Пример рабочего дизайн-проекта

Введение:

Здравствуйте, меня зовут Антон Соколов, я – студент СПбГУ ИТМО, Кафедры Инженерной и Компьютерной графики, по совместительству, руководитель студии компьютерной графики в студенческом клубе, а в свободное время увлекаюсь фотографией, паркуром и акробатикой. КГ занимаюсь достаточно давно, и, в силу специализации, эта сфера деятельности стала для меня профилирующей. И моя любимая ее часть – это предметная визуализация (промышленная или студийная, как её еще называют). Вот о ней я и хотел бы поговорить…

И так, что же я понимаю под предметной визуализацией (ПВ, далее)

Очень часто нам необходимо показать не картину в целом, а лишь отдельный объект, передать его размеры и форму, акцентировать внимание именно на нем – вот для этого и служит ПВ. ПВ очень часто применяется в рекламе – очень яркий пример тому студия Артемия Лебедева

Также можно создавать неплохие тестовые изображения – например, Вы создаете работу, но обрабатывать все изображение в целом не совсем практично, и визуализировать объект отдельно – это выход из ситуации. Это, например, относиться к WIP-работам (WIP-work in progress-работа в процессе).

И поэтому, что же мы обсудим в этом уроке: статичную визуализацию предметов, визуализацию WIP-изображений и анимационную презентацию (облет объекта на 360 градусов). Все эти аспекты мы затронем как с помощью внешних визуализаторов, так и с помощью стандартного рендера scanline. Мне хотелось бы отметить то, что очень важную роль во всем этот играет время визуализации, т.к. чем больше времени идет рендер – тем меньше времени у вас на доводку работы, и поэтому важный вопрос в этом уроке – это время визуализации как для стандартного scanline модуля 3ds MAX, так и для подключаемого рендера V-ray. И есть еще один момент – очень часто авторы уроков выставляют время визуализации сцен, но не говорят о конфигурации компьютера, на котором происходил рендер – тогда сложно определить, оптимально ли это будет для вас. Я решил поступить следующим образом – я обрабатывал все изображения и анимации на 2-х компьтерах – слабом (P4 1500 Гц, 256 мб ОЗУ, Ati Radeon 9550 128 мб видео) и сильном (AMD Ahlon 4200+, 2048 мб ОЗУ, GeForce 6600 GT 256 мб видео). Во всех разделах связаных с рендером, Вы найдете изображения и указания сколько происходила обработка на одном и другом компьютере. Я считаю, что это будет полезно.

Замечание:

Все сцены, которые Вы найдете в этом уроке, были созданы в 3d studio MAX 8 Service Pack 3 и V-ray Adv. 1.5 RC3.

Замечание:

Некоторый важные моменты в тексте урока выделены жирным шрифтом, для того чтобы Вы не забыли пройти эти шаги. На изображения (в основном, снимках с экрана) важные шаги подчернуты красным цветом. Если у вас возникли проблемы с тему, к чему какая картинка относиться – просто наведите курсор на изображение и Вы увидите всплывающую подсказку. Также все пункты сопровождаються сценами, который показывают результат для того, чтобы Вы на практике могли сравнить Вашу и мою сцену.

Данный урок предназначен, в первую очередь для людей уже имеющих некорый опыт в 3ds MAX, но желающих поднять свой уровень. Вполне вероятно, что и опытные люди найдут что-нибудь новое и интересное в данной статье, т.к. я постарался изложить все, что я знаю по данному вопросу, а аспекты, который не затрагиваются, но, по моему мнению, должны быть изучены, я сопроводил дополнительными ссылками на другие ресурсы. Данный урок достаточно длинный (писал его я около 3 дней), поэтому наберитесь терпения и прочтите его до конца – надеюсь, он окажеться полезным для Вас.

И так приступим…

Мониторинг процесса строительства

На стадии строительства спроектированного объекта ИС View 3D позволяет осуществлять симуляцию строительных работ. В случае применения на предприятии информационной системы планирования (например, MS Project или Primavera) возможен импорт графика работ в систему с указанием предполагаемых сроков использования временных объектов и механизмов, сроков монтажа основных объектов с привязкой к объектам трехмерной модели. При этом с помощью модуля SmartPlant Review Construction Module ИС View 3D можно получать срезы 3D­модели на определенный момент времени (например, на текущий момент) с автоматическим определением уже построенных объектов, объектов, находящихся в процессе строительства, и объектов, строительство которых еще не началось. При рассмотрении таких срезов, например, на диспетчерских совещаниях возможна оперативная корректировка планов строительных работ. Также возможна симуляция монтажных работ, при помощи которой производятся автоматический поиск и обнаружение не устраненных на стадии проектирования коллизий.

