С помощью Archicad легко создается Виртуальное здание (Virtual Building) — Информационная 3D-модель здания (Building Information Model — BIM) в части архитектурного проекта одновременно с получением согласованной двумерной рабочей документации.

Эта статья представляет способы отображения BIM-модели в трехмерном пространстве Archicad. Мы быстро пройдемся по основным принципам, но при этом затронем некоторые малоизвестные опции, которые и придают продукту гибкость, оригинальность и уникальность. Также мы обсудим, как сохранить виды в Карте видов (View Map) для дальнейшего использования. А в конце опишем новейший и необычайно мощный инструмент Archicad 12, который позволяет превратить любой 3D-вид в «живой» автоматически обновляемый 3D-документ — полноценный трехмерный чертеж с элементами аннотирования и размерами. Первый рисунок ярко иллюстрирует эту функцию: он отображает 3D-разрез по зданию с нанесенными на него размерами и выносками. При этом фон — обычная сплошная штриховка черного цвета, расположенная за конструкциями и надписями.

Вообще в программе существует несколько способов отображения архитектурной модели в 3D и связанных с ними настроек:

• Тип проекции — перспективная или аксонометрия;
• Стиль отображения — каркасная модель, модель со скрытыми линиями или закрашенная (плюс несколько различных эффектов, которые можно комбинировать);
• Фильтрация элементов — с помощью видимости слоев и этажей, выбора объектов, границ отображения (бегущая рамка), по типам элементов или определение секущих разрезов.

При этом пользователь может работать с 3D-окном — взглянуть на проект с различных точек или отредактировать модель. В Archicad встроен инструмент построения фотоизображений (Photorendering), который позволяет получить высококачественные изображения 3D-вида с помощью различных методов визуализации — собственной разработки (Internal), компании Lightworks и стилей Sketch (имитация ручной подачи). Построенное изображение можно разместить на листах чертежей (Layout) либо сохранить на диск и использовать во внешних программах.

Режимы 3D-вида

Пункт меню Вид (View) → Режим 3D-вида (3D View Mode) позволяет задать способ построения проекции: аксонометрию или перспективу.

Сразу после выбора режима в 3D-окне будет построено объемное изображение в соответствии с параметрами камеры. Для выбора режима можно также воспользоваться горячими клавишами (PC: Ctrl+F3 и Shift+F3, Mac: CMD+F3 и Option+F3) либо воспользоваться выпадающим списком иконки 3D-окно (3D Window) с панели инструментов.

Аксонометрический вид автоматически охватит всю модель и отобразит ее в 3D-окне тогда как перспективный вид отобразит только то, что попадет в объектив камеры, для которой можно задать точку расположения, направление и конус взгляда.

Щелкнув по второй кнопке слева, расположенной в левом нижнем углу окна, можно открыть Планшет навигатора (Navigator Preview).

Для аксонометрии Планшет используется при ручной настройке положения камеры вокруг объекта. Можно быстро выставить стандартные параметры построения аксонометрии: изометрия, вид сверху, сбору и ряд других часто используемых проекций (смотрите рисунок 5).

Кроме того, пользователь может задать произвольный угол взгляда на модель с помощью команды Орбита (Orbit).

В режиме построения перспективы (см. рисунок 6) Планшет навигатора отображает миниатюрную копию поэтажного плана вместе с маркером, отображающим положение камеры (то есть точку, из которой вы смотрите на объект) и положение цели (точку, куда вы смотрите). В Планшете вы можете с помощью мыши передвинуть камеру или точку взгляда — 3D-вид автоматически обновится. Там же с помощью слайдера можно менять угол обзора.

Для точной настройки перспективного вида используйте инструмент Камера (Camera): выберите этот инструмент на панели инструментов, первым щелчком задайте положение камеры, а вторым — направление взгляда. Далее выберите размещенную камеру, перейдите в 3D-окно — вы увидите изображение с этой камеры. Камера будет размещаться на плане до тех пор, пока вы не удалите ее или не скроете. Разумеется, в проекте можно размещать столько камер, сколько вам требуется.

