CC BY
236
УДК 004.9
Ивановский Никита Андреевич
старший преподаватель кафедры дизайна и монументально-декоративного искусства Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета [email protected]
4D-ТЕХНОЛОГИИ
(ИНФОРМАЦИОННОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ)
В ЛАНДШАФТНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ И ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПРОЦЕССАХ
Ivanovskiy Nikita Andreevich
Senior Lecturer of the Design and Monumental Decorative Art Department, Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering [email protected]
4D-TECHNOLOGY (INFORMATION MODELING) IN LANDSCAPE DESIGN AND ITS APPLICATION IN EDUCATIONAL AND PRODUCTION PROCESSES
Аннотация:
Высокопрофессиональная проектная деятельность инженеров садово-паркового и ландшафтного строительства предполагает комплексное использование методов компьютерной графики, наиболее перспективным из которых сегодня можно считать информационное моделирование.
Ключевые слова:
ландшафтный дизайн, компьютерная графика, информационное моделирование, LIM-технологии, информационно-коммуникативная компетентность, виртуальная модель, визуализация, будущий инженер садово-паркового и ландшафтного строительства.
Summary:
Highly professional design activity of landscape gardening and landscape construction engineers presupposes complex application of the computer graphics methods, the most perspective of which is considered to be nowadays the information modeling.
Keywords:
landscaping, computer graphics, information modeling, LIM-technologies, information and communicative competence, virtual model, visualization, future engineer of landscape gardening and landscape construction (project).
Подготовка инженеров садово-паркового и ландшафтного строительства в связи со стремительным развитием новых технологий претерпела ряд трансформаций и преобразований и на данный момент является сложным полинаучным инженерно-образовательным феноменом, включающим в виде основных теоретико-методологических компонентов биоэкологическое проектирование, архитектурное моделирование и инженерное конструирование. Формирование профессиональных компетентностей будущего специалиста сегодня невозможно и без виртуозного владения компьютерной графикой.
Возможности компьютерной графики, включающей в себя геоинформационные системы, системы интеллектуального моделирования, планировочного видеоконструирования и визуализации, находят все большее применение в области культивирования растительных форм и формирования зеленых зон. Однако на сегодняшний день уже никого не удивишь трехмерной визуализацией будущей постройки или еще не созданного парка. Важную функциональную роль начинают выполнять динамические поэтапные демонстрации биологических и архитектурно-строительных процессов с целью их своевременной коррекции или преобразования в связи с появлением новых условий формирования.
Следовательно, в список проектной документации по благоустройству парковой зоны или территории, окружающей жилые постройки, может быть включена и динамическая 4й-модель процесса формирования облагораживаемой территории, создаваемая средствами компьютерной графики и предполагающая расчет всех затрачиваемых ресурсов, сил и средств. Такое обеспечение глобального обзора проекта необходимо как для планирования, так и для управления качеством, издержками и рисками.
Что же понимается под 4й-моделированием и визуализацией? Какие программы и средства используются для разработки таких данных?
4й-моделирование, или информационное моделирование, - это процесс создания образа проектируемого объекта (модели), просчитанного не только в пространстве, но и во времени. В мире до сих пор отсутствует общепринятое название этому процессу, поэтому в разных источниках встречаются различные термины, но все они подразумевают одно - временную де-
- 112 -
монстрацию развития двухмерной или трехмерной моделей с полным описанием всех влияющих на них факторов живой и неживой природы. В отличие от традиционных систем компьютерного проектирования, создающих геометрические образы, результатом информационного моделирования является цифровая модель не только самого объекта, но и процесса его строительства с последующей эксплуатацией.
