基于3dmax软件进行建筑空间创意设计的方法研究

王路生 李 春

（广西建设职业技术学院，广西 南宁 530001；广西艺术学院，广西 南宁 530022）

3dmax是建筑空间设计大类用于三维建模制作和渲染的常用软件之一，随着其技术开发的不断拓展和版本的不断更新，已广泛应用于三维动画、多媒体制作、工业设计以及工程可视化等诸多领域。3dmax软件强大的建模功能、灯光及材质渲染，极大的提升了创作效率和设计作品的输出品质，给设计师带来了无尽的创作空间，成了该行业高效的辅助设计工具。

建筑空间类项目设计一般分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段，不同阶段的模型制作要求不尽相同，设计项目若要获得甲方的认可，方案设计阶段的模型创意将对设计项目的成败起决定性作用。因此，如何启发设计师的创作灵感及拓宽创作视野就显得十分重要。

当今的建筑环境设计创作领域，空间构成的创意方法主要沿袭于二十世纪初德国包豪斯设计学校确立的设计构成体系，包含平面构成、立体构成、色彩构成三大板块，涵盖从二维到三维到色彩的多维角度。对于大部分方案设计人员来说，其创意设计的前期素材主要来源于手绘图稿、建筑CAD初步设计文件、参考示意效果图、参考实景照片等，较少采用逆向思维即直接使用3dmax软件进行倒推设计思维模式。而3dmax软件其强大的编辑功能早已完全涵盖三大设计构成的内容，为建筑设计师利用3dmax软件结合包豪斯设计体系进行建筑方案创意设计带来了更广阔的创意空间和创作平台。本文从以下五个方面，根据不同类型的建筑环境类空间形态特征，结合3dmax软件建模的不同方式进行详细阐述各自相适应的创意方法。

1.利用最基本的创建图形的方式进行空间创意设计

在建筑类型中，如东西方传统建筑、公共建筑、宫殿建筑等，大多采用规整几何形态如圆形、矩形等进行中轴线对称构图，以体现庄重大气的建筑风格。3dmax在最基本的创建图形里几乎提供了所有类型的二维样条线，如线、矩形、圆、圆环、星形、文本、螺旋线等。这为建筑环境设计的平面形态的基本创建提供了便捷的操作路径和丰富的基础图案，且均可进行深度多次编辑，尤其是通过Bezier (贝塞尔) 曲线的编辑能力，几乎能达到与设计师任意手绘创作曲线的完美匹配，再结合平面构成的常用创作手法，可以对应的进行十分丰富的建筑立面、平面的创意模型制作。如利用平面构成中常用的变异、对比、重复、近似、渐变、发散等方法，可以得到无数的发散性思维作品。而3dmax在复制过程中提供了关联复制，让相同类型的物体具有相同的编辑属性，极大地提高了编辑创作效率。此外，星形的编辑属性中，可以分别对星形的边数、尖锐角单独分开调整，而在调整的过程中，会看到其意想不到的丰富的扭曲形态。设计师可通过观察这个图形不断变化的过程中，进行创意思维的拓展和灵感的触发，因为这种编辑和调整过程，可给设计产生无限的遐想。它区别于根据已指定大小尺寸直接绘制星形的固定方式，因为这种方式缺少了中间最为重要的创意推导的演变过程。比如在绘制环境艺术设计中的陈设作品、东西方建筑装饰构件、景观创意小品、装饰拼花等方面，其高效的建模速度和丰富的空间形态，给设计师创意和复杂的空间构思带来了可视化的感知和极大的启发。

除了二维图形外，3dmax还有提供了多种三维几何体的创建，包含标准几何体、扩展几何体、复合对象等等，这些类型几乎涵盖了绝大多数物体的基本三维形状。最有创作代表性的如扩展几何体中的环形结，可以通过直接的创建，看到圆滑扭曲的空间形态，随着参数的不断变化，设计师可以得到类似如彩虹桥，曲线廊架等创意思维的启发。

