基于3dmax軟件進行建筑空間創(chuàng)意設(shè)計的方法研究

王路生 李 春

（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧 530001；廣西藝術(shù)學院，廣西 南寧 530022）

3dmax是建筑空間設(shè)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(shù)開發(fā)的不斷拓展和版本的不斷更新，已廣泛應(yīng)用于三維動畫、多媒體制作、工業(yè)設(shè)計以及工程可視化等諸多領(lǐng)域。3dmax軟件強大的建模功能、燈光及材質(zhì)渲染，極大的提升了創(chuàng)作效率和設(shè)計作品的輸出品質(zhì)，給設(shè)計師帶來了無盡的創(chuàng)作空間，成了該行業(yè)高效的輔助設(shè)計工具。

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

當今的建筑環(huán)境設(shè)計創(chuàng)作領(lǐng)域，空間構(gòu)成的創(chuàng)意方法主要沿襲于二十世紀初德國包豪斯設(shè)計學校確立的設(shè)計構(gòu)成體系，包含平面構(gòu)成、立體構(gòu)成、色彩構(gòu)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(shè)計人員來說，其創(chuàng)意設(shè)計的前期素材主要來源于手繪圖稿、建筑CAD初步設(shè)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(shè)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(shè)計構(gòu)成的內(nèi)容，為建筑設(shè)計師利用3dmax軟件結(jié)合包豪斯設(shè)計體系進行建筑方案創(chuàng)意設(shè)計帶來了更廣闊的創(chuàng)意空間和創(chuàng)作平臺。本文從以下五個方面，根據(jù)不同類型的建筑環(huán)境類空間形態(tài)特征，結(jié)合3dmax軟件建模的不同方式進行詳細闡述各自相適應(yīng)的創(chuàng)意方法。

1.利用最基本的創(chuàng)建圖形的方式進行空間創(chuàng)意設(shè)計

在建筑類型中，如東西方傳統(tǒng)建筑、公共建筑、宮殿建筑等，大多采用規(guī)整幾何形態(tài)如圓形、矩形等進行中軸線對稱構(gòu)圖，以體現(xiàn)莊重大氣的建筑風格。3dmax在最基本的創(chuàng)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(huán)、星形、文本、螺旋線等。這為建筑環(huán)境設(shè)計的平面形態(tài)的基本創(chuàng)建提供了便捷的操作路徑和豐富的基礎(chǔ)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(shè)計師任意手繪創(chuàng)作曲線的完美匹配，再結(jié)合平面構(gòu)成的常用創(chuàng)作手法，可以對應(yīng)的進行十分豐富的建筑立面、平面的創(chuàng)意模型制作。如利用平面構(gòu)成中常用的變異、對比、重復(fù)、近似、漸變、發(fā)散等方法，可以得到無數(shù)的發(fā)散性思維作品。而3dmax在復(fù)制過程中提供了關(guān)聯(lián)復(fù)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(chuàng)作效率。此外，星形的編輯屬性中，可以分別對星形的邊數(shù)、尖銳角單獨分開調(diào)整，而在調(diào)整的過程中，會看到其意想不到的豐富的扭曲形態(tài)。設(shè)計師可通過觀察這個圖形不斷變化的過程中，進行創(chuàng)意思維的拓展和靈感的觸發(fā)，因為這種編輯和調(diào)整過程，可給設(shè)計產(chǎn)生無限的遐想。它區(qū)別于根據(jù)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(chuàng)意推導(dǎo)的演變過程。比如在繪制環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的陳設(shè)作品、東西方建筑裝飾構(gòu)件、景觀創(chuàng)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(tài)，給設(shè)計師創(chuàng)意和復(fù)雜的空間構(gòu)思帶來了可視化的感知和極大的啟發(fā)。

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

2.利用可反復(fù)堆疊的空間修改器方式進行空間創(chuàng)意設(shè)計

隨著建造技術(shù)的突飛猛進和新型材料的不斷涌現(xiàn)，一些造型新穎形態(tài)獨特的仿生類、高技派、參數(shù)化設(shè)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(yōu)勢特色之一，便是其可反復(fù)堆疊的空間修改器建模步驟，給這類異型復(fù)雜的空間模型方案創(chuàng)作帶來了無限的可能，這種可反復(fù)堆疊順序的編輯模式使模型創(chuàng)意過程有著非常大的彈性空間?？紤]到3dmax軟件適合的行業(yè)范圍廣，在建筑空間領(lǐng)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(shù)效果，往往就會采取這類反復(fù)堆疊的創(chuàng)作方法。以南寧國際會展中心主廳建筑模型創(chuàng)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(chuàng)作手法。首先創(chuàng)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(shè)置足夠數(shù)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(chuàng)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(dǎo)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(tài)構(gòu)成規(guī)律，結(jié)合包豪斯設(shè)計構(gòu)成中的立體構(gòu)成法則進行重新解構(gòu)，便可利用3dmax快速有效的創(chuàng)作出一些看似復(fù)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(chuàng)建出一些復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)連接骨架。而在創(chuàng)作一些環(huán)境景觀小品的時候，反復(fù)堆疊晶格修改器和FFD修改器，將會得到更加復(fù)雜的各種編織交錯的紋理。而完成這些看似錯綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，僅僅就是幾步反復(fù)堆疊的修改器即可完成。只需認真解構(gòu)其形態(tài)規(guī)律，便能快速高效的完成方案創(chuàng)作。

