Глава I . Моделирование и организация архитектурного проектирования в России

Содержание

Введение

Глава I. Моделирование и организация архитектурного проектирования в России

1.1 Организация процессов архитектурного проектирования в России. Исторический анализ XVI–XIX вв.

1.2 Организация процессов архитектурного проектирования в России. Исторический анализ XX в.

1.3 Современная организация процессов архитектурного проектирования.

Выводы

Глава II. Методология применения информационных систем, технологий в моделировании и организации архитектурного проектирования

2.1 Место информационных систем и технологий в современном архитектурном проектирование

2.2 Системы графического ввода/вывода информации в архитектурном проектировании

2.2.1 Разработка чертежей объекта

2.2.2 Формообразование

2.2.3 Параметрическое проектирование

2.2.4 Генплан, инфраструктура, благоустройство территории

2.2.5 Конструкции

2.2.6 Инженерные сети, оборудование

2.2.7 Экономика архитектурного проектирования

2.2.8 Визуализация, рендеринг

2.2.9 Мультимедиа, анимация

2.2.10 Интерактивная модель

2.3 Системы анализа архитектурного проектирования

2.3.1 Устойчивое развитие города, территории здания, сооружения

2.3.2 Геофизика зданий

2.3.3 Управление зданием

2.3.4 Алгоритмы градостроительства

2.4 Системы организации информационного процесса архитектурного проектирования

2.4.1 Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД)

2.4.2 Информационные системы организации архитектурного проектирования

Выводы

 

Глава III. Применение информационных систем, технологий в моделировании и организации архитектурного проектирования

3.1 Геоинформационный паспорт здания (главный учебный корпус Тихоокеанского государственного университета)

3.2 Создание теоретической базы для дальнейшей апробации ГИП

Выводы

 

Заключение

 

Список русских источников

 

Список иностранных источников

 

Список русскоязычных электронных источников

 

Список иностранных электронных источников

 

Приложение

 

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. «Компьютерное проектирование» ‑ нейтральный, универсальный и широко значимый термин. На практике же применяется масса понятий: машинная графика, компьютерная графика, САПР (в многочисленных вариациях), BIM, BLM, виртуальная реальность и т.п.

Обучение современного молодого проектировщика начинается знакомством с этими понятиями.

Человек – это его окружение. Так или иначе «окружение» влияет и формирует среду человека. Все чаще в наше время этим окружением являются машины, механизмы, техника, и различные системы. Их присутствие незаметно заставляет нас думать в определенном направлении.

Меняется время – ускоряется темп и частота «проектных потоков», меняются требования проектирования – с каждым годом в геометрической прогрессии растет объем информации, необходимой для реализации проекта, постоянно видоизменяется документооборот, связанный с проектированием, получением разрешений на строительство, а также эксплуатацией здания или сооружения.

Современные люди находятся в постоянной погоне за экономией времени.

Поиск «идеальной системы», группы систем проектирования, решающих большинство вопросов, объединяющих специалистов и все смежные области проектирования. Этим проблемам посвящено данное научное исследование.

Технология – основа удивительных экономических перемен[1]. Причина этого в том, что технологии развиваются и воссоздают все большее количество техники.

Посмотрим на инновационный процесс: технологическая инновация состоит из трех стадий, связанных вместе в самовозобновляющийся цикл. Во-первых, имеется созидательная, осуществимая идея. Во-вторых, ее практическое применение. В-третьих, ее распространение в обществе. Процесс завершен, круг замкнулся, когда распространение технологии, воплощающей новую идею, в свою очередь помогает генерировать новые.

Новые системы и технологии – это источники свежих созидательных идей. Так в ближайшие годы прошло переосмысления процесса эскизирования, рождения идеи будущего здания или сооружения, процесса проектирования, процесса строительства, процесса контроля, управления зданием и прочих процессов.

К тому же, важно осознавать, что технологические инновации – это не просто сочетание и перестановка машин и технологий. Новые технологии предполагают новые решения социальных, функциональных, даже личных проблем. Технологии изменяют все интеллектуальное окружение человека и его мировоззрение.

