Учебнометодическое пособие по дисциплине сапр в архитектуре и строительстве для бакалавров направлений подготовки 270100 Архитектура, 270200 Реставрация и реконструкция архитектурного наследия
 Скачать 2.71 Mb.
|
1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО- СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра инженерно-технического проектирования и САПР ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР SKETCHUP Учебно-методическое пособие по дисциплине «САПР в архитектуре и строительстве» для бакалавров направлений подготовки: 270100 «Архитектура», 270200 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия», 270300 «Дизайн архитектурной среды», 270900 «Градостроительство» Казань 2014 2 УДК 004.92 ББК 32.81 Е30 Е30 Графический редактор SketchUp: Учебно-методическое пособие по дисциплине «САПР в архитектуре и строительстве» для бакалавров направлений подготовки: 270100 «Архитектура», 270200 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия», 270300 «Дизайн архитектурной среды», 270900 «Градостроительство» / Сост. Д. А. Егоров. Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит ун-та, 2014. - 76с. Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета Учебно-методическое пособие предназначено для начинающих пользователей SketchUp – студентов архитектурно-строительных специальностей ВУЗов и техникумов. Может быть также рекомендовано для работников проектно-строительных организаций, осваивающих основы графического редактора SketchUp самостоятельно или на специализированных курсах. Настоящее Учебно-методическое пособие разработано на основе многолетней практической и учебно-методической работы сотрудников кафедры САПР КГАСУ. Учебно-методическое пособие может быть использовано для направлений подготовки: 270800.68 - Строительство, 230400.62 - Информационные системы и технологии, 072500.62 - Дизайн. Илл.63; библиогр. 3 наим. Рецензент Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Информационные системы и технологии в строительстве» Д.М. Кордончик УДК 004.92 ББК 32.81 © Казанский государственный архитектурно-строительный университет, 2014 © Егоров Д.А., 2014 3 Содержание Введение. Общие сведения о компьютерной программе SketchUp 4 Запуск программы. Выбор шаблона настроек. Интерфейс программы 6 Навигация в сцене. Проекции. Визуальные стили 8 Выделение объектов. Базовые инструменты рисования и Редактирования 14 Сглаживание ребер. Слои. Вспомогательные, конструкционные инструменты 26 Работа с группами. Компоненты 36 Пересечение поверхностей. Инструменты сплошных тел. Разрезы и сечения 42 Инструменты для создания и редактирования рельефа 49 Материалы. Текстурирование. Вставка подосновы 53 Согласование перспективы модели с фотографией 59 Освещение модели в сцене 63 Сцены. Анимация 67 Печать 72 Литература 75 4 Введение. Общие сведения о компьютерной программе SketchUp Для начала немного истории. SketchUp имеет весьма солидный по меркам «жизни» компьютерных программ возраст - его разработчик, американская компания ©Last Software, с 1999 по 2006 г. выпустила пять версий программы. В 2006 г. SketchUp был приобретен корпорацией Google, знакомой всем пользователям Интернета, как минимум, по одноименному поисковому сервису. В 2007 г. редактор вышел уже под новым именем - Google SketchUp 6, в 2008 появился первый релиз 7-й версии, а в сентябре 2010 вышел первый релиз 8-й версии. В 2013 г. команда разработчиков пакета SketchUp перешла в руки компании ©Trimble и выпустила новую версию - SketchUp 2013. Программа доступна в двух вариантах - профессиональном SketchUp Pro, и бесплатном - SketchUp. Бесплатная версия отличается от Pro рядом функциональных ограничений: недоступен импорт и экспорт файлов са- мого распространенного «конструкторского» CAD формата (DXF, DWG), недоступен экспорт в форматы файлов других 3D и векторных форматов (3DS, OBJ, PDF, DWG и др.). Таким образом, суть ограничений состоит в том, что «отсечена» возможность обмена векторной графикой и ЗD- моделями со сторонними программами. Кроме того, в бесплатную версию не включены новые (в этой версии) инструменты Solid Tools и две «партнерские» программы-приложения: LayOut и Style Builder. Но сразу можно заметить, что эти ограничения для начинающего пользователя совершенно не критичны, и можно не только сразу начинать изучение SketchUp, но и полноценно выполнять практическую работу по моделированию и презентации своих проектов. Итак, что же такое SketchUp, и в чем его отличие от других, общеизвестных 3D-peдакторов? Изначально «идеология» программы была сформулирована разработчиками ©Last Software как «...