三维软件

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇三维软件范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

三维软件范文第1篇

关键词：三维点云；逆向工程；Geomagic；三维建模

Abstract: based on the basic principle of reverse engineering and reverse engineering software Geomagic Studio basic work process, the eagle to sculpture 3 d point cloud data processing, the completion of the eagle 3 d modeling process. This paper introduces the eagle each part in Geomagic point cloud data processing process, and after the merger in model of the texture and rendering, at last, the paper introduces the Geomagic and Solidworks, Polyworks, Imageware between software such as to how to share data; Focuses on a cloud in the Geomagic treatment process, including the point cloud stage joining together, the point cloud pretreatment, packaging form triangle surface, in many deformation stage hole repair and optimization, in the shape of the construction stage of construction, the surface and eventually generated the grille NURBS surface.

Keywords: 3 d point cloud; Reverse engineering; Geomagic; 3 d modeling

中图分类号： O343.2文献标识码：A 文章编号：

0 引言

随着计算机技术、通讯技术、机械制造技术的发展，三维激光扫描的成本越来越低，应用领域也渗透到国民经济的各个方面，如何对三维激光扫描仪扫描到的点云进行处理已成为热点问题。作为四大逆向工程软件之一，Geomagic Studio是由美国 Raindrop 公司出品的逆向工程和三维检测软件，可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型网格，并可自动转换为 NURBS 曲面。本设计利用Geomagic Studio软件对产品三维点云数据进行处理，分析Geomagic Studio从点云到其它软件继续处理的完整过程，反向推出产品的设计数据，包括设计图样和数字模型，为三维激光扫描仪点云数据处理和应用提供一种新的途径。

1 逆向工程概述

1.1 逆向工程简介

逆向工程是对产品设计过程的一种描述，与正向设计相对应。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数据模型）的过程。

1.2 逆向工程流程

目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的CAD，称为“实物逆向工程”。

2基于Geomagic 12的三维模型重建

2.1 Geomagic Studio 软件简介

Geomagic Studio软件是美国Raindrop公司出品的逆向工程和三维检测软件，它可根据物体扫描所得的点阵模型创建出良好的多边形模型或网格模型，并将它们转换NURBS 曲面。该软件主要特点是支持多种扫描仪的文件格式的读取和转换、海量点云数据的预处理、智能化NURBS构面等等。它采用的点云数据的采样精简算法，克服了其他同类软件中对点云数据操作时，软件进行图形的拓扑运算速度慢、显示慢等弊端。而且软件人性化的界面设计，使其操作非常方便。

2.2 Geomagic Studio软件工作流程

根据软件输入的数据与其他软件或设备的接口，不同的逆向软件有不同的工作流程，可以采用点―线―面和点―多边形―面等方式，Geomagic Studio采用了点―多边形―面的工作流程，从上图可以看出Geomagic Studio软件主要包括点云阶段、包装阶段、多边形阶段。

2.3 雄鹰的三维模型重建

2.3.1 获取并优化点云

为了得到完整的点云,运用三维激光扫描仪从多个不同的方向进行扫描,再将各分块点云用对其功能统一到一个坐标系下。

拼接后的点再经过去除杂点和噪声点以及点云取样后可得到一个比较好的雄鹰点云，但由于其整体结构比较复杂，我们需将其分割成两个部分也即鹰体和支柱来分别进行建模。下面具体介绍建模过程。

2.3.2 具体建模过程

首先是封装过程，点云数据处理完成后，进入Wrap封装阶段。把分割优化后的鹰体点云数据进行封装，实质上是用许多细小的空间三角片来逼近还原CAD实体模型。

由于被测模型本身的几何拓扑原因或因遮挡效应、破损以及不同站之间点云数据拼接存在缝隙等原因，会存在部分表面无法测量、采集的数字化模型存在数据破损的现象。可通过填充孔命令将这些缺失数据补齐。

填充孔之后的鹰大致呈现出粗糙的模型，需要对其进行光顺，可用快速光顺来快速去除表面的不光顺处，这个命令减少了先删除几何形状再基于曲率的填充空隙的步骤。对于一些表面的小肿块也可以用砂纸来交互式光顺或松弛对象上的区域（如去除肿块）。

