ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

PRAHA 2012

Pavel TOBIÁŠ

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE 3D MODEL HERNYCHOVY VILY V ÚSTÍ NAD ORLICÍ

Vedoucí práce: Doc. Ing. Lena Halounová, CSc. Katedra mapování a kartografie

červen 2012

Pavel TOBIÁŠ

ZDE VLOŽIT LIST ZADÁNÍ

Z důvodu správného číslování stránek

ABSTRAKT Tato práce je zaměřena na tvorbu 3D modelu Hernychovy vily v Ústí nad Orlicí. Výsledný model by měl sloužit hlavně pro prezentaci objektu na webových stránkách města. Pro zpracování modelu byl vybrán volně dostupný software Google SketchUp. Práce nejprve stručně popisuje historii zpracovávaného objektu a dále se zabývá popisem procesu modelování ve vybraném programu a především vlastním vytvářením 3D modelu zvolené předlohy.

KLÍČOVÁ SLOVA 3D model, trojrozměrný model, Google SketchUp, Hernychova vila, Ústí nad Orlicí

ABSTRACT This work focuses on the creating of the 3D model of Hernych’s residence in Ústí nad Orlicí. The resulting model should be mainly used for the presentation of this object on the city websites. Free software Google SketchUp was chosen for modeling. The work briefly describes the history of the modelled object, and then deals with the description of working in the program, and especially with creating 3D model of the chosen original.

KEYWORDS 3D model, three-dimensional model, Google SketchUp, Hernych’s residence, Ústí nad Orlicí

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že bakalářskou práci na téma „3D model Hernychovy vily v Ústí nad Orlicí“ jsem vypracoval samostatně, pouze s využitím odborných konzultací. Použitou literaturu a podkladové materiály uvádím v seznamu zdrojů.

V Praze dne

...............

.................................. (podpis autora)

PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval Doc. Ing. Leně Halounové, CSc. za její odborné rady a ochotu při vedení mé bakalářské práce. Dále děkuji Ing. Janu Kopáčovi za poskytnutí tématu pro bakalářskou práci a za ochotnou pomoc při obstarávání podkladů pro ni. Personálu Městského muzea v Ústí nad Orlicí potom patří dík za vstřícnost a umožnění vstupu do Hernychovy vily. Nakonec děkuji své rodině a blízkým za podporu při psaní této práce.

Obsah Úvod

8

1 Jiné práce zabývající se 3D modely

10

1.1

Jiné práce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.2

Srovnání s tvorbou modelu Hernychovy vily . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Historie Hernychovy vily 2.1

Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 Modelování v Google SketchUp 3.1

3.2

4.2

16

Program SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1.1

Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.2

Verze programu SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.3

Formáty podporované programem SketchUp . . . . . . . . . . 17

Práce v programu SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.2.1

Nastavení programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.2

Panely nástrojů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.3

Vlastní modelování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4 Zpracování 3D modelu Hernychovy vily 4.1

13

31

Podklady . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.1.1

Projektová dokumentace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.1.2

Vlastní měření a fotografická dokumentace . . . . . . . . . . . 32

Tvorba 3D modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.2.1

Vytvoření půdorysu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.2.2

Vytažení půdorysu do prostoru . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.2.3

Vytvoření modelů oken a dveří . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.2.4

Přechod k modelování podle výkresů pohledů . . . . . . . . . 37

4.2.5

Rozdělení modelu na části . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.2.6

Základní, do prostoru „vytažený“ model . . . . . . . . . . . . 39

4.2.7

Jižní věž a vrchol věže severní . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.2.8

Střední část věže severní s balkony . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.2.9

Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.2.10 Vchody a balkóny zpředu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2.11 Terasa vzadu (jihovýchodní) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.12 Horní část severovýchodního průčelí budovy . . . . . . . . . . 46 4.2.13 Socha svatého Floriána . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.14 Vizualizace výsledného modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Závěr

49

Použité zdroje

51

Seznam příloh

54

A Prezentace výsledků práce ve formě 2D obrázků

55

ČVUT v Praze

ÚVOD

Úvod S velkým nárůstem počtu uživatelů internetu stoupá potřeba prezentovat se pomocí webových služeb jak pro fyzické, tak pro právnické osoby. Například možnost nabízet své výrobky velkému množství uživatelů, kteří si je mohou z pohodlí domova jednoduše vybírat a objednávat, je pro výrobce velmi lákavá. S možností vybírat si výrobky na dálku samozřejmě souvisí také potřeba získat představu o jejich vzhledu. Fotografie či výkresy třeba v případě staveb nemusejí být pro zájemce vždy ideální. Naproti tomu 3D model již poměrně dobře umožňuje vytvořit si celkový dojem z příslušného objektu zájmu. Potřeba prezentovat se pochopitelně nemusí vždy přímo souviset pouze s prodáváním určitého výrobku. Například města tak chtějí veřejnosti zprostředkovat obrázek o svých památkách. Tímto způsobem mohou nejen přilákat případné návštěvníky, kteří budou chtít dříve virtuálně prohlédnuté objekty spatřit na vlastní oči, ale mohou také zpřístupnit náhled na tyto památky lidem, kteří dotyčné město z rozličných důvodů navštívit nemohou. V současné době proto vznikají různé virtuální galerie, v nichž může být kromě fotografií využito také 3D modelů. Je nutno uvést, že kromě uvedených případů je možno využívat 3D modelů všude tam, kde je třeba získat podrobnější představu o tvaru určitého objektu, případně jeho vzhledu ve vztahu k objektům okolním. 3D modely proto nalézají uplatnění například v architektonických studiích, kde je možno nově navrhovaný objekt zasadit do stávající zástavby a posuzovat jeho vliv na ni. Následující práce je zaměřena na tvorbu 3D modelu Hernychovy vily a vznikla na popud jednoho z radních města Ústí nad Orlicí. Požadavkem bylo vytvořit model, který by mohl sloužit pro prezentaci objektu na webových stránkách dotyčného města. Jedním z přání bylo, aby byl model vytvořen v programu Google SketchUp [8]. Po zvážení jiných alternativ bylo nakonec tomuto přání vyhověno a uvedený program byl použit. Je nutné říci, že program SketchUp je mimo jiné důležitým prostředkem modelování pro následnou prezentaci modelů budov v aplikaci Google Earth [5]. Modely vytvářené pro toto použití jsou ovšem ve většině případů velmi zjednodušené. Vzhledem k tomu, že výsledek práce by mohl být využit i pro jiný

8

ČVUT v Praze

ÚVOD

způsob prezentace – samostatně na stránkách města, bylo rozhodnuto pokusit se o větší detailnost modelu. Možnost zobrazit model v Google Earth byla však samozřejmě stále uvažována. Také proto byla snaha nevytvářet detaily zbytečné a s kompletním modelem nepřekročit mezní velikost pro zobrazení v aplikaci Google Earth tj. 10 MB [10]. Protože je modelovaný objekt poměrně rozsáhlá secesní vila s řadou ozdobných prvků a malým množstvím prvků, které se opakují, jedná se o poměrně složitý objekt k modelování. Vlastní práce na 3D modelu je proto velmi časově náročná. Práce si proto neklade za cíl vytvořit kompletní model celé vily. Jejím hlavním cílem by mělo být představit program Google Sketch Up, popsat postup práce při vyhotovování 3D modelu a upozornit na některé problémy, které mohou při modelování nastat. V první kapitole práce bude čtenář seznámen s historií modelovaného objektu. V další kapitole potom budou uvedeny další práce, zabývající se tvorbou 3D modelu v programu SketchUp. Třetí kapitola se zabývá modelováním v Google SketchUp a může sloužit jako stručný návod pro zájemce o práci v tomto programu. Závěrečná část je již zaměřena na konkrétní tvorbu 3D modelu Hernychovy vily. Je zde nastíněno, jaké podklady byly využity pro modelování a jakým způsobem bylo postupováno. Jak již bylo řečeno, výsledkem práce je prozatím rozpracovaný 3D model, proto je v této části také uvedeno, jaké další práce bude nutno na modelu vykonat.

9

ČVUT v Praze

1

1. JINÉ PRÁCE ZABÝVAJÍCÍ SE 3D MODELY

Jiné práce zabývající se 3D modely

1.1

Jiné práce

V této kapitole budou popsány některé jiné práce, zabývající se tvorbou 3D modelů historických objektů a využívající softwaru SketchUp. Všechny popisované práce lze nalézt na stránkách předmětu Vizualizace a distribuce prostorových dat, vyučovaného na katedře mapování a kartografie FSv ČVUT v Praze [19]. Jako podklad pro tvorbu této bakalářské práce byla nejvíce využita diplomová práce Michaely Vrňákové, která se zabývá tvorbou 3D modelu zámku Konopiště [20]. Zajímavostí této práce je mimo jiné obecný popis procesu modelování a představení základních formátů pro 3D modely. Vlastní 3D model byl potom vytvářen hlavně za použití programů Kokeš1 a Google SketchUp, kdy v programu Kokeš byly měřeny vzdálenosti mezi body zaměřenými geodeticky (prostorovou polární metodou totální stanicí) a takto získaná staničení byla vynášena v programu SketchUp. Nádvoří objektu poté bylo vytvořeno pouze s použitím fotografií jako tapet na zdech. I když výsledný model svojí detailností převyšoval běžný standard modelů prezentovaných na Google Earth, umožnila jeho výsledná velikost tento způsob sdílení. Jako zajímavost je nutno také uvést to, že zde byly pro získání představy o prvcích na střechách pořizovány i vlastní letecké snímky. Diplomové práce Marie Rajdlové [13] a Michala Šatavy [17] se zabývají zpracováním 3D modelu barokního areálu v poutním místě Svatá Hora u Příbrami. První uvedená vytvářela model baziliky Nanebevzetí Panny Marie Svatohorské, v druhé práci potom byly modelovány k bazilice náležející ambity. Na rozdíl od 3D modelu Konopiště bylo v těchto pracech jako podkladů využito také výkresové dokumentace ve formátu dwg. Proto bylo kromě programu SketchUp využíváno také CAD softwaru Microstation2 . Je nutno říci, že obě práce, zvláště pak ta, zabývající se bazilikou, jsou značně detailní a zřejmě i velmi přesné. Daní za tuto propracovanost je potom značná velikost souboru modelu, kvůli které nemohly být publikovány prostřednictvím Google Earth. 1 2

Viz: . Viz: .