2.利用可反复堆叠的空间修改器方式进行空间创意设计

随着建造技术的突飞猛进和新型材料的不断涌现，一些造型新颖形态独特的仿生类、高技派、参数化设计风格的异型建筑在近些年来不断在世界各地落成。而3dmax软件最大的优势特色之一，便是其可反复堆叠的空间修改器建模步骤，给这类异型复杂的空间模型方案创作带来了无限的可能，这种可反复堆叠顺序的编辑模式使模型创意过程有着非常大的弹性空间。考虑到3dmax软件适合的行业范围广，在建筑空间领域，最常用的修改器包括有FFD、晶格、编辑样条线、编辑多边形、弯曲、锥化、挤出等十余种堆叠方式。为了达到建筑模型方案的最佳艺术效果，往往就会采取这类反复堆叠的创作方法。以南宁国际会展中心主厅建筑模型创作为例，该建筑造型灵感来自南宁市花朱槿，采用抽象仿生的创作手法。首先创建一个二维的十二角（代表广西十二个世居民族）星形图案（图1），然后第一次堆叠采用编辑样条线修改器（图2），第二次堆叠采用挤出修改器（需设置足够数量的分段值）（图3），第三次堆叠采用FFD3x3x3修改器（分别拉伸缩放三端）（图4）。至此，该模型创建完成（图5），建模时间非常短暂，采用了三次堆叠过程，而且这三次堆叠步骤可任意重新进入编辑再退出，也可任意叠放堆叠顺序（但某些时候改变叠放顺序可能会导致模型变形）。从中可以看出，如果充分掌握空间修改器的编辑特点，熟悉建筑的形态构成规律，结合包豪斯设计构成中的立体构成法则进行重新解构，便可利用3dmax快速有效的创作出一些看似复杂的异形建筑物。此外，采用晶格修改器的方式，只需一步即可快速创建出一些复杂的钢结构连接骨架。而在创作一些环境景观小品的时候，反复堆叠晶格修改器和FFD修改器，将会得到更加复杂的各种编织交错的纹理。而完成这些看似错综复杂的结构，仅仅就是几步反复堆叠的修改器即可完成。只需认真解构其形态规律，便能快速高效的完成方案创作。

图1 创建十二角的星形基础图形

图2 第一次堆叠采用编辑样条线修改器

图3 第二次堆叠采用挤出修改器（分段值设为15）

图4 第三次堆叠采用挤出修改器FFD3x3x3修改器（分别拉伸缩放三端）

图5 最终完成的南宁国际会展中心模型

此外，若想创造出更为复杂的仿生学、复杂曲面的异形建筑空间方案设计作品，如类似扎哈建筑师类型的模型方案， NURBS曲线和NURBS曲面则提供了更为丰富的建模，这已经与工业产品设计的复杂曲面等较为接近了，本文不再详细阐述。

