毕业设计论文计算机辅助软件在建筑效果图中的应用.doc

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1、烟台大学毕业论文（设计）分类号 编号烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）计算机辅助软件在建筑效果图中的应用英文题目（四号黑体）申请学位：工学学士 院 系：光电信息科学技术学院专 业：电子信息科学与技术 姓 名：XXX 学 号： 指导老师： 2010年 5月 日烟台大学计算机辅助软件在建筑效果图中的应用姓 名：XXX 导 师： 2010年 5月 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：姓名学号毕业届别专业毕业论文（设计）题目指导教师学历硕士研究生职称所学专业具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：进度安排：指导教师（签字）： 2007年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任）

2、（签字）： 年 月 日备注：绪论建筑表现可以通过工程制图、实体模型、文字说明、场景动画及效果图等形式表达出来。其中，工程制图虽然表现的更为确切，但由于其专业性太强而使一般未经专业训练的人很难读懂，尤其是为业主提供设计方案时，设计人员与业主之间对设计方案的理解常常不易沟通，且直观性不强；模型因为直观性强，并可以从不同角度进行观察，在国内外设计领域被广泛应用，但他却无法表现出建筑物所处的环境、气氛和材料质感，而且不易携带，可复制性较差，故而显得美中不足；而文字说明是设计师设计的辅助手段，仅可以作为视觉形象的补充说明。以上三种都不如建筑动画和效果图真实感人、具有说服力。而多数设计院更愿意选择制作建筑

3、效果图来表现楼盘，建筑效果图具有的直观性、真实性、艺术性使其在设计表达上享有独特的地位和价值，这一点已被我国近年来建筑效果图艺术领域的飞速发展所证明。它作为表达和叙述设计意图的工具，是专业人员与非专业人员沟通的桥梁。在商业领域里，工程投标中所使用的建筑表现图，其优劣直接关系竞争的成败。而计算机辅助软件是制作效果图的手段，所使用的主要软件就是3ds Max，本文的主要目的是介绍制作建筑效果图所使用的软件、效果图制作的流程，强调CAD（Computer Assistant Design计算机辅助设计）在建筑效果图中的重要应用，同时提高自身效果图制作水平。 第一章 软件介绍 本文中主要用到的软件是A

4、utoCAD, 3ds Max, VRay渲染器，Photoshop,这四款软件是目前做建筑效果图较常用的软件，首先来介绍一下AutoCAD，AutoCAD是美国Autodesk公司产品，目前最新版本是AutoCAD2010，本文使用的版本为AutoCAD2007，打开一个dwg格式的文件，AutoCAD的界面如图1-1所示，图 1.1此软件目前在做建筑效果图时主要用来精确绘制建筑的平面图和立面图等，由于本文主要用到的软件是3dsmax和VRay，所以对AutoCAD的界面布局和各个工具的功能不做过多阐述，设计师一般会画好CAD图纸，然后交给建筑表现公司制作效果图，建筑表现人员在拿到平面图纸时

5、首先对图纸进行分析整理，将在3dsmax中建模型用不到的“文字标注”，“箭头标注”，“引线标注”以及在室外效果图中看不到的室内的家具等物品删除，图1-2是整理好的CAD图纸：图 1.2然后将CAD图纸导入3dsmax中建模型，下面介绍一下本文重点软件3dsmax，3dsmax 也是美国Autodesk公司产品，最新版本为3dsmax2011，本文使用的版本为3dsmax2009，启动3dsmax，出现如图1.3的加载界面：图 1.3稍等片刻所有插件等加载完毕后我们看到3dsmax的界面如图1.4：图1.4最上方为标题栏，显示当前文件名称，软件版本号。第二行为菜单栏，多数命令都可以在此操作。第三

