Какие программы нужны архитектору?

Стоит признать: архитектурное образование в нашей стране архаично. Оно занимает существенный временной пласт в жизни, и иногда дело не ограничивается только институтом, к нему присоединяется ещё колледж. Немалую часть времени там учат дисциплинам, которые часто, хоть интересны, но в будущей работе не нужны.

Например, навыки имитации вручную различных материалов, умение делать “отмывку” (что, кстати, некоторым студентам приносит массу удовольствия) или чертить тушью. Хотя, понимание самих принципов «отмывки» будет не лишним: не как она выполняется технически, а как выглядят планы относительно друг друга. Их часто применяют, работая в программах, чтобы «на выходе» получить «красивую» архитектурную подачу.

Важно понимать, что, когда вы выйдете за порог образовательного учреждения, от вас будет требоваться умение работать в большом количестве программ. Этого никак не избежать. И, на самом деле, если есть возможность изучить их будучи студентом, рациональнее сделать это. В МАрхИ, например, изучение программ вынесено в специальные факультативы.

В этой статье мы пройдёмся по основным программам, которыми в работе пользуются архитекторы. Их можно, условно, разделить на три категории: 

  • Программы для создания чертежей
  • Программы для создания объёмных моделей и/или получения с них красивых изображений;
  • Программы для редактирования изображений.

Почти все программы для проектирования, которыми пользуются современные архитекторы, также включают в себя возможности для создания трехмерных моделей. К сожалению, не все они удачно реализованы. Поэтому, на практике, знание одной или даже двух программ (например, программы для проектирования со встроенным модулем визуализации и программы для редактирования полученных изображений), редко бывает достаточным. Приходится изучать дополнительные.

************

Самые популярные пакеты для создания чертежей — Autodesk Autocad, Graphisoft Archicad и Autodesk Revit. По принципу работы они распределяются на:

  • Использующие принципы BIM;
  • Принципы BIM не использующие.

BIM – от английского, «Building Information Model» – Проектирование, главный принцип которого — построение информационной модели.

Рассмотрим на конкретном примере, что это значит.

Архитектору по работе приходится выполнять огромное количество задач. В большинстве проектов он работает совместно со смежными специалистами: инженерами, пожарными и т.д. При классическом подходе работа с большим количеством сетей (развести которые между собой непросто) и с участием многих специалистов сильно осложнена. Если отсутствует трехмерная модель, то ”дирижирование” сетями осуществляется лишь в двух проекциях: на планах и разрезах.

Вторая проблема – чертежи не синхронизируются. Сдавать проект нужно, как правило, «вчера». Конструкторы, архитекторы и инженеры делают свои задачи параллельно. И если кто-то из них вносит правки – важно, чтобы эта информация моментально появлялась и у других. Иначе, разделы друг с другом не состыкуются: например конструкторы разработали то, что нужно под фундамент, а он уже давно стал на 5 метров длиннее и на 4 метра уже. На архитектурных чертежах это нанесли, а на конструкторских – нет.

В случае BIM подхода к проектированию эти ошибки исключены. Архитектор чертит проекции. Тут же из этих чертежей получает 3д модель. Соответственно, если передвинул на плане стенку – она автоматически передвинется и на фасаде и на 3д изображении. В этой же модели работает конструктор. В ней же строят сети инженеры. Соответственно, не возникает проблем с синхронизацией информации и всё получается наглядно. Идея хороша, как коммунизм.

На деле это применимо, если люди, работающие над проектом (в том числе подрядчики со стороны), делают все в одной программе. Но программы, во многом, пока еще не доработаны. Еще одна проблема — потеря гибкости. Ведь, например, чтобы создать наружную стену, нужно подробно расписать: из чего она будет состоять, какие толщины будут у каждого компонента, как она будет состыковываться с другими стенами и т.д.

В программе, предназначенной исключительно для 3д моделирования, эту стену можно условно обозначить одной плоскостью, при этом, весить сама модель будет немного. А в случае с BIM методом модель будет иметь серьёзное количество лишних деталей, следовательно, больше информации, и “рендериться” (формироваться конечные изображения) будет куда дольше. Но на самом деле, информация эта нужна не на всех стадиях. Иногда требуется простая “оболочка” дома. Это как при классическом проектировании в 2д проекции стену начертить можно всего лишь двумя линиями… Но, если проект большой, и занятые в нём сотрудники работают в одной программе – в BIM — процесс становится эффективнее.

Основные программы, использующие BIM — Graphisoft Archicad и Autodesk Revit. Изучить их будет нелишним. Несмотря на то, что в этих программах есть некоторые недоработки, со временем процесс будет усовершенствован. Знание этих программ часто требуется при трудоустройстве. 

Autocad принципы BIM не используют, но его также желательно знать. В нём часто работают инженеры, и присылают чертежи в его формате. Конечно же, эти чертежи можно открывать через другие программы, но велика вероятность искажений. К тому же, Autocad близок по логике к классическому черчению. В других аналогичных программах действий часто приходится совершать больше.

Минусы Autocad вытекают из плюсов: все проекции приходится чертить отдельно, а автоматизация минимальна. Последняя сильно зависит от фантазии и уровня технического развития пользователя. Подчас, чтобы автоматизировать какую-то функцию, приходится писать целую программу.

************

Вторая категория программ, которыми часто пользуются архитекторы – для создания объёмных моделей или, по-другому, для 3д визуализации.

Как уже было написано выше, модули для построения трёхмерных моделей есть в большинстве программ для проектирования, но там они создаются отчасти автоматически, и качество картинки страдает. Поэтому конечные изображения заказчики предпочитают получать в пакетах, предназначенных конкретно для 3д графики. Так картинка получается качественнее и реалистичнее. Плюс, если трёхмерная модель создавалась изначально в 3д пакете, то скорость получения конечных «красивых» изображений часто выше, чем если модель переносится из пакета для проектирования. Работать с ней, оптимизировать, подстраивать под свои нужды, тоже проще.

