Файл: Учебнометодическое пособие по дисциплине сапр в архитектуре и строительстве для бакалавров направлений подготовки 270100 Архитектура, 270200 Реставрация и реконструкция архитектурного наследия.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 113
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра инженерно-технического проектирования и САПР
ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР SKETCHUP
Учебно-методическое пособие по дисциплине «САПР в архитектуре и строительстве» для бакалавров направлений подготовки:
270100 «Архитектура», 270200 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия», 270300 «Дизайн архитектурной среды», 270900 «Градостроительство»
Казань
2014
2
УДК 004.92
ББК 32.81
Е30
Е30 Графический редактор SketchUp: Учебно-методическое пособие по дисциплине «САПР в архитектуре и строительстве» для бакалавров направлений подготовки: 270100 «Архитектура», 270200 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия», 270300 «Дизайн архитектурной среды», 270900 «Градостроительство» / Сост. Д. А. Егоров. Казань: Изд-во
Казанск. гос. архитект.-строит ун-та, 2014. - 76с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного архитектурно-строительного университета
Учебно-методическое пособие предназначено для начинающих пользователей SketchUp – студентов архитектурно-строительных специальностей ВУЗов и техникумов. Может быть также рекомендовано для работников проектно-строительных организаций, осваивающих основы графического редактора SketchUp самостоятельно или на специализированных курсах. Настоящее Учебно-методическое пособие разработано на основе многолетней практической и учебно-методической работы сотрудников кафедры САПР КГАСУ.
Учебно-методическое пособие может быть использовано для направлений подготовки: 270800.68 - Строительство, 230400.62 -
Информационные системы и технологии, 072500.62 - Дизайн.
Илл.63; библиогр. 3 наим.
Рецензент
Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой
«Информационные системы и технологии в строительстве»
Д.М. Кордончик
УДК 004.92
ББК 32.81
© Казанский государственный архитектурно-строительный университет, 2014
© Егоров Д.А., 2014
3
Содержание
Введение. Общие сведения о компьютерной программе SketchUp
4
Запуск программы. Выбор шаблона настроек.
Интерфейс программы
6
Навигация в сцене. Проекции. Визуальные стили
8
Выделение объектов. Базовые инструменты рисования и
Редактирования
14
Сглаживание ребер. Слои. Вспомогательные, конструкционные инструменты
26
Работа с группами. Компоненты
36
Пересечение поверхностей. Инструменты сплошных тел.
Разрезы и сечения
42
Инструменты для создания и редактирования рельефа
49
Материалы. Текстурирование. Вставка подосновы
53
Согласование перспективы модели с фотографией
59
Освещение модели в сцене
63
Сцены. Анимация
67
Печать
72
Литература
75
4
Введение.
Общие сведения о компьютерной программе SketchUp
Для начала немного истории. SketchUp имеет весьма солидный по меркам «жизни» компьютерных программ возраст - его разработчик, американская компания ©Last Software, с 1999 по 2006 г. выпустила пять версий программы. В 2006 г. SketchUp был приобретен корпорацией
Google, знакомой всем пользователям Интернета, как минимум, по одноименному поисковому сервису. В 2007 г. редактор вышел уже под новым именем - Google SketchUp 6, в 2008 появился первый релиз 7-й версии, а в сентябре 2010 вышел первый релиз 8-й версии. В 2013 г. команда разработчиков пакета SketchUp перешла в руки компании
©Trimble и выпустила новую версию - SketchUp 2013.
Программа доступна в двух вариантах - профессиональном SketchUp
Pro, и бесплатном - SketchUp. Бесплатная версия отличается от Pro рядом функциональных ограничений: недоступен импорт и экспорт файлов са- мого распространенного «конструкторского» CAD формата (DXF, DWG), недоступен экспорт в форматы файлов других 3D и векторных форматов
(3DS, OBJ, PDF, DWG и др.). Таким образом, суть ограничений состоит в том, что «отсечена» возможность обмена векторной графикой и ЗD- моделями со сторонними программами. Кроме того, в бесплатную версию не включены новые (в этой версии) инструменты Solid Tools и две
«партнерские» программы-приложения: LayOut и Style Builder. Но сразу можно заметить, что эти ограничения для начинающего пользователя совершенно не критичны, и можно не только сразу начинать изучение
SketchUp, но и полноценно выполнять практическую работу по моделированию и презентации своих проектов.
Итак, что же такое SketchUp, и в чем его отличие от других, общеизвестных 3D-peдакторов? Изначально «идеология» программы была сформулирована разработчиками ©Last Software как «...оптимальное сочетание элегантности и свободы дизайна «от руки» со скоростью и гибкостью цифровых технологий...», и «3D - для всех!». И эти принципы были блестяще воплощены, прежде всего - в уникальном по простоте, удобству и функциональности интерфейсе, который обеспечивает как быстроту и легкость освоения, так и непревзойденную для ЗD-редактора скорость работы. Благодаря этому SketchUp предоставляет максимальный простор именно для творческой части работы, дает возможность творить, фактически «не отрывая руку от карандаша» при минимальных затратах на технические действия. А отсюда - если для большинства пользователей освоение нового специфического мира ЗD-мoдeлиpoвaния неизбежно весьма трудоемко и длительно, то со SketchUp этой проблемы просто не существует! Буквально в первый раз, открыв программу, пользователь уже
5 через полчаса начинает с увлечением скорее не работать, а играть в моделирование, даже если это его первая 3D-программа.
