PlanTracer: контрапункт в безумной пустыне

Дмитрий Попов

Прелюдия

10 тыс. метров над Землей. 9 сентября 2002 года

Омск. 1996-1999 годы

Калифорния — Невада. 10 сентября 2002 года

Омск, Москва. 1999-2001 годы

Лас-Вегас. 11 сентября 2002 года

Москва, Будапешт, далее — везде. 2001-2002 годы

Лас-Вегас. Сентябрь-ноябрь 2002 года

Кода

Прелюдия

Идея написания этой статьи появилась у меня еще в сентябре 2002 года. Но нужен был толчок, чтобы заставить меня отложить каждодневные дела и выплеснуть свои впечатления на бумагу. Этим толчком стало присуждение программе PlanTracer награды от журнала CADENCE Magazine за 2002 год (см. «САПР и графика», № 1’2003). Мне хотелось бы описать ощущение, возникающее у всех, кто знакомится с работой PlanTracer,  — ощущение необычности, исключительности, какого-то чуда. И рекламный слоган для PlanTracer был выбран не случайно: «PlanTracer — аll magic». Эта чудесная программа позволяет остановить время — выполнить за несколько минут работу, которая требует многих часов или дней. В этой статье несколько тем, и они в чем-то спорят друг с другом, образуя своего рода контрапункт.

10 тыс. метров над Землей. 9 сентября 2002 года

Явление миру PlanTracer — это средоточие совпадений и таинственных взаимосвязей. Почти физически ощущается какое-то дрожание эфира, музыка сфер и даже мандала перестает быть забавной геометрической фигурой, которую так любят включать в курс начальной машинной графики, а являет собой зримое воплощение связи всего и вся.

Спустя четыре месяца появилась некая академическая отстраненность, но на борту самолета, летящего в Америку в преддверии годовщины 11 сентября, эти совпадения не вызывали дополнительного оптимизма. В сентябре 2002 года в Лас-Вегасе прошла конференция WOTC (Worldwide One Team Conference) — помпезное собрание партнеров Autodesk со всего мира. Пришлось объявить «запуск» PlanTracer на эту запоминающуюся дату — 11 сентября!

У PlanTracer есть две версии — PlanTracer для AutoCAD/AutoCAD LT, ориентированный на применение в системах управления недвижимостью (собственностью), и PlanTracer для Autodesk Architectural Desktop для архитекторов, способный превратить двумерный чертеж в трехмерную модель. Как под воздействием магического заклинания, из плоского чертежа вдруг вырастает этаж здания — в объеме, с тенями и со всеми подробностями. А если последовательно ввести серию поэтажных планов от первого до последнего этажа, то с каждым выполнением команды Recognize («Распознать») к модели будут достраиваться этаж за этажом и башня будет расти. А если на одном чертеже будут два плана сразу, то расти будут две башни. Кстати, на заставке Autodesk Architectural Desktop тоже две башни: самые высокие здания в мире — Петронас Тауэрс, что в столице Малайзии Куала-Лумпуре. Именно в этом городе на региональном тренинге партнеров Consistent Software из стран Юго-Восточной Азии и Тихоокеанского региона впервые был продемонстрирован предварительный вариант PlanTracer для ADT. Специалисты обучались работе с основными продуктами Consistent Software — WiseImage for Windows и WiseImage for AutoCAD (в России  — Spotlight и RasterDesk). В качестве разрядки после двух утомительных дней занятий, PlanTracer был показан им в работе. Пока загружается поэтажный план типового панельного дома, устанавливаются параметры распознавания и библиотека объектов, «ученики» вяло реагируют на демонстрацию, поскольку эти действия типичны для любых конверторов и систем распознавания графики и текста. Но после нажатия на кнопку Recognize у всех рефлекторно округляются глаза и открывается от изумления рот — это обычная реакция всех, кто видит демонстрацию PlanTracer впервые. В общем, сбылась мечта пользователей всех времен и народов: у программы есть заветная кнопка, нажав на которую получаешь результат. В детском восторге они просят еще и еще раз продемонстрировать последовательность действий, приводящих к моментальному построению трехмерной модели этажа типичной многоэтажки...

