电脑绘画技巧训练

电脑绘画技巧训练 授课时间:第 5—8周、64学时 教 案 课题 效果图现技法(六)—计算机绘图训练 授课专业方向 环境艺术 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 :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 上机操作与辅导(32课时) 学生上机操作，教师课堂辅导。(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