Компьютер вызвал бурю новых идей о человеке как взаимодействующей части более крупных систем, о его физиологии, о том, как он учится, запоминает, принимает решения. Практически каждая научная дисциплина, в том числе – архитектурное проектирование, была затронута волной образных гипотез, вызванной изобретением и распространением компьютера, и его влияние еще не исчерпано.

В процессе проектирования компьютер и «современный зодчий» стали органически связаны друг с другом на всех этапах процесса, на пути создания высокопрофессионального произведения. Автор убежден, что в дальнейшем эта связь лишь упрочится.

Теоретическая база исследования. Фундаментальные работы по истории, организации и методологии архитектурного проектирования, выполненные В. Л. Глазычевым[2], Б. Г. Бархиным[3], И. А. Казусь[4] – стали теоретической основой для исследований.Системные методы архитектурного проектирования автор рассмотрел на основе работ (JI. H. Авдотьина[5][6], К. Александера[7], Б. Г. Бархина, С. Врона[8], Э. П. Григорьева[9][10][11][12], Е. П. Костогаровой[13], B. C. Нагинской[14], Н. Негропонте[15][16], А. Шимски[17][18]).

Развитие информационных технологий положило началу использования и исследований в архитектурном проектировании. Эти проблемы исследуются в работах Л. Н. Авдотьина, А. Асановича, С. Вроны, Ч. Истмана[19][20], В. Мичеля[21][22], B. C. Нагинской.

Моделирование пространственных форм рассматривается в работах Д. Госсарда[23][24], Ж. Монедеро[25], И. Е. Шаттерланда[26],автоматизированное производство моделей – в работах Дж. Брина[27][28], В. Мичела[29], А. Симондети[30]. Исследуются возможности использования информационных систем и технологий в творческом процессе (Б. ван Беркель[31], Ф. О. Джери[32], Р. Гленвилл[33][34], М. Гросс[35], Е. Ду[36], А. Леушер[37], К. Терзидис[38]). Появляются работы, посвященные информационным системам и формообразованию (Ж. П. Дуарте[39], Р. Кравчук[40], В. Мичел, Ц. Соду[41][42][43], Г. Стини[44], Дж. Фрейзер[45]).

На рубеже ХХ и XXI веков появляется виртуальная реальность. На практике начинается применение в военных тренажерах (различного рода авиасимуляторы), спустя некоторое время в компьютерных играх, и наконец, в области архитектурного проектирования. Исследования технической стороны вопроса (К. Ларсон[46]), исследования пространства, как среды творчества (Р. Г. Альварадо[47][48], Б. Ляурель[49], Т. Мейвер, Н. Негропонте), исследования практических внедрений технологии виртуальной реальности (Д. Альяксеу[50], Д. Донат[51]). Малое количество исследований объясняется чрезвычайно высокой стоимостью содержания лабораторий.

Накопленный теоретический материал и современные работы по внедрению информационных систем и технологий в практику и организацию архитектурного проектирования могут служить базой для создания комплекса компьютерных приложений архитектурного проектирования.

Цель настоящего исследования заключается в выявлении структуры применения информационных систем, технологий для моделирования и организации процессов архитектурного проектирования. Автор диссертации ставит цель – разработать комплекс взаимосвязанных методологических, теоретических и практических компьютерных приложений по архитектурному проектированию, адекватных развитию современных компьютерных средств проектирования, на локальном уровне.

Объект исследования. Информационное моделирование и организация процессов архитектурного проектирования.

Предмет исследования. Структура применения информационных систем и технологий в процессах архитектурного проектирования.

Границы исследования. В течение последних 20 лет эволюция и изменения информационных систем и технологий коренным образом изменили архитектурное проектирование. Функции аналитических и количественных вычислений дополнились новыми средствами анализа, восприятия и формообразования, генерированием динамических изображений, созданием анимации, возможностью моделировать мир в виртуальной реальности и прочим.

