Проблемы автоматизации проектно
advertisement
EVA’99-Москва А.В. Россоловский Проблемы автоматизации проектно-реставрационной деятельности А.В.Россоловский Центральные научно-реставрационные проектные мастерские (ЦНРПМ) E-mail: clon@postman.ru Компьютерные технологии завоевали устойчивые позиции в строительном проектировании новых объектов уже давно. Имеется большой опыт их использования, наработанные методики, специализированные программы, учитывающие специфику конкретных проектных задач, различных способов организации взаимодействия участников проектного процесса, местной специфики, связанной с различием в использовании материалов, технологий, а также с разнообразием нормативных требований. Здесь можно говорить уже об истории вопроса и традициях. В области реставрационного проектирования дело обстоит иначе. Прослеживаются лишь единичные попытки применения современных технических средств в проектном процессе, а опыт такого использования и связанные с ним выводы остаются, как правило, недоступными для большинства коллег-реставраторов. Тому есть несколько причин, в числе которых можно назвать неблагополучие положения с нормативной базой ценообразования и финансированием, не позволяющее целенаправленно отвлекать денежные средства, головы и руки для планомерного проведения работ этом направлении, а также консервативность участников проектного процесса, причем наиболее опытных и авторитетных, с недоверием относящихся к «бездушным подпоркам». Не меньшей проблемой оказывается и выбор аппаратных и программных средств для решения проектно-реставрационных задач, поскольку здесь оказывается мало применим опыт компьютерного проектирования нового строительства. В числе вопросов реставрации, в решении которых могут принести пользу современные технологии, можно упомянуть сбор и систематизацию исторической и технической информации о реставрируемых объектах, в том числе, в далекой перспективе, с целью сведения ее в единую национальную базу данных, решение обследовательских и обмерных задач, собственно проектирование, решающее задачи как реставрации, так и приспособления памятника в соответствии с возлагаемыми на него современными функциями, архивирование и хранение наработанной архивной, проектной и исполнительной документации. Каждая из перечисленных задач требует собственных средств и методов решения. Первая и последняя задачи во многом родственны, их решение может опираться на известные методики и программные средства. Это вопрос общей технической политики. При сведении воедино нескольких несогласованных по структуре локальных баз данных неизбежны большие затраты ручного труда, что сводит смысл создания таких баз масштаба мастерской практически к нулю. Работа в этом направлении, насколько мне известно, ведется. Мне бы хотелось остановиться на технической стороне процесса предпроектной подготовки и проектирования и рассмотреть, на каких этапах наиболее заметно проявляется реставрационная специфика и возможно ли на этих стадиях повышение эффективности труда и качества результатов за счет автоматизации рабочего процесса. Предпроектная подготовка связана с проведением натурных обследований и обмеров, лабораторных исследований и графических работ, связанных с созданием геологогеодезической документации и обмерных чертежей. Область натурных и лабораторных обследований не предполагает за редким, может быть, исключением использование совершенно уникальных средств и методов, поскольку подобные работы проводятся при 4~1~1 EVA’99-Москва А.В. Россоловский подготовке к проектированию строительства и реконструкции не только объектов, представляющих историческую ценность. Отличие их, возможно, сказывается в более тщательном подходе к некоторым вопросам, однако оно скорее количественное нежели качественное. Более тщательно и детально производятся натурные обмеры, однако и здесь используются знакомые «в миру» методы. В этой области проводятся достаточно интересные исследования, направленные на более полное использование возможностей фотографии, мы очень заинтересованы в их результатах, однако пока нет и в ближайшее время предположительно не предвидится методов, исключающих последующий период камеральной обработки данных измерений, то есть создания обмерных чертежей. Из всех этапов предпроектной подготовки, лишь на стадии обработки обмерных данных и создания обмерных чертежей заметно сказывается уникальная специфика реставрации. Качество и скорость выполнения этих работ могут быть существенно повышены за счет применения компьютерных аппаратно-программных средств, чему есть реальные примеры. Стадия проектирования, как уже упоминалось, включает два этапа: проект реставрации и проект приспособления. Второй этап не принципиально отличается от стандартного процесса проектирования: к нему предъявляются те же технологические и иные нормативные требования, что и к проектированию новых зданий аналогичного функционального назначения. На этом этапе решаются все вопросы, связанные с технической начинкой здания, а поэтому здесь теоретически могут быть применены любые аппаратно-программные средства, использующиеся в традиционном проектировании. В настоящее время имеется солидный арсенал подобных средств для различных аппаратных платформ и графических сред. Как правило, строительные программы относятся к средней ценовой категории и в качестве аппаратной базы используют Intel-совместимые машины с операционной средой Windows‘9*/NT. Есть опыт использования платформы Apple, однако стоимость технических средств в этом случае при сопоставимых