導(dǎo)語：探求三維軟件在園林景觀設(shè)計中的運用論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：闡述了園林設(shè)計與三維軟件相結(jié)合,通過計算機輔助分析和設(shè)計,進行交互式交流,進行空間實體與平面圖形統(tǒng)一的設(shè)計方法。介紹了多角度的分析空間分布關(guān)系,綜合功能的需要、藝術(shù)的要求和環(huán)境條件等因素的設(shè)計優(yōu)勢,對比了二維平面設(shè)計與三維空間設(shè)計在分析、修改中的差別,并提出園林設(shè)計必將從二維圖紙進入到三維空間的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：園林設(shè)計;三維制作軟件;3DMax;SketchUp(草圖大師)

計算機已經(jīng)應(yīng)用于社會生活的各個方面,計算機輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于園林設(shè)計也有很長一段時間,但大多僅限于二維圖形制作,三維軟件大多是在設(shè)計結(jié)束后進行效果圖制作時才參與進來,即目前的設(shè)計仍是在二維的平面中設(shè)計三維的空間實體。但是隨著計算機技術(shù)的不斷進步,三維軟件的發(fā)展成熟,目前的技術(shù)條件已經(jīng)可以使設(shè)計從二維圖紙進入到三維空間,而三維軟件的發(fā)展也可以滿足設(shè)計中各個過程的要求,該文主要對三維軟件在園林景觀設(shè)計中參與輔助的各項過程作初步的探究。

1園林概況及三維制作軟件簡介

園林經(jīng)過漫長的發(fā)展,已經(jīng)成為人類文明、生活及精神情感都離不開的一部分空間,并且園林的范圍也早已超越狹義上的庭院、莊園,而是擴大到城市環(huán)境、風(fēng)景保護區(qū)、大地景觀等領(lǐng)域,涉及人類生活的各個方面。自從19世紀(jì)下半葉,美國造園大師歐姆斯特德(Fredericklowolmsted)規(guī)劃了紐約中央公園、波斯頓和華盛頓綠地系統(tǒng),第一個把自己的職業(yè)稱為風(fēng)景園林師(landscapearchitect),自此園林?jǐn)U大到城市整體綠化的范疇,逐漸形成一門獨立的專業(yè)和具有特定內(nèi)涵的專業(yè)學(xué)科,并標(biāo)志現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)的建立[1]。概括的說,園林就是在一定地域,運用工程技術(shù)和藝術(shù)手段,通過整地理水、植物栽植和建筑布置的途徑,創(chuàng)造出一個供人們觀賞、游憩的優(yōu)美環(huán)境。

三維也稱3D(three-dimensional),即三維圖形。顯示3D圖形,實際是在平面里顯示三維圖形,形成立體感。計算機屏幕是平面二維的,人們之所以能欣賞到真如實物般的三維圖像是由于人眼產(chǎn)生視覺上的錯覺。而三維制作就是在計算機中建立一個虛擬的世界,設(shè)計師在這個虛擬的三維世界中按照要表現(xiàn)的對象的形狀尺寸建立模型以及場景,并且根據(jù)要求設(shè)定模型的各種屬性參數(shù)。制作各種模型或場景的軟件就是三維制作軟件。由于其精確性、真實性和無限的可操作性,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教育、軍事、娛樂等許多領(lǐng)域中[2]。

2傳統(tǒng)園林設(shè)計概況及存在問題

中國是一個園林歷史十分悠久的國家,無論是在園林植物的選育、栽培,還是在創(chuàng)作的園林精品上都有極大的特色,對世界產(chǎn)生了重大影響,被譽為“世界園林之母”(E.H.Wilson)[3],是世界三大園林發(fā)源地(西亞、希臘和中國)之一,但由于多種多樣的原因,我國的園林教育事業(yè)和學(xué)科發(fā)展起步較晚,在很多方面存在欠缺和不足,所以應(yīng)當(dāng)充分了解、學(xué)習(xí)世界先進的設(shè)計思想和設(shè)計方法。