接下来是精确曲面阶段。完成多边形的编辑处理后，进入形状阶段，包括检测曲率、构建及编辑曲面片、构建网格、拟合曲面等以完成雄鹰的NURBS曲面重建。

使用精确曲面下的探测功能 下的探测曲率，对鹰体的曲率进行自动探测。如果探测出来的轮廓线并不完全是我们需要的轮廓线，还可通过执行“升级/约束”命令进行修改。

接下来是构建曲面片，曲面片的划分是构建曲面的关键环节,应以曲面分析为基础进行合理划分，构建出的曲面片在需要比较精细的地方有比较多且小的嵌片,在比较平坦的地方有比较少且大的嵌片。系统自动构建好的曲面片需进一步调整,使用松弛曲面片功能可使轮廓线变得挺直。使用Geomagic的松弛轮廓线功能可使边界线平均分布,且可以预防边界线有互相交叉的情况。利用移动面板功能，设定控制点，对每个嵌片进行编辑，如曲面片分布、曲线松弛、路径等。

调整好曲面片布局图后,使用构造格栅功能 , 将会在每个嵌片内分布U-V网格线,NURBS 曲面的控制点将会依据这些网格而产生,定义分辨率值为20 (分辨率越高,曲面越精细, 分辨率越低, 曲面越平顺, 取20～50较理想) ,选择修复相交区域,选择检查几何图形。

模型构造格栅后,用拟合曲面功能 拟合NURBS曲面,我们要的曲面是要比较精细的,采用默认的控制点和表面张力,生成曲面模型。如果要追求最好的细节,可将表面张力调到最小,控制点数目调到最大。

2.3.3 模型合并及贴图

在完成鹰体和支柱两部分的分别建模之后，我们需要将二者重新合并成一个整体。两种方法：可以直接在多边形阶段完成合并；也可以将两个模型转换成点云，然后进行点云和并并封装处理。效果如下图所示：

（a）点云（b）多边形

图1 点云合并和封装

为了让模型显得更加逼真，我们可以给其进行模型贴图。先在网上搜集符合事物模型的素材或者是模型现实中的相片，然后利用软件自带贴图功能实现这一过程。效果如图13所示：

图2 模型贴图

3 结束语

在逆向工程后处理中，Geomagic Studio 软件可以有效的进行点云数据的各个阶段处理，包括点阶段、多边形阶段、形状阶段。实践证明，利用该软件，可直接获得零件原型的数字曲面，加快复杂零件逆向工程的数字建模进程，大大提高产品设计和制造的效率和质量。

参考文献

[1] 张德海,梁晋,郭成,梁新合.逆向工程的流程研究和基于Geomagic的实例应用[J].机械研究与应用,2008年03期

[2] 罗之军,何彪.基于Geomagic Studio的逆向工程技术[J].贵州工业大学学报,2008年05期.

[3] 王锦红等.基于反求技术的三维建模方法研究与应用[D].广东：广东省韶关学院机电系，2002

[4] 付伟,张海.基于Geomagic Studio软件的逆向工程设计[J].工具技术,2007年11期.

三维软件范文第2篇

关键词：园林设计 三维制作软件 3D Max；SketchUp（草图大师）

计算机已经应用于社会生活的各个方面，计算机辅助设计技术应用于园林设计也有很长一段时间，但大多仅限于二维图形制作，三维软件大多是在设计结束后进行效果图制作时才参与进来，即目前的设计仍是在二维的平面中设计三维的空间实体。但是随着计算机技术的不断进步，三维软件的发展成熟，目前的技术条件已经可以使设计从二维图纸进入到三维空间，而三维软件的发展也可以满足设计中各个过程的要求，该文主要对三维软件在园林景观设计中参与辅助的各项过程作初步的探究。

一、三维软件的优势

在传统的园林景观设计中，景观设计师完全通过手绘图来表达其设计理念，既费时费力，又难于修改，随着计算机技术的不断发展，三维软件的成熟，园林设计的过程可以与三维软件相结合，通过让计算机辅助分析，一边观察、感受设计效果，一边进行相应的设计和修改，这样的设计方式有许多优势。