технических характеристиках несколько выше, набор специализированных программ значительно беднее, нежели для PC, а очевидных технических или экономических преимуществ в данном конкретном контексте применения не выявлено, во всяком случае такие данные не публиковались. Применение для строительного проектирования более мощных специализированных аппаратных платформ в общем случае экономически нецелесообразно, поскольку вопрос об окупаемости таких рабочих мест в условиях реальных цен на проектные работы просто не имеет смысла. Таким образом, никаких специфических ограничений для использования существующих компьютерных программных и аппаратных средств и методик стадия проектирования приспособления объекта реставрации не предъявляет. Проект реставрации, напротив, является абсолютно специфическим этапом, на котором производится историческая реконструкция облика здания или приведение его в соответствие с особенностями, характерными для зданий соответствующего исторического периода. На этой стадии производится историко-библиографическое исследование, на основании которого составляется историческая справка, с использованием ранее выполненных обмерных чертежей, создается графическая часть эскизного проекта, а также выполняется смета на реставрационные работы. К числу безусловно подлежащих автоматизации стадий можно отнести сметную часть. Существует множество сметных программ для строительства, любая из которых может быть использована для составления смет по вводимым вручную объемам при условии пополнения базы расценок специфическими реставрационными. Некоторые из существующих программ позволяют пользователю без участия разработчика добавлять и изменять расценки и даже алгоритм расчета. В то же время задача автоматизированного ввода данных об объемах в сметную программу из графической является в связи со спецификой реставрации практически не решаемой. Во всяком случае, ответственность за межпрограммный интерфейс в данном случае ложится никак не на сметную программу. 4~1~2 EVA’99-Москва А.В. Россоловский Другое очевидное решение связано с историко-библиографическими исследованиями и подготовкой исторической справки. Технически этот процесс не отличается от работы с любыми текстовыми и иллюстративными материалами в режиме удаленного запроса. Есть Интернет, есть модемы, даже в жилых кварталах начинают создаваться коллективные подключения по выделенным линиям, то есть техническая база для связи существует и лишь ждет, чтобы ее начали использовать. Конечно, перевод фондов в цифровой формат является непростой задачей, однако на первых порах благом явилась бы возможность в таком режиме работать с каталогами, с тем, чтобы сократить последующие физические перемещения специалистов-реставраторов. Понятно, что и поиск по ключевым понятиям или иным критериям во много раз сократит время поиска в сравнении с листанием карточек. Круг поиска при этом может быть также существенно расширен, благодаря чему результаты этого периода могут стать более ценными. Сокращая трудозатраты периода исследований, а это недели и месяцы по каждому объекту, можно сэкономить средства, которые могли бы помочь решить проблему технического оснащения проектных организаций. Если говорить о затратах, связанных с техническим обеспечением клиентских рабочих мест для поисковой работы, то это копейки: стоимость одного рабочего места не превысит $500 единовременно и столько же в год за обеспечение выхода в Сеть, при большом количестве рабочих мест эти суммы можно ощутимо уменьшить. Вопрос впрямую связан с упоминавшейся ранее проблемой систематизации данных о памятниках. Мне, однако, хотелось бы сосредоточиться на другом, а именно на процессах, имеющих целью создание технической документации и, в первую очередь, графической ее составляющей. Создание графической части эскизного проекта составляет с камеральными работами на стадии обмеров единый технологический процесс. Именно эти работы диктуют условия и создают самые жесткие ограничения в выборе технических, а главное программных средств для автоматизации проектно-реставрационного процесса. Причем ограничения неизбежно сказываются и на выборе средств для более традиционного этапа проектирования приспособления, поскольку в качестве основы для проектирования инженерной начинки здания должна служить геометрия, созданная в результате обмеров и эскизного проектирования. Область поиска, таким образом, существенно сократилась. Попробую сформулировать хотя бы в общих чертах, с чем имеет дело реставратор. Стены, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении обычно имеют отклонения по толщине, различной степени искривления как по длине, так и по высоте, отклонения от вертикали. Перекрытия часто имеют уклон и неравномерны по толщине. Проемы в результате осадок могут иметь любые перекосы и нарушения симметрии. В пределах одного уровня возможно размещение проемов в свободном порядке или в несколько рядов. Поверхности стен часто имеют большое количество декоративных деталей, иногда с нерегулярной структурой, тянутые профили нередко помимо основной формы имеют мелкую порезку. Иногда приходится иметь дело с руинированными памятниками, части стен которых утрачены, причем утраченные фрагменты могут иметь произвольную форму, то есть обрывы участков стен могут быть не вертикальны. Различные участки стен одинаковой толщины в пределах даже одного помещения при восстановлении требуют различных расходов материалов и трудозатрат в связи с различной степенью сохранности, что должно быть отражено в сметной документации. Часть стен зданий сохраняется, поэтому в объем кладки включаются только новые ее участки. Крыши очень часто имеют сложную форму, много мелких деталей. Детали здания, как правило, уникальны и не повторяются в точных копиях в других зданиях. Рассмотрим теперь, что предлагают готовые проектные программы. Большинство специализированных программных средств для проектирования объектов строительства используют идеологию создания трехмерной модели. Основана она в большинстве случаев на следующих допущениях: стены на участках в пределах помещений имеют постоянную толщину как по длине, так и по вертикали, участки стен помещений имеют постоянные 4~1~3 EVA’99-Москва А.