Особенности и возможности нетрадиционных программ для архитектурного моделирования и визуализации на примере игры «MINECRAFT»

Целуйко Дмитрий Сергеевич старший преподаватель, кафедра Архитектура и урбанистика, ФБГОУ ВО Тихоокеанский государственный университет 680000, Россия, Хабаровский край, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, каб. 506 Tseluiko Dmitrii Sergeevich Senior Lecturer, Department of Architecture and Urban Studies, Pacific State University 680000, Russia, Khabarovskii krai, g. Khabarovsk, ul. Tikhookeanskaya, 136, kab. 506 Dima123117@gmail.com

Шнайдер Глеб Игоревич студент, кафедра Архитектура и урбанистика, ФГБОУ ВО Тихоокеанский государственный университет 680000, Россия, Хабаровский край, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, каб. 506 Shnaider Gleb Igorevich Student, Department of Architecture and Urban Studies, Pacific State University 680000, Russia, Khabarovskii krai, g. Khabarovsk, ul. Tikhookeanskaya, 136, kab. 506 Referal.martirosyan@gmail.com

Введение

Мир архитектурной индустрии претерпевает большие изменения, это выражается как в необычных формах и материалах зданий, так и в программах для проектирования. Каждая из которых имеет свои особенности и инструменты, за счет чего, облегчает создания определенной категории объемов. Это дает возможность развиваться определенному стилевому тренду, примером тому служит программа Rhinoceros с плагином Grasshopper, позволяющему с легкостью создавать и изменять сложных объекты.

Но помимо сложных программ с множеством функций, существую и довольны простые, которые являются больше развлечением, нежели серьезным инструментом, но могут заинтересовать пользователя и направить на путь будущего архитектора. Одной из наиболее популярных игр данного типа является Minecraft. Она знакома каждому студенту и школьнику, неспроста, ведь творческий потенциал этой игры практически неиссякаем. Но каким же образом она связанна связана с архитектурным проектированием и дизайном?

Игра представляет собой кубический мир, состоящий из блоков различных материалов. Условный размер каждого блока принимают за 1м3, а плоская поверхность, состоящая из блоков, является сеткой 1х1 м, к которой осуществляется привязка других блоков. Процесс моделирования происходит по принципу вычерчивания плана из блоков на плоскости и последующим возведением стен, что схоже с классическим подходом моделирования в программах. Процесс рендеринга (визуализации) отличается от «архитектурного», в игре нет классических инструментов для настройки параметров света, эффектов и качества картинки. Визуализация осуществляется во время игры и не требует особых настроек. Для создания кадра необходимо сделать обычный скриншот. Быстрая визуализация осуществляется за счет видеочипа на видеокарте или процессоре. Шейдеры (текстуры) для рендера, требуют большого количество ресурсов компьютера, но настроить ее можно под любой компьютер, понижая разрешение текстур и уменьшая дальность прорисовки.

Но одних кубов недостаточно для полноценного моделирования, игра предусматривает возможность абсолютно любой модификации "модами" – сторонними программами-дополнениями, в которых есть практически все, что нужно для творчества или для разнообразия игры. Возможно добавлять мебель, флору, фауну, новые материалы блоков и т.д. что позволяет создать более «живое» окружение.

Кому может понадобиться игра в качестве замены программам для моделирования и рендеринга? Во-первых, детям и подросткам, которые только начинают раскрывать свой творческий потенциал. Чтобы не учить сложные для них программы, которую могут отпугнуть, можно дать им проявить себя в зодчестве через игру, с более интуитивным интерфейсом. Во-вторых, абсолютно всем студентам архитекторам и дизайнерам, в том числе уже профессионалам с опытом для создания эскизного проекта, ведь этой игре намного легче смоделировать абстрактную идею, не вдаваясь в подробности формы.

Создание модели

В рамках исследования был изучен процесс создания модели, аналогом которой послужил проект, выполненный в программе Archicad. Этапы моделирования в игре не будут принципиально отличаться от проектирования в программе. Minecraft стоит позиционировать как платформу с упрощенным интерфейсом и меньшим набором инструментов, что от части облегчает работу.

Первый этап – определение территории застройки и ее подготовка (рис. 1). На этом этапе необходимо определить территорию по следующим критериям:

1. Подходящий рельеф. В некоторых ситуациях можно им можно пренебречь, поскольку редактировать рельеф можно вручную, но без определенных модификаций это может занять много времени, что неприемлемо для быстрого эскизного моделирования.

2. Эстетически привлекательное окружение. Его можно воссоздать самому, что потребует не так много времени, как на рельеф, поскольку его можно редактировать в рамках видового кадра. Не выполняя лишнюю работу.