Сейчас уже, пожалуй, можно сказать, что SketchUp стал родоначальником идеологии целого направления максимально дружественных к пользователю программ, ориентированных именно на простоту, легкость освоения, скорость и удобство работы. Редактор делался, в том числе, для потенциального пользователя, у которого 3D- моделирование - только один (или не основной) из профессиональных инструментов, или вообще просто хобби «для души». Понятно, что в этом случае у него нет необходимости, возможности, да и желания тратить долгие часы на освоение громоздких интерфейсов и огромного числа функций универсальных 3D-редакторов. Характерно, что аналогичный подход сейчас все чаще прослеживается и в новых 3D-редакторах разного назначения. Более того - в некоторых из них можно заметить явные
«скетчаповские» черты в принципах решения интерфейсов и вообще в системе управления. Надо отметить также, что особенно в последние годы явно обозначилась тенденция все более широкого «признания» SketchUp сторонними разработчиками, которые все чаще включают в свои про- граммы или непосредственную поддержку файлов SketchUp, или обмен данными с ним через специальные плагины.
Остается только удивляться, насколько точно в свое время разработчики ©Last Software «попали» в эту востребованную и перспективную «нишу» жанра...
SketchUp, что отражено и в самом его названии (Sketch - эскиз, набросок, Up - вверх) предназначен для эскизного, поискового ЗD- моделирования - изначально и прежде всего - с архитектурной специализацией. Однако на самом деле, благодаря универсальности заложенных в нем механизмов моделирования, возможности и области применения оказались намного шире - SketchUp с успехом используют для разработки разнообразных проектов во всех жанрах дизайна, рекламы, инженерном проектировании, кино- и игропроизводстве... трудно перечислить все.
Интересно проследить историю роста популярности SketchUp у «3D- общественности». Довольно долго со SketchUp был знаком только узкий круг специалистов, в основном - архитекторов, а у нас в стране он оставался практически неизвестным. К тому же «дружественность» интерфейса программы, как ни парадоксально, иногда работает на
«негатив» - создает при первом поверхностном знакомстве впечатление несерьезного, даже неполноценного редактора. На самом же деле за обманчивой простотой, даже «игрушечностью» интерфейса (в т.ч. в названиях некоторых инструментов) скрываются как замечательные возможности для решения практически всех задач низкополигонального
6
ЗD-моделирования, так и высокая точность построений уровня профес- сиональных CAD (Систем компьютерного проектирования) редакторов.
И конечно, явный скачок роста популярности SketchUp произошел с момента «привязки» программы к интернет-проектам компании Google
3D-модели (http://SketchUp.Google.com/3dwarehouse/) и Google планета
Земля (http://earth.Google.com/intl/ru/). Для взаимодействия с этими проектами в SketchUp были встроены специальные опции и инструменты.
Запуск программы. Выбор шаблона настроек.
Интерфейс программы
Запуск программы
Для запуска программы необходимо кликнуть на ярлыке программы, находящемся на рабочем столе, или выбрать через стандартную процедуру
Windows: «Пуск» > «Все программы» > «SketchUp».
Выбор шаблона настроек
После запуска программы открывается рабочее пространство
SketchUp и в его центре - открытое Окно-приглашение (Welcome to
SketchUp), в котором необходимо в разделе шаблон (Choose Template) выбрать архитектурный шаблон для работы (Architectural Design -
Millimeters). Этот выбор предполагает, что мы будем работать в реальных физических измерениях и величинах, соответствующих российским стандартам.
Интерфейс программы
Итак, интерфейс программы состоит из следующих полей: 1 - главное меню, 2 - кнопочные панели, 3 - окно моделирования (сцена), 4 - строка состояния, 5 - измеритель (рис. 1).
При желании можно включить или отключить любую кнопочную панель. Для этого необходимо в верхнем меню выбрать: «Вид» (View) >
«Панели инструментов» (Toolbars...). В открывшемся диалоговом окне поставить или убрать необходимые галочки и нажать «ОК».
«Захватив» панель инструментов (за заголовочную часть), можно втя- нуть ее внутрьОкна моделирования. Теперь у панели (за стрелки на углах и сторонах) можно изменить пропорции, «перетащить» в любое место или
«причалить» к любой из границ окна. Впрочем, надо заметить, что и по умолчанию размещение панелей инструментов вполне рационально, так что изменение этого стандартного порядка вряд ли имеет смысл без особой необходимости...
7
Теперь рассмотрим, что находится в Окне моделирования.
Рис. 1
Персонаж, который стоит в точке пересечения осей, расположен в сцене вполне умышленно. Он имеет «правильный» среднестатистический
«рост» 1,7 м, а потому на начальном этапе построения (в пустой сцене) может быть использован как приблизительный «измеритель масштаба» объектов нашего виртуального мира. Впрочем, никакой особой необходимости в его присутствиинет, поскольку на самом делеSketchUp имеет мощные специальные механизмы точных измерений. Так что оставить ее «жить в сцене» или сразу удалить - дело личных предпочтений.
Теперь рассмотрим цветные линии осей. ВSketchUp традиционного буквенного обозначения осей нет, здесь они имеют простое цветовое кодирование. Ось «X» представлена сплошной (положительные значения) и точечной (отрицательные значения)(red) красной линией. Аналогично, оси:«Y» - зеленой (green), «Z» - синей (blue) линиями. Плоскость, на ко- торой пересекаются красная и зеленая ось(X и Y), образует(ground plane)
- «землю», а величины по оси «Z» определяют «подъем или спуск» относительно уровня «земли».
Еще один очень удобный механизм интерфейсаSketchUp - контекстные меню, которые вызываются кликомправой клавишей мыши
(контекстным кликом) на элементах (объектах) построений. В основном эти меню дублируют пункты текстовых меню и кнопки инструментов
8
(хотя некоторые опции вызываются только таким образом), и обеспечивают очень быстрый и удобный доступ к нужным опциям.
Главный принцип их работы - содержание контекстных меню изменяется в зависимости от конкретного контекста и показывает все опции, возможные именно с ним (выбранным объектом) в данный момент. В связи с этим работа с контекстными меню будет рассматриваться далее
«по ходу» конкретных задач, ситуаций и опций.
Таким образом, пользователь по своим предпочтениям может пользоваться несколькими альтернативными, наиболее удобными и привычными для него, способами работы с интерфейсом.
Навигация в сцене. Проекции. Визуальные стили
Кнопки для управления изображением на экране находятся на главной панели инструментов (рис. 2).