傳統(tǒng)的設(shè)計手段,主要是使用手繪的方式繪制設(shè)計圖、施工圖、效果圖、立面圖等,當(dāng)CAD這種矢量制圖軟件出現(xiàn)后,因其標(biāo)準(zhǔn)化、高效化等多方面的優(yōu)勢,人們大都已經(jīng)在繪制設(shè)計圖、施工圖中使用CAD軟件來進行制圖,并且在各種設(shè)計行業(yè)里廣泛使用。但是由于CAD是主要面向兩維平面設(shè)計制圖的軟件,因此在某些方面仍有平面制圖局限所帶來的問題。

2.1空間比例不明確

由于是在平面上通過平面構(gòu)圖設(shè)計立體的物體景觀,因此往往會造成在平面布局設(shè)計時忽略立面額空間上的數(shù)比關(guān)系,而出現(xiàn)雖然平面上十分優(yōu)美,而實際中卻十分古怪的設(shè)計,更有些初學(xué)者會設(shè)計出10m多長的桌子、幾十米寬的小路等笑話。

2.2設(shè)計形象不具像

由于在進行平面設(shè)計時看到的僅是平面圖標(biāo),其立面、三維形象大多是在腦中形成的模糊形象,更不用說全面地考慮其物與物、物與地形等的相互關(guān)系,而由于腦中并未對實體形象進行深入、認(rèn)真的思考,在畫透視效果圖時,僅按照好看美觀來繪制,而根本脫離了自己在平面設(shè)計的位置關(guān)系,這樣就造成了在平面設(shè)計時看似很好的搭配,在立面或施工中卻發(fā)現(xiàn)十分不協(xié)調(diào)乃至根本無法實現(xiàn)的情況。

2.3在展示給業(yè)主等非專業(yè)人士時不便

由于沒有形成真實完整的空間實體,傳統(tǒng)方式只有靠一張張的手繪圖給他人進行展示,并且由于手繪方式自身的特性局限,造成了大多僅能展示一部分的視點視域,且需要花費大量的時間和精力,而且當(dāng)設(shè)計有一點改動時,這些原來繪制的圖畫將會完全失效,全部都要重新繪制。

3三維軟件的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的園林景觀設(shè)計中,景觀設(shè)計師完全通過手繪圖來表達其設(shè)計理念,既費時費力,又難于修改,隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,三維軟件的成熟,園林設(shè)計的過程可以與三維軟件相結(jié)合,通過讓計算機輔助分析,一邊觀察、感受設(shè)計效果,一邊進行相應(yīng)的設(shè)計和修改,這樣的設(shè)計方式有許多優(yōu)勢。

3.1通過三維建模準(zhǔn)確確定空間比例

在三維空間中建立虛擬場景,并在場景中進行各項設(shè)計,可以準(zhǔn)確而直觀的看到所設(shè)計的物體與環(huán)境的比例是否合適,地形的高低起伏、樹木的大小、建筑物的體量都一目了然,并且可以以人體模型為參照,對比體量的合理性,乃至進行準(zhǔn)確的尺度設(shè)定。這樣就會讓在平面設(shè)計里粗枝大葉、毫不考慮比例關(guān)系的設(shè)計充分地暴露出來,使設(shè)計更加準(zhǔn)確,達到“比例與尺度”這一園林設(shè)計的基本要求。

3.2具像化具體化物體形象

通過平面設(shè)計確定物體的設(shè)計位置,通過三維建模確定物體的的空間三維形象是三維輔助設(shè)計的重點優(yōu)勢,對于園林來說山水地形、植物、建筑,是重中之重且不可或缺的要素,平面設(shè)計由于受到本身特性的局限,在實體設(shè)計上明顯先天不足[4],而三維輔助設(shè)計就可以很好地解決這一問題。通過三維建?？梢源_定物體的空間具體形態(tài),并且可以立即看到與環(huán)境的色彩、形態(tài)等搭配是否和諧,還可以進行具體修改,避免了平面與立體的相互獨立與沖突。

3.3以現(xiàn)實游人視角觀察分析

無論是園林設(shè)計,還是環(huán)境設(shè)計,其根本目的都是為人服務(wù),設(shè)計首先應(yīng)當(dāng)考慮的是人的感受,脫離了具體使用人的設(shè)計一定無法成為一個成功的設(shè)計,而平面設(shè)計站的角度是平面的,沒有從游人的角度來思考問題,這樣的設(shè)計方法往往造成不知所云的局面,如一個以鳳凰圖案為總體布局,總體立意是鳳凰,并且以鳳凰為名的廣場,卻讓游人在游覽過后找不到鳳凰在哪。

