СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ АРХИТЕКТУРНЫХ ФОРМ

Лобанова Екатерина Владимировна

магистрант СибГАУ, г, Красноярск

Сухарев Евгений Николаевич

канд. техн. наук, доцент, преподаватель кафедры рекламы и культурологии СибГАУ, г. Красноярск

Е-mail:

В данной статье раскрыто понятие визуализации архитектурных форм, выделены её этапы, представлен обзор программ, позволяющих создать наглядное изображение архитектурного проекта в трёхмерном пространстве.

Визуализация архитектурных форм – это одновременно процесс и результат представления архитектурного объекта в виде чертежей, приобретающий более наглядную, объёмную форму в фотографически реалистичном изображении здания или сооружения, построенного в трёхмерном пространстве. [3]

Визуализация архитектурных форм стала важным условием в строительстве. С помощью графико-анимационных программ, особенно это касается последних версий, можно визуализировать различные по своей сложности объекты, например, жилые и торговые комплексы. [1]

Когда заказчик желает видеть объект будущего строительства максимально приближенным к реальности, возникает необходимость в его визуализации. В таком случае можно изготовить уменьшенную копию будущего строения в виде макета. Однако более рациональным представляется создать его модель в виртуальной реальности с помощью программ для визуализации. Трёхмерную модель, изготовить значительно проще, чем макет, её также проще отредактировать (переделать, перекрасить, придать новую форму), её можно отправить по электронной почте. В некоторых программах визуализации можно учитывать тонкости и детали будущего здания, например, по компьютерной модели можно прогуляться, подняться по лестнице, открыть дверь или включить освещение.

В отличие от других типов визуализации, визуализация архитектурных форм предполагает доминирующее положение моделирования по отношению к другим этапам этого процесса. Любая визуализация состоит из нескольких этапов:

1.  моделирование сцены;

2.  отрисовка текстур и текстурирование элементов сцены;

3.  расстановка источников света и настройка вида;

4.  наполнение сцены различными мелкими элементами (кусты, газоны, вазы);

5.  настройка параметров рендеринга и сам рендеринг или визуализация.

Большáя часть времени при визуализации интерьеров тратится на расстановку источников света и подбор аксессуаров. Однако при визуализации архитектуры присутствует один источник света – это солнце, а наполнение сцены может ограничиться кустом, человеческой фигурой и машиной, поскольку здесь более важно показать масштаб объекта. Также, при визуализации, в том числе и при визуализации архитектурных форм, ограничено количество текстур. Таким образом, 80% всего времени тратится на само моделирование здания и прорисовку его декоративных элементов. [3]

Итак, рассмотрим далее несколько программ, с помощью которых можно создать визуализацию архитектурного проекта. Одной из самых известных является программа 3ds Max, с помощью которой, можно делать не только архитектурную визуализацию.

В данной программе следует выделить наиболее распространённые и доступные возможности создания трёхмерной модели, которые предлагают разработчики.

В 3ds Max есть довольно большая библиотека объектов трёхмерной графики, которая содержит стандартные и расширенные примитивы. Построить простые геометрические формы в данной программе несложно - достаточно выбрать нужный примитив или модель и задать необходимые параметры (такие, как длина, высота, радиус и т. д.).

В данной программе имеется редактор материалов, с помощью которого можно настраивать свойства поверхностей объектов: блеск, прозрачность, цвет и т. д. В программе 3ds Max есть встроенный визуализатор, но также можно использовать и иные визуализаторы других разработчиков, например, довольно часто используемый с данной программой визуализатор V-Ray. В отличие от визуализатора, встроенного в 3ds Max, этот визуализатор позволяет моделировать солнечное освещение в зависимости от географической широты, на которой находится объект, а также в него встроена функция глобального освещения моделируемой сцены.

В программе 3ds Max содержатся модули, позволяющие работать с различными системами частиц, моделирующими снег, дождь или брызги, основными факторами управления характеристиками и динамикой которых положены реальные законы физики. С помощью программы 3ds Max можно моделировать персонажей и создавать довольно реалистичные предметы их одежды, анимируя их и создавая необходимые визуальные эффекты, например, складки либо эффект мокрой или липкой ткани.

3ds Max включает в себя средства, с помощью которых достигается высокое качество изображения, получаемого при рендеринге. К ним можно отнести метод трассировки лучей, позволяющий создавать реалистичное отражение и преломление света, также атмосферные эффекты (туман, огонь), естественное освещение и проч. [4]

Следующая программа, используемая для визуализации, - Autodesk Maya. По своим функциям она сходна с программой 3d Max. Перечислим её основные свойства.

