10 - 2002

Посидев за рулем «мерседеса», или Линейка программ AEC от Autodesk глазами архитектора

Николай Седлер

Кто я такой и зачем написана эта статья

Архитектура, графика и самый дорогой ресурс архитектора

САПР для архитектуры: кто есть «ху»

Почему Autodesk

Что такое AEC и с чем его едят

Кто я такой и зачем написана эта статья

Сразу хочу сказать, что я не имею никакого отношения ни к Autodesk, Inc., ни к ее дилерам и партнерам в России. Я — обычный советск... ну, в общем российский архитектор; работаю в АПМ-31 института «Уралгражданпроект» (г.Екатеринбург). А чтобы у читателя не осталось никаких подозрений, поясню, что побудительным мотивом к написанию этой статьи стало простое желание обменяться опытом с коллегами.

Не секрет, что в архитектурной среде существует определенный дефицит профессионального общения. Отчасти он вызван тем, что в текучке проектных дел на общение просто не хватает времени, отчасти — некоторой закрытостью профессиональной кухни: не всякий автор или проектная контора готовы поделиться информацией о заказчиках, технологиях работы и прочих ноу-хау. Лично я не разделяю такой точки зрения и считаю, что в век глобализации и информационных технологий вариться в собственном соку — позиция заведомо проигрышная. Слишком уж быстро сегодня бежит время. Поэтому не вредно иногда, как говорится, себя показать да на других посмотреть…

В начало В начало

Архитектура, графика и самый дорогой ресурс архитектора

К слову, о времени. Еще в вузе меня научили, что время — самый дорогой ресурс архитектора. Каюсь, будучи крайне неорганизованным студентом (что делать, есть у творческих личностей такой грех), я постоянно имел кучу «хвостов» и редко сдавал курсовые проекты в срок. Профессора напоминали, что сдачу учебного проекта перенести, конечно, можно, а вот объяснить заказчику, почему работа не готова к договорному сроку, — куда сложнее. И были, как всегда, правы.

Здесь, конечно, современному архитектору приходят на помощь САD-системы, или, по-русски, системы автоматизированного проектирования (САПР). О них и пойдет речь.

Сначала небольшое отступление.

Проект и архитектура, как говорят в Одессе, — две большие разницы. «Увидеть Архитектуру по проектам то же, что услышать Музыку по нотам, — писал Константин Мельников. — Архитектурная графика возвеличивает только себя и намертво сжимает нам веки, не позволяя видеть архитектуру». Архитектор вынужден использовать для профессиональной коммуникации язык изобразительных искусств, к которым, строго говоря, архитектура не относится. Лет двадцать назад, на заре эры персональных компьютеров, некоторые архитекторы считали, что машинное проектирование снимет это противоречие. Жизнь показала иллюзорность таких прогнозов. Напротив, вооружившись компьютером, архитектор получил мощный инструмент презентации проекта заказчику, который в силу своего непрофессионализма обращает внимание прежде всего на фотореалистичность, убедительность и, если хотите, на «красивость» подачи проекта. Для проектировщика же важно сократить время, затрачиваемое на рутинные операции (а таковых предостаточно на всех стадиях проектирования), не имеющие прямого отношения к творческому процессу. В идеале САПР как раз и призваны высвободить время архитектора для собственно Ее Величества Архитектуры.

Поэтому для архитектора сегодня САПР, на мой взгляд, — не больше чем кисть, рапидограф, линейка и калькулятор лет двадцать назад, то есть просто инструмент. Но разве можно представить себе проектировщика, который не владеет этими инструментами? Это касается и САПР.

В начало В начало

САПР для архитектуры: кто есть «ху»

Что же выбрать? При взгляде на все многообразие предложений рынка архитектурно-строительных САПР вопрос этот не кажется праздным. Autodesk, Graphisoft, Bentley, Nemetschek — это только самые известные производители программного обеспечения для архитектуры. Немало и предложений отечественных (читай: «плюс Украина и Белоруссия») разработчиков. Конечно, каждый из них нахваливает свой продукт. Что же лучше?

Выскажу субъективную точку зрения пользователя (для которого, в конце концов, все это и предназначено), ни в коем случае не претендуя на роль последней инстанции.

