基于Google SketchUp的虚拟校园三维建模

李 闯 朱 静

(1:吉林建筑工程学院艺术设计学院，长春 130118;2:奇瑞大连分公司，大连 116600)

0 引言

近几年，随着计算机技术的发展，校园信息化建设也快速发展，而虚拟校园是校园信息化建设的重要组成部分.传统的虚拟校园都是建立在二维平面地图和影像地图的基础之上的，已不能满足学校对外招生宣传、校园导航、信息化管理等多元化功能需求.随着计算机虚拟现实技术和网络技术的发展，逐渐衍生出最先进的三维虚拟校园技术.

过去，校园地理信息系统的一个重要的工作就是对校园图进行绘制，而这些图大多都是测量CAD平面图，无法提供一个直观、富有真实感的场景［1］.而后虽然也制作出了一些三维模型，以实现校园景观的三维可视化，但有很大弊端，例如:制作三维模型的工作量巨大、费用昂贵，需要具备较高的制作技巧，而且从外观上看，无法进入、修改也很困难.因此，在计算机上建立三维虚拟校园已成为必然.本文使用Google SketchUp建模软件，以吉林建筑工程学院新校区行政楼为例，探讨了三维虚拟校园的构建方法.

1 Google Sketchup软件简介

SketchUp是Atlas software公司开发的一款建筑设计软件.该公司在2006年被Google收购，并于2007年发布了Google SketchUp 6.0版本，是一款主要用于创建、修改和展示3 D概念设计效果的工具，同时也是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，如今被广泛应用于建筑、室内设计、园林、景观、城市规划，以及工业设计等领域.

在创作过程中，用户可通过相对简单的操作实现复杂的设计效果，这不但为设计师带来了边设计边表现的全新体验，也使设计师与客户之间的即时沟通与同步思维成为可能，因其简便易行的操作成为了Google SketchUp在功能方面的一大特色，成为了建筑师非常青睐的一款三维设计软件.

2 三维建模的一般流程

在设计过程中，习惯手绘素描的用户也许常常因为AutoCAD或三维软件的复杂操作而苦恼，选择Google SketchUp则可以将精力专注于设计本身.在Google SketchUp中建立三维模型时，不需要学习种类繁多、功能复杂的操作命令，借助软件提供的智能引导系统，用户可以像使用铅笔在画纸上绘制草图一样建立基本图形，而系统则会自动对线条进行识别并加以捕捉.因此，在Google SketchUp中，基本建模流程就是画线并将其挤压成三维几何体.而相比之下，传统的绘制流程(见图1)则需要大量的技术劳动和时间消耗.

Google SketchUp能够与许多辅助设计软件协同工作，通过导入和导出功能可以生成并编辑dwg，dxf，jpg和3 ds等格式文件，并可以同 Atuo-CAD，3 ds max和Revit等软件结合使用最终完成设计［2］.

图1 传统的绘制流程

3 Sketchup软件建模的方法及步骤

方法及步骤为:

①整理CAD文件数据，导入CAD文件并对其进行封面;②拉伸楼体体块;③创建门窗;④制作室外需要的构件;⑤赋予模型材质;⑥调整模型的透视角度，确定摄像机位置;⑦导出或渲染出JPG图像文件.

在建模前，首先分析建模所需要的资料，如CAD技术图纸、建筑周围的环境、建模所需的材质贴图等;在只有建筑的CAD平面图的情况下，必须进行现场拍照，获取行政楼的外立面门窗造型，层高等数据，补充立面信息.

下面以吉林建筑工程学院净月校区行政楼建筑的建模为例，详细阐述Google SketchUp软件建模方法及步骤:

(1)在AutoCAD中，根据实际情况把平面图中不需要的线条、图层全部清除掉，避免在后期工作中产生不必要的麻烦;

(2)导入DWG文件，注意勾选“选项”命令面板下的“合并共面上的面”与“面的方向保持一致”两个选项，并且将单位改为mm，此目的是为了确保导入文件的面是共面的，以及为了保证导入SketchUp的CAD图与AutoCAD中的图形比例保持1∶1，这样在建模型中就可以按照实际尺寸来进行拉伸.SketchUp中导入CAD文件设置完毕(见图2);

(3)建立模型:墙体制作、窗户制作、玻璃制作、台阶制作、室外楼梯等外部构件，以及材质的赋予(见图3);

(4)通过VRay for SketchUp渲染器将行政楼模型再次进行外观材质渲染，以求完美效果(见图4);

无论是何种建筑物的建模，其方法及步骤是相同的.

图2 导入CAD平面图

图3 渲染前行政楼模型

图4 渲染后行政楼模型

4 SketchUp软件特点

Sketchup是一款直接面向设计方案创作过程，而不是面向渲染成品或施工图的设计软件，其创作过程不仅能充分表达设计师的思想，而且完全满足与客户即时交流的需要，与设计师用手工绘制构思草图的过程相似，同时，其成品导入其他着色、后期、渲染软件可继续形成照片级的商业效果图.它是目前市面上为数不多的、直接面向设计过程的设计软件，使设计师可直接在电脑上进行十分直观的构思，随着构思的不断清晰，细节不断增加，最终形成的模型可以直接交给其他具备高级渲染能力的软件进行最终渲染.这样，设计师可以最大限度地减少机械重复劳动，同时还能很好地控制设计成果的准确性.

5 结语

Google Sketchup是一款简便易学的建筑模型设计工具.它融合了铅笔画的优美与自然笔触，利用它可以迅速的构建、显示及编辑三维建筑模型.通过研究这个软件，可以明显提高自己的软件应用能力，还可用于相关专业软件教学实训环节中;此外，吉林建筑工程学院所有三维模型建成后，可通过网络将这些模型挂到学校网站，供他人浏览，为招生工作提供了方便，同时为学校的宣传树立了网络形象，势必会扩大学校社会影响力，并能为在校的师生及管理人员提供极大的方便.

［1］李传华，李新艳.基于Google SketchUp的虚拟校园三维景观构建［J］.矿山测量，2011(6):30－32.

［2］孙晓璐，赵志刚.SketchUp建筑草图大师表现技法［M］.北京:机械工业出版社，2009:2－3.