В. Россоловский высотные характеристики, соблюдается вертикальность стен, горизонтальность перекрытий, в пределах этажа может быть создан один ряд проемов, сами проемы имеют вертикальные боковые края, горизонтальную подоконную часть и ограниченный набор форм для перемычки. Некоторые из программ допускают чуть больше вольностей, но ненамного. Если перечисленные условия соблюдаются, программы проявляют себя наилучшим образом: обеспечивают возможность параметрического редактирования частей зданий, автоматически создают на основании трехмерной модели основные плоские виды и разрезы, специфицируют материалы, изделия и трудозатраты, позволяют получить в результате несложных манипуляций приемлемого качества тонированные изображения. В тех случаях, когда стандартные условия не соблюдаются, программы позволяют с помощью некоторых дополнительных манипуляций добиться не предусмотренного основной идеологией программы видимого результата, однако во имя преодоления этих сложностей в жертву приносится автоматизация. Сложные места, как правило, менее чувствительны к редактированию, с ними недостаточно четко работают функции создания отчетных форм, в которые приходится вносить исправления в ручном режиме. Те программы, которые позволяют обойти описанные ограничения с минимальными потерями, не свободны от других проблем. Возможности работы трехмерных программ с декором стен и других частей зданий ограничены: как правило, максимум на что можно рассчитывать, это тянутые профили – карнизы, наличники и иные подобные формы. Возможность создания стандартными средствами свободного декора или порезки тех же карнизов (рядов иоников, например) отсутствует во всех этих программах. Даже если бы подробности декора могли быть воссозданы с идеальной подробностью, это не спасло бы положения, поскольку объемное моделирование чрезвычайно рессурсоемкий процесс. Насыщенные мелкими деталями модели было бы невозможно либо создать, либо обрабатывать теми средствами, которые были упомянуты в качестве экономически обоснованной технической базы для такого вида работ. Даже при условии создания таких моделей любые операции их просмотра или вывода на печать могли бы занимать многие часы и даже сутки. Возможно, использование более мощных компьютерных платформ, например старших моделей Silicon Graphics с соответствующим программным обеспечением, позволило бы обеспечить приемлемые скорости при их обработке, но по экономическим соображениям это неоправданно. При создании тонированных изображений можно воссоздавать на упрощенных формах сложный декор, формируя или имитируя объем с помощью визуальных и специальных свойств, присваиваемых поверхностям модели материалов, основанных на применении растровых изображений, в том числе фотографий с натуры. Однако, во-первых, подготовка и подгонка текстур к большому числу сложных поверхностей является отнюдь не рядовой операцией, требующей от специалиста очень высокой квалификации и значительных трудозатрат, а во-вторых, при этом не решается основная проблема – получение достоверной чертежной документации, являющейся основой для проведения строительных реставрационных работ. Тем более, что трехмерные фотореалистичные изображения требуется готовить далеко не для всех объектов. Таким образом, задача получения плоских реставрационных чертежей по трехмерной детальной модели на базе экономически оправданной платформы PC в общем случае нереализуема. Возможно, она будет решена на машинах с процессорами будущих поколений с применением нового поколения программ, однако сейчас я пытаюсь разобраться с возможностью решения нынешних проблем доступными сегодня средствами. Если развивать мысль далее, можно отметить, что традиционно работа программ для проектирования основана на формировании и последующем многократном использовании библиотек готовых объектов. Формирование таких библиотек требует больших или меньших целенаправленных усилий. Ранее уже было отмечено, что в большинстве случаев детали реставрируемого здания уникальны и не могут быть применены в других проектах, поэтому работа с библиотекой может стать неоправданной, однако неизбежной тратой сил и времени. 4~1~4 EVA’99-Москва А.