Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Мет_указ_спецкурс_pechat`

.pdf
Скачиваний:
116
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
6.08 Mб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ

(МИИГАиК)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ по спецкурсу

Трехмерное моделирование природных и городских ландшафтов

(Основы работы в Google SketchUP)

Для студентов IV курса картографической специальности

Москва 2010

Авторы: Ветрова В.В.

Методические указания по спецкурсу «Трехмерное моделирование природных и городских ландшафтов». Темы: Моделирование городских ландшафтов, Моделирование природных ландшафтов. -М.: Изд.МИИГАиК, 2010, с.80.

Методические указания написаны в соответствии с утвержденной программой курса «Трехмерное моделирование природных и городских ландшафтов», рекомендованы кафедрой оформления и издания карт и утверждены к изданию редакционно-издательской комиссией факультета картографии и геоинформатики.

Методические указания включают краткие теоретические сведения по моделированию природных и городских ландшафтов, знакомство с программным продуктом (Google SketchUP), а также практические рекомендации по выполнению практических заданий. Методические указания предназначены для самостоятельных занятий: студентов-очников.

Рецензенты: Коробцов С.А., доц. Нырцов М.В.

Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК), 2010 г.

2

1 ВВЕДЕНИЕ В GOOGLE SKETCHUP. ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ

1.1 3D РЕДАКТОР SketchUP

Google SketchUp - это приложение, которое позволяет с помощью упрощенного набора инструментов создавать, изменять и публиковать 3Dмодели. Это быстрый и интуитивно понятный инструмент, при помощи которого можно опробовать и представить свои идеи в 3D.

Простота интерфейса, скорость и точность работы, удобство и легкость освоения программы обеспечиваются встроенным логическим механизмом Inference engine (IE). При работе с любым инструментом появляются текстовые и графические подсказки, позволяющие пользователю использовать различные возможности построения.

В SketchUp можно создать модель своего города для Google Планета Земля, распланировать веломаршрут в вашем районе, экспортировать в анимацию и опубликовать ее на YouTube и т.д.

Sketch Up используется для решения различных задач в архитектуре и дизайне, рекламе, проектировании и строительстве, создании проектов всевозможных ландшафтов, разработке игр и предварительных визуализаций для кино и телевидения. В картографии его можно использовать для создания 3D моделей зданий и моделей местности для мультимедийных приложений, 3D визуализаций, перспективных представлений.

Результат работы может быть представлен в виде анимации, презентации или в виде традиционной распечатки. Кроме того, модели Sketch Up можно разместить в Google Планета Земля для обмена с другими пользователями.

Хорошо работает в связке с популярными программами 3D

моделирования: 3ds Max, Piranesi, Archicad.

Программа работает в среде ОС Windows 2000/XP/Vista и Mac OS X.

Края и грани

Любая модель в Sketch Up состоит из двух элементов: краев и граней. Края – прямые линии, являются основными базовыми элементами всех моделей. При пересечении трех и более линий в одной плоскости образуется замкнутый контур - плоская поверхность, которая называется гранью (2D

3

фигуры). Грани имеют лицевую и обратную стороны (лицевая сторона обращена наружу).

Если удалить грань, ограничивающие ее края не исчезнут. Но если удалить один из образующих ее краев, автоматически удаляется вся грань.

Поверхность

Поверхностью являются несколько объединенных граней для создания эффекта гладкости (с помощью сглаженных краев).

Трехмерные модели в Sketch Up представляют собой ряд плоских поверхностей, соединенных вместе.

В Sketch Up также используются и поверхности двоякой кривизны, которые формируются сетками ребер с треугольными ячейками. Например, рельефы, для работы с которыми используются группа специальных инструментов (Подробно – см. Инструменты «Песочница»).

Система координат

Определяет способ задания местоположения объектов по отношению к другим объектам. Начало координат – точка, от которой ведется измерение до объектов. Оси – линии, проведенные в определенном направлении из начала координат. Трехмерное пространство в компьютерной графике задается тремя взаимно перпендикулярными осями: X,Y,Z – мировая система координат.

Моделирование

Создание трехмерных объектов с использованием инструментов программы. Созданный объект называется моделью. Для воспроизведения внешних поверхностей объектов используются материалы – текстуры.

Sketch Up включает в себя стандартный набор инструментов, кроме того есть возможность расширения возможностей моделирования за счет использования дополнительных Плагинов (программных модулей).

Анимация

Анимация – автоматизация перемещения и трансформирования 3D моделей в пространстве в течение времени.