Рис. 4. 3D-модель (а); эскиз проекции 3D-модели на плоскость (б)

На рис. 3а представлен пример симуляции строительных работ, где зеленым цветом отображены построенные объекты, синими линиями — объекты в процессе строительства, серым — объекты, строительство которых еще не началось. На рис. 3б показана коллизия, выявленная в процессе симуляции монтажа бака, при этом конфликтующие конструкции автоматически окрасились в яркие (зеленый и голубой) цвета.

На рис. 4а приведен пример 3D­модели объекта, а на рис. 4б — эскиз проекции этого объекта на плоскость.

Установка камеры (практика)

В проекте есть два перспективных вида – день и ночь, для визуализации. Они уже настроены и готовы к работе. Просто откройте вид, нажмите на Чайник и запустите рендер. Это для тех кому лень пройти все этапы создания картинки. Ну или если вдруг просто нет времени.Для остальных не ленивых, небольшая пошаговая инструкция.

Перейдем к делу и установим камеру. Удобнее всего это сделать на плане, в диспетчере проекта этот вид назван “Уровень 1”.

Камеру можно найти на закладке Вид – Создание – 3D вид – Камера.

Ставим двумя кликами, откуда смотрим и куда направим взор. Установите камеру слева через East dr. (Восточная улица).

Как только камеру установили, откроется окно с новым перспективным видом. Можно настроить положение и размер границы вида с помощью синих ручек, расположенных в центрах сторон границ вида.

Затем нужно задать правильный размер картинки, в окне “Размер области подрезки”. Ставим галочку “Масштаб (пропорции закреплены)”, меняем один из размеров, второй настроится автоматически. Давайте зададим ширину картинки в районе 200-300мм, такое изображение хорошо впишется в а4 формат.

Дальнейшую доработку ракурса до нужного, удобно вести с помощью штурвала (1).

Весьма полезный навык – владение этим инструментом! Помним, что есть и дополнительные команды (2).

Конечно можно пойти и сложным путем, открыть Аксонометрию и Вид камеры одновременно.

Вид – Окна – Рядом. Ненужные окна закройте или сверните.

В диспетчере найти имя камеры и с помощью правой кнопки попросить показать управляющие элементы камеры, на активном виде – “Показать камеру”. Затем на аксонометрии перемещать камеру или точку взгляда, контролируя картинку на виде камеры

Для получения более точного результата, можно использовать метод с сеткой на листе. Вы можете построить сетку или использовать спираль Фибоначчи (в диспетчере учебного файла: Группы – Узлы – Спираль Фибоначчи), для поиска оптимальной композиции кадра.

Как мы обсуждали ранее, если вы привыкли, фотографируя, использовать вспомогательную сетку, можно использовать следующий трюк:

1. Создайте пустой лист;
2. Положите на него готовый вид;
3. Инструментами аннотаций нанесите поверх вида вспомогательную сетку, например, «Три части» (используйте линии аннотации) или «Спираль Фибоначчи»;
4. Активируйте вид камеры и используя Штурвал, настраивайте ваш вид, вращайте, панорамируйте, приближайте или отдаляйте объект съемки.
5. Попробуйте пойти от обратного, расположить сетку и потом по ней отредактировать границу кадра.

В следующей части мы настроим и выполним визуализацию дневной сцены.

Алексей Борисов, независимый эксперт.
Эксклюзивно для BIM2B.

Материалы и фактуры

Изначально модель, загруженная в Artisan Rendering, содержит информацию о цвете, который был применен в КОМПАС­3D. Artisan Rendering позволяет расширить этот параметр, чтобы объект выглядел более реалистичным. Вкладка Материал содержит три раздела: Материал, Фактура и Рельефность. В первом описывается полное определение материала: цвет, фактура и рельефность. Раздел Фактура содержит параметры отражения и прозрачности, например, таких объектов, как зеркало или стекло. Применение фактуры целесообразно, если вам необходимо достичь наиболее реалистичной визуализации. В разделе Рельефность поверхностям придают различные виды шероховатости, которые, например, могут выглядеть грубыми или иметь регулярный узор (рис. 5).

Рис. 5. Выбор материалов

Набор уже загруженных материалов весьма обширен — от различных каменных и кирпичных кладок до всевозможных вариаций пластиков, металлов и прозрачных материалов типа стекла. В случае если вам требуется что­то иное, вы можете либо отредактировать материал непосредственно на объекте, либо пополнить библиотеку своим собственным материалом. Для редактирования материала нужно лишь щелкнуть правой кнопкой мыши на соответствующем объекте и выбрать в контекстном меню опцию Редактировать материал, после чего появится довльно простое диалоговое окно (рис. 6).

