电脑绘画技巧训练 授课时间:第 5—8 周、64 学时 教 案 课题 效果图表现技法(六)—计算机绘图训练 授课专业方向 环境艺术设计 通过对常用计算机绘图软件的学习，使学生掌握计算机绘制效果图的基本方法该章节内容注重软教学 件的灵活运用，用实例教学的方法加深学生对绘图软件特点的了解，以达到熟练运用的目的 目的 重点重点:1、空间模型的绘制; 2、为三维模型制定材质及贴图 难点 难点:着色与渲染 教具学生操作备用PPT、计算机 绘图纸、笔等绘图工具 资料 品 教学教师调控教 学 内 容 环节 学生活动 第六章 计算机绘图训练 ——计算机模拟真实场景(64 学时) 序:当前，与传统手绘效果图相比，电脑效果图由于其逼真的视觉效果和易于修 改及传输、复制的特点得到业内外的认可，被广泛应用于建筑设计、室内设计和景观 设计等专业领域一般来说，制作电脑效果图的步骤是根据图纸建模、赋材质、设置 灯光、渲染和后期图像处理，最后将图像打印输出，在这一过程中常用的软件有 3D MAX、Lightscape、Photoshop 本章将以卧室场景为例，示范电脑绘制效果图的完整过程 第一节 电脑绘图的技术支持(2 学时) 一、 3D MAX 简介 3DMAX 是由 Autodesk 公司旗下的 Descreet 公司三维动画制作软件，它是当今世 界上最流行的三维模型、动画制作及渲染软件，被广泛应用于制作角色动画、室外效 果图、游戏开发、虚拟现实等领域。
本课程我们着重 3DMAX 在室内设计中的应用 二、 Lightscape 简介 Lightscape 是目前世界上唯一同时拥有光影跟踪技术，光能传递技术和全息渲染 技术的渲染软件三大专有技术相辅相成，使其产生的精确、真实、美观的效果,是目 前世界上没有任何软件可与之比美的 三、Adobe Photoshop 简介 Adobe Photoshop 是目前全球图像处理软件中知明度及使用率最高的图像处理软 1 件,常用于广告、艺术、平面设计也广泛用于网页设计和三维效果图的后期处理 第二节 空间模型绘制(4 学时) 一、建模 制作电脑效果图的第一步是根据草图或方案图建模建模使用的软件是 3D MAX 所谓建模，一般是指将建筑物的构件和造型，如墙、楼板、梁、柱、楼梯、装饰造型等抽象成数学几何模型，如平面、方形、圆柱体、圆锥、棱型、曲面等，并将它输入电脑 建立三维空间场景通常有两种方法，一种是导入二维平面图后用挤出的方法生成三维模型，另一种方法是根据图纸的尺寸用创建立方体的方法制作三维模型 建模的原则是精确、远粗近精和不见不建 精确就是输入的三维模型要准确地反映建筑物的空间尺度，建筑物的细部构造也要精确体现。
电脑效果图制作不是绘画，它的目的是使尚未建造的建筑物可视化，让人们看到建筑物将来建成后的真实效果它必须真实地反映设计师的设计意图 远粗近精是指将离视点较远的模型简化些，将离视点较近的模型精确些对于较远的物体，我们省略它的细部;对于较远又较小的物体，我们将它省略;对于较近的物体，我们尽量将它们的细部精确地给予描述 不见不建是将被别的物体遮挡而使我们看不到的物体省略在判定一个物体的远近及是否被别的物体遮挡的问题上，我们人类比现在的计算机要聪明多了，快多了因为模型输入计算机后，要经过渲染才能得到图像;而渲染是一项非常复杂的数学运算工作，需要计算机运算比较长的时间因此，我们就利用我们人脑的优势帮计算机减轻一点工作量 通常建模的工作量最大因此，在建模前就要了解，我们需要站在哪个位置向什么方向看的图像这样，在建模的时候，就可以利用远粗近精和不见不建的原则来减少一些建模的工作量 二、实例:卧室墙壁、门窗建模 1、前提有 CAD 或 3DMAX 中拉线的命令已经创建出房屋墙壁门窗平面图并将其转换为 3D 可打开模式，导入 3DMAX 软件中 2、 所须用到的主要命令 Outline 与 Extrude 3、 详细操作步骤: 1) 墙的创建 首先在屏幕右侧 Modify(二唯对象创建)中选择直线， 用二唯线框描绘出 CAD文件导入 3D 的外墙，可以有转折，可以包含窗，但门的位置要空出。