В. Россоловский Другого же механизма для работы с модульными геометрическими образованиями эти программы, как правило, не имеют. Справедливости ради следует отметить, что библиотеки некоторых программ допускают создание параметрических библиотечных объектов, однако глубина такой параметризации недостаточна для создания действительно универсальной базы на все случаи жизни. Иначе говоря, то, что в другой ситуации благо, в случае с реставрационным проектированием приводит к созданию дополнительных проблем. Одно из основных достоинств специализированных программ, то, чем их разработчики особо гордятся – автоматическое создание полных отчетов о расходах материалов и объемах строительных работ на основе созданной модели здания, тоже не может быть использовано как есть, поскольку, как уже упоминалось, в отчеты должно включаться фрагментарное восстановление конструкций, а различные участки стен одной толщины могут значительно отличаться составом и объемом работ по их восстановлению. Программы в стандартном случае все однотипные конструкции рассчитывают по единому алгоритму, что противоречит только что упомянутому требованию. Если же на стадии создания модели предусмотреть возможность использования участков стен с различным алгоритмом расчета данных, процесс ее создания становится неоправданно трудоемким. Ни одна программа, к тому же, не справится автоматически с учетом объема воссоздания декора, одной из самых дорогих и трудоемких операций. Упомянутый случай со стенами лишь пример, на самом деле подобная ситуация имеет место в случае со всеми позициями сметы, так что считать объемы и передавать их в сметную программу придется вручную. Поэтому и упомянутая выше нерешенная проблема автоматического интерфейса между графическими и сметными программами является пока для проектной реставрации не самой острой. Вероятно, для реставрации может быть создана программа, учитывающая специфику такого вида работ, однако это задача на длительный период времени, поскольку из-за размытости границ локальных задач сложна сама постановка проблемы. Этим, насколько мне известно, еще никто не занимался, так что ожидать результата в ближайшее время не приходится. Одним из осложняющих обстоятельств является то, что создание подобной программы с нуля, как в данном случае – процесс чрезвычайно трудоемкий и долгий, а главное дорогой. Относительная дешевизна коммерческих программ объясняется их большими тиражами, что предполагает универсальность, относительную пригодность для большинства потенциальных пользователей, а следовательно уход от узкой специализации. Цены на коммерческие специализированные проектные программы находятся на уровне $5000 или несколько больше для приложений со встроенным графическим ядром или от $500 до $5000 в случае приложений для универсальной графической среды, за легальное приобретение которой потребуется заплатить порядка $4000. Их продажи исчисляются многими сотнями и даже тысячами копий. Круг организаций, занимающихся реставрационным проектированием, невелик и не может обеспечить сопоставимый уровень числа потенциальных потребителей. А потому в случае создания заказной программы, каждое рабочее место будет стоить хорошо если в двадцать, а то и в пятьдесят раз дороже. В условиях нынешней системы поступления средств в проектные организации вероятность реализовать такой заказ равна нулю. Следует искать другой, более реальный выход из ситуации. Скорее всего, поиск следует ограничить кругом универсальных графических продуктов для создания автоматизированных чертежных рабочих мест, обладающих пусть меньшей глубиной автоматизации рабочего процесса, однако не ограничивающих свободы проектировщиков в реализации любых возможных графических задач, и посмотреть, есть ли смысл применять их в таком уникальном процессе, как проектная реставрация. Сначала следует вернуться к обсуждению предъявляемых к программному продукту требований. Поскольку насыщенность объектов реставрации деталями не позволяет создавать и обрабатывать их полные подробные объемные модели, которые бы обеспечивали получение всех необходимых плоских чертежей с требуемой глубиной детализации, 4~1~5 EVA’99-Москва А.В. Россоловский ограничим задачу получением лишь тех документов, которые действительно нужны для передачи заказчику. Это плоские чертежи планов всех этажей и горизонтальных сечений на уровне дополнительных рядов проемов, все фасады, характерные разрезы и необходимые дополнительные фрагменты любых из перечисленных проекций с полной графической информацией об элементах декора. В некоторых случаях может потребоваться создание трехмерных моделей: обобщенной (без мелких деталей) всего здания или комплекса и детальных по отдельным наиболее важным помещениям. Как показывает практический опыт, плоское черчение лучше отвечает логике процесса обработки данных натурных обмеров, нежели непосредственное их использование при создании объемных моделей. Объемные модели предназначаются для получения на их основе с различных позиций наблюдения контурных либо фотореалистичных изображений с визуальными свойствами реальных материалов и учетом близких к реальным условий освещения. Опыт ознакомления с основными представленными на российском рынке программными продуктами для автоматизированного проектирования, а также практического использования некоторых из них позволяет мне сделать вывод о том, что всем требованиям, предъявляемым при выполнении всех этапов графических работ, связанных с проектно-реставрационной деятельностью, полностью отвечает AutoCAD от компании Autodesk, история применения которого в России насчитывает около десятка лет. Вышедшая весной его последняя версия особенно привлекательна для использования в рассматриваемом контексте. Из сказанного не следует, что для решения поставленных задач неприменимы другие программные средства. Однако, не пытаясь объять необъятное, я лишь счел целесообразным поделиться с заинтересованными коллегами выводами, следующими из конкретного практического опыта, принесшего положительные результаты. AutoCAD является тем, что можно определить как электронный кульман. В базовом варианте, без дополнительных приложений, он не обладает способностью самостоятельно создавать готовый результат, однако