Временные границы исследования. Организация архитектурного проектирования в России с XVI по XX вв. Современные тенденции XXI в. ведения, обеспечения и поддержки архитектурного проектирования информационными системами и технологиями в России.

Территориально-пространственные границы исследования. Исследования в рамках первой главы охватывают этапы формирования Российского государства, как следствие, исторические границы территории России. Во второй и третьей главах помимо реального мира и территорий стран, в которых осуществляется применения программного обеспечение, исследуется моделирование и организация АП в виртуальной среде.

Технические границы исследования. Технические границы исследования в диссертации включают классы информационных систем: CAD, CAE, AEC, BIM. Поразительный прогресс вычислительной техники и ее бурное развитие за последние десятилетия указывают на исключительную роль компьютеров, которые с одной стороны выступают как средство поддержки проектного процесса, а с другой – как посредник, резко повышающий эффективность интеллектуальной деятельности человека.

Сказанное выше определило место компьютерной технологии в настоящей работе. Проблемы развития компьютерной техники рассматриваются с точки зрения их влияния на организацию архитектурного проектирования.

Задачи исследования заключаются в следующем:

1. Изучить российский опыт организации архитектурного проектирования.

2. Изучить предпосылки и историю возникновения систем CAD, информационного моделирования зданий (BIM), управление жизненным циклом проекта (PLM), жизненным циклом здания (BLM) и прочие информационные системы.

3. Разработать теоретические и практические компьютерные приложения для ведения архитектурного проектирования на локальном уровне.

Научная гипотеза. Архитектурное проектирование – это система взаимодействия различных профессий. Целостность этой системы на современном уровне будет означать достижение высокой степени структурной организованности в соответствии с внутренним содержанием всего механизма взаимодействий.

Существующий тип организации архитектурного проектирования в России никем не определен как оптимальный. Он существует уже настолько долго, что специалисты, последовательно вступающие в организационное взаимодействие, воспринимают его как данность.

При этом, по существу, давно сложилась практика частных корректировок организации проектирования, основанных на так называемом обобщении опыта – собственного и подобных организаций – и попытках его заимствования из других видов деятельности.

Разрыв между формальной организацией архитектурного проектирования в системе институтов, мастерских, бригад и групп и богатством практики, приводящий к нарушению формальных норм, разрыв между номинальным распределением обязанностей и повседневной практикой (не говоря уже о новых, нетривиальных задачах) не является ни для кого секретом. Точно так же ни для кого не секрет, что наряду с формальной организацией архитектурно-проектного процесса существует скрытая, неформальная организованность, основанная в большей степени на нормах, возникающих в меж человеческих отношениях, нежели в формальных нормах.

Традиционные средства архитектурного проектирования, мало изменившиеся со времен Витрувия, все чаще оказываются недостаточными, но так как практические проектные задачи решаются при хроническом недостатке времени, эти старые средства продолжают использовать вместо новых, что резко тормозит развитие деятельности.

Гибкость современного компьютерного обеспечения, в частности второго десятилетия XXI века, применяемого в проектировании, способствует разработке новых методов и технологий, которые в свою очередь, отталкиваясь от традиционной архитектуры, способствуют проведению исследований в смежных дисциплинах. Геофизика зданий, вариантное проектирование, градостроительство, инженерные сети, конструкции зданий и сооружений, ландшафтное проектирование, виртуальная архитектура и прочие.

С развитием архитектурной среды, с увеличением числа объектов, с расширением типового состава объектов, с усложнением функций, в архитектурном проектирование появляется необходимость комплексного изучения подходов к компьютерному проектированию, моделирования и организации процессов проектирования, с точки зрения новых методологических и технических возможностей, имеющихся в распоряжении современных архитекторов.

Методология. Методологической основой работы является общенаучный диалектический метод познания и вытекающие из него подходы: исторический и логический, качественный и количественный, феноменологический и сущностный, единичный и обобщенный.