选择所创建的线，激活 Spling 选项下拉找到 Outline 命令通常墙体为120MM 或 240MM 或 360MM输入相应数值则原本创建的线被扩为与 CAD 重合的线框 选择扩边产生的线框，加入 Extrude 命令，即挤压出墙体模型 2 2) 窗户的创建 在挤压命令 Extrude 的属性 Segment 中，将数字改为 2此时会发现墙模型多了两条横穿模型整体的边线选中整个模型，关闭其他命令右击模型，在鼠标弹出的对话框中右下方最下面 Convert to 中选择 Convert to Editable poly 将物体塌陷为可编辑对象则右侧原有属性消失，属性面板形式改变，首选项为Selection，其中选择第二项目，红色三角线框，边选项在墙面上竖着框选所有横向的四条边，使其变为红色选中状态，注意不要选择到纵向的边，只选择横向的边在选中的情况下下拉属性面扳，找到 Connect 命令，点其后面的扩展框，正方形的小框输入数值 2，则整个模型变为“军队行军被子包扎”的形态，横向和纵向都有两条边穿过模型中间 此时激活 Vertex 点属性，将中间的四个点调整好适当位置作为窗户的位置。
调整好后选择“红色方平面”的属性，点击中间的窗户位置的面，此时会发现，属性菜单中也有 Extrude 这一命令，此为三唯激活点 Extrude 后面的小方，输入数值，一般数值为当初设置的墙的厚度的负数这样窗户被挤出来凹空删除选择面，并删除选择面想对应的后背面接着回到 Vertex 点属性，选择重合的点(一边被挤压进去，挤压的厚度与墙厚度相同，所以必然前后两点重合)用 Weld 命令焊接上 窗户制作完成 3) 门的制作 门的制作是在两个墙纵向有门的地方添加一个长方体做门梁，门下方无阻挡 4) 卧室墙壁、门窗模型创建完毕之后的效果如图:(图 6-1) 本阶段须强调的环节: 1、 创建场景之前要设定绘图单位，一般室内设计专业采用的单位是mm 2、 为了避免在渲染阶段出现坏面，尽量少的使用布尔运算的方法生成模型 第三节 为房间添设家具(4 学时) 房间框架建成之后，下一步就是填充“内容”了，以卧室为例，我们需要添入床、床头柜、电视机、装饰品本节将对添设家具的过程及注意事项进行讲解 3 一、 为房间添设家具: 在 3D MAX 中添设家具可采用创建家具模型和合并现成模型两种方法，对于室内设计效果图我们一般常采用合并模型的方法，因为这样比较节省时间和精力。
如果导入的模型不是特别合适修改一下就可以了 合并模型要注意几方面的问题:一是模型的样式要与设计意图相符合，例如风格、款式;二是模型的大小要和空间比例适当，不能太大也不能太小;另外模型一定要尽量简化，过于复杂的模型在修改和渲染的时候都会耗费更多的时间 二、 实例:为卧室添设家具 1、 合并模型所需要的主要命令是文件菜单栏的 merge 2、 合并进来的模型要成组，模型材质与场景材质重名时要重命名 3、 详细的操作步骤: 1) 点击文件菜单栏的 merge，出现合并模型对话框，勾选相应的选项后模型 就进入空间场景了如图(6-2) 2) 合并的模型成组，这样更容易对其进行编辑 3) 调整位置、大小、比例 4) 添设家具完成之后的效果如图(6-3) 4 容易出错:1、导入的模型材质丢失 2、导入的模型比例、样式与场景不符 3、导入模型过于复杂，造成机器运行缓慢，工作效率低 第四节 为三维模型指定材质及贴图(8 学时) 本节将为三维模型指定材质及贴图，这部分工作在 Lightscape 软件环境中进行在 3DMAX 软件中为房间添设家具后须将文件输出为 Lightscape 识别的 LP 格式。
在 LIGHTSCAPE 中的工作分两个阶段即准备文件阶段和解决文件阶段，在准备文件阶段的主要工作是设置大体的材质和贴图、插入光源，在解决文件阶段主要的工作进行光能传递、是进一步调整材质和灯光、渲染图片本节主要对指定材质和贴图进行实例讲解 一、 为三维模型指定材质及贴图 指定材质及贴图指为模型赋予某种材质的物理特性和外观效果，例如大理石镜面反射效果、木质材料的纹理效果，计算机绘图可以制造出逼真的材质效果，这一 点是手绘效果图无法达到的在 Lightscape 中位模型指定材质是在材质编辑器中完成的，主要对材质的物理性质、颜色、纹理、和过程纹理几个方面进行设置，如图(6-4，5，6，7) 5 模板:设置材质的属性 透明度:设置材质的透明程度 反射度:设置材质对光的反射程度 光滑度:设置材质的光滑程度 颜色扩散:设置材质的色溢程度 折射率:设置材质的折射率 亮度:设置材质的自发光亮度 纹理平均:将材质的本色设置为贴图的平均颜色 HSV 颜色模式:(可选择 RGB 模式)H 色相 S 饱和度 V 明度 平均反射:材质平均反射光的强度 最大反射:材质反射光强度的最大值 二、 实例:卧室模型指定材质、贴图 1、 打开 lp 格式文件，展开材质面板，新建材质。
