Enscape for SketchUp虚拟漫游技术在展厅设计中的应用分析

张在宇

（广东环境保护工程职业学院，广东 佛山 528216）

一、引言

Enscape作为轻量型渲染程序，目前兼容SketchUp、Revit、ArchiCAD等平台，具有高效实时渲染、虚拟现实效果出色、操作方式简易等优势，逐渐受到许多设计从业者与客户的青睐。Enscape for SketchUp，即是Enscape在SketchUp三维软件平台上两者协同工作模式，能更好地利用SketchUp建模效率结合Enscape优质的渲染效果与虚拟漫游技术，创造多种展示形式效果。本文采用SketchUp构建室内三维模型，协同Enscape用于展厅渲染与制作虚拟漫游效果，相对于其他三维与虚拟漫游制作软件，该协同方式大大提升了设计与制作效率，输出相关虚拟漫游形式功能符合客户对全方位检验设计效果的需求。

二、展厅虚拟漫游场景构建分析

（一）SketchUp平台创建三维模型

1.CAD数据导入SketchUp

利用Auto CAD软件对展厅平面数据与尺寸进行编辑与绘制。根据设计师设计内容对展厅空间平面功能布置、立面、天花造型灯进行描绘制作。分好线型类型与图层，检查线段闭合状态，对复杂节点与结构要注意是否交错穿插，整理完善平面数据，以便导入SketchUp进行建模。

2.SketchUp三维模型创建

使用SketchUp软件导入CAD数据，调整数据单位，利用SketchUp中的拉伸命令创建立体元素轮廓，对展厅地面、立面、天花等造型进行细节创建与调整，通过Goole Earth模型库载入相对应的单体模型，比如展台、展柜、家具、灯具、装饰品、展示产品等，亦可自行设计与制作个性化单体模型。场景模型数据大小是影响作品后期渲染输出与展示效率的关键，因此需要对场景中的高精度模型进行优化，其中常用方式有：删除模型多余的面与线元素、采用柔化、雾化等方式进行优化，清除多余的点、线、面、材质与组件等。最后在模型信息中清除未使用项与修正模型，对SketchUp场景模型进行最大程度的优化。

图1 Enscape一键VR模式

图2 SketchUp基础场景模型

同时在SketchUp中将高精度模型另存为Enscape代理文件，在场景中只显示高精度模型外框，在场景数据中只增加组件数而不增加边数与面数，其作用在于优化高精度模型在模型中的面数与场景大小，通常可以提升场景后期渲染输出速度。

（二）Enscape材质、灯光、渲染设置

1.展厅模型赋予纹理材质

Enscape拥有一套标准的缺省材质，只需要编辑SketchUp自身材质名称即可，在材质中输入特定英文关键词即可渲染对应的材质，其中，材质关键词分为特殊材质，如Water（水）、Ocean（海）、River（河）、Vegetation（植物）、Emissive（自发光）、Grass（草地）等；另一类是标准材质，主要通过表面粗糙度还有反光率来影响材质效果，比如Glass（玻璃）、Mirror（镜子）、Metal（金属）、Carpaint（车漆）、Fabric（布料）、Plastic（塑料）等材质。同时也可以在Enscape菜单栏的材质编辑器中对物体材质的漫反射、纹理贴图、亮度、透明度、凹凸纹理、反射度等进行细节调整。

2.Enscape中不同种类灯光属性

Enscape提供了不同种类的灯光用以展示场景中不同的照明效果。由于Enscape中场景本身就带有天光模拟模式，在使用Enscape灯光前，需要将Enscape渲染窗口中的时间改到黑夜模式，之后在SketchUp场景中点击相应的灯光种类选择好灯光角度即可创建灯光。其中，球型灯用于模拟灯泡光照效果；射灯可利用IES光域网来模拟不同种类射灯效果；线性灯用于模拟藏灯带效果；矩形灯与圆盘灯只用于模拟形状区域光照效果，在Enscape控制面板的Enscape对象选项中即可对不同灯光种类参数进行调整。