10

ČVUT v Praze


Trochu odlišná je diplomová práce Lenky Zelené [22], která není zaměřena pouze na tvorbu 3D modelu stavebního objektu, ale zabývá se také zpracováním digitálního modelu terénu ve SketchUpu na podkladě vektorových vrstevnic a porovnáním práce v programech SketchUp a Microstation. Vlastní 3D modely, tedy modely kláštera a objektu č.p. 9 v obci Svatý Jan pod Skalou, jsou potom spíše jednodušší a méně podrobné, tudíž se hodí hlavně pro aplikaci Google Earth. Zajímavostí je porovnání pracnosti vytvoření malého modelu stavebního objektu v obou výše uvedených programech. O rychlosti programu SketchUp svědčí to, že model, který byl v Microstationu tvořen 1 hodinu 50 minut, zvládla autorka práce ve SketchUpu vymodelovat za cca 10 minut.

1.2

Srovnání s tvorbou modelu Hernychovy vily

Tato bakalářská práce, zabývající se tvorbou Hernychovy vily si klade za cíl najít co nejlepší kompromis mezi detailností modelu a možností jeho prezentace pomocí Google Earth. Hlavní odlišností od popisovaných objektů je potom to, že je předlohou stavba secesní. Důsledkem toho je velká zdobnost fasády vily a jiných částí objektu. Při pohledu na vilu je zřejmé, že se na ní vyskytuje málo skutečně se opakujících prvků. Například ozdobné prvky kolem oken se u každého okna proměňují a i vlastních typů oken je použita celá řada. Velké množství typů je potom použito i u dveří, shodná nejsou ani zábradlí na jednotlivých balkónech a podobně. Málo objektů na vile lze proto modelovat jednou a následně kopírovat a u zdobných prvků je nutno dobře rozmyslet, zda má být daný prvek modelován, zobrazen pomocí textury nebo zcela vypuštěn. Zatím je možné říci, že se výše uvedené obtíže podařilo překonat. Výsledná velikost dosavadního modelu ponechává dostatečnou rezervu na další objekty a textury, které bude nutno přidat a přitom je model poměrně detailní. Postup vytváření modelu Hernychovy vily se od postupu využitého v popsaných diplomových pracech v zásadě neliší. Protože ale bylo jako podkladů využíváno zejména obsáhlé projektové dokumentace (viz 4.1.1), která byla k dispozici buď přímo v papírové podobě, příp. ve formě vyfotografovaných papírových výkresů, nebylo nutné kromě programu SketchUp využívat další CAD či geodetický

11

ČVUT v Praze


software. Za neobvyklou část postupu je možné označit například zjišťování výškových poměrů v okolí objektu měřením průsečnice stavby s terénem (viz 4.2.2), které v jiných pracech nebylo nalezeno. Jako další odlišnost je potom možné uvést způsob prezentace výsledků práce, k čemuž bylo využito i plug-inů pro program SketchUp, které umožňují renderování 2D obrázků z 3D modelu (viz 4.2.14).

12

ČVUT v Praze

2

2. HISTORIE HERNYCHOVY VILY

Historie Hernychovy vily „Hernychova vila je více jak sto let neopomenutelnou součástí města Ústí nad

Orlicí. Její věž je nejen výtečným orientačním bodem v jeho panoramatu, ale i bedlivým průvodcem návštěvníkům a spolu s věží kostela Nanebevzetí Panny Marie tvoří dva základní a nepřehlédnutelné pilíře kulturního a duchovního bohatství města Ústí nad Orlicí. . . . . . I když je v dnešní době vila veřejným prostorem, tak budeme-li pozorní, zachytíme podstatnou část atmosféry starého mocnářství, doznívající secese a pracovního i rodinného šepotu průmyslnické rezidence. Budeme-li mít onu pověstnou trpělivost i cit, tak, ač tito lidé dávno nežijí, můžeme je spatřit. Díky své vlastní fantazii. Jsou plni energie ve své vlastní současnosti, ve svém vlastním budoucnu. Honosnou secesní budovu, jejíž jsme návštěvníky, si v prvním desetiletí nechal coby rodinné sídlo vystavět ústecký velkoprůmyslník Florian Hernych z ústecké větve rodu Hernychů. . . “ 1

Obr. 2.1: Foto Hernychovy vily a její lokalizace na mapě Ústí nad Orlicí (Zdroje: http://www.ustinadorlici.cz a http://www.mapy.cz)

1

Pro napsání následující kapitoly byla využita kniha Hernychova vila – od soukromé rezidence

po veřejný prostor [11]. Tam, kde to bylo vhodné, bylo užito doslovné citace textu, Takové pasáže jsou uvedeny v úvozovkách.

13

ČVUT v Praze

2.1


Historie

Florian Hernych se narodil v Ústí nad Orlicí 4. května 1855 jako syn tkalce a faktora Jana Hernycha. V roce 1884 získal od svého otce textilní závod. Ihned poté přistoupil k výrazné modernizaci výroby. Původní počet 300 mechanických stavů, které nechal umístit do nových prostor podniku krátce poté, co mu byl závod jeho otcem postoupen, se postupně zvyšoval až na 1200 stavů. Kromě tkalcovny v Ústí nad Orlicí vlastnil jeho závod též pobočné výrobny ve Vamberku, Chrudimi, Nekoři, Jihlavě, Hnátnici, Doudlebách nad Orlicí a v Nadlburku u Vídně. V roce 1902 byl Florian Hernych zvolen do právě založeného Svazu českých textilních průmyslníků, což určitě dokazovalo jeho příslušnost mezi nejúspěšnější české textilní podnikatele. Nutno je však říci, že přes své nesporné podnikatelské schopnosti nebyl Hernych mezi dělníky a úředníky kvůli svému velmi tvrdému a bezohlednému chování k nim vůbec oblíben. Jedním z cílů Floriana Hernycha v době, kdy se mu dařilo jeho podnikání, bylo získání šlechtického titulu. Mimo nutnosti vlastnit pozemky zapsané v zemských deskách a poskytovat milodary musel při zažádání o jeho přidělení prokázat také vlastnictví honosného sídla. V roce 1906 proto Hernych vykoupil potřebné pozemky pro stavbu nové vily a dal strhnout budovy na těchto pozemcích stojící. Projekt plánované vily vyhotovili zřejmě architekti Emil Králíček a Jiří Justich, kteří pracovali pro pražskou firmu Matěje Blechy. Výstavbu vily potom prováděl investorův bratr, ústecký stavitel Josef Hernych. Povolení ke stavbě vily bylo vydáno 15. března 1906, kolaudace se konala za poměrně krátkou dobu – 25. února 1907. V roce 1927 potom provedla firma Františka Tošovského přístavbu zimní zahrady, která byla přestavěna z původní otevřené západní terasy. Během užívání vily jako průmyslnického sídla bylo rozložení místností následující. V suterénu byla kotelna, sklad na uhlí, prádelna, kuchyň a spíž. Reprezentační místnosti se potom nacházely v prvním patře – jednalo se především o rozlehlou halu a pokoje. Konečně druhé patro sloužilo k obývání. Podnikatelský úspěch Hernychovy firmy výrazně ovlivnily balkánské válečné konflikty před první světovou válkou, kvůli nimž pro něj byly ztraceny trhy na Balkáně

14

ČVUT v Praze


a Blízkém východě. V roce 1911 se proto podnik musel transformovat na společnost s ručením omezeným a v roce 1917 na akciovou společnost. V souvislosti s podnikatelskými neúspěchy bylo zvažováno i zastavení vily. Přes tyto hospodářské problémy vila stále zůstávala ve vlastnictví Hernychovy rodiny. V roce 1951 ale bylo Ústřední radou odborů v Praze rozhodnuto o tom, že se vila stane školícím střediskem ROH Praha. Hernychovi byly s odbory nuceni podepsat desetiletou nájemní smlouvu. S využitím vily jako školícího střediska souvisely i některé nutné stavební úpravy. V suterénu tak byla zřízena nová sociální zařízení, ústřední topení, některé místnosti byly přepaženy a byl přistavěn nový vchod. V patrech využívaných k obývání byly upraveny vchody do místností a také byla přistavěna sociální zařízení. V roce 1954 byla Svazová škola ROH reorganizována a vilu dále neužívala. Novými nájemci se proto v roce 1955 staly Hudební škola, Okresní lidová knihovna, vývařovna základní školy a Dům osvěty v Ústí nad Orlicí. V roce 1971 byla ve vile umístěna pobočka Okresního muzea ve Vysokém Mýtě, která byla odstěhována v roce 1990. Po roce 1989 byla vila navrácena původním vlastníkům. Do roku 2002 zde sídlila Základní umělecká škola Jaroslava Kociana, která platila majitelům nájem. V roce 2003 potom přešla vila do majetku Města Ústí nad Orlicí. Od podzimu 2006 do 26. dubna 2008 probíhala ve vile rekonstrukce, která měla vilu vrátit do stavu odpovídajícího její podobě v době, kdy byla vlastněna Florianem Hernychem. Po jejím slavnostním znovuotevření zde zahájilo svoji činnost Městské muzeum v Ústí nad Orlicí. Kromě muzea je zde nyní přístupná i knihovna a badatelna. V suterénu budovy byla otevřena restaurace.

15

ČVUT v Praze

3

3. MODELOVÁNÍ V GOOGLE SKETCHUP

Modelování v Google SketchUp

3.1

Program SketchUp

Google SketchUp je CAD software, který umožňuje jednoduše modelovat trojrozměrné objekty. Jeho výhodou je jednoduché uživatelské rozhraní a funkce, které poskytují možnost 3D modelování i osobám bez velkých zkušeností s jinými CAD programy. Jedním z hlavních využití programu SketchUp pro běžné uživatele je tvorba 3D modelů budov pro použití v aplikaci Google Earth. Modely, které jednotliví tvůrci v programu vytvoří, je možné sdílet pomocí služby 3D Warehouse (Galerie 3D objektů) [6]. Program v současné době využívají ke své práci mimo jiné architekti, stavební a strojní inženýři, filmoví tvůrci i vývojáři počítačových her [15].

