎo)出時(shí)，可將需要邊線和不需要邊線的兩類物體分開導(dǎo)出。

打開Lumion后會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)界面，隨后進(jìn)入初始界面。在初始界面會(huì)顯示各類預(yù)制的場景信息，用戶可以根據(jù)自己需要的場景進(jìn)行選擇，并可以在主頁設(shè)置里根據(jù)自己電腦的配置進(jìn)行畫質(zhì)清晰度的調(diào)整。同時(shí)，在初始界面里用戶可以看到很多Lumion自帶的各種范例；在載入頁面里用戶可以打開之前保存的文件進(jìn)行繼續(xù)編輯。

2.真實(shí)場景創(chuàng)建

在對Sketchup及Lumion軟件進(jìn)行了解后，我們可以進(jìn)行場景的創(chuàng)建。首先運(yùn)行Sketchup，將設(shè)計(jì)模型進(jìn)行整理，減少組件嵌套，按類別將各組件進(jìn)行分類。為避免模型文件過大導(dǎo)致Lumion無法導(dǎo)入，可以將分組后的模型分別導(dǎo)出dae格式文件，文件名稱盡量避免中文字符，低版本軟件對中文名稱會(huì)報(bào)錯(cuò)，現(xiàn)有的高版本對中文名稱的文件報(bào)錯(cuò)率很低。然后打開Lumion軟件，點(diǎn)擊導(dǎo)入按鈕，然后單擊添加模型，選中Sketchup導(dǎo)出的dae或者skp格式的模型進(jìn)行打開即可。此時(shí)在Lumion中可以開始進(jìn)行場景的調(diào)整，諸如地形起伏、光照色彩、植物配置、設(shè)施選擇等內(nèi)容。在材質(zhì)編輯方面，Lumion擁有獨(dú)特的法線貼圖與材質(zhì)位圖，不僅可以模仿各種類型的材質(zhì)樣式，還可以進(jìn)行凹凸、反射、漫反射、亮度、色彩的調(diào)整。具體操作如下，第一單擊“添加材質(zhì)”按鈕“+”，然后將鼠標(biāo)移至組件內(nèi)需要編輯材質(zhì)的面域上，被選中的材質(zhì)會(huì)變成綠色，單擊添加選中的材質(zhì)，在下方工具欄上會(huì)增加一個(gè)新的材質(zhì)，并會(huì)打開材質(zhì)編輯器。這時(shí)選擇需要的材質(zhì)，點(diǎn)擊即可實(shí)時(shí)更新到場景之中，所見即所得。

3.豐富的配景內(nèi)容

在Lumion中點(diǎn)擊組件按鈕，即可獲得豐富的配景資源，在這個(gè)面板中我們可以選擇植物模型、人物模型、動(dòng)物模型、室內(nèi)家具模型、室外設(shè)施模型及燈光等。豐富的配景內(nèi)容使Lumion的制圖更加靈活生動(dòng)，獲得了便捷的場景建立手段和極快的速度。任何一個(gè)配景內(nèi)容都可以通過面板中的“移動(dòng)模型”工具進(jìn)行復(fù)制、移位、縮放、旋轉(zhuǎn)等，配景的應(yīng)用最大限度地滿足用戶的使用需求。此外，還有諸多網(wǎng)友根據(jù)地域、品種、形態(tài)開發(fā)的各類模型庫，可以配合軟件使用，極大地提高了圖面效果。

4.實(shí)時(shí)可視化

Lumion軟件相比其他三維建模及渲染軟件最大的優(yōu)勢就是其所見即所得的實(shí)時(shí)可視化顯示。在Lumion中，用戶進(jìn)行的任何操作都會(huì)直觀地顯現(xiàn)在眼前，使設(shè)計(jì)師對空間、色彩、材質(zhì)、形體的把握非常清晰準(zhǔn)確，同時(shí)可以隨時(shí)與甲方進(jìn)行演示和交流，使雙方人員都能夠站在直觀、科學(xué)的角度進(jìn)行方案的交流反饋?；贚umion這樣的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)師可以不用再為后期Ps表現(xiàn)耗費(fèi)巨大的精力，在方案設(shè)計(jì)構(gòu)思的同時(shí)獲得真實(shí)的空間形態(tài)。

5.高效的圖像制作

方案審定后，Lumion的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)圖片及視頻處理功能也是非常強(qiáng)大的。用戶使用鼠標(biāo)中鍵及右鍵，并結(jié)合W、A、S、D四個(gè)方向鍵進(jìn)行角度的調(diào)整，然后按Ctrl+1組合鍵、Ctrl+2組合鍵、Ctrl+3組合鍵……保存相機(jī)視角即可選好效果圖出圖角度。在“天氣”面板中單擊“光線”按鈕，通過鼠標(biāo)左鍵的拖動(dòng)可以調(diào)節(jié)光線的方向、強(qiáng)度及云彩的數(shù)量和亮度，包括遠(yuǎn)云、中云、低云的數(shù)量和大小。此時(shí)再點(diǎn)擊“地形”按鈕，選擇“海拔”或“顏色”選項(xiàng)，都可以看到同一空間的不同形式表現(xiàn)示例。在工作界面，點(diǎn)擊“靜幀”按鈕，在彈出的窗口中根據(jù)項(xiàng)目需要選擇出圖尺寸1280×720或1920×1080乃至更大尺寸，點(diǎn)擊保存按鈕，選擇保存圖片的格式，輸出圖片即可，一般一張1920×1080分辨率的圖片僅需幾十秒即可完成。

三、Sketchup與Lumion結(jié)合輔助景觀方案生成表現(xiàn)的優(yōu)勢總結(jié)

Sketchup的獨(dú)特之處在于它對設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作過程的重視和良好的應(yīng)用性能，這也使它成為一款為設(shè)計(jì)過程而研發(fā)的軟件，用于景觀設(shè)計(jì)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先是其簡潔的操作界面和人性化的工具命令，可以使設(shè)計(jì)師迅速掌握；其次是其適用面大，可以應(yīng)用在方案設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，或推敲或演示或出圖或動(dòng)畫；然后是其強(qiáng)大的建模功能，可以快速地通過幾何形生成立體模型，并且可以得到任何位置的剖面和立面圖；最后是其與Cad、3dsMax、Lumion等軟件的無縫銜接，可以快速地導(dǎo)入或?qū)С鰀ae、dwg、3ds等格式的文件，便于后期虛擬表現(xiàn)的應(yīng)用。

在后期表現(xiàn)領(lǐng)域，很多人使用Vray來實(shí)現(xiàn)模型的真實(shí)渲染，但Vray的操作界面較為復(fù)雜，需要大量的工作實(shí)戰(zhàn)才能運(yùn)用自如。然而，Lumion卻可以輕松地讓零基礎(chǔ)的人都能運(yùn)用最新的即時(shí)3D技術(shù)，所以Lumion定義了建筑景觀的可視化。無論是多么復(fù)雜的設(shè)計(jì)任務(wù)，在你運(yùn)用Lumion來操作時(shí)都會(huì)感覺到輕松容易。這種使用GPU即時(shí)渲染的技術(shù)讓軟件的實(shí)用性提升到一個(gè)新的高度，設(shè)計(jì)效果所見即所得。