Для просмотра 3D-модели точно из заданной позиции просто выберите нужную камеру на поэтажном плане и перейдите в 3D-окно. Все камеры отображаются в дереве Карты проекта (Project Map) и открываются двойным щелчком по ним.

Если вы меняли параметры 3D-окна с помощью инструментов Орбита (Orbit) и Проход (Explore) или увеличивали/уменьшали изображение с помощью колеса мыши, вы можете быстро сохранить положение камеры и затем возвращаться к этому виду. Для этого зайдите в меню Вид (View) → Дополнения 3D-навигации (3D Navigation Extras) и для аксонометрии выберите команду Добавить текущую проекцию (Add Current Projection), а для перспективы — Разместить камеру на траектории (Put a Camera into the Path). Кстати, из того же подменю доступны и некоторые другие опции (для перспективы — когда выбрана камера на поэтажном плане): изменить выбранную камеру, разместить новую камеру или перейти к предыдущему/следующему сохраненному виду.

Пока вы работаете в 3D-окне, вы всегда можете сохранить текущий вид в Карту видов (View Map) с помощью команды Сохранить текущий вид (Save Current View). Эта команда запомнит все параметры: тип проекции и выигрышный ракурс, комбинацию слоев, стиль тонирования, фильтрацию элементов и т.п. Теперь, если дважды щелкнуть на этом виде, можно быстро вернуться в 3D-окно, которое отображает именно тот вид, который мы когда-то сохранили. Но при этом сама геометрия модели обновится в соответствии с изменениями проекта. На рисунке 7 показан пример сохраненных 3D-видов.

Способы построения изображения

Изображение в 3D-окне может быть построено несколькими способами. В диалоге Вид (View) → Режим 3D-вида (3D View Mode) → Параметры 3D-изображения (3D Window Settings) пользователь может задать этот способ (см. рисунок 8): каркасный, с удалением невидимых линий, с раскраской и тенями. При этом каждый из перечисленных режимов зависит также от механизма визуализации — OpenGL или внутреннего.

Основные настройки этого диалога также можно задать непосредственно из меню Вид (View) → Режим 3D-вида (3D View Mode).

Также можно включить опцию, которая будет отображать определенные объекты в каркасном режиме визуализации. Для этого в диалоге Параметры слоев (Layer Settings, пункт меню Документ (Document) → Слои (Layers) → Параметры слоев (Layer Settings) или горячие клавиши CTRL-L/CMD-L) просто укажите, что слои отображается в каркасном/раскрашенном режиме (рисунок 9).

На рисунке приведен пример визуализации здания, в которой крыши и стены отображаются в каркасном режиме, а двери и окна отключены (отображается только проем) с помощью фильтрации элементов.

Режим OpenGL представляет собой более быстрый способ построения и отображает текстуры поверхностей (обычные JPG- или TIF-картинки, имитирующие кирпичную кладку, дерево и т.п.). Внутренний механизм визуализации требует больше времени для построения, но при этом обеспечивает ряд особых функций — например, отображение векторной 3D-штриховки (векторный рисунок, имитирующий материал) и векторные тени (раскрашенные штриховки с дополнительными контурными линиями по границам теней, ложащихся на фасад). Разница между режимом OpenGL (слева) и внутренним механизмом визуализации с включенными режимами векторной штриховки и тенью (справа) наглядно показана на рисунке 11.

Как правило, внутренний механизм визуализации строит изображение долго, особенно в случае больших моделей с большим числом полигонов (огромные здания, проекты со сложными формами или деревьями). Если вам необходим этот режим, а ждать не хочется, можно переключить режим раскраски с аналитического (Analytic) на растровый (Raster) — изображение будет строиться быстрее.

Учтите, что векторная штриховка работает только в аналитическом режиме, а времени на ее построение тратится меньше, чем на построение теней. В большинстве случаев рекомендуем отключать эти режимы, если они не слишком вам нужны, либо пользоваться режимом OpenGL, который имитирует материал поверхности с помощью JPG-текстур вместо штриховки и не строит теней.

Фильтрация элементов

Программа предоставляет несколько способов фильтрации элементов в 3D. Простейший и наиболее понятный — это просто включить или отключить слои: либо вручную, либо с помощью комбинаций слоев. Включенный слой виден на поэтажных планах, разрезах/фасадах и 3D-видах; если же объект расположен на выключенном слое, то он не будет отображаться нигде.