Рис. 2
Pan (Панорамирование)
Инструмент перемещения камеры в плоскости экрана только влево, вправо, вверх, вниз. Нетрудно заметить, что это полный аналог такого же инструмента 2D-редакторов, поскольку здесь доступна манипуляция камерой только в некой плоскости, т.е. в двух измерениях.
Zoom (Лупа)
Инструмент увеличения (при движении курсора вверх по экрану) или уменьшения (движение курсора вниз по экрану) изображения объекта - т.е. приближения/удаления. Фактически - имитация операторских приемов
«наезда» и «отъезда» камеры на/от «актера» или работы с зуммированием объектива, знакомым всем по работе с фотокамерой.
Важный момент, который следует запомнить сразу и учитывать в применении инструментов камеры - центр приложения их действия (точка
9 нацеливания взгляда) по умолчанию определяетсяпозицией курсора в сцене в данный момент.
Надо иметь в виду, что иногда проявляется характерная особенность в работе «Zoom» – если в этот момент курсор находится в пустом поле сцены, инструмент реагирует очень «вяло», почти перестает действовать, поскольку как бы теряет «точку отсчета» пространства сцены. Решение проблемы простое - перед зуммированием перемещаем курсор на ближайший видимый объект.
Еще одна функция инструмента, управляющая параметрамиобъектива нашей виртуальной камеры – «Field of View» (FOV - поле зрения). Заметим, что при этом сама камера уже не перемещается, т.е. находится в фиксированном положении, хотя визуально происходит как бы приближение/удаление наблюдаемого объекта. Опция включается удержа- нием клавиши«Shift», и позволяет расширять (движением курсором вверх) или сужать (движением курсором вниз) ширину поля взгляда. «FOV» фактически имитирует изменение фокусного расстояния реального объектива - мы как бы получаем возможность менять обычный объектив, например, на «широкоугольный». Описывать, как проявляется изменение
«FOV», не имеет смысла - просто попробуйте инструмент в действии, рассматривая какой- либо объект, а еще наглядней - в сочетании с «Zoom».
Так же для камеры работает механизм назначения точных числовых параметров «FOV», например, в градусах«45 deg», или в фокусном расстоянии«35 mm», что эквивалентно фокусному расстоянию реального
35мм объектива. Задать эти значения можно в строке «Измеритель».
Orbit (Вращение)
Инструмент вращения камеры вокруг«Target» - точки нацеливания взгляда. При этом мы как бы «объезжаем с камерой в руках» на фиксированном расстоянии вокруг этой точки, постоянно удерживая взгляд на ней.
По умолчанию камера удерживается в вертикальном (относительно
«земли») положении, но при необходимости с нажатой клавишей«Ctrl» ось камеры можно отклонить на любой угол, т.е. наклонить ее относительно линии горизонта. Впрочем, необходимость такого рода манипуляций, во всяком случае, на этапе построений, практически не встречается.
Если вращать камеру, одновременно нажав и удерживая клавишу
«Shift», временно переключаемся в другой инструмент - панорамирования
«Pan».
И еще один, очень существенный для удобства и скорости работы момент.«Pan»,«Zoom» и «Orbit» находятся в работе постоянно, а потому имеет смысл пользоваться не пунктами главного меню и даже не кнопками
10 на панели инструментов, а их альтернативой, назначенной наколесико мышки. Смысл и преимущество такого варианта - возможностьвременного переключение на функции камеры из любого другого инструмента без выхода из него! Скажем, при рисовании«Line» (линия) может потребоваться по ходу изменить обзор объекта под курсором (например, приблизить изображение для обеспечения точности) - переходим на работу со средней кнопкой (колесиком). При этом инструмент рисования остается активным, и как только отпускаем«скролл» (выходим из«Zoom»), можем продолжать (завершать) рисование тем же инструментом«Line».
Zoom Window (Окно увеличения)
Инструмент показа границ окна просмотра
(увеличения)
«растягивающимся» прямоугольником выбора. Также как и«Pan», фактически полный аналог такого же инструмента 2D графических редакторов.
Zoom Extents (Показать все)
Инструмент для отображения всех объектов сцены одновременно.
Очень полезен в ситуациях, когда требуется восстановить потерянную ориентацию в сцене после каких-либо случайных или неудачных манипуляций с камерой или после импорта очень больших объектов.
Далее следуют два также очень нужных инструмента, позволяющих
«вернуться» к предыдущему/последующему «взгляду». Это возможно, поскольку каждое действие с инструментами камеры (вход/выход из вида, установки точки взгляда) автоматически фиксируются и запоминаются программой, как последовательные шаги.
Previous (Предыдущий вид)
Инструмент пошаговой отмены последней (текущей) установки точки взгляда и возврата к предыдущей.
Next (Следующий вид)
Инструмент пошаговой отмены последней (текущей) установки точки взгляда и перемещения к последующей.
Position Camera (Позиция камеры).
Look Around (Смотреть вокруг)
Эти два инструмента (рис. 3)работают чаще всего в паре и используются для установки камеры (точки взгляда) в назначенное место в сцене, на определенной высоте и с определенным направлением взгляда, что позволяет применять их для контроля (имитации) обзора сцены с точки зрения находящегося в этом месте наблюдателя.
