Методики вaизуализации в Renga Architecture

«Красивая визуализация повышает привлекательность воздуха»...
На самом деле, реклама позволяет значительно повышать продажи того, «что еще только в фантазиях», и мы постоянно это видим среди презентаций ведущих брендов. Компании-производители автомобилей, вычислительной и бытовой техники, одежды и архитектурные бюро, используют возможности компьютерной графики и визуализации для создания привлекательных образов.
Архитектура, проектирование и строительство уже давно стали лидерами в области применения компьютерной графики и визуализации для представления потенциальным клиентам и заказчикам разрабатываемых проектов.
Платформа Renga Architecture от компании Renga Software, является новейшим решением в мире САПР для архитектурного проектирования и разработки проектной документации. Возможности инструментов моделирования в Renga, позволяют создавать ключевые элементы современных зданий и формировать их форму. А подготовка документации на основе уровней, фасадов, сечений и таблиц, выполняется достаточно быстро и всего несколькими щелчками мыши.
Возможности графического ядра Renga
В каждой САПР, все, что вычисляется с помощью математического ядра программы, выводится на экран с помощью буфера кадра и графического ядра, оперирующего с графическим ускорителем за счет графических библиотек. Для реализации поддержки множества платформ и исключения зависимости от определенной ОС многие САПР используют API OpenGL. С другой стороны, практически все САПР, работающие на платформе Microsoft Windows,используют возможности API DirectX. Графическое ядро Renga Architecture так же использует возможности API DirectX, что позволяет разворачивать платформу на GPU как для потребительского сектора, так и профессионалов.

Пример нескольких визуальных стилей, реализованных в графическом ядре Renga Architecture. Слева на право: Каркас, Монохромный и Цветной.

Вы можете контролировать качество визуализации в видовом окне проекции с помощью параметров настройки стиля отображения, освещения в сцене, отображения теней и сглаживания линий. Рассмотрим влияние данных параметров на визуальное качество модели. Желаемый режим затенения может быть выбран на панели сисетмных команд в пространстве модели с помощью функции Визуальный стиль.

Глобальные настройки качества и специальных эффектов затенения, выполняются в диалоговом окне Настройки.
Если вы используете дискретный графический ускоритель, такой как NVIDIA GeForce или AMD Radeon, вы можете активировать параметр Использовать аппаратное ускорение графики. Это позволит снизить нагрузку на центральный процессор вашего компьютера и выполнять все графические вычисления силами графического процессора. Используя дискретный графический ускоритель, становится возможным применять такие эффекты затенения как ambient Occlusion, значительно улучшающий визуальный образ модели.

Пример отображения модели, когда параметр Включить освещение выключен (слева) и включен (справа).
Параметр Включить освещение позволяет формировать базовое затенение от источников света, используемых в виртуальном пространстве по умолчанию. Но в то же время, визуально данный режим не передает объем модели. Для передачи объема и определения положения объектов в пространстве необходимо активировать режим отображения теней. Для этого, установите флажок Показывать тени в глобальных параметрах программы.

Параметр Показывать тени позволяет лучше передавать объем модели. Слева параметр выключен, справа данный параметр включен.
Когда вы активируете оба параметра, вы сможете значительно улучшить визуальное качество модели. Благодаря отображению теней, вы сможете лучше ориентироваться в модели при создании новых и редактировании существующих объектов.

Пример визуализации модели в видовом окне с активными параметрами Включить освещение и Показывать тени. Слева в режиме затенения Монохромный, справа в режиме затенения Цветной.
Важным моментом в работе с любой САПР является применение возможностей сглаживания к геометрии и линиям. Это позволяет улучшить визуальное восприятие множества объектов, отображаемых в визуальном стиле Каркас.

Пример отображения сетки геометрии модели без сглаживания линий (слева) и со сглаживанием (справа).
В отличие от многих других графических ядер, ядро САПР Renga не поддерживает отображение текстурных карт и сложных эффектов. С одной стороны, это положительно сказывается на производительности графической подсистемы программы, а с другой, этого недостаточно, чтобы всецело охватить обширный список потребностей пользователей, желающих видеть максимально детализированный образ, включая различное освещение и текстурные карты.
В данном случае рекомендуется прибегать к внешним и специализированным редакторам, позволяющим выполнять подготовку сцен к высококачественной визуализации.
Процесс визуализации во внешних редакторах
Наиболее выгодным решением, для выполнения визуализации, создаваемой с помощью Renga Architecture модели, является применение приложений для визуализации трехмерной графики. САПР Renga Architecture предоставляет своим пользователям возможности для экспорта модели в одном из унифицированных и признанных в индустрии стандартов обмена данными. На выбор, вам предоставляется возможность экспорта модели в следующих форматах:

• DXF – открытый формат файлов для обмена графической информацией между приложениями САПР.
• IFC – формат данных с открытой спецификацией, разработанный buildingSMART (International Alliance for Interoperability, IAI) для упрощения взаимодействия в строительной индустрии. Формат IFC поддерживается большим количеством разработчиков программного обеспечения.

С помощью команды Экспорт в формат 3D вы можете получить модель, созданную в Renga, в форматах OBJ, COLLADA и STL для последующего обмена данными с другими САПР.

• OBJ – это формат данных, который содержит только 3D геометрию. Он используется для обмена данными между приложениями, работающими с 3D-графикой. Расширение файла – .obj.
• COLLADA –это формат, разработанный для обмена моделями между 3D приложениями. COLLADA основан на XML. Наиболее часто, данный формат используется при подготовке моделей к применению в игровых движках и при создании интерактивных приложений. Расширение файла в формате COLLADA – .dae.
• STL (Stereolithography) – это формат, широко используемый для хранения трехмерных моделей объектов. Расширение файла в формате STL – stl.

Общая схема процесса передачи данных из Renga в другие приложения.
Используя формат OBJ, удобно передавать данные из Renga в другие редакторы компьютерной графики, такие как Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, MAXON Cinema 4D, Blender и Adobe Photoshop CC.
Для выполнения экспорта, просто воспользуйтесь панелью системных команд Renga и выберите команду Экспорт => Экспортировать в формат 3D и в диалоговом окне сохранения файла выберите формат OBJ.

Модель в Renga, импортированная в Autodesk Maya с помощью файла в формате OBJ.
Используя инструменты приложения для компьютерной графики и визуализации, вы можете выполнять высококачественную анимацию и визуализацию для выпуска качественного графического контента, применяемого в маркетинговых материалах и презентациях для заказчиков.

Модель, созданная в Renga и импортирована в сцену 3ds max.

Пример анимации облета камерой вокруг модели здания.
Обращу ваше внимание на важный момент. Так как чаще всего, в процессе проектирования, вся модель создается в САПР, за счет файла в формате OBJ вы можете передавать модель напрямую в редактор системы визуализации, такой как Octane Renderer, ARION, LuxRender, Indigo Renderer и другие. Это позволяет исключать дополнительные манипуляции с геометрией и собирать сцену для визуализации как в самой Renga, так и в приложении визуализации, благодаря применению заранее подготовленных наборов моделей и материалов с текстурами.

On-line магазин моделей Evermotion позволяет найти недостающие элементы и добавлять их в сцену, с созданной моделью здания.
Когда необходимо создавать реалистичное окружение, наполнить сцену большим количеством элементов и придать художественности образу - можно использовать возможности современных магазинов 3D моделей и сцен, наподобие Evermotion.org. Архитектор или специалист по визуализации, может дополнить сцену с моделью из Renga моделями, загруженными со страниц on-line магазинов. Данные модели могут быть использованы, как в 3ds max и Cinema 4D, так и в любом другом редакторе компьютерной графики.
Если взглянуть на современные тенденции в направлении импортозамещения, интерес к программному обеспечению с открытым исходным кодом, значительно возрос. В сфере визуализации и дизайна, уже давно создано множество бесплатных и многофункциональных приложений, таких как GIMP, Krita, Blender, Inkscape и многие другие. Данные приложения позволяют охватить весь объем задач, связанных с визуализацией. За счет того, что Renga Architecture позволяет выводить данные в формате Wavefront OBJ и COLLADA, вы можете использовать возможности редактора Blender и его высококачественного ядра визуализации Cycles.