оптимальное сочетание элегантности и свободы дизайна «от руки» со скоростью и гибкостью цифровых технологий...», и «3D - для всех!». И эти принципы были блестяще воплощены, прежде всего - в уникальном по простоте, удобству и функциональности интерфейсе, который обеспечивает как быстроту и легкость освоения, так и непревзойденную для ЗD-редактора скорость работы. Благодаря этому SketchUp предоставляет максимальный простор именно для творческой части работы, дает возможность творить, фактически «не отрывая руку от карандаша» при минимальных затратах на технические действия. А отсюда - если для большинства пользователей освоение нового специфического мира ЗD-мoдeлиpoвaния неизбежно весьма трудоемко и длительно, то со SketchUp этой проблемы просто не существует! Буквально в первый раз, открыв программу, пользователь уже 5 через полчаса начинает с увлечением скорее не работать, а играть в моделирование, даже если это его первая 3D-программа. Сейчас уже, пожалуй, можно сказать, что SketchUp стал родоначальником идеологии целого направления максимально дружественных к пользователю программ, ориентированных именно на простоту, легкость освоения, скорость и удобство работы. Редактор делался, в том числе, для потенциального пользователя, у которого 3D- моделирование - только один (или не основной) из профессиональных инструментов, или вообще просто хобби «для души». Понятно, что в этом случае у него нет необходимости, возможности, да и желания тратить долгие часы на освоение громоздких интерфейсов и огромного числа функций универсальных 3D-редакторов. Характерно, что аналогичный подход сейчас все чаще прослеживается и в новых 3D-редакторах разного назначения. Более того - в некоторых из них можно заметить явные «скетчаповские» черты в принципах решения интерфейсов и вообще в системе управления. Надо отметить также, что особенно в последние годы явно обозначилась тенденция все более широкого «признания» SketchUp сторонними разработчиками, которые все чаще включают в свои про- граммы или непосредственную поддержку файлов SketchUp, или обмен данными с ним через специальные плагины. Остается только удивляться, насколько точно в свое время разработчики ©Last Software «попали» в эту востребованную и перспективную «нишу» жанра... SketchUp, что отражено и в самом его названии (Sketch - эскиз, набросок, Up - вверх) предназначен для эскизного, поискового ЗD- моделирования - изначально и прежде всего - с архитектурной специализацией. Однако на самом деле, благодаря универсальности заложенных в нем механизмов моделирования, возможности и области применения оказались намного шире - SketchUp с успехом используют для разработки разнообразных проектов во всех жанрах дизайна, рекламы, инженерном проектировании, кино- и игропроизводстве... трудно перечислить все. Интересно проследить историю роста популярности SketchUp у «3D- общественности». Довольно долго со SketchUp был знаком только узкий круг специалистов, в основном - архитекторов, а у нас в стране он оставался практически неизвестным. К тому же «дружественность» интерфейса программы, как ни парадоксально, иногда работает на «негатив» - создает при первом поверхностном знакомстве впечатление несерьезного, даже неполноценного редактора. На самом же деле за обманчивой простотой, даже «игрушечностью» интерфейса (в т.ч. в названиях некоторых инструментов) скрываются как замечательные возможности для решения практически всех задач низкополигонального 6 ЗD-моделирования, так и высокая точность построений уровня профес- сиональных CAD (Систем компьютерного проектирования) редакторов. И конечно, явный скачок роста популярности SketchUp произошел с момента «привязки» программы к интернет-проектам компании Google 3D-модели (http://SketchUp.Google.com/3dwarehouse/) и Google планета Земля (http://earth.Google.com/intl/ru/). Для взаимодействия с этими проектами в SketchUp были встроены специальные опции и инструменты. Запуск программы. Выбор шаблона настроек. Интерфейс программы Запуск программы Для запуска программы необходимо кликнуть на ярлыке программы, находящемся на рабочем столе, или выбрать через стандартную процедуру