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數字化技術對建筑空間設計的應用論文
摘要：數字技術的發展使室內設計師能通過數字軟件將創意構思形象化，它是一種比傳統手繪效果圖更逼真的表達方式。介紹使用數字化的手段進行室內效果圖表現的流程，并總結出一套提高效果圖表現質量與提升工作效率的方法。
關鍵詞：3DsMax；效果圖表現；效率
數字化的室內效果圖畫面逼真，形象直觀，是企業招標、工人施工及與客戶溝通的好幫手。與傳統手繪效果圖相比，具有更高的效率，并且更易于修改。隨著軟件技術的革新，數字化的室內效果圖表現已經逐漸成為室內效果圖表現方法的主流，是室內設計師工作中重要的一部分。
一、軟件簡介
（一）AutoCADAutoCAD是美國Autodesk公司出品的一款計算機輔助設計軟件，操作簡單易上手，被廣泛應用于土木建筑、工業制圖、工程制圖等多方面領域，在室內效果圖表現中主要用來制作平面布置圖及立面圖等。
（二）3DsMax3DsMax是基于PC系統的三維軟件。3DsMax的制作流程簡潔高效，雖然命令較多，但可以針對自身行業學習部分模塊即可，如室內效果圖表現只需要掌握基礎操作、建模及了解基礎燈光、材質即可。只要操作思路清晰，上手是比較容易的，在國內擁有非常高的人氣。
（三）VRayVRay是由著名的3DsMax插件提供商chaosgroup和as-gvis公司推出的一款體型較小，但功能卻十分強大的渲染器插件。VRay在室內外效果圖表現中，速度極快且渲染效果極好。安裝后在3DsMax中由七個部分構成，分別是：VRay渲染器、VRay對象、VRay燈光、VRay攝影機、VRay材質貼圖、VRay大氣特效和VRay置換修改器。
（四）PhotoshopPhotoshop是由Adobe公司開發的圖像處理軟件，擁有極高的知名度和應用人群。在室內效果圖表現中，主要用來制作材質貼圖及對渲染圖片進行后期處理。
二、室內效果圖表現流程
一個科學的流程，會使工作更加快捷有效。
（一）建模在室內效果圖中建模，是將二維的平面布置圖轉變為三維對象。首先需在AutoCAD中對平面布置圖進行優化，刪除家具、標注、軸線、文字等圖層，只保留墻體結構線，再將平面布置圖導入3DsMax中進行建模。在導入3DsMax前需注意將單位與AutoCAD中制作時保持統一，以免模型比例發生偏差，一般室內效果圖表現較多使用毫米為單位。導入的平面布置圖調節好坐標后需馬上凍結，以避免操作時發生位移，造成模型錯誤，影響后續工作。在創建面板中使用樣條線命令，并激活2.5D捕捉命令（需勾選“捕捉到凍結對象”），沿著內墻線進行頂點捕捉繪制出墻線。在修改面板中使用擠出修改器，以真實墻高的數據對墻線輪廓進行擠出，制作出墻體、天花板、地板。再將模型轉換為可編輯多邊形后進行編輯，使用連接、擠出、倒角剖面等命令依次制作出踢腳線、門框、吊頂等，完成基本的室內空間模型創建。家具、電器等模型可以通過“文件—合并”命令直接導入，但在導入前需確定室內效果圖的整體風格。
（二）材質（粗調）材質（Material）可以看成是材料和質感的結合，它包含物體表面的色彩、紋理、光滑度、透明度、反射率、折射率、發光度等可視屬性。VRay的材質模塊設置簡便、功能強大、效果逼真，基本可以完全替代3DsMax自帶的材質。在布光之前，先調整室內模型中面積較大的材質，如地板、墻面等物體的顏色或紋理，因為它們會對燈光的實際效果產生更大的影響。在這個階段，一切對渲染速度影響較大的參數都需關閉，如光線跟蹤、增加細分等，因為在粗調階段只需觀察整體的燈光效果是否合理。但是透明的材質一定要在此階段調節好，否則可能會影響到燈光，比如窗玻璃沒有調為透明，那么陽光就不會射入到室內，這也是很多初學者經常遇到的問題。
（三）渲染速度優化在燈光布置階段，只需要觀察整體的明暗是否合適，色彩是否匹配，而不需要細膩的渲染品質，通常的做法是在渲染設置的輸出中，將分辨率按最終輸出的分辨率等比降低。在VRay渲染器中，關閉“抗鋸齒過濾器”，使用“固定”圖像采樣器；開啟間接照明（GI），使用首次反彈（Primarybounces）為發光貼圖（Lrradiancemap）與二次反彈（Secondarybounces)為燈光緩存（Lightcache）的組合會達到渲染圖像質量與渲染時間上的平衡。發光貼圖是基于發光緩存技術，僅對場景中某些特定的間接照明進行采樣，然后對剩余的點進行插值計算，速度會遠遠超過直接計算，特別是具有大量平坦區域的場景，且不會產生大量的雜點。燈光緩存則是建立在追蹤從攝像機可見的光線路徑的基礎上，存儲每一次沿路徑的光線反彈信息。在測試渲染階段將發光貼圖的預置設置為“非常低”，并降低采樣的比率為“-5，-4”，半球細分為“20”，燈光緩存的細分為“200”，則會大大縮短渲染的時間。