在三維場景中,設(shè)計人員可以在設(shè)計時以游人的視角進行觀察,看所設(shè)計的景觀是否與思考中的效果相同,其高低、位置對游人是否有不方便的影響,其設(shè)計思想從游人角度是否可以理解,這種設(shè)計不僅是對設(shè)計方式上的改進和優(yōu)化,更主要的是在設(shè)計理念上改變那種脫離受眾、空來空往的設(shè)計理念,從而滿足“舒適和美觀的需要”的設(shè)計。

3.4方便直觀的展示

景觀三維輔助設(shè)計從平面到立體,從圖紙到場景的一系列三維輔助設(shè)計過程,在設(shè)計結(jié)束后得到的不再是以往設(shè)計方式所產(chǎn)生的一張平面圖紙,而是有對比、有色彩、有質(zhì)感的一個完整仿真的三維場景,這樣無論是景點效果圖,還是整體鳥瞰圖,電腦都可以很好表現(xiàn)出來,并且還可根據(jù)需要進行動態(tài)畫面的制作,及其3D引擎的自由的動態(tài)空間。

4三維輔助設(shè)計流程

在進行園林三維輔助設(shè)計的具體實踐中,不同設(shè)計要求的設(shè)計過程不盡相同,但大體上有以下幾個步驟:

4.1基礎(chǔ)資料的調(diào)查和分析

主要任務(wù)是對要設(shè)計的地形、植被等各項條件進行全面的了解,通過收集圖紙和其他材料,了解地形地貌特征,分析植物氣候條件、土壤類型,明確設(shè)計要求,使其設(shè)計建立在實際地形地貌等條件上。

4.2方案設(shè)計

對整體園林的用地進行規(guī)劃或布置,并進行立意的構(gòu)思,是采取探索性的的方法產(chǎn)生很粗略的框架。方案設(shè)計往往會做出多個方案,然后綜合比較分析,最終產(chǎn)生一個最優(yōu)秀的方案。

4.3CAD平面初步設(shè)計

在CAD軟件環(huán)境下進行平面初步設(shè)計,園林設(shè)計圖主要是平面圖,但其是將立體景物通過正投影以平面圖的方式畫出來,所以此階段的設(shè)計不只是設(shè)計地形、建筑、植物等平面布局,同時也要考慮立體的景象。

4.4CAD導(dǎo)入三維軟件,在三維場景中初步建立場景環(huán)境

CAD是廣泛被使用的設(shè)計軟件,幾乎所有的三維軟件都兼容支持dwg格式(CAD文件的存儲格式)的文件,可以導(dǎo)入如“3DStudioMax”,“SketchUp(草圖大師)”等軟件,將二維平面轉(zhuǎn)化為三維環(huán)境,在三維虛擬空間中初步建立場景環(huán)境,并把平面設(shè)計的景物按照思考的景象在三維空間中建立模型,使之具體、清晰。

4.5二維與三維結(jié)合分析

通過觀察三維場景中的虛擬景觀(這里建議在Sketch-Up軟件環(huán)境中進行),可以直觀地觀察景觀的效果,多角度地分析空間分布關(guān)系,進行深入考慮。然后綜合功能的需要、藝術(shù)的要求和環(huán)境的條件等因素,逐步進行設(shè)計修改。在這一過程中,圖紙改動的工作量很大,如果是原始的圖紙,就會有很大麻煩,每一點改動都意味著圖紙的重新繪制,所以電腦制圖的優(yōu)勢就十分明顯了。

4.6詳細(xì)更改設(shè)計平面圖并完善三維場景

這一步與第5步幾乎是在同一時間完成的,但為了強調(diào)分析的重要以及一邊分析一邊改進的要點,所以寫成了兩步。在分析之后核對得出改進的想法,然后修改平面圖與三維空間,這樣一步步分析,一步步改進,最終得到經(jīng)過虛擬現(xiàn)實分析的設(shè)計,換句話說就是已經(jīng)“建成并考察”的園林景觀設(shè)計了。