6、行为主工具栏，这里集合了3dsmax中经常需要用到的命令按钮，单击相应按钮或者使用相应快捷键就可以激活相应命令。有些按钮的右下角有小三角标志，表明此按钮下有还有隐藏的扩展按钮，按下带小三角标志按钮鼠标左键不释放，稍等片刻即可弹出隐藏的扩展按钮，将光标移动到需要选择的按钮上释放鼠标左键，即可选中需要的按钮。左边工具栏是Reactor工具栏，这里集合的是动画方面相关的命令按钮。四个黑色框为视图区，是3dsmax界面中最大的区域，这里是3dsmax的主要工作区域，创建模型，调整位置，变换观察等操作都需要再次完成。最右边较大区域为命令面板，这里是3dsmax最重要的区域，几乎对场景中的任何参数调整都要

7、在此完成，包括创建，修改，层级，运动，显示，工具。最下方左侧为脚本编辑区，在此可以输入3dsmax脚本语言，进行高级控制。脚本编辑区右侧为信息区及状态行，这里显示场景造型的相关信息，再往右侧为动画控制区，这里是针对动画设置的一些命令按钮。再往右侧为视图控制区，此区域集合了对各视图进行调整的各种按钮，依据激活视图的不同，各按钮的显示状态及功能也各不相同。3dsmax可以完成创建模型，渲染出图等任务，但是如果想要得到照片级别的渲染效果，则必须提到VRay渲染器，VRay是一个功能非常强大的渲染插件，它的交互式渲染功能必须依赖于3dsmax的三维工作平台来运行，VRay渲染器是保加利亚Chaos G

8、roup公司研发的产品。VRay最大的技术特点是其优秀的全局照明（Globel Illuminition）功能，利用该功能能够在图中得到逼真且柔和的阴影及光影漫反射效果。使用VRay渲染器有如下特点：1. 表现真正的，平滑的光影追踪反射和折射2. 指定专用材质类型，可以很方便的创建大理石，石蜡，不锈钢金属和磨砂玻璃等材质3. 使用VRay阴影类型设置，可以很容易的设计出柔和的面阴影效果4. 使用VRay的全局照明功能，可以设计出很真实的间接照明效果5. 焦散，景深和运动模糊等特效，都可以较容易的创建出来。 正因为拥有如此多的优势，VRay渲染器已经被广泛应用到各个表现领域，无论是在建筑，动画，

9、电影，还是在游戏领域，VRay渲染器都拥有众多的追随者，下面几幅图是用VRay渲染器渲染的：图1.5图1.6图1.7 渲染完成的图如果存在不足或者是想加入配景可以用Photoshop处理一下，简单介绍Photoshop这款软件，Photoshop是Adobe公司产品，Photoshop是建筑效果图后期处理的主要工具，目前的最新版本为Photoshop CS5，其功能不断加强，已成为当今最流行的二维处理软件之一。在效果图后期处理过程中，Photoshop主要用于完成颜色的校正或修改，环境的构建（即添加配景），提高效果图品质等，所以，大多数建筑效果图在经过3dsmax等三维软件渲染输出之后，都必须

10、经过一个Photoshop平面处理软件处理的过程，添加人物，汽车，天空，树木，绿化，辅助建筑等配景，将整个画面进行色彩和色调上的调整，最后才能打印输出为人们在房地产广告，工程投标书中所看到的最终效果如果单独从建筑效果图后期处理的角度看来，三维软件所做的工作只不过是提供一个可供Photoshop修改的简单“粗坯”，只有经过Photoshop的处理后，才能得到一个真实逼真的场景。 启动Photoshop，其界面如图1.8：图1.8 与大多数软件一样，Photoshop的工作窗口包括七大部分：标题栏，菜单栏，工具选项栏，工具箱，图像编辑窗口，状态栏和浮动控制面板。标题栏显示当前文件名，软件版本号。菜

11、单栏包括了Photoshop各命令菜单。工具选项栏显示所选工具的工具属性设置项。工具箱是Photoshop软件的重要组成部分，是图像编辑所需工具的集合，为创建编辑图像提供了一系列合适的工具。图像编辑窗口又称为图像编辑区，每一个图像都有自己的编辑窗口，在Photoshop软件中的所有操作，只对当前编辑窗口有效，帮助使用者监视并且修改图像。控制面板用于配合图像编辑和Photoshop功能设置，Photoshop共有图层，通道，路径等14个图层面板。状态栏显示相关的提示信息。 以上是对绘制建筑效果图所需软件的简单介绍，下面介绍一下绘制流程：1. 分析图纸：读懂设计图纸，清楚设计意图2. 整理图纸：即

