摘要：设计基于计算机辅助的室内平面设计方法， 通过3DSMax导入室内CAD二维平面图， 通过拉伸命令拉伸出真实尺寸的墙体， 采用布尔算法融入网格光滑命令， 获取物体柔软光滑的曲面， 通过形合并命令将面解结构对象以及网格物体与其他几何图形融合， 实现物体几何图形调控。实验结果表明， 所设计方法设计效果佳， 工作性能、稳定性、安全性均较高。
关键词：计算机辅助； 室内平面设计； 渲染处理； 网格光滑；
Research on Interior Graphic Design Based on Computer Aided
Abstract:The method is based on interior plane graphic design with computer aided design, the plane graph designed with CAD is imported by 3 DSMax, the true size of the wall is presented by stretching, soft and smooth curved objects are obtained by using Boolean algorithm in grid smooth order.The use of free deformation shape, to meet the real state of the command, will face the solution structure of the object and mesh with other geometric shape by fusing the merge command, achieve the object geometry control.The experimental results show that this method has good design effect and high performance, stability and safety.
Keyword:computer aided; interior graphic design; rendering processing; grid smooth;
传统室内平面设计方法采用AutoCAD平面制图方法， 但CAD制图无法实现复杂室内三维平面效果的设计需求， 存在信息沟通差、数据不统一以及设计效果差的弊端[1].3DSMax软件是一种应用价值较高的计算机辅助技术， 其在游戏、动漫以及三维效果的设计领域中均有广泛应用。本文提出基于计算机辅助的室内平面设计方法， 通过采用3DSMax三维效果图设计方法， 提高室内平面设计的真实度和用户满意度。
1、基于计算机辅助技术的室内设计
3DSMax是一种常用的计算机辅助技术， 其融合了子层面细分表面和多边形几何建模， 采用集成动态着色以及元素渲染性能的渲染手段， 实现室内平面三维建模的合理规划。针对实际的室内平面设计需求， 基于便捷、高效的参数化三维形体数据输入相关命令， 通过几何、拓扑信息确保程序完成三维投影运算[2], 形成合理的立面图以及剖面图。同时， 与CAD软件中的文件数据实施交互， 导入DXF文件同AutoCAD交互数据。
采用计算机辅助技术的室内平面设计包括建模、可视化以及美观化， 其中建模由硬装建模以及软装建模构成[3-4].设计流程如图1所示。其中， 硬装建模时输入房间、门以及柱子等；软装建模时输入家具、电器以及摆放部署；可视化设计是对室内物件的材质、贴图以及灯光等内容实施设计；丰富美观化时对总体室内平面设计效果实施分析以及调控， 对设计材质以及灯光进行调控， 制作室内平面虚拟场景。
在软装饰规划过程中， 通过PlyhgonalMesh描述法呈现不同室内家具以及橱柜等。BREP形态可视化通过图像处理单元的并行运算过程， 对物体形体的光线实施跟踪渲染， 提高物体形体的真实度。最后通过3DMax格式的模型文件， 完成室内复杂物体形体的建模以及调整。
1.1 拉伸建立三维墙体
基于导入的室内平面图绘制二维图， 获取用于拉伸的闭合线。导入室内CAD二维平面图后， 连接vertex节点， 避免拉伸过程中产生错误， 通过Extrude （拉伸） 命令拉伸出真实尺寸的墙体。若对线条进行合并过程中， 不同坐标方向存在较大差异， 致使拉伸后墙体同二维线所处平面间无法构成垂直效果， 则融合直线过程中应选择重定位， 对不同线条坐标方向实施调控。拉伸获取墙体真实模型用图2描述， 通过布尔运算获取的墙体会存在凹凸细长面， 无法有效传递光线， 渲染后存在“黑斑”现象[5], 应将墙体变换成多边形物体后实施编辑， 确保墙体表面的光滑性。
