CADmaster

Все 70 лет советской власти нам была предоставлена замечательная возможность не иметь представления даже о внешнем виде топокарты. «…Но слава богу, — как говорит Жванецкий, — эти времена прошли…». Кажется, прошли, почти, уже…

Как утверждает статистика, 70−80 процентов людей читать карты не умеют. Причина — незнание условных знаков топографических карт или отсутствующее напрочь пространственное воображение. Если первое исправить можно, то второе — с трудом.

Читая обычную карту, вы мысленно стараетесь преобразовать этот черный прямоугольничек в стоящее рядом с вами здание. И вот уже почти получилось. Но тут вы замечаете, что прямоугольничек в соседнем квартале также прекрасно преобразуется в это же здание, да и через два квартала тоже… Вы пытаетесь взлететь, чтобы увидеть ЭТО сверху, но крылья почему-то не растут. Хотя, конечно, можно пользоваться языком. Он, как известно, доведет.

Еще в эпоху, когда гусиное перо заменяло «мышь», а пергамент — монитор, картографы, сочиняя план, для наглядности изображали немасштабные картинки гор, лесов, городов.

С трехмерной картой путешествовать гораздо проще: «Ага! Вот эта четырнадцатиэтажка: ба: вон труба торчит. Да, компас мне не нужен — и так понятно. Щас найду красненькое здание. Сколько там этажей? Пять. Стоп, так в это ОКНО мне как раз и надо…».

Еще в эпоху, когда гусиное перо заменяло

Недостатки? Конечно, есть. Масштабы по всем направлениям (в пределах 0−180°) разные, но они есть, и абсолютно точные, т.е. карта измерительная (можно воспользоваться линейкой с интерактивной шкалой).

Еще. Сориентировать карту на север можно. Но что делать, если вы стоите так, что она оказывается вверх ногами? Тут вы вряд ли что-нибудь разберете. Чтобы убедиться, попробуйте сейчас перевернуть журнал…

Все эти недостатки относятся только к твердым копиям (полиграфии, принтерным распечаткам).

Несмотря на проблемы измерения расстояний в плоскости XY, измерение высоты объектов не представляет никакой сложности. Нужна лишь масштабная система координат на карте.

Плановая проекция, полученная с трехмерной модели, — это карта, отвечающая всем требованиям «Инструкции по составлению карт и планов:» соответствующего масштаба, если, конечно, вы будете пользоваться ею при составлении. Получить двумерный план из трехмерного, сами понимаете, очень просто. Лишние слои убрать, щелк… щелк, и готово.

Зарубежные картографы не забыли опыт предков и давно стали издавать трехмерные карты — правда, вычерченные перышком

Зарубежные картографы не забыли опыт предков и давно стали издавать трехмерные карты — правда, вычерченные перышком.

Вот несколько классных примеров: фрагменты карт Стокгольма и Оксфорда. В этих картах есть, конечно, свой шарм. Все такое кривенькое, косоугольненькое, людишки разные ходят.

Создать компьютерную 3D-модель большой территории более трудоемко, нежели вручную нарисовать вид с птичьего полета. Зато какие возможности редактирования! Хочешь, посмотрел отсюда б или отсюда в, а то и вообще поставил «Camera» в окно начальства, а «Target» — на свое рабочее место, для проверки: чем это ты там занимаешься?

Применение AutoCAD для 3D-моделирования позволяет использовать трехмерные карты для построения ГИС. И не надо ничего преобразовывать. AutoCAD MAP, специально предназначенный для создания карт, работает с тем же форматом файла — DWG. Открывая трехмерный проект в AutoCAD MAP и подключая внешние БД, вы получаете трехмерную основу для ГИС.

Когда разработана технология построения, используются написанные на AutoLISP приложения, что упраздняет многие нудные процессы и сокращает время моделирования объектов на порядки.

Представленный фрагмент Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна) нарисован в 1998 году всего за 36 рабочих часов. Правда, с использованием специально написанной для этого LISP-программы построения строений.

Ввел параметры постройки, «OK» щелк, ждем 1 секунду… Дом построен. А то всё спрашивают, спрашивают: «Что нам стоит дом построить?» Сами понимаете: надо вырыть котлован (написать на LISP приложение), а потом строить — за секунду.

