Sketch Up软件技术在建筑类设计行业的应用实践分析

2023-05-05钱磊

电子技术与软件工程 2023年2期

钱磊

（浙江建设职业技术学院浙江省杭州市 311231）

SketchUp 软件是一种基于三维建模的设计软件，广泛应用于建筑设计、室内设计、景观设计等领域。软件的使用是设计工作者的必修课。设计者使用软件过程中必须注重软件的应用能力以及多软件的联合应用能力，开展设计类学科教学软件应用过程的分析工作有助于设计者定向提升设计工作能力突出工作业绩。

1 建筑设计专业的Sketch Up软件应用

建筑设计专业工作中应用SketchUp 软件呈现多元化多学科的使用趋势，分别在各功能建筑物单体立面设计，在构造设计推敲以及施工图设计等三个方面重要工作工序中集中应用。

1.1 建筑物单体立面设计三维实感模型创建

1.1.1 三维建模软件的选择

制作建筑方案效果图前期模型使用频率较高的软件有：SketchUp，犀牛，3Dmax，Maya 等，来源于不同类型公司的软件建模方式和建模操作都是不同的（如表1 分析所示），各建模软件的专业性也有差异。

表1：各种建模软件的差异化对比

根据目前对社会设计院工作者从业要求的研究中，建筑设计师更加偏好于对SketchUp 软件的使用，主要因为软件操作简易，软件学习容易以及附属插件功能强大等原因。软件不仅应用于具体的概念方案设计中，还广泛应用于城乡建设行业的设计领域。软件的建模速度快捷有效，只需要线条组成平面，然后通过推拉的主导功能形成封闭的三维几何形体。此外，由于简单的建模和模型修改过程，设计师不会因为软件操作而花费大量的时间和精力，可以专注于设计概念创作本身。

1.1.2 软件建模过程

根据建筑方案平面草图，设计师完成AutoCad 图纸后导入Sketchup 软件，通过绘线封面、挤出平面、推拉数字空间体块等操作完成建筑体初步模型。建筑单体建模的思路主要分为三个阶段：平面设计阶段、立面设计阶段以及效果图设计阶段（如图1所示）。建筑单体有多重构件元素组成，包括：墙面、屋面、窗体、雨篷、台阶等，建筑效果图的最终完成需要对这些构件元素进行精细化设计以及层次组合，突出建筑单体立面美感契合当地建筑设计风格特色。立面设计在固定场地体块中进行深化，有效遵循各功能建筑立面不同的设计哲学特点，推行立面的韵律感、节奏感、序列感等，给予使用者视觉舒适感。例如：某教学楼北立面由固定宽度和高度的窗户组成，形态上保证规律秩序，整齐布置材质统一有整体感。南立面为教学楼走道功能部分，走道为通透式半室内空间，为室内外过渡缓冲的渗透空间，立面设计中加入矩形线框片状设计手法，解决的立面单一乏味线性感。立面建模过程中，各个建筑构件均按照真实尺寸添加，充分利用Sketchup 模型中的“块”工具，尺寸相同相似构件可以利用“块复制”命令，一个“块”修改可以形成所有“块”的协同修改，操作方便快捷较为便利。立面材质的赋予则需要利用Sketchup 软件材质编辑器，材质的内容也根据不同建筑部位进行分类。

图1：建筑设计专业效果图制作思维导图

1.2 建筑构造设计实现

今年来人民生活水平高速发展，各行业的技术水平也同样不断提升，建筑行业的构造与材料的应用也是日新月异。传统建筑构造设计主要借鉴国家标准的建筑构造图集，图集的引用信息是以二维空间样式为主导，缺乏对重点建筑节点进行深层次剖析。构造设计过程中，设计者对于构造层次的理解能力有限，重点设计的构造节点不能体现特殊性和复杂性。为了攻克设计难点，探究设计底层逻辑，深入研究空间序列，设计者首先要熟练掌握建筑构造设计的基本原理和方法，明确构造层次搭配叠合使用的底层逻辑，避免盲目搭配设计和随意组合设计，通过原理图集展示和三维视图演示，从空间形态抓住构造的设计重点完成大脑知识储备。

