建筑模型制作中地形制作方法的探索

摘 要：建筑實體模型制作中的地形制作方法已沿用多年，因其操作相對簡單、易于掌握而沿用至今。隨著科技的發展、設備性能的提升、軟件的完善，行業、教學中對模型制作的效率、精度也有了更高的要求。本文試圖通過作者的教學實踐，探索地形制作高效、精確的新方法。

關鍵詞：建筑模型;地形制作;方法探索

0 前言

在建筑景觀實體模型的制作中，地形的表達是其重要的組成部分。在常規制作方法中，基本為以利用瓦楞紙板、木板、雪弗板等成品板材疊加而成的等高線地形，和以黏土、石膏等可塑性材料制作的堆疊地形兩種形式。在實際操作過程中，雖然制作工序相對簡單，但比較耗時，且精度欠佳，若要嚴格準確地表達設計地形，則需要花費較多的時間與精力。

筆者在多年從事模型制作教學中發現，學生在制作建筑景觀模型時，地形塑造方面常要耗費較多時間，但成果有時卻不盡如人意。若要快速、準確地制作場地地形，需要借助CNC數控設備，但數控設備的相關軟件學習門檻較高，不容易掌握，更重要的是，該類軟件非環境設計專業學生所必修的學習內容，不在教學計劃之內。因此，以本專業相關軟件為基礎，結合CNC數控設備制作建筑地形模型，是提高制作效率及精度的可行辦法。

1 準確、高效地制作地形模型的方法

通過對不同材料的嘗試，以及建模軟件SketchUp及其插件的研究，作者探索出一套相對簡單、快捷、高精度且易于掌握的地形模型制作方法。

1.1 材料選擇

使用CNC設備制作地形模型，應使用體塊類材料進行制作。通過對木材、泡沫板等材料的嘗試，發現仍有許多不足。木材因硬度原因，需分層雕刻切割，否則會發生斷刀情況，因此制作速度較慢;泡沫板材因過于疏松和不耐高溫，會造成粘刀和精度不足的問題，也不是理想材料。在通過對其他相關行業調研后，發現可以使用410代木這一材料進行制作。410代木為不飽和樹脂材料，常用于雕刻、模具生產行業的小樣試產。其密度較低、結構疏松，卻有一定的硬度，保持性較好，因而受到行業廣泛應用。在地形模型制作中，可利用這一材料的特性，結合CNC設備，快速制作地形。

1.2 軟件操作

SketchUp是建筑領域最基本的三維建模軟件，是學生、設計師必須掌握的基本技能。因此，結合該軟件制作地形模型，是提高效率、簡化流程的理想方案。

第一，三維地形的制作。利用數控設備制作實體地形模型，需先在虛擬三維空間中制作出虛擬地形。在已有等高線草圖的前提下，在AutoCAD軟件中進行描繪，而后將描繪線條導入SketchUp軟件中，將等高線拉伸至設計高度，通過“ToPoShaper”這款插件，自動生成地形。

第二，將虛擬地形轉為CNC設備可識別的圖紙。CNC設備常用的軟件之一為ArtCAM，此軟件可利用灰度圖生成刀具路徑。雖然SketchUp軟件本身不支持導出灰度圖紙，但通過對插件的研究，發現可以通過“Color By Z”這款插件中按高程顯示顏色的功能，把最高點顏色設置為白色，最低點設置為黑色，即可生成地形的灰度圖。

第三，灰度圖的導出和處理。在SketchUp軟件中，先將相機調整為平行投影，然后選擇頂視圖視角，將陰影關閉，取消天空和地面的顯示，將背景色設為純白色。通過以上設置，可以導出平整的地形灰度圖。由于插件自身的原因，導出的灰度圖是由不同三角圖塊組成的圖像，還需在PhotoShop軟件中進行模糊、平滑處理，消除生硬的三角圖塊。至此，灰度圖紙處理完成，可導入ArtCAM進行操作。

第四，ArtCAM軟件中的處理。在ArtCAM軟件中，導入處理好的地形灰度圖，結合模型制作的尺度要求，經過比例換算，確定導入尺寸，設定模型高度。由于灰度圖紙分辨率的關系，導入后還應做進一步柔化平滑處理，一般柔化程度在30%～40%即可。然后，便可選擇合理的刀具，進行雕刻輸出。

第五，雕刻輸出。在雕刻輸出時，如果為實木材料，則需要先分層粗雕，然后再用精細刀頭精雕，避免機器發熱、斷刀;若選擇410代木材料，則可直接選擇精雕刀具，一次雕刻成功。

第六，地形模型后續處理。地形模型雕刻完成后，即可對地形進行噴漆、著色等處理，可選用自噴漆、丙烯等材料進行噴涂或涂刷，待干燥后，便可進行植草、增加配景配飾的工作。

2 結語

通過對地形模型制作方法的探索，可極大地提高建筑、景觀模型的制作效率，通過測算，實際制作地形所用的時間比采用等高線地形、堆疊地形制作方法所用時間節約60%以上，且精準程度有了極大的提高。尤其是對SketchUp等軟件的利用，降低了CNC設備的使用門檻，便于學生、設計師直接使用。不僅在日常教學中，起到提高學生制作效率、增加學生興趣、提升模型精細度的作用，在行業實際應用中，也便于設計師與模型制作技師的溝通交流和生產效率的提高。

參考文獻：

[1] 艾相仁，黃國安，李鵬程，邱唐勝.模型制作工藝的創新與應用[J].住宅與房地產，2017（32）.

[2] 李文貞.建筑模型制作的實踐與思考[J].城市建設理論研究（電子版），2017（28）：200.

作者簡介：劉冰（1982—），男，遼寧人，同濟大學風景園林專業碩士，工程師，教師，研究方向：景觀設計，環境藝術設計。