基于轻量型3D装修设计软件的研究

刘俊良 林宇

摘 要 三维装修设计软件一直都是以3dsMax，SketchUp（草图大师）占据主流，但近几年出现了以酷家乐，爱窝福为首的3D云装修设计软件，市场反响热烈；本篇论文从室内装修设计软件的发展起源及其历史开始研究这样轻量化，简易化的装修设计软件的是如何获得市场认可的。

关键词 装修设计；软件；云渲染技术；历史和发展

一、室内装修设计的需求

室内装修设计（Interior design），是一种以居住在该空间的人为对象所从事的设计专业，需要工程技术上的知识，也需要艺术上的理论和技能，泛指对室内建立的任何相关物件，包括：墙、窗户、窗帘、门、表面处理、材质、灯光、空調、水电、环境控制系统、视听设备、家具与装饰品的规划。室内设计是从建筑设计中的装饰部分演变出来的。他是对建筑物内部环境的再创造。室内设计可以分为公共空间和居家两大类别。当我们提到室内设计时，会提到的还有动线、空间、色彩、照明、功能等等相关的重要术语。

室内设计是指为满足一定的建造目的（包括人们对它的使用功能的要求、对它的视觉感受的要求）而进行的准备工作，对现有的建筑物内部空间进行深加工的增值准备工作。目的是为了让具体的物质材料在技术、经济等方面，在可行性的有限条件下形成能够成为合格产品的准备工作。

按设计深度分：有室内方案设计、室内初步设计、室内施工图设计。

按设计内容分：有室内结构设计、室内物理设计（声学设计、光学设计、热学设计、色彩设计、能源设计）、室内设备设计（室内给排水设计、 室内供暖、通风、空调设计、电气、通讯设计）等。

在计算机图形技术成熟之前，室内装修设计很多时候是无法具体呈现出来的。房屋的业主如果想要装修自己的房子，如果他们不具备相应的室内装饰设计知识，很难参与到装修设计工作当中来。大多时候，都是从现成的相片册中，与设计师通过口头或文字交流，与装修公司阐明自己所喜欢的风格，指定想要的家居装饰品，然后整个设计过程就交由设计师来完成。设计师具备室内设计所需的工程技术知识和艺术上的理论技能，包括对其室内结构，光照，通风，传声，保暖，电气，排水，色彩，视图效果等进行设计。这些具体的信息，在没有现代化的计算机图形软件之前，都只能通过文字和手绘以及实物相片来描述。对于整体且直观三维信息，往往无法很好的呈现。

计算机图形软件是一种在电脑上运行，用于图形设计的软件的统称，这类软件的主要功能就是进行电子画面设计，生产面图结构和展示效果图等图纸图像。这类软件的起源源于人们需要较为逼真的效果图来直观的展现其最终效果。比如电影游戏行业所需要的虚拟人物，道具以及场景。

二、室内装修设计软件的发展和现状

自上世纪90年代初，开始，三维计算机图形技术取得了质的飞跃，三维图形设计从图形工作站进入到个人计算机领域，开始飞入寻常百姓家，大放异彩。图形设计软件从此不再局限于工业级CG影视动画，开始进入到生产生活的各个领域。其中装饰装修设计领域就是非常重要的一个领域，现在主要常用的装饰装修设计软件有PhotoShop，AutoCAD，SketchUp，3dsMax，V-Ray等。目前国内主流的室内装修设计还是依靠3dsMax+AutoCAD的设计流程，3dsMax主要面向效果，AutoCAD面向施工。

但是这两款软件并不是为了装修设计而定制的软件，他们有着工业级别的图形设计能力，服务于包括影视游戏工业模型等整个CG（计算机图形）行业，这一特点导致这两款软件无论是学习成本还是使用成本都十分的高昂。并且对于装修行业的设计于销售效率有待提高。