12、在AutoCAD中删除图纸中无用的部分3. 导入图纸：启动3dsmax，设置好3dsmax的系统单位，单击菜单栏中的“文件”-“导入”命令，将处理过的dwg文件导入场景中，导入后分别在不同的视图执行旋转命令，用移动工具按照实际的图纸位置进行捕捉对准4. 建立模型：使用3dsmax建立三维模型5. 调整材质：建筑构件造型制作完成后，根据设计师意图调整材质并赋给建筑构件6. 设置灯光摄像机并渲染出图：基本模型制作完成后，要在场景中布置适当的摄影机和灯光效果，摄影机和灯光在三维创作中起着举足轻重的作用，一个场景可以设置多架摄影机，从不同角度观察场景，一般的效果图中大多将摄影机设置为两点透视关系，摄影

13、机镜头和目标点在一个水平面上，距离地面1.7米（人眼的高度），这种摄影机视角观察到的建筑效果最接近人的肉眼所观察到的效果，在3dsmax中设置灯光时系统默认的灯光会自动关闭。另外，灯光的色彩可以根据需要加以指定，所有灯光都可以投射阴影、投射图像、附加质量等。打好灯光相机的场景再调整好参数就可以进行最终渲染了。7. 后期处理：后期处理包括以下方面：一是修改图像中的缺陷,主要是修改模型的缺陷或由于灯光设置所形成的错误；二是调整图像的品质，通常使用“亮度/对比度”、“色相/饱和度”、“色彩平衡”等命令进行调整，调整其整个画面的基调色、亮度及反差，纠正图像的色偏，增强效果图的立体感和层次感；三是添加各

14、种配景使画面显得更加生动；进行适当的光影效果处理等，使效果图看上去更为生动逼真，这是后期处理中工作量最大、效果最突出的一步；四是制作特殊效果、添加配饰植物等，如制作太阳光晕、喷泉等；最后，将完成的作品打印输出，再经过装裱处理，生成最终效果图。第二章 效果图表现实例第一节 水景别墅效果表现本节是一个水景别墅的表现：简洁的直线造型，灰白色系的外墙材质及大面积的落地窗，充分体现了后现代主义的简约美感。在绿树和池水的掩映下，更加烘托出在此生活的惬意，水景别墅的最终效果图如图2.1：图2. 1其平面图如图2.2：图2. 2在3dsmax中建立的模型如图2.3：图2. 3下面进行测试渲染：场景中使用的灯光

15、为VRaySun，使用的相机为VRay物理相机，找到其最佳视觉角度，如图2.4：图2. 4下面进入调节材质阶段，场景中的主要材质为灰白色墙，水材质，树叶材质，玻璃材质，不锈钢金属材质等，下面将逐一列出这些材质的参数：首先先看主墙体材质，由cad平面图可以看出这个水景别墅建筑分为三部分：中间部分的两层楼的一楼为会客厅，二楼是卧室，右边部分为卧室，洗手间，厨房，左边部分为主人休息室，书房等。先来调节墙材质，其参数如图2.5：图2. 5漫反射为灰色，同样开启反射，反射光泽度0.52，在漫反射通道中添加一张位图，如图2.6，用来模拟粗糙的墙表面图2. 6制作好的墙面材质效果如图2.7：图2. 7下面是

