Курсовая работа: Использование возможностей приложения Google Earth в программе 3D моделирования Sketchup

Курсовая работа: Использование возможностей приложения Google Earth в программе 3D моделирования Sketchup

Министерство образования Республики Беларусь

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы информационных технологий»

на тему: «Использование возможностей приложения Google Earth в программе 3D моделирования Sketchup»

Минск, 2010

Содержание:

Введение

1.  Импорт данных из Google Warehouse в Sketchup

2.  Экспорт данных из Sketchup в Google Earth

2.1 Экспорт проекта в Google Earth с целью демонстрации в существующем окружении

2.2 Дальнейший экспорт 3D моделей в Google Warehouse

3.  Особенности моделирования объектов для Google Earth

Заключение

Список литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Цифровые технологии влияют не только на методы проектирования, архитектурный облик объектов, но и на развитие градостроительных концепций, на представления о функционировании и устройстве города. Например, в современном европейском урбанизме город делят не на строгие и статичные функциональные зоны, а на гибкие и изменяемые слои, которые, в отличие от функциональных зон, обладают способностью перекрывать друг друга. Так, изобретение, изначально появившееся в компьютерной графике (в редакторах AutoCAD и Photoshop), через изменение способов графической подачи материала повлияло на саму логику организации городских образований.

Другим примером могут служить теоретические проекты европейских архитекторов, посвященные виртуальным городам, наполненным информацией, состоящим из информации. Нарочитая двусмысленность описаний и визуальных моделей таких проектов намекает на сплав виртуального, информационного мира с настоящим, невозможность отличить оди от другого, полное взаимопроникновение, происходящее в настоящем, а не в фантастическом будущем. Этому вопросу посвящена знаковая работа голландских архитекторов MVRDV – “Metacity/Datatown”, неологизмы Metapolis, Soundscape, Datascape вошли в язык актуальной архитектуры.

В то же время стоит отметить, что основной фокус исследований интеграции сети в реальную архитектуру приходится на игровой сегмент (например, игру Second Life), в то время как более серьёзные, пусть и не такие зрительно впечатляющие проекты оказываются обойдены вниманием. Из поля зрения выпал один из самых объёмных и масштабных коллективных проектов подобного вида – Google Earth – самоорганизующийся и поддерживаемый во многом за счёт добровольного интеллектуального вклада пользователей проект, содержащий как огромный пласт наглядной ГИС- информации, так и ресурсы для градостроительного анализа и исследований на границе архитектуры и социологии. Последнему аспекту будет посвящена диссертация, в которой будут рассмотрены архитектурные community projects и их взаимосвязь с интеретом, отмечены отличия от идивидуалистских электроных проектов, описаны способы усиления положительного влияния на развитие градостроительной теории. В рамках курсовой дано краткое описание продукта и рассмотрены основные действия, выполняемые пользователями, прикладное значение приложения Google Earth для проектирования.

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.

В синхронизации приложений есть и альтруистический аспект: любой желающий может самостоятельно обогатить приложение Google Earth построенными моделями уже существующих зданий.

1. ИМПОРТДАННЫХ ИЗ GOOGLE WAREHOUSE В SKETCHUP

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.

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

Задача: импорт модели лампы через проложение SketchUp

Решение:

1)  войти в меню Window и нажать на кнопку Components.

2)  откроется библиотека компонентов. Нажмите на кнопку Get Grom Warehouse, вместо библиотеки появится поисковая система.

3)  сформулировать запрос и просмотреть результаты. Необходимый компонент загружается в библиотеку при нажатии копки «Get Model».

Результат поиска по запросу «лампа» во встроенном в библиотеку компонентов браузере.

Задача: поиск и импорт модели Дворца спорта в Минске через браузер:

Решение:

1)  зайти на страницу http://sketchup.google.com/3dwarehouse/

2)  сформулировать запрос (“minsk sport palace”). В случае поиска модели конкретного объекта рационально воспользоваться подменю «Города в разработке».

3)  на странице результатов появились небольшие изображения представленных моделей. Понравившиеся модели можно открыть в отдельном окне для более детального ознакомления.

4)  При нажатии на кнопку Download Model появится окно сохранения файла в формате .skp. Если данный объект является компонентом, целесообразно добавить его в библиотеку. Библиотека компонентов хранится в каталоге с программой в папке Components. Компонент появится в библиотеке автоматически при следующем запуске программы.

Чтобы разместить собственные модели в 3D-моделях Google, нужно выполнить вход с аккаунтом Google. Размещение моделей - это прекрасный способ совместного использования и демонстрации работ. Существует несколько обучающих руководств для начинающих дизайнеров по работе в программе Google SketchUp а также полезные рекомендации для создания точных моделей 3D-зданий.

Окно браузера в момент сохранения файла.

Импорт объёмного рельефа из Google Earth.

Приложение Google Earth содержит дополнительную аналитическую ГИС-информацию, объёмный рельеф, необходимые участки которого можно импортировать напрямую в SketchUP, импортируются все три измерения, а не только двухмерная карта. Пользователи SketchUp также избавлены от необходимости покупать карты высокого разрешения из Google Maps либо от склеивания их вручную в графических редакторах. Так, во время выполнения дипломной работы я использовала не только модель минского Дворца спорта из 3D Warehouse, но и отстроенный рельеф.

