SketchUp建模技术在三维校园中的应用*

周 勤 叶城康 丁志敏

1 SketchUp软件简介

SketchUp是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具,其创作过程不但能够充分表达设计师的思想,而且极大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。在SketchUp中建立三维模型就像我们使用铅笔在图纸上作图一般,SketchUp能自动识别设计师的这些线条,加以自动捕捉,且软件界面简洁,易学易用,命令较少。不同于其他各类设计软件复杂,甚至不必懂得英语就可顺利操作。它的建模流程简单明了,就是画线成面,而后挤压成型,这也是建筑建模最常用的方法。

它于2006年3月被Google公司收购。Google收购SketchUp是为了增强Google Earth的功能,让使用者可以利用SketchUp建造3D模型并放入Google Earth中,使得Google Earth所呈现的地图更具立体感、更接近真实世界。使用者更可以通过一个名叫Google 3D Warehouse的网站寻找与分享各式各样利用SketchUp建造3D模型。

2 SketchUp软件建模方法及步骤

1)CAD图数据整理,导入CAD文件;2)拉伸各个楼层体块;3)开窗开门(是否建窗框,根据实际情况需要进行);4)添加阳台(阳台制作的深度按实际情况需要进行)、室外楼梯等外部需要制作的构件;5)设置模型的透视角度,确定建筑物3D模型的观测视角定位;6)导出至JPG图像文件,为后期处理阶段提供建筑图片。

现在我们以嘉兴学院越秀校区主要建筑的建模为例,详细阐述SketchUp软件建模方法及步骤。我们把步骤大致分为四步:资料收集整合;分析建筑物的功能分区,分步建模;拼装整合模型,效果设置;后期处理。

那么,我们以图书馆为例展开阐述:

1)资料收集整合:在建模前,我们首先分析讨论建模所需要的资料,如CAD技术图纸、图书馆周围环境、建模所需的贴图材质等等;最后将已有资料进行整理,收集所缺资料。在只有图书馆的CAD建筑平面图的情况下,必须进行现场测绘,获取图书馆的外立面门窗尺寸,屋顶女儿墙高度,层高等数据,补充立面信息。

2)分析图书馆的功能分区,分步建模:由于图书馆为对称的平面形式,立面门窗也比较统一,类型简易,外墙饰面材质变化较少,故我们将图书馆拆分为两个部分进行电脑建模:一是完全对称的两个区域(南北书库),其外观和内部空间分隔都是一致的,所以只需要建一个模型,再进行镜像处理即可;二是中心的门厅及阅览空间为第二部分,进行单独建模。

具体步骤:a.在导入CAD之前须先做以下准备工作:即在DWG文件中根据实际情况把不需要的线条、图层全部清除掉。b.DWG文件的导入:选择菜单中的“文件”选项,选择其中的“导入”命令,在其子菜单中选择“导入DWG/DXF”选项。之后系统会自动跳出一个对话框,点击右下角“选项”,之后弹出一个新的对话框,在此对话框中选择“单位”为mm,此选项中建议使用此单位,选择此单位是为了保证导入SketchUp的CAD图与CAD中的图形比例保持1∶1,这样在建模型中就可以保证在由平面生成立体的时候,高度按照实际尺寸来进行拉伸。选择要导入的DWG图文件点“导入”命令。CAD图就导入到SketchUp中了(见图1)。c.模型的建立:处理导入 SketchUp中的CAD图→SketchUp模型的建造(包括有:墙体制作、窗户制作、玻璃制作、台阶制作、添加阳台(阳台制作的深度按实际情况需要进行)室外楼梯等外部构件、材质的贴制)→完成小单体模型体块。

3)拼装整合模型,效果设置:各个部分初步建模完成后,要进行拼装,把这几个部分整合起来,组成图书馆(见图2)。

接下来就是阴影、透视角度、明暗关系等常规效果设置及调试,使模型更加真实化。

4)后期处理:整合后的模型,某些线条略显粗糙,视觉上感觉不够真实,缺乏体量感。我们通过VRayforSketchUp6.0渲染器将图书馆模型再次进行外观材质渲染,以求完美。

通过SketchUp导出渲染后的图书馆三维模型及相应的图像文件并保存到指定文件,为后期处理阶段提供建筑图片(见图3)。

无论是何种建筑物的建模,其方法及步骤是相同的。

选择标题栏中“文件”—“导出”—“图像”,系统自动跳出对话框,在对话框中选择图像要保存的位置及其文件类型后点击“选项”,在跳出的“***导出图像”对话框中选择适当的分辨率和图像质量,单击“确定”—“导出”,图像就自动保存到设置的地方。

3 SketchUp软件建模难点

电脑建模过程中遇到的几个问题:1)在CAD图导入建模软件之前,需要对其图层和图形进行整理,清除文件垃圾,否则会使隐藏的CAD图块一起导入到SU中,导致CAD文件过大,极大地影响电脑运行速度,拖慢建模速度;2)导入SketchUp软件的CAD图不能直接用来建模,有些线条无法显示,且导入的线条多为断线,需要以CAD图为参考重新绘制平面,大大增加了建模时的工作量;3)建模时未分层建模,修改起来困难且工作量很大;4)当不能形成一个面时,在边线围合图形内画对角线,这样可以形成面。但试着删掉刚画的对角线,有时候形成的面可以继续存在,有时候却不能。

4 结语

Google SketchUp一经推出就是面向建筑设计的。而作为建筑学专业的学生,通过研究这个软件,可以明显提高自己的软件应用能力,还可用于建筑学专业软件教学实训环节中;此外,嘉兴学院三维模型建成后,学校可通过网络将这些模型挂到指定网站,供他人浏览,为招生工作提供了方便,同时为学校的宣传树立网络形象。更重要的是三维虚拟校园的直观特性,可以优化领导管理,接驳网络视频监控,对于校园信息管理、校园规划、建设等都能够全局掌控。

[1]张恒国.设计大师 SketchUp提高[M].北京:北京希望电子出版社,2008.

[2]董滋雨.SketchUp建筑建模详解教程[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.