При выборе архитектурной САПР важны следующие факторы:

  • стадийность проектирования (эскизный проект-презентация, стадия «Проект», стадия «Рабочий проект» или все вместе);
  • комплексность проектирования (работают ли вместе «смежники» — специалисты по инженерным разделам проекта);
  • жанр (то есть на каких объектах идет специализация);
  • размер предприятия (архитектурное ателье или крупный проектный институт);
  • финансовые возможности предприятия;
  • авторский почерк, стилевое кредо архитектора;
  • творческий метод («от интерьера к экстерьеру», «от экстерьера к интерьеру», от композиции фасада);
  • предыдущий опыт пользователей и их готовность к обучению.

Ну, пожалуй, пока и хватит.

Конечно, важны общие критерии выбора САПР, как-то: универсальность, надежность, стабильность, но здесь я коснусь только профессиональных мотивов.

Так что же предпочесть? Однозначного рецепта нет.

Первый и, наверное, самый принципиальный вопрос: 2D или 3D? Не буду перечислять все неоспоримые преимущества 3D-проектирования: его достоинства общепризнанны, я сам уже давно остановил свой выбор на нем. Но немало архитекторов однозначно решили эту дилемму в пользу программ двумерной графики. Такая технология часто дает выигрыш во времени (зачем строить модель, когда нужно получить планы и один фасад?), но ограничивает в творческом методе и подходит не для всякого случая. По существу, это та же акварельная «отмывка фасада», только средствами персонального компьютера. К тому же при этом от автора требуется прекрасное трехмерное воображение и безупречное владение начертательной геометрией, чем, по моим наблюдениям, может похвастаться далеко не каждый архитектор. Сложную пластическую форму иногда легче смоделировать, чем «вычислять» ее ортогональную проекцию и «ловить» все собственные и падающие тени. Бывает и другое. Один мой знакомый архитектор использовал ArchiCAD исключительно для плоского (!) черчения планов и фасадов (фасады тоже чертились «вручную»), пока ему не показали возможности АРКО под AutoCAD 14. Во избежание подобных курьезов я и советую для начала принципиально определиться, что вам нужно — 2D или 3D. (Стоит ли говорить, что ваши аппетиты следует соразмерить и с возможностями вашего железа.)

Если оперировать статистикой, фактами (а они, как известно, вещь упрямая), среди всех САПР первое место по числу пользователей у нас занимает AutoCAD. Замечу, однако: среди всех пользователей — но не среди всех архитекторов! Архитекторы же, и в этом нет никакого секрета, в большинстве своем отдают предпочтение ArchiCAD (думаю, в России эта программа распространена даже больше, чем у себя на родине, в Венгрии).

Итак, есть два лидера: AutoCAD и ArchiCAD. Программы чрезвычайно разные по своей идеологии. ArchiCAD — программа, изначально создававшаяся для архитекторов, причем объектно-ориентированная, то есть рассчитанная на 3D-моделирование. Для ArchiCAD самой фирмой Graphisoft и сторонними разработчиками написана линейка программ и модулей: визуализации, проектирования генплана и т.д. AutoCAD — прежде всего универсальное чертежное ядро, которое может быть использовано и как ручной электронный кульман, и как среда для работы других приложений (или, как чаще бывает, и то и другое сразу). Ее можно использовать как для 2D-черчения (подойдет AutoCAD LT), так и для 3D-моделирования. Для AutoCAD написано множество приложений архитектурно-строительного профиля, в том числе адаптированные под отечественные стандарты разделов рабочего проектирования.

А теперь давайте обратимся к примерам.

Вы — небольшое архитектурное ателье. Занимаетесь в основном эскизным проектированием несложных в объемно-пространственном отношении объектов. Ваше кредо в архитектуре — традиционализм, и вы с явным недоверием относитесь к творчеству Захи Хадид. Самое главное для вас — выдать больше проектов за единицу времени. Думаю, в таком случае вы давно выбрали ArhiCAD или CorelDRAW, и я не вижу никаких существенных причин, которые заставили бы вас поменять САПР.

Другой пример. Вы — дока в подготовке презентаций. Специалист в ЗD-моделировании, визуализации и анимации — каких поискать. Конечно, пользователь 3ds мax, начиная с первых версий 3D-Studio. Возможно, единственное, что еще стоит вашего внимания, — Autodesk VIZ.

Или вы — сотрудник крупного проектного института, где тон задает комплексное рабочее проектирование со всеми вытекающими спецразделами. Скорее всего, вы по привычке используете AutoCAD 14 (сказывается засилье пользователей-инженеров) и функциональные отечественные приложения для архитектурно-строительного проектирования на его базе — например АРКО. В странах Европейского Союза также применяют МicroStation и AllPlan. Тем архитекторам, кто по работе тесно связан с европейскими партнерами, видимо, приходится изучать пока столь экзотичные для нас продукты.

