Sketch Up軟件技術(shù)在建筑類設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用實踐分析

錢磊

（浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江省杭州市 311231）

SketchUp 軟件是一種基于三維建模的設(shè)計軟件，廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計、景觀設(shè)計等領(lǐng)域。軟件的使用是設(shè)計工作者的必修課。設(shè)計者使用軟件過程中必須注重軟件的應(yīng)用能力以及多軟件的聯(lián)合應(yīng)用能力，開展設(shè)計類學(xué)科教學(xué)軟件應(yīng)用過程的分析工作有助于設(shè)計者定向提升設(shè)計工作能力突出工作業(yè)績。

1 建筑設(shè)計專業(yè)的Sketch Up軟件應(yīng)用

建筑設(shè)計專業(yè)工作中應(yīng)用SketchUp 軟件呈現(xiàn)多元化多學(xué)科的使用趨勢，分別在各功能建筑物單體立面設(shè)計，在構(gòu)造設(shè)計推敲以及施工圖設(shè)計等三個方面重要工作工序中集中應(yīng)用。

1.1 建筑物單體立面設(shè)計三維實感模型創(chuàng)建

1.1.1 三維建模軟件的選擇

制作建筑方案效果圖前期模型使用頻率較高的軟件有：SketchUp，犀牛，3Dmax，Maya 等，來源于不同類型公司的軟件建模方式和建模操作都是不同的（如表1 分析所示），各建模軟件的專業(yè)性也有差異。

表1：各種建模軟件的差異化對比

根據(jù)目前對社會設(shè)計院工作者從業(yè)要求的研究中，建筑設(shè)計師更加偏好于對SketchUp 軟件的使用，主要因為軟件操作簡易，軟件學(xué)習(xí)容易以及附屬插件功能強大等原因。軟件不僅應(yīng)用于具體的概念方案設(shè)計中，還廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)建設(shè)行業(yè)的設(shè)計領(lǐng)域。軟件的建模速度快捷有效，只需要線條組成平面，然后通過推拉的主導(dǎo)功能形成封閉的三維幾何形體。此外，由于簡單的建模和模型修改過程，設(shè)計師不會因為軟件操作而花費大量的時間和精力，可以專注于設(shè)計概念創(chuàng)作本身。

1.1.2 軟件建模過程

根據(jù)建筑方案平面草圖，設(shè)計師完成AutoCad 圖紙后導(dǎo)入Sketchup 軟件，通過繪線封面、擠出平面、推拉數(shù)字空間體塊等操作完成建筑體初步模型。建筑單體建模的思路主要分為三個階段：平面設(shè)計階段、立面設(shè)計階段以及效果圖設(shè)計階段（如圖1所示）。建筑單體有多重構(gòu)件元素組成，包括：墻面、屋面、窗體、雨篷、臺階等，建筑效果圖的最終完成需要對這些構(gòu)件元素進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計以及層次組合，突出建筑單體立面美感契合當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計風(fēng)格特色。立面設(shè)計在固定場地體塊中進(jìn)行深化，有效遵循各功能建筑立面不同的設(shè)計哲學(xué)特點，推行立面的韻律感、節(jié)奏感、序列感等，給予使用者視覺舒適感。例如：某教學(xué)樓北立面由固定寬度和高度的窗戶組成，形態(tài)上保證規(guī)律秩序，整齊布置材質(zhì)統(tǒng)一有整體感。南立面為教學(xué)樓走道功能部分，走道為通透式半室內(nèi)空間，為室內(nèi)外過渡緩沖的滲透空間，立面設(shè)計中加入矩形線框片狀設(shè)計手法，解決的立面單一乏味線性感。立面建模過程中，各個建筑構(gòu)件均按照真實尺寸添加，充分利用Sketchup 模型中的“塊”工具，尺寸相同相似構(gòu)件可以利用“塊復(fù)制”命令，一個“塊”修改可以形成所有“塊”的協(xié)同修改，操作方便快捷較為便利。立面材質(zhì)的賦予則需要利用Sketchup 軟件材質(zhì)編輯器，材質(zhì)的內(nèi)容也根據(jù)不同建筑部位進(jìn)行分類。

圖1：建筑設(shè)計專業(yè)效果圖制作思維導(dǎo)圖

1.2 建筑構(gòu)造設(shè)計實現(xiàn)