Windows: «Пуск» > «Все программы» > «SketchUp». Выбор шаблона настроек После запуска программы открывается рабочее пространство SketchUp и в его центре - открытое Окно-приглашение (Welcome to SketchUp), в котором необходимо в разделе шаблон (Choose Template) выбрать архитектурный шаблон для работы (Architectural Design - Millimeters). Этот выбор предполагает, что мы будем работать в реальных физических измерениях и величинах, соответствующих российским стандартам. Интерфейс программы Итак, интерфейс программы состоит из следующих полей: 1 - главное меню, 2 - кнопочные панели, 3 - окно моделирования (сцена), 4 - строка состояния, 5 - измеритель (рис. 1). При желании можно включить или отключить любую кнопочную панель. Для этого необходимо в верхнем меню выбрать: «Вид» (View) > «Панели инструментов» (Toolbars...). В открывшемся диалоговом окне поставить или убрать необходимые галочки и нажать «ОК». «Захватив» панель инструментов (за заголовочную часть), можно втя- нуть ее внутрьОкна моделирования. Теперь у панели (за стрелки на углах и сторонах) можно изменить пропорции, «перетащить» в любое место или «причалить» к любой из границ окна. Впрочем, надо заметить, что и по умолчанию размещение панелей инструментов вполне рационально, так что изменение этого стандартного порядка вряд ли имеет смысл без особой необходимости... 7 Теперь рассмотрим, что находится в Окне моделирования. Рис. 1 Персонаж, который стоит в точке пересечения осей, расположен в сцене вполне умышленно. Он имеет «правильный» среднестатистический «рост» 1,7 м, а потому на начальном этапе построения (в пустой сцене) может быть использован как приблизительный «измеритель масштаба» объектов нашего виртуального мира. Впрочем, никакой особой необходимости в его присутствиинет, поскольку на самом делеSketchUp имеет мощные специальные механизмы точных измерений. Так что оставить ее «жить в сцене» или сразу удалить - дело личных предпочтений. Теперь рассмотрим цветные линии осей. ВSketchUp традиционного буквенного обозначения осей нет, здесь они имеют простое цветовое кодирование. Ось «X» представлена сплошной (положительные значения) и точечной (отрицательные значения)(red) красной линией. Аналогично, оси:«Y» - зеленой (green), «Z» - синей (blue) линиями. Плоскость, на ко- торой пересекаются красная и зеленая ось(X и Y), образует(ground plane) - «землю», а величины по оси «Z» определяют «подъем или спуск» относительно уровня «земли». Еще один очень удобный механизм интерфейсаSketchUp - контекстные меню, которые вызываются кликомправой клавишей мыши (контекстным кликом) на элементах (объектах) построений. В основном эти меню дублируют пункты текстовых меню и кнопки инструментов 8 (хотя некоторые опции вызываются только таким образом), и обеспечивают очень быстрый и удобный доступ к нужным опциям. Главный принцип их работы - содержание контекстных меню изменяется в зависимости от конкретного контекста и показывает все опции, возможные именно с ним (выбранным объектом) в данный момент. В связи с этим работа с контекстными меню будет рассматриваться далее «по ходу» конкретных задач, ситуаций и опций. Таким образом, пользователь по своим предпочтениям может пользоваться несколькими альтернативными, наиболее удобными и привычными для него, способами работы с интерфейсом. Навигация в сцене. Проекции. Визуальные стили Кнопки для управления изображением на экране находятся на главной панели инструментов (рис. 2). Рис. 2 Pan (Панорамирование) Инструмент перемещения камеры в плоскости экрана только влево, вправо, вверх, вниз. Нетрудно заметить, что это полный аналог такого же инструмента 2D-редакторов, поскольку здесь доступна манипуляция камерой только в некой плоскости, т.е. в двух измерениях. Zoom (Лупа) Инструмент увеличения (при движении курсора вверх по экрану) или уменьшения (движение курсора вниз по экрану) изображения объекта - т.е. приближения/удаления. Фактически - имитация операторских приемов «наезда» и «отъезда» камеры на/от «актера» или работы с зуммированием объектива, знакомым всем по работе с фотокамерой. Важный момент, который следует запомнить сразу и учитывать в применении инструментов камеры - центр приложения их действия (точка 9 нацеливания взгляда) по умолчанию определяетсяпозицией курсора в сцене в данный момент. Надо иметь в виду, что иногда проявляется характерная особенность в работе «Zoom» – если в этот момент курсор находится в пустом поле сцены, инструмент реагирует очень «вяло», почти перестает действовать, поскольку как бы теряет «точку отсчета» пространства сцены. Решение проблемы простое - перед зуммированием перемещаем курсор на ближайший видимый объект. Еще одна функция инструмента, управляющая параметрамиобъектива нашей виртуальной камеры – «Field of View» (FOV - поле зрения). Заметим, что при этом сама камера уже не перемещается, т.