Рис. 6. Редактирование материалов

Импонирует то, что для настроек материала не требуется, как во многих системах, вводить десятки параметров типа значений коэффициентов диффузного и спекулярного отражения, степени зеркальности, размера блика и т.д. и т.п. Все эти установки уже зашиты в соответствующие фактуры, набор которых также очень обширен: это и лакокрасочные покрытия, и металлы, и пластики, и стеклянные и зеркальные поверхности, и керамика, и светящиеся элементы и т.д. Использование заранее созданных и тщательно настроенных фактур значительно упрощает процедуру создания и редактирования материалов и не требует от пользователя специфических знаний о технологиях компьютерной графики.

Общие настройки визуализации Revit

Настройка фона

После завершения настройки солнца, заглянем в «Задний план» окна «Визуализация».

Мы можем указать одну из стандартных HDR карт неба или задать свою картинку в качестве фона.

Какое небо выбрать? В предыдущих частях мы рассматривали варианты, и там же были картинки с примерами. Мне кажется наиболее подходящие – это «Без облаков» или «Сильная облачность», у этих карт небо не такое серое…

Про настройки изображения поговорим, когда будем делать ночной виз.

Параметры вывода (разрешение)

Речь идет о размерах картинки которую мы собираемся получить после рендера.

Все в том же окне «Визуализация», в разделе «Параметры вывода» можем указать «Разрешение» – «Экран», в этом случае размер картинки будет зависеть от того что мы видим на экране в данный момент.

Данное разрешение можно использовать для черновых визуализаций, когда нам нужно проверить правильность выставленного света, цвет и тон материалов и все такое.

Полученная картинка будет явно небольшой, недостаточной для печати. Зато и процесс рендера происходит в разы быстрее, чем для чистового размера.

Если мы готовы начать процесс качественного рендера, нужно переключиться в режим «Принтер» и выбрать разрешение из выпадающего списка. Чем выше значение, тем лучше качество, но и время на визуализацию пропорционально увеличивается. Напомню, хороший результат дают разрешения более 200-300 т/дюйм.

Пользовательские настройки качества визуализации Revit

Прежде, чем мы нажмем на кнопку «Визуализация», поговорим о её качестве.

В разделе «Качество» мы можем выбрать четыре предустановленных значения:

Черновое, Среднее, Высокое, Наилучшее и Редактировать…

Первые четыре варианта сами говорят за себя:

• Черновое – да, как вы и подумали – очень плохо, зато быстро! С этим значением можно быстро подобрать направление освещения, куда будут падать тени. Можно будет понять какого цвета материалы. На этом все, что можно будет понять.
• Среднее качество, позволит экспериментировать с настройками материалов: блеск, выдавливание отражение и преломление. Но и в этом случае качество будет недостаточным.
• Высокое качество дает хороший результат, для больших картинок с хорошим (ярким) освещением. Проработанные тени, множественные отражения и преломления. Среднее время обработки.
• Наилучшее, дает максимально возможный по качеству результат, но по времени… можно не дождаться конца процесса (((

Поэтому рассмотрим промежуточный вариант между Высоким и Наилучшим: для этого выбираем пункт «Редактироватьиз выпадающего списка. К счастью или к сожалению (решать вам), но пользовательских настроек качества визуализации в Revit 2017 «кот наплакал».

Щелкайте по различным вариантам качества и смотрите в чем разница.

Выбираем «Высокое» и жмем кнопку «Копировать в пользовательское». Теперь мы можем настроить так как нам нравится! (шутка)))

В разделе «Четкость освещения материалов» ДВА, пункта. «Упрощенная» – используется для «Чернового» и «Среднего» качества и «Улучшенная» – всё, что выше среднего. В первом случае тени будут с неровными краями, неравномерными пятнами, во втором все будет более гладким.

Убедимся, что выбран пункт Улучшенная.

«Длительность визуализации» – в этом разделе мы можем задать или уровень качества визуализации или указать сколько времени тратить на одну картинку.

Доступных уровней всего 40, 1 = Черновое, 10 = Высокое и 20 = Наилучшее. По опыту могу сказать, хороший результат получается для дневных сцен на значениях 12-14, для ночных может потребоваться и большее значение, всё будет зависеть от количества света в сцене.

Нас пока устроит 12-14 единиц.