Существует две основные версии программы: Maya Complete и Maya Unlimited, включающая некоторые специфические функции. Maya работает на компьютерах с операционными системами Windows NT/2000, Linux, IRIX, Macintosh.

Maya позволяет создавать трёхмерную графику и анимацию, которые основаны на создаваемых пользователем моделях. Данные модели освещаются виртуальными источниками света и могут отображаться с помощью виртуальных камер.

С помощью Maya можно создавать фотореалистичные растровые изображения, а также задавать изменения любого параметра с течением времени, в результате чего, получается анимированная сцена [5]. В этом состоит одно из отличий данной программы от 3ds Max.

Ещё одна программа, с помощью которой можно создавать проекты и их изображения в трёхмерном пространстве, - ArchiCAD. Это графический программный пакет, предназначенный для проектирования архитектурно-строительных конструкций и решений, а также элементов ландшафта, мебели и т. п.

Принцип работы данной программы несколько отличается от предыдущих. Здесь используется концепция виртуального здания, которая заключается в том, что ArchiCAD выполняет построение объёмной модели в натуральную величину, существующую в памяти компьютера. Для этого, в начале работы, необходимо как бы «построить» здание, с помощью инструментов создания стен, перекрытий, окон, лестниц, а также других различных объектов. После чего, из проекта можно извлекать различную информацию: планы каждого этажа, фасады, разрезы, экспликации, спецификации, презентационные материалы и др. Особенностью программы ArchiCAD является то, что её можно использовать вместе с различными инженерными программами.

Ещё одним преимуществом программы является то, что её можно дополнять расширенной библиотекой объектов проектирования. В стандартную библиотеку входит более 1000 разнообразных элементов, в дополнение к ней поставляется библиотека по ГОСТу, которая, однако, не так хорошо проработана, как стандартная.

Основное преимущество программы в том, что все части проекта естественным образом связаны между собой. В программе ArchiCAD используется технология «виртуального здания», позволяющая работать проектом как с единым целым, поэтому, любые изменения сделанные, на одном плане проекта, автоматически отображаются (пересчитываются) на других планах, видах и других частях проекта. Это значительно сокращает временные затраты на проектирование.

Если говорить о недостатках ArchiCAD, то можно выделить ограниченность возможностей при создании объектов со сложной, нестандартной геометрией. Также, в программе не предусмотрено много вариантов проектирования, то есть, является предпочтительным, чтобы в рамках одного файла в любой момент времени был один вариант архитектурно-строительных решений, принимаемых в проекте [2].

Итак, основным достоинством визуализации является возможность рассматривать реалистичные модели зданий под любым углом, при необходимости (если предусмотрено в проекте), видеть движущиеся объекты, растительность, световые блики, отражения, тени и воду.

Исходя из перечисленных свойств программ, можно сделать вывод о том, что, существует несколько продуктов, способных осуществлять визуализацию архитектурных форм, применять к ним различные эффекты и анимацию. У каждой из этих программ свой набор инструментов, текстур и свой интерфейс, но с помощью любой из них можно визуализировать архитектурный проект.

Список литературы:

1.            Визуализация архитектурных проектов [Электронный ресурс] // сайт студии Архитектурного Дизайна «Фортиссимо»: [сайт]. [2009]. URL: -http://www.fortissimo.dn.ua/pages/article/index.php?id_article=11 (дата обращения 15.12.2011).

2.            Википедия. ArchiCAD [Электронный ресурс] // Википедия – свободная энциклопедия: [сайт]. [2011]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ArchiCAD (дата обращения 11.12.2011).

3.            Воронина Т. Визуализация архитектуры [Электронный ресурс] // сайт Татьяны Ворониной: [сайт]. [2011]. URL: http://vizualizaciya-architekturi.archizona.ru (дата обращения 14.12.2011).

4.            Ильюк Т. Введение: компьютерная 3d графика в современном мире [Электронный ресурс] // сайт мультимедиа-сообщества Estate.ru: [сайт]. [2009-2010]. URL: http://www.esate.ru/page/3D-Studio-Max (дата обращения 10.12.2011).

5.            Редакция портала Mir3d.ru. Maya: история культа одной программы [Электронный ресурс] // портал Mir3d.ru: [сайт]. [2008-2010]. URL: http://mir3d.ru/articles/967 (дата обращения 10.12.2011).