содержит чрезвычайно мощный набор средств для свободного рисования, точного черчения и редактирования, использования и обработки сканированных и фотографических изображений, объемного моделирования и фотореалистичной визуализации, которых при умелом использовании достаточно для решения всех перечисленных ранее задач. Кроме того, AutoCAD позволяет гибко настраивать рабочую среду вплоть до программирования на встроенных Auto LISP и VBA или более мощных языках высокого уровня собственных утилит, программных модулей, либо загрузки внешних готовых специализированных приложений, работающих в его графической среде. Таким образом, выбор в качестве базового графического продукта AutoCAD предполагает возможность параллельно с его эффективным использованием ведение работ по созданию специализированной реставрационной программы для его среды в случае, если на то будут изысканы средства. Как уже упоминалось, имеет смысл выделить в качестве отдельных задач получение насыщенных элементами декора подробных плоских чертежей и создание на основе локальных трехмерных моделей фотореалистичных изображений. AutoCAD позволяет выполнить и то и другое с помощью различных входящих в него групп средств. Причем плоские чертежи могут содержать элементы декора с любой практически неограниченной степенью точности без потери производительности. AutoCAD позволяет открывать в отдельных окнах несколько файлов чертежей одновременно и обмениваться между ними графической информацией, что позволяет более гибко организовать работу. Одно из открытых рабочих окон может служить вместилищем для многократно используемых участков изображений, вставляемых из него в нужные места других чертежей. Можно некоторые трудоемкие операции выполнять параллельно во всех чертежах, что более эффективно, чем последовательная обработка каждого чертежа до полной готовности. Это связано с тем, что переход между операциями требует от исполнителя некоторой психологической адаптации, при параллельном выполнении операций количество таких переходов сокращается, снижая утомляемость. 4~1~6 EVA’99-Москва А.В. Россоловский Если чрезмерно большой объем графической информации в отдельных файлах влияет на снижение общей производительности системы, AutoCAD позволяет открывать и обрабатывать содержащуюся в них графическую информацию порциями и подгружать новые порции информации по мере необходимости. Это позволяет без потерь скорости работать с чрезвычайно тяжелыми файлами, обработка которых традиционными методами неизбежно сопровождалась бы ощутимыми задержками при выполнении каждой операции. AutoCAD позволяет очень гибко работать с наборами объектов для их совместного редактирования или изменения состояния видимости. Доступом к объектам можно управлять с помощью структуры слоев, средств интеллектуального выбора объектов на основе их свойств. Единожды сформированные основанные на наборах критериев объектные фильтры могут сохраняться для повторного использования. Сами наборы объектов могут сохраняться в виде совместно выбираемых групп отдельных объектов или в качестве объединяющих их сложных объектов-блоков. Блоки и внешние ссылки позволяют без использования специального интерфейса гибко формировать библиотеки повторно применяемых объектов и модулей. При этом отдельные части чертежей могут редактироваться как в контексте их использования в чертеже, так и в отдельных файлах. В обоих случаях обеспечивается обновление повторяемых модулей в чертеже во всех вхождениях. Организация библиотеки повторно используемых модулей и объектов не требует специальных усилий: это всего лишь наборы файлов, сохраненных в нужных папках. Части изображений и даже настройки могут заимствоваться как из открытых, так и из закрытых чертежей. В AutoCAD 2000 активно используется при работе как с геометрией, так и элементами файловой системы технология drag-and-drop, то есть выбора и буксировки объектов с помощью устройства указания. В силу обыденной привычности такого способа управления объектами работа с ними чрезвычайно легка, наглядна и предсказуема по результатам. Элементарные объекты, на основе которых создаются изображения и модели, представлены большим количеством их типов с разнообразными уникальными свойствами и методами применимого к ним специального редактирования. Кроме специальных AutoCAD содержит богатую палитру средств общего редактирования, применимых к различным типам объектам. Наряду с построением математически точных изображений AutoCAD допускает свободное рисование от руки. В чертежах вместе с обычной векторной графикой могут использоваться сканированные и фотографические растровые изображения: это могут быть материалы фотофиксации, увражи, нарисованные от руки эскизы и наброски. Они могут применяться для обрисовки по ним изображений стандартными средствами AutoCAD с последующим удалением, а могут быть и сохранены в окончательных чертежах как их части, например для воспроизведения сложных элементов декора, обрисовка которых заняла бы неоправданно много времени. Если известно хотя бы одно расстояние между любыми точками растрового изображения, оно может быть абсолютно точно приведено к любому нужному масштабу. В чертежах могут использоваться прерывистые линии с различной последовательностью разрывов. Градации толщины линий отображаются как при выводе на печать, так и в экранном представлении чертежей. Для оформления чертежей доступно большое количество образцов штриховок, PostScript-заливок, а также 255 экранных цветов. Возможности визуализации в программе не ограничены экранными цветами, при выводе на печать они могут заменяться любыми цветами, доступными в цветовой палитре Windows. Наряду с мощными чертежными функциями AutoCAD содержит богатые средства для объемного моделирования. Можно создавать как стандартные по форме объекты, так и произвольные тела смещения или вращения на основании контурных образующих и направляющих произвольной формы. После создания трехмерные объекты допускают редактирование их как целиком булевыми операциями, так и отдельных их ребер и поверхностей путем их выдавливания, поворота или перемещения. Отдельным поверхностям 4~1~7 EVA’99-Москва А.