Как альтернатива уровням можно задать продолжительность визуализации в минутах или указать отдельным пунктом, что сами прервёте процесс если решите, что качество достигло надлежащего уровня. На самом деле, безболезненно прервать процесс визуализации, можно практически в любой момент, для этого не обязательно ставить эту галочку. Вы не потеряете изображение, его можно будет сохранить в проекте или на жестком диске и даже сделать экспокоррекцию.

Пока всё, жмём кнопку «Визуализация» в одноименном окне, ждем результат.

У меня ушло чуть больше 20 минут на картинку размером 1766х1092 точек.

По окончании процесса визуализации, изображение можно сохранить в проекте, экспортировать в отдельный файл изображения или отрегулировать экспозицию.

Описание ИС View 3D

Информационная система визуализации трехмерных моделей предназначена для динамической визуализации и анализа сложных информационно насыщенных трехмерных моделей проектируемых объектов, созданных в различных системах автоматизированного проектирования, с возможностью добавления графических и текстовых комментариев.

Рис. 1. Структурная схема ИС View 3D, реализованная
в ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ»

Областью применения ИС View 3D является процесс управления проектной деятельностью в организациях, в том числе имеющих сложную географически распределенную структуру. Система может использоваться в следующих процессах и процедурах, являющихся составными частями основного процесса проектирования:

• мониторинг исполнения проектной организацией (несколькими организациями, филиалами, удаленными подразделениями) работ по проектированию объекта строительства с целью проверки технических решений, позволяющий выявлять ошибки и коллизии на ранних стадиях проектирования;
• приемка проекта в целом по завершении проектных работ;
• отслеживание планов работ на стадии строительства объекта с целью их корректировки;
• предварительная симуляция монтажных работ с целью выявления коллизий и оптимизации работ.

На рис. 1 представлена структурная схема ИС View 3D, реализованная в ОАО «Газпромнефть­ОНПЗ».

Как видно из рис. 1, комплекс технических средств ИС View 3D состоит из файлового сервера, автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей и АРМ администратора системы. Пользователями ИС View 3D являются проектировщики, нормоконтролеры и руководители проектных работ. В случае если в проекте участвуют несколько проектных организаций, для работы с удаленными субъектами — участниками процесса проектирования необходимо установить FTP­сервер для размещения на нем файлов 3D­модели и проектно­сметной документации (ПСД) по мере их готовности в процессе выполнения договорных работ. Администратор системы, используя АРМ администратора, периодически выполняет определенные работы, связанные с корректным перемещением 3D­модели и 2D­документации с FTP­сервера на файловый сервер ИС View 3D, где располагается файловая структура системы (далее — хранилище).

Основными функциями ИС View 3D являются:

• совместный доступ к 3D­модели и удаленный коллективный просмотр;
• визуализация стадий строительства;
• генерация эскизов проекций 3D­модели на плоскость;
• фотореалистичный рендеринг и создание презентационных материалов;
• аннотирование проектных документов.

В таблице приведен перечень основных форматов 3D­моделей, поддерживаемых ИС View 3D, а также соответствующих им приложений, расширений графических файлов и файлов атрибутов. Для корректной работы системы все эти форматы с помощью специального механизма преобразуются в формат VUE (кроме форматов MDB и MDB2).

Перечень основных форматов 3D-моделей, поддерживаемых ИС View 3D

Камеры

Камеры используются для представления угла обзора сцены. Продуманный выбор угла обзора и типа камеры позволит улучшить изображение. Существуют разные способы анимации камер, например поворотный круг, анимация движения по траектории и свободное движение (без траектории).

В сцене можно создать и использовать столько камер, сколько необходимо. Камеры сохраняются вместе с моделью и могут быть использованы во время любого сеанса работы с Inventor Studio. Можно также удалить камеры из сцены.

Существует два типа камер — ортогональная и перспективная. Ортогональные камеры обычно используются для создания стандартных и изометрических изображений. Перспективные камеры используются, когда требуется создать впечатление глубины изображения или когда результат визуализации объединен с фотографией. Используйте различные параметры камеры, такие как тип камеры (ортогональная или перспективная), вращение камеры, увеличение и глубина резкости, для достижения необходимых результатов при создании изображения или анимации.

Настройки камеры

Угол изменения масштаба камеры и расстояние от цели до точки расположения определяют ширину прямоугольника. Высота квадрата отвечает пропорциям, определяемыми хранящимися параметрами визуализации. Например, если размер визуализированного изображения составляет 640 x 480, высота квадрата будет равна 3/4 ширины. Фигура, являющаяся комбинацией усеченной пирамиды и квадрата, отобразится в точке положения. Роликовый маркер, маленькая черная вертикальная линия в середине верхнего ребра объемного квадрата, обозначает направление камеры снизу вверх, а также используется для корректировки угла наклона.

