Ginger Studio Grasshopper 15 项目场地建模的Grasshopper实际应用系列（一）

生姜工作室第15课

项目场地建模的Grasshopper实际应用系列（一）

Note：今天的分享非常专业，是Grasshopper在实际项目中的应用，适合建筑从业人员学习。之后我们会把文章分成专题，以适应处在学习应用Grasshopper各个阶段的朋友。

Sieg.K

曾职于Unstudio上海，现就职于Woods Bagot海外

场地建模，在实际项目的前期工作中，占有十分重要的地位。正确的使用测绘信息，能够帮助我们构建好项目场地的实际情况，为之后因地制宜，考虑设计限制、制定设计目标，打下良好的基础。对地势变化多，场地边界关系复杂的项目，准确的掌握场地现状更是能从一开始就避免设计步入不切实际的轨道。

本专题会通过场地的建模实例，介绍一些简单的相关知识以及如何灵活运用Rhino以及Grasshopper完成场地的构建。

一般来说，在项目的前期文件中，甲方或者测绘专业会提供质量参差不齐的各类测绘文件(Survey Files)。主要以二维测绘图纸(2D Drawing)和三维点云(Point Cloud)为主。

图1 二维测绘文件

图2 三维点云图形

三维点云文件

三维点云文件常见格式 XYZ/ SVY/ CSV/ PTS/ PTX/ TXT 等。三维点云文件通过3D Lazer Scanner扫描得到，扫描后可以获得成千上万个扫描点的空间坐标信息颜色亮度信息。

图3 用记事本打开的点云文件

Easting 和 Northing 可以理解为测量点，相对于某地区标准测量原点的相对x和y坐标，Altitude为相对海平面基准z坐标，一般来说单位都使用m。这三个信息是所有点云文件中都一定会包含的。而颜色、亮度信息，并不是每个点云文件中都会包含在内(图中所示的点云文件就只包含亮度信息而没有有效的颜色信息）。每个点的信息以每行隔开(\n)，各项属性由分隔符隔开。常见分隔符有空格(Space)，制表符(Tab)，逗号(Comma)，分号(Semicolon)等。在图3中，分隔符为空格。

那么在有了点云源文件之后，我们如何在rhino中使用它呢？

第一种方法，也是最为简单的一种办法，那就是在rhino中直接使用import导入命令，直接选择点云文件，选择分隔符为space，勾选创建点云，点击确定便能实现快捷导入。

图4 Rhino导入命令选项

这种直接导入的方法十分快捷方便，但也有其局限性。因为导入过程中并没有读取点云相关的颜色以及明度信息，相对来说，该点云图形的可辨识性，没有接下来我们要使用的方法的导入结果来得直观。 在点云图形中，每个点除了拥有坐标属性外，还可以有颜色属性以及法线属性。因此我们应该充分利用点云源文件提供给我们的每个点的明度信息，将其赋予点的颜色当中。

图5 使用Rhino导入命令直接导入后的点云图形（颜色信息没有被读取）

第二种方法，我们将使用grasshopper中的Import Coordinates节点。在Params--Input的弹出菜单中找到Import Coordinates 节点，拖拽到界面中。F为点云文件的位置，S是分隔符，C可忽略，X/Y/Z分别为字符被分割后坐标所对应的序号（图7）。

读取分割后的序号0 1 2分别得到x y z轴坐标，序号6 为明度值,范围在-2^14~ 2^14。由此我们便得到了点和颜色。但是在grasshopper的默认环境中并没有由点和颜色生成点云图形的节点。这时我们需要使用点云插件，如 Volvox（图8），或者调用Rhino API（图9）。而通过使用Rhino API我们更是可以直接读取.xyz点云文件，并创建带颜色信息的点云模型（图10）。

图6 Import Coordinates节点

图7 点云文件字符分隔序号

图8 创建点云

图9 Python 调用RhinoCommon 创建点云

图10 直接通过python读取.xyz点云文件并创建点云

用这种方式创建出来的点云图形保留了点云文件中的明度信息。在三维空间中更为直观，更易辨认。

图11 使用Grasshopper烘焙出来的带明度信息的点云图形

得到点云图形后，我们可以把它作为空间参考，可以用来捕点，测量，手工重建三维形态，或者，有兴趣的可以更进一步，通过其他软件或者算法，将点云重构出近似网格。各位如果有兴趣可以了解一下相关软件以及代码库，如：Autodesk Recap， Blender，Zbrush， Mesh Lab，PCL，或者其他网格重建算法，有兴趣可参考《Triangulating Point Set Surfaes with Bounded Error》-- Carlos E. Scheidegger/ Shachar Fleishman/ Cláudio T. Silva,University of Utah。

关于点云文件，我们就简单介绍到这里。 相比三维点云，二维图纸，在平时的应用中更为广泛常见，通用格式 DWG/DXF/PDF等。从下一期开始我们将展开讨论。