3.1.1

Historie

První verze softwaru SketchUp byla uvedena na trh v srpnu roku 2000 společností @Last Software. Mělo se jednat o software sloužící především pro tvorbu designérských náčrtků, které by jinak byly vytvářeny perem na papír. Úspěch programu, způsobený zejména krátkou dobou nutnou k jeho naučení, zaujal společnost Google, která v roce 2006 společnost @Last Software koupila a vyvíjela program dále jako plug-in pro aplikaci Google Earth. [15]

3.1.2

Verze programu SketchUp

Poslední verzí programu, dostupnou v češtině, je verze SketchUp 6 [7]. Tato verze byla použita pro účely této bakalářské práce a byla shledána pro toto použití jako dostačující. V angličtině je však již dostupná verze SketchUp 8 [8]). Hlavním rozdílem verze 8 oproti SketchUpu 6 je začlenění funkce Geo-location, která umožňuje georeferencovat modelovaný objekt ve spolupráci s aplikací Google Maps a získat i model části terénu z vybrané oblasti včetně jeho potažení leteckým snímkem. Dále je v menu této nové verze obsaženo propojení s aplikací Building Maker, která poskytuje rychlý, uživatelsky nenáročný nástroj pro tvorbu 3D modelů jednoduchých staveb na základě šikmých leteckých snímků (dobře využitelné pro

16

ČVUT v Praze


aplikaci Google Earth). V neposlední řadě je také mírně pozměněno uživatelské rozhraní, což se mimo poněkud pozměněných barev palet projevuje hlavně na jiných koncových značkách kreslených linií (čtverečky místo kroužků). Zvláštní verzí SketchUpu 8 je verze Pro, která je určena pro profesionální komerční využití. Oproti základní verzi je SketchUp Pro zpoplatněn (v době psaní této práce 495 USD1 ) a obsahuje aplikace LayOut 3 pro tvorbu výkresů a prezentací z 3D modelu a Style Builder pro vytváření vlastních stylů kresby (kresba vypadající jako ručně kreslená skica tužkou, perem, uhlem atd.). Dalšími výhodami této komerční verze je export výsledného modelu ve více formátech, možnost importu běžných 2D a 3D CAD výkresů a některé jiné funkce.

3.1.3

Formáty podporované programem SketchUp

1. Formáty podporované verzí SketchUp 8 [3] ∙ Import 2D obrázků: *.jpg, *.png, *.tif, *.tga, *.bmp ∙ Import 3D modelů: *.skp (SketchUp),*.3ds (Autodesk 3ds Max), *.dem, *.ddf (DEM), ∙ Export 2D obrázků: *.jpg, *.png, *.tif, *.bmp ∙ Export animací a průletů modelem: *.mov, *.avi 2. Další formáty podporované pouze verzí SketchUp 8 Pro [4] ∙ Import 3D modelů: *.dwg, *.dxf (AutoCAD) ∙ Export 2D obrázků: *.pdf, *.eps, *.epx, *.dwg, *. dxf, ∙ Export 3D modelů *.3ds, *.dwg, *.dxf, *.fbx, *.obj, *.xsi, *.vrml

3.2

Práce v programu SketchUp

Vzhledem k tomu, že byl zpracovávaný objekt vytvářen v počeštěné verzi SketchUp 6, bude následující popis práce odpovídat modelování v této verzi. Práce ve 1

Viz: .

17

ČVUT v Praze


SketchUpu 8 by se ovšem neměla od popisovaného lišit, jediným rozdílem by bylo anglické pojmenování jednotlivých nabídek a nástrojových lišt. V případě, že by některá odlišnost mezi verzemi stála za zmínku, bude v textu uvedena.

3.2.1

Nastavení programu

Nejdůležitějším nastavením na začátku tvorby nového modelu je volba jednotek modelu. Tato volba určuje, v jakých jednotkách se nám budou zobrazovat naměřené délky a úhly a v jakých jednotkách je naopak budeme zadávat při přesném kreslení. Nastavení jednotek modelu provedeme v okně Informace o modelu (Okno –> Informace o modelu –> Jednotky). V tomto okně můžeme zvolit délkové jednotky jak metrické soustavy (milimetry, centimetry, metry), tak soustavy angloamerické (palce, stopy). Volbou Přesnost potom nastavíme, kolik desetinných míst bude zobrazeno. U úhlů možnost volby jednotek chybí, nastavit je možno pouze počet zobrazených desetinných míst. Úhly budou vždy zobrazeny ve stupňové (devadesátinné) míře. V nejnovější verzi SketchUp 8 je možno nastavit jednotky modelu okamžitě při spuštění programu. Slouží k tomu uvítací okno, ve kterém lze vybrat některou z připravených šablon (templates). Změna šablony ovlivňuje nejenom nastavení jednotek, ale také například pozadí pracovního prostoru. Zajímavá je ovšem hlavně možnost provést vlastní nastavení, stejně jako to bylo popsáno pro dřívější verzi a uložit toto nastavení jako novou šablonu.

3.2.2

Panely nástrojů

Základním panelem nástrojů, který se nám zobrazí při spuštění programu SketchUp je panel Začínáme. Tento panel může pro jednoduché modelování a začínající uživatele dostačovat, pro složitější práce je ale vhodné rozšířit si zobrazovanou nabídku o panely další. Jako základ je možno použít soustavu Velká sada nástrojů (Zobrazit –> Panely nástrojů –> Velká sada nástrojů). Další panely nástrojů je možno přidat dle potřeby obdobným způsobem. Dále následuje výčet panelů nástrojů, tak jak je možno je vidět na obrázku 3.2:

18

ČVUT v Praze


Obr. 3.1: Okno Informace o modelu

Obr. 3.2: Přehled panelů nástrojů aplikace SketchUp

19

ČVUT v Praze


1. Panel nástrojů Začínáme Základní panel nástrojů, který se zobrazí při prvním spuštění aplikace. Tvoří ho panely Kresba, Hlavní, Upravit, Kamera, Lišta Google a Stavba, případně jejich části. 2. Panel nástrojů Velká sada nástrojů Soustava panelů, kterou je vhodné nahradit panel nástrojů Začínáme. Jeho součástí jsou lišty Hlavní, Kresba, Upravit, Stavba, Kamera a Procházet. 3. Panel nástrojů Hlavní Tento panel obsahuje nástroje pro výběr, mazání, pro vytváření komponent a obarvování ploch barvami příp. texturami. 4. Panel nástrojů Kresba Nástroje pro kresbu linií, kruhů, obdélníků, mnohoúhelníků, oblouků a pro volné kreslení od ruky. 5. Panel nástrojů Upravit Sada, jejíž součástí je jeden z nejdůležitějších nástrojů aplikace Tlačit/táhnout, dále podobný nástroj Sledovat a pomůcky pro přesun, kopírování, otáčení, změnu měřítka a odsazení. 6. Panel nástrojů Stavba Obsahuje funkce vhodné pro měření a vytyčování úhlů a délek, kótování, tvorbu popisů a psaní textu. 7. Panel nástrojů Kamera Na tomto panelu jsou obsaženy funkce pro otáčení pohledu, jeho posouvání, přibližování a oddalování. Tento panel není úplně nezbytný, protože manipulovat s pohledem lze i pomocí klávesnice a myši. Kolečkem myši je tak možné pohled přibližovat a oddalovat, při stisknutém kolečku se pohybem myši dosáhne otáčení, totéž při současně stisknuté klávese shift způsobí posun.

20

ČVUT v Praze


8. Panel nástrojů Procházet Nástroje, nacházející se na této liště, slouží pro procházení modelu. Kameru je tak možno umístit do výše očí a modelem „procházet“ , tedy pohybovat se rychlostí chůze, případně běhu. 9. Panel nástrojů Řezy Řezy jsou důležitou funkcí pro přehledné modelování složitějších objektů, případně pro modelování uvnitř objektů, například uvnitř budov. Tyto nástroje slouží pro vytváření řezů a nastavení zobrazení roviny řezu nebo zobrazení částí objektů před rovinou řezu. 10. Panel nástrojů Lišta Google Funkce umožňující získání modelu terénu při současně spuštěné aplikaci Google Earth. Dále nástroje pro umístění modelu do této aplikace, pro sdílení a naopak stahování modelů z Google galerie 3D objektů (Google 3D Warehouse). V aktuální verzi SketchUp 8 se pomocí funkcí na této liště dá georeferencovat modelovaný objekt, zobrazovat náhled modelu přímo v Google Earth a jsou zde dostupné i nástroje aplikace Building Maker. 11. Panel nástrojů Vrstvy Nástroje pro práci s vrstvami jako je vytváření nových vrstev, přepínání aktivních vrstev, nastavování jejich barvy a viditelnosti. 12. Panel nástrojů Standard Panel s tlačítky k vytváření nových souborů, otevírání či ukládání souborů stávajících. Dále nástroje pro vyjmutí, kopírování, vložení, mazání. Tlačítka Zpět, Znovu, Tisk a tlačítko pro přímý přístup k oknu Informace o modelu (viz obrázek 3.1 na straně 19). Vzhledem k tomu, že jsou všechny tyto funkce dostupné pomocí klávesových zkratek, případně z hlavního menu, jedná se o panel prakticky nepotřebný.

21

ČVUT v Praze


13. Panel nástrojů Pohledy Obsahem tohoto panelu jsou nástroje pro nastavení předdefinovaných standardních pohledů (iso, shora, zepředu, zprava, zezadu, zleva). Tyto nástroje se nejlépe využijí při nastavení zobrazení pomocí rovnoběžné projekce. Nastavování různých zobrazení bylo během práce prováděno vcelku často, bohužel to však není možné pomocí některého z panelů nástrojů, ale je nutno tak učinit v menu (Kamera –> Rovnoběžná projekce, Perspektiva příp. Dvoubodová perspektiva). 14. Panel nástrojů Styl plochy Stisknutím některého z tlačítek se změní styl, jakým je modelovaný objekt zobrazen. Na výběr je drátěný model, model se skrytými neviditelnými hranami, stínovaný model, stínovaný model potažený texturou a model monochromatický. Částečná průhlednost stínovaného modelu s texturou se dá dosáhnout volbou Rentgen 15. Panel nástrojů Stíny Obsahuje nástroje využitelné především pro vizualizace. Pomocí nich lze zapnout zobrazení stínů a nastavit roční a denní dobu, které ovlivní jejich rozměry a polohu. Všechny uvedené panely nástrojů lze samozřejmě kdykoliv zobrazovat a skrývat a různě je přesouvat po pracovní ploše. Za zmínku proto stojí, že ve verzi SketchUp 8 existuje funkce umožňující uložit rozmístění panelů v určitý okamžik a v případě potřeby toto rozmístění rychle obnovit.

3.2.3

Vlastní modelování

Vytvoření plochy Tvorba plochy je jedním ze základních úkonů ve SketchUpu. Málokterý objekt by bylo možné zpracovávat pouze jako drátěný model. Důležitou skutečností je, že

22

ČVUT v Praze


program vytváří plochu automaticky potom, co je nakreslen libovolný mnohoúhelník2 . Tento mnohoúhelník je možné nakreslit více způsoby, nejjednodušší možností je použít nástrojů pro kresbu kruhu, obdélníku či obecného mnohoúhelníku. Složitějším, ale více používaným způsobem je potom složení mnohoúhelníku pomocí více nástrojů nebo jeho kresba nástrojem Čára.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

Obr. 3.3: Kreslení plochy pomocí nástroje Čára

Na příkladu kresby pomocí nástroje Čára je možné demonstrovat také řešení přichytávání se na stávající kresbu ve SketchUpu, na kresbu podle stávajících objektů 2

Vždy se jedná o mnohoúhelník. Na rozdíl od jiných CAD softwarů zde kružnice vždy nejenom

vypadá jako mnohoúhelník, ale také se tak chová. Pro vzhled modelu to při vhodně zvoleném počtu stran (přednastaveno 24) nepředstavuje velký problém, může to ale způsobit potíže, pokud se pokusíme provést nějakou konstrukci například pomocí průsečíku dvou kružnic a podobně.

