ПРЕИМУЩЕСТВО ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Век новых технологий открывает удивительные перспективы. Сегодня не составит труда придать форму мыслям и идеям, например – визуализировать их в компьютерной программе таким образом, что конечный результат будет выглядеть весьма близким к реальности.

Чертежи поверхностей, особенно архитектурных элементов, выполненные лишь с помощью одних линий проекций, не обладают достаточной наглядностью, так как не создают впечатления рельефности формы. Наличие собственных и падающих теней от различных элементов предмета или архитектурного строения, придает им большую наглядность, раскрывает в полной мере объемно-пространственную структуру объекта. Так, зная масштаб чертежа, можно без плана  определить размер, т.е. «вынос» любой выступающей от плоскости фасада части здания.

Тени должны строиться точными приемами геометрических построений в соответствии с формой и размерами элементов проектируемого сооружения. Построение теней, соответствующих реальным условиям - достаточно сложная задача, и она решается с помощью методов и приемов начертательной геометрии. Однако современные автоматизированные графические системы позволяют строить необходимые объекты, обладающие достаточной наглядностью, и рельефностью форм.

Сравним построение теней, выполняемых «вручную» и с помощью автоматизированной графической программы AutoCAD.

На рисунке 1 приведен пример построения крыльца вручную, с использованием правил изображения теней в аксонометрии и на ортогональном чертеже. Для подобного способа работы с архитектурными элементами  необходимо огромное количество времени [1].

Рисунок 1. Построение собственных и падающих теней фрагмента входа в здание: а) в аксонометрии; б) в ортогональных проекциях

Аналогичную задачу можно выполнить с помощью автоматизированной графической системы AutoCAD. Построение геометрической модели данного объекта не потребует больших трудозатрат. В пространстве «3D-моделирование» с помощью элементарных команд «Ящик», «Тело. Вычитание», «Объединение» создаются элементы фасада здания – крыльцо и вход в виде прямоугольной ниши (рис. 2).

Рисунок 2. Построение модели фрагмента входа в здание

Для того чтобы построить собственные и падающие тени, перейдем во  вкладку «Визуализация».

Данная графическая система позволяет придавать каждому элементу соответствующий вид материала (кирпич, дерево и т.п.), что является еще одним шагом к законченной реалистичной картине объекта. Для этого с помощью команды «Материал» назначим следующие параметры: плоскость земли – газон, ступени лестницы и ограждения – гранит, ниша двери – дерево, стена – штукатурка. При необходимости можно работать с источником освещения: его положением  и интенсивностью в зависимости от времени года и суток (рис. 3).

Рисунок 3. Построение теней фрагмента входа в здание

Очевидно, что на выполнение однотипного чертежа «вручную» уходит гораздо больше времени, чем на его построение в программе AutoCAD. Кроме того, изображение получается более наглядным, объект можно изучить со всех необходимых  ракурсов. В процессе работы предоставляется возможность не только конструировать, но и манипулировать созданным предметом, видоизменять его, прибегая к различным материалам разнообразной структуры, фактуры, используя богатую палитру цветов, искусственно задавать обстоятельства и условия, в которых может оказаться объект проектирования [2]. Добавлять недостающие предметы экстерьера и интерьера, чтобы получаемое изображение было более наглядным и реалистичным.

Система AutoCad обширна в своих возможностях, проста и достаточно удобна. Помимо значительного облегчения процесса визуализации, данная программа отлично справляется в тех случаях, когда необходимо создать многофигурный, сложный и неоднородный объект.

В качестве примера на рисунке 4 продемонстрирован результат проектирования и визуализации художественной решетки: 3D-модель декоративных ворот и ограждений. Вполне очевидно, что часть здания выглядит максимально приближенно к реалиям. Если сделать несложный расчет затрат времени на выполнение однотипного чертежа «вручную» и в программе AutoCAD, то очевидно, что в последнем случае мы сокращаем его, как минимум, в 3-4 раза.

Рисунок 4. Архитектурные элементы, выполненные в системе AutoCAD

Таким образом, применение информационных технологий обеспечивает возможность быстрой и эффективной работы с высоким качеством создания трехмерных моделей при относительно небольших затратах материальных, ресурсов и малых временных отрезков.

Список литературы:

1. Третьякова З.О., Меркулова В.А. Построение собственных и падающих теней элементов здания.: методические указания для самостоятельной работы студентов. – СПб - РИЦ НМСУ «Горный», 2015 – 26с.
2. Третьякова З.О., Чернова Н.А., Алексеева Е.О. Анализ построения теней элементов фасада здания «вручную»  и  с помощью автоматизированной графической системы. – Сб. тр. IV МНК «Современные образовательные технологии в преподавании естественнонаучных и гуманитарных дисциплин» - СПб. – Горный  университет. -2017, с 745-750.