2、 调整材质的物理特性和贴图方式、大小 3、 选择场景中的模型表面赋予相应的材质，例如地面地毯、墙面壁纸、床织物等 6 4、 指定材质后效果如图(6-8) 本节须注重强调环节: 1、 材质物理特性中的材质光滑度和折射率是相关的特性，改变其中一项，另一项 也会受到影响 2、 让学生多做材质物理特性调整练习，通过参数调整后效果的变化体会参数设置 的规律 3、 大面积材质要降低颜色扩散值 第五节 着色与渲染(8 学时) 建模和大体材质设定之后就进入了灯光设置和渲染阶段了，Lightscape 作为同时拥有光影跟踪技术，光能传递技术和全息渲染技术的渲染软件能产生精确、真实、美观的光影效果 一、 光源设置: 策划照明的时候应注重运用不同类型的照明装置，从而满足人、建筑和重点物品、如艺术品、收藏品等对光线的需求 1、 人工光源的设置 在光源特性面板中进行如图(6-9)，在场景的实际位置放置灯光(点光、线光、 面光) 7 光源类型:点光源、线光源、面光源 取发光面:为物体指定发光的面(点光源不可用) 设置灯光颜色规格:灯光的类型(色温) 颜色过滤器:灯光发出的颜色(可使用 HSV 或 RGB 调节) 2、 自然光的设置:在日光设置面板中设置如图(6-10，11，12) 太阳光:设置太阳光颜色 天空光:设置天空光颜色 天空情况:设置天空阴晴状态 直接控制:如不勾选将使用位置和时间进行灯光强度及照射角的控制 8 旋转:设置阳光入射的方向(在顶视图中的方向) 仰角:设置阳光入射的角度 太阳光(i):阳光的强弱 投射阴影:控制太阳光或天空光是否投射阴影。
保存直接光照:控制太阳光或天空光是否有效 光影跟踪直接光照:控制太阳光或天空光是否使用光影跟踪 二、 光能传递 1、 设置面的细分值,原则是可见面细分 3-10，不可见面没有网格，自然光需设置 窗口或洞口如图(6-13) 封闭面:物体表面是否投射阴影 网格分辨率:物体进行细分的大小 接受面:物体表面是否接受光能 窗口、洞口:定义物体表面是否为窗口或是洞口 反射面:物体表面是否进行光的反射 没有网格:物体表面没有细分 2、 通过向导快速设置处理参数 3、 初始化准备文件 9 4、 开始光能传递 三、进一步调整材质、贴图、灯光: 光能传递达到满意的效果之后，根据设计意图调整材质、贴图，如常见的贴图坐标对其问题、球面贴图、柱面贴图，灯光色彩、强度调整 四、输出图像: 场景中的材质、灯光调整到满意的效果之后就可以输出成图像文件了Lightscape 支持大部分图像文件格式，也可以根据需要输出不同尺寸大小的图文件在输出文件编辑器中，注意调整渲染的抗锯齿强度值和光线追踪强度值，数值越高图像效果越好但是相应的渲染时间也越长，一般情况下调到抗锯齿值 3-5 即可，光线追踪指是 10。
五、实例: 卧室场景:光能传递后进一步调整材质、贴图、光源之后的效果如图(6-14) 输出 TIF 格式图像文件效果如图(6-15) 10 第六节 在 PHOTOSHOP 中润色(6 学时) 在 Lightscape 中渲染输出的图片还需润色才能够打印出图，这部分工作需要在 Adobe Photoshop 软件中进行Photoshop 作为目前全球图像处理软件中知名度及使用率最高的图像处理软件,具备强大的功能，但是对于三维效果图的后期处理工作，我们只需要熟悉运用其中很少的一部分就可以了Photoshop 中的工作大体 分为两类，一是对图像进行局部或全局的大小、色调、亮度、对比度调整，另一类是添加配景，例如:人物、花卉、装饰品、车船、背景等等 一、图象色彩和色调的调节 1、图像色调调节 1)直方图控制面板 2)色阶调节命令 3)自动色阶调节命令 4)自动对比调节命令 5)曲线调节命令 2、图像色彩调节 1)自动颜色调节命令 2)色彩平衡调节命令 3)亮度/对比度调节命令 4)色相/饱和度调节命令 5)去除饱和度调节命令 6)匹配颜色调节命令 11 7)替换颜色调节命令 8)可选颜色调节命令 9)通道混合器调节命令 10)简便映射调节命令 11)照片滤镜调节命令 12)阴影/高光调节命令 13)反相调节命令 14)色调均化调节命令 15)阈值调节命令 16)色调分离调节命令 17)变化调节命令 二、添加配景: 1、拖动配景到图像内 2、调整配景的色彩与图像匹配 3、调整配景的大小、形状与场景的透视、比例相匹配 三、实例: 卧室实例步骤: 1) 裁切图像，使图像的整体比例感觉舒适 2) 调整亮度、对比度 3) 选择顶棚部分，调整亮度，局部修饰 4) 加入植物 5) 润色前后效果对比如图(6-16，17) (修改前) 12 (修改后) 第七节 上机操作与(32 课时) 学生上机操作，教师课堂。
略) 本节需注意环节: 1、 上机练习遵循由浅入深的原则，先让学生练习简单的例子，再循序渐进 2、 注意各个软件之间的联系和分工 3、 着色和渲染是难点要多加强练习 13 14 。