1.通过三维建模准确确定空间比例

在三维空间中建立虚拟场景，并在场景中进行各项设计，可以准确而直观的看到所设计的物体与环境的比例是否合适，地形的高低起伏、树木的大小、建筑物的体量都一目了然，并且可以以人体模型为参照，对比体量的合理性，乃至进行准确的尺度设定。这样就会让在平面设计里粗枝大叶、毫不考虑比例关系的设计充分地暴露出来，使设计更加准确，达到“比例与尺度”这一园林设计的基本要求。

2.具像化具体化物体形象

通过平面设计确定物体的设计位置，通过三维建模确定物体的的空间三维形象是三维辅助设计的重点优势，对于园林来说山水地形、植物、建筑，是重中之重且不可或缺的要素，平面设计由于受到本身特性的局限，在实体设计上明显先天不足，而三维辅助设计就可以很好地解决这一问题。

3.以现实游人视角观察分析

无论是园林设计，还是环境设计，其根本目的都是为人服务，设计首先应当考虑的是人的感受，脱离了具体使用人的设计一定无法成为一个成功的设计，而平面设计站的角度是平面的，没有从游人的角度来思考问题，这样的设计方法往往造成不知所云的局面，如一个以凤凰图案为总体布局，总体立意是凤凰，并且以凤凰为名的广场，却让游人在游览过后找不到凤凰在哪。

4.方便直观的展示

景观三维辅助设计从平面到立体，从图纸到场景的一系列三维辅助设计过程，在设计结束后得到的不再是以往设计方式所产生的一张平面图纸，而是有对比、有色彩、有质感的一个完整仿真的三维场景，这样无论是景点效果图，还是整体鸟瞰图，电脑都可以很好表现出来，并且还可根据需要进行动态画面的制作，及其3D引擎的自由的动态空间。

二、三维辅助设计流程

在进行园林三维辅助设计的具体实践中，不同设计要求的设计过程不尽相同，但大体上有以下几个步骤：

1.基础资料的调查和分析

主要任务是对要设计的地形、植被等各项条件进行全面的了解，通过收集图纸和其他材料，了解地形地貌特征，分析植物气候条件、土壤类型，明确设计要求，使其设计建立在实际地形地貌等条件上。

2.方案设计

对整体园林的用地进行规划或布置，并进行立意的构思，是采取探索性的的方法产生很粗略的框架。方案设计往往会做出多个方案，然后综合比较分析，最终产生一个最优秀的方案。

3.CAD平面初步设计

在CAD软件环境下进行平面初步设计，园林设计图主要是平面图，但其是将立体景物通过正投影以平面图的方式画出来，所以此阶段的设计不只是设计地形、建筑、植物等平面布局，同时也要考虑立体的景象。

4.CAD导入三维软件，在三维场景中初步建立场景环境

CAD是广泛被使用的设计软件，几乎所有的三维软件都兼容支持dwg格式（CAD文件的存储格式）的文件，可以导入如“3D Studio Max”，“SketchUp（草图大师）”等软件，将二维平面转化为三维环境，在三维虚拟空间中初步建立场景环境，并把平面设计的景物按照思考的景象在三维空间中建立模型，使之具体、清晰。

5.二维与三维结合分析

通过观察三维场景中的虚拟景观（这里建议在Sketch-Up软件环境中进行），可以直观地观察景观的效果，多角度地分析空间分布关系，进行深入考虑。然后综合功能的需要、艺术的要求和环境的条件等因素，逐步进行设计修改。

6.详细更改设计平面图并完善三维场景

这一步与第5步几乎是在同一时间完成的，但为了强调分析的重要以及一边分析一边改进的要点，所以写成了两步。在分析之后核对得出改进的想法，然后修改平面图与三维空间，这样一步步分析，一步步改进，最终得到经过虚拟现实分析的设计，换句话说就是已经“建成并考察”的园林景观设计了。

