VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
РЕАЛИЗАЦИЯ АРХИТЕКТУРНОГО ПРОЕКТА СРЕДСТВАМИ ПРИЛОЖЕНИЯ BLENDER
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Современный мир сложно представить без визуализации. Визуализация – это способ трансформации информации в зрительно воспринимаемую форму: диаграмму, график, топографическую карту, рисунок, эскиз, таблицу, образ и т.д. Целью визуализации является целенаправленно созданная модель, воплощенная средствами 3D графики. Материалы, созданные в 3D редакторах можно использовать в различных целях: строительство, реклама, фильмы, игры и т.д.
Сегодня наиболее эффективным методом развитие современной архитектуры является активное применение передовых 3D технологий, позволяющих вывести визуальные, конструктивные, инженерные и технические решения на качественно новый уровень.
Традиционное архитектурное проектирование – это создание документации текстового и графического характера. Использование трехмерного моделирования в процессе проектирования существенно упрощает и ускоряет создание функциональных прототипов – в результате архитектор и заказчик получают функциональный прототип, работа по финализации которого занимает минимум времени и обладает максимальной эффективностью.
Наглядность – золотое правило архитектурного проектирования, а с применением 3D технологий дизайнеры и архитекторы получают возможность качественно улучшить, ускорить и упростить процессы моделирования.
3D моделирование сегодня играет действительно значимую роль и, очевидно, будет продолжать развиваться.
Актуальность темы заключается в большой пользе от знаний 3D моделирования. Это:
возможность создавать объемные чертежи и 3D модели;
умение работать со всеми необходимыми инструментами моделирования;
приобретение навыков, которые позволят стать профессиональным дизайнером или архитектором;
продвижение в профессиональном плане.
Изучение принципов трехмерной графики идеально подойдет не только для инженеров, дизайнеров, модельеров и архитекторов, но и для всех тех, кто любит создавать объемные объекты в архитектуре.
Целью моего исследования является возможность реализации архитектурного проекта с помощью приложения Blender.
Я выбрала архитектурный объект школы, в которой учусь, муниципальное общеобразовательное учреждение города Джанкоя Республики Крым «Средняя школа №1 им. А.А. Драгомировой» В своем архитектурном проекте я предлагаю обустройство пришкольной территории, что можно осуществить в действительности. Обустройство территории вокруг школы – это актуальный вопрос для всех.Школьный двор – это визитка школы, требующая постоянной и целенаправленной работы по благоустройству.
Реализация идеи осуществлялась инструментами приложения Blender.Blender относится к группе приложений для создания трехмерной графики и анимации. Его отличительными особенностями являются легковесность, распространение как свободного программного обеспечения.
Основные задачи:
изучить инструменты приложения для создания трехмерной графики и анимации - Blender.
разработать архитектурный проект школы с прилегающими объектами;
наглядно предоставить программный продукт.
РАЗДЕЛ 1
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫМОДЕЛИРОВАНИЯ РЕАЛЬНОГО МИРА
1.1. Виртуальность как моделирование реального мира
Процесс информатизации общества, обусловленный тем, что виртуальная среда становится основным пространством для передачи информации, выводит один из древнейших способов познания мира – моделирование – на новый уровень. Происходит виртуализация всех видов моделирования, прежде освоенных в практике архитектуры.
Моделирование – это многогранная наука, так как моделирование бывает разным. Обобщенно говоря, в процессе моделирования создаются объекты-модели, цель которых заместить объект-оригинал при изучении. При этом модель должна обладать значимыми для данного исследования свойствами оригинала, а незначительные для данного опыта можно опустить.
В настоящее время широко применяется компьютерное моделирование, когда описание объекта или явления сохраняется в памяти компьютера, при этом используются специальные программы. В свою очередь, компьютерное моделирование также бывает разным. Например, математическим, когда какое-либо явление или процесс описывается с помощью математических формул, вычисление по которым выполняет компьютер.
При графическом моделировании решается задача визуализации явления или процесса. Такое бывает необходимо, когда существует потребность в наглядном представлении явления из-за его сложности. Важную роль здесь играет 3D-моделирование, то есть разработка модели объекта в трехмерном пространстве.
