Sketchup及其二次开发在建筑设计中的应用

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摘要：利用sketchup软件的应用特点，结合建筑设计的工作特点，文章剖析了sketchUp及其二次开发在建筑方案设计过程中的辅助应用，同时分析如何利用SketchUp提高设计的工作效率和成果质量。

关键词：Sketchup；建筑设计；二次开发

随着科级的发展，计算机在设计行业中的作用体现得越来越明显，辅助设计的软件也层出不穷，并且日趋完善。一般建筑设计流程大致包括方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段，目前设计类软件功能过于求全而且侧重于设计的表现，致使软件本身命令繁多，从而导致设计师难以把精力主要集中在设计本身，无法潜心构思，这是当前建筑设计过程中的瓶颈所在。

一、SketchUp软件概述

@Last Software公司推出的SketchUp是一套直接面向设计师、注重设计创作过程的软件，打破了表现手段对设计师思想表现的束缚，官方网站将它比喻为电子设计中的“铅笔”，其操作简单、即时显现等优点使它灵性十足，给设计师提供一个灵感和现实自由转换的空间，让设计师在设计过程中享受方案创作的乐趣。

SketchUp从产品研发之初已定位为“为了探索意念以及合成信息所专门设计的一种媒介”。由于SketchUp直接面向设计过程而不是渲染成品，它吸收了“手绘草图”加“工作模型”两种传统辅助设计手段的特点，使用过程与设计师用手工绘制草图的过程很相似，其目标是设计师做设计而不是绘图员作图。

与AutoCAD的二维定量的性质不同，也与3ds Max复杂的操作有别，SketchUp具有简便的操作、强大的功能、纤巧的体态，特别是它有与手工勾画设计草图一样速度的体块制作能力。在建筑方案构思阶段，AutoCAD、3ds Max软件的操作流程相对较为复杂，在创建速度和灵活性、直观性跟不上建筑师不断跳跃的设计思维，在设计构思方面，SketchUp无疑是设计师的首选，利用SketchUp可以灵活构建三维几何形体，可以使模型构建更为精确和可计量化，还可以不断转换观察角度，随时对造型进行探索和完善，并及时显现修改过程，最终帮助完成设计。

二、SketchUp在建筑方案设计过程中的辅助应用

1.方案构思的初级阶段

在这个阶段对模型的高度要求不高，只需要大致推拉出建筑体块，根据建筑功能的需求及周围环境初步确定建筑尺寸，构建建筑群的天际轮廓线，建立三维空间系统。体块模型往往以建筑的功能为基本单位划分为不同的模块，可以使用SketchUp将各个功能模块用不同的颜色区分表现，这对于功能分区和交通流线分析有着很大的启发作用。SketchUp敏捷的移动功能和方便的修改功能对这个阶段的建筑形态构思和分析比较有利。

2.模型细部构思阶段

这个阶段主要任务是在上一阶段确立的建筑体块的基础上进行深入，设计师要考虑好建筑风格、窗户形式、屋顶形式、墙体构件等细部元素，丰富建筑构件，细化建筑立面。对于传统的手绘草图和制作实物模型而言，SketchUp建立的“数字”模型更为精确和便于修改，大大提高了设计效率。

3.内部空间多方位演示分析

在内部空间的展示中，SketchUp提供了漫游功能，使得观察者可以动态的在虚拟建筑场景中进行漫游，使得观察者可以更全面的理解和评判设计方案，检验各种空间环境给人的心理感受是否与设计者的初衷相吻合。另外，SketchUp强大的剖面透视功能，能按设计师的要求方便快捷的生成各种空间分析剖切图，将透视图的空间距离感和剖面提供的剖面视图结合在一起，直观准确的反映复杂空间结构。

4.光影日照分析

传统的建筑设计由于技术条件有限，建筑师考虑日照对建筑的影响时，只能依照平面上的间距，然后凭借经验或者想象，对于不规则的组合平面，其光影分析的准确性并不高。在SketchUp软件中，不存在布光的问题，但它具备强大的光影分析功能，可以用于模拟任何城市的日照效果，既准确又直观，只需要设定项目所在城市或设置经纬度，就可以模拟出一年中任意时刻的日照情况。利用这种光影特性可以准确的把握建筑的尺度，控制造型和立面的光影效果。