11
Рис. 3
Для установки камеры выполните следующие шаги:
1. Кликаем на кнопке инструмента«
1 2 3 4 5 6 7 8
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра инженерно-технического проектирования и САПР
ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР SKETCHUP
Учебно-методическое пособие по дисциплине «САПР в архитектуре и строительстве» для бакалавров направлений подготовки:
270100 «Архитектура», 270200 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия», 270300 «Дизайн архитектурной среды», 270900 «Градостроительство»
Казань
2014
2
УДК 004.92
ББК 32.81
Е30
Е30 Графический редактор SketchUp: Учебно-методическое пособие по дисциплине «САПР в архитектуре и строительстве» для бакалавров направлений подготовки: 270100 «Архитектура», 270200 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия», 270300 «Дизайн архитектурной среды», 270900 «Градостроительство» / Сост. Д. А. Егоров. Казань: Изд-во
Казанск. гос. архитект.-строит ун-та, 2014. - 76с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного архитектурно-строительного университета
Учебно-методическое пособие предназначено для начинающих пользователей SketchUp – студентов архитектурно-строительных специальностей ВУЗов и техникумов. Может быть также рекомендовано для работников проектно-строительных организаций, осваивающих основы графического редактора SketchUp самостоятельно или на специализированных курсах. Настоящее Учебно-методическое пособие разработано на основе многолетней практической и учебно-методической работы сотрудников кафедры САПР КГАСУ.
Учебно-методическое пособие может быть использовано для направлений подготовки: 270800.68 - Строительство, 230400.62 -
Информационные системы и технологии, 072500.62 - Дизайн.
Илл.63; библиогр. 3 наим.
Рецензент
Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой
«Информационные системы и технологии в строительстве»
Д.М. Кордончик
УДК 004.92
ББК 32.81
© Казанский государственный архитектурно-строительный университет, 2014
© Егоров Д.А., 2014
3
Содержание
Введение. Общие сведения о компьютерной программе SketchUp
4
Запуск программы. Выбор шаблона настроек.
Интерфейс программы
6
Навигация в сцене. Проекции. Визуальные стили
8
Выделение объектов. Базовые инструменты рисования и
Редактирования
14
Сглаживание ребер. Слои. Вспомогательные, конструкционные инструменты
26
Работа с группами. Компоненты
36
Пересечение поверхностей. Инструменты сплошных тел.
Разрезы и сечения
42
Инструменты для создания и редактирования рельефа
49
Материалы. Текстурирование. Вставка подосновы
53
Согласование перспективы модели с фотографией
59
Освещение модели в сцене
63
Сцены. Анимация
67
Печать
72
Литература
75
4
Введение.
Общие сведения о компьютерной программе SketchUp
Для начала немного истории. SketchUp имеет весьма солидный по меркам «жизни» компьютерных программ возраст - его разработчик, американская компания ©Last Software, с 1999 по 2006 г. выпустила пять версий программы. В 2006 г. SketchUp был приобретен корпорацией
Google, знакомой всем пользователям Интернета, как минимум, по одноименному поисковому сервису. В 2007 г. редактор вышел уже под новым именем - Google SketchUp 6, в 2008 появился первый релиз 7-й версии, а в сентябре 2010 вышел первый релиз 8-й версии. В 2013 г. команда разработчиков пакета SketchUp перешла в руки компании
©Trimble и выпустила новую версию - SketchUp 2013.
Программа доступна в двух вариантах - профессиональном SketchUp
Pro, и бесплатном - SketchUp. Бесплатная версия отличается от Pro рядом функциональных ограничений: недоступен импорт и экспорт файлов са- мого распространенного «конструкторского» CAD формата (DXF, DWG), недоступен экспорт в форматы файлов других 3D и векторных форматов
(3DS, OBJ, PDF, DWG и др.). Таким образом, суть ограничений состоит в том, что «отсечена» возможность обмена векторной графикой и ЗD- моделями со сторонними программами. Кроме того, в бесплатную версию не включены новые (в этой версии) инструменты Solid Tools и две
«партнерские» программы-приложения: LayOut и Style Builder. Но сразу можно заметить, что эти ограничения для начинающего пользователя совершенно не критичны, и можно не только сразу начинать изучение
SketchUp, но и полноценно выполнять практическую работу по моделированию и презентации своих проектов.
Итак, что же такое SketchUp, и в чем его отличие от других, общеизвестных 3D-peдакторов? Изначально «идеология» программы была сформулирована разработчиками ©Last Software как «...оптимальное сочетание элегантности и свободы дизайна «от руки» со скоростью и гибкостью цифровых технологий...», и «3D - для всех!». И эти принципы были блестяще воплощены, прежде всего - в уникальном по простоте, удобству и функциональности интерфейсе, который обеспечивает как быстроту и легкость освоения, так и непревзойденную для ЗD-редактора скорость работы. Благодаря этому SketchUp предоставляет максимальный простор именно для творческой части работы, дает возможность творить, фактически «не отрывая руку от карандаша» при минимальных затратах на технические действия. А отсюда - если для большинства пользователей освоение нового специфического мира ЗD-мoдeлиpoвaния неизбежно весьма трудоемко и длительно, то со SketchUp этой проблемы просто не существует! Буквально в первый раз, открыв программу, пользователь уже
5 через полчаса начинает с увлечением скорее не работать, а играть в моделирование, даже если это его первая 3D-программа.
Сейчас уже, пожалуй, можно сказать, что SketchUp стал родоначальником идеологии целого направления максимально дружественных к пользователю программ, ориентированных именно на простоту, легкость освоения, скорость и удобство работы. Редактор делался, в том числе, для потенциального пользователя, у которого 3D- моделирование - только один (или не основной) из профессиональных инструментов, или вообще просто хобби «для души». Понятно, что в этом случае у него нет необходимости, возможности, да и желания тратить долгие часы на освоение громоздких интерфейсов и огромного числа функций универсальных 3D-редакторов. Характерно, что аналогичный подход сейчас все чаще прослеживается и в новых 3D-редакторах разного назначения. Более того - в некоторых из них можно заметить явные
«скетчаповские» черты в принципах решения интерфейсов и вообще в системе управления. Надо отметить также, что особенно в последние годы явно обозначилась тенденция все более широкого «признания» SketchUp сторонними разработчиками, которые все чаще включают в свои про- граммы или непосредственную поддержку файлов SketchUp, или обмен данными с ним через специальные плагины.
Остается только удивляться, насколько точно в свое время разработчики ©Last Software «попали» в эту востребованную и перспективную «нишу» жанра...
