3Dmax&VRay在建筑设计效果表现中的应用

许 佳

(安徽工贸职业技术学院艺术与传媒学院，安徽 淮南 232001)

随着经济的发展，数字时代的到来，建筑设计效果表现被广泛运用在房地产行业的广告宣传、建筑的工程投标方案、建筑师的构思表现，特别是甲方的沟通交流方面.建筑效果图就是为了表现建筑设计的真实效果而制作的图.这些图片中的各种元素都是绘图者在计算机中创建出来的，并不是现实中场景的照片，它是建筑设计的辅助工具，也是与甲方沟通的桥梁.

建筑效果图可以运用很多软件来进行绘制，我们运用最多、最广泛的软件是3D studio max简称3Dmax，它是Discreet公司开发的基于PC系统的一款集三维建模、渲染和动画制作的软件，是全球使用人数最多的三维设计软件之一.它的目标是生成形象逼真的图片，建筑设计运用该软件主要是制作静态渲染效果图或者三维建筑动画，比如在城市街头或者房产销售部门会有很多大幅形象逼真的图片，这其中基本都是3Dmax软件制作出来的.3Dmax软件拥有强大的建模功能，可以让操作者随意建立三维立体模型，然后利用强大的渲染工具生成逼真的图像，达到形象具体的效果，使设计师或者甲方可以提前了解建筑设计预期目标是否达到.

一般来说建筑设计中静态建筑效果图的制作分为三个过程： 建模、材质灯光和渲染.下面简单给大家介绍这几个过程的制作方法：

1 建立模型

3Dmax建模运用在建筑设计上主要是划分场景单元和对主要建筑物进行建筑外观的模型建立.

首先在获取了建筑设计师的建筑图纸资料之后，利用Autocad进行校正，删除不需要的CAD模块(尺寸、家具、文字等)作为建筑模型的底图资料，方便后面模型的建立.

其次在导入的CAD施工图基础上进行二维转三维模型的转变，建筑物模型的建立通常运用这种方法来进行建模.建模的过程中将运用到二维建模中的线、矩形等工具，然后利用二维转三维工具中的挤出、倒角、车削等工具将绘制好的二维线段转成三维模型.建立好的三维模型，如果不能达到预期的建模效果，还可以利用一些工具来制作较为复杂的复合三维模型，常用的有放样工具和布尔等.还可以通过修改器命令进行修改，从而得到更加复杂和不规则的建筑模型，常用的三维修改器命令有锥化、扭曲、晶格等，同时需要注意在进行三维模型修改命令之前要为物体设定一定的段数，否则不能达到预期的效果.

2 材质贴图和灯光建立

建筑模型完成之后需要对其进行材质的添加和灯光的打造，3Dmax材质贴图指的是三维物体表面所赋予的颜色或者图片.而贴图其实就是把制作好的材质图片赋于建筑模型的过程.为了在渲染时得到逼真的效果，必须给建筑模型贴上材质贴图或者颜色，同样的建筑物造型赋予不同的材质图片，会产生不同的视觉效果.建筑效果图的制作属于虚拟现实范畴，在给模型贴图的过程中我们要了解真实环境中各种材质的物理属性，熟悉真实光照环境下各种材质的受光特征.

为了得到更高质量的材质和灯光效果，在制作建筑效果图时将采用基于3Dmax的插件引擎来进行材质、灯光以及渲染.适用插件引擎种类也有很多，例如：Artlantis Studio、VRay、Twilight Render等，其中VRay是当前业界使用最多、最受欢迎的渲染引擎，它是一款操作简单、渲染质量较高的渲染软件，可以进行高质量的图片和动画渲染.在VRay渲染器中，它为我们提供了一种特殊的材质VRayMtl，我们可以在贴材质时打开VRay渲染器，在材质面板中调出VRay材质编辑面板.这种特殊材质通过调节折射与反射方面相当方便，并且能够获得相当准确的物理照明.以建筑玻璃为例，建筑玻璃作为建筑设计亮，经常大面积的使用在建筑外观上，原因在于玻璃具有特别属性，它由于时间不同会产生不同的效果并且受周围环境影响很大.通过调节材质编辑器中反射光泽度和高光光泽度等参数可以得到良好的玻璃效果，但是为了得到更加逼真的玻璃反射效果我们还需要在建筑物场景周围设置一些反射的物体比如建筑、植物、天空等.另外在VRay材质编辑器中我们还可以运用不同的纹理贴图，增加凹凸贴图和置换贴图从而得到更加逼真的视觉效果.为了节约渲染时间在绘图时要及时的给每一种材质进行命名，因为场景中模型较多，那么所赋予的材质也较多，一般少则几种多则几十种，不及时命名的话到最后会混淆材质的应用位置，反而会增加绘图工作量.