（四）燈光布置燈光的布置是對技術和審美要求最高的階段，首先要對最終的效果做到胸有成竹，清楚畫面的顏色、配景、光線、構圖等；其次要對場景進行全面分析，確定室內照明的主光源、次光源，通常我們要遵循“環境光—人工光—補光”的布光原則；最后需分析場景氛圍匹配的色彩，如臥室空間通常以暖色調為主，會給人以溫馨和安逸的感受，但一幅畫面如果只有暖色也會很不舒服，所以應在適當的地方出現一些冷色來進行冷暖色的互補，來達到視覺上的色彩平衡。環境光可以使用“VRay天空”貼圖制作，在“環境貼圖”中單擊彈出貼圖對話框，選擇“VRay天空”貼圖，并將貼圖同步至材質編輯器，設置合適的強度倍增值（如使用普通攝像機一般選擇0.03左右），此時的渲染效果非常暗，可以使用VRay燈光在進光口處創建1盞燈光繼續加強環境光的照明效果。需將VRay燈光的顏色設置為藍色，并勾選“不可見”，完成環境光的布置。室內的人工光主要有燈帶、吊燈、落地燈、臺燈、筒燈、射燈等。燈帶分為直形燈帶和異形燈帶，直形燈帶可以使用“VRay燈光”直接模擬；異形燈帶則需使用樣條線繪制，并將樣條線設置為“可渲染”，并在對象屬性中關閉其“產生陰影、接收陰影、對攝像機可見”等屬性，賦予樣條線“VRay燈光”材質來進行模擬。吊頂（吸頂燈）、臺燈、落地燈都可以使用“VRay燈光”來模擬，燈光類型采用球形，大小比燈的模型略大一些即可。筒燈與射燈通常使用光度學的“目標燈光”進行模擬，在“燈光分布”中選擇“光度學Web”，選擇一款合適的光度學燈光文件，根據場景的大小及燈距離的不同自由設置參數，一般以cd和lm為燈光倍增的單位，并勾選啟用陰影，類型為“VRay陰影”。補燈的主要作用是為了烘托畫面的氛圍，如畫面暖色調過重，或畫面過于平淡，添加合適的補光會使整個畫面更加活躍，并能調節畫面的總體色調。
（五）細調材質當燈光布置完成后，就需要表現材質的質感了。需對要表現材質的特性進行分析，并結合環境來考慮。1.物體的固有色當光線照射到物體上的時候，物體會吸收一些光色，同時也會漫反射一些光色，這些漫反射出來的光色到達人的眼睛之后，就決定物體看起來是什么顏色，這種顏色常被稱為“固有色”。在VRay材質球中，使用“漫反射”的顏色來進行模擬，如物體具有獨特的紋理，像木紋、大理石紋等，則可以使用“貼圖”來實現。2.光滑與反射一個物體是否有光滑的表面，往往不需要用手去觸摸，視覺就會告訴我們結果。因為光滑的物體，總會出現明顯的高光，比如玻璃、瓷器、金屬。而沒有明顯高光的物體，通常都是比較粗糙的，比如磚頭、泥土等。光滑的物體表面反射出光源，產生物體的高光區，它的顏色是由照射它的光源顏色決定的，隨著物體表面光滑度的提高，對光源的反射會越來越清晰，在材質編輯中，越是光滑的物體高光范圍越小，強度越高。3.透明與折射自然界的大多數物體通常會遮擋光線，當光線可以自由穿過物體時，這個物體就是透明的。由于透明物體的密度不同，光線射入后發生偏轉現象，這就是折射。比如插入水的筷子，看起來是彎的。不同的透明物體的折射率也不一樣，如水的折射率為1.33，玻璃的折射率依據成分的不同在1.5-1.9左右，自然界中折射率最高的是折射率為2.417的鉆石。
（六）最終渲染輸出最終渲染輸出是最簡單的一個階段，主要是設置渲染輸出的大小和提高渲染品質，在此階段打開“抗鋸齒”，提高GI的采樣進度及材質、燈光的細分。
（七）后期合成處理在Photoshop中進行后期合成處理，不僅能使渲染出來的圖像變得更加精彩，還能解決在渲染時出現的部分細節漏洞，如重新設置渲染需耗費大量的時間，在Photoshop中可能只需要很短的時間就可以調整完成。通常情況下，渲染的圖片保存為不經過壓縮的“TGA”或“TIFF”格式。為了方便后期合成處理，通常還會使用腳本渲染出單個物體的通道圖及渲染出AO（AmbientOcclusion，環境光遮蔽)圖，對圖像質量的進一步提升是非常重要的，甚至是必不可少的。
三、結語
以上就是筆者總結出的基于數字化效果圖的表現流程，只有在軟件使用的過程中不斷進行分析總結，才能提煉出更為科學的一套工作流程，它能大大縮短工作時間、提高工作效率。
參考文獻：
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