16、水材质的参数，如图2.8：图2. 8其漫反射颜色如图2.9：图2. 9反射贴图加衰减，如图2.10：图2. 10反射光泽度0.97，折射参数为240，折射率1.33，勾选影响阴影（），在凹凸通道中加入噪波，如图2.11：图2. 11噪波参数如图2.12：图2. 12在黑色通道中再加入噪波贴图，参数如图2.13：图2. 13水材质制作完成，效果如图2.14：图2. 14下面制作玻璃材质，本例中没有使用传统的标准材质 + VRayMap来制作玻璃，而是采用VRay材质制作玻璃，其参数如图2.15：图2. 15漫反射颜色如图2.16：图2. 16反射中加衰减贴图，反射滚光泽度0.99，折射参数如图2

17、.17：图2. 17折射光泽度0.99，折射率1.54，制作好的玻璃材质如图2.18：图2. 18下面制作不锈钢门把手的材质，其参数如图2.19：图2. 19漫反射颜色如图2.20：图2. 20反射为值138，反射光泽度0.88，折射为全黑，及折射参数不用改变，制作好的材质效果如图2.21：图2. 21下面制作植物的材质，其参数如图2.22：图2. 22漫反射颜色为128，在漫反射贴图通道中加入一张树叶的贴图，如图2.23：图2. 23反射值25，反射光泽度0.6，折射值30，折射光泽度0.2，制作好的树叶效果图如图2.24：图2. 24以上就是本场景的主要材质，其他诸如沙发，躺椅，水晶吊灯等

18、的材质由于篇幅原因在此不做具体介绍，下面进入测试渲染阶段，本例是采用时下非常流行的VRay渲染器进行渲染， 首先进入3dsmax的渲染面板，如图2.25：图2. 25点击“产品”后面的选择渲染器按钮，选择VRay渲染器，如图2.26：图2. 26VRay渲染器的面板如图2.27：图2. 27由于篇幅有限，在此不一一介绍各个控制面板的用途，只介绍本例中使用到的参数，首先打一盏灯，使用VRaySun，打灯时屏幕弹出提示如图2.28：图2. 28选择“是”。VRaySun的参数如图2.29：图2. 29进入渲染器面板，关闭全局选项中的3dsmax默认灯光，将光线跟踪选项下的二次光线偏移值由0.0改为

19、0.01，如图2.30：图2. 30采样和抗锯齿面板参数如下，采样使用Adaptive DMC,抗锯齿使用Mitchell-Netravali，如图2.31：图2. 31环境面板的参数如图2.32：图2. 32颜色贴图的参数如图2.33：图2. 33曝光形式选择“指数曝光”，该曝光形式可以防止图片曝光过度，勾选“钳制输出”和“影响背景”间接照明的参数如图2.34：图2. 34一次反弹使用“发光贴图”，二次反弹使用“灯光缓存”，“发光贴图”的参数如图2.35：图2. 35最小和最大采样设为-3，-2，勾选“细节增强”。“灯光缓存”的参数如图2.36：图2. 36细分改为1000。“设置”面板的参

20、数如图 2.37：图2. 37在“公用”面板中将图像的尺寸设为1600*900，如图2.38图2. 38点击渲染面板下面的“Render”或者使用快捷键“Shift+Q”或者调出渲染帧窗口再点击“Render”，即开始渲染，经过漫长的等待之后得到渲染好的图像如图2.1。如果图像有不足之处可以再在Photoshop中处理，从而得到更好的效果。第二节 景观效果表现本节是一张景观的效果图，是重庆某地区某景观的规划图，其最终效果如图2.39：图2. 39在3dsmax中建立好模型如图2.40：图2. 40本场景的主要材质为水材质，木材质，各种砖石铺地材质，磨盘的材质，树池的材质。首先来调节水材质，图2

21、.41为水材质参数面板，图2. 41漫反射颜色为纯黑，反射和折射为纯白，反射通道中加入衰减贴图，反射细分值20，折射细分值为50，折射率1.2，烟雾颜色调节如图2.42：图2. 42烟雾倍增值设为0.001，勾选影响阴影，在凹凸通道中加噪波贴图，值为15，噪波参数如图2.43：图2. 43调节好的水材质效果如图2.44:图2. 44场景中大量的木头可以用同一种材质表现，参数如图2.45：图2. 45用的是3dsmax标准材质，只需在漫反射贴图通道中加入一张木头的贴图即可，木头贴图如图2.46：图2. 46调节好的木材质如图2.47：图2. 47树池材质是砌石材质，参数如图2.48：图2. 48