3.Enscape图像面板参数设置

Enscape的渲染界面清晰明了，所有调节方式均可采用拉杆方式调节，无需输入任何参数，操作高效便捷。整个渲染参数面板预设提供了渲染、图像、环境、输出等板块。根据场景渲染需求输出高质量图像与视频。在以往其他渲染器的渲染模式中总会由于渲染结果出现模型与参数设置上的不足而造成正式渲染时长过长的情况，经常需要靠Photoshop进行后期修正来弥补缺陷。而Enscape几乎不需要渲染等待时间，因此可以随意反复修改模型加上图像面板设置，就可以直接进行图像级别的调整，有了这一系列调整模块即可摆脱繁重的后期处理工作，大大缩短渲染出图时间，提高工作效率。

（三）Enscape for SketchUp虚拟漫游方式

1.一键VR模式

Enscape中提供一键VR模式（图1），可以将Enscape中显示内容一键同步到VR设备中，支持HTC VIVE、DELL Visor、Oculus Rift 等VR头戴设备，通过设备的操控可以轻松地进行各类操作，直接进行模型与场景修改。对设计师来说，VR具备时效性，能更好地感受三维空间，以协助进行方案的推敲。

2.360°全景模式与独立EXE文件

Enscape Capturing成果栏中，提供360°全景图输出、EXE输出、立体全图输出、全景图预览器等功能。在360°全景图中选好位置与视点，设置好相关场景参数与质量即可以进行渲染输出。当360°全景图渲染完成后，可以使用全景预览器进行预览与管理生成的全景图。

Enscape中支持将场景输出为一个可以独立运行的EXE文件，方便分享给其他人，即便对方没安装Enscape也可直接在电脑上运行，EXE文件也支持VR效果显示，在进行项目商业展示中既方便又不会泄露项目资料，对商业数据起着保护作用。

三、展厅虚拟漫游方案实例分析

本文以某展厅为例进行虚拟漫游方案制作，采用SketchUp进行场景建模并赋予基础材质，以Enscape平台的真实纹理材质制作、灯光渲染调节、场景音效氛围制作、虚拟漫游动画路线选定与节点制作、360°全景图制作与云上传来展开测试与研究，分析展厅虚拟漫游方式与效果。

（一）展厅基础模型与材质、灯光优化

前期展厅设计概念方案确定后，进行基础场景模型制作。图2效果为未渲染前模型，只赋予简单的材质，利用SketchUp中自带材质进行模型区分，进行天面、立面、地面等界限划分。整个基础场景效果结构清晰比例准确，客户可以较为清楚地了解空间位置及基本效果。

使用Enscape纹理材质编辑与灯光对基础场景进行优化（图3），对不同质地的材质进行模拟制作。在材质编辑界面可以对材质选择对应的类型进行编辑，如地板采用“清漆”类型，在反照度中选择合适的贴图，通过着色来控制材质的深浅变化，在凹凸选项可以控制材质表面凹凸效果，反射则控制材质表面反光程度。能更好地模拟真实世界实际的材质纹理效果，可视化效果佳。

根据场景需要调节灯光氛围效果，Enscape中的灯光效果与现实中开灯效果接近，灯光对周边物体的影响与灯光缓存效果理想，照射的细节到位，灯光投影虚实明暗变化合理。

（二）展厅虚拟漫游路线与节点制作

在Enscape Capturing成果栏或者Enscape渲染窗口中选择“视频编辑”（快捷键K），便可以快速进入该场景视频编辑界面。Enscape视频编辑界面简洁明了（图4），使用者只需进行简单学习即可快速掌握使用技巧。在视频编辑界面中通过选定合适的漫游路线来设置关键帧，调整视频持续时长、相机运动类型即可完成虚拟漫游路线视频制作。