Анимацию в Sketch Up можно отнести к анимации по ключевым кадрам, в конкретном случае Сценам. В Sketch Up используется простейший способ

4

анимации – облет модели с возможностью использования сечений, без изменения формы.

При создании анимации пользователем задаются Сцены, которые объединяются в анимацию.

Сцена – вид, интегрирующий модели, материалы и т.д.

1.2 НАЧАЛО РАБОТЫ В SketchUP. ЗНАКОМСТВО С ИНТЕРФЕЙСОМ. ОСНОВНЫЕ НАСТРОЙКИ

1.2.1 ЗНАКОМСТВО С ИНТЕРФЕЙСОМ

Запуск программы выполняется любым из известных способов: из главного меню, с помощью ярлыка на рабочем столе или открытием рабочего файла.

Интерфейс SketchUp включает строку заголовка, строку меню, панели инструментов, область рисования, строку состояния и поле контроля значения (Рис.1).

Строка заголовка

Строка заголовка содержит стандартные кнопки Microsoft Windows (Закрыть, Свернуть и Развернуть на весь экран) в правой части, а также название файла, открытого в данный момент.

Меню

Меню располагаются под строкой заголовка. Большинство инструментов, команд и настроек SketchUp доступны в этих меню. В строке меню доступны следующие пункты: Файл (File), Правка (Edit), Вид (View), Камера (Camera), Рисование (Draw), Инструменты (Tools), Окно (Window) и Справка (Help).

Панели инструментов

При первом запуске программы SketchUp отображается панель инструментов Начальная (Getting Started).

Дополнительные панели инструментов можно поместить на экран или убрать с помощью соответствующей подкоманды из основного меню программы Вид (View)/ Панель инструментов (Toolbars) (Рис.1).

Область рисования

Область рисования – рабочее пространство, где создаются модели. 3Dпространство визуально определяется осями рисования, которые представлены тремя цветными прямыми, перпендикулярными друг другу:

5

красной, зеленой и синей, что соответствует традиционным обозначениям X, Y, Z. Их пересечение – начало координат. Оси дают возможность при работе чувствовать направления в 3D-пространстве.

Рис.1 Интерфейс программы SketchUP

Строка состояния

Слева на строке состояния отображаются подсказки для используемых в данный момент инструментов рисования, которые предоставляют информацию о дополнительных возможностях инструмента.

Поле контроля значения (VCB) находится в правой части строки состояния. Поле контроля значения одновременно выполняет две функции: динамически отображает текущую операцию в числовых значениях и позволяет управлять текущим инструментом. В поле VCB можно указать значение перед или после завершения операции, но перед началом новой операции. Можно менять параметры фигуры неограниченное число раз до начала новой операции.

Например, необходимо построить прямоугольник определенного размера. Выбираем инструмент «Прямоугольник» и строим произвольный прямоугольник. До клика мышкой в конечной точке (удерживая левую кнопку мыши нажатой) или сразу после завершения построения, на

6

клавиатуре вводим требуемое значение длин сторон квадрата, например 50;50 (Рис. 2) и нажимаем <Enter > – квадрат заданных размеров готов. В само окошко, для изменения размеров уже готовых фигур данные не вводятся.

Рис.2

Есть возможность введения точных значений координат, углов, размеров или расстояний при выполнении построений.

1.2.2 ОСНОВНЫЕ НАСТРОЙКИ

После запуска программы необходимо выполнить первоначальные настройки интерфейса: расположить панели инструментов, выбрать размер значков, выбрать проекцию (режим отображения). Перед началом работы необходимо задать единицы измерения, которые будут использоваться в проекте и точность моделирования.

Для удобства пользователя и быстрого доступа к инструментам моделирования рекомендуется установить Расширенную панель инструментов. В основном меню программы выбираем Вид/ Панель инструментов/ Расширенная (Large Tool Set). В этом же меню выбираем

Стандартная (Standard) (Рис.3,5) и Слои (Layers).

Размещенные на Стандартной панели инструменты обеспечивают быстрый доступ к стандартным командам, например, Открыть, Сохранить, Копировать, Вырезать, кнопки отмены и повтора действия, отправки на печать и специальная команда SketchUP, такая как Данные модели (Model Info). Данная конфигурация является стандартной, но пользователь может изменить ее, убрав панель или переместив ее на другое место.

Копировать, вставлять, вырезать можно с использованием традиционных горячих клавиш (Ctrl+C, Ctrl+V, Ctrl+X) или удерживая клавишу Ctrl.