23

ČVUT v Praze


a podle souřadnicových os. Na obr. 3.3 na str. 23 je zobrazen příklad kresby jednoduché plochy. V částech a) a b) je možno vidět kresbu linie rovnoběžné s jednou ze souřadnicových os. Souřadnicové osy jsou ve SketchUpu rozlišeny barevně – ve vodorovné rovině leží červená a zelená osa, kolmo na ně ve svislém směru se potom nachází osa modrá. Kresba rovnoběžně se souřadnicovou osou je programem nabízena automaticky a je vhodné ji využívat. Vzhledem k tomu, že se zde kreslí přímo v prostoru, je nejjednodušší možností, jak kontrolovat správné prostorové umístění objektů právě jejich postupná kresba podél os. V částech obrázku c) - f) vidíme jednotlivé možnosti přichytávání se na dosavadní kresbu. Program nabízí možnost napojení kresby na koncové body hran, na libovolné body na hranách či jejich středové body případně na průsečíky více hran či jiných objektů. Všechny možnosti jsou programem nabízeny automaticky. To je sice na jednu stranu pohodlné, pro uživatele ale může být v některých případech problém přichytit kresbu na jím zamýšlený bod, zvláště při nepřehledné situaci u složitějších modelů. Zřejmě jako nejsložitější se ukázalo přichycení se na průsečíky, kdy program stále nabízel jiné varianty a až po značném přiblížení bylo možno vybrat dotyčný bod. Obrázky g) a h) ukazují kresbu dle stávajících hran. Počkáme-li několik sekund s kurzorem na libovolné hraně, je nám nabídnuta možnost vést linii rovnoběžně s hranou, je-li počáteční bod linie na hraně, potom kresba kolmo k této hraně. Konečně na obrázku i) byla po dokončení mnohoúhelníku automaticky vytvořena plocha. Je nutné vědět, že není možno plochu vytvořit jiným způsobem než uzavřením polygonu. Pokud by tedy z nějakého důvodu došlo k vymazání dosavadní plochy, je jedinou možností, jak dosáhnout tvorby nové plochy, obtažení jedné či více hran mnohoúhelníka, kde se má plocha vytvořit. Výhodné ovšem v tomto případě je, že tak nevznikne duplicitní kresba. Dvakrát nakreslená hrana se stále chová jako hrana jedna. K tomu se také hodí poznamenat, že pokud po stávající hraně povedeme hranu novou a kratší, výsledkem budou dvě na sebe navazující hrany dotýkající se v místě koncového bodu kratší hrany. V průběhu práce bylo několikrát zjištěno, že ač byl polygon uzavřen, nedošlo k vytvoření plochy. V takovém případě je nutno nejprve zkontrolovat, že všechny

24

ČVUT v Praze


body obrazce skutečně leží v jedné rovině. Protože se kreslí přímo v prostoru, může se velmi lehce stát, že tomu tak není a že některé body leží velmi daleko od uživatelem předpokládané polohy. U složitějších objektů se ovšem stává i to, že je chyba tohoto druhu vyloučena a přesto se plocha nevytvoří. Jediným řešením, které bylo nalezeno, je pak postupné zaplňování plochy, jak je to možné vidět na obr. 3.4. Pokud skutečně všechny body leží v jedné rovině, zobrazí se nám přebytečné linie tenkou čarou a můžeme je bez problémů odstranit.

Obr. 3.4: Postupné zaplňování plochy

Nástroj Tlačit/táhnout Nástroj Tlačit/táhnout je jedním z nejzajímavějších nástrojů programu SketchUp. Jeho princip spočívá v tom, že libovolnou plochu „vytáhne“ do prostoru. Tak se může stát například obdélník základem pro kvádr a podobně. Výšku vzniklého tělesa je možno zadat buď přesně z klávesnice nebo lze též převzít výšku okolních těles. Dalším podobným nástrojem je funkce Sledovat. Jejím prostřednictvím je možné vytvořit nový objekt pomocí průřezu, který se pohybuje po zvolené trajektorii. Pomocí této funkce lze vytvořit i rotační tělesa. Pro její ovládání existuje několik možných postupů. První možností je nejprve zvolit průřez a poté postupně volit jednotlivé hrany jako části trajektorie. Tak můžeme sice přímo sledovat, jak se tvoří námi vytvářený objekt, někdy ale tento postup nemusí vést ke správnému výsledku, zvláště u rotačních těles. Spolehlivějším řešením je nejprve zvolit celou trajektorii, aktivovat nástroj Sledovat a potom teprve vybrat průřez. Objekt je tak vytvořen ihned a bez problémů. Druhý postup je doporučen i ve výukových videích pro Google SketchUp [21].

25

ČVUT v Praze


Obr. 3.5: Použití nástroje Tlačit/Táhnout

Obr. 3.6: Použití nástroje Sledovat

Přesné kreslení V případě, že naše modelování ve SketchUpu nemá být jen nějakým přibližným náčrtem, je nutno, aby všechny námi vytvářené prvky modelu měly určité přesně definované rozměry. Toho lze dosáhnout několika různými způsoby. Ať už používáme pro kresbu jakéhokoliv nástroje, vždy můžeme ovlivnit rozměry našeho modelovaného prvku číselným zadáním z klávesnice. V jakých jednotkách je náš rozměr zadán určuje nastavení jednotek modelu (viz 3.2.1). Zadaný rozměr se zobrazí v pravém dolním rohu pracovního okna programu. Jinou možností, jak přesně stanovit rozměr prvku, je použití nástroje Metr. Tato funkce neslouží pouze pro určování délky mezi libovolnými body v prostoru, ale lze ji použít i pro vytyčení vzdálenosti a to několika způsoby. Zaprvé tak můžeme vytyčit staničení na přímce (existující hraně) či prostě jen vzdálenost od bodu, druhým způsobem je vytyčování vzdálenosti od přímky. Obě varianty jsou programem navrženy automaticky podle toho, zda počáteční bod vytyčované délky je koncový bod hrany (vytyčení vzdálenosti od bodu) či její středový či jiný mezilehlý bod (vytyčení vzdálenosti od přímky). Po použití funkce zbudou ve vytyčovaných bodech vodící body, příp. ve vytyčovaných vzdálenostech od přímky vodící čáry. Ty je poté možno využít pro další kreslení. Určitým problémem může být, že v případě vytyčování

26

ČVUT v Praze


staničení na existující hraně je vodící bod špatně viditelný. To mj. znamená, že ho lze špatně vybrat a smazat. Všechna vodítka lze sice zneviditelnit (Zobrazit–> Vodítka), to však neřeší to, že na objektu stále fyzicky zůstávají. Proto, pokud jsme si jisti, že již žádná pomocná vodítka či vodící body nebudeme potřebovat, můžeme je najednou vymazat příkazem Smazat vodítka (Upravit –> Smazat vodítka).

Obr. 3.7: Použití nástroje Metr pro vytyčení vzdálenosti od bodu a od přímky

Nástroj Plechovka barvy Jak už bylo řečeno výše, po uzavření mnohoúhelníku se v prostoru ohraničeném hranami vytvoří plocha. Tato plocha je zbarvena výchozí přednastavenou barvou – odstíny šedi. Protože s modelem zbraveným pouze odstíny šedi se ve většině případů nelze spokojit, je třeba využít nástroje Plechovka barvy. Tento nástroj nabízí možnost zbarvit vybranou plochu jednou z mnoha barev, případně použít texturu. SketchUp nabízí velké množství připravených jednoduchých barev i textur, například textury představující různé druhy cihel, dlaždic, dřeva, ale i textury pro vegetaci, vodu a mnohé další. Na výběr jsou i textury průhledné pro dosažení dojmu různých typů skel. Program také umožňuje vytvořit si další barvy i nové textury z vlastních obrázků. Pořízené fotografie mohou ve SketchUpu sloužit nejenom pro tvorbu textur, ale lze pomocí nich i modelovat, zvláště když není požadována příliš vysoká přesnost. Abychom mohli nějakou fotografii přizpůsobit pro modelování, musíme nejprve použít funkce Plechovka barvy pro umístění textury. Poté v menu, zobrazeném pomocí pravého tlačítka myši, vybereme volbu Textura –> Poloha. Na naší textuře se nám zobrazí čtyři body pomocí symbolů připínáčků. Tyto připínáčky umístíme na požadované body textury a potom je postupně přetahneme na body kresby, které by bodům textury měly odpovídat. Přímo v reálném čase přitom probíhá transformace

27

ČVUT v Praze


Obr. 3.8: Okno ve výchozích barvách, barevné s jednoduchými barvami a potažené texturami

obrázku, kde vybrané body slouží jako body identické. Na obr. 3.9 je naznačen postup přizpůsobení textury pro tvorbu dveří stavebního objektu, kde byly použity jako identické body rohy dveřního křídla, jehož rozměr byl znám.

Obr. 3.9: Transformace textury

Používání řezů U složitějších modelů se v některých případech může stát, že je potřeba skrýt některé nakreslené prvky tak, aby bylo možno pracovat s objekty, které jsou za nimi a proto jsou špatně viditelné či se s nimi špatně pracuje. K tomu ve SketchUpu slouží funkce Rovina řezu. Pomocí této funkce je možné vytvořit řez, který bude orientován jako libovolná plocha v modelu. Roviny řezů lze libovolně posouvat a je možné jich vytvořit větší množství. Funkční bude ale vždy pouze ten řez, který je označen jako aktivní. To lze nastavit v menu, které se zobrazí po kliknutí pravého

28

ČVUT v Praze


tlačítka myši. Další funkce, které se nacházejí na panelu nástrojů Řezy umožňují nastavit, zda bude řez použit, tedy zda bude z daného objektu vidět právě pouze řez. Dále potom zda bude zobrazena i vlastní rovina řezu (šedě, průhledně). To je vhodné pro správné nastavení polohy roviny řezu, při samotném modelování by takto zobrazená rovina samozřejmě překážela. Na obrázku 3.10 lze vidět nastavení aktivního řezu a zobrazený řez jednoduchého objektu včetně viditelné roviny řezu.