Основными методами при написании исследования являются ряд визуальных методов, таких как: графический анализ, моделирование, картографирование, визуализация, геофизические расчеты и прочие. Также для достижения результата применяются другие теоретические методы-операции: анализ и синтез, абстрагирование и сравнение, конкретизация и обобщение, формализация, идеализация, аналогия.

В диссертации осуществляется последовательный переход от общетеоретического анализа накопленного багажа знаний в области организации архитектурного проектирования, методологии систем автоматизированного проектирования и далее – к теоретико-практическому использованию полученной структуры системы для обеспечения архитектурного проектирования.

Автор проводит свои исследования новых компьютерных способов проектирования, изучив опыт работы, разработок, программного обеспечения и исследований различных фирм и корпораций (Autodesk, Bentley System, Graphisoft, Tekla Corporation, Nemetschek, Aveva, VICO Software, Cadsoft Corporation, Synchro Ltd и прочие).

Научная новизна обусловлена предметом и целью диссертационного исследования. Впервые проведен комплексный анализ использования информационных систем и технологий в организации и моделировании архитектурного проектирования на локальном уровне (на примере главного корпуса и студенческого городка ТОГУ), с точки зрения применения компьютерных технологий поддержки архитектурного проектирования. В результате исследования была предложена схема эволюции организации проектирования, обусловленная развитием компьютерной техники, выявлена современная тенденция к созданию геоинформационных паспортов для объектов и сооружений в архитектурном проектировании и разработана ее практическая реализация.

Практическое значение работы. Полученные материалы могут быть использованы в моделировании, организации и управлении объектами архитектуры и градостроительства.

Апробация работы. Ключевые положения исследования были представлены в 2-х публикациях и 2-х докладах: на международном форуме «Новые идеи нового века», 2012, ТОГУ, Хабаровск, а также на Межуниверситетском семинаре в Хабаровске «The 17th Inter-University Seminar on Asian Megacities 2012».

Материалы исследования использовались при разработке и создании геоинформационного паспорта главного корпуса и студенческого городка Тихоокеанского государственного университета в г. Хабаровске.

Структура работы. Содержание диссертации изложено во введении, трех главах и заключении. Текст содержит ссылки на иллюстрации, таблицы и диаграммы, приводимые в приложениях.

В первой главе рассмотрен опыт организации процессов архитектурного проектирования. Рассмотрено состояние вопроса в России. Факторы и уникальные условия, повлиявшие на уклад организации исследуемых процессов, в том числе, подробно ‑ послереволюционный и послевоенный периоды. Проведен анализ всех возможных вариантов систем, элементов и связей, наиболее часто используемых на практике.

Во второй главе рассмотрено развитие компьютерной технологии, определяется последовательность эволюции кибернетики, электроники и информатики, их инструментов и арсенала проектных средств в истории развития архитектурного проектирования.

Исследуются компьютерные программы формализации проектного процесса, которые должны помогать в рутинных работах (хранение и управление информацией, выполнение расчетов, генерирование стандартных решений, выполнение разного вида чертежей и графических изображений).

Исследуются компьютерные программы для моделирования и визуализации.

Проводится анализ программ семейства CAD и эволюция до уровня программ семейства BIM. Исследованы возможные варианты работы, элементов и связей со смежными программами наиболее часто используемых на практике.

В третьей главе на основе материала первых двух глав, в итоге всей проделанной работы, представлен авторский проект, разработка программного обеспечения. Этот проект синтезирует полученные в ходе исследования знания.

Объективность полученных теоретических выводов обеспечена такими критериями оценки как: предметность, полнота, непротиворечивость и достоверность, подкрепленная фактами.

 

Разработка чертежей объекта

 

На данном этапе начинается разработка плана объекта. Могут использоваться как программы CAD, так и программы на основе BIM. Проектировщик выполняет чертежи планов, разрезов и фасадов.