Глубина резкости

Глубина резкости имеет два параметра: “Ближняя” и “Дальняя”, которые представлены в виде плоскостей. Объекты, расположенные между этими значениями, находятся в фокусе. Объекты, выходящие за пределы этих значений, удаляются от фокуса тем дальше, чем сильнее их местоположение отличается от значений “Ближняя” и “Дальняя”.

Снэпшоты и архивы

Для того чтобы сохранить установки сцены, такие как камеру, схему освещения и фон, в Artisan Rendering используются так называемые снэпшоты — записи, которые хранят все данные, необходимые для воспроизведения вашей сцены. Снэпшот содержит информацию о материале, фоне, источнике освещения и местоположении камеры, которые были задействованы во время создания снэпшота.  Кроме того, снэпшоты чрезвычайно удобны для рендера сцены в файл с размером изображения, превышающим экранное. Также удобно иметь некоторое их количество, чтобы сохранить позиции камеры. После этого можно работать со снэпшотами с разных позиций камеры и использовать сохраненные снэпшоты для обновления камеры (рис. 10).

Рис. 10. Визуализация снэпшотов

Artisan Rendering поставляется с уже загруженными материалами, источниками освещения и фонами. Существуют две формы наполнения приложения Artisan Rendering: Предустановленные (так называемые Пресеты) и Пользовательские (Архивы). Пресеты в системе разбиты по группам на панели директорий и не могут быть изменены. Наполнение, созданное пользователем, хранится в Архивах и может быть создано, импортировано и экспортировано из приложения Artisan Rendering. Архивы являются полезным инструментом, позволяя вам создавать каталоги с избранным содержимым, обмениваться наполнением между моделями и даже с другими пользователями. Существует возможность создавать архивы материалов, содержащие материалы, применяемые в вашей модели. Точно так же могут архивироваться фоны, камеры и снэпшоты.

Немного подробнее:

* все дни указаны в рабочих

Пошаговая настройка визуализации готовой модели. Практика. Часть 1

В предыдущих частях статьи мы изучили теорию, а теперь испробуем на практике полученные знания.

Сборка проекта для визуализации

В архиве находятся два файла проекта: сам учебный проект и проект, содержащий в себе транспорт с тремя различными типами автомобилей, который нам нужно будет загрузить в проект как внешнюю ссылку.

Оба проекта имеют общие координаты, поэтому подключить один файл к другому не составит труда.

Откройте проект “Урок.rvt” и выполните команду “Связь Revit” из Лента – Вставка – Проект Revit

В диалоговом окне укажем файл “Транспорт” и то, что совместить проекты нужно по общим координатам.

Учебный проект содержит модель здания Музея Соломона Гуггенхайма в Нью Йорке, это загружаемое семейство из категории Формообразующие. Из параметров доступны только материалы стен и стекла.

Примечание:

Это семейство удобно использовать как тестовую площадку для материалов, благодаря богатой на различные формы поверхности. Достаточно разместить его в новом проекте, включить видимость формообразующих – и лаборатория для подбора материалов готова.

Также использовались стандартные RPC семейства Озеленения и Антуража (стаффаж, фигурки людей).

Для аутентичности, в проект добавлены модели опор освещения – категория “Генплан” – напоминающие американские фонарные столбы. Опоры могут быть модифицированы как в обычный столб освещения, так и в столб со светофором. Семейства снабжены источником света и возможностью настройки материалов для различных частей, в том числе и сигналов светофора.

Настройка семества фонаря

Источником света в фонаре можно управлять

Земля создана стандартными средствами Revit. Разметка на дороге, сама дорога и тротуары – это “Область поверхности”.

Так как поверхность земли не имеет уклона, бордюры смоделированы стандартными стенами.

Заключение

Зачастую первый выпуск программного продукта грешит многочисленными недоделками и огрехами, но в случае с Artisan Rendering для КОМПАС­3D это абсолютно не так. В пакете всё сразу отлично работает. Безусловно, этот модуль будет полезен тем конструкторам и дизайнерам, кто нуждается в качественной фотореалистичной визуализации. Необходимо отметить небывалую простоту Artisan в освоении и использовании; для работы с ним не требуются специфические знания и навыки в компьютерной графике. Разработчиков из АСКОН и Lightworks можно поздравить с безусловно успешным продуктом. Полагаю, что замечательные функциональные характеристики, простота применения и умеренная цена продукта (17 тыс. руб.) будут способствовать его широкому распространению.

Список источников

• 3d-kulagin.ru
• sapr.ru
• render.ru
• knowledge.autodesk.com
• bim2b.ru