1.2 网格光滑以及自由变形
设置完室内简单的物体后， 通过布尔算法融入网格光滑命令， 获取物体柔软光滑的曲面。也可采用命令Editable Mes或Editable Poly对物体实施修正， 编辑物体结构线之后再执行网格光滑命令。该命令对于模型凹凸部位使用融入面替换掉直线面， 对凹凸表面实施细化处理， 得到更为光滑的物体表面。网格光滑命令能够对光度尖锐度、强度等参数实施合理调控， 进而增强物体模型的光滑度。
塑造室内桌椅、床等家具模型过程中， 采用F自由变形命令， 将控制点构成的线框添加到家具模型外侧， 通过自由变形对控制点线框形状实施调控， 使得家具模型外形发生变化， 最终塑造出优美形体的家具模型， 如花瓶自由变形过程用图3描述。通过FFD变形修改， 设置空间点数量是5×5×2, 对控制点实施移动、选择以及缩放操作， 完成鱼形态的调整， 创造瓶体空间扭曲， 得到空间扭曲圆柱体， 同时设置控制点数， 将控制点的数量设置成4×10×10, 对线框形态以及空间扭曲对象进行调整， 确保扭曲对象同瓶内壁贴合， 对调控动画效果实施修正。
1.3 旋转以及形合并
通过3DSMax中的旋转命令塑造室内家具上的小物件， 如杯子、锅、圆盘等的模型， 该命令可基于对象的二维平面图实施旋转， 获取对象的三维模型。室内家具模型融入花纹、文字时， 在网格物体中划分几何图形， 完成物体表面形态的调控， 删除物体几何表面中无价值的几何外形网格。完成形合并后， 模型表面产生新的线点数， 对这些结点实施调整， 完成室内物体几何图形的调控。
2、3DSMax技术框架分析
室内平面设计的3DSMax技术框架的功能组件用图4描述， 共有六大功能组件， 各组件间相互独立， 通过调用接口进行交互。通过CPU宿主程序实现室内平面的建模， GPU完成室内物体的光线追踪渲染以及物理引擎等大量运算过程。CPU宿主程序将室内场景模型实施渲染前， 室内场景模型进行组装、优化编译， 并将结果反馈给物理引擎实施分析。渲染器通过设置好的摄像机以及参数， 对总体室内场景进行检索， 采用大量的光照运算并离线渲染出真实感的画面。如果渲染效果不够逼真， 则渲染器通过不断求精的措施逐渐向高精度的照片质量趋近。依据OPtiX的GPU渲染器具备效率高以及效果逼真的属性， 采用简单的参数调控就能够获取满意的渲染效果， 同时可将灯光导入光域网文件中， 增强灯具照明效果的调控质量。该渲染器融合光栅化方法增强室内三维场景漫游的流畅度。用户采用键盘以及鼠标的移动实施调控， 从而可进入室内三维场景中的不同位置进行浏览。
3、实验结果与分析
使用本文方法设计的酒吧平面图如图5所示。
由图5能够看出， 设计师通过重复构成方法高效分割空间， 通过重复的造型运算以及总体红黑色彩搭配， 塑造了空间秩序感以及节奏感强的酒吧室内平面效果， 提高了酒吧室内空间的活泼性。使用本文方法和传统方法对宴会厅餐饮空间的价值体现进行分析， 结果如表1所示。由表1可知， 本文方法和传统方法的总体印象得分分别是8.9和8.2, 经营利润分别是9和6, 综合得分本文方法为8.828, 传统方法为8.432.可见本文方法优于传统方法。
4、结语
本文提出基于计算机辅助的平面设计方法， 采用3DSMax计算机辅助技术， 导入室内CAD二维平面图后， 通过拉伸、网格光滑、自由变形以及形合并等命令， 设计出高质量、逼真的室内平面三维建模效果图， 从而提高了室内平面设计的质量。
参考文献
[1]王云舒， 刘建业， 曾庆化， 等。结构光辅助的惯性/视觉室内导航三维环境重构方法[J].中国惯性技术学报， 2016, 24 （1） :51-58.
[2]方力洋， 王进， 陆国栋。拓扑信息区域匹配的室内设计色彩转移算法[J].计算机辅助设计与图形学学报， 2017, 29 （6） :1044-1051.
[3]陈竹， 莫伟健， 林舒源。基于3Ds MAX与VRP-Builder的虚拟漫游系统构建[J].信息技术， 2016 （3） :76-79
[4]王庆栋， 艾海滨， 张力。利用倾斜摄影和3ds Max技术快速实现城市建模[J].测绘科学， 2014, 39 （6） :74-78.
[5]詹总谦， 林元培， 艾海滨。基于3ds Max二次开发的建筑物快速三维重建[J].测绘通报， 2016 （11） :22-25.