Прервав мои воспоминания, «Боинг» ставит точку в тринадцатичасовом перелете, касаясь бетона аэропорта в Лос-Анджелесе. Теперь до Лас-Вегаса — только по земле!

Омск. 1996-1999 годы

Вспоминает Андрей Малыгин (Consistent Software, омское отделение):

«Порой мне живо представлялась картинка идеальных типовых элементов (особенно ярко перед глазами почему-то стояло обозначение диода), органично вписанных в окружающие их линии, дуги и окружности. Я с высоты своего почти кандидатского статуса по базам знаний и экспертным системам неспешно размышлял об этом около полутора лет, обещая самому себе начать реализацию этих смутных мыслей самое позднее на следующей неделе.

Ситуация счастливым образом разрешилась летом 1997-го, когда на кафедре АСУ Омского политехнического института я встретил Дениса Платковского и Алексея Недюжева. Уже через месяц мы начали разработку продукта с рабочим названием Vreader, а еще через пару месяцев создаваемая нами программа вдруг начала весьма устойчиво искать три треугольника в тестовом примере.

Дальше — больше. Начали подбирать более сложные объекты (тот самый диод!) на реальных чертежах. Один из первых таких чертежей представлял собой принесенную кем-то из дому электрическую схему телевизора советского производства. Следующий этап — поиск по образцу любого символа независимо от его масштаба и угла поворота. Потом очень долго боролись со скоростью: вначале рассматривались и принимались изменения алгоритма, увеличивающие скорость в 10-15 раз, потом в 2-5 раз и наконец на 30-50%. Добились результата, когда средненасыщенный чертеж формата А1 обрабатывался меньше чем за минуту».

Калифорния — Невада. 10 сентября 2002 года

На белом кабриолете «крайслер себринг» из штата Калифорния, где круглый год на побережье океана температура от 20 до 25 градусов тепла, едем в пустыню штата Невада. Туда, где испытывали атомные бомбы, где и сейчас делается что-то очень секретное, где на безжизненной равнине возник город-казино, город-безумие — Лас-Вегас. У нас наконец-то есть свой стенд на WOTC, а всего год назад мы были в списке «нежелательных участников выставки». Наши WiseImage считались прямыми конкурентами продукции Autodesk — CAD Overlay. Но что-то изменилось за год, у американцев появились другие враги. Было приятно встретить старого знакомого Боба Брауна из GTX, еще одной компании-конкурента. У них тоже стенд, но в противоположном конце выставочного зала.

Отель MGM Grand — самый большой в мире: более 5 тыс. номеров, включая баснословно дорогие пентхаусы и королевские апартаменты. В холле, где находится ресепшн-деск, мог бы поместиться средних размеров трансконтинентальный лайнер. А народу! Количество заселяющихся в отель и покидающих его — как на перроне пригородных электричек в пятницу вечером. Но что это? Передо мной образуются маленькие людские водовороты, и через тридцать секунд у меня в руках ключ-карта от номера — это самое быстрое поселение в моей жизни. Великолепно отлаженная машина, когда на уровне физиологии ощущаешь, что время — деньги. PlanTracer — это инструмент для повышения производительности труда, позволяющий при создании трехмерной модели вытащить информацию об объекте недвижимости непосредственно из сканированного чертежа. Он экономит время, а значит, приносит деньги! Из окна комнаты виден (но не слышен) аэропорт, а через улицу — отель-казино «Нью-Йорк — Нью-Йорк». Завтра, 11 сентября — запуск PlanTracer.

Омск, Москва. 1999-2001 годы

Отрабатывая алгоритмы распознавания объектов на чертежах, разработчики искали практическую задачу, которая могла бы стать пробным камнем новой технологии, и нашли ее буквально не выходя из дома. Те, кто сталкивался с оформлением документов на квартиру (покупка, продажа, обмен), знают, что один из самых утомительных этапов — получение так называемой справки БТИ: информации о параметрах жилплощади из бюро технической инвентаризации. Фактически эта справка представляет собой отчет из базы данных. Поэтому каждый, кто с базами данных хоть сколько-нибудь знаком, понимает, что технически работы здесь — максимум на пару минут. Но это в идеале, а в реальной жизни первый вопрос: что такое база данных, второй — как наполнить эту базу, третий — как сделать, чтобы графическая информация (поэтажные планы) и характеристики помещений были всегда связанными и актуальными, то есть чтобы не могло случиться такого, что после очередного «евроремонта» поэтажный план заменили на новый, а характеристики помещения (число комнат, их площадь и т.д.) остались неизмененными. Да и вообще, как наполнить тексто-графическую базу данных наиболее эффективно? Как ответ на эти вопросы родилась идея программы PlanTracer.