На представленном выше видео, авторы наглядно демонстрируют применение Renga Architecture с пакетом трехмерного моделирования, анимации и графики, Blender.
Нельзя упускать из виду визуализацию, выполненную в игровых движках. Современные инструменты для создания компьютерных игр позволяют не только выполнять высококачественную визуализацию модели в режиме реального времени, но и создавать интерактивные приложения, существенно повышающие восприятие модели и позволяющие добавлять эффекты или вспомогательные элементы.
С помощью формата COLLADA вы можете экспортировать модель из Renga, выполнив аналогичную операцию, как и при экспорте в формат OBJ, а далее выполнить импорт в редактор уровней и моделей для интерактивного приложения. Вы можете также продолжить использовать модели в формате OBJ. Такие платформы, как Unity, Unreal Engine и CryEngine, позволяют использовать возможности современных графических API, таких как OpenGL, DirectX и ресурсы графических процессоров для того, чтобы формировать реалистичные образы в режиме реального времени.
Применение решений для разработки интерактивных и игровых приложений, позволяет применять их возможности для создания необычных и привлекательных маркетинговых продуктов, где стирается граница между реализмом и точностью с вымыслом и фантазией.

On-line магазин, наподобие Unreal Engine Marketplace позволяет моментально находить недостающие модели и добавлять их в сцену, создаваемую с помощью инструментов Unreal Engine.
Итак, пришло время подвести итог обширной темы визуализации моделей, созданных в Renga. Ключевой задачей является создание привлекательного образа, позволяющего заинтересовать клиентов. Процесс подготовки модели к визуализации не сложен. Однако, необходимо понимать, что он потребует определенных знаний в других областях, а если проект сложен, то может потребоваться привлечение дополнительных ресурсов.
Но все, что необходимо знать о процессе подготовки модели к визуализации – выполнение экспорта модели в нужный формат. Так как Renga поддерживает три основополагающих формата передачи 3D геометрии, пользователям не составляет труда быстро передать модель из Renga на последующие этапы анимации и визуализации.
Введение в Artisan
Как и КОМПАС 3D, Renga поставляется с возможностью прямого моста между САПР и системой визуализации Artisan. Когда вы устанавливаете Artisan, в Renga будет добавлен специальный модуль расширения – Artsan Plug-in, а на панель системных команд соответствующая функциональная кнопка.

Диалоговое окно глобальных параметров программы Renga с разделом Расширения и модулем Artisan Plugin.
В отличие от комплексных и многофункцоинальных решений, таких как 3ds Max или Cinema 4D, Artisan предоставляет только возможности для визуализации и быстрого подбора материалов, освещения и свойств камеры для визуализации сцены, в которой размещена модель.

Пример визуализации модели здания с помощью Artisan Rendering.
Также, в отличие от таких мощнейших инструментов, как профессиональные редакторы компьютерной графики, позволяющих моделировать любое освещение и материалы, Artisan может быть использован напрямую с Renga или КОМПАС 3D. Однако стоит сделать важное замечание, что благодаря наличию обширнейших библиотек объектов, текстур, шаблонов настроек, шаблонов сцен и богатых on-line магазинов, для профессиональных редакторов компьютерной графики и платформ для разработки игр, применение Artisan Rendering сводится только к применению в качестве инструмента для тестовых визуализаций и для демонстраций, в процессе проектирования.
Итог исследования
Когда мои друзья обратились ко мне за оценкой возможностей и функционала Renga Architecture в области визуализации, я отнёсся скептически к ее возможностям. Но, по мере исследования и знакомства с пакетом, все чаще стал замечать заложенный в данной САПР потенциал. Конечно, разработчикам есть, к чему стремиться, это и создание мощного набора инструментов для создания объемных моделей, библиотеки материалов и поддержка их визуализации в видовом окне проекции. Создание освещения и высококачественная визуализация напрямую в пакете Renga, а так же поддержка таких форматов, как Autodesk FBX, с помощью которого можно отправлять данные из САПР в редакторы компьютерной графики с определением всех материалов, текстур и других важных свойств, требующихся при профессиональной визуализации сцен.
Но уже сейчас, у вас есть возможность использовать совместно с Renga любой редактор компьютерной графики, такой как 3ds Max или бесплатный Blender, а визуализацию выполнять с помощью «промышленных» систем визуализации, таких как V-Ray, Arnold, mental ray и других.
Основной процесс сводится к следующим этапам:

• Создание модели здания
• Подготовка документов и чертежей
• Экспорт модели в формате OBJ или COLLADA
• Импорт модели в сцену для визуализации
• Создание UV-разверток
• Назначение материалов
• Установка освещения в сцене
• Настройка системы визуализации
• Визуализация

Опираясь на эти этапы, вы можете самостоятельно выполнять подготовку модели к визуализации и выпуску высококачественных иллюстраций.