Универсальный вариант для разработки чертежей объекта – AutoCAD, дополнительным ПО может быть AutoCAD Architecture, специализированный вариант для эффективной разработки проекта архитекторами, программное средство на платформе AutoCAD для пространственного моделирования зданий включающее в себя интеллектуальные инструменты по созданию строительных конструкций и организации процесса проектирования. Выполненные чертежи могут использоваться в следующих этапах АП благодаря экспорту данных.

Проектировщик вообще может пропустить этот этап, если он работает в продуктах Revit, на основе технологий информационного моделирования (BIM), т.к. в продуктах Revit возможно осуществление чертежей параллельно с параметрическим моделированием объекта.

Нужно отметить, что современной разработкой компании Autodesk, необходимой на данном этапе АП является программа AutoCAD Raster Design. Данное программное обеспечение предоставляет мощные средства редактирования изображений и преобразования растровых данных в векторный формат. Архитектор с помощью этой программы может осуществить чистку и редактирование сканированных документов, карт, аэрофотоснимков, спутниковых изображений и цифровых моделей рельефа местности в векторный формат[216].

 

2.2.2 Формообразование

 

На основе планов, фасадов и разрезов продолжается этап детализации – работа над формообразованием. Программы для пространственного моделирования позволяют проектировщикам выполнять точное моделирования формы здания, сооружения или объекта АП. Становится возможным моделирование формы любой сложности с использованием графических примитивов, сплайнов Безье, булевых операций, сеток и прочих инструментов.

В компьютерном проектировании, в настоящее время, используются три технологии моделирования:

1) многоугольные сетки[217]

2) объемное моделирование[218]

3) моделирование с использованием метода аппроксимации отображаемых поверхностей сплайнами[219]

Отдельную группу составляет моделирование в виртуальном пространстве[220].

Универсальным вариантом для данного этапа АП, предлагаемым компанией Autodesk – является 3ds Max Design[221]. Программа представляет собой полнофункциональное решение для 3D-моделирования. Функции работы с текстурами и материалами, 2D-панорамирования и зумирования, совместимости с AutoCAD и Revit, преобразование объектов инфраструктуры в точную 3D-модель, совместимость и возможность постобработки с After Effects/Photoshop, – все это помогает архитекторам-проектировщикам добиться наглядных результатов в процессе АП.

Дополнительным ПО могут быть: 3ds Max[222], Maya[223], Blender[224], NewTek LightWave 3D[225], Maxon Cinema 4D (Advanced Render)[226], SketchUp[227], Daz3D Bryce[228], Luxology Modo[229], e-on Software Vue[230], SideFX Houdini[231], Terragen[232], Terragen 2 и прочие программы 3D-моделирования.

В современных программах для архитектурного моделирования трудно вносить изменения в примитивы (базисные пространственные элементы) в реальном времени. Также определенные препятствия встречает и полный контроль соотношений между частями формы во время модификации. Однако главным недостатком является отсутствие интеграции между поверхностью и объемом моделируемого объекта. Решения этой проблемы можно искать путем применения параметрического моделирования[233].

Так процесс эскизного (предварительного) формообразования можно начинать в программах Revit благодаря модулю Building Maker. Возможности модуля позволяют архитектору создать форму будущего объекта, здания или сооружения. Возможно определить очертания этажей, согласовать общую площадь и объем, а при любом изменении формы здания программа автоматически генерирует выбранные элементы.

 

Конструкции

 

Универсальным вариантом для данного этапа АП, предлагаемым компанией Autodesk – является Revit. Возможно построение аналитической модели структуры здания и конструкций, управление данной моделью; производство расчетов строительных конструкций; работа с армированием конструкций; настройка материалов и прочее.

 

Визуализация, рендеринг

Один из важнейших этапов АП – создание рендерингов объекта в среде для представления клиенту будущего здания. В процессе моделирования и рендеринга на основе подготовленной модели автоматически создаются перспективные изображения объекта. Проектировщик определяет наилучшие точки восприятия, настраивает освещение и окружение. Важным аспектом технологии визуализации, является то, что ее можно применять на любой стадии проектирования и создавать эскизные перспективы и анимации, что позволяет проверять возникающие по ходу проектирования варианты.

