数字化技术对建筑空间设计的应用论文
摘要：数字技术的发展使室内设计师能通过数字软件将创意构思形象化，它是一种比传统手绘效果图更逼真的表达方式。介绍使用数字化的手段进行室内效果图表现的流程，并总结出一套提高效果图表现质量与提升工作效率的方法。
关键词：3DsMax；效果图表现；效率
数字化的室内效果图画面逼真，形象直观，是企业招标、工人施工及与客户沟通的好帮手。与传统手绘效果图相比，具有更高的效率，并且更易于修改。随着软件技术的革新，数字化的室内效果图表现已经逐渐成为室内效果图表现方法的主流，是室内设计师工作中重要的一部分。
一、软件简介
（一）AutoCADAutoCAD是美国Autodesk公司出品的一款计算机辅助设计软件，操作简单易上手，被广泛应用于土木建筑、工业制图、工程制图等多方面领域，在室内效果图表现中主要用来制作平面布置图及立面图等。
（二）3DsMax3DsMax是基于PC系统的三维软件。3DsMax的制作流程简洁高效，虽然命令较多，但可以针对自身行业学习部分模块即可，如室内效果图表现只需要掌握基础操作、建模及了解基础灯光、材质即可。只要操作思路清晰，上手是比较容易的，在国内拥有非常高的人气。
（三）VRayVRay是由著名的3DsMax插件提供商chaosgroup和as-gvis公司推出的一款体型较小，但功能却十分强大的渲染器插件。VRay在室内外效果图表现中，速度极快且渲染效果极好。安装后在3DsMax中由七个部分构成，分别是：VRay渲染器、VRay对象、VRay灯光、VRay摄影机、VRay材质贴图、VRay大气特效和VRay置换修改器。
（四）PhotoshopPhotoshop是由Adobe公司开发的图像处理软件，拥有极高的知名度和应用人群。在室内效果图表现中，主要用来制作材质贴图及对渲染图片进行后期处理。
二、室内效果图表现流程
一个科学的流程，会使工作更加快捷有效。
（一）建模在室内效果图中建模，是将二维的平面布置图转变为三维对象。首先需在AutoCAD中对平面布置图进行优化，删除家具、标注、轴线、文字等图层，只保留墙体结构线，再将平面布置图导入3DsMax中进行建模。在导入3DsMax前需注意将单位与AutoCAD中制作时保持统一，以免模型比例发生偏差，一般室内效果图表现较多使用毫米为单位。导入的平面布置图调节好坐标后需马上冻结，以避免操作时发生位移，造成模型错误，影响后续工作。在创建面板中使用样条线命令，并激活2.5D捕捉命令（需勾选“捕捉到冻结对象”），沿着内墙线进行顶点捕捉绘制出墙线。在修改面板中使用挤出修改器，以真实墙高的数据对墙线轮廓进行挤出，制作出墙体、天花板、地板。再将模型转换为可编辑多边形后进行编辑，使用连接、挤出、倒角剖面等命令依次制作出踢脚线、门框、吊顶等，完成基本的室内空间模型创建。家具、电器等模型可以通过“文件—合并”命令直接导入，但在导入前需确定室内效果图的整体风格。
（二）材质（粗调）材质（Material）可以看成是材料和质感的结合，它包含物体表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等可视属性。VRay的材质模块设置简便、功能强大、效果逼真，基本可以完全替代3DsMax自带的材质。在布光之前，先调整室内模型中面积较大的材质，如地板、墙面等物体的颜色或纹理，因为它们会对灯光的实际效果产生更大的影响。在这个阶段，一切对渲染速度影响较大的参数都需关闭，如光线跟踪、增加细分等，因为在粗调阶段只需观察整体的灯光效果是否合理。但是透明的材质一定要在此阶段调节好，否则可能会影响到灯光，比如窗玻璃没有调为透明，那么阳光就不会射入到室内，这也是很多初学者经常遇到的问题。
（三）渲染速度优化在灯光布置阶段，只需要观察整体的明暗是否合适，色彩是否匹配，而不需要细腻的渲染品质，通常的做法是在渲染设置的输出中，将分辨率按最终输出的分辨率等比降低。在VRay渲染器中，关闭“抗锯齿过滤器”，使用“固定”图像采样器；开启间接照明（GI），使用首次反弹（Primarybounces）为发光贴图（Lrradiancemap）与二次反弹（Secondarybounces)为灯光缓存（Lightcache）的组合会达到渲染图像质量与渲染时间上的平衡。发光贴图是基于发光缓存技术，仅对场景中某些特定的间接照明进行采样，然后对剩余的点进行插值计算，速度会远远超过直接计算，特别是具有大量平坦区域的场景，且不会产生大量的杂点。灯光缓存则是建立在追踪从摄像机可见的光线路径的基础上，存储每一次沿路径的光线反弹信息。在测试渲染阶段将发光贴图的预置设置为“非常低”，并降低采样的比率为“-5，-4”，半球细分为“20”，灯光缓存的细分为“200”，则会大大缩短渲染的时间。
