基于计算机辅助设计的环境设计工作研究

张思婷

摘要：环境设计是一门涉及建筑、景观、室内等多领域的综合性学科，旨在营造一个宜人、美观且实用的生活空间。计算机辅助设计是一种利用计算机技术进行设计和绘图的方法，其可以提高设计效率，减少设计错误，提高设计质量。在环境设计工作中，计算机辅助设计可以帮助设计师快速地完成设计方案的绘制、修改和优化，从而节省大量的时间和精力；可以实现多学科的协同设计，使得建筑设计、结构设计、电气设计等各个专业之间的信息交流更加便捷，提高整个设计团队的工作效率。因此，本文就基于计算机辅助设计的环境设计工作进行研究，以供参考。

关键词：计算机辅助设计；环境设计；设计手段；CAD

计算机辅助设计作为一种现代化的设计手段，显著提高了环境设计的工作效率，丰富了设计表现手段，为环境设计带来了前所未有的可能。但想要发挥其在环境设计中的作用，就需要设计师掌握相关方法，根据实际情况灵活应用。由于部分设计师在应用计算机辅助设计时存在一些问题，所以，下列将对其进行探讨，旨在为设计师带来启发，从而推动我国环境设计行业的发展。

一、计算机辅助设计概述

（一）计算机辅助设计的定义及发展

计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。其是将计算机技术、图形学、数学、工程学等多学科相结合的一种新型设计方法。

计算机辅助设计（CAD）的发展历程可以追溯到20世纪50年代，当时第一台计算机绘图系统在美国诞生。随着技术的不断进步，CAD技术逐渐从简单的绘图输出功能发展成为完整的系统，并开始出现能产生逼真图形的光栅扫描显示器和多种形式的图形输入设备。

到了70年代，CAD技术得到了进一步发展，形成了完整的CAD系统，后期出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统。同时，CAD技术也开始向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用。

80年代，随着微处理器的出现和工程工作站的普及，CAD技术在中小型企业逐步普及。此外，人工智能和专家系统技术也被引入到CAD中，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。

如今，CAD技术已经广泛应用于设计、生产等各个领域。其不仅可以帮助设计师提高设计效率和质量，还可以实现产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造、数据管理于一体的智能制造。

（二）计算机辅助设计的优势

与传统设计模式相比，计算机辅助设计具有如下优势：（1）提高设计效率。CAD 系统可以自动化完成大量的设计计算和绘图工作，减少人工计算和绘图的时间和错误。（2）精确度较高。计算机辅助设计能够实现精确的数据计算和图形绘制，提高设计的准确性。（3）优化设计方案。CAD 系统可以对不同设计方案进行快速分析和比较，帮助设计人员找到最优解决方案。（4）资源共享。设计数据可以方便地存储和共享，便于跨部门和跨地区的合作与沟通。（5）直观展示。CAD 系统可以生成直观的三维模型和效果图，有助于设计人员更好地理解和展示设计成果。（6）协同设计。可以实现多学科的协同设计，使得建筑设计、结构设计、电气设计等各个专业之间的信息交流更加便捷，提高整个设计团队的工作效率。

二、基于计算机辅助设计的环境设计工作

基于计算机辅助设计进行环境设计是时代发展的必然趋势，其可以进一步提高设计效果，推动环境设计行业的发展。目前，计算机辅助设计在环境设计工作中的应用主要体现在四个方面，即二维绘图、三维建模、效果图渲染、图像处理，下列进行了详细阐述。

（一）二维绘图

在环境设计的初期，需要明确设计任务和目标，如新建建筑物的功能、规模、位置等，以及客户的需求和期望，为后续二维绘图提供指导。进行二维绘图之前，需要对设计场地进行实地勘查和调研，了解场地的地形、地貌、气候等自然条件，以及周边环境和社会文化等人文条件。根据设计任务和目标，结合现场勘查和调研的结果使用计算机辅助设计软件进行二维绘图。在进行二维绘图时，需要依照国家标准和相关规范进行，以确保设计的精确性和准确性。

（二）三维建模

三维建模是环境设计领域中非常重要的一个环节，可以帮助设计师在虚拟环境中进行方案的设计和优化，提高设计效率和精确度。在环境设计中，设计师可以通过三维建模软件如AutoCAD、3ds Max、SketchUp等，对地形、建筑、植被、水体等进行建模，并在虚拟环境中进行方案的设计和优化。

在建模之初，要确定模型的比例，以确保模型与实际场景的尺寸比例合适，为设计师在后续设计和调整中把握模型的大小和细节提供保障。在建模过程中，设计师要注重模型的精确性和可编辑性，这包括对模型的几何形状、边缘、纹理等细节的精确建模，以及确保模型的结构和布局合理且易于编辑；要注重材质和贴图的使用，以增加模型的逼真度和质感，提高模型的表现力；要根据场景的需求和设计意图合理布置灯光，以模拟出合适的阴影和高光效果，达到最佳的设计效果。

（三）效果图渲染

效果图渲染能够以逼真的方式呈现设计方案，帮助设计师优化设计。通常情况下，效果图渲染可以采用渲染插件或渲染软件。渲染插件通常内置于三维建模软件中，设计师可以在建模的过程中直接进行渲染，通过设置相机角度，配合材质与灯光，渲染出真实的透视图。在进行渲染之前，模型、材质和灯光的准备工作尤其重要，只有同时把握好以上要点，才能渲染出最高质量的效果图。渲染软件是专业的渲染工具，能够提供更多的渲染选项和控制选项，从而能够生成更高质量的效果图。由于其独立于三维建模软件，所以，设计师需要将建模软件中的模型导出为特定格式的文件，然后再导入到渲染软件中进行渲染。

（四）图像处理

在基于计算机辅助设计的环境设计中，设计师需要深化处理设计方案，以更好地表达设计意图和创意。在图像处理中，设计师可以采用位图软件 Photoshop和矢图软件设计Illustrator。Photoshop 可以对图像进行一系列的处理操作，如调整亮度、对比度、颜色等；Illustrator可以对模型进行细节调整和修改，可以增加三维模型的逼真感和质感。需要注意的是，在处理设计方案时，设计师应充分了解和把握设计主题，确保各个元素（如颜色、材质、形状等）符合设计风格；在图像处理过程中，设计师要关注色彩搭配，因为合理的色彩搭配可以使设计更具视觉冲击力和吸引力；在设计方案中，设计师应该关注空间布局的舒适性、实用性和美观性，一般情况下，可以通过调整元素位置、大小和形状来实现合理的布局。

结语：总而言之，通过充分利用计算机辅助设计软件，设计师能够高效地完成设计图纸，丰富设计表现手段，为环境设计带来前所未有的可能。本文从二维绘图、三维建模、效果图渲染、图像处理四个方面入手，就其应用进行研究，设计师可结合实际情况进行运用。在未来，应继续关注计算机辅助设计在环境设计中的应用，积极探索新技术，提高设计师的技能水平，以为我国环境设计行业的繁荣和发展贡献力量。

参考文献

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