圖1 創(chuàng)建十二角的星形基礎(chǔ)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(shè)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(chuàng)造出更為復(fù)雜的仿生學、復(fù)雜曲面的異形建筑空間方案設(shè)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(jīng)與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)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(zhì)貼圖方式進行空間創(chuàng)意設(shè)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(chuàng)作中，一些最為簡單的建筑空間形態(tài)蒙上豐富的建筑表皮材質(zhì)肌理，一樣可以獲得大眾的認可和青睞。而3dmax材質(zhì)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(diào)出涵蓋目前人類所認知的所有材質(zhì)。在包豪斯設(shè)計學校設(shè)計構(gòu)成體系中，色彩構(gòu)成是三大構(gòu)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(zhì)編輯器，可以嘗試諸多復(fù)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(xiàn)，讓創(chuàng)意空間色彩豐富多彩?？尚纬刹煌愋秃惋L格的色調(diào)傾向，完成一些較為復(fù)雜的色彩表現(xiàn)形式，如推移色彩、透疊色彩等。若要表現(xiàn)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(zhì)，便可得到根據(jù)設(shè)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(guī)劃、周邊環(huán)境、投資成本等限定因素前提下，已經(jīng)被限定了造型、風格、造價等內(nèi)容，唯一能進行創(chuàng)意的就只有建筑材質(zhì)及肌理色彩了。而由于3dmax軟件提供了非常豐富的材質(zhì)紋理、色彩組合搭配的色彩創(chuàng)意空間，可通過運用色彩互補、色彩調(diào)和、色彩統(tǒng)一等方式，讓建筑色彩成為創(chuàng)意設(shè)計亮點而解決因造價的控制形成的形態(tài)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(zhì)用到了極致，樸實無華的建筑肌理，讓建筑呈現(xiàn)出一種雅致、和諧、樸素的美感。盡管其大部分清水泥土材質(zhì)的建筑模型形態(tài)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(zhì)美感。因此，無論建筑材質(zhì)肌理的豐富、建筑色彩的夸張、建筑材質(zhì)的單一，都是運用色彩構(gòu)成的搭配方法，將建筑設(shè)計方案給人耳目一新的創(chuàng)作手段。

4.利用豐富的燈光渲染方式進行空間創(chuàng)意設(shè)計

光可分為自然光以及人造光，建筑空間創(chuàng)意與攝影一樣，光也是建筑創(chuàng)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(xiàn)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(jié)相適應(yīng)的建筑精神。不同地區(qū)不同類型的建筑有著不同的文化語境和氣質(zhì)展現(xiàn)，因此，在建筑方案表現(xiàn)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(chuàng)作時，很多時候只需要簡單的一兩盞微弱的模擬現(xiàn)實的燈光，通過高品質(zhì)的渲染，就能呈現(xiàn)一種特別的光感作品，讓人產(chǎn)生遐想。如安藤忠雄的光之教堂，以光作為建筑創(chuàng)意的出發(fā)點，塑造建筑體積感和獨特的精神層面的神秘感，強調(diào)了光作為建筑創(chuàng)作主題的。

5.利用腳本編輯制作出更復(fù)雜空間的創(chuàng)意設(shè)計

在制作一些更為復(fù)雜的建筑空間創(chuàng)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(shù)化模型制作。一些復(fù)雜的仿生類或者未來高技派風格等類型的建筑創(chuàng)作比較適合，此類型的模型制作需要進行一定內(nèi)容的腳本編輯。要求設(shè)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(jīng)編輯好的腳本進行操作。為設(shè)計師的空間創(chuàng)意提供了更多的無限可能。相對而言建筑設(shè)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(jié)及啟示

3dmax軟件進入我國在行業(yè)普及已有二十多年，各類培訓(xùn)學校為該軟件培訓(xùn)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(shè)計師和模型設(shè)計師提供了高效便捷的創(chuàng)作平臺。但在實際的建筑方案設(shè)計過程中，大多數(shù)方案設(shè)計師由于受行業(yè)較為固定的創(chuàng)作思維模式（如手繪圖稿、建筑CAD初步設(shè)計文件、參考示意效果圖、參考實景照片等）進行建筑方案設(shè)計，導(dǎo)致在方案創(chuàng)作過程中面臨思維僵化、模型方案雷同、方案設(shè)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(fā)，通過利用3dmax軟件進行項目設(shè)計創(chuàng)作實踐的案例，結(jié)合包豪斯設(shè)計構(gòu)成的創(chuàng)意法則，總結(jié)出不同類型的建筑利用3dmax軟件進行建筑空間創(chuàng)意設(shè)計的幾種方法，成為建筑環(huán)境類設(shè)計師在方案創(chuàng)作階段提供了創(chuàng)作靈感案例和一定的技術(shù)支持，為設(shè)計師在設(shè)計階段的方案創(chuàng)作提供了另一種有效解決途徑。