Другой способ ограничить видимость элементов в 3D — это выбрать несколько нужных нам объектов на поэтажном плане (с помощью стрелки-указателя, SHIFT + щелчок или команды Выбрать все (Select All) для определенных объектов из меню Редактор (Edit). Далее выберите команду Вид (View) → Элементы в 3D-виде (Elements in 3D View) → Показать выборку/бегущую рамку в 3D (Show Selection/Marquee in 3D). Или: правый щелчок мышью, а затем выбор команды Показать выборку/бегущую рамку в 3D (Show Selection/Marquee in 3D). Еще один способ — использовать горячие клавиши (PC: F5; Mac: F4).

Если выбрать инструмент Бегущая рамка (Marquee) и охватить такой рамкой часть поэтажного плана, то с помощью тех же команд можно отобразить в 3D только те элементы, которые попали в пределы рамки. Причем рамка может иметь форму прямоугольника, скругленного прямоугольника либо произвольного полигона — с помощью последней опции можно получить в 3D очень интересные эффекты. Благодаря этому инструменту вы можете отобразить часть многоэтажного здания (утолщенная рамка) или только объекты текущего этажа (если рамка тонкая): эта опция настраивается на Информационной панели (Info box) — кнопка расположена сразу за символом инструмента Бегущая рамка. На рисунках 12 и 13 демонстрируется работа утолщенной бегущей рамки, которая позволяет получить объемный вертикальный разрез по нескольким этажам.

Несмотря на то что бегущая рамка обрезает модель, все элементы можно выделять и редактировать. При выделении обрезанные объекты выделяются целиком — программа отображает границы объектов с помощью узловых точек, которые могут отобразиться за пределами границ рамки (именно такая ситуация представлена на рисунке). Это функция помогает визуально контролировать, какая часть объекта отображается в 3D. Обратите внимание, что если переместить объект на границу рамки, можно получить его сечение или даже скрыть его (если вывести объект за пределы границ).

Дополнительные возможности при построении 3D предоставляет и диалог Отфильтровать элементы в 3D (Filter Elements in 3D) пункта меню Вид (View) → Элементы в 3D-виде (Elements in 3D View).

C его помощью при построении 3D можно вообще отключать определенные группы элементов (например, крыши или объекты) или ограничивать видимость проекта определенным диапазоном этажей.

Бегущая рамка по умолчанию отображает только те объекты, которые попали в ее границы. Но есть возможность изменить принцип построения и, наоборот, отображать только те объекты, которые расположены за пределами рамки (например, для того, чтобы сделать сквозной туннель через все здание). Можно отображать и только те элементы, которые попали в пределы рамки целиком (отключите опцию Рамка как линия сечения (Trim Elements to Marquee), и пересекаемые объекты исчезнут из 3D).

Одна из моих любимейших функций при работе с большими и сложными проектами — возможность отключения окон и дверей (вместо них остаются пустые проемы). Эффективность работы с 3D и разрезами возрастает на порядки! При выполнении тестовых проходов и перед видеосъемкой каждая сцена строится быстрее, а значит можно побольше поэкспериментировать с траекторией, настройками камеры.

Еще одна интересная настойка диалога — Отфильтровать элементы в 3D (Filter Elements in 3D): возможность отобразить в 3D объемы зон (Zones). Зачастую зоны используют для определения границ помещений и подсчета площадей на поэтажных планах, но их можно отображать в 3D для формирования объемов, блоков и анализа теней. Их высота регулируется в диалогах параметров каждой зоны. Зоны можно подрезать под скат крыши с помощью Операций над объемными телами (Solid Element Operations).

Презентационные сечения и анализ модели можно выполнять с помощью команды пункта меню Вид (View) → Элементы в 3D-виде (Elements in 3D View) → Секущие плоскости (3D Cutting Planes) (смотрите рисунки 16 и 17). Этот диалог показывает модель в трех плоскостях (вид сверху, вид сбоку и фронтальный вид) и позволяет в любом из них линией задать плоскость сечения. Двумя щелчками задается сама режущая линия/плоскость, а третьим указывается часть, которая будет скрыта. Если нужен точный ввод высоты, воспользуйтесь полями в правой нижней части: сначала вводите координату первой точки, а затем, удерживая клавишу ENTER, вторую на той же высоте. На рисунке приведены 3D-разрез и его настройки.