Задача: импорт подосновы для последующего моделирования собора свв. Петра и Павла в Минске:

Решение:

Для импорта требуемого участка рельефа необходимо в Google Earth с помощью инструментов навигации выделить область, на которой будет строиться модель, для наилучшего качества изображения увеличив масштаб до предела. Для получения горизонтальной проекции необходимо нажать клавишу "R" на клавиатуре. Камера переключится на вид сверху, карта примет направление на север. В этот момент полезно проверить, отключен ли слой "3D-здания" (в левой части экрана). Переключившись на SketchUp, в меню "Инструменты" выбирается подменю "Google Планета Земля" и функция "Получить текущий вид" (Get Current View). В центре рабочего пространства SketchUp появится плоский черно-белый "снимок экрана". Импортировать снимок из Google Планета Земля можно также с помощью кнопки "Получить текущий вид". Подоснова импортируется в масштабе 1:1.

Процесс импорта подосновы из Google Earth в SketchUp.

2. ЭКСПОРТ ДАННЫХ ИЗ SKETCHUP В GOOGLE EARTH

Существует два вида ситуаций, в которых требуется экспорт 3D модели из SketchUp в Google Earth. Подход к моделированию, методы экспорта и конечный результат в обоих случаях различаются:

1)  Экспорт с целью демонстрации проекта заказчику в отстроенном энтузиастами окруженииGoogle Earth. Это позволяет сэкономить время на подачу материала, более наглядно представить проект и лучше оценить его качество. Модель появляется лишь в программе, установленной на данном компьютере, и не затрагивает базы данных Google Earth. Строится «обыкновенный», детализированный и сложный объём.

2)  Экспорт с целью обогащения моделями существующих зданий приложение Google Earth, участие в коллективном проекте. Модель появляется в базе данных Google Earth, находится в открытом доступе и может быть скачана любым пользователем программы. Объём строится по определённым правилам, цель – уложить максимальное количество данных в как можно более простую, «лёгкую» форму.

2.1 Экспорт проекта в Google Earth с целью демонстрации в существующем окружении

Задача: привязать модель SketchUp к конкретному месту в Google Планета Земля

Решение:

1. Откройте Google SketchUp.

2. Откройте Google Earth.

Для повышения производительности запускайте SketchUp до запуска Google Планета Земля. Иначе SketchUp может работать недостаточно быстро.

3. В Google Планета Земля переключитесь на трехмерный рельеф. Для этого нужно установить флажок "Рельеф" в списке слоев в левой части экрана.

Чтобы положение модели SketchUp в Google Планета Земля по вертикальной оси было правильным, задайте параметру "Рельефность ландшафта" значение "1". Для этого в меню Google Планета Земля выберите "Инструменты" › "Настройки" › "3D-вид" › "Качество рельефа" и задайте параметр "Elevation Exaggeration", равный 1. (На компьютере Macintosh выберите "Google Планета Земля" › "Настройки" › "3D-вид" › "Качество рельефа") На английском: Tools › Options › 3DView › Terrain Quality and set "Elevation Exaggeration" = 1. Для Mac: Google Earth › Preferences › 3DView › Terrain Quality.

4. В Google Планета Земля с помощью инструментов навигации выделите область, в которую хотите поместить модель (вид сверху).

Для наилучшего качества изображения увеличьте масштаб до предела. Выделите ровно столько места, сколько нужно для модели, не захватывая лишнего. Чтобы посмотреть на землю строго сверху вниз, нажмите клавишу "R" на клавиатуре. Камера переключится на вид "сверху вниз", а карта повернется севером кверху. В этот момент полезно проверить, отключен ли слой "3D-здания" (в левой части экрана).

5. Переключившись на SketchUp, выберите "Инструменты" › "Google Планета Земля" › "Получить текущий вид", чтобы импортировать участок ландшафта и спутниковое изображение, выделенные в Google Планета Земля в шаге 3. В центре рабочего пространства SketchUp появится плоский черно-белый "снимок экрана".Импортировать снимок из Google Планета Земля можно также с помощью кнопки "Получить текущий вид".

Черно-белый снимок из Google Планета Земля нужен только для точного выбора местоположения модели. Он не экспортируется в Google Планета Земля вместе с остальной частью модели. Широта и долгота, заданные в диалоговом окне "Данные модели" в SketchUp, всегда соответствуют центральной точке вида в Google Планета Земля. Перемещение осей не влияет на широту и долготу моделей.

6. Переключившись на SketchUp, постройте модель поверх снимка Google Планета Земля, импортированного в шаге 4.

программа моделирование sketchup google earth

Снимок Google Earth можно импортировать и в файл SketchUp с уже существующей моделью. В этом случае можно точно расположить модель на снимке с помощью инструментов "Переместить", "Повернуть" и "Изменить размер".Можно также перенести модель из отдельного файла SketchUp в файл со снимком Google Планета Земля.

