高等院校室內(nèi)設(shè)計(jì)課程中3ds Max軟件的應(yīng)用性研究

1、高等院校室內(nèi)設(shè)計(jì)課程中3ds Max軟件的應(yīng)用性研究    摘要通過(guò)對(duì)高等院校室內(nèi)設(shè)計(jì)課程現(xiàn)狀的總結(jié)分析，結(jié)合3ds Max軟件在教學(xué)與效果圖設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，闡述其在室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要意義，對(duì)高校室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)思路作出積極的探索。 關(guān)鍵詞室內(nèi)設(shè)計(jì) 3ds Max 一、引言 室內(nèi)設(shè)計(jì)是指為滿足一定的建造目的（包括人們對(duì)它的使用功能及視覺(jué)感受的要求），而對(duì)現(xiàn)有的建筑物內(nèi)部空間進(jìn)行相關(guān)深加工的增值準(zhǔn)備工作，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為內(nèi)容的廣泛性和應(yīng)用的豐富性。在經(jīng)濟(jì)全球化浪潮的推動(dòng)下，人本主義的思想愈來(lái)愈被人們所重視，作為人居生活的小環(huán)境，室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)與打造直

2、接影響到主體的心理感受和建筑物的使用功能，其重要性不言而喻。目前，我國(guó)的高等院?；揪验_(kāi)設(shè)室內(nèi)設(shè)計(jì)課程，據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的室內(nèi)設(shè)計(jì)師人數(shù)至今已達(dá)六十余萬(wàn)，設(shè)有室內(nèi)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的高等院校已有八百多所1。然而，如何提高教學(xué)效果，讓廣大室內(nèi)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生既有設(shè)計(jì)理念也具有表現(xiàn)手法，熟練的運(yùn)用設(shè)計(jì)建模軟件3ds Max，便是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。 二、3ds Max軟件的重要性及意義 3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱(chēng)為3ds Max或Max，是Autodesk公司開(kāi)發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)渲染和制作軟件。廣泛應(yīng)用于廣告制作、影視特效、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)

3、域。目前市面上在建模方面的三維軟件主要有 3ds Max、Bryce、Maya、3D VIZ等，而3ds Max所具有的精確數(shù)字輸入系統(tǒng)、大量使建模更為快捷的第三方應(yīng)用插件、結(jié)合了Default Scanline Render（默認(rèn)掃描線渲染器）和高品質(zhì)掃描的Mentalray渲染器的渲染模式、完整無(wú)損的對(duì)Auto CAD生成的dwg文件兼容導(dǎo)入等特點(diǎn)使之毫無(wú)疑問(wèn)地成為了室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等首選的建模軟件。 數(shù)字時(shí)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用拉近了室內(nèi)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助軟件的距離，計(jì)算機(jī)輔助軟件不僅提高了作圖速度也保證了較高的出圖質(zhì)量，在充分表達(dá)設(shè)計(jì)理念的同時(shí)也在一定程度上改變著設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)手法，即間

4、接地提高了設(shè)計(jì)本身的質(zhì)量2。在實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)踐中，前期的構(gòu)思最終凝結(jié)在施工圖紙和建模及效果圖后期處理中，相比施工圖而言，效果圖能更鮮明的表現(xiàn)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念和思路，具有更直觀的表現(xiàn)力，往往決定著設(shè)計(jì)方案的成功或失?。涣硪环矫?，對(duì)建模和渲染等技術(shù)手法的熟練掌握也能夠?qū)υO(shè)計(jì)師在室內(nèi)空間分割重組及風(fēng)格選擇方面有著積極地促進(jìn)作用，尤其是可以加深初學(xué)者對(duì)空間、尺度、材料材質(zhì)、設(shè)計(jì)風(fēng)格、環(huán)境氛圍的進(jìn)一步理解，因此掌握3ds Max軟件的基本操作如Select（選擇）、Move（移動(dòng)）、Rotation（旋轉(zhuǎn)）、Zoom（縮放）、Mirror（鏡像）、Alignment（對(duì)齊）、Array（陣列）、View（視