е. находится в фиксированном положении, хотя визуально происходит как бы приближение/удаление наблюдаемого объекта. Опция включается удержа- нием клавиши«Shift», и позволяет расширять (движением курсором вверх) или сужать (движением курсором вниз) ширину поля взгляда. «FOV» фактически имитирует изменение фокусного расстояния реального объектива - мы как бы получаем возможность менять обычный объектив, например, на «широкоугольный». Описывать, как проявляется изменение «FOV», не имеет смысла - просто попробуйте инструмент в действии, рассматривая какой- либо объект, а еще наглядней - в сочетании с «Zoom». Так же для камеры работает механизм назначения точных числовых параметров «FOV», например, в градусах«45 deg», или в фокусном расстоянии«35 mm», что эквивалентно фокусному расстоянию реального 35мм объектива. Задать эти значения можно в строке «Измеритель». Orbit (Вращение) Инструмент вращения камеры вокруг«Target» - точки нацеливания взгляда. При этом мы как бы «объезжаем с камерой в руках» на фиксированном расстоянии вокруг этой точки, постоянно удерживая взгляд на ней. По умолчанию камера удерживается в вертикальном (относительно «земли») положении, но при необходимости с нажатой клавишей«Ctrl» ось камеры можно отклонить на любой угол, т.е. наклонить ее относительно линии горизонта. Впрочем, необходимость такого рода манипуляций, во всяком случае, на этапе построений, практически не встречается. Если вращать камеру, одновременно нажав и удерживая клавишу «Shift», временно переключаемся в другой инструмент - панорамирования «Pan». И еще один, очень существенный для удобства и скорости работы момент.«Pan»,«Zoom» и «Orbit» находятся в работе постоянно, а потому имеет смысл пользоваться не пунктами главного меню и даже не кнопками 10 на панели инструментов, а их альтернативой, назначенной наколесико мышки. Смысл и преимущество такого варианта - возможностьвременного переключение на функции камеры из любого другого инструмента без выхода из него! Скажем, при рисовании«Line» (линия) может потребоваться по ходу изменить обзор объекта под курсором (например, приблизить изображение для обеспечения точности) - переходим на работу со средней кнопкой (колесиком). При этом инструмент рисования остается активным, и как только отпускаем«скролл» (выходим из«Zoom»), можем продолжать (завершать) рисование тем же инструментом«Line». Zoom Window (Окно увеличения) Инструмент показа границ окна просмотра (увеличения) «растягивающимся» прямоугольником выбора. Также как и«Pan», фактически полный аналог такого же инструмента 2D графических редакторов. Zoom Extents (Показать все) Инструмент для отображения всех объектов сцены одновременно. Очень полезен в ситуациях, когда требуется восстановить потерянную ориентацию в сцене после каких-либо случайных или неудачных манипуляций с камерой или после импорта очень больших объектов. Далее следуют два также очень нужных инструмента, позволяющих «вернуться» к предыдущему/последующему «взгляду». Это возможно, поскольку каждое действие с инструментами камеры (вход/выход из вида, установки точки взгляда) автоматически фиксируются и запоминаются программой, как последовательные шаги. Previous (Предыдущий вид) Инструмент пошаговой отмены последней (текущей) установки точки взгляда и возврата к предыдущей. Next (Следующий вид) Инструмент пошаговой отмены последней (текущей) установки точки взгляда и перемещения к последующей. Position Camera (Позиция камеры). Look Around (Смотреть вокруг) Эти два инструмента (рис. 3)работают чаще всего в паре и используются для установки камеры (точки взгляда) в назначенное место в сцене, на определенной высоте и с определенным направлением взгляда, что позволяет применять их для контроля (имитации) обзора сцены с точки зрения находящегося в этом месте наблюдателя. 11 Рис. 3 Для установки камеры выполните следующие шаги: 1. Кликаем на кнопке инструмента« |