В. Россоловский и ребрам объектов могут присваиваться различные цвета, что позволяет впоследствии при фотореалистичной визуализации разным частям объектов присваивать материалы с различными визуальными свойствами. Наносимые на чертежи размеры автоматически отражают реально измеренные расстояния и углы, ассоциативно связаны с измеряемой геометрией и без участия пользователя обновляются при ее редактировании. Все это в сочетании с великолепно продуманными и разнообразными средствами обеспечения точности делает возможности программы по работе со статичными изображениями и моделями практически неограниченными. AutoCAD в принципе позволяет смоделировать все что угодно, разумеется при наличии соответствующих навыков. Интерфейс программы в его последней версии великолепно продуман. Он существенно сокращает время доступа к нужным инструментам за счет всплывающих непосредственно под курсором контекстных меню с опциями текущей команды или наиболее часто используемых команд общего редактирования. Существенно облегчен повторный доступ к ранее использовавшимся командам, повторное позиционирование в ранее указанной точке, выбор последнего созданного объекта или последнего сформированного набора объектов. Эргономичный интерфейс позволяет ощутимо сокращать время работы над чертежами по сравнению с традиционными способами обращения к командам, их опциям и объектам редактирования. Наряду с богатыми графическими возможностями AutoCAD содержит средства для работы текстовыми и числовыми данными, а также документами различных форматов, созданными другими приложениями. Интерфейс с внешними базами данных позволяет связывать отдельные объекты AutoCAD с отдельными записями из их таблиц, в результате чего возможно как управление внешними данными посредством манипуляций с объектами чертежа, так и наоборот, формирование и обработка наборов объектов чертежа на основании выполнения запросов внешних баз данных. Иначе говоря, обратившись к любому объекту реставрационного чертежа, можно получить доступ для просмотра и редактирования к относящимся к нему историческим или техническим сведениям, хранящимся вне файла чертежа в специфичном для хранения данных формате возможно даже на другой машине. О необходимости формирования таких баз данных по реставрируемым объектам уже упоминалось вне контекста работы с графикой. AutoCAD позволит лишь облегчить и сделать более наглядным обращение к этим данным. Гиперссылки позволяют путем обращения к отдельным участкам чертежей общих планов, фасадов и разрезов вызывать чертежи или фотографии соответствующих указанным местам фрагментов и деталей или относящихся к ним иных документов. Специальные объекты, называемые атрибутами блоков позволяют формировать неграфические данные в самом чертеже. На их основе впоследствии можно извлекать из чертежа и обрабатывать в табличном процессоре структурированные текстовые и числовые данные, являющиеся основой для подготовки спецификаций и таблиц объемов, передаваемых затем в качестве заданий для составления смет. Полученные с помощью экспортированных атрибутов ведомости и спецификации могут форматироваться средствами табличного процессора и в готовом виде помещаться в чертежи в качестве внедренных OLEобъектов. Атрибуты могут использоваться также для автоматизации заполнения в чертежах стандартных табличных форм, например штампов. AutoCAD обладает также великолепными возможностями визуализации созданных в нем или импортированных из других программ объемных моделей. Пользователю доступны создающие тени гибко настраиваемые различные виды источников освещения, включая общее рассеянное. Материалы, основанные на различных локальных цветах или текстурах, а также процедурных эффектах позволяют оперировать не только видимой текстурой, но и отражением, прозрачностью, деформациями поверхностей, их способностью создавать блики. Возможно назначение материалов объектам напрямую, а также их группам или частям на основе принадлежности слоям или присвоенных им цветов. Направление, способ и масштаб проецирования материалов на объекты гибко настраиваются в каждом отдельном 4~1~8 EVA’99-Москва А.