5、圖）等命令是作為一名設(shè)計(jì)師的基本知識(shí)和必修課程。 三、3ds Max 軟件的應(yīng)用性研究 室內(nèi)建模和效果圖制作是3ds Max軟件在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的最主要運(yùn)用，眾多的第三方廠家為其開(kāi)發(fā)了多種插件，使它在制作效果圖方面更快捷、高效3。在不同的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中3ds Max的應(yīng)用有著不同的手法，但總體上可以劃分為以下幾個(gè)步驟：對(duì)前期設(shè)計(jì)方案的整體把握與定性；按照Auto CAD繪制的施工圖進(jìn)行三維建模；對(duì)已建模的物體按類(lèi)按材料賦以不同的材質(zhì)和適當(dāng)?shù)馁N圖及選擇適當(dāng)?shù)膱?chǎng)景建立相應(yīng)的燈光；按照輸出要求選擇合適的渲染器，并對(duì)渲染參數(shù)及出圖尺度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，渲染出圖；對(duì)輸出的效果圖進(jìn)行后期處理。 （一）對(duì)設(shè)計(jì)方案的整體

6、把握與定性 俗話說(shuō)“三分匠人，七分主人”，不同的業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案有不同的需求，這就需要我們將設(shè)計(jì)構(gòu)思與實(shí)際需求相靠攏，確定設(shè)計(jì)風(fēng)格，并形成室內(nèi)效果的雛形，為后期模型制作奠定基礎(chǔ)。除此之外，在進(jìn)行具體建模前應(yīng)明確所需3ds Max構(gòu)建的模型及后期效果，由于不同的設(shè)計(jì)軟件均有其獨(dú)到之處，應(yīng)注意分工明確，合理的選擇設(shè)計(jì)軟件。 （二）建立場(chǎng)景模型 室內(nèi)場(chǎng)景模型主要分為兩類(lèi)，一是原有建筑物內(nèi)部構(gòu)造的建模，如天花、墻壁、隔斷、樓梯等；二是豐富室內(nèi)使用功能的各種器具，如家具、潔具等。在進(jìn)行建模之前應(yīng)首先確定系統(tǒng)單位以保證建模的精確性：打開(kāi)3ds Max工作界面，在Customize（自定義菜單）中調(diào)整單位，讓

7、系統(tǒng)與當(dāng)前顯示單位統(tǒng)一，單位的設(shè)置以實(shí)際操作習(xí)慣為準(zhǔn)，通常設(shè)置為Milimeters（毫米）。單位設(shè)置完畢后，便可以在頂視圖中繪制模型平面。平面的繪制在3ds Max中有很多方法，在實(shí)際運(yùn)用中較多的采用Auto CAD dwg格式的直接導(dǎo)入法，在3ds Max工作界面File（文件菜單）選擇Import（輸入）命令，導(dǎo)入CAD文件，選擇文件類(lèi)型為AutoCAD Drawing（*.dwg），即可導(dǎo)入設(shè)計(jì)施工平面圖，相比其余的幾種如樣條線拼接、合并等方法具有快捷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。在具體建模中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：根據(jù)所需透視角度合理選擇建模數(shù)量，在建模質(zhì)量與計(jì)算機(jī)速度之間做好權(quán)衡，不在攝像機(jī)透視角度范圍

8、內(nèi)的模型應(yīng)加以省略，盡可能的降低場(chǎng)景的數(shù)量和規(guī)模，以提高計(jì)算機(jī)速度，為后期渲染節(jié)省時(shí)間；面與面、頂點(diǎn)與頂點(diǎn)之間的位置應(yīng)做到對(duì)齊，保證接縫完整，以避免出現(xiàn)破損面；盡量少使用Boolean（布爾運(yùn)算），以免產(chǎn)生過(guò)多的三角面，影響后續(xù)的建模工作；充分利用group組命令，并將不同的分組命名加以區(qū)別，方便后期選擇和賦材質(zhì)。 （三）材質(zhì)和燈光 在建模工作完成后，為不同的模型賦予相應(yīng)的材質(zhì)及為場(chǎng)景設(shè)置合適的燈光直接影響著后期效果圖制作的優(yōu)劣。材質(zhì)、燈光是室內(nèi)表現(xiàn)中不可分割的重要組成部分，兩者相互影響，相互作用，燈光體現(xiàn)著材質(zhì)的效果，材質(zhì)也影響著燈光表現(xiàn)。如果說(shuō)模型是效果圖的骨架，那材質(zhì)、燈光便是效果圖的靈