Obr. 3.10: Použití funkce Rovina řezu

Vytváření komponent a skupin Je-li vhodné, aby se soubor některých prvků modelu choval jako jeden celek, lze toho dosáhnout vytvořením skupiny. Tvorba skupiny je jednoduchá – po vybrání všech prvků, které mají tvořit skupinu stiskneme pravé tlačítko myši a vybereme volbu Vytvořit skupinu. Všechny operace jako otáčení, přesunování, změna měřítka a podobně jsou potom prováděny s celou skupinou. Pokud by bylo třeba editovat jednotlivé části skupiny, je nutné „otevřít“ ji pomocí dvojkliku myši. Využívanější možností, jak sloučit jednotlivé prvky do jednoho celku je vytvoření komponent. Komponenty jsou v podstatě velmi podobné skupinám a jejich tvorba je s tvorbou skupin analogická (Pravé tlačítko myši –> Vytvořit komponentu). Na rozdíl od vytvoření skupiny bude poté v okně Vytvořit komponentu nutno zadat název komponenty a nastavit možnosti jejího zarovnávání podle existujících ploch (lze nastavit i její stálou orientaci ke kameře/pohledu). Nejdůležitější odlišností komponenty od skupiny je, že bude-li v modelu použita vícekrát, jakákoliv změna jedné

29

ČVUT v Praze


z komponent se okamžitě projeví na všech stejných komponentách. Využívání komponent je proto velmi výhodné pro modelování opakujících se objektů a umožňuje v neposlední řadě také významné zmenšení velikosti výsledného souboru modelu. Soupis všech komponent, které byly vytvořeny v daném modelu je možno nalézt v okně Komponenty (Okno –> Komponenty).

30

ČVUT v Praze

4

4. ZPRACOVÁNÍ 3D MODELU HERNYCHOVY VILY

Zpracování 3D modelu Hernychovy vily

4.1

Podklady

Než bude v následujících kapitolách podrobněji popsána vlastní tvorba 3D modelu Hernychovy vily, bylo by vhodné uvést, jaké hlavní podklady sloužily pro získání informací o rozměrech a tvaru předlohy. Při počáteční rozvaze o způsobu tvorby 3D modelu bylo nejdříve uvažováno geodetické měření objektu (prostorová polární metoda). Nevýhodou tohoto způsobu určování tvaru a rozměru objektu by byla velká časová náročnost, hlavně vzhledem k složitosti vily a její rozsáhlosti. Ulehčení práce přinesla možnost využití projektové dokumentace pro rekonstrukci vily [2]. Vzhledem k tomu, že požadavky na přesnost modelu nebyly příliš vysoké a model by měl zprostředkovat hlavně vizuální představu o objektu, bylo možné použít nejenom výkresy kótované, ale také postupovat metodou přímého měření na výkresech a využívat jako podkladů pro modelování také pořízené fotografie.

4.1.1

Projektová dokumentace

Získaná projektová dokumentace se skládá z několika částí. Nejdůležitějšími z nich jsou výkresy a to pohledy na budovu v měřítku 1 : 150, půdorysy všech podlaží v měřítku 1 : 50 a řezy v měřítku 1 : 100. Další částí je potom přehledně číslovaný soupis všech oken a dveří budovy včetně jejich nákresů. Všechny uvedené podklady byly získány v digitální formě jako obrázky papírových výkresů pořízené digitálním fotoaparátem. Po nezbytné úpravě, hlavně zvýšení kontrastu, byly tyto podklady bez problému čitelné a bylo možno jednoduše odečítat jednotlivé kóty na výkresech. Po krátké době práce bylo zjištěno, že projektová dokumentace, pořízená zřejmě hlavně pro účely rekonstrukce interiéru, pochopitelně nebude dostačovat pro modelování všech částí vily. Proto byly získány výkresy pohledů v papírové formě v originálním měřítku a potřebné rozměry byly z těchto výkresů odměřovány.

31

ČVUT v Praze

4.1.2


Vlastní měření a fotografická dokumentace

Pro ověření některých rozměrů a získání lepší představy o budově bylo provedeno vlastní měření a fotografická dokumentace objektu. Měření bylo prováděno pásmem a svinovacím pětimetrem, pro dosažení méně přístupných míst byl od personálu městského muzea vypůjčen výsuvný žebřík. Hlavními předměty měření byla výška podezdívky na rozích objektu (využito pro určení průsečnice budovy s terénem viz - 4.2.2), rozměry suterénních oken a dalších oken dobře přístupných (pro porovnání s projektovou dokumentací – ověření rozměrů) a stejně tak přístupných dveří. Dále bylo nutno oměřit schodiště vedoucí do suterénu vpředu, vstupní dveře, rampu pro vstup vozíčkářů, terasu v zadní části budovy a schodiště u bočního vstupu do zimní zahrady. Zapomenuto nebylo ani na dokumentaci balkónů. Fotografická dokumentace1 byla prováděna v průběhu oměřování i poté a podařilo se nasnímat všechna okna, vstupní i suterénní dveře, dále balkóny a další potřebné prvky i celkové pohledy na budovu z různých směrů tak, jak to umožnilo okolí budovy. Pořízení důkladné fotodokumentace a následné přehledné roztřídění fotografií do složek se poté v průběhu modelování ukázalo jako nezbytné, protože bylo možné téměř vždy k vybranému modelovanému prvku nalézt příslušnou fotografii a získat tak o něm lepší představu.

4.2

Tvorba 3D modelu

Tvorbě vlastního modelu předcházelo kromě shánění nezbytných podkladů také studování funkcí a možností použitého programu SketchUp. Využíváno bylo hlavně výukových videí na stránkách SketchUpu [21] a dále také vytvoření několika jednoduchých cvičných modelů. Protože se jedná o program pro začínající uživatele poměrně nenáročný, bylo vcelku rychle možno pustit se do tvorby modelu hlavního – do modelu Hernychovy vily. 1

Pro fotodokumentaci byly použity běžné digitální fotoaparáty Kodak EasyShare C140 a Canon

Ixus 30.

32

ČVUT v Praze


Obr. 4.1: Oměřování okna

4.2.1

Vytvoření půdorysu

Prvním krokem při tvorbě modelu bylo vytvoření půdorysu budovy. Pro jeho tvorbu bylo využito hlavně výkresu půdorysu 1. nadzemního podlaží. Oproti původním předpokladům se nejednalo o úplně jednoduchou práci, protože jak už bylo uvedeno výše, výkresy v projektové dokumentaci obsahovaly hlavně vnitřní rozměry budovy. Při modelování tedy nebylo vždy možné využít vnější kóty a často musely být vnější rozměry dopočítávány pomocí kót vnitřních.

4.2.2

Vytažení půdorysu do prostoru

Dodání třetího rozměru nakreslenému půdorysu bylo samozřejmě realizováno pomocí nástroje Tlačit/táhnout programu SketchUp. Předtím však bylo nutno rozvážit, jak bude model umístěn na terén a jaká výška na objektu bude zvolena jako základní. Terén v okolí modelované předlohy je totiž vcelku členitý a hloubka 1. podzemního podlaží – suterénu je tedy vzhledem k terénu různá na různých stranách budovy.

33

ČVUT v Praze


Protože nebyl k dispozici přesný model terénu, ale výšky jednotlivých podlaží včetně suterénu byly přesně známy z projektové dokumentace, byl zvolen dále popsaný postup. Jako základní výška byla zvolena výška 1. NP budovy – přízemí. To je výhodné, protože k této výšce je vztažena výšková kóta ±0 použitých výkresů. Další kroky spočívaly ve „vytažení“ půdorysu do příslušných výšek jednotlivých podlaží. Přitom nebyl vůbec brán v úvahu okolní terén a celá budova byla modelována tak, jako kdyby stála na rovině a prvním podlažím byl suterén.

Obr. 4.2: Půdorys objektu a do prostoru „vytažený“ model

Pro získání představy o průběhu terénu v okolí vily byla při oměřování vily měřena výška vrcholu podezdívky nad terénem na všech rozích, kde to bylo možné. Protože výška vrcholu podezdívky relativně k výškám známým byla k dispozici a byla ověřena (měřením svislé vzdálenosti vrcholu podezdívky od oken, jejichž výška je známa), bylo jednoduché sestrojit na všech stěnách objektu průsečnici stavby s terénem. Na obr. 4.3 je naznačeno, které výšky byly měřeny na budově, v jeho pravé části jsou potom modře zvýrazněny vrchol podezdívky a průsečnice stavby s terénem na 3D modelu.

4.2.3

Vytvoření modelů oken a dveří

Po prozkoumání projektové dokumentace bylo zjištěno, že se na objektu nachází 116 oken více než šedesáti typů. Modelovat každé okno (či spíše každý typ) zvlášť by bylo samozřejmě nesmyslné, už jen proto, že některá okna, která jsou v projektové dokumentaci uvedena s různými rozměry se od sebe liší tak málo, že se pravděpodobně jedná o okna stejná, lišící se pouze chybami v jejich oměření. Snahou proto

34

ČVUT v Praze


Obr. 4.3: Měření výšky podezdívky a průsečnice stavby s terénem v modelu

bylo sloučit všechny typy do menšího počtu skupin s podobnými rozměry. Zatím bylo vytvořeno 23 typů oken, vzhledem k tomu, že model vily je stále ve stadiu rozpracování, několik typů bude ještě nutno domodelovat – jedná se hlavně o okna střešní. Při slučování oken do vlastních skupin se rozměry jednotlivých slučovaných oken nesměly lišit o více než 5 cm. Později při dalším modelování bylo zjištěno, že by mohly být do jedné skupiny sloučeny i okna s mnohem většími rozdíly rozměrů bez toho, aby došlo k porušení celkového dojmu z modelovaného objektu. Menší počet typů oken by také samozřejmě snížil výslednou velikost souboru modelu, protože byly jednotlivé typy oken pochopitelně modelovány jako komponenty (viz 3.2.3). Z projektové dokumentace bylo možné získat pouze rozměry celého okna, resp. okenního otvoru, šířka okenního rámu byla zjištěna u několika přístupných typů oken měřením a dále byla využita možnost modelování pomocí vložené textury – funkce Plechovka barvy (viz 3.2.3). Pomocí zmíněné funkce by bylo možné získat nejen představu o rozměrech okna, ale také použít transformované textury k vizualizaci. Toho ovšem nakonec nebylo využito. Okenní tabulky na fotografické textuře by totiž obsahovaly nežádoucí zrcadlové obrazy okolí příp. i fotografa a proto byly potaženy částečně průhlednou texturou s reflexí oblohy, která je standardní součástí knihovny materiálů ve SketchUpu. K této textuře potom bylo vhodnější zvolit standardní texturu představující dřevo i pro okenní rám. Použití v programu předpřipravených textur také zmenšilo velikost výsledného souboru modelu.

