關于SU建地形的總結（求寶石謝謝大家）

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本文為在網上搜索山地建模方法所得，原文地址http://www.eeeetop.com/forum.php?mod=viewthread&tid=9087，轉帖到這里，供大家交流學習。

   SketchUp 成長到今天，因其自身友好的界面、易操作的優勢和及時反映設計師想法的能力逐漸成為建筑規劃設計常用工具。無論是摩天大樓還是獨棟別墅，小區規劃還是建筑單體，SketchUp 在方案推敲和方案表現上都顯示出了不錯的實力，那么在山地規劃設計中 SketchUp 表現又如何呢？由于 SketchUp 對曲面建模、異形建模能力對比 3ds MAX 等類型的 3D 軟件來說弱了許多，所以當需要表達復雜山地環境和山地道路時就會令接觸 SketchUp 不久的設計師頭痛。
　  我目前所在的城市是美麗的山城重慶，大大小小的項目幾乎都圍繞著山地設計展開。自己上學期跟著導師做了兩個投標項目，一個是山地丘陵地區的校園規劃和建筑設計、一個是面江靠山的山地住區設計，最近又和幾個同學共同合作完成了一個山地別墅區概念設計，通過這些實踐我才算開始真正地接觸了山地設計。設計工作中我一直在不斷學習，嘗試如何讓 SketchUp 在山地規劃設計中有更好表現，并且在這個過程里走了不少彎路，有過很多次失敗，甚至和設計團隊成員還有過關于這方面技術問題的爭執，現在回想這些事情，我都覺得很有意義，所有這一切都在幫助我進步。
　  現將 2010 年上半年的經驗教訓在此成文，不是什么教程，不是高手經驗，只是自己設計工作中某一環節的方法和思路的
總結，這是自我反思提高的分享文章，希望這點分享能夠對您有所幫助。文章分為上、下兩部分，這篇文章主要是總結關于山地設計現狀分析階段中 SketchUp 山地地形建模的問題，下部則會詳細介紹關于山地道路建模的經驗教訓。
說明：　　
　　現在回想走過的種種彎路，原因就是自己總企圖讓一個軟件是萬能的，妄想用一個軟件搞定所有的事情，但事實證明我是錯的。每個軟件都有他所長，如同人一樣，總有這樣那樣的優缺點，所以找到自我、取長補短也許是最好的方式。這次總結的目的就在于找到 SketchUp 這個軟件最適合在山地規劃設計中發揮效能的方面。
山地規劃設計中現狀分析的主要目標是分析山地這種特殊基地環境的地質、地形、氣候、水文、植被等各個因素，從而得出用地適宜度的分析結論。這些具體結論會指導設計師找到合理正確的山地利用方式，進而形成合理的規劃以及建筑設計方案。例如：通過坡度分析可明確山地地形的陡緩程度，判斷不同地段的利用可能性，對工程經濟的影響程度，或者通過坡向分析得出某一區域的日照優劣以及所受風影響的具體情況等等。
　　由于山地地形環境復雜，牽涉自然環境因素較多，如需要高效、準確、清晰的分析成果（圖像、數據），多數設計師會通過 CAD 地形圖以及 GIS 軟件生成模型信息進行分析圖制作。您如果對 SketchUp 有所了解就很容易判斷出單單運用 SketchUp 進行山地地形的現狀分析是極其低效和不專業的做法。那么 SketchUp 能在現狀分析階段做點什么貢獻呢？

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圖 1　一次項目中的 GIS 分析圖，直觀的數據和圖例對于現狀分析來說一目了然