7. Чтобы увидеть трехмерный вариант снимка Google Планета Земля, выберите в SketchUp пункт "Инструменты" › "Google Планета Земля" › "Переключить местность" ("Toggle Terrain"). Поверхность, если она не плоская, станет объемной; рельеф будет соответствовать трехмерному ландшафту в Google Планета Земля.Рисунок отображается трёхмерным, когда кнопка нажата.

При импорте снимка Google Планета Земля в файл SketchUp фактически добавляются два его варианта. Первый – это плоская поверхность, с которой проще строить модель и позиционировать ее по горизонтали. Второй – это рельефная поверхность для установки вертикального положения модели. Для переключения с одного варианта снимка Google Планета Земля на другой можно выбрать "Инструменты" › "Google Планета Земля" › "Переключить местность" или использовать кнопку "Переключить местность".

8. В SketchUp установите вертикальное положение модели относительно трехмерного варианта снимка Google Планета Земля с помощью инструмента "Переместить". Модель не должна ни висеть в воздухе, ни утопать в земле.Чтобы инструмент "Переместить" не препятствовал вам перемещаться только в вертикальном направлении (по синей оси), нажмите клавишу "вверх" или "вниз".Если вы пытаетесь, но не можете переместить что-то вдоль синей оси, объект, скорее всего, приклеен. Чтобы отклеить объект, нажмите на него правой кнопкой и выберите "Отклеить".

Если не удается расположить модель на снимке Google Планета Земля без зазоров под ней или погружения в землю, можно надстроить низ модели. Рельеф в Google Планета Земля не идеален, и определенная подгонка моделей в SketchUp для правильного отображения в Google Планета Земля неизбежна.

9. Чтобы экспортировать модель в Google Планета Земля, выберите в SketchUp пункт "Инструменты" › "Google Планета Земля" › "Разместить модель". Активным приложением станет Google Планета Земля, и модель появится на ландшафте в том месте, которое было выбрано на снимке.Экспортировать модель в Google Планета Земля можно также с помощью кнопки "Разместить модель".

Таким образом в приложение Google Earth можно разместить модель неограниченной сложности. Выстроенное здание не заносится в базы данных и может быть просмотрено лишь на компьютере, на котором выполнялся экспорт. На модель, предназначенную для общественного пользования в приложении, накладываются некоторые ограничения, связанные с необходимым уменьшением сложности и веса модели.

В случае, если в качестве подложки для модели использовался чертёж, появляется необходимость подобрать точку позиционирования в Google Earth перед нажатием "Get Current View", чтобы сделать снимок местности из Google Earth. Сначала необходимо максимально точно указать месторасположение модели на поверхности Земли. Это задается в Window -> Model Info -> Location... Настраивается месторасположение по географическим координатам (можно взять из Wikipedia при поиске названия города) и выставляется направление на север. После этого модель можно размещать в Google Earth. При нажатии Get Curent View включится галочка уточнения координат с помощью данных Google Earth "Use Georeferencing".

Для дальнейшего экспорта требуется произвести дополнительные действия: сохранить в файле Google Earth формата KMZ и переслать или передать непосредственно адресату; либо опубликовать в 3D-моделях Google, откуда ее смогут загрузить все, кому вы разрешите. Если вы хотите, чтобы модель появлялась по умолчанию в слое "3D-здания" в Google Планета Земля (то есть была видна всем пользователям в мире), используйте последний вариант.

2.2 Дальнейший экспорт 3D моделейв Google Warehouse

Что бы построенную модель могли автоматически загружать другие пользователи Google Earth, необходимо сделать её доступной в библиотеке Google Warehouse.

Существует два типа моделей в службе 3D-модели Google: с географическими данными и без них, именно первый тип попадает в приложение Google Earth:

1) 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.

2) 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.

Если какой-то город имеет 12 или более текстурированных моделей с правильной географической привязкой (верным расположением в Google Планета Земля), он автоматически добавляется в коллекцию "Города в разработке".

Чтобы сообщество 3D-дизайнеров службы 3D-модели Google приняло участие в разработке модели города для Google Планета Земля, следует предоставить им необходимую информацию. Она включает в себя изображения моделируемых строений и их расположение с помощью импортированных файлов рельефа. Эти изображения могут быть легко и бесплатно загружены в веб-альбомы Picasa для обеспечения доступа для всех желающих.

Для добавления города в каталог «Города в разработке» необходимо выполнить следующие шаги:

1. Необходимо убедиться в наличии фотографий, необходимых для создания модели, отснять недостающие объекты, отсканировать/преобразовать все файлы в формат .jpg и упорядочить их по зданиям.

2. Зарегистрируйте новый аккаунт Google.

3. Загрузите и откройте программу Picasa и упорядочьте изображения по папкам и альбомам, распределив их по моделируемым строениям. Затем нажмите правой кнопкой мыши на альбоме или папке на правой панели и выберите "Отправить в веб-альбом...".

После загрузки изображений укажите географическое положение фотографий с помощью кнопки "Разместить фото на карте" в верхней части экрана. Откроется новая страница, которая позволит вам перетащить изображения на место съемки. Указание местоположений облегчит процесс создания моделей для 3D-дизайнера.

Страницы: 1, 2