Первый прототип был сделан еще в 1999 году. К тому времени уже была отработана технология распознавания объектов плюс поиск стен; при этом результат — это набор взаимосвязанных объектов, которые имеют предопределенные правила поведения. Например, окна и двери могут быть только внутри стен, стены «чувствуют» друг друга и автоматически стыкуются и т.д. — получается интеллектуальная модель этажа. Программа также понимает, что замкнутый контур стен образует комнату, для которой автоматически определяется ее площадь, что комнаты можно группировать и тогда образуются квартиры. Путь от прототипа до внедрения был пройден рука об руку с Московским городским бюро технической инвентаризации. Там поверили, что из гадкого утенка, каким был PlanTracer в 2000 году, вырастет прекрасный лебедь в виде ключевого компонента системы сквозной автоматизации работы. Помощь работников БТИ нельзя переоценить: если бы не они, откуда было бы можно получить столь необходимую информацию о реальном мире, о тех проблемах, которые будет решать программа? Так прошло более года, причем вся разработка производилась в Омске, а будущий заказчик находился в Москве.

В результате сотрудничества с БТИ появилась целая технология наполнения базы поэтажных планов и работы с ней. В технологическую цепочку входит также Spotlight для работы со сканированными планами, а PlanTracer используется не только для преобразования, но и для редактирования поэтажных планов с актуализацией информации в базе данных. Был разработан и двунаправленный COM-интерфейс к модели поэтажного плана в PlanTracer, и теперь не только при изменении чертежа (например, при переносе стены) изменялись записи о площадях комнат в базе данных, но и при изменении данных в базе мог быть изменен чертеж. Появление версии PlanTracer, работающей с AutoCAD LT (а не с полной версией AutoCAD), — влияние российских условий. Стоимость рабочего места при использовании AutoCAD LT существенно ниже, а функциональности ее за глаза хватает для работы с поэтажными планами.

Лас-Вегас. 11 сентября 2002 года

И вот стенд Consistent Software на выставке. Соседи слева, корейцы, предлагают решения для обработки видео. Справа — англичане, у них нечто новое в области трехмерной визуализации. А у нас три продукта, три направления: WiseImage как инструмент гибридной (растрово-векторной) инженерной графики, RasterID — ускоритель ввода и обработки сканированных чертежей и документов для систем электронной архивации и документооборота, а в центре PlanTracer — маг и волшебник, превращающий одним нажатием кнопки плоские чертежи в трехмерные модели. Вместо монитора используем проектор: под лозунгом «PlanTracer — all magic» беспрестанно крутится ролик о том, что такое PlanTracer. В Америке нужно говорить по-американски, на понятном им языке — на языке кино и видеоклипа.

Выставочный зал заодно используется в качестве закусочной — здесь подают завтраки, кофе в перерывах заседаний и даже ланч. Можно одновременно заморить червячка и ознакомиться с новинками программного обеспечения, что удобно. Иногда наблюдаются скопления посетителей вокруг столов с какими-то особенно удачными произведениями кулинарного искусства. У стендов, как правило, — нет. За небольшими исключениями, и мы в их числе. Реакция на PlanTracer неоднозначная, но, по крайней мере, она есть: задают вопросы, интересуются, насколько реально автоматизировать перевод двумерных чертежей в модели ADT и каковы трудозатраты на создание библиотек шаблонов распознавания. Боб Браун, скучая в одиночестве на стенде GTX, пошутил, что Consistent Software платит проигравшимся в казино, чтобы они создавали толпу вокруг стенда. Но нам не надо было искусственно создавать ажиотаж, ибо «PlanTracer  — all magic».