Фрагмент города (¼ часть) — Update файла, составленного еще в 1994 году в DOS версии AutoCAD R10 — на 286 AT с 1 Мб «ума». Команду «hide» машина выполняла тогда трое суток. Степень детализации можно увидеть на маленьких тонированных изображениях. Все объекты — действительно детальные 3D-модели, а не кубики с наложенными текстурами. Модель города размером 6×4 км разработана с такой подробностью, что при увеличении карты до 3×2 метра не ощущается потери полиграфического качества изображения.

Изначально правильно сделанный несколько лет назад выбор — логично использовать блоки при построениях — с развитием компьютерной техники и софта дает возможность постепенно заменять их на всё более проработанные фрагменты. Что позволяет в дальнейшем резко поднять уровень детализации карты. Однако в 3D-картографии злоупотреблять детализацией объектов не стоит.

Когда карта готовится под «Render» (Тонирование), на скорость процесса сильно влияет количество «Faces» (Полигонов) объектов. Чем больше, тем дольше. При количестве «Faces» примерно 500  000 и 256 Mб «памяти», время тонирования растет прямо пропорционально. И безобразно нелинейно, если больше.

г. Дубна. Площадка Лаборатории Высоких Энергий (ЛВЭ), Объединенного Янститута Ядерных Исследований (ОИЯИ) и всемирно известный Синхрофазатрон

Наиболее эффектно выглядят карты, тонированные в режиме «Photo raytrace render, with ray traced shadows», но это втрое и больше увеличивает время тонирования, применить его в стандартном виде (без специальных LISP-программ) проблематично.

Если у вас возникают проблемы с тонированием (долго; просто неимоверно долго; AutoCAD покидает вас, не попрощавшись), — посмотрите статистику тонировщика, многое прояснится.

Скромные возможности базисного пакета AutoCAD в создании и использовании источников света также пришлось расширить с помощью LISP-приложений. Например, как вставить в каждый фонарь 3D модели города «лампочку»? Стандартными методами AutoCAD это делается так:
новый источник света →
настройка параметров →
привязка к определенной точке световой опоры.

И так раз пятьсот.

А если надо чуть приглушить яркость или включить/выключить тени? Оптимально было бы сделать источник света частью блока, но в AutoCAD такие фокусы не проходят. Объект «Light» будет присутствовать в блоке, но работать не станет. Посему пришлось из «читателя» стать LISP-писателем.

Приложение Modylight позволяет менять все параметры источников света для группы объектов, используя фильтрацию по одинаковым префиксам, тиражировать один источник в множество. Вот так:

— Ты когда-нибудь видела, как рисуют множество?
- Множество чего?
- А ничего. Просто множество.
(Льюис Кэрролл. «Алиса в стране чудес»)

Первоначальный восторг от Landscape модуля Autovision в AutoCAD (LS) после расстановки 2  500 объектов сменился грустью. Если изначально назвать LS объект «SOSNA» и присвоить ему «image» «BEREZA», то сосна у вас навечно останется березой. То есть в отображении LS-объекта, конечно, будет написано «SOSNA», а вот на тонированной картинке — береза (хорошо хоть не кактус).

Пришлось опять писать сочинение на LISP.

Приложение Lsren выполняет обновление всех Landscape-объектов согласно заданной библиотеке ландшафтных элементов, выводит статистику объектов и несоответствия Landscape-объектов библиотеке, позволяет изменять имена объектов. Таким образом, процесс смены времен года в ландшафте происходит нажатием одной кнопки — это лишь простая замена библиотек.

Немного о твердотельном моделировании в AutoCAD. Засомневавшимся в собственной технологии моделирования автором был проведен эксперимент: фонарный столб, нарисованный первоначально в «Mesh», один в один по тем же кривым был воссоздан в «Solid».

Если вы занимаетесь архитектурным проектированием и моделируете в одном файле 1−2−5 домов, на размер файла можно не обращать внимания. Но если решите нарисовать пятьдесят или того лучше сто твердотельных домов (например, городской район), а потом еще и тонированием заняться, компьютер этого не вынесет.

Если вы решите нарисовать пятьдесят или того лучше сто твердотельных домов (например, городской район), а потом еще и тонированием заняться, компьютер этого не вынесет

Цифры для сравнения: в данной трехмерной карте блоки строений «весят» от 5 до 70 Kб и имеют от 20 до 2500 полигонов. Таким образом объем файла всей карты — 6 Mб, на которые приходится 2  600  000 полигонов.

Вступайте в Союз LISP-писателей — это для профессионалов, ведь макросы пишут только графоманы!

Скачать статью в формате PDF — 1.42 Мбайт