Фотореалистические визуализации и анимации. В процессе проектирования архитектор применяет два типа изображений: символические [254] и иконические [255].

Компьютерные архитектурные визуализации являются реализацией проекта в виртуальном (цифровом) мире. С их помощью можно увидеть проектируемый объект с любой точки восприятия, соответствующей реальной точке в реальном мире.

В настоящее время представление проектируемого здания в виде фотореалистической статической картины или анимации стало классическим способом его визуализации. Большинство современных компьютерных программ CAD предоставляют такую возможность. В них чаще всего применяются четыре метода создания картин, отображающих проектируемый объект:

· Wireframe rendering[256] (рис.)

· Volume rendering[257] (рис.)

· Depth-buffered rendering[258] (рис.)

· Ray-trace rendering[259] (рис.)

Все эти методы отличаются друг от друга степенью реальности представления. Первый метод дает условные и простые изображения, а последний ‑ фотореалистические, с полным моделированием естественного или искусственного освещения.

Развитие технологии компьютерных визуализаций было направлено на достижение максимальной реальности компьютерных изображений. В результате компьютерные пространственные визуализации позволяют увидеть, как будут выглядеть варианты проекта в зависимости от цвета и фактуры поверхностей, как изменение освещения повлияет на восприятие формы, как разместить объект в пространстве, чтобы получить наибольшую выразительность формы. Не менее важной является возможность проверки визуального воздействия объекта на его окружение. Все это позволяет произвести корректировку проектных решений, принятых в процессе проектирования, и проекта в целом, до его утверждения. Важным аспектом применения компьютерных визуализаций в рыночной экономической системе является то, что они помогают убедить заказчика в правильности принятых проектных решений.

Создание изображений включает следующие этапы:

· Подготовка каркасной геометрической модели[260].

· Выбор соответствующих материалов (цвета и текстуры) для отдельных элементов объекта.

· Определение освещения таким образом, чтобы получить максимальное сходство с реальными условиями.

· Последним этапом является доработка изображения в графических редакторах.

Не фотореалистические визуализации. Подготовка визуализации основывается не на простом оптическом отображении представляемого предмета, а на представлении его качеств, создании эквивалента того, что было в нем замечено. Визуализация, основанная на принципе оптической проекции реальных предметов, далеко не всегда позволяет лучше понять представляемые формы. То как будет выглядеть, и что будет напоминать образ предмета, зависит от критериев, принятых архитектором, и от назначения картины, так как восприятие основывается не на представлении подлинной картины действительности, а на улавливании общих структурных характеристик[261].

Вышесказанное обусловливает новую тенденцию в области архитектурных визуализаций, которая основывается на, так называемых, «не фотореалистических рендерингах». Эту тенденцию уже в 1987 году уместно заметил Д. Борстин. Он писал, что мы живем в мире, где иллюзии более реальны, чем реальность. Он описывал, как обманчивое и неаутентичное вытесняет натуральное, правдивое и спонтанное. В результате, реальность и жизнь становятся формой искусства или спектакля подобно телевидению, фильму или радио. Возникает вопрос о связи между реальностью и ее представлением[262].

Согласно Ж. Бодрийяру – «чистая» реальность, если вообще она существует, является вопросом без ответа[263]. Это является поводом для утверждения о невозможности достигнуть реализма в компьютерных изображениях. Если так, то следует поставить вопрос – нужна ли «чистая реальность» архитектурных представлений? Вероятным кажется тезис, что нет, так как мы никогда не видим «чистой реальности». Мы интерпретируем ее и добавляем свои эмоции. Так называемые, фотореалистические изображения не в состоянии передать ее.

