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 еще 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 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 постараемся пройтись 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.