今年來人民生活水平高速發(fā)展，各行業(yè)的技術(shù)水平也同樣不斷提升，建筑行業(yè)的構(gòu)造與材料的應(yīng)用也是日新月異。傳統(tǒng)建筑構(gòu)造設(shè)計主要借鑒國家標(biāo)準(zhǔn)的建筑構(gòu)造圖集，圖集的引用信息是以二維空間樣式為主導(dǎo)，缺乏對重點建筑節(jié)點進(jìn)行深層次剖析。構(gòu)造設(shè)計過程中，設(shè)計者對于構(gòu)造層次的理解能力有限，重點設(shè)計的構(gòu)造節(jié)點不能體現(xiàn)特殊性和復(fù)雜性。為了攻克設(shè)計難點，探究設(shè)計底層邏輯，深入研究空間序列，設(shè)計者首先要熟練掌握建筑構(gòu)造設(shè)計的基本原理和方法，明確構(gòu)造層次搭配疊合使用的底層邏輯，避免盲目搭配設(shè)計和隨意組合設(shè)計，通過原理圖集展示和三維視圖演示，從空間形態(tài)抓住構(gòu)造的設(shè)計重點完成大腦知識儲備。

例如低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘶堑孛鏄?gòu)造設(shè)計中，圖集中每項構(gòu)造層次繁復(fù)，圖集中的各項圖例表達(dá)偏向于平面化。通過Sketchup 軟件對于該節(jié)點解構(gòu)剖析設(shè)計，三維的表達(dá)方式促使構(gòu)造層次透徹明晰化。與此同時每構(gòu)造層次輸入真實構(gòu)造厚度通過“封線成面”以及“面擠塊”兩項核心操作形成，設(shè)計過程中可以根據(jù)空間的尺寸大小完成設(shè)計優(yōu)化。最后，利用軟件強大的多維度高效材質(zhì)數(shù)據(jù)庫，選取對應(yīng)材質(zhì)素材后賦予層次材質(zhì)，完成各節(jié)點構(gòu)造的層次繪制并添加各層次中文注釋。

1.3 施工圖設(shè)計難點節(jié)點放樣

施工圖設(shè)計難點放樣通常是指一些特殊形狀和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在施工前需要完成設(shè)計師與施工團(tuán)隊的技術(shù)交底。設(shè)計師盡量使用三維場景敘述的表達(dá)方式讓施工人員明白特殊構(gòu)造節(jié)點的施工要點?？偹苤ㄖ┕D常常受到圖紙二維表達(dá)的局限性，各不同工種專業(yè)（建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、暖通專業(yè)、水專業(yè)以及電專業(yè)）設(shè)計過程中空間位置上存在沖突的可能性需要切入深化分析。其次設(shè)計過程中要求設(shè)計師在施工圖設(shè)計階段對每個過程有深度細(xì)節(jié)的考量，嘗試將不同專業(yè)的圖紙在同一三維建筑空間中表達(dá)出來，這個過程被統(tǒng)稱為建筑設(shè)計節(jié)點放樣。施工圖放樣過程中，重點解決暖通設(shè)備空間不足、設(shè)備排水系統(tǒng)立面銜接以及建筑室內(nèi)空間優(yōu)化提升等問題，并且對施工技術(shù)、施工成本、施工材料進(jìn)行二次研究，實現(xiàn)工程效益最大化的問題。目前市場上通用的施工圖放樣的軟件較多，如：Sketchup、Rhino、Revit 等，各軟件的傾向性和系統(tǒng)性不同?？傮w上將復(fù)雜的二維圖元化信息轉(zhuǎn)化為多角度直觀場景布局，設(shè)計師可以利用Sketchup 軟件漫游功能，對建筑單體虛擬超維度空間下進(jìn)行針對性設(shè)計補充與強化。

2 室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的Sketch Up軟件應(yīng)用

室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的建模軟件的選擇呈現(xiàn)競爭化趨勢。近年來，“酷家樂”為主導(dǎo)的一列集成化軟件進(jìn)入市場，對sketchup 軟件的功能不足進(jìn)行實際優(yōu)化，并不斷擴充模型素材庫和優(yōu)化渲染器功能。但是非住宅類公建項目中，sketchup 軟件在實際場景建模設(shè)計過程中，具有更堅實的基礎(chǔ)，應(yīng)用過程中硬裝與軟裝的修改更為便利和高效。