35

ČVUT v Praze


Jako vyjímku je nutno uvést to, že pro dosažení lepšího dojmu z modelu byla některá okna potažena texturou rolety. Tato textura byla vytvořena z fotografie okna se zataženou roletou. Pro zmenšení velikosti bylo nutné tuto fotografii oříznout a poté komprimovat v programu Microsoft Office Picture Manager 2 . Další úpravy potom proběhly přímo ve SketchUpu – pro odstranění nežádoucího stínu byla použita pouze část tapety, která byla několikrát nakopírována a poté složena z nakopírovaných částí dohromady. Umístění oken bylo řešeno dvěma způsoby. U většiny oken bylo možné ve výkresech půdorysů najít jak kóty, které specifikují jejich polohu, tak údaje o jejich výšce nad podlahou. Protože výšky podlah jednotlivých podlaží jsou známy, nebyl s jejich umístěním problém. Horší situace byla zejména u oken suterénních, kdy nebylo možné všechny informace o umístění dohledat. Protože jsou ale tato okna velmi dobře přístupná měření, nebyl problém důležité délky a výšky doměřit. Tvorba modelů dveří se v podstatě shodovala s vytvářením oken. V dokumentaci dveří bylo složitější se orientovat, protože zde zřejmě nejsou uvedeny všechny dveře (např. se nepodařilo nalézt hlavní vchodové dveře) a hlavně nejsou rozlišeny dveře venkovní a dveře interiérové (které byly samozřejmě pro tvorbu vily nepotřebné). Umístění do modelu ale pro většinu dveří nepředstavovalo problém. Zatím bylo vytvořeno osm typů dveří, mezi něž jsou ale počítány i dveře balkónové. Na rozdíl od oken je jedinečnost každého typu výrazně větší, takže by asi nebylo vhodné vytvářet typů méně. Při modelování bylo po dobrých zkušenostech během kreslení oken více využíváno transformované fotografické textury. Hotové modely ale byly opět potaženy texturami z knihovny materálů se stejnou vyjímkou, jako v případě oken. Dveře, stejně jako okna, byly modelovány v samostatném souboru. To je výhodné, protože při práci není nutné operovat s celým modelem, například otáčení a vůbec pohyb v pracovním prostoru je jednodušší a rychlejší. Vytvořené komponenty potom nebyl problém zkopírovat do hlavního souboru modelu. Vhodné by ale bylo uvést, že vzhledem k tomu, že jsou suterénní okna svými rozměry od sebe více odlišná, nebyla tato modelována ve zvláštním souboru, ale přímo v hlavním modelu 2

Viz: .

36

ČVUT v Praze


vily. To bylo nutné také z důvodu jejich návaznosti na okolní terén resp. průsečnici stavby s terénem. Suteréních oken se týká také další odlišnost. Protože by jejich detailní modelování, s přihlédnutím k tomu, že jsou všechna vybavena mříží, bylo náročné, bylo prozatím vytvořeno pouze ozdobné orámování oken. Vlastní okna (rámy, tabulky a mříže) je potom plánováno vytvořit pomocí fotografických textur s tím, že by již byla vytvořena jako komponenty.

Obr. 4.4: Přehled vytvořených typů oken a dveří

4.2.4

Přechod k modelování podle výkresů pohledů

Během modelování bylo zjištěno, že je z výkresů projektové dokumentace sice možné bez problémů získat výšky a rozměry v jednotlivých podlažích, údaje o vnějších rozměrech střech a věží jsou ale dostupné špatně. Hlavně jižní věž v zadní části

37

ČVUT v Praze


budovy postrádala údaje o svých rozměrech. Protože se, jak již bylo psáno výše, podařilo získat výkresy pohledů v originálním měřítku 1 : 150, bylo rozhodnuto odměřit jinak nedosažitelné rozměry na těchto výkresech. Vzhledem k tomu, že 1 mm v měřítku výkresu znamená 15 cm ve skutečnosti, lze říci, že přesnost výsledného modelu odměřováním příliš neutrpěla. Otázkou samozřejmě je skutečná přesnost výkresů pohledů. Je možné, že pohledy mají sloužit hlavně k získání vizuální představy o objektu. To je ale vlastně i cílem výsledného 3D modelu. Jasné je, že postup odměřování z výkresů šel uplatnit již zpočátku a znamenalo by to značné zlehčení práce. Výhodou toho, že byly některé prvky změřeny, ale je možnost kontroly na výkresech změřených rozměrů a vůbec lepší představa o některých důležitých rozměrech objektu.

4.2.5

Rozdělení modelu na části

Tím, jak se 3D model rozrůstal a byly do něj přidávány další prvky, pochopitelně rostla velikost souboru modelu a s tím i nároky na počítač. Ve chvíli, kdy byl hotov do prostoru „vytažený“ model (viz obr. 4.2) a tento byl opatřen okny, bylo zjištěno, že je již práce s modelem výrazně pomalejší. Práci sice trochu zrychlilo používání zobrazení Rovnoběžnou projekcí místo Perspektivy, to ale mělo za následek zhoršení orientace v modelu. Nejjednodušším řešením problému bylo nepokračovat s tvorbou dalších prvků ve stávajícím souboru, ale vytvářet další části budovy zvlášť a spojit je do jednoho celku až budou části hotovy. Aby šlo nakonec spojit jednotlivé díly dohromady, nebyly části modelovány zcela od začátku a vždy byla do nového souboru zkopírována část modelu původního. Níže je uveden soupis všech zatím existujících částí modelu, které odpovídají vytvořeným souborům. V dalších kapitolách budou jednotlivé části podrobněji popsány. Dosud vytvořené části modelu 1. Základní, do prostoru „vytažený“ model včetně oken a dveří (velikost 943 kB) 2. Jižní věž a vrchol věže severní (1034 kB) 3. Střední část věže severní s balkony (508 kB)

38

ČVUT v Praze


4. Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy (772 kB) 5. Vchody a balkóny zpředu (severozápadní, 604 kB) 6. Terasa vzadu (jihovýchodní, 325 kB) 7. Horní část severovýchodního průčelí budovy (83 kB) 8. Socha sv. Floriána (100 kB) 9. Soubor se všemi vytvořenými typy oken 10. Soubor se všemi vytvořenými typy dveří

4.2.6

Základní, do prostoru „vytažený“ model

Tvorba tohoto základního modelu byla již v podstatě popsána výše (od kapitoly 4.2.1), takže není nutné se jí příliš zabývat. Jedná se o část vily do výšky podlahy 3. nadzemního podlaží (včetně části severní věže), která byla vytvořena hlavně s použitím číselných hodnot stavební dokumentace a vlastního měření jako podkladů. Jednotlivé obvodové zdi jsou zatím zpracovány jednoduše, bez větších detailů, model ale již obsahuje otexturovaná okna a dveře a u oken suterénních jejich orámování. Model je nazýván „základním“ , protože při spojování všech částí do jednoho celku budou jednotlivé části kopírovány do tohoto souboru a přidávány ke stávajícímu modelu. Další práce na této části vily se bude týkat hlavně potažení zdí texturami. Jako textur bude pravděpodobně možno použít snímky pořízené pro fotografickou dokumentaci objektu. Plánem je rozdělit zdi na více částí a ty potáhnout texturami zvlášť. Tím bude možné textury, které jsou pochopitelně postiženy mj. vlivem radiální distorze, lépe přizpůsobit objektu. V případě, že by někde nebylo možné dostatečně kvalitně textury transformovat přímo v programu SketchUp, bylo by nutno využít pro odstranění vlivu radiální distorze specializovaný fotogrammetrický software. To ale pravděpodobně nebude s ohledem na určení 3D modelu nutné. Dále bude nutno domodelovat balkóny na severovýchodní a jihovýchodní straně budovy, zimní zahradu se schodištěm a terasou nad ní, zbylá okna a dveře a potom menší

39

ČVUT v Praze


ozdobné prvky jako parapety u oken, římsy a další prvky fasády s tím, že bude po předchozích zkušenostech v co největší míře využíváno textur.

Obr. 4.5: Stávající stav základního modelu

4.2.7

Jižní věž a vrchol věže severní

V této části modelu byly zpracovány obě věže vily. Modelování věže jižní bylo pochopitelně snadnější díky značně jednodušší předloze. Při její tvorbě byl zvolen následující postup. Vzhledem k orientaci věže bylo možné přímo na výkresech pohledů odměřit rozměry jejích průřezů. Tyto průřezy byly potom vymodelovány a mezi jednotlivými jejich body byly vytvořeny plochy, čímž vznikl model střechy věže. Plochy bylo nutno vytvořit ručně spojováním odpovídajících si bodů řezů, neboť v programu neexistuje možnost tvorby plochy mezi křivkami. Hrotnice a makovice věže potom bylo jednoduché vytvarovat s využitím nástroje Sledovat, kdy trajektorií byla kružnice. Věž severní je již na první pohled z hlediska tvaru náročnější. Při jejím modelování bylo užito podobné metody jako v případě věže jižní. Bylo ale nutno přihlédnout k tomu, že vrchol věže již nemá čtyřúhelníkový půdorys, ale půdorys osmiúhelníkový. Z toho důvodu se osvědčil mj. nástroj Tlačit/táhnout, pomocí něhož lze jednotlivé průřezy vytáhnout do prostoru a výsledný model získat ručním odmazáním přebytečných čar po použití funkce Protnout vybrané (Pravé tlačítko –> Protnout –> Protnout vybrané). Tohoto postupu bylo využíváno i na jiných částech vily a je nutno říci, že je hlavně z důvodu nutné pracné ruční editace velmi náročný na čas, případně i na představivost. V některých případech se ale výhodnější postup nalézt

40

ČVUT v Praze


nepodařilo. Dále bylo s výhodou použito možnosti vymodelovat pouze část vrcholu věže (konkrétně 3 stěny) a zbylé části nakopírovat. Je možno říci, že vrchol severní věže byl z hlediska modelování nejtěžší částí celého 3D modelu. Při dokončování již bylo patrné, že vzhledem ke složitosti kresby (hlavně velké množství plošek na střeše) a s tím související velikostí výsledného souboru je již práce s modelem výrazně pomalejší. Výsledný model je sice poměrně věrnou napodobeninou originální věže, je ale samozřejmě otázkou, zda by pro příště nebylo možné pracovat s menší detailností. Jižní věž je v této části modelu vyhotovená kompletně, vzhledem k její jednoduchosti. U věže severní je situace jiná. Protože se jedná o složitý model, je v této části vymodelován pouze horní díl její střechy. I této části modelu se týká nutnost dalších úprav. Zejména bude nutno aplikovat na ni textury, například na krytinu střechy a zdi věží.