7.综合平面设计图与三维场景进行竖向设计图、种植设计图、立剖面图

由于三维场景的建立完善，设计人员已经对所设计的园林景观环境有了充分了解，并且三维模型建立也使立面尺寸基本明确，所以竖向设计图、种植设计图、立剖面图等竖向图纸就可以十分方便地画出来。

8.以三维软件输出效果图、效果动画等

不同的三维软件输出图的方式方法不一样，统一软件也有不同的渲染器（例如3D Max可以使用默认渲染器、V-Ray渲染器、巴西渲染器等），但是无论是什么软件，其基本出图方式都是一样的，首先是调整视角，然后进行光源等设置，最后渲染输出。这样的图纸效果是手绘很难比拟的，如果是以动态视角输出的图，则更有如现实场景的效果。

9.进行设计汇报

三维软件范文第3篇

1创建三维形象

当效果图设计制作者拥有相对较为完善的构思想法之后，需综合考虑平面图纸设计人员的想法，与此同时应该将该种构思采用较为具体的三维形态呈现于脑海之中，参考图纸设计，进行完整性较强策划。因此可以说，电脑效果图设计制作者应该仔细研读平面设计图纸，全面掌握相关图纸给出的厂房结构、标注材料、建筑尺寸等有价值的内容，能够了解相关材料所具备的质感与纹理；将效果图中所展现的室内外建筑结构跟电气线路、周边环境、管线布局等各个方面联系起来，采用较为合理的构图形式，清晰突显各类关系；结合对应思路进行方案制定，运用电脑设备将平面上的图纸转化成为较生动、形象、立体化的三维效果图，便于大家从各个角度出发审视并观察所设计内容，而后择取理想视角，实现高质电脑效果图作品的优化输出。对于整体建筑结构来说，室内以及室外建筑的三视图是对其展开说明需参照的基础性依据，为此要求相关的效果图制作者需具备良好的三维空间感官能力，便于其灵活运用3dsmax软件。

2布置灯光

制作效果图的进程当中，为实现对场景气氛的有效调整，必须根据实际情况设置灯光。通过灯光的立体化作用，能够直接决定三维效果图的层次感，不论一幅优秀的效果图能拥有多么出色的材质和造型，若是其未能拥有优化的灯光布局设置，那么其产生的效果也会大打折扣，为此需合理设置灯光，获取较为满意三维效果图成果。

3结语

三维软件范文第4篇

［关键词］图形图像软件 三维动画制作 Maya 教学方式 就业需求 教学创新模式

目前高校很多专业，特别是美术类专业，如环境艺术设计、动画等专业，还有计算机类专业如数字艺术等纷纷开设了图形图像制作软件课程。主要是由于计算机技术的广泛运用，各行各业对掌握这类技术的人员需求日益增加，导致图形图像软件制作技术显得尤为重要。

三维动画制作软件Maya是动漫专业的技能课程之一，是一门实践性很强的课程。课程教学目标是通过系统规范的理论知识学习和上机实践让学生熟练掌握Maya 软件的各项功能和Maya 动画设计创意的思维及技巧，最终实现自主设计具有创意的三维动画。但是由于学生对Maya课程理论不能充分的理解，再加上Maya本身应用广泛，知识点多，如何巧妙准确的讲授Maya课程这一难题就摆在我们面前。在此，我的教学过程主要分三个内容进行，理论、实践、创新。我们来具体谈谈这三个问题或它们之间的联系。

一、理论与实践

图形图像软件注重理论与实践的结合，两方面相辅相成。理论主要是为实践服务的，没有实践，理论是没有意义的；理论又是实践的前提，没有理论，实践也就没有依据，所以两方面都不能忽视。首先讲授基本面板和命令等理论部分，然后演示操作过程即运用理论指导实践。在过程中，讲解制作的步骤，操作的逻辑思维。重点讲主要操作命令，难点是如何在实践中运用命令。例如在讲授多边形建模知识板块时，主要运用的命令有分割多边形工具、Tool 插入循环边工具、挤压工具、镜像、缝合、复制、联合等，先讲这些命令的面板和操作方法，然后以制作恐龙模型的实践过程来演示这些命令的使用方法和技巧。我们以案例操作来讲知识点，明确是为了做三维动画而学习Maya软件，不是为了钻研软件。例如，在讲多边形建模知识，我们教学的目的是为了让学生掌握运用多边形建模命令来掌握制作复杂模型的方法，而不是研究多边形建模类的所有命令，因为有些命令几乎用不到，我们没有必要花时间去讲授。

