3459

7.Построение трёхмерных тел.

8.Редактирование трёхмерных тел.

9.Получение характеристик 3М твёрдых тел.

10.Визуальные стили.

11.Освещение и тени.

12.Использование текстур материалов.

13.Визуализация и рендеринг фотореалистичной графики.

14.Вывод на печать ЗD модели сооружения в нескольких видах.

2.3Темы рефератов

По итогам изучения дисциплины выполняется реферат на тему «Визуализация проекта гидроузла и его сооружений с помощью компьютерной графики».

Реферат иллюстрируется примерами трёх мерной компьютерной графики, на основе разработанной 3М визуальной модели гидроузла с подробной проработкой конструкций зда-

ния ГЭС. В качестве задания принимаются данные проекта Здание ГЭС, выполненные сту-

дентом на предыдущих курсах или предложенные преподавателем.

2.4 Требования к реферату

2.4.1. Состав реферата

Реферат оформляется стандартно на листах формата А4 и иллюстрируется рисунками.

Имеет введение в котором описывается что сделано на практических работа и приведено в реферате. В реферате должны быть далее приведённые разделы.

2.4.2. Область применения 3М моделей

Наиболее полно трёхмерное (ЗМ) или 3D (от английского Dimension – размерность)

моделирование применяется при инновационном подходе в проектировании сооружений вы-

сокой ответственности – Информационном моделировании cсооружений (BIM) [8]. Инфор-

мационное моделирование сооружений (BIM) — процесс коллективного создания и исполь-

зования информации о сооружении, формирующий основу для всех решений на протяжении жизненного цикла объекта (от планирования до проектирования, выпуска рабочей докумен-

тации, строительства, эксплуатации и сноса). В настоящее время BIM внедряется на государ-

ственном уровне, выпускаются требования к электронным документам и предусматривается экспертиза таких проектов.

11

Основу BIM составляет ЗD модель, которая может быть дополнена следующими из-

мерениями: сроки 4D – календарный и сетевой график производства работ; стоимость 5D –

укрупнённый расчёт стоимости строительства.

Если же рассматривать в частности основные области применения трёхмерных моде-

лей и ЗМ визуализации в гидротехническом строительстве, то можно выделить следующие: - создание концепт-модели будущего объекта, его визуализация для представления за-

казчикам и обсуждения его отдельных частей в наглядном виде, с возможностью размеще-

ния объекта строительства в существующие условия;

-координация всех разделов проекта выполняемых разными рабочими коллективами проектировщиков;

-точный расчёт потребности в материалах на 3М модели;

-поиск и устранение возможных проектных ошибок, которые возникают при проек-

тировании в плоскости чертежа из-за непонимания взаимного пространственного располо-

жения частей сооружений.

Наиболее распространёнными для 3М моделирования и проектирования являются продукты фирмы Autodesk: AutoCAD – базовая среда для проектирования и построения 3М

моделей; 3ds Max – высококачественная фотореалистичная визуализация и анимация. Между собой эти продукты совместимы.

2.4.3. Трёхмерное моделирование

Различают 3 типа трёхмерных графических моделей: каркасные, плоскостные и твер-

дотельные. Последние наиболее предпочтительны т.к. позволяют эффективно осуществлять операции взаимодействия тел (объединения, вычитания, пересечения тел), их редактирова-

ния, и определения объёма.

В соответствующей главе пояснительной записки необходимо осветить следующие вопросы 3М моделирования: типы 3М графических моделей; трёхмерные координаты; нави-

гация в 3М пространстве; пользовательские системы координат; построение трёхмерных тел;

редактирование трёхмерных тел; получение характеристик 3М твёрдых тел.

2.4.4. Визуализация

В главе записки рассматриваются вопросы: визуальные стили; использование текстур материалов; визуализация; освещение и тени; рендеринг фотореалистичного изображения,

вывод на печать ЗМ модели сооружения.