Наш американский партнер — компания IDEAL помогала в привлечении на стенд Consistent Software сотрудников Autodesk. В первый день Фил Магенхайм приводил на стенд почему-то исключительно феминизированных девиц из региональных отделений, работающих в области строительных и архитектурных приложений. Но лучшая реклама — это реклама, передающаяся из уст в уста. Через день нас посетили и Джулиан Родригес, продукт-менеджер по ADT, и Джим Куанси, региональный менеджер по программе поддержки партнеров. С чисто американским оптимизмом они оценили продукт как фантастический и блестящий, заверили, что он очень своевременный и нужный, а Родригес пообещал вставить часть нашей презентации о PlanTracer в свою презентацию о ADT и рассказывать о нем всем партнерам Autodesk в Америке. И он сдержал свое обещание.

Москва, Будапешт, далее — везде. 2001-2002 годы

С помощью зарубежных партнеров мы вели поиски области приложения сил не только в России. Оказалось, что задача преобразования в модель поэтажного плана, полученного сканированием исходной кальки из архива, с автоматическим сбором данных о помещениях  — вековая мечта не только отечественных БТИ. Во всем мире компании, занимающиеся управлением собственностью, желают автоматизировать свою работу, и инструмент эффективного сбора исходной информации им очень и очень нужен. К российской аббревиатуре БТИ добавилась англоязычная — FM (Facilities Management).

Основное внимание при отработке алгоритмов уделялось задаче распознавания поэтажных планов, прошедших сканирование и автоматическую векторизацию, когда исходные данные оставляли желать лучшего. Удалось достичь практически стопроцентного результата при работе с поэтажными планами типовых панельных домов. Росла уверенность в том, что PlanTracer начал приобретать черты коммерческого продукта. Его сильная сторона — способность построить интеллектуальную модель этажа здания, имея в качестве исходной информации поэтажный план на бумаге.

Было ощущение, что в руках появился мощный инструмент, но утеряна инструкция о том, что он может делать. И тогда кто-то сказал: «А не попробовать ли подключить PlanTracer к ArchiCAD?» Первая же демонстрация программы сразила зрителей наповал. Корявый поэтажный план, прошедший сканирование и автоматическую векторизацию, после нажатия кнопки «Распознать» тут же превратился в модель ArchiCAD. А уж показать трехмерную картинку ArchiCAD может очень красиво! Это выглядело колдовством, магией, черт знает чем, но никак не работой программы! Уже потом, когда PlanTracer был продемонстрирован разным людям в различных странах, было предложено название, описывающее группу продуктов, к которым относится PlanTracer. Есть в IT-бизнесе такой термин — «Door Opener». Это программный продукт, который позволяет IT-компании заключить первый договор с крупным партнером, после чего, по мере необходимости, следует расширение сотрудничества. Но главное — это приоткрыть дверь и засунуть в образовавшуюся щель что-нибудь мешающее ее захлопнуть. Так вот, PlanTracer  — это «Mouth Opener», ибо все, кто видит работу PlanTracer впервые, раскрывают рот как по команде. Проверено лично во многих странах, и эффект одинаков что в Японии, что в США, что в Малайзии, что в Германии.

Вскоре, однако, пришло время удивляться уже нам самим. В Москву прибыли CEO Graphisoft Габор Бойяр и его правая рука по развитию разработок Ласло Вертеши, посетившие офис Consistent Software. В качестве десерта им была предложена демонстрация PlanTracer для ArchiCAD. Было решено показать программу на дистрибьюторском «митинге» в Будапеште, а там будет видно. Через пару месяцев в венгерской столице PlanTracer стал гвоздем программы. Абсолютно все дистрибьюторы Graphisoft подходили к нам и просили показать программу, которая может создать модель этажа нажатием одной кнопки. Через месяц из Graphisoft пришло приглашение обсудить совместный проект. На этой встрече и настал наш черед удивляться. Оказалось, что Graphisoft не интересует распознавание растра, но плоские (двумерные) чертежи, особенно сделанные с помощью AutoCAD, — это то, что им нужно. В результате в июне 2001-го был намечен план работ и согласованы сроки.