二、实践方面的教学

图形图像软件的教学落脚点是实践方面，学习软件的目的是运用软件来做作品，因此实践方面的教学从以下两点来探讨：

1、实践教学的内容

实践的内容要以就业为导向，以企业所需技能为核心内容。我们着眼于以就业为导向的实践教学创新模式的探索，以企业、市场需求为核心，根据企业、市场对三维动画人才的需求来调整实践教学各个环节的教学内容和教学方式，使学生循序渐进地了解企业的工作模式、项目的制作流程以及市场对大学生就业的需求等内容，作为实践教学的最终目标。最好的实践课题无疑是来自企业一线的项目。例如我们直接参与一个动画公司的网游项目，制作游戏的角色和场景，让公司工作人员来讲解演示，然后让学生做。这样使得学生在学校期间就可以真正接触市场，积累工作经验，对于顺利就业有很好的帮助，同样企业通过深入学校，直接接触学生，为日后挑选优秀三维人才奠定基础。另外对于有一定基础的学生可以把参加比赛的项目拿来做为实践教学部分，让大家多参加比赛，可以让学生从比赛的结果和状况来分清自己所处的位置。

2、实践教学的方法

实践教学的授课过程应该分三步走：首先是由教师指导的教材实践内容，图形图像软件教学建议在机房进行，因为它主要是实践能力的培养，这就需要教师手把手地教。我们以案例操作来讲知识点，把一个内容分为若干步骤，特别是对于像Maya这样比较复杂的软件。例如在教授多边形建模方法课程，我们通过制作恐龙模型案例来讲授建模命令以及建模方法。我把恐龙模型分为四个步骤，一是躯干部分建模，首先是教师演示，然后学生制作，教师到学生中指导，纠正错误的操作方法和步骤。等学生躯干部分模型基本建好，再接着演示四肢模型的建模步骤和方法，然后让学生制作，到学生中指导，如此反复几次，学生基本都能掌握Maya的建模技能。后一阶段可以是全真项目模拟训练，教师确定的实践题目应该接近真实项目，只是要求相对宽松，作为学生进入真实项目的过渡。等学生掌握了一定的操作技能和方法后，可以组织学生进行真实项目训练。学生经过这三个步骤的训练，应该能够达到熟练掌握Maya的基本操作技能，并且基本能适应企业的需求。

三、创新内容的教学及要求

高校教学注重创新能力的培养，创新能力的培养贯穿整个高校学生的培养过程。在三维动画制作软件Maya课程的最后阶段要求大家分组创作一个三维动画小作品。这个阶段因为大家对软件的技术都基本掌握了，结合实际生活中的一些启示和灵感制作小作品与现实生活实际运用结合起来，把所学到的理论知识和实践结合起来创作是落脚点。创作作品不仅让学生深刻理解教材中的理论和掌握Maya动画制作的规律,在制作的过程当中极大的发挥了学生的想像力和创造力。在创作的过程当中可以激发创新精神，把民间美术的内容融合到自己的作品当中，丰富大家的思维。

总之, 图形图像软件是理论与实践结合很强的课程,要上好这类课程必须想方设法培养学生的学习兴趣，采用案例教学法,但不能忽视基本的理论知识，边教学边演示。实践教学要注重教学内容和教学方法，教师要做学生的引导者和启发者，要调动学生学习的积极性，让学生多上机实践，亲自在实践进行中体会，多实践才能灵活的掌握知识和技能，只有将理论与实践有机结合才能掌握图形图像软件制作的方法和技巧。大学生创新能力的培养必须深入到每门课程当中，我们要善于启发他们的创新思维，让学生充分发挥想像力，运用图形图像软件创作各种风格的作品。

参考文献

三维软件范文第5篇

关键词：园林设计;三维制作软件;3d max;sketchup(草图大师)

