CC BY
17УДК 004.92
Рыбакова Д.Н.
студент
Московский политехнический университет (Россия, г. Москва)
Булатников Е.В.
к.т.н., доцент кафедры ИиИТ Московский политехнический университет (Россия, г. Москва)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ЛЯ-НАВИГАЦИИ
Аннотация: в статье рассматриваются основные проблемы, возникающие при моделировании трехмерных объектов для навигации в специальных программных средствах, возможные пути их решения и поэтапное описание создания архитектурной модели.
Ключевые слова: трехмерное архитектурное моделирование, ЛЯ-навигация
В настоящее время большое внимание уделяется вопросам трехмерного моделирования строительных конструкций для навигации в больших зданиях и сооружениях. Такие компьютерные модели позволяют «увидеть» объект со стороны, более наглядно оценить возможности и пути перемещения по ним. Существует несколько способов получения информации для трехмерного архитектурного моделирования: самый эффективный - с применением лазерного сканирования местности, самый простой и менее затратный - с использованием планов объектов и дальнейшая работа с ними в ЗБ-редакторах.
Прежде всего необходимо разобраться в том, что же такое ЛЯ-навигация. Простыми словами, это интерактивная трехмерная карта здания, функционал которой включает себя также элементы дополненной реальности. С ее помощью можно
построить маршрут из одной точки здания в другую и определить свое местоположение по QR-маркеру. Пользователь такого приложения может свободно перемещаться по зданиям и этажам, видеть себя на трехмерной карте и получать подсказки.
Одним из основных этапов в проектировании AR-приложения является создание его визуальной части, а именно моделирование трехмерных объектов, архитектурных сооружений. Проблема состоит, прежде всего, в выборе программного обеспечения для моделирования.
Сейчас разнообразие программ для трехмерного моделирования впечатляет, и порой тяжело определиться с выбором нужного 3D-редактора для выполнения подобных целей. Преимущественно, сложность состоит в том, что каждый софт обладает разным набором функций для работы с трехмерными объектами. Также интерфейсы таких программ значительно отличаются друг от друга, что делает одну программу проще в ознакомлении и освоении, а другую, соответственно, сложнее.
Основные программы, активно используемые для моделирования объектов различных форм и сложностей - 3ds Max, Blender, Cinema 4D. 3ds Max, в силу своей популярности, - самый используемый 3D-пакет на сегодняшний день. По большей части его используют как раз для архитектурной визуализации. Большая часть моделей, скриптов и плагинов делается, в первую очередь, для 3ds Max. Основное преимущество Blender перед другими редакторами подобного рода - он бесплатный и стабильный. При этом данная программа также включает в себя все необходимые функции для архитектурного моделирования. Cinema 4D, напротив, незначительно используется в архитектурной визуализации. Потому здесь лучше отдать предпочтение первым двум программам.
Как можно заметить, в некоторых навигационных приложениях, к примеру,
используемых в торговых центрах, модель здания представляет собой 2D-объект,
отображаемый как изображение с видом сверху. Однако использование трехмерного
объекта, в сравнении с плоским, обладает рядом преимуществ. Во-первых, это
визуальное восприятие 3D-изображения перед 2D. В трехмерном виде можно наглядно
лицезреть проектируемую модель, уловить реальные пропорции объекта, их
расположение в пространстве. Также преимущество заключается во вращении объекта,
421
что помогает увидеть ЗБ-изображение под другим углом. Однако в 2Б-виде это не дает никакого информационного плюса. Потому 2Б целесообразно использовать для иных целей, а для архитектурной визуализации правильней и информативнее будет применение именно трехмерной графики.
Как было сказано ранее, один из способов построения модели - на основе планов здания. В лучшем случае это планы-чертежи объектов недвижимости с условными обозначениями главных элементов. Также могут использоваться и планы эвакуации.
Как показывает опыт, большая часть времени тратится на построение стен моделируемого здания. Объекты такого типа изначально представляют собой плоскости различных форм, наложенные на план объекта. В дальнейшем эти плоскости экструдируются на необходимую высоту. Для того, чтобы пользователям было проще ориентироваться в пространстве, на модель также могут быть добавлены дополнительные низкополигональные ЗБ-объекты, например, двери, окна, столы, цветы и пр.
Создание трехмерных моделей архитектурных зданий и сооружений предполагается выполнять в следующей последовательности:
1. корректировка масштабов проекта и построение основного каркаса здания в соответствии с планом данного объекта недвижимости;
2. редактирование высотного положения основных точек плоскости;
3. добавление объектов для перемещения и других вспомогательных объектов для упрощения ориентирования;
4. расстановка невидимых гейм-объектов для навигации.
Последняя стадия моделирования необходима для корректной работы навигации. Невидимые игровые объекты служат для передвижения маркера от одной точки модели в другую.
На заключительном этапе моделирования все объекты можно сгруппировать в единую трехмерную модель этажа здания, пример которой представлен на рис. 1.
Рис. 1. Трехмерная модель этажа здания
Для дальнейшей работы объекты трехмерной модели для наглядности можно представить в разных цветах. Либо можно выполнить фототекстурирование элементов модели для придания большей реалистичности.
Из всего сказанного следует вывод, что на сегодняшний день навигация действительно является перспективным и необходимым инструментом пользователей для ориентирования в больших зданиях. Актуальными программными средствами для трехмерной архитектурной визуализации являются программы 3ds Max и Blender. Моделирование объектов осуществляется поэтапно. В результате всех действий получается низкополигональная модель здания, в которую в дальнейшем внедряется программа навигации.
Предполагаемый принцип и программные средства моделирования объектов в трехмерном пространстве активно находят применение и в других областях человеческой деятельности.
Список литературы:
1. Миловская, О. 3ds Max 2018 и 2019. Дизайн интерьеров и архитектуры. — СПб.: Питер, 2019. — 416 с.: ил.
2. Арсентьев Д.А.: Выбор моделей для учебно-методического издания с использованием элементов дополненной реальности // Университетская книга: традиции и современность материалы научно-практической конференции. - Москва, 2015. - С. 14-17.
3. Арсентьев Д.А.: Гибридная реальность. история возникновения и развития// Виртуальная и дополненная реальность-2016: состояние и перспективы Материалы конференции. - Москва, 2016. - С. 42-45.
4. Хатоум, Т.С. Программно-технический комплекс для трехмерного моделирования объектов местности // Интерэкспо Гео-Сибирь. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/programmno-tehnicheskiy-kompleks-dlya-trehmernogo-modelirovaniya-obektov-mestnosti (дата обращения: 12.06.2019^.