SketchUp, что отражено и в самом его названии (Sketch - эскиз, набросок, Up - вверх) предназначен для эскизного, поискового ЗD- моделирования - изначально и прежде всего - с архитектурной специализацией. Однако на самом деле, благодаря универсальности заложенных в нем механизмов моделирования, возможности и области применения оказались намного шире - SketchUp с успехом используют для разработки разнообразных проектов во всех жанрах дизайна, рекламы, инженерном проектировании, кино- и игропроизводстве... трудно перечислить все.
Интересно проследить историю роста популярности SketchUp у «3D- общественности». Довольно долго со SketchUp был знаком только узкий круг специалистов, в основном - архитекторов, а у нас в стране он оставался практически неизвестным. К тому же «дружественность» интерфейса программы, как ни парадоксально, иногда работает на
«негатив» - создает при первом поверхностном знакомстве впечатление несерьезного, даже неполноценного редактора. На самом же деле за обманчивой простотой, даже «игрушечностью» интерфейса (в т.ч. в названиях некоторых инструментов) скрываются как замечательные возможности для решения практически всех задач низкополигонального
6
ЗD-моделирования, так и высокая точность построений уровня профес- сиональных CAD (Систем компьютерного проектирования) редакторов.
И конечно, явный скачок роста популярности SketchUp произошел с момента «привязки» программы к интернет-проектам компании Google
3D-модели (http://SketchUp.Google.com/3dwarehouse/) и Google планета
Земля (http://earth.Google.com/intl/ru/). Для взаимодействия с этими проектами в SketchUp были встроены специальные опции и инструменты.
Запуск программы. Выбор шаблона настроек.
Интерфейс программы
Запуск программы
Для запуска программы необходимо кликнуть на ярлыке программы, находящемся на рабочем столе, или выбрать через стандартную процедуру
Windows: «Пуск» > «Все программы» > «SketchUp».
Выбор шаблона настроек
После запуска программы открывается рабочее пространство
SketchUp и в его центре - открытое Окно-приглашение (Welcome to
SketchUp), в котором необходимо в разделе шаблон (Choose Template) выбрать архитектурный шаблон для работы (Architectural Design -
Millimeters). Этот выбор предполагает, что мы будем работать в реальных физических измерениях и величинах, соответствующих российским стандартам.
Интерфейс программы
Итак, интерфейс программы состоит из следующих полей: 1 - главное меню, 2 - кнопочные панели, 3 - окно моделирования (сцена), 4 - строка состояния, 5 - измеритель (рис. 1).
При желании можно включить или отключить любую кнопочную панель. Для этого необходимо в верхнем меню выбрать: «Вид» (View) >
«Панели инструментов» (Toolbars...). В открывшемся диалоговом окне поставить или убрать необходимые галочки и нажать «ОК».
«Захватив» панель инструментов (за заголовочную часть), можно втя- нуть ее внутрьОкна моделирования. Теперь у панели (за стрелки на углах и сторонах) можно изменить пропорции, «перетащить» в любое место или
«причалить» к любой из границ окна. Впрочем, надо заметить, что и по умолчанию размещение панелей инструментов вполне рационально, так что изменение этого стандартного порядка вряд ли имеет смысл без особой необходимости...
7
Теперь рассмотрим, что находится в Окне моделирования.
Рис. 1
Персонаж, который стоит в точке пересечения осей, расположен в сцене вполне умышленно. Он имеет «правильный» среднестатистический
«рост» 1,7 м, а потому на начальном этапе построения (в пустой сцене) может быть использован как приблизительный «измеритель масштаба» объектов нашего виртуального мира. Впрочем, никакой особой необходимости в его присутствиинет, поскольку на самом делеSketchUp имеет мощные специальные механизмы точных измерений. Так что оставить ее «жить в сцене» или сразу удалить - дело личных предпочтений.
Теперь рассмотрим цветные линии осей. ВSketchUp традиционного буквенного обозначения осей нет, здесь они имеют простое цветовое кодирование. Ось «X» представлена сплошной (положительные значения) и точечной (отрицательные значения)(red) красной линией. Аналогично, оси:«Y» - зеленой (green), «Z» - синей (blue) линиями. Плоскость, на ко- торой пересекаются красная и зеленая ось(X и Y), образует(ground plane)
- «землю», а величины по оси «Z» определяют «подъем или спуск» относительно уровня «земли».
Еще один очень удобный механизм интерфейсаSketchUp - контекстные меню, которые вызываются кликомправой клавишей мыши
(контекстным кликом) на элементах (объектах) построений. В основном эти меню дублируют пункты текстовых меню и кнопки инструментов
8
(хотя некоторые опции вызываются только таким образом), и обеспечивают очень быстрый и удобный доступ к нужным опциям.
Главный принцип их работы - содержание контекстных меню изменяется в зависимости от конкретного контекста и показывает все опции, возможные именно с ним (выбранным объектом) в данный момент. В связи с этим работа с контекстными меню будет рассматриваться далее
«по ходу» конкретных задач, ситуаций и опций.
Таким образом, пользователь по своим предпочтениям может пользоваться несколькими альтернативными, наиболее удобными и привычными для него, способами работы с интерфейсом.
Навигация в сцене. Проекции. Визуальные стили
Кнопки для управления изображением на экране находятся на главной панели инструментов (рис. 2).
Рис. 2
Pan (Панорамирование)
Инструмент перемещения камеры в плоскости экрана только влево, вправо, вверх, вниз. Нетрудно заметить, что это полный аналог такого же инструмента 2D-редакторов, поскольку здесь доступна манипуляция камерой только в некой плоскости, т.е. в двух измерениях.
Zoom (Лупа)
Инструмент увеличения (при движении курсора вверх по экрану) или уменьшения (движение курсора вниз по экрану) изображения объекта - т.е. приближения/удаления. Фактически - имитация операторских приемов
«наезда» и «отъезда» камеры на/от «актера» или работы с зуммированием объектива, знакомым всем по работе с фотокамерой.