Рис. 1. Открытый мир в игре Рис. 2. Процесс создания фундамента

3. Важен критерий высоты здания относительно облаков. Небо генерируется автоматически и изменить его высоту нельзя. Если здание будет близко расположено к небу, то облака могут полностью перекрыть сооружение.

4. Ориентация относительно сторон света. Важно учесть, как солнце будет освещать сооружение на восходе и закате. Это определит компоновку помещений внутри здания согласно инсоляции и итоговых видовых кадров.

В случае с рассматриваемым проектом, площадка на вершине холма была выровнена.

Рис. 3. Возведение стен. Рис. 4. Создание перекрытий и кровли.

Второй этап – вычерчивание плана (рис. 2).Для более удобного редактирования плана необходимо расположить камеру на комфортной высоте (визуальных охват участка строительства) и направить вниз. После этого нужно определиться с блоком из которого будет состоять условный чертеж. Пользуясь уже готовой внутри игровой сеткой определяем шаг несущих элементов. В проектируемом здании шаг колонн составляет 6 блоков. Определившись с составом помещений и компоновкой создаем подложку для стен (план).

Третий этап – возведение стен и разработка формы.Для модели был выбран материал бетон. Поднимаем первый этаж относительно плана. Оконные и дверные проемы можно создать, разрушая нужные для этого блоки уже после возведения стены. Перекрывать этаж стоит «полублоками» – это даст еще пол метра потолка для первого этажа. Материал для пола является и материалом перекрытий. С помощью модификаций можно добиться более реалистичного пирога пола (рис. 3).

Рис. 5. Готовая модель здания. Рис. 6. Видовой кадр.

Четвертый этап – завершение «коробки» дома.На данном этапе создается крыша. В зависимости от ее формы, набор блоков может меняться. В исследовании была использована модификация, которая позволяет настраивать наклон «полублоков». На этом этапе создаются дополнительные элементы сооружения, такие как: навесы, террасы, дымоходные трубы и т.д. (рис. 4).

Пятый этап – детализация. Позволяет более полно раскрыть первоначальную идею проекта, наполнив ее малыми архитектурными элементами и формами. Остекление, декорирование, подбор материалов для поверхностей и добавление антуража и стаффажа. Все это улучшит видовые кадры и сделает постройку законченной.

Рис. 7. Вид из окна.

Для качественной разработки идеи интерьера требуются модификации, которые добавляют мебель, перегородки и технику (рис. 7).

Рис. 8. Ночной вид. Рис. 9. Модель, сделанная в Archicad

Таким образом, была сделана модель не столько детализированной и качественной, сколько легковозводимой и передающей объем. После того как все этапы завершены, становится намного проще реализовать его в профессиональных программах, к примеру, в Archicad. Поскольку после создания модели в Minecraft, пользователь имеет представление о том о форме и размерах здания, что очень важно для студентов младших курсов. Создав осевую сетку, возможно с легкостью возвести модель, свободно редактируя с помощью нужных инструментов. Так же некоторые этапы моделирования в Minecraft можно использовать в архитектурной подаче, в качестве дополнения к видовому кадру.

Вывод

Использование игровых элементов в архитектурной индустрии не является чем-то новым. Проектировщики используют множество принципов моделирования и визуализации изначально созданных игровыми компаниями. Одним из ярких примеров является визуализация с помощью игрового движка Unreal Engine. Многие модели окружающей среды, находящиеся в открытом доступе, так были заимствованы из игр. Но и архитектура так же имеет своя обратное влияние, запрашивая более реалистичные визуализации и простые инструменты для создания сложных форм. Взаимосвязь этих «миров» намного сильнее чем может показаться на первый взгляд. И одной из точек соприкосновения является игра Minecraft. Созданная в первую очередь с развлекательной целью, она завоевала множество поклонников по всему миру. Однако использование этого инструмента, возможно, как для образования, так и для развития творческих навыков, преподнося это в игровой форме.

Показанный и статье процесс моделирования демонстрирует как недостатки игры в архитектурной сферы, в виде сложно детализации и создания мелких предметов, отсутствия примитивов объектов и семейств, а также не реалистичной визуализации, что важно в работе архитектора. Однако эти же факторы являются и плюсами для начинающего проектировщика, из-за простоты инструментов и интуитивности меню, игра является более понятной и доступной. Особенности «визуала» игры могут привлечь детей, которые с ранних лет будут развивать свое объемно-пространственное мышление, важности материала, настроек сцены и окружения в рендере.

Для архитекторов и дизайнеров эта игра станет помощником в генерации проектов, которую можно использовать на ранней стадии проектирования, а для младшей аудитории станет помощником в реализации абстрактных идей, что сформирует их представление об этапах создания проекта в облегченном виде.