例如低温热水地板辐射采暖楼地面构造设计中，图集中每项构造层次繁复，图集中的各项图例表达偏向于平面化。通过Sketchup 软件对于该节点解构剖析设计，三维的表达方式促使构造层次透彻明晰化。与此同时每构造层次输入真实构造厚度通过“封线成面”以及“面挤块”两项核心操作形成，设计过程中可以根据空间的尺寸大小完成设计优化。最后，利用软件强大的多维度高效材质数据库，选取对应材质素材后赋予层次材质，完成各节点构造的层次绘制并添加各层次中文注释。

1.3 施工图设计难点节点放样

施工图设计难点放样通常是指一些特殊形状和复杂结构的构件在施工前需要完成设计师与施工团队的技术交底。设计师尽量使用三维场景叙述的表达方式让施工人员明白特殊构造节点的施工要点。总所周知建筑施工图常常受到图纸二维表达的局限性，各不同工种专业（建筑专业、结构专业、暖通专业、水专业以及电专业）设计过程中空间位置上存在冲突的可能性需要切入深化分析。其次设计过程中要求设计师在施工图设计阶段对每个过程有深度细节的考量，尝试将不同专业的图纸在同一三维建筑空间中表达出来，这个过程被统称为建筑设计节点放样。施工图放样过程中，重点解决暖通设备空间不足、设备排水系统立面衔接以及建筑室内空间优化提升等问题，并且对施工技术、施工成本、施工材料进行二次研究，实现工程效益最大化的问题。目前市场上通用的施工图放样的软件较多，如：Sketchup、Rhino、Revit 等，各软件的倾向性和系统性不同。总体上将复杂的二维图元化信息转化为多角度直观场景布局，设计师可以利用Sketchup 软件漫游功能，对建筑单体虚拟超维度空间下进行针对性设计补充与强化。

2 室内设计专业的Sketch Up软件应用

室内设计专业的建模软件的选择呈现竞争化趋势。近年来，“酷家乐”为主导的一列集成化软件进入市场，对sketchup 软件的功能不足进行实际优化，并不断扩充模型素材库和优化渲染器功能。但是非住宅类公建项目中，sketchup 软件在实际场景建模设计过程中，具有更坚实的基础，应用过程中硬装与软装的修改更为便利和高效。

2.1 室内硬装场景建模

设计师工作中发现室内硬装场景空间设计推敲使用Sketchup 软件较为常见。软件用于对毛坯房的改造以及二手房的空间设计为主要方向。硬装设计任务要求设计师通过空间知识完成对基础室内建筑构件元素的梳理，然后对室内的吊顶、墙体、地面等重要部分根据统一的装饰风格进行设计优化。设计师助理首先要通过sketchup 软件对原始空间的数据进行测绘整理，并且以1:1 的原始比例完成建模。建模过程中，主要是对实体承重墙体以及结构梁的定位，确保两项重要结构的完整性。实体承重墙和结构梁为住宅重要的力学构件，保障着居住者的人身安全。其次，设计者利用现行的住宅尺寸推敲符合室内空间完整的柜橱大小、吊顶样式、墙面搭配等等完成设计，并且通过软件的使用技巧在软件界面上进行实体呈现。

2.2 室内软装设计风格搭配

计算机三维技术已经成熟地频繁运用于室内设计各阶段设计过程，尤其是在室内装饰中的软装部分，各个元素的选型与配色要突出室内空间构图设计理念同时强化空间表现。软装设计风格需要和硬装搭配契合，一般软装设计的选型在硬装设计时就协同开展。最终设计成果以效果图的方式展示，软装建模过程依照三维空间建模规则，在成图前选择合适的效果表达角度，向顾客展示表达最完美的效果特征。遵循软装设计基础设计原理，在进行家具配置的同时达成空间上的平衡和稳定，在进行家具配色的同时完成空间秩序感的统一与变化，最终使整体变化协调统一，画面感表现出稳定性，图片整体基调节奏感突出有良好的空间比例尺寸关系。

灯光能够加强软装设计元素的效果表达，灯光的搭配要与空间的层次进行搭配，和环境的影响关系非常密切。各项软装元素设置合理后，借助Sketchup 软件附带的Enscape 插件进行效果图的成品渲染。Enscape 插件在市场众多渲染器中表现出色，出品的效果图得到市场的一致好评，并且在渲染参数设置界面操作中相对简洁，能够有效减少设计师的软件操作时间，减少不必要的工作程序。