计算机已经应用于社会生活的各个方面,计算机辅助设计技术应用于园林设计也有很长一段时间,但大多仅限于二维图形制作,三维软件大多是在设计结束后进行效果图制作时才参与进来,即目前的设计仍是在二维的平面中设计三维的空间实体。但是随着计算机技术的不断进步,三维软件的发展成熟,目前的技术条件已经可以使设计从二维图纸进入到三维空间,而三维软件的发展也可以满足设计中各个过程的要求,该文主要对三维软件在园林景观设计中参与辅助的各项过程作初步的探究。

1园林概况及三维制作软件简介

园林经过漫长的发展,已经成为人类文明、生活及精神情感都离不开的一部分空间,并且园林的范围也早已超越狭义上的庭院、庄园,而是扩大到城市环境、风景保护区、大地景观等领域,涉及人类生活的各个方面。自从19世纪下半叶,美国造园大师欧姆斯特德(frederick low olmsted)规划了纽约中央公园、波斯顿和华盛顿绿地系统,第一个把自己的职业称为风景园林师(landscape architect),自此园林扩大到城市整体绿化的范畴,逐渐形成一门独立的专业和具有特定内涵的专业学科,并标志现代风景园林学的建立[1]。概括的说,园林就是在一定地域,运用工程技术和艺术手段,通过整地理水、植物栽植和建筑布置的途径,创造出一个供人们观赏、游憩的优美环境。

三维也称3d(three-dimensional),即三维图形。显示3d图形,实际是在平面里显示三维图形,形成立体感。计算机屏幕是平面二维的,人们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像是由于人眼产生视觉上的错觉。而三维制作就是在计算机中建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,并且根据要求设定模型的各种属性参数。制作各种模型或场景的软件就是三维制作软件。由于其精确性、真实性和无限的可操作性,已经被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等许多领域中[2]。

2传统园林设计概况及存在问题

中国是一个园林历史十分悠久的国家,无论是在园林植物的选育、栽培,还是在创作的园林精品上都有极大的特色,对世界产生了重大影响,被誉为“世界园林之母”(e.h.wilson)[3],是世界三大园林发源地(西亚、希腊和中国)之一,但由于多种多样的原因,我国的园林教育事业和学科发展起步较晚,在很多方面存在欠缺和不足,所以应当充分了解、学习世界先进的设计思想和设计方法。

传统的设计手段,主要是使用手绘的方式绘制设计图、施工图、效果图、立面图等,当cad这种矢量制图软件出现后,因其标准化、高效化等多方面的优势,人们大都已经在绘制设计图、施工图中使用cad软件来进行制图,并且在各种设计行业里广泛使用。但是由于cad是主要面向两维平面设计制图的软件,因此在某些方面仍有平面制图局限所带来的问题。

2.1空间比例不明确

由于是在平面上通过平面构图设计立体的物体景观,因此往往会造成在平面布局设计时忽略立面额空间上的数比关系,而出现虽然平面上十分优美,而实际中却十分古怪的设计,更有些初学者会设计出10m多长的桌子、几十米宽的小路等笑话。

2.2设计形象不具像

由于在进行平面设计时看到的仅是平面图标,其立面、三维形象大多是在脑中形成的模糊形象,更不用说全面地考虑其物与物、物与地形等的相互关系,而由于脑中并未对实体形象进行深入、认真的思考,在画透视效果图时,仅按照好看美观来绘制,而根本脱离了自己在平面设计的位置关系,这样就造成了在平面设计时看似很好的搭配,在立面或施工中却发现十分不协调乃至根本无法实现的情况。

2.3在展示给业主等非专业人士时不便

由于没有形成真实完整的空间实体,传统方式只有靠一张张的手绘图给他人进行展示,并且由于手绘方式自身的特性局限,造成了大多仅能展示一部分的视点视域,且需要花费大量的时间和精力,而且当设计有一点改动时,这些原来绘制的图画将会完全失效,全部都要重新绘制。