2.1 室內(nèi)硬裝場景建模

設(shè)計師工作中發(fā)現(xiàn)室內(nèi)硬裝場景空間設(shè)計推敲使用Sketchup 軟件較為常見。軟件用于對毛坯房的改造以及二手房的空間設(shè)計為主要方向。硬裝設(shè)計任務(wù)要求設(shè)計師通過空間知識完成對基礎(chǔ)室內(nèi)建筑構(gòu)件元素的梳理，然后對室內(nèi)的吊頂、墻體、地面等重要部分根據(jù)統(tǒng)一的裝飾風(fēng)格進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。設(shè)計師助理首先要通過sketchup 軟件對原始空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行測繪整理，并且以1:1 的原始比例完成建模。建模過程中，主要是對實體承重墻體以及結(jié)構(gòu)梁的定位，確保兩項重要結(jié)構(gòu)的完整性。實體承重墻和結(jié)構(gòu)梁為住宅重要的力學(xué)構(gòu)件，保障著居住者的人身安全。其次，設(shè)計者利用現(xiàn)行的住宅尺寸推敲符合室內(nèi)空間完整的柜櫥大小、吊頂樣式、墻面搭配等等完成設(shè)計，并且通過軟件的使用技巧在軟件界面上進(jìn)行實體呈現(xiàn)。

2.2 室內(nèi)軟裝設(shè)計風(fēng)格搭配

計算機三維技術(shù)已經(jīng)成熟地頻繁運用于室內(nèi)設(shè)計各階段設(shè)計過程，尤其是在室內(nèi)裝飾中的軟裝部分，各個元素的選型與配色要突出室內(nèi)空間構(gòu)圖設(shè)計理念同時強化空間表現(xiàn)。軟裝設(shè)計風(fēng)格需要和硬裝搭配契合，一般軟裝設(shè)計的選型在硬裝設(shè)計時就協(xié)同開展。最終設(shè)計成果以效果圖的方式展示，軟裝建模過程依照三維空間建模規(guī)則，在成圖前選擇合適的效果表達(dá)角度，向顧客展示表達(dá)最完美的效果特征。遵循軟裝設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計原理，在進(jìn)行家具配置的同時達(dá)成空間上的平衡和穩(wěn)定，在進(jìn)行家具配色的同時完成空間秩序感的統(tǒng)一與變化，最終使整體變化協(xié)調(diào)統(tǒng)一，畫面感表現(xiàn)出穩(wěn)定性，圖片整體基調(diào)節(jié)奏感突出有良好的空間比例尺寸關(guān)系。

燈光能夠加強軟裝設(shè)計元素的效果表達(dá)，燈光的搭配要與空間的層次進(jìn)行搭配，和環(huán)境的影響關(guān)系非常密切。各項軟裝元素設(shè)置合理后，借助Sketchup 軟件附帶的Enscape 插件進(jìn)行效果圖的成品渲染。Enscape 插件在市場眾多渲染器中表現(xiàn)出色，出品的效果圖得到市場的一致好評，并且在渲染參數(shù)設(shè)置界面操作中相對簡潔，能夠有效減少設(shè)計師的軟件操作時間，減少不必要的工作程序。

2.3 室內(nèi)設(shè)計專業(yè)使用軟件過程中存在的問題

2023年伊始，我們已經(jīng)迎來了超強的行業(yè)復(fù)蘇期，高信息化時代下室內(nèi)設(shè)計專業(yè)尤其要重視線上展示技術(shù)，人們需要足不出戶就有身臨其境的體驗感，VR 展示尤為重要。3D 云設(shè)計軟件已經(jīng)被廣大設(shè)計師高效使用，設(shè)計者通過特定軟件的使用完成VR 場景展示。

相比之下，Sketchup 軟件素材庫服務(wù)器設(shè)置在境外，設(shè)計師往往因為網(wǎng)速限制連接下載不便形成網(wǎng)絡(luò)延遲，對設(shè)計過程形成障礙。Sketchup 軟件的素材庫廣度受限，設(shè)計師在使用軟件制作軟裝搭配的時候，往往無法尋找到自己合意的沙發(fā)等配件，從而無法達(dá)到應(yīng)有設(shè)計效果。解決素材缺失的問題，設(shè)計師一方面可以通過豐富網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行篩選，選中優(yōu)質(zhì)配件，另一方面可以通過CAD 二維圖紙進(jìn)行體塊翻模?？傮w上兩種方法耗時和設(shè)計不確定性加大，增加了額外的時間成本，也對設(shè)計師使用Sketchup 軟件的曲面編輯功能提出考驗。