Архитектурное моделирование сопряжено с большой ответственностью – качество модели определяет функциональные и эксплуатационные характеристики будущего объекта и, как следствие, является неотъемлемой составляющей удовлетворенности клиента или заказчика. В большей мере 3D моделирование сегодня востребовано в загородном и коммерческом домостроении, однако и многие масштабные проекты представить себе без использования 3D технологий практически невозможно.
Грамотная визуализация с демонстрацией виртуальной модели – залог успеха в привлечении инвестиций в строящиеся объекты и в продаже уже существующих, так как 3D модель – это наглядность.
1.2. Blender - приложение длясоздание трехмерной графики и анимации.
Данное приложение довольно полезно строительным компаниям и фирмам. При наличии программы они могут ознакомить клиентов со строительным объектом прямо на мониторе компьютера. Причем ограничений в презентации практически не существует: клиент может ознакомиться с проектом или планировкой своего дома как снаружи, так и изнутри. При необходимости модификации определенных элементов строительства программа тут же «прибежит» на помощь, опять же позволяя сэкономить средства и время.
Blender – это свободное приложение длясоздание трехмерной графики, анимации, интерактивных программ и др. Blender имеет длительную историю развития, профессиональную команду разработчиков, достаточно большую популярность.
Интерфейс Blender особенный как минимум по двум причинам. Во-первых, в нем избегается использование перекрывающихся окон. Это значит, что даже если что-то открывается в отдельном окне, это окно не блокирует работу других окон. Во-вторых, упор сделан на использование комбинаций клавиш. Если в других приложениях не всякая команда имеет горячую клавишу, то в Blender скорее наоборот – не у каждой клавишной комбинации есть соответствующий ей элемент в интерфейсе.
Кроме того, в Blender, наряду с обычными клавишами, активно используется NumLock. Поэтому желательно иметь обычную клавиатуру, а не урезанную. Хотя на таких можно переключаться в режим цифровой клавиатуры, но при этом блокируется часть обычных клавиш.
Стоит запомнить принцип организации главного окна Blender:
Главное окно поделено на области (areas). Количество областей и их размер можно менять.
Каждая область включает один редактор (editor). Редакторы в области можно менять.
Редактор состоит из регионов (regions). Большинство из них можно скрывать. Размер и местоположение регионов можно менять.
Регионы могут включать вкладки (tabs). Одновременно отображается содержимое только одной вкладки региона.
На вкладках региона находятся панели (panels). Их можно сворачивать, разворачивать, менять местами.
На панелях или самих регионах находятся различные элементы управления (кнопки, поля, движки, списки и др.)
Исходно окно Blender поделено на пять областей. Соответственно открывается пять редакторов. Это Info, 3D View, Timeline, Outliner, Properties – Информация, Трехмерный вид, Шкала времени, Менеджер объектов, Свойства.
В заголовке каждого из них с левой стороны есть выпадающий список с иконками, позволяющий переключаться на другие редакторы. Заголовок (hearder) редактора – это один из его регионов. Он находится внизу или вверху своего редактора.
На изображении, представленном на рис. 1.1нажат переключатель редакторов в заголовке редактора 3D View. В списке можно выбрать другой редактор. После чего он займет соответствующую область (area).
Рис. 1.1 Переключатель редакторов в заголовке редактора 3D
Blender содержит ряд уже подготовленных экранов (screens) – разбиений главного окна на области со своим комплектом редакторов. Каждый такой экран приспособлен для выполнения определенных задач, например, создание анимации. По умолчанию выбран экран под именем Default (рис. 1.2). Переключатель экранов находится в заголовке редактора Info.
Рис. 1.2 Экран под именем Default
При необходимости можно сохранять свои варианты экранов и удалять существующие (кнопки "+" и "x").
Первостепенным редактором Blender'а является 3D View. На его примере рассмотрим, как организован редактор. Хотя редакторы не похожи между собой, однако общие принципы сохраняются.
У 3D View есть четыре региона:
Главный регион (Mainregion). В нем находятся трехмерные модели, камеры, лампы и др.
Заголовок (Header), на котором находятся меню, ряд кнопок и выпадающих списков. По-умолчанию располагается внизу редактора. Скрывается и отображается нажатием Alt + F9.