3三维软件的优势

在传统的园林景观设计中,景观设计师完全通过手绘图来表达其设计理念,既费时费力,又难于修改,随着计算机技术的不断发展,三维软件的成熟

,园林设计的过程可以与三维软件相结合,通过让计算机辅助分析,一边观察、感受设计效果,一边进行相应的设计和修改,这样的设计方式有许多优势。

3.1通过三维建模准确确定空间比例

在三维空间中建立虚拟场景,并在场景中进行各项设计,可以准确而直观的看到所设计的物体与环境的比例是否合适,地形的高低起伏、树木的大小、建筑物的体量都一目了然,并且可以以人体模型为参照,对比体量的合理性,乃至进行准确的尺度设定。这样就会让在平面设计里粗枝大叶、毫不考虑比例关系的设计充分地暴露出来,使设计更加准确,达到“比例与尺度”这一园林设计的基本要求。

3.2具像化具体化物体形象

通过平面设计确定物体的设计位置,通过三维建模确定物体的的空间三维形象是三维辅助设计的重点优势,对于园林来说山水地形、植物、建筑,是重中之重且不可或缺的要素,平面设计由于受到本身特性的局限,在实体设计上明显先天不足[4],而三维辅助设计就可以很好地解决这一问题。通过三维建模可以确定物体的空间具体形态,并且可以立即看到与环境的色彩、形态等搭配是否和谐,还可以进行具体修改,避免了平面与立体的相互独立与冲突。

3.3以现实游人视角观察分析

无论是园林设计,还是环境设计,其根本目的都是为人服务,设计首先应当考虑的是人的感受,脱离了具体使用人的设计一定无法成为一个成功的设计,而平面设计站的角度是平面的,没有从游人的角度来思考问题,这样的设计方法往往造成不知所云的局面,如一个以凤凰图案为总体布局,总体立意是凤凰,并且以凤凰为名的广场,却让游人在游览过后找不到凤凰在哪。

在三维场景中,设计人员可以在设计时以游人的视角进行观察,看所设计的景观是否与思考中的效果相同,其高低、位置对游人是否有不方便的影响,其设计思想从游人角度是否可以理解,这种设计不仅是对设计方式上的改进和优化,更主要的是在设计理念上改变那种脱离受众、空来空往的设计理念,从而满足“舒适和美观的需要”的设计。

3.4方便直观的展示

景观三维辅助设计从平面到立体,从图纸到场景的一系列三维辅助设计过程,在设计结束后得到的不再是以往设计方式所产生的一张平面图纸,而是有对比、有色彩、有质感的一个完整仿真的三维场景,这样无论是景点效果图,还是整体鸟瞰图,电脑都可以很好表现出来,并且还可根据需要进行动态画面的制作,及其3d引擎的自由的动态空间。

4三维辅助设计流程

在进行园林三维辅助设计的具体实践中,不同设计要求的设计过程不尽相同,但大体上有以下几个步骤:

4.1基础资料的调查和分析

主要任务是对要设计的地形、植被等各项条件进行全面的了解,通过收集图纸和其他材料,了解地形地貌特征,分析植物气候条件、土壤类型,明确设计要求,使其设计建立在实际地形地貌等条件上。

4.2方案设计

对整体园林的用地进行规划或布置,并进行立意的构思,是采取探索性的的方法产生很粗略的框架。方案设计往往会做出多个方案,然后综合比较分析,最终产生一个最优秀的方案。

4.3cad平面初步设计

在cad软件环境下进行平面初步设计,园林设计图主要是平面图,但其是将立体景物通过正投影以平面图的方式画出来,所以此阶段的设计不只是设计地形、建筑、植物等平面布局,同时也要考虑立体的景象。

4.4cad导入三维软件,在三维场景中初步建立场景环境

cad是广泛被使用的设计软件,几乎所有的三维软件都兼容支持dwg格式(cad文件的存储格式)的文件,可以导入如“3d studio max”,“sketchup(草图大师)”等软件,将二维平面转化为三维环境,在三维虚拟空间中初步建立场景环境,并把平面设计的景物按照思考的景象在三维空间中建立模型,使之具体、清晰。