（四）灯光布置灯光的布置是对技术和审美要求最高的.阶段，首先要对最终的效果做到胸有成竹，清楚画面的颜色、配景、光线、构图等；其次要对场景进行全面分析，确定室内照明的主光源、次光源，通常我们要遵循“环境光—人工光—补光”的布光原则；最后需分析场景氛围匹配的色彩，如卧室空间通常以暖色调为主，会给人以温馨和安逸的感受，但一幅画面如果只有暖色也会很不舒服，所以应在适当的地方出现一些冷色来进行冷暖色的互补，来达到视觉上的色彩平衡。环境光可以使用“VRay天空”贴图制作，在“环境贴图”中单击弹出贴图对话框，选择“VRay天空”贴图，并将贴图同步至材质编辑器，设置合适的强度倍增值（如使用普通摄像机一般选择0.03左右），此时的渲染效果非常暗，可以使用VRay灯光在进光口处创建1盏灯光继续加强环境光的照明效果。需将VRay灯光的颜色设置为蓝色，并勾选“不可见”，完成环境光的布置。室内的人工光主要有灯带、吊灯、落地灯、台灯、筒灯、射灯等。灯带分为直形灯带和异形灯带，直形灯带可以使用“VRay灯光”直接模拟；异形灯带则需使用样条线绘制，并将样条线设置为“可渲染”，并在对象属性中关闭其“产生阴影、接收阴影、对摄像机可见”等属性，赋予样条线“VRay灯光”材质来进行模拟。吊顶（吸顶灯）、台灯、落地灯都可以使用“VRay灯光”来模拟，灯光类型采用球形，大小比灯的模型略大一些即可。筒灯与射灯通常使用光度学的“目标灯光”进行模拟，在“灯光分布”中选择“光度学Web”，选择一款合适的光度学灯光文件，根据场景的大小及灯距离的不同自由设置参数，一般以cd和lm为灯光倍增的单位，并勾选启用阴影，类型为“VRay阴影”。补灯的主要作用是为了烘托画面的氛围，如画面暖色调过重，或画面过于平淡，添加合适的补光会使整个画面更加活跃，并能调节画面的总体色调。
（五）细调材质当灯光布置完成后，就需要表现材质的质感了。需对要表现材质的特性进行分析，并结合环境来考虑。1.物体的固有色当光线照射到物体上的时候，物体会吸收一些光色，同时也会漫反射一些光色，这些漫反射出来的光色到达人的眼睛之后，就决定物体看起来是什么颜色，这种颜色常被称为“固有色”。在VRay材质球中，使用“漫反射”的颜色来进行模拟，如物体具有独特的纹理，像木纹、大理石纹等，则可以使用“贴图”来实现。2.光滑与反射一个物体是否有光滑的表面，往往不需要用手去触摸，视觉就会告诉我们结果。因为光滑的物体，总会出现明显的高光，比如玻璃、瓷器、金属。而没有明显高光的物体，通常都是比较粗糙的，比如砖头、泥土等。光滑的物体表面反射出光源，产生物体的高光区，它的颜色是由照射它的光源颜色决定的，随着物体表面光滑度的提高，对光源的反射会越来越清晰，在材质编辑中，越是光滑的物体高光范围越小，强度越高。3.透明与折射自然界的大多数物体通常会遮挡光线，当光线可以自由穿过物体时，这个物体就是透明的。由于透明物体的密度不同，光线射入后发生偏转现象，这就是折射。比如插入水的筷子，看起来是弯的。不同的透明物体的折射率也不一样，如水的折射率为1.33，玻璃的折射率依据成分的不同在1.5-1.9左右，自然界中折射率最高的是折射率为2.417的钻石。
（六）最终渲染输出最终渲染输出是最简单的一个阶段，主要是设置渲染输出的大小和提高渲染品质，在此阶段打开“抗锯齿”，提高GI的采样进度及材质、灯光的细分。
（七）后期合成处理在Photoshop中进行后期合成处理，不仅能使渲染出来的图像变得更加精彩，还能解决在渲染时出现的部分细节漏洞，如重新设置渲染需耗费大量的时间，在Photoshop中可能只需要很短的时间就可以调整完成。通常情况下，渲染的图片保存为不经过压缩的“TGA”或“TIFF”格式。为了方便后期合成处理，通常还会使用脚本渲染出单个物体的通道图及渲染出AO（AmbientOcclusion，环境光遮蔽)图，对图像质量的进一步提升是非常重要的，甚至是必不可少的。
三、结语
以上就是笔者总结出的基于数字化效果图的表现流程，只有在软件使用的过程中不断进行分析总结，才能提炼出更为科学的一套工作流程，它能大大缩短工作时间、提高工作效率。
参考文献：
[1]火星时代．3dsMax&VRay室内渲染火星课堂[M]．北京：人民邮电出版社，2009．
[2]李菲．Vray在简约卧室效果图制作中的应用[J]．中国信息技术教育，2015．
[3]李斌，朱立银．3dsMax/VRay室内家装效果图表现技法[M]．北京：人民邮电出版社，2012．
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