Работа с программным продуктом Google SketchUp

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «НИРС»

на тему: «Работа  с программным продуктом 

Google SketchUp»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уфа − 2011

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В наше время применение компьютерной техники стало незаменимым. Огромное количество отраслей используют вычислительные машины для ускорения решения задач. Помимо математических задач людям удалось компьютизировать также и задачи, связанные с градостроением, проектированием моделей местности и многое другое, что требует виртуального представления в объемном виде, для достижения наибольшей реальности и схожести с оригинальным объектом. Именно эти задачи решает 3D моделирование.

В виду появления таких возможностей 3D технологии нашли своё применение практически во всех сферах, которые касаются видео, анимации и не только. Это и фильмы, и мультипликация, различного рода презентации, рекламы. На сегодняшний день 3D ролик или модель могут быть неотличимы от реальных объектов, т.к. современные технологии позволяют создавать объекты практически идентичные натуральным, что максимально упрощает работу проектировщиков, дизайнеров и т.д., так, как они заранее могут увидеть итоговую картину в максимально приближенном представлении. В наше время многие строительные компании пользуются системами инженерного проектирования с визуальным отображением.

Существует множество  программных продуктов для 3D моделирования, самые популярные из них на сегодняшний день: Blender, 3D Studio Max, AutoCAD Civil 3D, 3D Canvas, Google SketchUp  и многое другое. В данной работе мы будем говорить о программном продукте Google SketchUp и его возможностях. Именно в этом программном продукте мы будем выполнять построение моделей зданий и других объектов, согласно полученному заданию. 

 

 

 

 

 

Основная часть

 

1 Google SketchUp. Общие сведения

Программа 3D моделирования SketchUp существует достаточно давно, разработчик  – американская компания Last Software с 1999 г. выпустила пять версий. В 2006 г. программа приобретена корпорацией Google, в январе 2007 г. вышел Google SketchUp 6, а в ноябре 2008 – текущая 7-я версия. Кроме профессионального (Pro – на нем и базируются материалы книги), программа имеет бесплатный вариант – вполне работоспособный, но с рядом функциональных ограничений (о них далее), так что, свободно скачав его через Интернет (офсайт http://sketchup.google.com), можно сразу начинать изучение программы на практике.

За основу «идеологии»  программы разработчиками изначально был принят принцип оптимального сочетания элегантности и свободы дизайна «от руки» со скоростью и гибкостью цифровых технологий. Благодаря этому SketchUp предоставляют максимальный простор именно для творческой части работы, дает возможность творить, фактически «не отрывая руку от карандаша» при минимальных затратах на «технические» действия.

Разработчики  очень удачно нашли свою «нишу», создав продукт, который можно сравнить с «легкой кавалерией» в строю  «бронетанковых войск» общеизвестных  и общепризнанных 3D и CAD редакторов. SketchUp, как следует и из самого его названия (Sketch – эскиз, набросок, Up – вверх) изначально был предназначен для эскизного, поискового 3D моделирования – прежде всего, в архитектурном проектировании. Однако на самом деле возможности и области применения SketchUp намного шире – его с успехом используют во всех жанрах дизайна, рекламы, инженерном проектировании, даже в киноиндустрии. И хотя по известности в мире 3D графики SketchUp наверняка не в первой десятке, в последнее время (особенно после «привязки» программы к технологиям и проектам Google) интерес к SketchUp постоянно нарастает.

Главное достоинство SketchUp – уникальный по простоте, удобству и функциональности интерфейс, что обеспечивает как быстроту и легкость освоения, так и непревзойденную скорость работы в программе. Для большинства пользователей, даже с приличным опытом работы в 2D графике, переход к специфическому трехмерному миру и интерфейсам сложных 3D программ, как правило, достаточно трудоемок и длителен. Со SketchUp этой проблемы просто не существует – в первый раз открыв его, пользователь уже через полчаса начинает с увлечением даже не работать, а скорее играть в моделирование, даже если это его первая 3D программа. Надо сказать, что эта особенность SketchUp, как ни парадоксально, создает при поверхностном знакомстве впечатление несерьезного, даже неполноценного 3D редактора, не подходящего для профессиональной работы. На самом же деле за обманчивой простотой, даже «игрушечностью» дизайна интерфейса (в т.ч. в названиях некоторых инструментов) скрываются как замечательные возможности для решения практически всех задач низкополигонного (low poly) 3D моделирования, так и высокая точность построений уровня CAD редакторов. А глубокое практическое освоение SketchUp открывает перед пользователем все новые возможности и оптимальные приемы работы для решения конкретных задач моделирования.