4.5二维与三维结合分析

通过观察三维场景中的虚拟景观(这里建议在sketch-up软件环境中进行),可以直观地观察景观的效果,多角度地分析空间分布关系,进行深入考虑。然后综合功能的需要、艺术的要求和环境的条件等因素,逐步进行设计修改。在这一过程中,图纸改动的工作量很大,如果是原始的图纸,就会有很大麻烦,每一点改动都意味着图纸的重新绘制,所以电脑制图的优势就十分明显了。

4.6详细更改设计平面图并完善三维场景

这一步与第5步几乎是在同一时间完成的,但为了强调分析的重要以及一边分析一边改进的要点,所以写成了两步。在分析之后核对得出改进的想法,然后修改平面图与三维空间,这样一步步分析,一步步改进,最终得到经过虚拟现实分析的设计,换句话说就是已经“建成并考察”的园林景观设计了。

4.7综合平面设计图与三维场景进行竖向设计图、种植设计图、立剖面图

由于三维场景的建立完善,设计人员已经对所设计的园林景观环境有了充分了解,并且三维模型建立也使立面尺寸基本明确,所以竖向设计图、种植设计图、立剖面图等竖向图纸就可以十分方便地画出来。如果是在“天正建筑tarch”这个建立在cad平台上的设计软件中绘制的话,可以利用“生成立面图”这个功能直接产生出来。

4.8以三维软件输出效果图、效果动画等

不同的三维软件输出图的方式方法不一样,统一软件也有不同的渲染器(例如3d max可以使用默认渲染器、v-ray渲染器、巴西渲染器等),但是无论是什么软件,其基本出图方式都是一样的,首先是调整视角,然后进行光源等设置,最后渲染输出。这样的图纸效果是手绘很难比拟的,如果是以动态视角输出的图,则更有如现实场景的效果。

4.9进行设计汇报

由于是多媒体的文件,既可以以图纸打印的方式形成图纸文件,更可以结合电脑的多媒体方式对业主进行完整多角度的介绍。由于有虚拟的三维场景,所以可以很直观的展现给非专业人士的业主,这样避免了传统方式非专业人士难以理解的缺憾,让业主可以充分理解设计并与设计人员交流,提出自己的想法,使设计能真正成为满足业主需求的设计。

5常用三维软件介绍

5.13d max

3d studio max,简称为3d max或max,是autodesk公司开发的基于pc系统的三维动画渲染和制作软件。具有以下特点:①功能强大,扩展性好。3d max建模功能强大,在角色动画方面具备很强的优势,丰富的插件是一大亮点。②操作简单,容易上手。3d max可以说是最容易上手的3d软件。③与其他相关软件配合流畅。是世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件,完全满足制作高质量动画、最新游戏、设计效果等领域的需要[5]。

5.2sketchup

sketchup是一个极受欢迎并且易于使用的3d设计软件,官方网站将它比喻为电子设计中的“铅笔”。它的主要卖点就是使用简便,人人都可以快速上手。并且用户可以将使用sketchup创建的3d模型直接输出至多种三维软件中[6]。而作者也强烈推荐园林设计人员使用这款软件,因为google sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想,而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思,是三维建筑设计方案创作的优秀工具。

6结语

设计是对未来的描绘,设计师是创造未来的人,每个时代的软件、硬件的技术发展进步都对设计产生了深远的影响,作为21世纪信息技术时代的园林设计人员更应该积极探索,通过新技术、新方法的应用,推进园林设计的进步。三维软件在设计过程中的辅助与应用是一种具有极大优势的新方法,应大力推广和应用。

7参考文献

[1] 李嘉乐.现代风景园林学的内容及其形成过程[j].中国园林,2002,18(4):3-6.

[2] 庞可.三维设计技术应用及前景展望[j].电力建设,2003,24(5):4-7.

[3] 罗桂环.西方对“中国──园林之母”的认识[j].自然科学史研究,2000,19(1):72-86.

[4] 付芩.二维设计与三维设计的分析比较与图形转换[j].江汉大学学报(自然科学版),2009,37(3):72-74.

[5] 袁紊玉,杨丽,徐正坤.3d max7.0&photoshop cs园林设计风暴[m].北京:兵器工业出版社,2005.