Obr. 4.6: Vývoj modelu střechy severní věže

4.2.8

Střední část věže severní s balkony

Tato část modelu byla původně plánována jako součást části předchozí. Z výše popsaných důvodů, tedy hlavně z důvodu velikosti souboru s modelem jižní a severní věže, byla tato část vytvořena samostatně. Rozměry pro její vyhotovení byly opět získány odměřením z výkresů. Model obsahuje důkladněji zpracovanou spodní část střechy a balkóny ve střední části věže. Při modelování tohoto dílu nebyly použity žádné zvláštní postupy, které by bylo nutno zmínit. Vhodné je snad jen uvést, že

41

ČVUT v Praze


použité modely oken a dveří byly opět modelovány v příslušných samostatných souborech.

Obr. 4.7: Střední část severní věže

4.2.9

Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy

Tvorba střechy začala odměřením rozměrů střechy ve směrech pohledů. Pomocí těchto rozměrů byly vymodelovány dva průřezy, jeden ve směru jihozápad – severovýchod a druhý ve směru jihovýchod – severozápad. Na oba tyto průřezy potom byla aplikována funkce Tlačit/táhnout. Po oříznutí a ručním odstranění přebytečných hran byl model střechy hotov. Pokračováno bylo tvorbou balkónu pod věží, balkónovými dveřmi, věžními okny a dále atikou na severozápadním průčelí (tedy průčelí zpředu budovy). Pro modelování bylo opět využíváno odměřování z výkresů a také fotografické dokumentace. Protože před modelováním této části již byly získány určité zkušenosti s prací v programu, byly využívány některé postupy, které je možno pro tvorbu 3D modelu doporučit. Například z atiky, vzhledem k její souměrnosti, byla modelována pouze jedna polovina, druhá byla zkopírována a otočena. Tento postup je pro modelování velmi výhodný a pro práci se souměrnými objekty ho lze doporučit, i když klade větší nároky na promyšlení postupu práce. Mimo jiné je nutno zvážit, kdy je už skutečně celá polovina hotova a bez chyb a může být zkopírována, aby se předešlo pozdější nutnosti editovat chybu dvakrát.

42

ČVUT v Praze


Dalším postupem, který zrychluje práci a umožňuje také zmenšit výslednou velikost souboru modelu je důsledné používání komponent všude tam, kde se některý prvek objektu vícekrát opakuje. V případě popisované části modelu byly jako komponenty vytvářeny ozdobné konzoly na atice a k ní přiléhajícím výstupku budovy. Takovýchto konzol se na objektu v dané části nachází 18. Bylo zjištěno, že soubor, který by obsahoval pouze konzoly v tomto počtu, které by byly modelovány jako samostatné prvky, by měl velikost 115 kB. Naopak při použití komponent je výsledná velikost 47 kB, což je méně než polovina. Práce, které bude nutné provést na této části modelu se v podstatě shodují s pracemi na částech předchozích. Jedná se hlavně o potažení modelu texturami, vytvoření komínů a střešních oken a případné domodelování některých ozdobných prvků.

Obr. 4.8: Stávající stav modelu střechy

4.2.10

Vchody a balkóny zpředu

Tato část modelu byla zpracovávána jako poslední. Předmětem modelování byly zvláště hlavní vchodové dveře s portálem, balkón nad vchodem, balkón v pravé části průčelí, boční bezbariérový vchod a vstup do suterénu v levé části. Oba balkóny byly modelovány standardním postupem s využitím kót na půdorysných výkresech, odměřování na výkresech pohledu a fotografií. Sloupky zábradlí obou balkónů byly vytvářeny jako komponenty. Při tvorbě bezbariérového vchodu bylo potom využito také měr určených v terénu. Vchod do suterénu byl modelován hlavně za pomoci

43

ČVUT v Praze


v terénu určených měr a byl „zapuštěn“ do terénu vytvořeného ze známých průsečnic stavby s terénem. Hlavní vchodové dveře jako jediné nebyly vytvářeny v samostatném souboru a zatím nejsou ani uloženy jako samostatná komponenta. Důvodem je jejich způsob vzniku, tedy modelování podle textury portálu. Pro účely modelování dveří bylo pro přehlednost použito natransformované fotografie v původním rozlišení, která byla po dokončení modelu vymazána. Vchodové dveře byly potom pro zachování podobnosti s ostatními dveřmi a okny opatřeny předpřipravenými texturami z knihovny materiálů. Vlastní portál byl poté potažen upravenou fotografickou texturou. Tato textura byla z původní fotografie upravena v programu Microsoft Office Picture Manager. Jako první bylo provedeno její zmenšení, tedy převzorkování na 20 % původní velikosti, čímž byla zmenšena její velikost z 1,7 MB na 76 kB. Dále byla fotografie oříznuta a přebytečné části uvnitř portálu byly přebarveny na bílo, což vzhledem ke kompresnímu formátu JPEG obrázku umožnilo zmenšení textury na 44 kB. Tato textura byla poté natransformována dle rozměrů vstupu určených v terénu měřením. Textura portálu je prozatím jedinou texturou pro fasádu, která je umístěna v modelu. Vzhledem k tomu, že se uvedený postup tvorby textur osvědčil, bude možné ho dále aplikovat na zbylé části fasády. Potažení nakreslených prvků texturami bude opět tvořit hlavní část práce na této části modelu. Bude také nutno vyřešit, jak modelovat klenbu nad vchodem, která zatím nebyla dotvořena. Při jejím modelování bude ale pravděpodobně použito zjednodušení a klenba bude sestrojena jako výsledek protnutí dvou „vytažených“ průřezů (funkce Tlačit/táhnout). To sice nebude tvar vystihovat zcela přesně, ale vzhledem k tomu, že se jedná o v podstatě zakrytý prvek, bude toto přiblížení zřejmě dostatečné. Při vytváření vchodu do suterénu bylo vyzkoušeno vytvoření terénu za pomoci známých průsečnic stavby s terénem, které se ukázalo jako výhodné a bude možno jej použít pro modelování průběhu terénu v bezprostřední blízkosti modelované vily.

44

ČVUT v Praze


Obr. 4.9: Modely vchodů a balkónů

4.2.11

Terasa vzadu (jihovýchodní)

Jihovýchodní terasa byla první částí, která byla zpracovávána mimo základní model. Důvodem bylo samozřejmě usnadnění práce s modelem a s tím související velikost pracovních souborů. Vzhledem k tomu, že byla terasa modelována jako první samostatná část modelu na počátku modelování, sloužila také pro získání dalších poznatků o technologii prací. Po získání větších zkušeností se proto může jevit její podrobnost přílišná. Průřez terasou byl pečlivě změřen v terénu a modelovány byly například i přesahy plechů o velikosti 4 cm. To je samozřejmě s ohledem na pozdější metodu odměřování rozměrů z výkresů a vůbec na ekonomiku práce nesmyslné. Takovouto zbytečnou přesnost nelze tedy pro další modelování doporučit, vzhledem k tomu, že však již byla terasa takto zhotovena, bude do výsledného modelu použita. Její zjednodušení by bylo případně nutno zohlednit v případě přílišné velikosti výsledného souboru modelu.

Obr. 4.10: Jihovýchodní terasa

45

ČVUT v Praze

4.2.12


Horní část severovýchodního průčelí budovy

Tato část modelu měla být původně zpracovávána společně se střechou (část Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy 4.2.9). Vzhledem k tomu, že prvků modelovaných společně se střechou bylo velké množství a další prvky by již nebylo snadné do modelu přidávat – práce by byla velice pomalá, byla tato část nakonec modelována samostatně. Vzdálenosti odměřené na výkresech pohledu sloužily také pro tvorbu této části. Jedná se v podstatě pouze o atiku na severovýchodní stěně budovy, způsob jejího vyhotovování se shoduje s ostatními částmi modelu. Při tvorbě konzol bylo opět využito práce s komponentami, stejně tak okna byla vytvořena jako komponenty v příslušném samostatném souboru. I této části se potom týká nutnost dalšího zpracování, hlavně potažení texturami.

Obr. 4.11: Atika na SV průčelí budovy

4.2.13

Socha svatého Floriána

Socha sv. Floriána je zakomponována do atiky na severozápadním průčelí vily. Vzhledem k tomu, že prostorové modelování takovéto sochy je nástroji CAD softwaru velmi obtížné, bylo rozhodnuto vytvořit její model rovinný. Jako podklad k modelování sloužila pořízená fotografie sochy v plném rozlišení. Vlastním „modelováním“ byla potom vlastně vektorizace obrysu sochy včetně jeho zjednodušení. Během tohoto obkreslování obrysu byla poprvé a zatím naposledy využita funkce SketchUpu Volné kreslení. Po uzavření kresby obrysu bylo zjištěno, že se plocha vzhledem k jeho složitosti nevytvoří. Proto bylo třeba přistoupit k postupu popsanému v 3.2.3 (postupné zaplňování plochy). Na výslednou plochu potom byla aplikována textura

46

ČVUT v Praze


upravená jako textury popisované výše tak, že její velikost klesla na 42,1 kB. Po umístění modelu sochy na příslušné místo modelu je možno říci, že její dvourozměrnost výsledný dojem z objektu příliš neruší.

Obr. 4.12: Model sochy sv. Floriana (s viditelnými hranami)

4.2.14

Vizualizace výsledného modelu

Pro účely vizualizace výsledků práce byly jednotlivé části modelu složeny do jednoho celku. Vzniklý model má velikost 3439 kB. Tato velikost je pochopitelně menší než velikost součtu částí, protože některé prvky se v částech modelu opakují (tyto opakující se prvky byly pochopitelně použity pouze jednou). Vzhledem k tomu, že jak již bylo řečeno výše, mezní velikost pro zobrazení v aplikaci Google Earth je 10 MB [10], lze předpokládat, že by mohl kompletní model tuto velikost splnit. Nutno je ale říci, že textury, které bude třeba doplnit, budou samozřejmě také zabírat mnoho místa. Nejjednodušší možností jak vytvořit 2D obrázek z 3D modelu v programu SketchUp je použití funkce Export 2D grafiky (Soubor –> Export –> 2D grafika). Tato funkce uloží 2D obrázek zobrazující model tak, jak jej vidíme při práci v programu SketchUp. Před exportem tak lze zvolit, zda budou či nebudou zobrazeny hrany (Zobrazit –> Styl hrany –> Zobrazit hrany). V našem případě byly hrany ponechány, aby vynikla odlišnost tohoto způsobu vizualizace od ostatních.