12

2.4.5. Модель здания ГЭС и его компоновка в гидроузле

В данной главе рассматривается последовательность построения 3М модели здания ГЭС и гидроузла, и результаты анализа компоновок на 3М модели.

Построение здания ГЭС начинается с построения объёма проточной части: колена;

отсасывающей трубы; турбинной камеры; спиральной камеры. Колено строится путём взаи-

модействия тел. Спиральная камера созданием тела по сечениям. Далее вытягивается на ши-

рину секции профиль подземной части здания ГЭС и из неё вычитается проточная часть,

прорабатываются детали – фундамент генератора, турбинная шахта, служебные проходы.

Разрабатывается агрегат – турбина с генератором, и помещаются на свои проектные места.

Собирается надземная часть здания ГЭС из колонн, ферм, плит стеновых и покрытия, балок под крановых, раскосов. Помещается оборудование – кран, крышка турбины. Предусматри-

вается крестовина удерживающая ротор генератора и турбину. Построенные 3М модели сложных элементов иллюстрируются на рисунках. Представляются рисунки в изометрии мо-

дели секции задания ГЭС, и она же вертикально разрезанная вдоль тока воды с вложенным гидроэнергетическим оборудованием. Также представляется рисунок с видом изнутри зда-

ния ГЭС, с эффектами визуализации – прозрачными стёклами, и с освещением и тенями от солнца.

Разрабатывается 3М модель гидроузла, включающая модели топографии гидроузла

(рельефа), плотину, водосбросное сооружение и здание ГЭС. Рельеф строится твердотель-

ным в пределах прямоугольника, соответствующего габаритам плана, построение выполня-

ется по сечениям, в качестве которых выступают замкнутые по прямоугольнику горизонта-

ли. Плотина строится путём выдавливания её сечения вдоль оси гидроузла, и вычитания рельефа, таким образом получается плотина нужного объёма. Кроме того, нужно предусмот-

реть разбивку плотины на секции с горизонтальными основаниями в пределах секции, т.е. в

рельефе должна быть предусмотрена нарезка уступов, на которые встают секции плотины.

Размещается в гидроузле разработанная модель здания ГЭС. Накладываются текстуры мате-

риалов (вода – полупрозрачная с волнами и др.) и эффекты визуализации (освещение, тени),

выполняется рендеринг итоговых изображений гидроузла. Разработанная модель гидроузла представляется в изометрии с верхнего бьефа, с высоты полёта, и с нижнего бьефа, с высоты стоящего наблюдателя

Реферат до экзамена сдаётся преподавателю на проверку, при необходимости исправ-

ляется по замечания, и оценивается.

13

3. Методические указания по организации самостоятельной работы

3.1 Общие рекомендации для самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.

Целями самостоятельной работы студентов являются:

-систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

-углубление и расширение теоретических знаний;

-формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную докумен-

тацию и специальную литературу;

-развитие познавательных способностей и активности студентов:

-формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосо-

вершенствованию и самореализации.

Запланированная в учебном плане самостоятельная работа студента рассматривается как связанная либо с конкретной темой изучаемой дисциплины, либо с подготовкой к курсо-

вой, дипломной работе, а также к защите ВКР. В данном разделе рассматривается только са-

мостоятельная работа первого вида.

Самостоятельная работа выполняется в два этапа: планирование и реализация.

Планирование самостоятельной работы включает:

-уяснение задания на самостоятельную работу;

-подбор рекомендованной литературы;

-составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки.

Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе.

На втором этапе реализуется составленный план. Реализация включает в себя:

-изучение рекомендованной литературы;

-составление плана (конспекта) по изучаемому материалу (вопросу);

-взаимное обсуждение материала.

Необходимо помнить, что на занятиях обычно в теоретической части рассматривается не весь материал. Оставшийся материал восполняется в процессе самостоятельной работы. В

связи с этим работа с рекомендованной литературой обязательна.

Работа с литературой и иными источниками информации включает в себя две группы

14

приемов: техническую, имеющую библиографическую направленность, и содержательную.