Важный момент, который следует запомнить сразу и учитывать в применении инструментов камеры - центр приложения их действия (точка
9 нацеливания взгляда) по умолчанию определяетсяпозицией курсора в сцене в данный момент.
Надо иметь в виду, что иногда проявляется характерная особенность в работе «Zoom» – если в этот момент курсор находится в пустом поле сцены, инструмент реагирует очень «вяло», почти перестает действовать, поскольку как бы теряет «точку отсчета» пространства сцены. Решение проблемы простое - перед зуммированием перемещаем курсор на ближайший видимый объект.
Еще одна функция инструмента, управляющая параметрамиобъектива нашей виртуальной камеры – «Field of View» (FOV - поле зрения). Заметим, что при этом сама камера уже не перемещается, т.е. находится в фиксированном положении, хотя визуально происходит как бы приближение/удаление наблюдаемого объекта. Опция включается удержа- нием клавиши«Shift», и позволяет расширять (движением курсором вверх) или сужать (движением курсором вниз) ширину поля взгляда. «FOV» фактически имитирует изменение фокусного расстояния реального объектива - мы как бы получаем возможность менять обычный объектив, например, на «широкоугольный». Описывать, как проявляется изменение
«FOV», не имеет смысла - просто попробуйте инструмент в действии, рассматривая какой- либо объект, а еще наглядней - в сочетании с «Zoom».
Так же для камеры работает механизм назначения точных числовых параметров «FOV», например, в градусах«45 deg», или в фокусном расстоянии«35 mm», что эквивалентно фокусному расстоянию реального
35мм объектива. Задать эти значения можно в строке «Измеритель».
Orbit (Вращение)
Инструмент вращения камеры вокруг«Target» - точки нацеливания взгляда. При этом мы как бы «объезжаем с камерой в руках» на фиксированном расстоянии вокруг этой точки, постоянно удерживая взгляд на ней.
По умолчанию камера удерживается в вертикальном (относительно
«земли») положении, но при необходимости с нажатой клавишей«Ctrl» ось камеры можно отклонить на любой угол, т.е. наклонить ее относительно линии горизонта. Впрочем, необходимость такого рода манипуляций, во всяком случае, на этапе построений, практически не встречается.
Если вращать камеру, одновременно нажав и удерживая клавишу
«Shift», временно переключаемся в другой инструмент - панорамирования
«Pan».
И еще один, очень существенный для удобства и скорости работы момент.«Pan»,«Zoom» и «Orbit» находятся в работе постоянно, а потому имеет смысл пользоваться не пунктами главного меню и даже не кнопками
10 на панели инструментов, а их альтернативой, назначенной наколесико мышки. Смысл и преимущество такого варианта - возможностьвременного переключение на функции камеры из любого другого инструмента без выхода из него! Скажем, при рисовании«Line» (линия) может потребоваться по ходу изменить обзор объекта под курсором (например, приблизить изображение для обеспечения точности) - переходим на работу со средней кнопкой (колесиком). При этом инструмент рисования остается активным, и как только отпускаем«скролл» (выходим из«Zoom»), можем продолжать (завершать) рисование тем же инструментом«Line».
Zoom Window (Окно увеличения)
Инструмент показа границ окна просмотра
(увеличения)
«растягивающимся» прямоугольником выбора. Также как и«Pan», фактически полный аналог такого же инструмента 2D графических редакторов.
Zoom Extents (Показать все)
Инструмент для отображения всех объектов сцены одновременно.
Очень полезен в ситуациях, когда требуется восстановить потерянную ориентацию в сцене после каких-либо случайных или неудачных манипуляций с камерой или после импорта очень больших объектов.
Далее следуют два также очень нужных инструмента, позволяющих
«вернуться» к предыдущему/последующему «взгляду». Это возможно, поскольку каждое действие с инструментами камеры (вход/выход из вида, установки точки взгляда) автоматически фиксируются и запоминаются программой, как последовательные шаги.
Previous (Предыдущий вид)
Инструмент пошаговой отмены последней (текущей) установки точки взгляда и возврата к предыдущей.
Next (Следующий вид)
Инструмент пошаговой отмены последней (текущей) установки точки взгляда и перемещения к последующей.
Position Camera (Позиция камеры).
Look Around (Смотреть вокруг)
Эти два инструмента (рис. 3)работают чаще всего в паре и используются для установки камеры (точки взгляда) в назначенное место в сцене, на определенной высоте и с определенным направлением взгляда, что позволяет применять их для контроля (имитации) обзора сцены с точки зрения находящегося в этом месте наблюдателя.
11
Рис. 3
Для установки камеры выполните следующие шаги:
1. Кликаем на кнопке инструмента«
Position Camera» - в панели статуса появляется подсказка:«Select the camera position» (Выберите
позицию камеры),а в панели«Measurements» (Измеритель) - уста- новленная по умолчанию величина«Hight Offset» (Высота подъема) камеры над «землей» - красно-зеленым планом осей. По умолчанию эта величина установлена, исходя из среднестатистического роста человека. Можно сразу ввести свое значение, то есть, как бы изменить рост наблюдателя, или, по-другому, - поднять/опустить камеру относительно уровня «земли».
Хотя это же можно сделать и позже, после установки камеры на место.
2. Кликаем в нужном месте сцены (например, «земли» или «пола» в интерьере), устанавливая камеру на эту позицию. При этом происходит автоматический переход в режим инструмента«Look Around», в котором при фиксированном (!) положении камеры по месту и высоте над «землей» можем имитировать взгляд человека, стоящего на месте и поворачивающего голову вверх, вниз или вокруг себя по горизонтали, перемещением курсора инструмента в этих направлениях. Или по-другому это можно представить как взгляд через видоискатель камеры, которая установлена и поворачивается в любом направлении на штативе... При этом в панели«Measurements» (Измеритель) видим теперь величину «Eye
Hight» - высоту от земли глаз наблюдателя, которую можно изменить и на этом этапе, а в панели статуса подсказку: «Drag in direction to turn camera»
(Потяните в направлении поворота камеры).