Таким образом, на основе 4D-моделирования получил развитие новый метод проектирования, ставший естественным ответом человека на информационное перенасыщение окружающей человека среды и превосходящий все известные доселе методы облагораживания окружающего пространства. «В современных условиях стало невозможно эффективно обрабатывать прежними средствами хлынувший на проектировщиков огромный (и неуклонно возрастающий) поток “информации для размышления”, предваряющей и сопровождающей само проектирование. Причем поток этой информации не прекращается даже после того, как объект уже спроектирован и построен, поскольку он вступает в стадию эксплуатации, происходит его взаимодействие с другими объектами и окружающей средой, то есть начинается, говоря современным языком, активная фаза его ’’жизненного цикла”» [1].
Такой подход к проектированию любых объектов, подразумевает не абсолютную автоматизацию работы со стороны компьютера, а систематическую и целенаправленную работу человека над подготовкой необходимых данных (архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации об объекте, окружающих его элементах и их взаимосвязях), от качества которых будет зависеть успешность построения и информационного развития модели.
Варианты практического применения 4D-моделей весьма многообразны. В архитектурностроительной области применяются технологии BIM (Building Information Modeling). Об этом виде проектирования подробно рассказывает В. Талапов, автор цикла статей, посвященных информационному моделированию зданий. Информационная модель здания (BIM), по его мнению, - это: хорошо скоординированная, согласованная и взаимосвязанная, поддающаяся расчетам и анализу, имеющая геометрическую привязку, пригодная к компьютерному использованию, допускающая необходимые обновления числовая информация о проектируемом или уже существующем объекте, которая может использоваться для принятия конкретных проектных решений, создания высококачественной проектной документации, предсказания эксплуатационных качеств объекта, составления смет и строительных планов, заказа и изготовления материалов и оборудования, управления возведением здания, управления и эксплуатации самого здания и средств технического оснащения в течение всего жизненного цикла, управления зданием как объектом коммерческой деятельности, проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания, сноса и утилизации здания, иных связанных со зданием целей. Информационная модель существует в течение всего жизненного цикла здания, и даже дольше. Содержащаяся в ней информация может изменяться, дополняться, заменяться, отражая текущее состояние здания [2].
В качестве аналога BIM в машиностроении, например, применяется термин PLM (Product Lifecycle Management) - управление жизненным циклом изделия. Концепция PLM предполагает создание единой информационной базы, описывающей три основных компонента создания чего-либо нового по схеме: продукт - процессы - ресурсы, а также связи между этими компонентами. Наличие такой объединенной модели обеспечивает возможность быстро и эффективно увязывать и оптимизировать всю указанную цепочку.
В ландшафтном проектировании весьма удачно, на наш взгляд, использование термина LIM (Landscape Information Model) [3], подразумевающего создание информационной модели организации или восстановления определенного ландшафта от подготовки земли к высадке растений через его становление и использование до начала деградации или процессов сукцессии.
В качестве такой ландшафтной информационной модели может выступать видеоролик с временной шкалой на экране, демонстрирующий этапы формирования территории после окончания застройки и высадки растений. Это может быть программа, предоставляющая пользователю возможность выбора, например, погодных условий, и затем демонстрирующая варианты развития растительного сообщества или архитектурного сооружения со всем его окружением вплоть до красочных изображений растений в разные периоды их вегетации. Кроме того, информационная модель ландшафта дает возможность любому пользователю, имеющему к ней доступ, получить в краткие сроки любые интересующие его данные от планов участка, вертикальных планировок и разрезов до анимаций и фотореалистичных изображений.
Преимущества применения LIM в ландшафтном проектировании:
- управление всей проектной информацией через единую базу данных LIM;
- улучшение отношений с клиентом, благодаря возможности предоставления ему информации на любой стадии проекта;
- повышение производительности процесса работы над проектом за счет оперативной координации между его разработчиками;
- концентрация внимания ландшафтного строителя на создании и продумывании деталей ландшафта, а не на технических вопросах, в связи с наличием базы готовых решений (от моделей малых архитектурных форм до анимированных растений), - инженеру достаточно продумать и построить основной чертеж, а остальное (трехмерные модели, анимацию, этапы строительства) программа способна просчитать за него;
- быстрая коррекция модели на любой стадии при внесении дополнительных поправок;
- присутствие постоянного динамического взаимодействия всех элементов модели (например, при изменении конфигурации дорожно-тропиночной сети меняется конфигурация ландшафта, и программа в автоматическом режиме рассчитывает количество необходимой земли для внесения или изъятия);
- возможность добиться практически полного соответствия эксплуатационных характеристик проектируемого объекта требованиям заказчика.