Первая группа – уяснение потребностей в литературе; получение литературы; просмотр ли-

тературы на уровне общей, первичной оценки; анализ надежности публикаций как источника информации, их относимости и степени полезности. Вторая – подробное изучение и извле-

чение необходимой информации.

Для поиска необходимой литературы можно использовать следующие способы:

-поиск через систематический каталог в библиотеке;

-просмотр специальных периодических изданий;

-использование материалов, размещенных в сети Интернет.

Для того, чтобы не возникало трудностей понимания текстов учебника, монографий,

научных статей, следует учитывать, что учебник и учебное пособие предназначены для сту-

дентов и магистрантов, а монографии и статьи ориентированы на исследователя. Моногра-

фии дают обширное описание проблемы, содержат в себе справочную информацию и отра-

жают полемику по тем или иным дискуссионным вопросам. Статья в журнале кратко излага-

ет позицию автора или его конкретные достижении в исследовании какой-либо научной про-

блемы.

В процессе взаимного обсуждения материала закрепляются знания, а также приобрета-

ется практика в изложении и разъяснении полученных знаний, развивается речь.

При необходимости студенту следует обращаться за консультацией к преподавателю.

Составление записей или конспектов позволяет составить сжатое представление по изучаемым вопросам. Записи имеют первостепенное значение для самостоятельной работы студентов. Они помогают понять построение изучаемого материала, выделить основные по-

ложения, проследить их логику.

Ведение записей способствует превращению чтения в активный процесс. У студента,

систематически ведущего записи, создается свой индивидуальный фонд подсобных материа-

лов для быстрого повторения прочитанного. Особенно важны и полезны записи тогда, когда в них находят отражение мысли, возникшие при самостоятельной работе.

Можно рекомендовать следующие основные формы записи: план, конспект, тезисы,

презентация.

План – это схема прочитанного материала, краткий (или подробный) перечень вопро-

сов, отражающих структуру и последовательность материала. Подробно составленный план вполне заменяет конспект.

Конспект – это систематизированное, логичное изложение материала источника. Объем

15

конспекта не должен превышать 10 страниц. Шрифт Times New Roman, кегль 14, интервал

1,5. Список литературы должен состоять из 5-8 источников, по возможности следует исполь-

зовать последние издания учебных пособий и исследований.

Тезисы — это последовательность ключевых положений из некоторой темы без доказа-

тельств или с неполными доказательствами. По объему тезисы занимают одну страницу формата А4 или одну – две страницы в ученической тетради. В конце тезисов студент дол-

жен сделать собственные выводы.

Презентации по предложенной теме составляются в программе Power Point или Impress.

Количество слайдов должно быть не менее 15 и не превышать 20 слайдов. Кроме текста на слайдах можно создавать схемы и таблицы. Шрифт должен быть читаемым, например,

шрифт черного цвета на светлом фоне или светлый шрифт на темном фоне. Также шрифт не должен быть слишком мелким. В слайдах указываются только основные тезисы, понятия и нормы.

3.2 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

Основная литература

AutoCAD 2010. От простого к сложному : Пошаговый самоучитель / Тульев В. Н. –

Москва : СОЛОН-ПРЕСС, 2009.

Дополнительная литература Основы теории и проектирования САПР : Учеб. для втузов по спец. "Вычисл. маши-

ны, комплексы, системы и сети" / Норенков Игорь Петрович , Маничев Владимир Борисович

– М. : Высш. шк. , 1990.

3.3. Перечень ресурсов инфомационно – телекоммуникационной сети «интернет» (далее

- сеть «интернет»), необходимых для освоения дисциплины

1. Официальный сайт Autodesk, режим доступа

http://www.autodesk.ru,

http://www.autodesk.ru/products/spds/free-trial.

2. dwg.ru

16

Сидоров Н.П.

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной рабо-

ты и выполнению реферата)

по дисциплине «Компьютерная графика гидротехнических сооружений» по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство»,

направленность «Гидротехническое строительство»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегород-

ский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, [e-mail]