Компьютерное моделирование в программе ArchiCAD 23

Аннотация

В статье рассматривается процесс овладения компьютерными технологиями студентами направления подготовки 05.03.03 «Картография и геоинформатика». Показан программный пакет ArchiCAD 23, основанный на технологии информационного моделирования, который позволяет создавать проекты, отвечающие современным требованиям.

Полный текст

Информационные и геоинформационные технологии достаточно широко используются в учебном процессе студентов по направлению подготовки 05.03.03 «Картография и геоинформатика». Дисциплина «Современные информационные технологии в картографии» начинает изучаться уже на втором курсе. В научных исследованиях студентов-картографов широко применяется компьютерное моделирование и картографирование, характеризующееся высокой степенью автоматизации и созданием новых видов геоизображений [1; 2]. Таковыми являются трехмерные модели. Исходным материалом для создания могут служить как результаты полевых геодезических измерений местности, так и картографический материал, аэро- и космические снимки, цифровые модели рельефа. Интересен опыт создания пространственной модели местности в ГИС- пакете ArcGIS, где специализированными приложениями для трехмерного отображения данных являются ArcScene и ArcGlobe [3; 4].

Нами представлен опыт компьютерного моделирования в рамках изучения дисциплины «Компьютерная графика» с применением специализированной системы архитектурного проектирования ArchiCAD. На основе данного программного продукта можно разработать и изучить широкий круг геодезических работ, а также выполнять инженерно-геодезическое проектирование, которое относится к проектированию сооружений и включает: составление топографической основы в необходимых масштабах; геодезическую подготовку проекта для перенесения его в натуру; проектирование зданий и сооружений и т.п. Применение ArchiCAD 23 способствует повышению качества выполняемых графических работ и позволяет сделать их более наглядными для оценки проектных решений. Например, при создании цифровых пространственных моделей - 3D.

Объектом нашего исследования явился комплекс работ по созданию проекта небольшого частного дома. Учебный проект, таким образом, становится методом организации учебного исследования и мотивационной основой для его проведения [5].

Компьютерное моделирование является одним из важных видов учебной деятельности, которое позволяют принимать более правильные решения по совершенствованию действующих объектов, изменять и создавать новые [6]. Как указывается в работах Е. С. Полат, проектная деятельность обучающихся представляет собой совместный учебно-познавательный, творческий или игровой процесс, имеет общую цель, согласованные методы, способы деятельности и направлена на достижение общего результата. Непременным условием любой проектной работы является наличие заранее выработанных представлений, этапов проектирования, их реализации и конечный продукт [7] Автор отмечает, что проект всегда начинается с постановки значимой в исследовательском и творческом плане проблемы, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения [8].

Пакет ArchiCAD, базирующийся на концепции «Виртуального здания», специально разработан с учетом особенностей архитектурно-строительного проектирования и позволяет работать не с отдельными чертежами, а с объемной моделью, содержащей все необходимые данные о проектируемом здании, начиная с планов, разрезов, фасадов и заканчивая сметами и спецификациями. Такой подход позволяет уже на ранних этапах проектирования обнаружить и устранить большинство недостатков проекта. Кроме того, концепция «Виртуального здания» предполагает, что все чертежи точно соответствуют друг другу, так как представляют собой разные способы отображения одной и той же модели [5; 9].

На рисунке 1 представлен первый этаж небольшого частного дома, выполненный с использованием программы ArchiCAD. В здании имеются жилые комнаты, кухня-гостиная, гардеробная, две ванные комнаты, кабинет, веранда.

Рис. 1. Планировка первого этажа частного дома.

Проектирование благоустройства вокруг дома начинается с создания рельефа местности, с построения сетки горизонталей и каждой горизонтали (см. рис. 2).

Рис. 2. Благоустройство участка частного дома.

Особенностью программы ArchiCAD является возможность создавать 3D-проекты. Самая популярная опция – это возможность построения «белой модели». При ее включении можно быстро получить изображение, которое передает объем и размеры общего проекта. Но интересные результаты можно получить при различных настройках и при использовании текстур. Можно выбрать нужный материал из списка (камень, стекло, дерево и т.д.) и назначить материал для объекта. Для лучшего визуального восприятия все объекты, представленные в проекте, отображаются в реально используемых материалах [11].

Результатом визуализации является фотореалистичное изображение, на котором отражены используемые материалы, текстуры, условия освещения. Реалистичность изображения зависит от настроек визуализации – настройки освещения, размера, качества изображения (см. рис. 3).

Рис. 3. Вид частного дома в 3D.

В заключение можно выделить основные достоинства использования программного пакета ArchiCAD 23.

1. Программный пакет ArchiCAD позволяет создавать проекты, отвечающие современным требованиям проектирования.
2. Концепция «Виртуальные здания» может работать с объемной моделью здания как с трехмерной моделью геоизображения.
3. Программные возможности ArchiCAD позволяют обнаружить и исключить большинство недостатков при проведении проектных и камеральных работ.
4. Программный пакет ArchiCAD – это возможность создавать фотореалистичные проекты с целью лучшего визуального восприятия.
5. Имеется возможность корректировки цифровой модели на стадии ее создания и обработки данных полевых измерений, исправления ошибок, вызванных недостаточным практическим опытом студентов.

Полученные знания, умения и навыки по работе с программным пакетом ArchiCAD будут востребованы в будущей производственной и профессиональной деятельности. Они крайне необходимы, например, в деятельности кадастрового инженера, т.к. кроме создания межевых планов, геодезических схем, актов согласования местоположения границ земельных участков, подготовленных в ходе выполнения кадастровых работ, также выполняются работы по подготовке технических планов зданий и сооружений, частей объектов недвижимости.