Единожды заданные плоскости запоминаются программой, но их всегда можно удалить в том же диалоге просто дважды щелкнув на линии сечения или воспользовавшись кнопкой Удалить все плоскости сечений (Clear All Cutting Planes).

Секущие плоскости также сохраняются при сохранении вида в Карте проекта, поэтому к наиболее интересным видам можно возвращаться буквально одним щелчком мышки.

Презентация: фотовизуализация, анимация и анализ солнца

Любой 3D-вид может быть продемонстрирован либо с помощью встроенного в Archicad механизма фотовизуализации, либо с помощью прохода по виртуальному проекту (пройти пешком или выполнить облет), либо статической визуализации прохождения солнца по небосводу и изменения теней на фасадах.

Фотовизуализация настраивается через диалог пункта меню Документ (Document) → Креативная визуализация (Creative Imaging) → Параметры фотоизображения (Photorendering). Внутренний механизм визуализации (Internal Engine) позволяет построить простые изображения с текстурами, тенями и т.п., а механизм визуализации Lightworks — более качественные рисунки с прозрачностью материалов, мягкими реалистичными тенями, учетом отражения света от поверхностей. Есть и режим Эскиз (Sketch) предназначенный для построения изображений, приближенных к ручной подаче, — причем параметров настроек там огромное количество.

На поэтажных планах можно разместить практически любое количество камер визуализации, которые объединяются в траектории пролета, а затем пройти про проекту в соответствии с этой траекторией, сохранить результат прохода в формате QuickTime и в дальнейшем показывать его заказчику или коллегам. Операция Траектория солнца (Sun studies) применима к любому 3D-виду; благодаря встроенной функции heliodon она рассчитывает положение солнца в различные моменты суток и года, автоматически прорисовывая положение и конфигурацию теней в зависимости от положения объектов в проекте и прозрачности материалов.

Описания возможностей Archicad в этой части хватит не на одну статью — здесь задействованы сложные и очень мощные инструменты. Но пока ограничимся уже сказанным…

Новинка Archicad 12: 3D-документация

В прошлом году компания Graphisoft изобрела новый тип чертежа — 3D-документ. Суть технологии заключается в том, что 3D-вид теперь можно оформлять (например, легко и элегантно проставить размеры по проекту) и автоматически обновлять (в точности так же, как разрез или фасад).

С помощью команды Документ (Document) → 3D-документ (3D Document) → Создать 3D-документ (Create 3D Document) любой 3D-вид можно превратить в 3D-чертеж. Другой способ получить тот же результат: щелкнуть правой кнопкой мыши в пустой части 3D-окна и выполнить команду Построить 3D-документ из текущего окна (Capture Window for 3D Document).

3D-документы используются в Карте проекта (Project Map) наравне с поэтажными планами, разрезами, фасадами, узлами, рабочими листами и т.п. — это просто новая категория. При создании 3D-документа нужно только задать имя вида и его код для ссылки.

Новый 3D-документ наследует те же настройки, что и исходный 3D-вид (аксонометрия или перспектива), но конвертируется в соответствии с Внутренним механизмом визуализации (Internal Engine). Это значит, что он не содержит текстур (то есть JPG-версии материалов) — вместо них поверхности раскрашиваются исходными цветами плюс используются векторные штриховки и тени от солнца.

Далее для оформления можно использовать большинство 2D-инструментов: тексты, выноски, линии, дуги, полилинии, сплайны, штриховки и размеры. Выноски могут быть независимыми (полка и независимый текст) или связанными с 3D-элементами (полка и символ с текстом, в который можно внести тип и код (ID) элемента, ассоциированного с выноской).

Размеры привязываются к узловым точкам элементов так же, как это делается на поэтажных планах или при редактировании объектов в 3D-окне. Три метода, настраиваемые на Информационной панели (Info Box), позволяют указать вертикальный/горизонтальный размер либо размер в произвольной плоскости (например, для скатов крыш).

