Формирование базы данных утраченных объектов архитектуры с использованием технологии AutoCAD

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет"

ФОРМИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ УТРАЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ АРХИТЕКТУРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ AUTOCAD

Анущенко А.М.

г. Нижний Новгород, Россия

Содержание

• Введение
• 1. Создание электронного паспорта объекта
• 2. Создание рабочих чертежей объекта в среде AutoCAD
• 3. Создание 3D-модели
• Литература


Введение

Сохранение архитектурных памятников являлось одной из важнейших задач во все времена, поскольку именно они отражают своеобразие и уникальность культуры, особенности её развития в определенный период, связаны с значимыми событиями прошлого [1, 2, 3]. Современные компьютерные технологии позволяют совершенствовать изыскательные работы при обследовании объектов, упростить работу в получении чертежей, сформировать информационные модели, которые впоследствии можно использовать при реставрации и реконструкции [6].

Однако многие объекты архитектуры, представлявшие высокую художественно-культурную ценность, утрачены в настоящее время, данные о них бывают разрозненными, неполными. Нередко чертежи, документальные свидетельства, фотографии представлены только в бумажном виде, причем в единственном экземпляре, что повышает их ценность, ужесточает требования к хранению. Поэтому становится очевидной потребность в создании электронных баз данных утраченных объектов архитектуры.

Современные технологии предоставляют широкие возможности для реализации данной задачи. Особое значение приобретает развитие компьютерных цифровых моделей, которые помогают воссоздать утраченные объекты (внешний и внутренний облик) в трехмерном пространстве, реконструировать облик населенных пунктов в прошлом, позволяют архитекторам и инженерам детально проработать проект воссоздания утраченных объектов, смоделировать их расположение в условиях современной застройки. На примере Феодоровской (Романовской) церкви г. Вятка мы постарались выработать общий подход к созданию информационной базы данных утраченных объектов архитектуры.

На начальном этапе был определен состав электронного ресурса:

– паспорт объекта, содержащий тестовую и графическую информацию об объекте: 1) архивные и современные фотографии; 2) наименование; 3) время постройки; 4) даты проведенной реконструкции и сноса; 5) местонахождение (в том числе с привязкой к современной ситуации); 6) историческую справку; 7) описание архитектурных и конструктивных особенностей объекта;

– рабочие чертежи объекта марки АР (планы, фасады, разрезы и т.д.);

– - 3D-модели объекта.

В качестве программы для создания электронного ресурса был взят AutoCAD 2014. При выборе учитывалась возможность последующего использования данных при создании проектов воссоздания объектов, а именно: автоматизация при создании чертежей; сопряжение программы с другими компьютерными программами, в частности, Revit, AutoCAD Architecture, 3ds Max Design, САПР и т. д.

1. Создание электронного паспорта объекта

Данные для создания паспорта объекта были взяты из статей Научно-популярного альманаха "Герценка: Вятские записки" [4, 5], которые содержат как исторические справки, так и архивные сведения, документальные свидетельства, дневниковые записи и т. д.

Для создания электронного паспорта объекта архитектуры в AutoCAD было решено использовать блоки с атрибутами [7, 8].

В пространстве "Модель" устанавливаем необходимые лимиты чертежа, затем, используя инструмент "Линия", создаем шаблон паспорта объекта. После данных действий поочередно создаем атрибуты "Наименование объекта", "Дата постройки", "Архитектор" и т. д. Алгоритм создания атрибута, на примере атрибута "Наименование объекта" (рис.1):

– на ленте выбираем вкладку "Задание атрибутов";

– в диалоговом окне указываем следующие параметры: в поле "Тег" - Наименование; в поле "Подсказка" - Введите название объекта; в поле "По умолчанию" - Наименование; далее указываются необходимые параметры форматирования текста.

–

Рис. 1. Создание атрибута "Наименование объекта"

Рис. 2. Создание блока "Паспорт объекта"

После того как все необходимые атрибуты созданы и правильно размещены, выделяем шаблон и атрибуты ЛКМ, выполняем команду "Создать блок" (рис. 2).

Для создания шаблона паспорта можно использовать динамические блоки, в таком случае у пользователя появляется возможность изменять формат листа и геометрические параметры элементов шаблона. Удобство создания шаблона "Паспорта объекта" (рис. 3) в виде блока с атрибутами заключается в возможности извлечь из документа данные в виде атрибутов и записать их в отдельном файле с возможностью обработки в программах управления базами данных [9, 10, 11].

Рис. 3. "Паспорт объекта", выполненный в среде AutoCAD. Результат работы.

2. Создание рабочих чертежей объекта в среде AutoCAD

В ходе нашей исследовательской работы были обнаружены планы верхнего и нижнего этажей Феодоровской церкви (рис. 4), которые были переведены из растрового (бумажного) формата в векторный также с использованием технологии AutoCAD (рис. 5).

Общий алгоритм выполнения чертежей следующий:

1. Выполнение настроек режимов рисования (сетка, объектные привязки, полярное отслеживание, отслеживание объекта);

2. Создание необходимых слоев (контуры, размеры, невидимые/вспомогательные линии и иные, при необходимости);

3. Вычерчивание линии контура в соответствии с размерами, указанными на бумажных планах (недостающие размеры при необходимости можно восстановить самостоятельную с учетом нанесенных размеров);

4. Создание размерных и текстовых стилей, простановка необходимых размеров.

Рис. 4. Обмерочный чертеж верхнего этажа Феодоровской церкви, 1930 г.

Рис. 5. Эскиз плана верхнего этажа Феодоровской церкви, построенный в среде AutoCAD.