Однако есть и минусы. SketchUp, в силу своей специфики, не умеет (не имеет):

– нет встроенного  фотореалистичного рендеринга –  здесь он именно эскизный, условный, хотя и по-своему эффектный, в манере «ручной» графической подачи архитектурных проектов;

– нет других источников освещения (и, соответственно, теней  от них) кроме одного – имитации Солнца, «привязанного» к конкретному географическому положению сцены, времени года и суток;

– нет «традиционной» анимации – фактически анимируется  только камера (взгляд наблюдателя), обеспечивая проезд (проход, пролет) по сцене;

– ограничены возможности  работы со сложными криволинейными поверхностями (т.н. «органикой»).

Но и здесь надо заметить, что с отсутствующими функциями и возможностями особых проблем нет – SketchUp умеет качественно передавать построенные в нем модели во множество других 2D, 3D, CAD и других графических форматов, так что при необходимости и детальная доработка моделей в «тяжелых» редакторах, и фотореалистичная визуализация в любых программах-рендерах решает эти задачи.

Еще одно достоинство  программы – подкупающая открытость для расширения ее функциональных возможностей за счет использования т.н. скриптов и плагинов на основе достаточно простого программного интерфейса Ruby API. На его основе пользователи, владеющие этим языком программирования, могут самостоятельно создавать, например, дополнительные кнопки, меню и инструменты – фактически мини-программы, автоматизирующее выполнение определенных опций и задач. Благодаря такой открытости, за годы существования программы написаны сотни скриптов-плагинов, причем, как правило – энтузиастами - «скетчаперами» и доступны для свободного скачивания через интернет.

Кроме того, достаточно велик  и постоянно пополняется список плагинов поддержки и взаимодействия со SketchUp сторонними программами. Более того, можно сказать, что для новых 3D программ (или их новых версий) уже становится «хорошим тоном» включение поддержки SketchUp. Таким образом, есть все возможности для значительного расширения «внутренних» инструментальных возможностей программы, включая те самые «недостающие» моделеру функции: фотореалистичного рендеринга, экспорта/импорта дополнительных форматов и т.д.

 

 

2 Возможности    Google SketchUp      

 

"SketchUp – самый удобный (и самый инновационный) из существующих инструментов. С его помощью любой желающий может смоделировать все что угодно – от кофеварки до небоскреба" 
– McCall & Associates.

SketchUp − программа для быстрого создания и редактирования трёхмерной графики. По сравнению со многими популярными пакетами данный обладает рядом преимуществ, заключающихся, в первую очередь, в почти полном отсутствии окон предварительных настроек. Все геометрические характеристики задаются с клавиатуры в поле Value Control Box (Поле Контроля Параметров; находится в правом нижнем углу рабочей области, справа от надписи Measurements — «Система Мер») во время или сразу после окончания действия инструмента. Эта особенность позволяет избежать необходимости настраивать каждый инструмент перед его применением, а затем редактировать возможные неучтённые ошибки. SketchUp интуитивен и очень прост в обращении, так как сделан с расчётом на непрофессионалов, и позволяет относительно быстро и просто достигнуть желаемого результата, используя привычные с детства инструменты — «линейку», «карандаш», «транспортир», «ластик» в трёх плоскостях.

Импорт растровой графики  имеет несколько возможностей: вставка  образа в качестве отдельного объекта, в качестве текстуры и в качестве основы для восстановления трёхмерного объекта по фотографии. Экспорт в формат *.jpg осуществляется в качестве снимка с рабочей области окна приложения.Последующее редактирование экспортированного файла в соответствующих приложениях может осуществляться без каких-либо ограничений, а плагин VRay for SketchUp (англ.) позволяет визуализировать трёхмерные сцены.

В программе имеются  библиотеки компонентов, материалов и  стилей рабочей области, которые  можно пополнять своими элементами. Имеется возможность устанавливать тени в соответствии с заданными широтой, долготой, временем суток и года.Дополнительно программа позволяет создавать макросы для повторяющихся действий на языке Ruby и добавлять для них в меню новые пункты, также доступна функция загрузки и использования многочисленных готовых скриптов, предоставленных другими пользователями.

В 2006 году SketchUp был куплен корпорацией Google, и начиная с 6 версии в программе появилась возможность  синхронизировать модели с приложением Google Earth.

