При объектно-ориентированном моделировании пользователь оперирует не геометрическими примитивами, а конкретными объектами. К примеру, при построении плана этажа здания вместо точек, отрезков и дуг используются стены, окна, двери, отдельные помещения и т. п.
Каждый объект наделен набором свойств, которые задаются или присваиваются по умолчанию при создании объекта и хранятся в файле документа вместе с изображением чертежа или геометрией трехмерной модели. Для окон эти сведения могут включать габаритные размеры, форму (прямоугольное, полукруглое и др.), оптические свойства застекления, материал и текстуру рамы. Для стен это толщина, длина и высота, материал, текстура внешней и внутренней поверхности, наличие окон или дверей в стене и ссылки на объекты, соответствующие этим окнам и дверям.
При трехмерном моделировании 3D-сцена также строится из отдельных объектов, предлагаемых системой. К примеру, если программа предназначена для моделирования жилых комнат или коммерческих помещений, то ее база данных может содержать перечень мягкой или офисной мебели. Каждый трехмерный объект интерьера обладает свойствами, позволяющими модифицировать его в определенных пределах (изменять цвет, конфигурацию, подбирать материал и пр.).
Применение объектного подхода дает следующие преимущества.
• Значительно возрастает скорость создания планов и чертежей.
• Чертеж или модель становятся более информативными: при выделении (или редактировании) объекта можно легко определить или заменить его свойства, причем большинство из них не отображаются на обычном чертеже или модели.
• База данных наполняется не произвольными, а реальными объектами (реально существующими экземплярами мебели различных марок, материалами конкретных производителей и т. п.). В программе приводятся адреса фирм-поставщиков, к которым можно обратиться после завершения проработки проекта и заказать все необходимое.
• Объекты легко изменять и модифицировать; при этом программа отслеживает правильность задания значений свойств (к примеру, создать окно, большее, чем стена, на которой оно размещено, невозможно). Это облегчает работу и позволяет избежать случайных ошибок.
• Построенная модель (чертеж) может быть представлена в виде иерархического дерева (рис. 1.1), что упрощает навигацию по проекту, поиск и редактирование его отдельных частей.
Рис. 1.1. Пример иерархического представления строительного плана, созданного на основе объектного подхода
Примечание
Иерархическое представление не ново для автоматизированного проектирования, однако в данном случае узлами дерева являются не отдельные части графического изображения, которые, как правило, не несут смысловой нагрузки, а конкретные объекты, разделенные по каком-либо признаку.
• Одним из главных преимуществ объектно-ориентированного подхода является возможность быстрого и полностью автоматического перехода к трехмерному изображению. Набор объектов, которыми может оперировать пользователь, ограничен, и в свойствах каждого объекта можно заложить достаточно информации, чтобы получить полное представление о его форме, поэтому становится возможной реализация графического изображения в 3D (именно такой подход в системе ArCon). Пользователь получает трехмерное представление проекта, не затратив никаких усилий. Полученную трехмерную модель далее можно визуализировать и получить реалистичную картинку или передать в другую систему для дальнейшего редактирования или проведения инженерных расчетов. В данном случае пользователю не нужны даже навыки трехмерного моделирования.
Примечание
На это свойство следует обратить внимание, поскольку генерация трехмерной модели по чертежам давно является камнем преткновения для всех разработчиков инженерных графических систем. В действительности на практике реализован противоположный принцип – генерация чертежа (проекции 3D-модели) по готовой модели. Попытка произвести обратное действие (переход из двухмерного изображения в 3D) имела место в некоторых известных CAD-системах (в SolidWorks), однако успешной ее назвать сложно. На двухмерное изображение накладываются жесткие ограничения, что не позволяет применять заявленный функционал повсеместно. Объектный подход предоставляет возможность получения завершенной трехмерной модели (с учетом специфики конкретных объектов).
Кроме вышеперечисленных преимуществ, объектно-ориентированный подход имеет недостатки.