Инструмент«Look Around», естественно, можно включить и отдельно нажатием кнопки инструмента - в любой момент и на любом этапе работы над проектом.
Есть и второй вариант позиционирования камеры и направления взгляда, называемый назначением «целевой» точки, который удобнее всего использовать по принципу «от одного объекта до другого». Для этого:
1. Курсором инструмента «Position Camera» кликаем в точке установки камеры и, удерживая клавишу мышки, перемещаем курсор в целевую точку, то есть куда должен быть направлен взгляд. При этом для контроля появляется точечная тянущаяся линия траектории взгляда.
12 2. Отпустив курсор, перемещаемся в вид сцены из назначенной точки на назначенную точку (объект). При этом также происходит автоматический переход в режим инструмента «Lock Around».
Проекции (виды)
Для удобства моделирования необходимо рассматривать модель с разных сторон. Для этого существуют стандартные ортогональные и перспективные виды (проекции). Переключить проекцию можно через главное меню: «Camera» (Камера) > «Standard Views» (Стандартные
виды), или на панели инструментов «Views» (Виды).
По порядку следования: «Iso»(Изометрия); «Тор» (Сверху); «Front»
(Спереди); «Right» (Справа); «Back» (Сзади); «Left» (Слева). Кроме того, есть еще вид«Bottom» (Снизу), который не представлен кнопкой на панели инструментов (как довольно редко используемый) и доступен только из главного меню«Camera» (Камера) > «Standard Views»
(Стандартные виды)
(рис. 4).
Рис. 4
Состандартными видами связан еще один дополнительный механизм обзора (только из меню«Camera» - камера) - выбор режима взгляда между«Parallel Projections» (Параллельным), в котором все линии вдоль каждой из осей параллельны (т.е. в ортогональных проекциях) или
«Perspective»(Перспективным), с перспективными искажениями (он и включен по умолчанию).
Здесь же, в меню«Camera» (Камера) видим еще один специфический, также условный вариант проекции - «Two-Point
Perspective» (Двухточечная перспектива),который отличается тем, что все вертикали построений параллельны, синей оси и между собой, а перспектива работает только для горизонтальных направлений.
Следствием такого механизма является то, что из инструментов «ручной» камеры работают только«Pan» и «Zoom». При попытке вращение камеры инструментом«Orbit» происходит автоматический выход из этого режима в перспективную проекцию. На практике«Двухточечная перспектива» традиционно применяется в конструкторском и архитектурном проектировании - например, может оказаться наиболее удобной и на-
13 глядной для показа интерьера помещения. Отключение, «снятие галочки» у строк меню«Parallel Projections» и«Two-Point Perspective» равноценно включению, переходу в режим«Perspective».
Визуальные стили
Это типичная практически для всех ЗD-редакторов функция - возможность выбора различных стилей (режимов) отображения поверхностей и ребер, формирующих объекты на экране. Дело в том, что в ряде ситуаций максимально реалистичный вид модели (конечно, наиболее наглядный и «приятный взгляду») может на самом деле создавать проблемы, например, для выбора отдельных элементов. Кроме того, некоторые функции доступны только за счет специальных, «служебных» стилей отображения. И, конечно, один из главных факторов выбора текущего стиля диктуется соображениями рациональной
«загрузки» компьютера, а значит, скорости и комфортности моделирования.
Здесь принцип простой - назначаем минимально достаточный стиль отображения для удобной и быстрой работы в текущей задаче. Существует возможность выбрать или стандартные визуальные стили объектов или настроить их самостоятельно.
Стандартные визуальные стили поверхностей объектов
Выбрать стили можно из главного меню «View» (Вид) > «Face Style»
(Стиль поверхности), а так же на кнопочной панели «Styles» (Стили) (рис. 5).
Рис. 5
Вы можете использовать следующие стили:
- «Shaded with Textures» - тонированный с текстурами (максимальная реалистичность рендеринга);
- «Shaded» - тонированный («окраска» без показа текстур);
- «Hidden Line» - скрытые линии (предыдущий вариант в черно-белом варианте);
- «Monochrome» - бесцветный (отображение лицевого и изнаночного
«Face/Backface» цвета поверхности модели);
- «X-Ray» - полупрозрачность (работает в паре с любым из четырех ранее описанных стилей);
- «Wireframe» - каркас (отображаются только ребра поверхностей);
14
- «Back Edges» - ребра сзади (полупрозрачный режим, альтернативный стилю «X-Ray», также работает в паре с четырьмя первыми стилями).
Стандартные стили ребер
Из главного меню «View» (Вид) > «Edge Style» (Стиль ребер) можно выбрать следующие стили:
- «Display Edges» - показывать ребра (ребра становятся одной стандартной толщины);
- «Profiles» - силуэтные ребра (утолщенные линии только внешних габаритов);
- «Depth Cue» - ребра по глубине (подчеркивание глубины пространства за счет отображения их более жирными на переднем плане, чем на заднем);
- «Extension» - удлинение ребер (удлиняет каждую линию за пределы ее конечных геометрических точек);
- «Back Edges» - ребра сзади (отображает пунктирными линиями противоположные ребра модели).
Настраиваемые визуальные стили
Существует отдельное диалоговое окно, в котором сосредоточено полное, развернутое управление всеми возможностями управления стилями, а фактически - визуализации, рендеринга SketchUp. Открыть его можно через главное меню: «Window» (Окно) > «Styles» (Стили). Здесь находятся три основных раздела:
- «Select» - выбор (позволяет выбрать один из библиотечных стилей, возможно и для дальнейшей настройки);
- «Edit» - редактирование (изменение параметров текущего активного стиля проекта: стиля ребер «Edge», граней «Face», фона «Background», водяного знака «Watermark», цветовой настройки элементов объекта и интерфейса «Modeling»);
- «Mix» - смесь (эта закладка предназначена для создания новых стилей, как комбинации различных категорий настроек из нескольких других стилей коллекции).