9、魂，也是效果圖制作中的一個(gè)難點(diǎn)。 1.材質(zhì)的賦予 3ds Max中材質(zhì)的種類(lèi)數(shù)不勝數(shù)，在日常學(xué)習(xí)和具體實(shí)踐中應(yīng)熟練掌握幾種基本材質(zhì)的參數(shù)設(shè)置方法。木質(zhì)材質(zhì)的設(shè)置。木材是室內(nèi)構(gòu)成中的重要組成元素。為使木紋有自然凹凸感更接近真實(shí)，應(yīng)在使用過(guò)度色通道貼圖后加入凹凸通道貼圖，凹凸通道強(qiáng)度通常為30%；木材紋路調(diào)整可在過(guò)度色通道貼圖下的U，V，W，坐標(biāo)的W中調(diào)整；材質(zhì)球的高光強(qiáng)度（specular level）通?？梢栽O(shè)置為43%，高光面積（glossiness）通常為2840%之間。具體高光強(qiáng)度和面積以材質(zhì)的實(shí)際情況來(lái)確定。木紋的自發(fā)光可以調(diào)整為5%，在某些情況下還使用Ray tracing（光線跟蹤

10、）來(lái)體現(xiàn)油漆的光澤度。通常在58%之間。玻璃材質(zhì)的設(shè)置。不同的玻璃有不同的透明度和反光度，3ds Max中有很多玻璃的表現(xiàn)方法，在參數(shù)設(shè)置中玻璃材質(zhì)透明度一般在60-80之間，為了獲得較好的視覺(jué)效果在Extended parameters（擴(kuò)展參數(shù)）中還需按實(shí)際需求調(diào)整，同時(shí)應(yīng)通過(guò)使用Ray tracing（光線追蹤）來(lái)表現(xiàn)玻璃的反光性。金屬材質(zhì)的設(shè)置。由于金屬材質(zhì)具有很強(qiáng)的反光性，其受光線影響較大，能否處理好金屬的高光部分是決定表現(xiàn)力的關(guān)鍵，常見(jiàn)金屬的參數(shù)設(shè)置可以參照如下附表： 附表1：常見(jiàn)金屬材料參數(shù)設(shè)置表 面磚及石材材質(zhì)的設(shè)置。室內(nèi)客廳及衛(wèi)浴部分的墻地面往往由面磚及石材裝飾，在材質(zhì)設(shè)置面

11、板內(nèi)通過(guò)UVWmap中的BOX命令可以方便的調(diào)節(jié)面磚的大小，另外，由于在實(shí)際施工過(guò)程中面磚之間往往會(huì)有灰縫，在3ds Max中可以通過(guò)凹凸貼圖來(lái)表現(xiàn)或者在后期由Adobe Ptotoshop制作表現(xiàn)。 2.燈光的構(gòu)建 在3ds Max燈光創(chuàng)建面板中有五種基本類(lèi)型的燈光，分別是Omni（泛光燈）、Target Spotlight（目標(biāo)聚光燈）、Free Spotlight（自由聚光燈）、Target Direct（目標(biāo)平行光）、Free Direct（自由平行光）。另外在創(chuàng)建面板中的System（系統(tǒng)）下，還有Sun Light（日光）照明系統(tǒng)，其實(shí)是平行光的一種變種，一般在做室外建筑效果圖時(shí)用