5.方案动态分析及多方案对比分析

SketchUp软件是一种实时视景模拟软件，图像的渲染可以实时显现，这是与3ds Max最大的区别之一。在方案的多角度分析和展示过程中，可以随心所欲改变观察的角度和路径，这类似于3ds Max中自由转换视角的能力，只是SketchUp的实时显示功能避免了漫长的渲染等待，真正实现了实时交流，满足了建筑设计师和客户交流方案的要求。

由于方案的形成会受到各种因素的影响，每一种设计因素都可能推到或否定某一设计构思，并且在修改的过程中会不断有新的灵感产生，所以会产生多个比较方案，通过不断对比、筛选和整合的过程中，才能得出一个相对最合理、最优秀的设计方案。在SketchUp提供的三维场景中，用户可以在同一场景中切换不同方案构思，在同样的视点、同样的环境条件下感受不同的建筑空间和建筑形象，这有助于比较分析不同的方案的适应程度，选择出更加合理的方案。

三、二次开发在建筑设计中的运用

SketchUp提供的刨建与编辑方式主要针对室内、建筑设计的应用特点，因此应用在直线结构或者简单曲面结构的创建时会发挥最大的优势，但由于缺少曲面编辑的工具，在SketchUp中完成一些复杂的曲面模型时就显得力不从心，同时个别常用建筑构件楼梯、柜子等无法直接调用。面对这样的问题，SketchUp提供了插件开发工具包――RUBY语言。它是一个面向不同设计对象开发插件的程序库。SketchUp包含了一个Ruby开发程序接口(API)。这个接口可以使熟悉Ruby脚本程序的用户对默认的系统功能进行相应的扩展，允许用户创建工具、菜单条目和控制生成几何图像等。

通过Ruby开发的插件种类繁多，且一些是可以免费下载使用的。一类使用时可以弥补SketchUp中缺失的复杂建模和编辑修改功能，使用它们可以满足多种复杂构造设计的需要；另外一类是由设计人员与软件开发人员通力合作，在SketchUp基本工具的基础上开发的优化插件，这类插件可完善基本工具的功能。一般的插件都秉承SketchUp简单易用的特点，无需安装，使用直观简单，并具有极强功能针对性。

SketchUp常用的建模插件有Suapp、超级维拉、贝塞尔曲线、曲面自由分隔以及路径变形等。使用插件可以快速创建复杂的模型效果，成倍提高工作效率。不仅解决了软件在曲面建模与编辑的不足，加强了曲线造型的绘制能力，而且能快速完成门窗、楼梯、屋顶等常用建筑设施的创建，减少设计人员反复基础建模的重复劳动，大幅度提高设计人员的工作效率。

四、结语

SketchUp是目前市面上为数不多的直接面向设计创意过程的设计软件。通过SketchUp软件在建筑设计中的应用，可最大限度减少设计师的重复劳动，提高工作效率，实现了方案的快速修改，设计师控制力得当充分增强，与各方沟通更加直观，审图方便直观。同时，SketchUp通过Ruby语台进行二次开发的能力也改变了软件仅仅是操作工具的原始印象，不断挖掘其在建筑设计领域的应用潜力。设计师可充分利用sketchUp等建筑设计软件，以数字化的计算机模型为基础，营造全息化的设计环境，顺应工程设计的发展趋势。

参考文献：

[1]廖小烽，刘洪峰SketchUp在建筑制图教学中的应用[J].重庆科技学院学报(设会科学版)2008年第6期.

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[3]王芬.马亮.SketchUp建筑设计项目实践[M].人民邮电出版社2011年6月.

[4]李文.傅睿.设计源于构恩――谈草图设计大师SketchUp[J].信息化建设.2005年第6期.

作者简介：

潘珩(1978-)，男，江苏苏州人，无锡商业职业技术学院艺术设计学院讲师研究方向：计算机辅助设计。