Выделение объектов. Базовые инструменты рисования и
редактирования
Select (выбор)
Рассмотрим самый простой случай - кликаем кнопку«Select»
(включаем инструмент), и далее в окне моделирования выбираем какой-
15 либо объект одиночным кликом на нем - он тут же подсвечивается габаритом из синих линий, показывая, что опция выбора состоялась.
Таким образом, производится «единичный» выбор.
Возможен также «множественный» выбор, когда требуется «собрать» вместе несколько объектов. Для этого последовательно, по очереди, кликаем на них с нажатой клавишей«Shift». При этом у стрелки курсора появляются значки «плюс» и «минус», что и подсказывает возможность попеременного добавления или исключения элементов из выбора.
Обратим внимание на использование впрограмме функциональных клавиш(«Shift», «Ctrl», «Alt» на клавиатуре) - далее увидим, что их применение в разных инструментах и опциях и разных сочетаниях не только расширяет вариантность действий, но иногда и превращается в совершенно самостоятельные дополнительные функции.
И еще один вариант выбора рамкой - это «растягивающийся» прямоугольник (от одного угла до противолежащего по диагонали).
Однако вSketchUp он намного «умней» - если строим его, растягиваяслева направо,выбирается только те объекты (или их отдельные элементы), которыеполностью попадают внутрь. А если (внимание!) растягиваемсправа налево - выбирается еще и все то, чтопересекают стороны прямоугольника, т.е. выбирается объект (элемент) целиком, даже если рамкой пересекается только его часть.
И общее правило - текущий выбор будет снят (отменен) при выборе другого объекта, инструмента, или просто кликом в любом пустом пространстве окна моделирования. Заметим, что тот же принцип действует и для всех остальных инструментов.
Выбор в быстрой последовательности
Этот механизм позволяет очень быстро, используя только разное число кликов мышкой на любом из элементов построения отдельного объекта, получать разные результаты выбора:
- одиночный клик (знакомая функция) - выбирается только одиночный элемент под курсором;
- двойной клик (неважно, на поверхности или на любом из ее ребер) - одновременный выбор и этой поверхности, и всех ее ребер;
- тройной клик (на любом элементе построения) - одновременный выбор всех смежных элементов, принадлежащих одному отдельному построению (объекту).
Eraser (Ластик)
Буквальный перевод звучит как «Стиратель», но мы будем использовать более привычное понятие «Ластик». Основное назначение
«Ластика» очевидно - удалять (стирать) ненужные элементы построений.
16
В принципе, без него можно и обойтись, поскольку аналогичное действие над выбранным элементом стандартно выполняет клавиша«Del» клавиатуры. Однако при удалении линий (ребер) он намного удобней - в этом случае достаточно просто провести«Ластиком» (удерживая левую кнопку мышки) поперек линии (или сразу нескольких линий). Есть у него и еще пара дополнительных функций, но поскольку это совсем другая тема
- об этом позже.
Инструменты рисования. Line (линия)
Итак, первый вариант для создания линии: помещаем курсор на сцене в стартовую точку > кликаем > тянем линию > кликаем второй раз, обозначая конечную точку. Есть и второй вариант (если так покажется удобней): кликаем в стартовой точке > тянем линию > отпускаем в конечной точке > в поле «Измеритель» вводим длину отрезка > нажимаем
«ввод». И, конечно, по ходу обращаем внимание на подсказки, сопровождающие рисование: цветная подсветка - рисование параллельно осям. Для завершения рисования нажать «Esc».
Теперь проведем курсором по линии (без кликов) - видим подсказки, всплывающие при попадании на т.н.«контрольные точки».Набор таких точек у разных элементов может различаться.
Рис. 6
Кроме знакомых уже конечных точек, видим«Midpoint» (середина) и«On Edge» (на ребре),т.е. на любой другой (кроме конечных и серединной) точке на линии. Они позволяют легко и абсолютно точно размещать курсор при построениях, поскольку вSketchUpдействует еще один принципиальный механизм - «Snapping» (Привязки) - «прилипания, примагничивания» курсора к контрольным точкам, как только курсор оказывается на неком минимальном расстоянии от них (рис. 6).
Таким образом, с помощью инструмента «Линия», можно нарисовать сложные, разнообразные по форме контуры. Замкнутые контуры автоматически строят внутри себя поверхности.
17
Рис. 7
Цельные линии-ребра при взаимном пересечении или примыкании автоматически разделяются на отдельные «куски» - сегменты в точке пересечения (рис. 7). Цельную поверхность можно разделить на любое число отдельных частей-поверхностей, если рассечь ее линиями от «ребра до ребра». То же произойдет при рисовании новой замкнутой фигуры по поверхности. Соответственно, удаление таких внутренних ребер (или фигур) восстановит цельность поверхности.
Arc (дуга)
Инструмент рисования дуговых (арочных) элементов, имеющий три геометрических параметра: стартовую точку, конечную точку (расстояние между ними - хорда дуги) и дистанцию (высоту) подъема. Соответственно, используем тот же порядок рисования: выбираем инструмент > кликаем в стартовой точке > растягиваем на длину хорды и кликаем в конечной точке > перемешаем курсор перпендикулярно хорде на нужную высоту подъема и третьим кликом завершаем построение.
При аккуратном, медленном вытягивании высоты подъема в определенный момент ощущается «зазубрина» на траектории движения, а рядом с курсором появится текстовая подсказка о том, что достигнута величина подъема, равная половине окружности«Half-Cirde».
Если начать рисования второй дуги в той же плоскости от конечной точки уже построенной, то при вытягивании высоты подъема в определенный момент рядом с курсором появится текстовая подсказка о том, что достигли кривизны, соответствующей касательной к первой дуге
«Tangent at Vertex», а также эта касательная дуга подсвечивается в зелено- голубой цвет. Таким образом, строится идеально плавный переход от одной дуги к другой (рис. 8).