园林景观地形制作

摘要：随着计算机软、硬件技术的发展，利用计算机技术进行园林景观表现已成为目前主要的表现形式，通过比较三维软件的不同特点，应用3ds max 在表现园林地形景观方面具有快捷高效、易交流等特点，探讨了以3ds max 为主制作自然起伏地形、假山置石、园林水景的方法和思路，以期对园林景观效果图的表现有所借鉴。关键词：地形设计；计算机辅助设计；景观设计；3ds max 作者：郭舜

中国园林在形式上体现的是自然美，它不求轴线对称，也没有明显的规则可循，而是山环水抱，曲折蜿蜒，讲求“虽由人作，宛自天开”。因此，园林设计的过程具有更多的灵活性和随机性，在方案阶段往往需要反复地调整修改，这些都增加了园林景观效果图的表现难度。利用计算机技术进行园林景观表现已成为目前主要的表现形式，它不仅方便设计人员探讨设计方案，对设计成果更有预见性和把握性,还有助于客户直观形象地领会设计意图，从而做出判断和选择。

一软件选择

随着计算机技术的不断发展，目前在园林规划设计中用于三维设计表现的软件很多，主要有4 类：（1）通用CAD 软件包中附带的三维功能，如AutoCAD、ProE、MicroStation、LandCAD、LHCAD 等；（2）通用动画软件包中附带的三维功能模型建造功能，如3ds max 、Softimage、LightWave3D、Maya、Bryce、Vue 等；（3）专业CAD 软件包中所附带的三维功能，如ChiefArchitect、天正建筑等；（4）通用演示图形软件中所附带的功能，如CorelDream、3Dextreme 等。[1]

上述软件在某些方面有很优秀的表现，但综合而言，3ds max 以其快捷的建模功能、丰富的纹理贴图、绚丽的灯光处理、灵活的相机设置、强大的渲染效果、丰富的扩展性和数据交流的方面性，是目前国内应用最为广泛的三维设计软件，也是目前制作园林景观效果图的主流选择。其他软件在实际操作中或因与常用软件的兼容性问题，或因使用方便性的问题，或因价格昂贵导致普及性不够的问题而影响了其应用。

二地形表现方法地形是构成园林景观的骨架，是园林中所有景观元素与设施的载体。地形处理的好坏直接影响园林空间的美学特征、布局方式、景观效果和排水设施等要素。

[2]园林地形设计可分为陆地和水体两部分，为此，就3ds max为主表现自然起伏地形、假山置石、园林水景的方法和思路进行探讨。

（一）自然起伏地形地形包括平坦地形、凸地形和凹地形。平坦地形比较容易表现，而自然起伏变化的凹凸地形是园林景观的重要特点，也是模型最难以建立的，因此它可以代表园林地形建造的基本技术。

（1）多边形变形法。这种方法是直接根据地形的高低起伏情况，手动调节各方向轴的数值以生成地形。该法简便快捷，可使起伏的山地和平地较自然的混为一体，生成的地形效果自然逼真，但精确度较低。[3] 创建方法是先用样条线(Spline)画出底面形状，然后塌陷为多边形物体(Poly)，在次物体面层级（Face）中，选择塌陷后形成的面，应用斜角挤压(Bevel)，按照地形的倾斜程度不同依次挤压出形状，再用点层级(Vertex)拖拽每个顶点使山体自然不规则，最后网格光滑（Mesh smooth）。为使地形凹凸变化更丰富自然，可再添加自由变形（FFD）修改器进行修改，最后完成贴图和材质的处理。

（2）位移贴图法。这种方法是在位移修改器中引入1张灰度图像，并利用图像的灰度明暗变化来改变对象的表面结构，以形成高低错落的地形地貌。对于面积较大，地形变化复杂且精度要求不高的景观处理适宜此种方法。运用此法时，处理好灰度图像是关键。创建方法是先找一幅等高线地形图（或在CAD 中绘制亦可），仔细观察地形变化，然后按等高线的高低顺序依次从白到黑填色，在Photoshop 中绘制黑白关系图，(黑色地方表示最低，白色表示最高)。在3ds max 中建立面片Quad Patch），加位移（Displace）修改器，用于生成地形。导入刚创建的的黑白图，根据实际情况调节调节Strength、Decay 等参数，再转换