В проектной практике нескольких последних лет наблюдается отказ от фотореалистических изображений. Это направление получает поддержку со стороны многих фирм, производящих компьютерные программы для визуализаций. Большинство современных программ содержит пакеты для «не фотореалистического рендеринга (визуализации)» (NPR – Non-Photorealistic Rendering). Они делают возможным создание более экспрессивных образов и являются альтернативой реалистических изображений[264].

Все время архитекторы и художники ведут поиск разнородных способов повышения выразительности при одновременном сохранении коммуникационных способностей изображения. Это привело к повышению интереса к «не фотореалистическим рендерингам (визуализациям)», основанным на подражании традиционным способам и инструментам (карандаш, акварель, гравюра, масло и др.).

Все чаще архитекторы пытаются объединять выразительность традиционных средств с эластичностью компьютерной графики. Одним из полезных эффектов такого способа работы является то, что возникают экспрессивные изображения, позволяющие художнику передать настроение и эмоции. Кроме того, многие считают, что не фотореалистические изображения могут передать зрительную информацию намного эффективнее, чем их фотореалистические эквиваленты[265].

В настоящее время существуют два метода создания не фотореалистических изображений. Первый[266] – это метод, основанный на модификации реалистического изображения, а второй[267] – на создании пространственной модели, а затем ее вычислении с помощью алгоритма нахождения границ формы[268].

Универсальным вариантом для данного этапа АП, предлагаемым компанией Autodesk – является программы рендеринга mental ray[269], iray[270] и Showcase[271], в связке с программой постобработки Adobe Photoshop.

Дополнительным ПО могут быть программы рендеринга: V-ray[272], RenderMan[273], finalRender[274], Brazil R/S[275], Turtle, Maxwell Render[276], Fryrender[277], Indigo Renderer[278], LuxRender[279], Kerkythea[280], YafaRay[281].

 

Мультимедиа, анимация

 

В конце XX века Б. Дзеви говорил, что реальность предмета не исчерпывается его тремя измерениями, которые определяются перспективой. Для того чтобы воспринять объект, нужно бесконечное множество перспектив с бесконечного множества точек зрения. Следовательно, помимо традиционных трех измерений имеется еще какой-то элемент. Этим элементом очевидно является последовательность во времени очередных образов. Время является четвертым архитектурным измерением. Человек, перемещаясь в пространстве и изучая его с разных точек зрения, реализует это измерение и придает пространству его целостную реальность.

Фотография или перспектива фиксирует пространство статически и исключает динамическую, почти музыкальную, последовательность точек зрения, с которых воспринимает здание наблюдатель, когда обходит его снаружи и изнутри[282].

Необходимость динамического анализа архитектурной формы определяется тем, что традиционные визуализации не всегда соответствуют потребностям, так как представляют пространство статически. Применение анимации как средства представления делает возможным анализ городского ландшафта не только с заданных точек восприятия, но и в движении.

Другой аспект полезности анимационной техники в представлении заказчику проекта содержится в высказывании О'Маллея, основателя Kinetic Design, фирмы, в которой была создана известная программа для компьютерного моделирования – 3D Studio Мах: «Не каждый может прочитать план здания, но все умеют смотреть телевидение»[283].

Восприятие объекта становится динамичным в случае применения техники компьютерной анимации. Проект может быть представлен в виде интерактивной мультимедийной презентации, то есть технологии, позволяющей с помощью компьютера интегрировать, обрабатывать и синхронно воспроизводить различные типы изображений и звука, различные среды, средства и способы обмена информацией[284].

Эффективность обработки информации человеком определяется способом ее восприятия. Исследования показывают, что люди сохраняют только 20% того, что они слышат, 40% того, что видят и слышат, и 75% того, что они видят, слышат и делают[285]. В связи с этим уже в начале 70-х годов прошлого века наблюдается возникновение методов, нацеленных на повышение степени усвоения информации человеком – особенно в учебном процессе. Создаются пакеты, содержащие разнородные источники информации, такие как учебники, руководства преподавателей, диафильмы, магнитные ленты и слайды. Проблемой являлось то, что эти составные элементы не были интегрированы и скорее могли рассматриваться как множество средств (many media), чем комплексная система информации. Их объединение оказалось нерешаемой задачей.