Повышенный интерес Graphisoft к распознаванию чертежей, сделанных с помощью САПР, привел к рождению нового алгоритма. Он отличался от первоначального, ориентированного на поиск после автоматической векторизации растра, когда линии, образующие изображение, не всегда точны, имеют разрывы и т.д. Этот алгоритм работал с точными чертежами, имеющими только тот недостаток, что они являются именно чертежами поэтажных планов, а не моделями этажей. Из всего набора функций, реализованных в PlanTracer, компания Graphisoft выбрала только одну — преобразование поэтажного плана в модель. Соответственно продукт получил название Plan2Model (Plan-to-Мodel — план в модель). Не прошло и полугода, как на стенде Graphisoft на CeBIT 2002 появились синие коробочки с сибирской диковинкой Plan2Model, а баннер о ней  — на первой странице сайта Graphisoft…

Но не только в Graphisoft обратили внимание на необычный продукт. Один из первых вариантов PlanTracer для AutoCAD (скорее это тест для проверки работоспособности алгоритмов, нежели коммерческий продукт) был показан на CeBIT 2001 специалистам Autodesk, которые выразили восхищение самой идеей. Но самой важной для нас была их подсказка, что наибольший коммерческий успех ожидает версию, которая обеспечит преобразование двумерной графики в трехмерную модель Architectural Desktop, а не в AutoCAD. Они также не скрывали, что в подобном продукте компания Autodesk очень заинтересована, так как переход архитекторов от AutoCAD к Architectural Desktop проходит не так быстро, как того хочет Autodesk. В этом смысле PlanTracer станет волшебной палочкой, которая превратит каждого архитектора — пользователя AutoCAD в пользователя ADT, что принесет Autodesk много-много радости в виде массового апгрейда.

А потом был 2002 год — успех с Graphisoft и параллельное доведение PlanTracer для AutoCAD и AutoCAD LT до состояния коробочного продукта. Ответ от Autodesk о лицензии на OMF Toolkit для Architectural Desktop был получен только в июле. А в сентябре продукт должен был быть готов, причем не к демонстрации, а к продаже, то есть должны быть созданы также коробка, документация, обучающие материалы, рекламные листовки, Web-страница http://www.plantracer.com/.

Лас-Вегас. Сентябрь-ноябрь 2002 года

Мы покидали Лас-Вегас, а продукту PlanTracer предстояло вернуться туда через два месяца. Возвращение случилось в ноябре на Autodesk University, но это было не просто повторение пройденного. Эд Голдберг, делающий доклад о Autodesk Architectural Studio, очень заинтересовался PlanTracer и захотел показать его возможности слушателям. При этом он собирался использовать Tablet PC — гибрид ноутбука и дигитайзера, а в качестве исходного чертежа — эскиз, который прямо в процессе демонстрации рисовал на экране планшета. После переписки с разработчиками в PlanTracer добавили режим распознавания «Эскиз». Результат превзошел все ожидания  — Эд Голдберг продемонстрировал американским архитекторам совершенно фантастическую технологию, достойную голливудских блокбастеров: архитектор несколькими штрихами набрасывает план этажа будущего здания, а затем нажатием одной кнопки превращает его в настоящую трехмерную модель. (Вау-технология, но это не аббревиатура, однажды использованная Autodesk в рекламной компании, это именно «Wow!» — междометие крайнего удивления и восхищения.)

Кода

Настал декабрь 2002 года. PlanTracer — среди награжденных редакцией журнала CADENCE Magazine; ходят слухи, что европейцы также собираются присудить какую-то награду PlanTracer — продукту, развивающему новые технологии САПР.

В том, что PlanTracer показал себя именно в Лас-Вегасе, есть магический смысл: там, где 24 часа в сутки идет игра (в казино не спят!), где играют и проигрывают, где звон жетонов игровых автоматов сливается в полифонию, прославляющую удачу, где нет ничего настоящего, но есть копии всего самого известного (Эйфелевой башни, египетских пирамид и сфинкса, небоскребов Нью-Йорка и даже действующая модель вулкана), мы сделали свою ставку — PlanTracer. В этой программе — бессонные ночи программистов, долгие раздумья над изощренными алгоритмами распознавания, длительные споры между разработчиками и сотрудниками отделов продаж и маркетинга, надежды и разочарования. Ставки сделаны, шарик запущен… Ждите результата!

«САПР и графика» 2'2003