Для настройки единиц измерения и точности построения перейти в меню Окно и выбрать Данные модели или на стандартной панели выбрать символ

– (i) Данные модели. В открытом диалоговом окне Данные модели выбрать Единицы (Units) и установить единицы длины: формат (Десятичный (Decimal), Миллиметры (Millimeters)) и точность измерения (Рис.4).

7

Рис.3

Рис.4 Данные модели

Рис.5 Стандартная панель в перемещаемом виде

Информация о точности измерений отображается в правой нижней части экрана при работе с инструментами - Поле контроля значения» (Рис.1).

Использование панели инструментов Слои позволяет облегчить процесс моделирования сложных объектов и обеспечивает привычную работу по слоям, которая используется в большинстве графических редакторах.

1.3 СОЗДАНИЕ, СОХРАНЕНИЕ И ОТКРЫТИЕ ПРОЕКТОВ. ФОРМАТЫ ДАННЫХ. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ

1.3.1 СОЗДАНИЕ НОВОГО ПРОЕКТА

Новый проект создается с помощью команды Создать из основного меню программы Файл, универсальной комбинацией клавиш <Ctrl> + <N>, кнопкой на Стандартной панели. Параметры проекта в новом файле устанавливаются по умолчанию, для сохранения параметров пользователя можно использовать систему шаблонов (версия программы PRO).

8

Сохранение проекта

Для сохранения проекта в Sketch Up используются две стандартные команды из меню «Файл»:

-«Сохранить» сохраняет проект в текущем формате под прежним именем и в прежней папке;

-«Сохранить как» позволяет сохранить альтернативную версию проекта под другим именем, в другой папке или в другом формате.

Универсальная комбинация клавиш для сохранения <Ctrl> + <S>.

Для сохранения проекта можно использовать соответствующую кнопку на Стандартной панели.

Экспорт, импорт данных (расширенные функциональные возможности в SketchUp Pro)

Импорт данных

Sketch Up позволяет импортировать данные 3DS непосредственно в модели. Есть также возможность импорта растровых форматов JPG, TIFF, PNG, TGA (поддержка альфа-канала) и форматов файлов используемых в САПР DWG/DXF, формат PDF.

Файлы растровых форматов могут быть использованы в качестве фототекстур при создании фотореалистичных моделей зданий, дизайна упаковок и др. объектов, непосредственно для оцифровки фасадов и периметров зданий, т.е. восстановление трехмерного объекта по фотографии (создания 3D моделей).

Вчисло поддерживаемых элементов САПР входят: линии, дуги, окружности, полилинии, грани, объекты с толщиной, 3D-грани и вложенные блоки. Также поддерживаются слои САПР. При импорте происходит перевод элементов файла в объекты Sketch Up.

Есть возможность импорта цифровых моделей рельефа (DEM). В программе поддерживаются два основных формата USGS DEM и SDTS.

Экспорт

Вформаты DXF и DWG, 3DS, OBJ, XSI, FBX, EPS, PDF, VRML, EPiX,

DAE , а также экспорта в анимацию.

SketchUp позволяет экспортировать растровые изображения TIFF, JPEG и PNG площадью до 10000 пикселов, что позволяет получить изображение, которое можно отправить по электронной почте, опубликовать в качестве документа или спроектировать на стену.

9

1.3.2 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ

Как и во многих других программных продуктах, работа в SketchUp может быть организована по слоям (Окно/ Слои).

Эта возможность, прежде всего, важна при создании сложных моделей для обеспечения порядка в работе и предотвращения путаницы в сложной геометрии модели.

Менеджер слоев (Layers ) показывает все слои модели, их видимость (Рис. 6). Слой0 создается по умолчанию при создании любого проекта. Его нельзя удалить.

Рис. 6

Чтобы переместить объекты или их части из одного слоя в другой необходимо выбрать эти объекты, в контекстном меню выбрать пункт Данные объекта. В появившемся диалоговом окне выбрать слой, в который необходимо переместить объект (Рис. 7).

Примечание. Все объекты созданные на Слое0, которые принадлежат группе или компоненту, относящейся к другому слою, при отключении видимости Слоя0 останутся видимыми. При отключении видимости любого другого слоя все объекты, созданные на данном слое, станут невидимыми.

Рис. 7

Упорядочить работу при сложной геометрии моделей также позволяет Структуризатор (Outline) (Окно/ Структуризатор) (Рис. 8).

С помощью Структуризатора можно рассматривать иерархию Групп и Компонентов в виде иерархического дерева. Это очень удобно для

10