Иные измерения
или 3D по MAXимуму
Кто-то считает рисованные проекты произведением искусства, а другие пришли к выводу, что использование современных технологий — весьма полезная вещь. Однако, чтобы дать объективный ответ, надо точно знать: чем собственно мы можем оперировать, какие функции нам доступны, какой результат получим в итоге. Наш рассказ о новейших достижениях в области компьютерных технологий и программного обеспечения, сферах целесообразности его применения в ландшафтном проектировании.
Авторы: Елена Удалова, Павел Сапов
Журнал "Ландшафтный дизайн" №6 2009
Проектирование: XM project
Визуализация: XM graphics
Архитектор: Павел Сапов
Ни для кого не секрет, что компьютеры, в современном понимании этого слова, появились в начале 60-х годов XX века. В архитектурную сферу деятельности они начали проникать в 80-х. Именно тогда были созданы первые системы автоматизированного проектирования (САПР или по английски CAD).
Компьютерные программы и проектирование
Пионером на российском рынке можно по праву считать AutoCAD, разработанную компанией Autodesk. Первые версии были спроектированы под операционную систему MS DOS и именовалась AutoCAD R12, а позже AutoCAD R14. С появлением Windows была разработана совместимая версия AutoCAD 2000, и произошло это в 2000 году. Именно эту версию популярного программного пакета можно увидеть и по сей день «на вооружении» многих архитектурных мастерских. Это связано, прежде всего, с ее стабильностью и надежностью в эксплуатации, а также с необходимостью приобретения новых лицензий для следующих версий. Однако AutoCAD разрабатывался изначально как программный пакет для автомобильной промышленности. В проектировании машин он успешно применяется и по сей день, а вот архитекторы используют не более 10% его возможностей. Проще говоря, для них AutoCAD стал электронным аналогом чертежного планшета. Его преимущество — простота освоения. Очевидный минус — отсутствие автоматизированной системы проекций: необходимо самому переводить линии с фасада на план или, наоборот, применять навыки начертательной геометрии. К примеру, ArchiCAD делает это сам, исключая возможность ошибок. Сегодня, правда, уже есть модуль для AutoCAD, который выполняет эту функцию, однако им мало кто пользуется. Революционный подход к электронному компьютерному проектированию представила компания Graphisoft в своем продукте ArchiCAD. В отличие от разработки Autodesk он изначально был ориентирован на использование его архитекторами. Этот программный пакет предлагает принципиально новый подход. Если в AutoCAD нужно вручную расчерчивать планы, фасады, разрезы, то ArchiCAD включает в себя полный набор инструментов двухмерного черчения AutoCAD и технологию трехмерного проектирования, и в этом его суть и новаторство. Посредством таких инструментов, как «стена», «дверь», «окно» и т. п., специалистом изначально создается модель, с которой впоследствии можно спроецировать любые чертежи. Причем сам процесс раскладки объемной модели производится компьютером, благодаря чему полностью исключены возможные ошибки. Это далеко не единственная автоматизированная функция ArchiCAD, он способен даже расчитывать количество строительных материалов, создавая сметы с кубатурой и площадями. Преимущества данной технологии огромны, а возможности, которые она дает, еще полностью не изучены и не осмыслены. Минусом же является большая сложность освоения, чем у AutoCAD. Программный пакет ArchiCAD выявил необходимость в формировании нового архитектурного мышления, уводя авторов от «фасадности», характерной для предыдущего периода, к объемно-пространственной композиции. Также он впервые познакомил их с «визуализацией». Стоит признать, что без определенных навыков объемного мышления работать в ArchiCAD невозможно. Суть процесса заключается в моделировании геометрии объекта с последующим его «текстурированием» (нанесением на виртуальный объект текстур, имитирующих различные поверхности, как с точки зрения цвета, так и рельефа), создании освещения (в разных системах), расстановки «камер» (точек зрения, ракурсов) и самого компьютерного просчета, который и есть визуализация объекта. Для обозначения этого процесса введен термин «render». Однако в ArchiCAD он весьма схематичный, алгоритмы просчета, например освещения, весьма условны и не соответствуют точным физическим характеристикам. Однако присутствует высокая скорость, что обеспечивает архитекторов быстрым созданием «макетной» графики.
Для ArchiCAD существует так называемый внешний визуализатор — ArtLantis Render (studio). Суть его в том, что он позволяет создавать изображения более высокого качества, чем допускают это внутренние ресурсы ArchiCAD. Устанавливается он отдельно, и работает как приложение. Здесь уже есть такой алгоритм просчета освещения как Global Illumination (сокращенно GI), позволяющий имитировать реальный свет. Однако в этой программе он лишь имитируется, а не моделируется в соответствии с точными физическими параметрами. Делается это достаточно быстро, хотя и медленнее чем в ArchiCAD Render. В ArtLantis Render применена технология просчета отражения/преломления в накладываемых на объект материалах. Так появилась возможность воспроизводить визуально реалистичные прозрачные поверхности (стекло) и отражающие (хром, зеркало). Также можно создавать анимацию. Преимущество — в простоте и интуитивности освоения. Минус же заключается в том, что для редактирования модели, ее необходимо «перегонять» в ArchiCAD, там вносить изменения, а после опять «перегонять» в ArtLantis Render. При этом технология эта далека от совершенства.