當 GIS 這類軟件的科學分析給我們帶來理性認識的同時也需要設計師對項目有著深刻的感性體驗。這種感性體驗通常情況是經過設計師對項目實地調研而獲得的，感性認識程度取決于設計師實地調研的時間長短、細致度。而設計師對場地的感性認識直接影響到方案創作。著名的盧浮宮擴建工程中，貝聿銘在得到總統親自邀請后，三個月里租住于盧浮宮旁，深入研究，細致觀察。三個月后得到靈感才最終正式接受密特朗的邀請。可我們沒有貝大師的條件，國情所致，如今我們接觸到的多數方案總是會出現設計周期很短的情況，所以從時間上來講在前期調研中就會出現很大困難，而且地形是處于山地地區這就難上加難了。
　　我最近所涉及到的兩個投標項目都是在重慶郊縣地區，遠的地方自己開車來回也得花掉七個小時、這就意味著實地調研的機會很可能僅僅只有一次。2010 年 2 月底我們接到一個大學校區規劃項目，其占地大概就有 1100 畝地，因為離市區較遠、時間有限，我們的實地調研就只有一上午時間。加上基地處于山地丘陵地帶、交通不便，要想把整個場地走完實屬不易。車行困難時縱然你是極度敬業、精力充沛、決心步行，可是走在山路之中也會有“不識廬山真面目、只緣身在此山中”的感覺。
　　那么在這種困難情況下 SketchUp 就該登場了。利用其高效快速的建模能力，直觀便捷的三維觀察方式再配合回來之后實地調研的照片以及 Google Earth 相關衛星圖片我們就可以在工作室里準確有效地模擬、再現基地場景了。地形建好以后，您可以毫不費體力地從這個山頭跳到百米開外的那個山頭、或者你想去調研時沒去過的那個山谷回頭看看視線遮擋也沒問題，在虛擬山地模型中幾秒鐘之內就可以滿足您！

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圖 2 占地約 1100 畝的場地地形

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圖 3　場地內的模擬

很多時候，一個項目的方案設計是時間短任務重的，那么調研回來之后盡快地進行山地建模，使得模擬地形能夠以最短時間呈現在設計團隊每個成員面前就是很必要的，這樣設計師才能更快地進入方案創作狀態，所以關鍵詞是：高效。
　　需要說明的是，不是說有了 SketchUp 等軟件的場地模擬就能代替設計師的實際場地調研了，有條件的情況下更應該多深入調研才是可行之道。
回到正題，以我目前的實踐經驗來簡單總結 SketchUp 在山地地形現狀分析中的用途如下：
　　1、有利于設計師實地調研回來后通過 SketchUp 模型對場地有進一步認知，例如山形、山勢、空間關系、視線分析、日照模擬等等；
　　2、這種類似于沙盤形式的模型方便了設計團隊對基地情況進行初步討論和交流；
　　3、方便于設計師第一時間通過模型演示和甲方溝通交流；
　　4、建立大概的基地周邊山地環境有利于方案設計過程中多方案比較，特別是山地建筑空間關系的推敲。
　　這些是我能想到的，歡迎您的補充。

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圖 4　SketchUp 梯田式山地建模

在 AiTOP 專業作者團隊中，包秀遠設計師是 SketchUp 高手之一，他曾經在 AiTOP 專業文章《如何利用貼圖制作 SketchUp 軍艦模型》中提到過自己的模型制作理念：“適當的時間、適當的技巧、適當的效果。”這一點我很贊同，換成我自己的觀點就是：高效、實用、直指設計目標。
從前面的文章分析描述不難看出，SketchUp 山地地形建模的目標應該是：高效、準確地建模。如何能達到高效準確地建模則需要對山地建模方法有所了解并通過掌握和分析自己的工作方式，自行體驗和訓練來找到適合具體項目的最短最快建模途徑。
　　根據實踐經驗，我總結了目前我所學習到的幾種制作山地模型的方法：
第一種，面生成模型——即大家最早采用的將等高線封面，然后按一定高度拉高再生成梯田式山地模型，如圖 4；
　　第二種，線生成模型——利用等高線和 Sandbox 地形工具生成平滑曲面的山地模型；這種方法我主要學習于 AiTOP《五天從入門到實戰》一書中的山地建模一章內容，當然網上也有其他利用各種插件進行建模的方式；
　　第三種，點生成模型——我所知道的主要是利用湘源控規這個基于 AutoCAD 平臺開發的規劃設計與管理軟件中的地形工具來生成模型然后導入 SketchUp ，如果數據精確那么可以得到較為準確的平滑曲面山地模型。相關視頻教程在湘源控規主頁上提供有下載：http://www.csxysoft.com/index.asp。
　　在“點、線、面”山地模型生成方式中，以面生成模型的方式似乎是最早一種，大多數初學者也都在利用這種方式。其優勢在于建模方式簡易，山勢的表達明顯而突出，用于小范圍的山地建模沒有問題，適合初學者上手并完成任務。但是這種以面生成模型的方法在大范圍建模時就會因為模型信息中“面”數量過多而讓電腦運行變緩，不利于繼續建模或是演示操作。
從 SketchUp 5.0 版本新增了 Sandbox 地形工具以來，我個人認為用線生成模型的方式更為高效、實用。不建議使用梯田式這類地形建模方法，原因簡單，首先將等高線都封面然后拉伸本來就多了一道很麻煩的工序，如果是場景較大的山地模型，那么模型信息中“面”數就會劇增，直接違背了 SketchUp 建模需要“省面”的基本原則，而且占用資源還很有可能不利于后期多方案比較的效率。當然，如果您想追求梯田式特殊效果那就另當別論了。