47

ČVUT v Praze


Pro kvalitnější vizualizaci je nutno stáhnout do programu SketchUp vhodný plugin, který vytváří obrázky na základě stínování („rendering“ ). Takových plug-inů lze nalézt velké množství, využity byly demoverze programů Twilight Render [18] a Render[in] [14], které bylo možno použít pouze v nové verzi SketchUp 8. Oba dva programy jsou po instalaci integrovány do SketchUpu, takže je možné provádět renderování přímo z něho pomocí doplněných panelů nástrojů. Práce s oběma plug-iny je v podstatě stejná. Pomocí běžných nástrojů SketchUpu je zvolen pohled a poté spuštěno renderování. Složitější nastavení nebyla prováděna. Jedná se hlavně o nastavení chování jednotlivých textur, nastavení doplňkových světel a podobně. Denní dobu a s tím související osvětlení a stíny je možno nastavovat pomocí běžných panelů SketchUpu. Výsledné obrázky ukazují model pochopitelně bez zobrazených hran. Po vyzkoušení obou plug-inů je možno říci, že Render[in] je z uživatelského hlediska přehlednější a nabízí i pohlednější výstupy. Dalším plusem je potom náhled renderovaného obrázku v reálném čase během nastavování pohledu nástroji SketchUpu. Jeho nevýhodou, kterou se nepodařilo odstranit ale bylo to, že textury okenních rámů byly zobrazeny na obrázcích pouze u některých oken, i když byla pro všechna okna použita stejná textura. Vytvořené obrázky slouží zejména pro účely představení výsledků této bakalářské práce. Renderované obrázky jsou ve stavebnictví většinou používány pro vizualizaci staveb, které ještě fyzicky neexistují. U Hernychovy vily, jejíž skutečné fotografie lze bez problému pořídit, je pochopitelně přínosnější vlastní 3D model. Je také nutno říci, že dojem z renderovaných obrázků může zhoršovat prozatímní absence většiny textur. Všechny vytvořené obrázky dosavadního celku jsou prezentovány v příloze práce, ukládány byly do formátu JPEG.

48

ČVUT v Praze


Závěr Jak již bylo popsáno v úvodu, práce si neklade za cíl vytvořit kompletní model Hernychovy vily. Výsledkem je proto model ve stavu rozpracování, kterému se bude nutno dále věnovat. Několikrát již byla popsána především potřeba umístit na výsledný model textury a domodelovat některé prvky. Lze ale říci, že už v této fázi rozpracování může model zájemcům přiblížit, jak předloha vypadá. Jedním z hlavních cílů práce bylo ověřit vhodnost programu SketchUp pro vytváření 3D modelů stavebních objektů. Je možno říci, že se program pro daný účel osvědčil. Jeho hlavní výhodou je bezesporu krátká doba, za kterou si uživatel osvojí jeho funkce a s tím související velmi příjemné uživatelské rozhraní. K tomu je třeba poznamenat, že ač byl model vytvářen v poslední dostupné české verzi SketchUp 6, lze novým uživatelům doporučit nejnovější verzi 8. Jediná její nevýhoda, která byla nalezena, je absence jejího překladu do češtiny. Vzhledem k tomu, že byl model vytvářen s poměrně velkou podrobností, byla někdy práce v programu velmi pomalá i přesto, že bylo postupováno cestou rozdělení modelu na několik částí a práce na jednotlivých částech v samostatných souborech. Bylo zjištěno, že v nové verzi SketchUp 8 je práce s modelem výrazně rychlejší. Proto budou další práce na modelu probíhat v této verzi programu. Určitou nevýhodou může být pouze to, že soubory uložené v nejnovější verzi programu již nejsou zpětně kompatibilní s předchozími verzemi SketchUpu. Použité metody získávání informací o rozměrech modelovaného objektu byly nakonec shledány vhodnými. Geodetické měření, které by bylo pravděpodobně prováděno pomocí prostorové polární metody, by bylo vzhledem k využití modelu značně neekonomické. Naproti tomu při odměřování rozměrů z papírových výkresů sice není možné i vzhledem k nejasnému způsobu vzniku výkresů očekávat obdobnou přesnost. Pro vytvoření modelu, který přibližuje vzhled objektu se ale tato přesnost zdá dostačující. Možnost získat poměrně velké množství informací z kót na výkresech a také vlastní měření pásmem se současným pořízením fotodokumentace ale samozřejmě práci výrazně usnadnily.

49

ČVUT v Praze


S podrobností modelu také souvisí časová náročnost jeho vytvoření. Pro dosažení současného stupně rozpracování modelu bylo třeba asi 300 hodin práce. Je však nutno uvést, že je v tomto časovém údaji zahrnuta i doba studia programu. Vzhledem k tomu, že se jednalo o v podstatě první model autora práce, nebylo zpočátku v některých případech dostatečně využíváno všech možností programu, které je možno doporučit. Jedná se například o využívání souměrnosti některých prvků a jejich překlopení a kopírování, používání komponent a podobně.

50

ČVUT v Praze

POUŽITÉ ZDROJE

Použité zdroje c [1] Citace.com: generátor citací [online]. ○2004-2012 [cit. 2012-05-10]. Dostupné z URL: . [2] DOLEČEK, T. PROJEKTOVÁ KANCELÁŘ TIPOS. Stavební úpravy Hernychovy vily č.p. 72 v Ústí nad Orlicí. Ved. Projektu Ing. Arch. Petr Kulda. Ústí nad Orlicí, 2005. Projektová dokumentace pro stavební povolení. [3] Features line].

of

Google

updated

SketchUp

03/20/2011

[cit.

(free).

Google

2012-04-01].

SketchUp

Dostupné

[on-

z

URL:

SketchUp

[on-

. [4] Features line].

of

Google

updated

SketchUp

01/13/2012

[cit.

Pro.

Google

2012-04-01].

Dostupné

z

URL:

Dostupné

z

URL:

. [5] Google

Earth

6

[software].

[cit.

2012-04-01].

. [6] Google galerie 3D objektů [online]. [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL: . [7] Google

SketchUp

6

[software].

[cit.

2012-04-01].

Dostupné

z

URL:

Dostupné

z

URL:

. [8] Google

SketchUp

8

[software].

[cit.

2012-04-01].

. [9] HEROUT, Jaroslav. Slabikář návštěvníků památek. 2. doplněné vydání. Praha: Propagační tvorba Praha, 1980. [10] Kritéria

přijetí v

do

ných

budov

line].

aktualizováno

vrstvy

aplikaci

fotorealistických

Google

06/27/2011

[cit.

Earth.

prostorově

Google

2012-04-01].

zobraze-

Sketch

Up

Dostupné

z

[onURL:

.

51

ČVUT v Praze

POUŽITÉ ZDROJE

[11] MELŠOVÁ, Jitka a Martin ZAHÁLKA. Hernychova vila: Od soukromé rezidence po veřejný prostor. Ústí nad Orlicí: Městské muzeum v Ústí nad Orlicí, 2009. ISBN 978-80-254-5233-2. [12] PAVELKA, Karel. Fotogrammetrie 2. 1. vydání. Praha: ČVUT v Praze, 2011, 160 s. ISBN 978-80-01-04719-4. [13] RAJDLOVÁ, delu

Marie.

stavebního

Tvorba

objektu.

a

prezentace

Praha,

2011.

prostorového

Dostupné

z

.

moURL:

Diplomová

práce. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Vedoucí práce Ing. Petr Soukup, Ph.D. [14] Render[in]

[software].

[cit.

2012-04-29].

Dostupné

z

URL:

. [15] SketchUp. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 28. 8. 2006, 29. 3. 2012 [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL: . [16] SketchUp User’s Guide. Google SketchUp [online]. updated 06/30/2011 [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL: . [17] ŠATAVA, Michal. Tvorba a prezentace digitálního modelu stavebního objektu: Svatá Hora v Příbrami – část ambity. Praha, 2011. Dostupné z URL: . Diplomová práce. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Vedoucí práce Ing. Petr Soukup, Ph.D. [18] Twilight

Render

[software].

[cit.

2012-04-29].

Dostupné

z

URL:

. [19] Větší

projekty

prostorových

dat

našich

studentů.

[online].

[cit.

Kurz:

Vizualizace

2012-04-29].

a

Dostupné

distribuce z

.

52

URL:

ČVUT v Praze

[20] VRŇÁKOVÁ, kého

objektu.

POUŽITÉ ZDROJE

Michaela. Praha,

Vytvoření

2009.

prostorového

historic-

z

URL:

Diplomová

práce.

ČVUT

Dostupné

3d.ic.cz/ke_stazeni/text_DP.pdf>.

modelu

v

Praze,

Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Vedoucí práce Doc. Ing. Lena Halounová, CSc. [21] Výuková videa. Google SketchUp [online]. 2011 [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL: . [22] ZELENÁ, Lenka. Prezentace prostorových dat na webu. Praha, 2007. Dostupné z URL: . Diplomová práce. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Vedoucí práce Ing. Petr Soukup, Ph.D.

53

ČVUT v Praze

SEZNAM PŘÍLOH

Seznam příloh A Prezentace výsledků práce ve formě 2D obrázků

55

B CD s přílohami v digitální podobě 1. Tato bakalářská práce v digitální formě (soubor tobias_bp.pdf) 2. Jednotlivé části 3D modelu a výsledný celek (složka model) ∙ Základní, do prostoru „vytažený“ model (soubor zakladni_model.skp) ∙ Jižní věž a vrchol věže severní (veze.skp) ∙ Střední část věže severní s balkony (stred_veze.skp) ∙ Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy (strecha.skp) ∙ Vchody a balkóny zpředu (vchody_balkony.skp) ∙ Terasa vzadu (terasa_vzadu.skp) ∙ Horní část severovýchodního průčelí budovy (atika_SV.skp) ∙ Socha sv. Floriána (florian.skp) ∙ Soubor se všemi vytvořenými typy oken (okna.skp) ∙ Soubor se všemi vytvořenými typy dveří (dvere.skp) ∙ Výsledný celek (celek.skp) 3. Fotodokumentace modelované předlohy (složka fotodokumentace)

54

ČVUT v Praze

A

A. PREZENTACE VÝSLEDKŮ PRÁCE VE FORMĚ 2D OBRÁZKŮ

Prezentace výsledků práce ve formě 2D obrázků

Obr. A.1: Severozápadní pohled se zobrazenými hranami (export ze SketchUpu)

55

ČVUT v Praze


Obr. A.2: Západní pohled se zobrazenými hranami (SketchUp)

Obr. A.3: Východní pohled se zobrazenými hranami (SketchUp)

56

ČVUT v Praze


Obr. A.4: Severozápadní pohled (Twilight Render)

Obr. A.5: Západní pohled (Twilight Render)

57

ČVUT v Praze


Obr. A.6: Východní pohled (Twilight Render)

Obr. A.7: Severozápadní pohled (Render[in])

58

ČVUT v Praze


Obr. A.8: Severní pohled (Render[in])

Obr. A.9: Západní pohled (Render[in])

59

ČVUT v Praze


Obr. A.10: Pohled severní shora (Render[in])

60

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Recommend Documents