Google Планета Земля (англ. Google Earth) — проект компании Google, в рамках которого в сети Интернет были размещены спутниковые фотографии всей земной поверхности. Фотографии некоторых регионов имеют беспрецедентно высокое разрешение.В отличие от других аналогичных сервисов, показывающих спутниковые снимки в обычном браузере (например, Google Maps), в данном сервисе используется специальная, загружаемая на компьютер пользователя клиентская программа Google Earth. Такой подход хотя и требует закачивания и установки программы, но зато в дальнейшем обеспечивает дополнительные возможности, трудно реализуемые с помощью веб-интерфейса.

В данный момент программа-ресурс Google Earth («виртуальный глобус») и упрощённый 3D-редактор SketchUp представляют собой составные компоненты единой семьи программных продуктов, так что пользователь может легко переносить информацию из одного пакета в другой. На данный момент и эти программы, и, что особенно важно, их синхронизация, привлечение общественности к наполнению информацией, являются абсолютно уникальным, не имеющим аналогов, проектом.

При моделировании копий архитектурных  сооружений можно легко импортировать  аэро- или спутниковую фотографию нужного здания, а также топографию местности из Google Earth, а затем «строить» виртуальное здание-модель на фундаменте, которым будет спутниковая фотография здания-прототипа.Для того, чтобы увидеть только что созданную в программе SketchUp 3D-модель «в виртуальной жизни» на рельефе Google Earth, достаточно щёлкнуть иконку на панели инструментов. Для обмена информацией между программами достаточно, чтобы обе они были установлены на компьютере пользователя и одновременно открыты в момент работы

На данный момент, SketchUp – единственная программа, поддерживающая прямой импорт и экспорт информации Google Earth, что даёт ей неоспоримое преимущество на начальной, эскизной стадии проекта, позволяя сэкономить время на склеивании отдельных кусков Google Maps и Google Earth в цельное изображение.

 

 

3 Библиотека Google Warehouse                                                                        

3.1 Описание

3D Warehouse — веб-сайт, напрямую  взаимодействующий с программой Google SketchUp, библиотека созданных пользователями  и выложенных в сеть моделей  различных компонентов (мебели, деревьев, человеческих фигур, стандарных деталей и т.д.), веб-хранилище самых разнообразных 3D-моделей - от космических кораблей до абстрактных строений, находящихся в свободном доступе с возможностью поиска. Также в библиотеке хранятся все модели зданий для Google Earth, так как напрямую из этой программы скачать модель невозможно.

Существует два типа моделей в службе 3D-модели Google: с  географическими данными и без  них:

а) модель с географической привязкой - это здание или другой объект реального мира, который точно и правильно расположен в программе Google Планета Земля и опубликован в службе 3D-модели.

б) модели без географических данных являются простыми 3D-моделями, которые не размещаются в программе Google Планета Земля. Примеры охватывают диапазон от элементов внешней среды (например, деревьев и людей) до абстрактных объектов.

Слой "Лучшие 3D-модели" в программе Google Earth демонстрирует  самые качественные модели с географическими  данными. Если ваша модель с географическими  данными выбрана для этого слоя, ее увидят миллионы пользователей программы Google Планета Земля.

Использование моделей  из 3D Warehouse ускоряет процесс проектирования, избавляя от необходимости строить компоненты, а в случае градостроительных проектов – знаковые объекты реально существующего окружения, попадающие на территорию, подлежащую планировке либо реконструкции. Богатство каталога географически привязанных и бесплатных моделей выгодно отличает гугловскую библиотеку для SketchUp от аналогичных библиотек для других приложений, где модели чаще всего предоставляются на коммерческой основе. Последние версии 3D редакторов Autodesk поддерживают импорт из библиотеки SketchUp.

 

3.2 Импорт данных из Google Warehouse в SketchUp

 

 

Импортировать модели 3D Warehouse можно как напрямую из приложения Sketch UP, так и с сайта 3D Warehouse.

Пример № 1:  Импорт модели лампы через приложение SketchUp:

Решение:

1. Войти в меню Window и нажать на кнопку «Компоненты».
2. Откроется библиотека компонентов. Нажать на кнопку поиска, чтобы вместо библиотеки появится поисковая система (Рис.3.2.1).
3. Сформулировать запрос и просмотреть результаты. Необходимый компонент загружается в библиотеку при нажатии копки «Загрузить компонент» (Рис.3.2.2).