对于使用这两款软件进行设计销售的家装企业为例，设计师与客户主要通过口头或平面图的方式沟通，如果要产出效果图，就需要客户额外付出定金或者出图费，因为设计一张渲染图的成本需要几百乃至几千不等，时间也需要好几天，客户对最终的效果图也难以完全满意，需要修改仍需成本，这个成本无论是让客户还是家装企业都难以接受。

虽然装饰装修效果图的成本不菲，但是其市场需求率仍非常大，这是因为相比于传统的口头描述+平面图+照片的设计模式，其销售转化率要比效果图低的多。客户更愿意花钱买看的到的服务，即使其成本可能有所上升。

近年来，我国装饰设计行业对与图形软件的生产的效果图有着巨大的需求和产量。无论是住宅和非住在装饰装修行业的招投标基本都是以效果图为唯一的评标，中标依据。如近年南京某3000万元的装饰工程，投标者102家，效果图200多张，沈阳某6000万元的装饰工程，投标者38家，效果图200多张。如此多的装修工程的招投标都以渲染效果图为评标参考，足见其影响力值巨，我们团队考察发现，每10单成交的装修工程，无论是住宅房屋装修还是非住宅房屋装修，至少都有14张装修效果图作为展示图。

近年来，由于互联网的高速发展，互联网产品的数量出现井喷式的增长，出现了一系列面向行业，面向企业，甚至面向个人的软件产品，这些软件产品具有轻量化，易学化，易用化，智能化， 便携化的特点。这其中互联网家装在2015年异军突起，资本的追捧推动了互联网家装的快速发展，几百家互联网家装企业冲入家装市场，互联网家装平台呈现爆发式增长。

数据显示，互联网家装行业经过数年的发展，市场规模不断壮大，2017年中国互联网家装市场规模达到1904亿元，同比增长40%，保持了近几年来的增长态势。但与整个家装行业的产值相比较，互联网家装占比仅为4.8%，渗透率属于较低水平，意味着未来的成长空间非常大。数据显示，中国商品住宅销售额及销售面积连年增长，2017年中国商品住宅销售额110258亿元，增长11.3%，商品住宅销售面积144829.5万平方米，增长5.3%。并预测未来三年中国商品住宅销售额和销售面积分别保持9.5%和4.0%的增长率。中国商品住宅的持续增长为装修行业积累了大量库存，稳定的增长率夯实了家装市场成长的基础。依靠互联网早期阶段流量红利，催生了一批平台化家装企业萌芽，这一阶段互联网家装企业通过解决信息不对称的问题，改变了原有家装服务供应者与业主之间的连接方式。其中酷家乐，三维家，爱窝福，打扮家，是这一行业的领军产品。

以酷家乐为例，从2013年到2016年，酷家乐的营收从20万涨到了1亿，2017年酷家乐全年营收更是达到了3亿元，同比增长200%，正现金流涨幅超过66倍。利润到达5000万元。这就是市场对于互联网家装的回应。

互联网家装之所以能取得这样的成功，究其根本原因是互联网技术在具体的实体行业的渗透。随着互联网的发展，云计算，云渲染，VR，AR，AI，大数据等一系列的新兴互联网技术在本世纪初大放异彩。互联网技术产品有一个很强特点，就是厚积薄发，很多技术在研发上往往需要几年的研发而没有实质的经济价值，但是一旦其成果开始体現。复用程度非常之高，复用成本非常之低。诸如微软，谷歌等互联网巨头，其成就是和长期的技术积累是离不开的，第二点就是生态化，平台化。以平台化的方式发展互联网产品往往比商品化能取得更为巨大的成就，最典型的例子就是阿里巴巴。第三点渗透化，在经济全球化的今天，经济生产方式的差异性都在不断的削弱，但是日新月异的消费需求，却使得差异性永远无法被消灭。每个行业所有企业在生产流程中总是不可能完全一致，它们需要差异性来提高他们的竞争力。而互联网技术有着很强的渗透性和结合性，总能够与这些差异结合起来，形成新兴的互联网产品。其中互联网家装就是很好的体现，以前我们总在想，以3dsMax建模能力，AutoCAD的绘图能力。还有什么样的设计不能够实现的，连电影院的影视级别的建模和渲染都不在话下，何况是小小的家居装饰。但很明显，在计算机图形设计行业，游戏和影视所需要的图形建模和家居装修所需要的图形建模的设计流程并不完全等同。两者具有差异性，而一众互联网家装产品的诞生和盛行正是对这些差异最好的透。