3.利用丰富的材质贴图方式进行空间创意设计

除了一些空间造型独特的建筑方案能给人深刻的印象外，在建筑方案创作中，一些最为简单的建筑空间形态蒙上丰富的建筑表皮材质肌理，一样可以获得大众的认可和青睐。而3dmax材质具有标准、多维、多次嵌套编辑的功能，通过不同类型的叠加编辑几乎可以调出涵盖目前人类所认知的所有材质。在包豪斯设计学校设计构成体系中，色彩构成是三大构成之一。色彩具有冷暖、远近、动静、轻重、软硬、强弱等心理和生理感知。利用3dmax软件丰富的材质编辑器，可以尝试诸多复杂的色彩搭配，可以充分将孟塞尔和奥斯特瓦德的色立体中的颜色充分展现，让创意空间色彩丰富多彩。可形成不同类型和风格的色调倾向，完成一些较为复杂的色彩表现形式，如推移色彩、透叠色彩等。若要表现一些类似马赛克拼贴风格、丰富多彩的渐变色块的以建筑表皮肌理风格为主的建筑，运用3dmax中的多维材质，便可得到根据设定好的UVW贴图形成的渐变或透叠的建筑表皮肌理。此外，在一些项目因为城市规划、周边环境、投资成本等限定因素前提下，已经被限定了造型、风格、造价等内容，唯一能进行创意的就只有建筑材质及肌理色彩了。而由于3dmax软件提供了非常丰富的材质纹理、色彩组合搭配的色彩创意空间，可通过运用色彩互补、色彩调和、色彩统一等方式，让建筑色彩成为创意设计亮点而解决因造价的控制形成的形态过于单一的不足。可以更为高效的找到最佳的方案解决途径。如日本建筑师安腾忠雄将清水泥土材质用到了极致，朴实无华的建筑肌理，让建筑呈现出一种雅致、和谐、朴素的美感。尽管其大部分清水泥土材质的建筑模型形态普通平凡，但并不妨碍其作品给人的朴实无华干净整洁的材质美感。因此，无论建筑材质肌理的丰富、建筑色彩的夸张、建筑材质的单一，都是运用色彩构成的搭配方法，将建筑设计方案给人耳目一新的创作手段。

4.利用丰富的灯光渲染方式进行空间创意设计

光可分为自然光以及人造光，建筑空间创意与摄影一样，光也是建筑创作的灵魂。当白天阳光明媚的时候，光塑造了轮廓分明边界清晰的建筑体积感，而在阴雨天气建筑的轮廓则若隐若现与天地融为一体。有阳光明媚的三亚、细雨绵绵的成都、云雾萦绕的重庆、银装素裹的冰城，不同城市都有着与自己气候、季节相适应的建筑精神。不同地区不同类型的建筑有着不同的文化语境和气质展现，因此，在建筑方案表现的时候，除了模型的表达，灯光氛围的渲染更能彰显该建筑的综合气场。而在3dmax软件中提供了真实的模拟自然光、各种人造光源的灯光类型，在进行方案创作时，很多时候只需要简单的一两盏微弱的模拟现实的灯光，通过高品质的渲染，就能呈现一种特别的光感作品，让人产生遐想。如安藤忠雄的光之教堂，以光作为建筑创意的出发点，塑造建筑体积感和独特的精神层面的神秘感，强调了光作为建筑创作主题的。

5.利用脚本编辑制作出更复杂空间的创意设计

在制作一些更为复杂的建筑空间创意作品时，除了前面的几种方式外，还可以利用脚本编辑进行参数化模型制作。一些复杂的仿生类或者未来高技派风格等类型的建筑创作比较适合，此类型的模型制作需要进行一定内容的脚本编辑。要求设计师具备一些基本的编程知识，可与软件工程师合作，也可直接下载或购买他人已经编辑好的脚本进行操作。为设计师的空间创意提供了更多的无限可能。相对而言建筑设计师利用这种方式建模的不多，也因篇幅有限，笔者不再详细阐述。

6.总结及启示

3dmax软件进入我国在行业普及已有二十多年，各类培训学校为该软件培训了大量的技能型人才。通过 3dmax软件丰富和强大的模型编辑和渲染功能，为建筑设计师和模型设计师提供了高效便捷的创作平台。但在实际的建筑方案设计过程中，大多数方案设计师由于受行业较为固定的创作思维模式（如手绘图稿、建筑CAD初步设计文件、参考示意效果图、参考实景照片等）进行建筑方案设计，导致在方案创作过程中面临思维僵化、模型方案雷同、方案设计缺乏特色等问题。文章采用逆向的思维，从软件本身的角度出发，通过利用3dmax软件进行项目设计创作实践的案例，结合包豪斯设计构成的创意法则，总结出不同类型的建筑利用3dmax软件进行建筑空间创意设计的几种方法，成为建筑环境类设计师在方案创作阶段提供了创作灵感案例和一定的技术支持，为设计师在设计阶段的方案创作提供了另一种有效解决途径。