3d studio max – фундаментальная программа трехмерного моделирования. Ее преимущество в том, что она практически не имеет ограничений и дает возможность создавать любые сложные формы, как техногенного, так и биологического происхождения, получая при этом фотореалистичные презентационный материал. Программа идеальна для воспроизведения трехмерных моделей ландшафтов, как на плоскости, так и на сложном рельефе, что дает проектировщикам невероятную свободу действий. По ней написаны сотни книг, и все-таки все ее возможности, скорее всего, до сих пор полностью не изучены. Минус — в высочайшей степени сложности ее освоения. Сегодня лишь немногие могут похвастать профессиональным уровнем владения 3d studio max. В настоящее время при создании визуализации и анимации архитекторы все чаще применяют внешний модуль, разработанный компанией Chaosgroup и называемый V-ray, который не может использоваться отдельно. Преимущество данной разработки — высокая степень фотореализма визуализируемых объектов при оптимальных временных затратах на компьютерный просчет итоговых изображений и анимации. Минусы — высочайшая степень сложности в освоении, как и в 3d studio max, но в отличии от нее V-ray владеют сегодня на профессиональном уровне еще меньше проектировщиков. В программе «зашиты» серьезные алгоритмы просчета освещения — не имитация, как в ArtLantis Render, а детальное моделирование света с учетом всех его физических свойств. Правда, это требует серьезных временных затрат, даже при использовании новейших четырех-ядерных компьютеров. Но результат почти всегда превосходит ожидания!
Естественно, что это лишь некоторые из разработок, есть масса других, таких, например, как узкопрофильные или конструкторские. Мы лишь хотим отметить, что для эффективной работы в области ландшафтной архитектуры в большинстве случаев идеальна связка ArchiCAD + 3d studio max + V-ray. Иллюстрации к этой статье выполнены именно по данной технологии.
Возможности и необходимость
Сегодня уже невозможно представить себе процесс проектирования без компьютера. Во многом это обусловлено скоростью исполнения проектов, так как программы позволяют увеличить производительность в сотни, если не в тысячи раз. Но это лишь одно из преимуществ. Второе и главное — это невероятная свобода для творчества, которую они предоставляют. Если при проектировании на бумаге архитектор работает в одной плоскости, в двух измерениях, то компьютер позволяет делать это в объеме, в трех измерениях, а в случае анимации — даже в четырех.
Преимущества для заказчика
Во-первых, это, конечно, высокая степень точности по сравнению с ручными чертежами. Во-вторых, если речь идет о программах трехмерного моделирования, заказчик получает высокую степень наглядности материала. Если проектировщик достаточно профессионально владеет технологией, заказчик, практически, получает фотографию своего объекта. При этом количество ракурсов может быть любое. При желании есть возможность даже «погулять» (совершить виртуальный тур) по будущему саду. Стоит ли говорить о том, что это позволяет избежать ряда ошибок еще на этапе проектирования и не столкнуться с ними в процессе или после завершения строительстве.
Цены и качество
На сегодняшний день в России все еще нет сформировавшегося рынка архитектурных услуг, и как следствие этого, нет и системы ценообразования, и выработанных критериев качества. Особенно это заметно в области ландшафтного дизайна. Причина кроется в том, что заказчик часто выбирает дизайнера по знакомству, не сравнивая его с другими участниками рынка. Цены, прежде всего, от того объема информации, которую вы хотите получить. Если минимальный комплект подразумевает собой лишь разработанный генплан (часто этим проект и заканчивается), то в случае максимального вы можете рассчитывать на анимационный ролик о будущем саде, по которому вы будете совершать виртуальную прогулку, просто включая DVD-диск, составленный для вас архитекторами. Конечно, стоимость минимального комплекта может отличаться от максимального в десятки, если не в сотни раз.
Инновационные технологии
В ландшафтном дизайне используются все программы, перечисленные в начале этой статьи, но наиболее ценной в этой области является 3d studio max. Это обусловлено тем, что она не имеет ограничений в моделировании даже сложных природных форм. Она подходит как для разработки генплана, так и создания детальной трехмерной модели проектируемого объекта. В качестве конечного продукта заказчику предоставляется, помимо чертежей и визуализации, еще и анимационный ролик. Это дает возможность увидеть объект во всех ракурсах еще до момента начала строительства. Очевидно, что такие услуги стоят недешево, а используемые технологии доступны не каждой компании.
Разработчики компьютерных программ постоянно рождают все более удобные, быстрые и эффективные программные продукты, при помощи которых архитекторы способны уже сегодня создавать целые миры! Сейчас мы находимся на пороге возникновения принципиально новых стилей и течений, которые возникнут в процессе более глубокого изучения этих всеобъемлющих инструментов.