В первую очередь это ограниченность набора готовых объектов, а также невозможность их произвольного изменения. Это делает программу негибкой и означает, что принцип объектного проектирования может быть применен только в специализированных системах (таких как ArCon, Professional Home Design Platinum и пр.). Разработчикам таких систем необходимо учитывать специфику отрасли, для автоматизации и решения задач которой предназначается программный продукт, а также максимально расширять возможность настройки свойств объектов.
Здесь на первый план опять выходит вопрос стоимости и функционала системы. Если вы полностью уверены, что специализированная программа подходит для ваших целей, приобретайте ее. В противном случае необходимо изучить ее функционал подробнее или приобрести «обычный» дорогой CAD-редактор.
Вторым недостатком объектно-ориентированных графических инженерных систем является проблема интеграции с другими графическими системами. Речь идет не о трудностях при передаче графических данных – обмен двухмерной и трехмерной информацией давно является стандартом для любых коммерческих программ. Суть проблемы заключается в потере значений свойств объектов и иерархических связей между объектами. Система, в которую планируется экспортировать проект, может не поддерживать объектного подхода или иметь другой набор свойств своих объектов. По этой причине при сохранении проекта из программы ArCon в другой формат (не ArCon-объект) экспортируется только графическое изображение.
Примечание
Проекты ArCon 2005 можно экспортировать в различные двухмерные и трехмерные форматы, используя группу команд Файл → Экспортировать в формате. В программе поддерживаются форматы обмена данными VRML, DXF, формат системы 3ds Max и др., а также возможность сохранения проекта в выполнимый EXE-файл (подробнее об этом будет рассказано далее).
С импортом данных из других систем также есть проблема. Если они не приведены к определенному формату, поместить их внутрь специализированной объектной системы невозможно. Например, при импорте чертежа из AutoCAD в ArCon загружается только изображение. При этом ArCon самостоятельно не распознает, где в открытом изображении окна, двери, стены и т. п., и не может присвоить отдельным объектам разумные свойства. Это означает, что дальнейшее редактирование чертежа в ArCon, как и «поднятие» его в 3D, невозможно. Импорт становится бессмысленным, поэтому большинство объектно-ориентированных проектных систем не имеют функций чтения графических данных извне.
Однако простота, скорость и наглядность выполнения проектов в таких программах побеждают их недостатки, поэтому системы, подобные рассматриваемой в этой книге ArCon, нашли широкое применение при проектировании.
Порядок разработки проектов в среде ArCon
Программа ArCon является объектно-ориентированной графической дизайнерской системой, предназначенной для быстрого и удобного проектирования зданий и жилых помещений, а также разработки и визуализации интерьеров.
Система ArCon охватывает две разные, но близкие сферы проектирования – проектирование (а также планировку и моделирование) зданий и дизайн (интерьера и экстерьера). Общий принцип работы в программе разделяется на два режима – проектирования и дизайна.
Режим проектирования, или конструирования. Реализует строительную составляющую функционала программы и состоит из следующих шагов.
1. На основе объектно-ориентированного подхода средствами ArCon строится план размещения стен моделируемого здания.
2. Выполняется команда построения объекта (например, окна), в которой сначала настраиваются его параметры (форма и размеры окна, количество перегородок, текстуры стекол и рам и пр.), а затем объект размещается в нужном месте плана здания (в случае окна – на одной из стен).
3. Действия, аналогичные описанным, повторяются для всех типичных элементов помещения – стен, лестниц, перекрытий и пр. Для каждого объекта задаются необходимые геометрические и визуальные настройки.
Примечание
На этом этапе действия производятся в 2D, то есть объекты размещаются на плане-чертеже. Это означает, что сначала для большинства объектов не будут отображаться установленные визуальные и геометрические настройки, однако на этапе проектирования забывать о них не следует, поскольку после перехода в 3D будут видны все недоработки.