22、在漫反射通道中加入一张石材贴图，如图2.49：图2. 49将模糊值改为0.3，再将漫反射贴图拖拽到凹凸通道中，选择“关联”的复制方式，凹凸值为30，调节好的材质如图2.50：图2. 50磨盘和地面各种砖石铺地材质的调节与砌石树池材质的调节方式一样，只是所用到的贴图不同，制作完成材质后根据客户确定的角度开始打灯光，由于相机使用的是VRay物理相机，则在本例中最好使用VRaySun作为照明光源，但由于本例有具体的地点，则使用3dsmax的Dayligjht灯光作为主光源，将Dayligjht转换为VRaySun，参数面板如图2.51：图2. 51再设置一下日期、时间，如图2.52：图2. 52设置

23、地点如图2.53：图2. 53地点选择亚洲-中国-重庆，软件中记录了该地点此时间段的光照信息，则无需再过多调节其他参数。灯光设置好后开始渲染，本例同样使用VRay渲染器渲染，首先关闭默认灯光，如图2.54：图2. 54图像采样和抗锯齿参数如图2.55：图2. 55图像采样采用“自适应细分”，抗锯齿过滤器使用“Catmull-Rom”环境面板参数如图2.56：图2. 56由于我们使用了VRaySun，则在天光通道中加入了VRaySky贴图，将其倍增值改为0.8。色彩映射参数如图2.57：图2. 57曝光类型选择“线性倍增”，勾选“子像素映射”、“钳制输出”、“影响背景”。打开“间接照明”，参数如

24、图2.58：图2. 58一次反弹选择“发光贴图”，二次反弹选择“灯光缓冲”，倍增值都是0.8，发光贴图参数如图2.59：图2. 59最小采样和最大采样分别是-3和-2，半球细分值为50，插补采样值为40，无需勾选细节增强。灯光缓冲参数如图2.60：图2. 60只将细分值改为1000，其他值不变即可。在“设置”面板中将DMC采样器的值修改如图2.61：图2. 61适应数量值有0.85改为0.8，噪波阈值由0.05改为0.005，最小采样值由8改为16 。在系统选项中参数如图2.62：图2. 62渲染顺序改为由上至下，不显示帧标记和VRay日志。参数设置好后即可开始渲染，本图尺寸为5000*259

25、7，经过漫长等待后渲染完成的图如图2.63：图2. 63渲染其彩色通道如图2.64：图2. 64此通道便于后期在Photoshop中处理时方便的选择出场景中的物体。景观效果图不同于住宅和公建，景观效果图最主要的就是后期添加大量的植物等配景，所以将图片在Photoshop中处理，添加背景的天空、山，前景的灌木、树、竹、人物，河中的荷花、水草等配景。最终效果如图。本文主要介绍了使用计算机辅助软件制作建筑效果图必备的基础知识，首先在绪论中介绍了我选题的目的和此论文的意义所在，在第一章中介绍了相关的计算机软件，这些软件是Adobe公司、Autodesk公司、Chaos Group公司多年研究编写而成的，其中最主要的3dsmax涉及到我们所学的贝塞尔曲线，在VRay渲染器中渲染顺序可以设为希尔伯特曲线顺序，图像采样设为准蒙特卡洛采样器，VRay材质的反射可以设为菲涅尔反射，到处充满了数学和物理方法。可见电子信息其实渗透到了很多领域，很多软件的内核应用了数学知识，本文即是想说明了解深层次的了解软件才能更好的使用它，同时希望自己能在效果图领域获得更大的提高。致谢：参考文献：1.【】鲍超.VRay精细渲染培训讲座实录. 北京：人民邮电出版社，2009.92.【】点智文化.VRay室内外渲染宝典.北京：电子工业出版社，2008.73.【】37