基于3DEXP单一数字模型的舱室空间方案设计方法

2022-05-05周妙龄张红伟何志成

船舶标准化工程师 2022年2期

禹辉，刘美，周妙龄，张旻，张红伟，何志成

（江南造船（集团）有限责任公司，上海 201913）

0 引言

舱室空间设计是船舶设计的重要组成部分。在进行舱室空间设计时，业内常使用3ds Max和犀牛等软件进行建模，使用VRay和KeyShot等软件进行渲染。但由于存在格式、面片、参数化、可编辑性、模型结构树和模型属性转化等问题，3ds Max和犀牛软件建立的模型难以直接迁移至3DEXP平台，这就导致不同软件平台之间的重复建模问题。此外，由于方案效果图的修改信息无法第一时间反馈至3DEXP平台，这会导致不同软件平台之间的模型不一致。为减少重复建模，保证模型的一致性，本文基于3DEXP平台的单一数字模型，运用平台自带的建模工具和渲染器进行建模和效果图渲染。通过优化渲染流程，着力提升效果图渲染的效率。此外，在建模时采取内装通用部件属性和设置参数化等措施，可提升舱室设计的整体设计效率。

1 设计方法分析

为体现基于3DEXP单一数字模型的设计方法的优势，将其与基于3ds Max的传统设计方法进行对比。

基于3ds Max的设计流程如下：1）根据舱室布置图和设计概念，对整个舱室的模型进行建模；2）添加并设置灯光参数；3）设置模型各部分的材质参数；4）设置摄像头视角和参数；5）设置渲染参数，基于本地配置资源，启用渲染程序对各个视角进行渲染。

基于3DEXP单一数字模型的设计流程如下：1）根据舱室布置图和设计概念，对整个舱室的模型进行参数化建模；2）设置模型各部分的材质参数（可直接从材质库中进行选取）；3）设置摄像头视角和参数；4）设置渲染参数，提交渲染需求，启用远程服务器对各个视角进行渲染。

相较于基于 3ds Max的传统设计方法，基于3DEXP单一数字模型的设计方法具有如下优势：

1）渲染效率明显提升

基于3ds Max和VRay软件渲染的效果图见图1，单张效果图的渲染时间为40 min。基于3DEXP平台渲染的效果图见图 2，单张效果图的渲染时间为56 s。在传统设计模式中，渲染过程几乎占据了整个设计流程80%的时间，而使用基于3DEXP单一数字模型的设计方法，借助远程服务器的强大配置，可将渲染效率提升95%。

图1 基于3ds Max和VRay软件渲染的效果图

图2 基于3DEXP平台渲染的效果图

2）共享服务器助力工作效率提升

在使用3DEXP平台设计时，不同设计人员在不同设计项目中创建的材质资料会全部存储于3DEXP平台的共享材质库。在开展新项目设计工作时，可直接调取共享材质库中的数据，免去了材质参数调整这一步骤，不仅能保证材质参数的稳定性和可靠性，还可提升工作效率。

3DEXP平台的渲染工作都是通过远程服务器来完成的，每一个设计员都可访问和调用远程服务器。设计员在自己的电脑上进行方案设计、视角调整和参数调整等工作，然后将渲染需求全部提交至远程服务器，在服务器进行渲染的同时，设计员可同时开展其他工作，进一步提升整体的设计效率。

3）无需重复建模，保证模型的一致性

由于不同布局空间尺度对于室内家具和设备尺寸的需求不同，在使用基于3DEXP单一数字模型设计方法进行设计工作时，在模型的基本形式和风格保持统一的前提下，对模型设置一定范围内的参数化特征，可在短时间内对模型的主尺度进行调整，以快速适应不同空间尺度的需求。

在方案设计阶段建立的单一数字模型，可直接沿用至三维送审和生产设计阶段，无须重复建模。此外，方案的后续更改情况也可同步反馈至三维送审和生产设计阶段，模型一致性得到良好保证。

4）信息传递优势

在基于3ds Max的传统设计流程中，三维模型仅被用来渲染效果图；而在基于3DEXP单一数字模型的设计流程中，单一数字模型除用于渲染外，还被赋予了内装通用部件属性，可承载模型的物料名称、尺寸、型号、材质、重量、生产厂家等数字化信息。在后续三维送审和生产设计等阶段，单一数字模型可用于订货清单、安装清单和安装托盘等数据的抽取工作，从源头上保证了全设计流程中数据的一致性。