近幾年，酷家樂軟件的高效使用彌補了Sketchup 軟件的兩項不足，作為新型智能設(shè)計軟件，設(shè)計師通過應(yīng)用可以使自己的設(shè)計更加靈動便捷接入云端數(shù)據(jù)庫?？傮w而言，酷家樂是以分布式并行計算和多媒體數(shù)據(jù)挖掘為技術(shù)核心，推出了VR 智能室內(nèi)設(shè)計平臺?？峒覙肪哂懈咝У脑其秩鞠到y(tǒng)，根據(jù)設(shè)計師的設(shè)計搭配可以快捷完成設(shè)計任務(wù)，最后在完全符合設(shè)計預(yù)期后進(jìn)行一鍵渲染生成室內(nèi)效果圖。同時，酷家樂具有VR 方案瞬時生成功能，設(shè)計師可輕松完成智能家居空間展示，通過特定微信小程序在優(yōu)雅別致的背景音樂演奏下完成深層次的空間漫游，充分感覺設(shè)計者的設(shè)計語言。

3 景觀設(shè)計專業(yè)的Sketch Up軟件應(yīng)用

景觀設(shè)計利用Lumion 軟件接入完成對設(shè)計場所精神塑造。景觀設(shè)計師通常具有一定的園林景觀知識，在設(shè)計中能夠?qū)Σ煌愋椭参镏脖贿M(jìn)行配植優(yōu)化設(shè)計，方案中常常采用流線型的設(shè)計手法，掌握植物植被的開花花期在盛開的季節(jié)能夠形成絢麗多彩的園林景觀界面。為了在方案表達(dá)中更加靈動自然，設(shè)計師通常利用SketchUp 軟件對基地位置和基地建筑形體做基本的建模操作，然后導(dǎo)入Lumion 軟件進(jìn)行植物場景布置。作為可視化工具軟件中表現(xiàn)強大的Lumion 軟件，能夠?qū)⒕坝^場景進(jìn)行優(yōu)化建模，在三維空間中完成實時渲染的功能。軟件的兼容性也非常強大，實時接入SketchUp 和3DMAX 等產(chǎn)品。與SketchUp 軟件相比，Lumion 軟件的素材庫更為豐富，包含了各種建筑、人物、動物、街頭裝飾、地面等大量模型，且大量素材為矢量可移動素材為最終的場景布置提供了靈動歡快的氛圍。景觀設(shè)計專業(yè)設(shè)計師利用Lumion 軟件進(jìn)行課程設(shè)計過程可將3D可視化效果最大化，同時軟件自帶的強大渲染功能為設(shè)計師設(shè)定了真實美觀的工作場景，能夠?qū)τ谥参镌炀翱臻g尺度感與藝術(shù)美感有更加深入清晰的認(rèn)識。Lumion軟件的使用是以SketchUp 軟件本體完成使用延伸，能夠為設(shè)計師提供更多樣的信息化手段，豐富設(shè)計元素的拼接與組合。

4 其他應(yīng)用

隨著高信息化時代的到來，計算機技術(shù)也在推陳出新，SketchUp 軟件每年保持較高頻率的更新度以及多樣的軟件插件來保證順應(yīng)專業(yè)市場的不同需求。軟件的使用范圍也不斷被擴大，除了各類設(shè)計方向的建模外，還在多項領(lǐng)域被廣泛使用，比如：曲面幕墻設(shè)計、元宇宙空間塑造以及日照模擬演示等等。

曲面幕墻設(shè)計引入?yún)?shù)化特殊插件對于雙曲面造型進(jìn)行細(xì)化分割配置，將曲面的造型平板化，便于后期裝配組合，SketchUp 軟件建模的設(shè)計接入有效補充幕墻施工圖圖紙二維顯示的短板，便于后期的高效安裝施工；元宇宙空間塑造運用地圖模型庫輸入地址經(jīng)緯度數(shù)據(jù)載入現(xiàn)實三維建筑模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行VR 或者AR 增效達(dá)成設(shè)計效果；日照模擬演示需要植入SketchUp 軟件日照插件，設(shè)計師在插件正常運行狀態(tài)下把設(shè)計建筑按照真實尺寸樣式等比例建模，輸入基地位置的各項有效數(shù)據(jù)進(jìn)行實景模擬。插件能夠根據(jù)空間中太陽高度角的變化，形成建筑的日照模擬實況，電腦后臺形成最終數(shù)據(jù)完成日照統(tǒng)計。

5 總結(jié)

本文詳細(xì)分析了Sketchup 軟件在目前建筑類設(shè)計行業(yè)中的應(yīng)用過程，剖析軟件使用過程的出現(xiàn)的利弊，同時也結(jié)合酷家樂、Lumion、Enscape 等軟件的優(yōu)勢，提出了各軟件聯(lián)動綜合使用的可能性，最終目的優(yōu)化設(shè)計成果的表達(dá)。