12、以模擬日光。對(duì)于較小的室內(nèi)區(qū)域來(lái)說(shuō)，可以采用“三點(diǎn)照明”（主光+背光+輔光）的方法來(lái)方便的解決照明問(wèn)題。三點(diǎn)照明理論來(lái)自攝影棚中的燈光布置方案，其中三種燈光分別為Key Light（主光）、Fill Light（輔光）、Back Light（背光）。對(duì)于較大的室內(nèi)空間如音樂(lè)廳、劇院、禮堂內(nèi)部則可以把較大的場(chǎng)景拆分成一個(gè)個(gè)較小的區(qū)域再利用“三點(diǎn)照明”的方法處理。三點(diǎn)照明的主要步驟為：主光源的創(chuàng)建。在頂視圖中創(chuàng)建一個(gè)聚光燈，夾角（與攝像機(jī)之間）大約為15度至45度，目標(biāo)點(diǎn)指向被表現(xiàn)物體，同時(shí)在左視圖中將光源向上移動(dòng)，使它高出攝像機(jī)適當(dāng)位置。輔助光源的創(chuàng)建。輔助光可以模擬天光或場(chǎng)景中相對(duì)比較次要的光

13、源，如臺(tái)燈的光線，或場(chǎng)景中反射和漫反射光，起到柔和光線的作用。輔助光源以泛光燈為主，可以設(shè)置為單盞或多盞。輔助光源的位置應(yīng)比主光源低一些，亮度參數(shù)取主光的一半左右，顏色應(yīng)與內(nèi)部環(huán)境主色調(diào)匹配。設(shè)置背光。光線可以勾勒出物體的輪廓，以使主題物體從背景中分離出來(lái)，起到烘托與強(qiáng)調(diào)的作用。設(shè)置方法是在前視圖創(chuàng)建一盞聚光燈，將其放在主題物體的后側(cè)，與攝像機(jī)（或觀察角度）相對(duì)。 （四）渲染 3ds Max中常用的渲染器主要可以分為兩類(lèi)，一種是較為簡(jiǎn)單的Default Scanline Render（默認(rèn)掃描線渲染器）此渲染器特點(diǎn)是渲染速度快，一般只處理直接光照，但是精度不足，很多特效方面表現(xiàn)不佳，如焦散等；

14、另一種是較高級(jí)別的Mentalray渲染器，具有全局光源及光能傳遞系統(tǒng)，在處理直接光照的同時(shí)也可以很好的處理漫反射出來(lái)的燈光，參數(shù)設(shè)置較容易，效果好。渲染器的選擇應(yīng)根據(jù)出圖要求而靈活變動(dòng)，許多初學(xué)者在作圖中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)渲染時(shí)間很長(zhǎng)，有時(shí)甚至?xí)掷m(xù)十幾個(gè)小時(shí)，這里對(duì)提高渲染速度方面提出一些建議：減少室內(nèi)場(chǎng)景中一些不必要的材質(zhì)和模型；在不破壞建模效果的前提下盡量減小shape和path的數(shù)值；對(duì)于要計(jì)算大型陰影的場(chǎng)景，可以用燈光來(lái)模擬陰影；去除視野中看不見(jiàn)的模型所帶有的光線反射與折射。 （五）后期處理 在渲染完畢后還應(yīng)將所輸出的效果圖進(jìn)行后期修改、調(diào)整、優(yōu)化等處理。在效果圖的后期處理中Adobe Photoshop是利用率很高的軟件，其以強(qiáng)大的圖片處理能力而備受設(shè)計(jì)師歡迎。利用Photoshop的選擇、層、復(fù)制、變形等命令可以為室內(nèi)效果圖添加環(huán)境背景、植物、小品、水體等在3ds Max中未表現(xiàn)出來(lái)或表現(xiàn)效果不佳的景觀要素，以及對(duì)原有效果圖的色階、對(duì)比度、效果等方面進(jìn)行調(diào)整，從而滿足不同情況下對(duì)效果圖氛圍和品質(zhì)的需要。 四、結(jié)論 3ds Max以其出色的建模能力，華麗的光影效果，真實(shí)的表現(xiàn)力已經(jīng)成為室內(nèi)設(shè)計(jì)中不可或缺的重要應(yīng)用型軟件，在室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)中除了了解相關(guān)設(shè)計(jì)理論及構(gòu)