首先说说3dsMax等传统装饰设计软件，3dsMax是Autodesk传媒娱乐部开发的全功能的三维计算机图形软件，在Windows NT出现以前，工业级的计算机图形学制作被SGI图形工作站所垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首选开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如X战警2、最后的武士等。3ds Max对CG制作产生了历史性的影响。

AutoCAD是由美国Autodesk为计算机上应用计算机辅助设计技术而开发的绘图程序软件包，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。该软件推广的.dwg文件格式成为二维绘图的常用标准格式。

三、轻量型装修设计互联网产品的发展

AutoCAD和3dsMax这两款软件作为主流的计算机图形设计软件，一个在三维图形设计领域，另一个在二维图形设计领域。服务于整个计算机图形设计行业。其操作的复杂度之高，至少需要学习数月以上，才能熟练使用。而且由于其并不是为了某一类性的物体进行建模的，而是为了能够创建任意的模型。那么用该类型软件专门对某一类型的具有广泛特征物体进行仿真建模的时候，就有许多操作可以优化的空间。

比如家装行业，第一步便是对户型进行建模，虽然户型各不相同，但特点却十分的鲜明。每一个房屋都是墙体组成。而墙体可以泛化成登高的长方体，所以这一步，可以总户型图直接有程序完成自动建模到房屋模型。

接下来，剩下的就是地板的平铺，贴墙纸，以及照明设备，电气设备，以及各类家居装饰和电器。将这些东西以合理的布局，摆放在房屋模型内。形成装饰装修的基本效果。关于这一步，由于所有的这些物品模型，都要和现实世界的商品一一对应起来，比如一个某品牌的一款落地灯，应该有装饰装修商品供应商提供详细完善的信息，以及模型。而设计者只负责将各个风格的家居装饰家居模型的布局和搭配。这样各司其责能是装修方案更加真实明确。

装修设计流程更加流水线化，提高生产效率。

最后的步骤，渲染出图就是整个设计流程的最后阶段。现在，模型渲染是最消耗计算机图形处理性能的工作，但是在整个三维图形设计流程中，渲染往往只是最后一步，大部分时间，是不需要渲染的。如果渲染工作由客户端设备完成，那么对客户端的设备的图形渲染性能就会需要一定的要求，这是十分不划算的。但是如今的云渲染技术，合理的解决了这一问题。

云渲染技术与云计算的模式类似，将渲染所需的输入数据上传到渲染服务器，由服务器进行图形渲染运算。完成之后，再将渲染后的技术回传给客户端。这样对于客户端设备的压力就减小了很多，而由服务器统一调配各个客户端渲染运算所需的资源，能够合理的分配计算机性能资源。提升整体效率，节省整体成本。

通过这样关键的设计流程的分解与分配，将互联网资源整合利用，就能实现互联网家装设计行业的颠覆性革命。这正式计算机图形技术通过互联网结合到家装图形设计行业所诞生一个崭新的产品。

参考文献：

[1]刘晓星.家居装修设计的快速生成[D].辽宁石油化工大学，2017.

[2]王灵香，苗新亮.基于XNA的3D室内装修软件的设计[J].电脑知识与技术，2014，10（10）：2268-2269+2285.

作者简介：

刘俊良，生于1996年12月，男，汉族，江西赣州人，江西财经大学，软件工程专业。

赖林宇，生于1996年11月，男，汉族，江西赣州人，江西财经大学，软件工程专业。

基金项目：江西财经大学大学生创新创业训练计划项目，项目编号：201810421025。