4.7綜合平面設(shè)計圖與三維場景進行豎向設(shè)計圖、種植設(shè)計圖、立剖面圖

由于三維場景的建立完善,設(shè)計人員已經(jīng)對所設(shè)計的園林景觀環(huán)境有了充分了解,并且三維模型建立也使立面尺寸基本明確,所以豎向設(shè)計圖、種植設(shè)計圖、立剖面圖等豎向圖紙就可以十分方便地畫出來。如果是在“天正建筑TArch”這個建立在CAD平臺上的設(shè)計軟件中繪制的話,可以利用“生成立面圖”這個功能直接產(chǎn)生出來。

4.8以三維軟件輸出效果圖、效果動畫等

不同的三維軟件輸出圖的方式方法不一樣,統(tǒng)一軟件也有不同的渲染器(例如3DMax可以使用默認(rèn)渲染器、V-Ray渲染器、巴西渲染器等),但是無論是什么軟件,其基本出圖方式都是一樣的,首先是調(diào)整視角,然后進行光源等設(shè)置,最后渲染輸出。這樣的圖紙效果是手繪很難比擬的,如果是以動態(tài)視角輸出的圖,則更有如現(xiàn)實場景的效果。

4.9進行設(shè)計匯報

由于是多媒體的文件,既可以以圖紙打印的方式形成圖紙文件,更可以結(jié)合電腦的多媒體方式對業(yè)主進行完整多角度的介紹。由于有虛擬的三維場景,所以可以很直觀的展現(xiàn)給非專業(yè)人士的業(yè)主,這樣避免了傳統(tǒng)方式非專業(yè)人士難以理解的缺憾,讓業(yè)主可以充分理解設(shè)計并與設(shè)計人員交流,提出自己的想法,使設(shè)計能真正成為滿足業(yè)主需求的設(shè)計。

5常用三維軟件介紹

5.13DMax

3DStudioMax,簡稱為3DMax或MAX,是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。具有以下特點:①功能強大,擴展性好。3DMax建模功能強大,在角色動畫方面具備很強的優(yōu)勢,豐富的插件是一大亮點。②操作簡單,容易上手。3DMax可以說是最容易上手的3D軟件。③與其他相關(guān)軟件配合流暢。是世界上應(yīng)用最廣泛的三維建模、動畫、渲染軟件,完全滿足制作高質(zhì)量動畫、最新游戲、設(shè)計效果等領(lǐng)域的需要[5]。

5.2SketchUp

SketchUp是一個極受歡迎并且易于使用的3D設(shè)計軟件,官方網(wǎng)站將它比喻為電子設(shè)計中的“鉛筆”。它的主要賣點就是使用簡便,人人都可以快速上手。并且用戶可以將使用SketchUp創(chuàng)建的3D模型直接輸出至多種三維軟件中[6]。而作者也強烈推薦園林設(shè)計人員使用這款軟件,因為GoogleSketchup是一套直接面向設(shè)計方案創(chuàng)作過程的設(shè)計工具,其創(chuàng)作過程不僅能夠充分表達設(shè)計師的思想,而且完全滿足與客戶即時交流的需要,它使得設(shè)計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構(gòu)思,是三維建筑設(shè)計方案創(chuàng)作的優(yōu)秀工具。

6結(jié)語

設(shè)計是對未來的描繪,設(shè)計師是創(chuàng)造未來的人,每個時代的軟件、硬件的技術(shù)發(fā)展進步都對設(shè)計產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,作為21世紀(jì)信息技術(shù)時代的園林設(shè)計人員更應(yīng)該積極探索,通過新技術(shù)、新方法的應(yīng)用,推進園林設(shè)計的進步。三維軟件在設(shè)計過程中的輔助與應(yīng)用是一種具有極大優(yōu)勢的新方法,應(yīng)大力推廣和應(yīng)用。

7參考文獻

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[3]羅桂環(huán).西方對“中國──園林之母”的認(rèn)識[J].自然科學(xué)史研究,2000,19(1):72-86.

[4]付芩.二維設(shè)計與三維設(shè)計的分析比較與圖形轉(zhuǎn)換[J].江漢大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,37(3):72-74.

[5]袁紊玉,楊麗,徐正坤.3DMax7.0&Photoshopcs園林設(shè)計風(fēng)暴[M].北京:兵器工業(yè)出版社,2005.

[6]劉嘉,葉楠,史曉松.SketchUp草圖大師:園林景觀設(shè)計[M].北京:中國電力出版社,2006.