为可编辑网格(editable mesh)，针对细节进一步调整修改，再添加UVW map 修改器，最后赋上相应的地形材质。[4]

（3）等高线法。即直接根据设计等高线的大小高低，由计算机自行生成山体。该法尺度精确，操作快捷，但山体景观比较生硬。

创建方法是先用样条线(Spline)绘制山脉的等高线（尽量用折线而不要用曲线，且折线的段数尽量多些，每层点的数量最好一样），将等高线在高度方向上依次拖到相应的高度，通过地形（Terrian）命令，依次从下往上拾取线条，即可形成山脉。为使地面起伏自然，对地形物体添加网格光滑(Mesh smooth)，再用躁波（Noise）命令调整地形，以获取凹凸不平的地表效果。[5]

（4）层叠法。这种方法可以将地形(特别是山丘)的高差变化和平面轮廓造型精确地表现出来，但所层叠的山体外形较呆板，当截面数量较少时，外形会呈现梯田状。创建线形时要注意各层线条步数的一致和各控制点的对应关系。

创建方法是先用样条线(Spline)精确描绘出平面图中各层等高线的轮廓，并在前（Font）视图中,用样条线(Spline)作出表示山体高度的直线，应用放样（CompoundObject/Loft）命令,生成山体的粗胚，再添加UVWMap 修改器，选择平面（Planar）贴图方式，通过混合（Mix）等贴图类型来混合两种材质(如草坪和沙砾)，从而获得尺度精确的山体。[6] （5）NURBS 曲线法。NURBS 曲面与实体建模方式有所不同，特别适合创建复杂的曲面造型，使用它可以使圆滑曲面的构建变得简单方便。该法快捷直观，所生成的地形蜿蜒起伏自然。创建方法是先创建点曲面（NURBS Surfaces/PointSurf），按照地形实际的长宽比例创建曲面。进入修改面板，在点次物体面层级（point）中,打开软选择（soft selection）,调节各项参数与实际地形相近，最后赋上合适的地形材质。

（二）假山置石

中国园林有“无园不石”之说，假山置石是中国园林的传统艺术，不仅有其独特的观赏价值，而且能陶冶情操，给人们无穷的精神享受，丰富了园林的内涵。

计算机表现假山置石景观，应尽可能模拟假山置石有聚有散、有断有续、主次分明、高低起伏、顾盼呼应、虚实相间的布局特点，如此方能达到计算机辅助设计表现园林景观的目的。[7]假山置石的制作，既可以模拟自然的生成方式，使用独立的石块来拼合，也可以采用面片变形的方式来获取。[8]

（1）网格变形法。这种方法是根据石块质、色、纹、面、体、姿的情况，手动调节各方向轴的数值。该法简便直观，但对设计师有较高的审美要求，多应用于独立的峰石。

创建方法是先建立方体（box），然后塌陷为可编辑网格(editable mesh)，调整各次物体层级参数，按照山体的外形，应用挤压（bevel）、拉伸(extrud)等命令将规整的几何外形调整出形状各异的几何体，形成山体形状后，再应用网格光滑（Mesh smooth）。为使山形凹凸有致、有断有续、起伏自然，可根据设计需要运用布尔运算（boolean）在假山石中挖出缝隙、孔洞，最后完成贴图和材质的处理。（2）位移贴图法。创建方法是先建立平面（plane），给该平面添加位移（Displace）修改器，导入一张合适的灰度图，根据实际情况调节Strength、Decay 等参数，再转换为可编辑网格(editable mesh)，针对山形走势进一步调整细节，再添加UVW map 修改器，最后附上合适的石材质即可。（3）噪波变形法。创建方法是先建立球体（Geosphere），应用选择并缩放（select and uniform scale）工具，在前（front）视图中沿Y 轴进行缩放，在顶（top）视图中沿X、Y 轴进行适当的缩放，完成石头的雏形创建。加入噪波修改器（noise）进行多次噪波处理，并添加网格光滑（Mesh smooth），直至效果满意为止[8]。此外，为表现园林置石中的散置场景，使石块“攒三聚五，散漫理之”地随机分布在表面的不同地方，可在前述创建独立石块的基础上，通过随机分布命令（Compound Objects/Scatter），选取分配对象区（Pick Distribution Object）