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圖 5　以上是同一塊地形的建模對比，不難看出梯田式模型會比曲面山體的面數多得多（曲面模型的面數：7452，梯田式建模的面數：15789）

以點生成模型方式也是我最近才學習到的，實質上是利用 CAD 地形圖本身的數據在湘源控規軟件中生成山地模型，然后導入到 SketchUp 中繼續進行加工處理。初看是個相當高效的方法，但還是有缺陷。這種方式的建模有兩個事情需要注意：首先，這種建模方式的第一個重要步驟是“字轉高程”，在這個階段，湘源控規這個軟件主要是利用 CAD 地形圖中 GCD 圖層（碎部高程記注點）的標高數字轉換為相應標高的一個個點，然后通過這些點定位生成三維模型。這需要你拿到的地形圖是比較準確的，并且沒有在轉手過程中被他人破壞過，數據能夠齊全。要不然看似簡單易行的方法會因為原始數據的問題折騰你一天，目前我遇見過的情況有幾種是無奈的，比如地形圖是 tif 文件插入 CAD ，那地形圖就只是個圖片，比如發現標高數字是個塊而不是字體，就無法利用“字轉高程”命令，想替換字體又發現需替換的標高數字有幾千個，工作量巨大……總之有時候看似輕松而撿便宜的辦法反而更讓您頭痛，更讓您費時。另一個問題是，湘源控規生成的山地模型缺少了直觀可見的等高線，這也不利于觀察、分析地形。地形的等高線排列疏密度可以直觀清醒地判斷出山地地形的坡度大小，所以保留為好。

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圖 6　湘源控規生成地形關鍵一步——字轉高程

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圖 7　湘源控規生成的地形，只需導入 SketchUp 進行加工處理

目前自己算是大概了解了 SketchUp 基本的山地建模方式，當然每種方法各有優勢。如何利用？如何提高效率？作為初學者，我認為真正的高效率是在您面對正式工作時選擇自己會出問題最少的一條路徑，然后踏實地做好，保證任務的完成，再在平時練習中多做試驗找到優化方法。對于方法我想沒有絕對的好壞，總的來說應盡量根據不同情況各取所長吧。

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圖 8　一個山地住區投標項目，設計是由前輩所做，我主要任務是負責建模，在這次建模中綜合運用了較多的山地建模方法

以高效、實用的目標來看待 SketchUp 山地地形建模工作，我覺得 SketchUp 山地地形建摸應該注意以下一些問題：
1、當你拿到 CAD 地形圖時，由于地形圖本身表達的內容較多，信息量大，會導致文件過大，所以需要適當地精簡地形圖。根據個人習慣，我一般只會保留等高線、道路、水系、沖溝等必要要素；
　　2、因為 CAD 地形圖中等高線時常會出現亂線、斷線、重線等等冗余數據的可能，以至于你常會發現 CAD 文件直接導入 SketchUp 中生成曲面地形時軟件卡死現象。所以，強烈建議在導入 SketchUp 之前把必要的地形重新描一遍。重描地形圖時，我學到的方法是根據目標的需要和具體情況簡化地形等高線，方法是每隔 3 米~ 5 米重描等高線，這樣可以在保證建模質量的情況下相對縮短工作時間；
　　3、建議道路系統與地塊分開建模，而不要利用懸置工具在極為不平整的山地地形上形成路面；
　　4、不要幻想在建好的現狀山地模型中進行方案推敲到生成的全過程，特別是土方量平衡較大、山地改動較多的方案，這都涉及到了大量的場地平整和道路新建，以我的經驗教訓來判斷，最好是根據成熟設計方案重建模型，這是較高效的一種方法。
以上是我對 SketchUp 山地地形建模的一次學習和總結。前輩教導我說：坐而思不如起而行，行者常至。今后我會繼續多實踐并總結，隨著慢慢積累和進步，這篇文章也會不斷地改進和完善，真誠希望文章對您有所幫助。
　　如果文中出現一些錯誤，歡迎您指正，我會及時改正。