Полка инструментов (Toolshelf). По-умолчанию находится слева. Скрытие/отображение клавишей T.
Регион свойств (Propertiesregion). Находится справа. По-умолчанию скрыт. Горячая клавиша N.
Когда регион скрыт, то вместо него на границе редактора отображается маленький знак плюса. Клик по нему также раскрывает регион, как и горячая клавиша. При нажатии горячих клавиш необходимо, чтобы курсор мыши находился в пределах соответствующего редактора. Иначе, команды будут относиться к другому редактору. Примечание: в Ubuntu при включенной русской раскладке могут не работать буквенные клавиши.
Полка инструментов содержит вкладки с панелями, регион свойств – только панели. Скриншот полки инструментовпредставлен на рис 1.3.
Рис. 1.3 Полка инструментов
В других редакторах вкладки могут выглядеть по-другому (в виде иконок или кнопок, располагаться горизонтально).
РАЗДЕЛ 2.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АРХИТЕКТУРНОГО ПРОЕКТАСРЕДСТВАМИ ПРИЛОЖЕНИЯBLENDER
2.1. Описание предметной области.
Особенность современного этапа развития общества заключается в феноменальном прорыве цифровых технологий. На глазах одного поколения радикально изменилось отношение ко многим сторонам жизни. Это коснулось и профессиональной сферы архитектуры.
Возможности компьютерных технологий, позволяющие решать проектно-композиционные задачи, инициировать творческий потенциал архитектора и способствовать формированию профессионального мышления.
Виртуальное моделирование3D моделирование делает динамичным и наглядным процесс создание архитектурной модели.
Целью моего исследования является возможность реализации архитектурного проекта с помощью приложения Blender. Blender относится к группе приложений для создания трехмерной графики и анимации.
Я выбрала архитектурный объект школы, в которой учусь. В своем архитектурном проекте я предлагаю обустройство пришкольной территории, которое можно осуществить в действительности. Обустройство территории вокруг школы – это актуальный вопрос для всех.
Школьный двор – это визитная карточка школы, требующая постоянной и целенаправленной работы по благоустройству. Проблема состояния и благоустроенности школьного двора имеет более глубокое значение, чем, кажется на первый взгляд.
Большое значение имеет внешний вид школы и окружающая ее территория, но она должна быть не только красивой, но удобной для всех. Ведь именно здесь мы проводим большую часть времени. Это и спортивные занятия, и отдых во время перемен, и проведение культурно-массовых мероприятий, и уборки территорий.Наша школа почти со всех сторон окружена деревьями, которые защищают ее от пыли и ветра.
В проекте по благоустройству школьного двора я делала ставку на эстетичность и комфорт. Я старалась сделать так, чтобы учащимся всегда хотелось посещать школу, чтобы школа стала по-настоящему вторым домом для нас.
2.2. Этапы реализации проекта.
Первым этапом реализации проекта была распечатка спутниковой фотографии территории школы. Спутниковая фотография была получена с помощью браузера «Яндекс. Карты» (рис. 2.1-2.2)
Рис. 2.1. Спутниковая фотография МОУ «СШ №1 им. А.А. Драгомировой»
Рис. 2.2. Спутниковая фотография МОУ «СШ №1 им. А.А. Драгомировой»
На втором этапе с помощью приложения Blender я смоделировала здание школы (рис. 2.3 – 2.8).
Рис. 2.3. Здание школы. Общий вид
Тип школы – блочный, состоящий из соединенных корпусов (рис. 2.4 – 2.6)
Рис. 2.4 Здание школы. Вид сверху в режиме редактирования
Рис. 2.5 Здание школы. Главный вход в школу в режиме редактирования
Рис. 2.6 Здание школы в режиме редактирования.
После выполнения команды Render получаем готовый объект школы с текстурами и освещением (рис. 2.7 – 2.8).
Рис. 2.7 Здание школы. Главный вход в школу с текстурами и освещением.
Р
ис. 2.8 Здание школы. Главный вход в школу с платформой.
На третьем этапе с помощью инструментов приложения Blender я обустроила территорию вокруг здания школы.