3. Создание 3D-модели

электронный чертеж реставрация реконструкция

Для получения необходимых геометрических данных формы 3D-модели нам пришлось произвести анализ сохранившихся фотографий церкви с целью фиксации геометрических данных объекта: высотных отметок; размеров окон, дверей, глав; форм кровли; вида внешних декоративных элементов ввиду отсутствия данной информации (чертежи, документальные свидетельства). Построение трехмерной модели (рис. 6) выполнялось на основе предварительно построенных рабочих чертежей планов этажей. При этом в основном применялись команды объемного твердотельного моделирования "Выдавить" и "Политело". Для получения твердотельных моделей необходимо создать замкнутые контуры для выдавливания, для чего можно использовать следующие инструменты и команды: "Полилиния", "Область", "Контур", "Соединить". Возможно применение стандартных примитивов (объектов), например, в данной работе объект "Пирамида" применялся при создании шатрового завершения церкви.

Рис. 6. Процесс построения 3D-модели Феодоровской церкви в среде AutoCAD.

Можно выделить следующие этапы работы над созданием твердотельной модели на основе чертежа: 1) копирование чертежа в новый файл; 2) замораживание имеющихся размеров, штриховки; 3) создание замкнутых контуров стен; 4) выдавливание стен на необходимую высоту; 5) вычерчивание инструментом "Полилиния" оконных и дверных проемов, которые вычитаются из стен последовательным выполнением команд "Выдавить" и "Вычесть" с использованием ПСК; 6) выполнение построения отдельных архитектурных элементов модели (фронтоны, звонница, луковичные главки, шатер и т. д.), например, для получения объемных луковичных главок возможно использование команды "Вращение", которая применяется после создания в 2D-пространстве оси вращения и контура главки; 7) объединение построенных элементов в единый объект; 10) присвоение элементам конструкции материала и текстуры; 11) выполнение визуализации и анимации.

В ходе работы был выработан общий алгоритм конструирования в среде AutoCAD базы данных утраченных памятников архитектуры. Структура и принцип организации информации на примере шаблона "Паспорта объекта архитектуры" может быть унифицирован и использован в дальнейшей работе с другими объектами. Полученные рабочие чертежи и 3D-модель церкви после доработки в 3ds Max Design могут быть использованы для производства работ по воссозданию данного объекта архитектуры.

Литература

1. Батюта, Г.Д. Типология купольных конструкций / Г.Д. Батюта, Е.М. Волкова // V Всероссийский фестиваль науки / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Нижний Новгород, 2015. - Вып. 5. - С. 44-47.

2. Волкова, Е.М. Макетирование в рамках курса "Основы изобразительного искусства (технический рисунок)" в подготовке студентов строительных специальностей. 17-й Международ. науч.-промышленный форум "Великие реки, 2015" [Текст]: [труды конгресса] в 3т. Т.2/ Е.М. Волкова // Нижегород. гос. архит.-строит. ун-т; отв.ред. А.А. Лапшин - Н.Новгород: ННГАСУ, 2015.- С.90-92

3. Батюта, Г.Д. Применение металлических конструкций в архитектуре середины XIX - начала XX веков / Г.Д. Батюта, Е.М. Волкова //V Всероссийский фестиваль науки / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Нижний Новгород, 2015. - Вып. 5. - С. 47- 50

4. Герценка: Вятские записки: [науч.-попул. альм.]. Вып. 11 / Департамент культуры и искусства Киров. обл., Киров. гос. универс. обл. науч. б-ка им. А.И. Герцена; [редкол.: Н.П. Гурьянова, В.А. Коршунков, В.И. Морозов и др.]. - Киров: Киров. ОУНБ им. А.И. Герцена, 2007. - 239 с.

5. Герценка: Вятские записки: [науч.-попул. альм.] / Киров. ордена Почёта гос. универс. обл. науч. б-ка им. А.И. Герцена; редкол.: Н.?П.?Гурьянова (сост.) [и др.]. - Киров, 2014. - Вып. 25. - 256 с. : ил.

6. Киреева Е.П. 3D-технологии при проектировании и строительстве зданий и сооружений [Текст] / Е.П. Киреева, Э.Г. Юматова // V Всероссийский фестиваль науки. Сборник докладов / Нижегород. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Нижний Новгород, 2015. - С. 244-247

7. Машинная графика. AutoCAD: Учебник / А.С. Летин, О.С. Летина. - 2-е изд. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2013. - 160 с.: ил.

8. Юматова, Э.Г. Интенсификация обучения геометро-графическим дисциплинам студентов строительных вузов средствами графических информационных технологий [Текст] / Э.Г. Юматова // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева / ФГОУ ВПО ЧГПУ им. И.Я. Яковлева. - Чебоксары, 2015.- № 3 (87) - С.181-187.

9. Юматова Э.Г. Формирование информационной среды обучения графическим информационным технологиям студентов специальности "Строительство уникальных зданий и сооружений" [Текст] / Э.Г. Юматова // Приволжский научный журнал/ Нижегор. гос. архитекур.-строит. ун.-т. - Н. Новгород, 2015. - № 3 (35) - С.257-253.

10. Юматова, Э.Г. Формирование творческих способностей будущих инженеров-строителей в инновационной среде обучения [Текст] / Э.Г. Юматова // Вестник Челябинского государственного педагогического университета / ФГОУ ВПО ЧГПУ. - Челябинск, 2015. - № 7 - С.125-129.

11. Трофименко А.А. Принцип творческого самовыражения, как основное условие обучения компьютерной графике в вузе [Текст] / А.А. Трофименко, Е.А. Воевода, Э.Г. Юматова // V Всероссийский фестиваль науки. Сборник докладов / Нижегород. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Нижний Новгород, 2015. - С. 238-241

Размещено на Allbest.ru