Самыми популярными программами среди архитекторов для создания 3д визуализаций являются Autodesk 3d max и Google Sketchup. Хотя есть и менее популярные программы, например, для работы с параметрическими данными или для 3д скульптинга.

Autodesk 3d max – пакет, изначально предназначавшийся для создания мультфильмов, со временем, плотно занял нишу архитектурной визуализации. Программа богата на возможности для создания практически чего угодно, в ней возможно делать анимацию. Так, некоторые известные студии визуализации делают ролики исключительно в 3d max.

Автор визуализации Кондратьев Н. Б.

Вернемся к архитектуре. С помощью дополнительных модулей для рендеринга в 3d max легко получить фотореалистичные изображения. Поскольку, работа может вестись на низком уровне – то есть на уровне редактирования точек, рёбер и полигонов, то вы сами контролируете проработанность и структуру объекта. Проблем со скоростью получения картинок, а также в перекидывании объектов в другие пакеты для доработки, как правило, не возникает.

Из минусов стоит отметить весомый размер файлов, который, впрочем, можно оптимизировать. Стоит отметить, что для кого-то этот программный продукт будет сложен в освоении.

Google Sketchup был создан под Google Earth. Программа позволяла создавать трёхмерные объекты с малым количеством полигонов, которые подгружались в карту и давали общее представление о зданиях и сооружениях мира. Идея стала востребованной — ведь любой человек мог сделать, например, свой дом в объёме, и его видели остальные пользователи карты. Сейчас возможности программы существенно расширились. Теперь туда можно подгружать модули для качественного рендеринга, реалистиные деревья, траву, то есть она превратилась в полноценный 3д пакет для визуализации. Из-за простоты освоения программа очень популярна у архитекторов.

Автор визуализации Кондратьев Н.Б.

Это пример работы, сделанной в Sketchup. Требовалось отправить задание в фирму-изготовитель габеонов. Времени на это было крайне мало и Sketchup был выбран из-за скорости и возможности проставления в нем размеров. 

Из минусов: меньший уровень контроля за топологией модели. Это значит, что в том же 3d max контролируется расположение всех элементов построения модели и, если вы ее правильно сделали, она будет легкая в рендере и редактировании, то в Sketchup это идет как дополнительная функция. Вы просто ”лепите” модель из объемных элементов. Пока работа ведется внутри Sketchup – проблем нет. В случае, если нужно модель перенести потом в другой пакет – они возникают. Также, в Sketchup меньше возможностей, чем в 3d max, но расширенные могут вам никогда не пригодиться.

Стоит пройтись по теме параметризации и моделированию при помощи алгоритмов. Хотя на практике работать с объектами, спроектированными таким образом, приходится нечасто. Эта тема больше применима для различных концептов и при проектировании малых архитектурных форм.

Ряд программ позволяет создавать модели не методом “лепки” из крупных деталей или же на уровне точек и полигонов – а методом формул. Например, мы создаем плоскость фасад, которая, в свою очередь, состоит из точек, ребер и полигонов. Применяя различные модификации и систематические искажения этой сетки, прописанные созданным нами алгоритмом, мы получаем красивый и “живой” ритмический рисунок, допустим, окон.

Пример параметрического фасада. 

Из программ, работающих таким образом, можно выделить связку Rhinoceros 3d + Grasshopper, с прямым взаимодействием и переносом с Archicad, что позволяет создавать планы и разрезы на базе придуманной в этих программах форме.

Также хочется упомянуть такую замечательную программу, как Houdini FX. Там можно прописывать взаимодействие чего угодно с чем угодно и подставлять любые формулы куда только заблагорассудится. Но она сложнее для изучения, чем другие перечисленные программные продукты. К тому же, создана она, в первую очередь, для анимации и работают в ней, соответственно, специалисты по 3д графике в кино. Для стандартных архитектурных задач она слабо применима.

************

Пройдемся немного по 3д скульптингу. Самым популярным программным продуктом в этой сфере можно назвать Pixologic: Zbrush. Это высокополигональное моделирование “вручную”. Позволяет в полной мере имитировать лепку из различных материалов. В особенности если работать с графическим планшетом. Также часто применяется в кино, а в архитектуре — редко. Но в ряде случаев придает эффект реалистичности конечному результату. Например, с помощью нее удобно корректировать рельеф, создавать старую кладку, «делать» разрушения частей здания – например, в интерьерах в стиле лофт. 

************

Среди программ для редактирования изображений самыми популярными среди архитекторов являются Adobe Photoshop и Adobe lightroom. Эти программы обязательны для изучения. Они несложные, интуитивно понятные и без них работать будет тяжело.

Adobe Photoshop имеет серьезный функционал по обработке растровых изображений. Любые манипуляции с ними, наброски, работа с 3д панорамами, подключение многочисленных дополнительных модулей – все это возможно в новых версиях системы. 

Adobe lightroom удобен для быстрого редактирования. Позволяет редактировать изображения пакетно, применяя одинаковые действия к нескольким картинкам сразу.

Вот, пожалуй, и весь основной арсенал. Сейчас все большую популярность приобретают различные “движки”. Когда проект можно переносить в трехмерную реальность, показывать клиентам в шлемах и очках и сам заказчик может менять в проекте какие-то запрограммированные, вещи. Например, схемы освещения, плитку или цвет обоев, “гулять” по виртуальному объекту и представлять себя в нем. Из таких движков хочется выделить Unreal Engine 4 и Unity. Каждая обладает большими возможностями и каждая достойна изучения.