软件小讲堂 | Ladybug视线分析专题介绍(1)- 基础介绍
最近几年随着数据分析重要性的不断加强,对建筑学生而言,如何在常规的空间,功能,材料,构造之外,针对场地周边环境进行科学理性的分析,从而推动项目开展,愈发成为我们设计过程中不可忽视的一环。
在之前的教程中,我已经向大家介绍过光照,通风与辐射的参数化分析方法,因此在这次系列中我将着重讲解如何借助Ladybug插件,在Rhino和GH中对于视线完成相关的分析与处理,并结合实际的案例,阐述如果运用视线分析来辅助设计的推进。
那今天第一篇教程中我们将要学习的是Ladybug视线分析的基础设置和相关原理的介绍。
PART 1
所谓的视线分析,换句话说其实就是对于物件可见性的分析,即观测者站在特定位置的时候能否看见特定的物体。
比如下图中的小人,在当前位置下由于视野范围的限制只能观测到左侧物体的局部。那对视线分析而言,就是需要我们求出物体可见的范围和不可见的范围。
应当如何处理这样的问题了?上图中我们是在平面做出了视野范围内最高仰角的视线和最低俯角的视线,通过视线和物体的交点来判断可见的范围。
因此在实际情况下,我们只不过是要在三维空间中绘制出视线,然后求出该视线与被观测物体会不会有交点。若有交点就表示交点处可见,若无交点则表示其不可见。
说到这,熟悉渲染的同学应该会很快联想到,这个过程实际上和渲染器计算直接光照的原理是非常接近的。渲染器中采用的嗅探光线与视线分析里面的视线本质上几乎相同。
因此类似于渲染,Ladybug视线分析的原理其实就是针对观测者位置,在视野范围内做出嗅探射线(视线),计算视线与被观测物体的相交情况,再依次为基准进行后续的计算和可视化操作。
明白这个道理之后,下面我们就正式开始对于相关运算器的讲解。
PART2
对于Ladybug视线分析而言,我们首先要介绍的运算器叫做view analysis,它可以说是视线分析模块中最重要的运算器,没有之一。
所以今天的教程中,我们将重点对它进行学习。
先说一下他的几个重要的输入端把。首先geometry,这个很好理解,就是我们要看的东西,你的视线目标,就是geometry。比如在这我们绘制一个立方体当做视线目标。
第二个,context,它虽然不是一个必须输入端,但是也蛮重要的。他表示的是会阻碍我们对于geometry观察视线的东西。比如说如果你视线的前方有一堵墙,毋庸置疑墙体 会挡住你的视线,那就需要把墙体接入context端口。
grid size,这个输入端大家很多LB的运算器都会看到,比如之前有介绍过的辐射分析和日照时间分析。
它本身的内容很简单,就是控制分析精度的,单个网格越小,网格数量越多精度越高但计算时间越长,反之单个网格越大,网格数量越少精度越差但计算时间越短。在这跟大家强调一下,如果大家对于这个参数合适的值不太确定的话,先设置一个较大的值,根据计算结果,后面再调整,因为如果你一开始就贸然设了一个很小的值的话,后面的计算量可能非常恐怖。在这我们就给一个1.
disfrombas, 它虽然是一个必须输入端,但通常大家对于它并不用特别在意,disfrombase 表示的计算面与拾取geometry的偏移值,一般情况下直接给他一个比较小的值比如0.01,就可以了。
朝向研究和视线点的权重暂时是用不到的,大家不用管。
viewtype or points 是一个非常重要的输入端,他提供了两大类观察的方法, 一共针对geometry生成测试点,依据选择的视线类型进行计算。Ladybug一共提供了五种不同的viewtype,用于不同的视线类型分析。他们具体的区别我们会留到后面具体的实际运用部分进行介绍。
另一种方法更为简单,就是直接输入视线点,就是观察者当前位置,比如我们现在就选取一个点拾取进来。
geometry block view 这个设置为true的话就是我们要观测的物体本身也会遮挡我们的视线,geometry不是透明的.而如果设为false的话,则表示要观测的物体本身不会遮挡我们的视线。因为建筑肯定是会遮挡视线的,所以在这我们选择True。
最下面这四个输入端为LB运算器通用输入端,在这就不再赘述了,直接运行。
分析结果应该也很明显,因为对于看一个东西,我们只有两个结果,看见和看不见,蓝色即表示看得见,而紫色则表示看不见。这样我们就可以非常方便的得到对于特定观测点,目标建筑的可见面积,为我们的设计提供参考。
初次之外,我们还能求出蓝色部分的面积,再除以总面积,得到可见目标建筑可见面积百分比,这个对于观测点选址,遮挡构建设计等操作都能提供参考。并且这个结果其实并不需要我们手工操作,view analysis自动会提供这样一个可见面积的百分比。就是这里的average view. 比如我們可以看到當前建筑大约10%的表面是可见的。
了解使用方法之后,我来说一下view analysis运算器是如果运用教程第一部分介绍的原理进行操作的。
使用geometry连接testpoints,大家可以看到很多的点,这实际上就是依据grid size对于模型进行细分得到的点。
之后这些测试点将和观测点连线,如果连线没有被context以及geometry本身遮挡,则测试点可见,反之则不可见。
最后对于所有可见的测试点上色,就得到了最终的可视化结果,而可见的测试点占总测试点的比例,就是所谓的可见面积百分比。
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