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水利工程3D工程視覺化作業經驗分享第二河川局

  發刊期數:第0280期/ 發布日期:107/05/25

一、前言

水利署105年12月30日第160次擴署裁示:「106年起各局百分之五十之工程皆需以視覺化之設計方式呈現工程設計或施政成果。」,並於106年9月辦理「水利署工程視覺化3D模型成果競賽」,根據各參賽者成果展示評選出金水獎、銀水獎、銅水獎及佳作數名。

為使各單位執行3D視覺化作業得以順利推行,水利署署長於「署長有約」行程,邀集「水利署工程視覺化3D模型成果競賽」金水獎、銀水獎及銅水獎得主,會同辦理3D視覺化成果分享,藉此推廣3D視覺化的作業,另外金水獎得主也於今(107)年度3月16日受邀至水利署辦理3D視覺化作業心得分享講座,與水利署各單位的3D視覺化人才交流製作過程的技巧。

  • 3D工程視覺化作業經驗分享講座

二、工欲善其事,必先知其器

3D視覺化是近年來工程製圖上推展的方向,除了能夠展示工程完工的願景外,更進階的是得以結合BIM(建築信息模型)進行工程生命週期上的管理,能夠進行工程3D建模的程式有很多,例如3Ds Max、AutoCad、 Revit、 Rhino、SketchUp等,其中入門門檻較低且學習曲線較佳的莫非是SketchUp軟體了,SketchUp最初由Last Software所設計,於2006年被Google收購,最後於2012年由Trimble向Google買下,該軟體提供免費的一般版本SketchUp Make,以及需付費的專業版SketchUp Pro,由於其簡潔的操作介面、簡單的建模繪製方式以及支援自由的擴充程式開發,目前SketchUp已經成為多數工程完工意象建模的使用軟體,也是諸多室內設計師與客戶討論格局配置的工具。

  • 工程製圖

不過SketchUp雖然處理3D建模簡單,但它對於材質的表現方式確不如人意,因此有許多的設計師使用額外的軟體進行模型的上色(渲染),例如V-Ray、Artlantis、Podium、THEA Render、Lumion等,這之中Lumion軟體挾著操作直觀、強大的氣候展示模組以及即時渲染等特性,也逐漸獲得許多設計師的喜愛。

Sketchup軟體就猶如建築工程的土建工程,蓋出最初始的毛胚屋,Lumion軟體則是進行裝潢的工事,讓建築看起來美輪美奐,最後一個建案要賣的好,就需要透過廣告來傳遞消息,所以運用GIS的軟體可以明確指出工程位置,透過影片剪輯軟體可以把3D視覺化的成果做出最佳的展示;3D視覺化的作業就如同工程的提前成果發表,從建模到渲染以至於展示,都是想把最貼近真實,也最好看的一面展現給長官以及民眾。

三、建模風格大不同

3D建模的不同的建置程序可以「印象派」及「寫實派」為畫風劃分,其中「印象派」的畫法最為簡單,直接由標準斷面推拉出直線般的堤身結構進行建模,該方法雖能展示工程主體,但較忽略細節,其優點在於建模快速,較適合以圖片的方式展示成果;「寫實派」則如其名刻劃出整體工程細部部份,包含結構漸變、結構彎折以及結構高程的變化,雖然建模非常耗時,但由於較能貼近現實狀況,所以無論是動態影片展示或靜態圖片呈現都非常合適;不過除此之外另有一折衷方案的畫法,透過路徑跟隨功能來建模,此法既能保有堤防結構彎曲的變化,也能節省許多的建模時間。

  • 印象派的呈現方式
  • 寫實派的呈現方式
  • 不同方式的建模風格

四、工程建模的其他應用

SketchUp具有強大的擴充程式庫,其中CURVILOFT擴充程式可以協助快速建立建變結構,PATHCOPY則能輔助物件的陣列複製作業,此透過SketchUp內建的體積及面積計算功能,可以輔助工程設計及預算編列等作業,透過沙盒工具則能輔助了解工程設計前的土方狀況,經由實際的建模也可以確認各結構部位的介面是否有衝突(如:越堤道路設計是否得當),3D視覺化設計的建模流程,不僅僅只是為了產出3D視覺圖或動畫的其中一環,透過其內建或額外擴充的工具,也能幫上工程設計或預算編列的忙,達到「他山之石,可以攻玉」的效果。

從室內設計、建案推銷到國內重點公共工程,由民間至政府,3D視覺化的作業已經開始盛行,在水利工程的領域,水利署正是推展3D視覺化的先行者,透過直觀的展現方式,不僅僅能讓民眾了解工程完工的樣貌,也能使民眾針對其在地的觀點提出參考意見,達到民眾參與的成效,另外更能使來視察及督導的各級長官能夠對於工程及其效益一目瞭然,3D建模的發展勢不可擋,其延伸的建築BIM系統則具有龐大的潛力,對於工程設計的新發展方向,我們都能迎接挑戰。

  • 工程建模的其他應用