Для успешной разработки информационной модели и использования всех ее преимуществ будущим инженерам ландшафтного строительства необходимо на самых ранних этапах обучения начинать взаимодействовать с программами компьютерной графики, нацеленными на создание LIM. Использование информационного моделирования ландшафта в учебном процессе позволит:
- строить абсолютно жизнеспособную виртуальную модель ландшафта;
- наглядно демонстрировать в образовательном процессе развитие растительных групп и сообществ, почв и ландшафтных комплексов во времени и в различных климатических условиях;
- актуализировать и комплексно применять на практике профессиональные знания, полученные в процессе обучения, диагностировать в них пробелы для последующего изучения необходимого материала;
- производить контроль качества выполнения курсового или дипломного проекта путем загрузки в программу собранных студентом данных и их обработки;
- формировать информационно-коммуникативную компетентность будущего специалиста, которая связана, прежде всего, с его умением работать в различных программах компьютерной графики.
В то же время с сожалением приходится констатировать тот факт, что при всей значимости информационных моделей в ландшафтном проектировании, темпы развития LIM-технологий значительно отстают от использования информационного проектирования в архитектурно-строительной отрасли. Тем не менее уже сейчас существует достаточное количество программ для реализации всех этапов создания информационной модели ландшафта.
Одной из самых мощнейших разработок в области LIM-технологий является продукт компании Autodesk - AutoCAD Civil. Его инструментарий позволяет работать с ландшафтом на высоком профессиональном уровне: упрощает работу с топосъемкой, с легкостью строит на ее основе 3D модели территории любой площади; виртуозно работает с земляными массами; позволяет в короткие сроки рассчитывать и строить элементы инфраструктуры любой сложности. Однако эта программа не позволяет осуществить детальное озеленение рабочей территории и проследить за вегетационной активностью растений.
Кроме AutoCAD Civil, существуют и другие программы и дополнительные модули, такие как LandCADD, SiteWorks, ArchiTerra, способные помочь инженеру садово-паркового и ландшафтного строительства в построении цифровой модели местности. Но эти модели не отличаются реалистичностью.
Реалистичность поможет придать программный продукт от уже упомянутой корпорации Autodesk - 3D Studio Max. Он предоставляет возможность визуализировать любую задумку в виде трехмерных анимационных роликов. Однако данная программа не поддерживает серьезное программирование и не выдает никаких расчетных данных.
Напрашивается важный вывод: для получения качественной информационной модели проектируемого ландшафта, выполненной на высоком эстетическом уровне и в полной мере описывающей все процессы и изменения, не достаточно использовать одну программу, важно уметь работать с комплексом графических модулей, умело маневрируя между ними. Таким образом, профессиональная деятельность будущего инженера садово-паркового и ландшафтного строительства невозможна без комплексного и виртуозного применения техники информационного моделирования (4D-технологий).
Ссылки:
1. Талапов В. BIM: что под этим обычно понимают. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14078 (дата обращения: 01.08.2012).
2. Там же.
3. Goldman M. Landscape Information Modelling. URL: http://www.di.net/articles/landscape_information_modeling/ (дата обращения: 21.07.2012).
References (transliterated):
1. Talapov V. BIM: chto pod etim obychno ponimayut. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14078 (date of access: 01.08.2012).
2. Ibid.
3. Goldman M. Landscape Information Modelling. URL: http://www.di.net/articles/landscape_information_modeling/ (date of access: 21.07.2012).