В. Россоловский случае. В качестве фона сцены и деталей переднего плана могут использоваться фотографии в наиболее распространенных растровых форматах: пейзажи, растения, люди, автомобили или конные экипажи. При работе с глубокими сценами можно настраивать интенсивность тумана или эффект воздушной перспективы. В сценах может размещаться большое количество настраиваемых камер наблюдения. Различные настройки условий освещения могут сохраняться для последующего восстановления. Для каждой камеры может создаваться собственный набор настроенных источников освещения. Для создания новых материалов нужно умение и цветной сканер, для новых элементов ландшафта дополнительно потребуется фотоаппарат. Встроенные возможности визуализации в AutoCAD, разумеется, беднее, чем в специализированных программах, однако, имея их, пользователь обладает выбором: покупать ли за дополнительные $700 – $1200 специальную программу или воспользоваться тем, что есть и приложить к этому свое умение. За многие годы накоплен богатый опыт использования AutoCAD, выработаны методики. Ни одна проектная программа не может сравниться с AutoCAD по количеству посвященных им книг на русском языке. Если по каждой версии AutoCAD спустя не более трех месяцев с момента выхода появляются русские книги, а общее их число по каждой версии достигает пяти и даже больше, то по прочим программам аналогичного назначения литература просто отсутствует. Немаловажно в условиях ограниченных денежных ресурсов то, что при создании плоских чертежей целесообразно использовать специальную версию AutoCAD LT, содержащую все функции старшей программы для работы с плоскими изображениями, но имеющую ограниченные возможности объемного моделирования, визуализации и обработки данных. При стоимости $700 за копию этой программой можно оснастить в 7-10 раз большее количество рабочих мест, чем любой из упоминавшихся ранее специализированных программ. Одно рабочее место, оснащенное полнофункциональной программой AutoCAD2000 стоимостью $3900 для работы с объемными моделями, может обеспечить потребности 2-4 мастерских в такого рода работах. Однако, как ранее говорилось, специализированные приложения могли бы с успехом применяться для выполнения проектов приспособления, не предъявляющих специфических ограничений к программному обеспечению. Единственным ограничением в случае выполнения реставрационной части проектов средствами AutoCAD является способность приложений воспринимать созданные его средствами чертежи в качестве исходной информации для их работы. Именно этому требованию наилучшим образом отвечают AutoCAD-базированные приложения, которые используют его графическую среду, идеологию и формат файлов AutoCAD. Интерес в данном случае должны представлять, главным образом, комплексные пакеты, содержащие как общестроительные модули, так и средства для разработки инженерных разделов проектов. Из удовлетворяющих перечисленным требованиям программ, представленных на российском рынке заслуживают внимания модульный программный комплекс «Маэстро» киевских разработчиков стоимостью $1500 и комплекты программ Softdesk Auto-Architect стоимостью $1400 и Softdesk Building Services Suite стоимостью $2000 от разработчика AutoCAD компании Autodesk. Программный комплекс «Маэстро» допускает приобретение и использование по частям, включает архитектурный, конструктивные и сантехнический модули и хорошо зарекомендовал себя в традиционном проектировании некрупных и средних по величине зданий. Программы от Autodesk являются чрезвычайно мощными инструментами для традиционного проектирования, однако функциональная специфика и цены делают их приобретение оправданным для проектирования крупных объектов масштаба музейного или библиотечного комплекса государственного значения. Чаще реставраторы имеют дело с более скромными по величине объектами, для которых «Маэстро» является совершенно оправданным выбором. Архитектурный модуль «Маэстро», специальное приобретение которого для реставрационных целей было бы нецелесообразным в связи с уже упоминавшимися ограничениями, будучи приобретенным в составе комплекса для более 4~1~9 EVA’99-Москва А.В. Россоловский традиционных задач, оказался бы полезным и здесь для решения отдельных задач. Например, создание проемов, пластическая деформация объемных стен и моделирование сложных крыш в «Маэстро» функционально решены сегодня лучше, чем в любой другой из известных мне архитектурных программ. В ЦНРПМ AutoCAD использовался при создании обмерных чертежей и выполнении эскизных проектов Петровского путевого дворца, Главного дома усадьбы «Суханово» и Подземной палаты Архангельского собора Московского кремля. В двух последних случаях создавались только плоские чертежи. Работа над проектом Петровского путевого дворца включала наряду с плоскими чертежами объемную упрощенную модель всего комплекса для создания аксонометрического контурного изображения и детальную модель барабана и купола дворца с целью получения с них плоских изображений фасадных проекций для использования при создании чертежей фасадов. О работе над фасадами последнего, для примера, могу рассказать чуть больше. Здание имеет квадратную в плане форму. Фасады здания во многом повторяют друг друга и используют общие элементы декора. Из-за большой насыщенности деталями, объем файла каждого фасада занимал на диске около 5 Мб. Во всех фасадах использовались в качестве повторяемых элементов внешние ссылки на общие для всех файлы-источники общим объемом около 1 Мб. Повторяемые во всех чертежах фасадов модули, в числе которых были как отдельные элементы декора, так и все виды проемов с декоративным оформлением, копировались между чертежами через буфер обмена как в виде блоков, так и в качестве наборов несвязанных геометрических построений. Каждая специфическая операция или контекстно связанная их последовательность, сначала выполнялась в каждом из открытых чертежей, и лишь затем выбиралась новая локальная задача. Этот подход оказался в случае с повторяющимися изображениями более быстрым и удобным, чем последовательная работа до готовности с каждым чертежом отдельно. Одновременно в рабочем сеансе было открыто как минимум восемь фасадов, а как максимум двенадцать: для каждого фасада открывался обмерный чертеж, обрабатываемый чертеж эскизного проекта, а в некоторых случаях дополнительно открывалась резервная копия