Линии размеров идут от модели, а засечки ориентированы в соответствии с углом перспективы или аксонометрии. При размещении размера задается отступ от модели, что повышает читаемость чертежа.

Конечно, в документации по Archicad есть более полное описание работы с размерами в 3D-документе.

По умолчанию 3D-документ автоматически обновляется вслед за изменениями — это обычный рабочий вид. А значит он всегда будет соответствовать модели. Размеры обновляются и пересчитываются, выноски содержат актуальную информацию о строительных конструкциях.

3D-документы можно создавать из любого 3D-вида — следовательно, они могут быть ограничены как бегущей рамкой, так и секущими плоскостями. Например, на рисунке 18 показано, как можно получить чертеж фундаментной части с помощью бегущей рамки.

И, конечно, часть модели можно отобразить без удаления невидимых линий, так же, как модель отображается в 3D-окне: на рисунке 19 слой с крышами переведен в каркасный режим отображения.

Для 3D-документа, который очень похож на обычное 3D-окно, есть и несколько ограничений. А именно: нельзя интерактивно сменить точку взгляда на узел, нельзя добавить новые 3D-элементы, нельзя растянуть или переместить существующие 3D-элементы. Но можно выбрать элемент и просмотреть и даже изменить его параметры с помощью Информационной панели или обычного диалога Параметры (Settings).

Для изменения модели необходимо перейти в стандартное 3D-окно или работать через поэтажный план. При этом перейти из 3D-чертежа в соответствующее 3D-окно просто: щелкните правой кнопкой мыши в любой точке рабочего окна (убедитесь, что ничего не выбрано) и выберите команду Открыть исходное 3D-окно (Open 3D Source).

Также можно изменить угол взгляда на модель и стиль раскрашивания. Для этого откройте 3D-окно (перейти в него можно с помощью уже упомянутой команды Открыть исходное 3D-окно) и поменяйте точку взгляда. Затем вернитесь в 3D-документ и, щелкнув правой кнопкой мыши в любой точке (опять же убедитесь, что ничего не выделено), выберите команду Переопределить на основе текущего 3D-окна (Redefine Based on Current 3D). Будьте внимательны: новый взгляд может привести к тому, что 3D-размеры сольются и станут нечитаемы — в этом случае их надо будет удалить и поставить заново.

Осталось сказать, что 3D-документ можно распечатать/сохранить так же, как любой другой вид, а также разместить его на листе как обычный чертеж в Книге макетов.

Заключение

Archicad использует непревзойденные инструменты, с помощью которых можно создать огромное число разнообразных видов из объемной BIM-модели. 3D-окно позволяет проектировщику работать над моделью здания с любой точки и угла, получая доступ к любой части модели или комбинации элементов. Встроенные инструменты по визуализации проекта помогут легко продемонстрировать последнюю версию проекта в виде статичного изображения или анимации.

Новый тип отображения проекта — 3D-документ — поможет проектировщику при работе с заказчиком, консультантами и строителями. Он позволяет запомнить любой вид, а затем оформить его, разместить на листе с чертежами и работать как с обычным документом, управляя им и поддерживая его в актуальном состоянии. 3D-документ — это ярчайший пример современных технологий, разработанных компанией Graphisoft, которые трансформируют понятие документации и поднимают решения BIM на уровень искусства.

Эрик Боброу (Eric Bobrow),
филиал AIA,
руководитель Bobrow Consulting Group
Опубликовано: Советы и приемы от AECbytes, выпуск № 35 (27 октября 2008 г.)

Перевод с английского Дениса Ожигина (Нанософт)

Об авторе

Эрик Боброу (Eric Bobrow) — руководитель компании Bobrow Consulting Group (BCG), которая с 1989 года использует Archicad и обучает архитекторов работе с ним. Боброу известен как автор многих публикаций AIA, участник международных и региональных конференций. Компания BCG является автором основного шаблона Archicad, комплекта «Первые шаги» для пользователей Archicad. Более подробную информацию можно найти на сайте www.archicadtemplate.com.