Я создала уголок отдыха. Уголок отдыха будет служить для спокойных бесед во время больших перемен или для посиделок после занятий (рис. 2.9 – 2.15).
Рис. 2.9 Общий вид школы.
Рис. 2.10 Главный вход. Здание школы.
Рис. 2.11 Здание школы. Вид возле скамеек.
Рис. 2.12 Здание школы. Вид сверху
Рис. 2.13 Здание школы в процессе создания деревьев.
Рис. 2.14 Здание школы. Вид на скамейки и парковочные места для велосипедов.
Р
ис. 2.15 Обустройство территории возле школы
Площадка для занятий спортом оборудована стандартными устойчивыми и безопасными снарядами и сооружениями. Новая версия здания школы с прилегающей территорией представлена на рисунках 2.16 – 2.20. Выполнено с помощью инструментов вытягивания готовых моделей (квадраты, платформы). Свет создан с помощью инструмента «Освещения».
Рис. 2.16 Новая версия здания школы и прилегающей территории
Рис. 2.17 Здание школы сверху
Рис. 2.18 Здание школы по левую сторону
Рис. 2.19 Здание школы со стороны турников
Рис. 2.20 Здание школы по правую сторону
Результат всей работы представлен на рисунках 2.21 – 2.26
Рис. 2.21 Здание школы. Главный вход
Рис. 2.22 Волейбольная площадка
Рис. 2.23 Волейбольная площадка
Рис. 2.25 Спортивные снаряды
Рис. 2.26 Здание школы со стороны спортивной территории
Рис. 2.27 Здание школы с пришкольной территорией
ВЫВОДЫ
Особенность современного этапа развития общества заключается в феноменальном прорыве цифровых технологий. На глазах одного поколения радикально изменилось отношение ко многим сторонам жизни. Это коснулось и профессиональной сферы архитектуры.
Возможности компьютерных технологий, позволяющие решать проектно-композиционные задачи, инициировать творческий потенциал архитектора и способствовать формированию профессионального мышления.
Материальное, визуальное и концептуальное моделирование, перенесённые в виртуальную среду приобретают новые качества, имманентно присущие компьютерным технологиям – наглядность, динамичность и интерактивность.
Виртуальное моделирование 3D моделирование делает динамичным и наглядным процесс создание архитектурной модели.
Целью моего исследования является возможность реализации архитектурного проекта с помощью приложения Blender.
Мой архитектурный проект – это здание школы, в которой я учусь, и обустройство пришкольной территории.
Детство неразрывно связано со школой, школьным двором. Здесь мы встречаемся первого сентября, здесь мы провожаем очередной выпуск учащихся. Насколько эстетично, комфортно, уютно и функционально выглядит школьный двор, настолько сильнее наши эмоции, впечатления, ведь школа - наш второй дом.
Школьный двор – это визитная карточка нашего образовательного учреждения. Как театр начинается с гардероба, так и школа со школьного двора. Лицо школы - школьный двор, поэтому территорию необходимо изменять, дополнять и постоянно вносить какие-либо творческие элементы, например: лавочки, столы, спортивные тренажеры и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Рахматуллин, Р. Ю. Визуализация как способ трансформации и развития научного знания [Текст]/ Исторические, философские, политические и юридические науки, культурология и искусствоведение. Вопросы теории и практики Тамбов: Грамота, 2015. № 3 (53): в 3-х ч. Ч. II. C. 163-165.
Смирнов Н.А. Современные технологии виртуальной реальности в электронном обучении [Текст]/ Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 6.;URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=17828
Янченко И.В. Смешанное обучение в вузе: от теории к практике [Текст]// Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 5.;URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=25417
Грожан, Д. В. Справочник начинающего дизайнера [Текст]/ Д. В. Грожан. - 3-е изд. - Ростов н/Д : Феникс, 2005. - 318 с.
Видеоуроки [Электронный ресурс], -https://render.ru/ru/section/8?tags%5B%5D=Blender
Главный сайт [Электронный ресурс], -www.blender.org
3Dмоделирование в современном мире [Электронный ресурс], -https://anrotech.ru/blog/3d-modelirovanie-v-sovremennom-mire/