проектного чертежа для восстановления некоторых частей изображений в их старой редакции. Задержек в работе на машине с процессором Intel Celeron 300A, оперативной памятью 128 Мб, видеопамятью 8 Мб и большим запасом дисковой памяти при этом не наблюдалось несмотря на то, что лишь дисковый объем одновременно открытых файлов составлял более 70 Мб, а при редактировании открытые файлы занимают в рабочей памяти машины существенно больший объем. Объясняется это тем, что AutoCAD графическую информацию из неактивных чертежей записывает во временный файл быстрого доступа на жестком диске, оставляя в оперативной памяти лишь небольшую ее часть, а почти всю доступную память отводит для работы с одним активным чертежом. Большой выигрыш во времени достигался за счет автоматического обновления всех вхождений блока или внешней ссылки при их редактировании. Основной объем работ был связан с воссозданием средствами AutoCAD рисунка декора. Для точного воспроизведения его использовались увражи, которые сканировались, в растровом формате вставлялись в свободное место одного из чертежей и масштабировались в соответствии с реальными размерами. Для обрисовки декора по сканированным изображениям использовались полилинии с чередованием линейных и радиальных сегментов. Большим подспорьем при выполнении этого вида работ оказалась доступность опций команды в контекстном меню непосредственно под курсором, поскольку обращениями к ним при этой операции приходится пользоваться чрезвычайно часто. Для подобного вида работ может применяться свободное рисование от руки, которое не требует частого обращения к опциям текущей команды, однако обеспечивает меньшую точность. Фасады создавались в виде плоских чертежей средствами контурного черчения, однако для точного изображения барабана с куполом была создана полная детальная объемная модель для которой применялись такие операции, как создание сложных тел методами сдвига, вращения, булевыми операциями соединения, вычитания и пересечения. На цилиндрическом 4 ~ 1 ~ 10 EVA’99-Москва А.В. Россоловский барабане были смоделированы объемные детали и лепной декор для одного повторяемого модуля, которые затем были размножены круговым массивом вокруг оси барабана. Для проектного варианта купола с барабаном дополнительно были созданы объемные модели пенакля и беседки, которые были затем помещены на копию обмерного варианта барабана. Во время создания объемных моделей часто использовалась постоянная экранная закраска по Гуро для оценки результата. С фасадных проекций двух моделей барабанов в AutoCAD R14 были созданы плоские файлы формата DXB, которые затем были вставлены в специально созданные для этого новые рабочие файлы AutoCAD, косметически в них отредактированы и сохранены для использования в качестве источников внешних ссылок. Работа над проектными фасадами заняла ничтожно мало времени, поскольку они создавались на основе готовых файлов обмерных чертежей, в них вносились лишь технически незначительные изменения. При создании чертежей толщина линий в экранном представлении не использовалась, а назначалась при печати по соответствию экранным цветам. Для того, чтобы насыщенные линиями изображения декора не забивали чертежи для них в экранном представлении использовались неконтрастные цвета, а при печати применялись самые тонкие линии. Оценивать точно общую экономию времени я не берусь, поскольку сравниваться должны в данном случае вещи несопоставимые. Компьютерные чертежи обеспечивают точность как в размерах, так и в воспроизведении мельчайших деталей, которую достичь при ручном черчении принципиально невозможно. Тем не менее, даже с учетом этой поправки разница может оцениваться не в процентах, а в разах. Коэффициент ускорения зависит от множества объективных и субъективных причин, однако все участники эксперимента сходятся на том, что по самым скромным подсчетам, при самых неблагоприятных обстоятельствах трехкратный эффект имеет место даже в том случае, если в расчет принимается только скорость работы при минимально допустимом графическом качестве ручных чертежей. Это объясняет то, что в нашей мастерской нет исполнителей, которые чертят вручную. Россоловский Александр Вячеславович Главный архитектор проектов ЦНРПМ. Закончил Московский Архитектурный институт в 1980 году. С 1992 года занимается вопросами автоматизации проектно-строительной деятельности. Неоднократно публиковался в специализированных периодических изданиях. Автор книги по AutoCAD 2000. Центральные научно-реставрационные проектные мастерские Одна из старейших реставрационных организаций страны. За 50 лет деятельности имеет в творческом багаже опыт работы по более чем 1500 объектам. В их числе Московский, Новгородский, Псковский, Астраханский, Рязанский и Тульский кремли; Соловецкий, Новодевичий, Новоспаский, Андроников, Кирилло-Белозерский и др. известнейшие монастыри; дворцы-усадьбы: Архангельское, Кусково, усадьба Кузьминки; древнейшие памятники Подмосковья, Твери и других областей России. В последние годы арихитекторы ЦНРПМ ведут успешную работу по воссозданию исторического облика Кремлевского дворца, стен и башен Благовещенского, Архангельского соборов и др. объектов Московского Кремля; по реставрации памятников Москвы, Вологодской, Смоленской, Тверской, Костромской областей, а также по реконструкции исторической застройки г. Москвы. В состав Мастерских входит ведущая в России лаборатория по технологии реставрационных работ. Используется компьютерное проектирование, стереофотограмметрический метод обмеров фасадов. 4 ~ 1 ~ 11