在建筑效果图表现中，光影效果是建筑空间体现的必要手段.绘图者在场景中模拟的并不是真实的自然光源或者是人造光源，而是这些光源所产生的光照效果，在渲染时这些创建的灯是不可见的，可见的是光照效果，并且在建筑效果图表现中，灯光与材质也是息息相关的，例如灯光的强度、角度、光线衰减、光线颜色等都会对建筑模型的材质产生一定的影响，要想体现出建筑物本身的品格和真实的效果就必须打造好的灯光气氛.通常建筑效果图表现按时间来分有两种形式：

2.1 日景表现

灯光的打造一般来说遵循的规律是主光源加辅助光源，这样的光源组合既能照亮整个建筑又能表现出建筑的细节.日景效果图制作时，主光源大多采用标准灯光下的目标平行光，因为它可以模拟太阳光照射到地面的平行光线.在顶视图中主光源的设置，一般显示与建筑物的正立面成 40°左右的夹角，这样可以避免灯光对建筑物产生正面照射.在前视图中可以将主光源与地面设置成45°左右的夹角，能更好表现出建筑物的立体感和层次感，另外根据真实环境将主光源倍增值设置在1～1.5左右.需要注意主光源要选择合适的阴影，这样才能使效果图更加生动逼真.

创建好主光源还要为场景创建辅助光源，它的创建要根据场景需求，一般来说一盏或者两盏即可，通常采用泛光灯、聚光灯或者VRay光源，这些灯光的设置可以增强主光源所产生阴影的真实性，既能照亮暗部材质又能让阴影产生大量的细节，所以在效果图表现中添加辅助光源是十分必要的.需要注意使用辅助光源时不能将倍增值设置过大，否则会产生过亮的照明效果，使画面失真.

2.2 夜景表现

夜景的灯光设置规律与日景相仿，都是主光源加上辅助光源.不同的是夜景表现的主光源通常使用的是目标聚光灯或者泛光灯，但不论使用哪种灯光都必须勾选灯光的【衰减】项，目的是使光线沿球面产生均匀的衰减，更加接近现实，另外灯光的色调也可以设置为白色或者其他色彩，这样的灯光设置可以使建筑物显得更加突出，也更容易烘托出夜景中建筑物的光照气氛.需要注意在夜景效果图表现中，要防止场景中材质的色彩和灯光互为补色，否则会显得建筑物造型极为灰暗，对比不够强烈，缺乏立体感和层次感.应该将光源投射的光线和建筑物柱体部分的材质设置为同一基调色.

3 渲染出图

最后一步是渲染出图，现在使用最多的是VRay渲染器，因为它操作起来相当的简单，还能渲染出非常逼真的图片效果，作为一款拥有光线追踪和全局光的渲染器，它不但可以兼容3Dmax自带的所有材质和灯光，还给绘图者提供很多种VRay专用材质和灯光，VR渲染器的渲染面板参数调节也不复杂，VRay插件安装完成后会将参数调节面板内置于3Dmax的材质编辑和渲染设置中，绘图者可以合理的使用光子贴图，根据客户要求渲染各种尺寸的图片，非常适合建筑效果图表现的制作.

在准备工作做完之后我们还需要对灯光、材质进行细分，以取得最好的渲染效果，然后对渲染面板进行最后的出图设置，在图形调整初期我们可以将参数设置低一些，方便绘图者观察图面设置情况，这样可以节约设计师的绘图时间.在最后出图时，可以将渲染参数设置高一些，这样能得到更加完美的图面效果.需要注意最后出图时，为了得到更加细致、逼真的图面效果，但是又不想渲染时间过长，我们可以使用光子贴图来节约时间.

4 结语

随着建筑行业的蓬勃发展，建筑表现行业也成了建筑设计师们的搭建者，他们将建筑设计师的构想从图纸变为现实的场景图像，实现了让建筑设计构想从"无”到"有”的过程.随着行业的日益成熟，建筑表现行业也逐渐拓展到了其他领域，例如城市规划、古建筑复原、游戏行业等，对专业人才的需求也越来越大.

3Dmax&Vray软件版本的不断升级，使其内在功能日益强大.现在建筑设计师和建筑效果表现师都在使用3Dmax&Vray来做建筑效果图表现，这与其简便的操作方式是离不开的.在绘图过程中需要注意的是建筑效果图表现不同于艺术绘画创作，可以根据灵感自由发挥，我们在作图时不仅要追求艺术性、美观性，还要注意一些建筑设计的规范要求.软件是为设计构思服务的，只有加强专业知识学习，才能绘制出更加符合设计规范的建筑；作图之前首先要根据图纸进行分析，整个建筑工程需要几个场景才能够表现清楚，使用什么材质，整体色调怎么进行搭配等，这样在绘图时才能做到有的放矢；在场景建立之后可以先定好出图的角度，然后一些看不到或者离视图较远的面就可以少花点功夫，这样就大大节省了绘图时间.