其中，视频编辑界面只需要点击时间轴中的关键帧进入到关键帧编辑器中，即可对该关键帧进行相关调节，如一天中不同时间段的光照效果、设置漫游路线时长、视野远近、景深焦点等。当设置好整个漫游路线后场景中会出现一个摄像机路径，在关键的节点上会显示一个虚拟摄像机，只需要轻点摄像机即可快速进入该关键帧对该节点进行编辑。最后输出相关虚拟漫游动画供客户欣赏。

（三）展厅360°全景图制作与云上传

图3 Enscape纹理材质编辑与灯光

图4 Enscape视频编辑界面

渲染360°全景图时选择好需要制作的节点场景，点击Enscape Capturing成果栏选项中的360°全景图输出选项进入渲染界面，Enscape渲染器即刻渲染360°全景图。图纸输出的质量根据需求进行调节，渲染时长根据电脑硬件决定。

全景图制作完成后可在Enscape Capturing成果栏的管理上传器中进行预览，确保全景图输出数据正确后选择保存全景图，然后利用相关全景图合成软件对全景图进行合成，也可以保存为EXE文件，在任何电脑中打开。同时，在Enscape Capturing管理器中还可以选择上传到云端，当上传成功后会产生对应的二维码，客户只需要用手机中的二维码扫描软件即可直接在手机端对该场景进行查看。

四、协同应用平台对比与用户体验

（一）不同虚拟漫游制作协同应用平台对比

本案例中使用Enscape for SketchUp协作平台进行展厅虚拟漫游技术应用，同类型的虚拟漫游技术应用还有Vray for 3DSMAX、Vray for Cinema 4D等，利用同个展厅模型在这三个协同应用平台进行测试对比（表1）。在对比中，Enscape for SketchUp比其他两种应用软件在渲染与输出速度方面表现优秀，但是在场景氛围与特效效果方面表现较差。而Vray for 3DSMAX与Vray for Cinema 4D在渲染品质上有优秀的表现，且Vray for Cinema 4D在特效方面丰富多样，细节表现精致到位。但是这两个应用平台的制作操作过程繁琐，需要调节的参数多、数据指令多、渲染速度慢等，不利于快速展示与分享。

表1 不同虚拟漫游应用软件对比

（二）用户体验效果分析

本文将运用Enscape for SketchUp协同应用平台制作的展厅设计案例对两组人员分别进行调查。第一组为50名设计师对该平台虚拟漫游制作与成品展示效果的认同度，第二组为50位商业展示空间需求客户对该平台虚拟漫游技术应用方式与体验效果的认同度。

在第一组调查对象中有72%的商业空间设计师对该协同应用平台制作的虚拟漫游制作与成品展示表现满意；20%的设计师觉得表现力一般，8%的设计师认为该协同平台制作的虚拟漫游制作与成品表现效果差，在场景渲染品质、漫游路线流畅度及场景氛围方面仍有很大提升空间。

在第二组调查对象中80%的客户对该协同应用平台制作的虚拟漫游制作与成品展示表现满意；可以快速观察空间，相对传统二维图片展示能更加直观地了解空间各个角落；16%的客户觉得表现力一般，部分材质表现力较弱，漫游过程有些卡顿；4%的客户认为该协同平台制作的虚拟漫游制作与成品表现效果差。

五、结语

本文通过Enscape for SketchUp 虚拟漫游技术来实现展厅可视化应用，从而对展厅空间设计工作进行更好的计算机辅助。结合实际项目案例，从场景制作、赋予材质与灯光调试、漫游路线与节点定位、场景输出等应用方式，最终呈现出完整的虚拟漫游动画与360°全景图。体现出Enscape for SketchUp高效、智能、即时反馈的优点，大大提高了设计从业人员的工作效率，满足了其需求，缩短了设计周期并节约了制作成本，在与客户沟通过程中提供了更加人性化的服务，增强了客户直观的真实体验感。Enscape for SketchUp协同平台应用相对于Vray for 3DSMAX与Vray for Cinema 4D平台而言在环境特效、场景模型细节、纹理材质细节、场景互动等方面还存在不足，在后续软件开发过程中应逐步提升各项相关性能，为使用者提供更优的使用体验。■