Лишь в 90-х годах интеграция средств презентации становится возможной и получает серьезную поддержку со стороны компьютерных технологий. Мультимедиа рассматриваются как класс компьютерных интерактивных систем коммуникации, которые создают, хранят, передают текстовые, графические, аудио информации. Входящие в состав этого определения элементы: компьютер, графические символы и сети, обеспечивают развитие новой и мощной технологии[286].

Важным событием на пути развития мультимедиа была проходившая в 1995 году в Палермо конференция «Multimedia and Architectural Disciplines».

Участники конференции обратили внимание на три, разного типа сложности, средства передачи информации:

· Медиа: рисунки, фотографии, тексты, слайды, видео, компьютерная графика и анимации, аудио (музыка и разговорная речь), и т.д.

· Мультимедиа: объединение широкого диапазона отдельных носителей информации в одну цифровую среду.

· Гиперсреда (hyper-media): интегрированное представление, основанное на интерактивном объединении мультимедиа[287].

На конференции было представлено большое количество докладов, охватывающих практически все области применения мультимедийной технологии в архитектурном проектировании. Главные области использования мультимедиа это: презентация архитектурных проектов, градостроительное проектирование и геоинформационные системы, объяснение технических проблем, виртуальные музеи и презентация наследия в виде виртуальных моделей, коллективное проектирование с использованием Интернета, управление и контроль городской среды.

Главные элементы системы мультимедиа это:

· Текст – основа большинства систем. Он выполняет структурирующую и пояснительную роль. Можно использовать текст разного стиля, шрифта и цвета для акцентирования определенных аспектов информации.

· Изображения – графические отображения информации (эскизы, чертежи, фотографии, визуализации) это главный элемент системы, так как наблюдение изображения воздействует больше, чем чтение о нем.

· Фильмы – позволяют передать информацию, которая обычно находится вне возможностей реального восприятия. Это чаще всего видео фильмы, представляющие место строительства или нахождения данного объекта.

· Анимации и виртуальные модели – создают возможность динамического восприятия объекта и среды.

· Звук – включает звуковые эффекты или окружающий звук. В зависимости от вида, он используется для того, чтобы подчеркнуть особо важные элементы или для усиления реальности восприятия.

· Инструменты управления – включают как структуру базы данных, так и интерфейс пользователя.

Все перечисленные выше элементы объединены в целостную систему. Внедрение мультимедиа позволило совершить переход к новой информационной технологии создания, сбора, хранения и использования архитектурной информации. Роль мультимедиа в этом процессе следует рассматривать в двух аспектах: воздействие и доступ. Воздействие связано с видом информационных материалов (начиная с традиционных эскизов и физических моделей и кончая высококачественными визуализациями, анимациями и виртуальными мирами).

Доступ – относится, во-первых, к способу хранения информации, а во-вторых, к процессу ее презентации пользователю. Доступ определяет эффективность работы с мультимедийной информационной базой[288].

В традиционном процессе презентации проектного решения проектировщик собирает все рисунки и затем проводит заказчика через здание, используя для этого отдельные рисунки или их части. Презентация имеет детерминированный линейный характер, и сценарий рассказа не подлежит изменениям. Сообщение передается одностороннее и пользователь не может оценивать информацию на своей собственной скорости.

Использование мультимедиа позволяет отойти от линейности презентации, так как пользователь нуждается в свободе управления последовательностью, в которой он знакомится с информацией. Для реализации этой цели проектировщик собирает проектную информацию, которую он хочет представить. В результате возникает своего рода база данных. Она должна иметь логическую структуру. Следующим шагом является разработка механизма работы с этой базой ‑ интерфейса пользователя, обеспечивающего правильное понятие проекта. Навигация в мультимедийной системе должна быть максимально проста и натуральна. Пользователь не должен напрасно тратить время