2.3 室内设计专业使用软件过程中存在的问题

2023年伊始，我们已经迎来了超强的行业复苏期，高信息化时代下室内设计专业尤其要重视线上展示技术，人们需要足不出户就有身临其境的体验感，VR 展示尤为重要。3D 云设计软件已经被广大设计师高效使用，设计者通过特定软件的使用完成VR 场景展示。

相比之下，Sketchup 软件素材库服务器设置在境外，设计师往往因为网速限制连接下载不便形成网络延迟，对设计过程形成障碍。Sketchup 软件的素材库广度受限，设计师在使用软件制作软装搭配的时候，往往无法寻找到自己合意的沙发等配件，从而无法达到应有设计效果。解决素材缺失的问题，设计师一方面可以通过丰富网络资源进行筛选，选中优质配件，另一方面可以通过CAD 二维图纸进行体块翻模。总体上两种方法耗时和设计不确定性加大，增加了额外的时间成本，也对设计师使用Sketchup 软件的曲面编辑功能提出考验。

近几年，酷家乐软件的高效使用弥补了Sketchup 软件的两项不足，作为新型智能设计软件，设计师通过应用可以使自己的设计更加灵动便捷接入云端数据库。总体而言，酷家乐是以分布式并行计算和多媒体数据挖掘为技术核心，推出了VR 智能室内设计平台。酷家乐具有高效的云渲染系统，根据设计师的设计搭配可以快捷完成设计任务，最后在完全符合设计预期后进行一键渲染生成室内效果图。同时，酷家乐具有VR 方案瞬时生成功能，设计师可轻松完成智能家居空间展示，通过特定微信小程序在优雅别致的背景音乐演奏下完成深层次的空间漫游，充分感觉设计者的设计语言。

3 景观设计专业的Sketch Up软件应用

景观设计利用Lumion 软件接入完成对设计场所精神塑造。景观设计师通常具有一定的园林景观知识，在设计中能够对不同类型植物植被进行配植优化设计，方案中常常采用流线型的设计手法，掌握植物植被的开花花期在盛开的季节能够形成绚丽多彩的园林景观界面。为了在方案表达中更加灵动自然，设计师通常利用SketchUp 软件对基地位置和基地建筑形体做基本的建模操作，然后导入Lumion 软件进行植物场景布置。作为可视化工具软件中表现强大的Lumion 软件，能够将景观场景进行优化建模，在三维空间中完成实时渲染的功能。软件的兼容性也非常强大，实时接入SketchUp 和3DMAX 等产品。与SketchUp 软件相比，Lumion 软件的素材库更为丰富，包含了各种建筑、人物、动物、街头装饰、地面等大量模型，且大量素材为矢量可移动素材为最终的场景布置提供了灵动欢快的氛围。景观设计专业设计师利用Lumion 软件进行课程设计过程可将3D可视化效果最大化，同时软件自带的强大渲染功能为设计师设定了真实美观的工作场景，能够对于植物造景空间尺度感与艺术美感有更加深入清晰的认识。Lumion软件的使用是以SketchUp 软件本体完成使用延伸，能够为设计师提供更多样的信息化手段，丰富设计元素的拼接与组合。

4 其他应用

随着高信息化时代的到来，计算机技术也在推陈出新，SketchUp 软件每年保持较高频率的更新度以及多样的软件插件来保证顺应专业市场的不同需求。软件的使用范围也不断被扩大，除了各类设计方向的建模外，还在多项领域被广泛使用，比如：曲面幕墙设计、元宇宙空间塑造以及日照模拟演示等等。

曲面幕墙设计引入参数化特殊插件对于双曲面造型进行细化分割配置，将曲面的造型平板化，便于后期装配组合，SketchUp 软件建模的设计接入有效补充幕墙施工图图纸二维显示的短板，便于后期的高效安装施工；元宇宙空间塑造运用地图模型库输入地址经纬度数据载入现实三维建筑模型，在此基础上进行VR 或者AR 增效达成设计效果；日照模拟演示需要植入SketchUp 软件日照插件，设计师在插件正常运行状态下把设计建筑按照真实尺寸样式等比例建模，输入基地位置的各项有效数据进行实景模拟。插件能够根据空间中太阳高度角的变化，形成建筑的日照模拟实况，电脑后台形成最终数据完成日照统计。