Однако нет предела совершенству. В каждом из этих решений лично для меня стали очевидными недостатки. Поэтому когда на рынке появился AutoCAD Architectural Desktop R2 от Autodesk, я после недолгих опытов выбрал его. Почему?

В начало В начало

Почему Autodesk

В России AutoCAD ведет свою историю еще с конца 80-х годов, когда советское правительство в соответствующих масштабах закупило его по госзаказу. С тех пор формат *.dwg стал у нас негласным чертежным стандартом. Как, впрочем, и во всем мире. Мысленно переместившись в старые добрые студенческие времена, вспоминаю обучение не то 10-й, не то 12-й версии AutoCAD, работавшей тогда еще под DOS. Казалось бы, эти знания должны безнадежно устареть и растеряться. Но годы спустя, обратившись к самой свежей на тот момент версии, AutoCAD 2000, я достаточно быстро ее освоил, и сейчас, пользуясь 2002-й, понимаю, что то давнее студенческое знакомство с AutoCAD не прошло впустую. Мир AutoCAD — это образ мышления, целая философия, как бы патетично это ни звучало. Философия, понятная многим миллионам его пользователей. Однако AutoCAD долгое время оставался лишь электронным кульманом, хорошим «движком», средой для разработки специализированных приложений — ведь именно в последних нуждается конечный пользователь. Изготовление таких приложений было отдано на откуп сторонним разработчикам во всем мире, которые, как справедливо полагали в Autodesk, ближе к народу и лучше знают его нужды.

Но пресловутая глобализация берет свое. С 1998 года корпорация Autodesk взяла курс на самостоятельную разработку специализированных САПР на базе AutoCAD: для машиностроения, ГИС, генплана. И, конечно, для архитектуры. Так появился AutoCAD Architectural Desktop.

В начало В начало

Что такое AEC и с чем его едят

Сегодня Autodesk Architectural Desktop 3.3 вместе с Autodesk VIZ 4, Autodesk Architectural Studio, Autodesk Building Mechanical, Autodesk Building Electrical составляют целую AEC-линейку ПО для архитектуры и строительства (AEC, Architecture, Engineering, Construction). Для меня наиболее интересны первые два продукта этой серии.

Autodesk Architectural Desktop (ADT) 3.3 — новейшая версия этой объектно-ориентированной программы, основанная на ядре AutoCAD 2002. Существует ADT четвертый год — возраст, конечно, детсадовский, со всеми свойственными ему пробами и ошибками. Тем не менее уже сейчас программа обрела свой круг пользователей.

Первый и очевидный плюс: она предоставляет пользователю полноценную среду «САПР всех времен и народов» — AutoCAD, сама являясь как бы надстройкой базового ядра. Я сам определяю, какие команды мне удобнее использовать в данный конкретный момент — стандартные автокадовские или ADT, что, конечно, дает столь желанную для творческого человека свободу выбора и в немалой степени способствует повышению производительности. (Не могу удержаться от того, чтобы не кинуть камешек в огород отдельных отечественных разработчиков ПО на базе AutoCAD, которые грешат подменой «родного» интерфейса и вторжением… куда их не просят. Я, знаете ли, не сторонник такой излишней «автоматизации».) Хорошо, если вы с AutoCAD на ты. Если же опыта использования AutoCAD у вас нет, освоение ADT лучше отложить до того времени, когда вы будете более-менее уверенно владеть «голым» AutoCAD. Сам я осваивал ADT и 2000-ю версию AutoCAD практически параллельно, что, как мне теперь кажется, сложно и не слишком продуктивно. Крупные проектные институты, где преобладают пользователи AutoCAD и где формат *.dwg де-факто стал чертежным стандартом, должны обратить внимание на ADT в первую очередь. Одно ядро AutoCAD может одновременно нести несколько профильных приложений: сам я использую ADT совместно с АРКО 2000s и СПДС GraphiCS. А уж возможности формообразования в среде AutoCAD, в отличие от некоторых других платформ, практически неограниченны. Уступают они, пожалуй, лишь инструментам MAX/VIZ, но того, что есть, для архитектурных задач, как правило, бывает достаточно.

Поскольку за дело взялись сами разработчики из Autodesk, они как «Отче наш» знали всю «кухню» AutoCAD 2000/2002 и на сто процентов использовали новые возможности для работы с ЗD в ADT. Прежде всего это Mutli-View Blocks (блоки с изображением, зависимым от вида) и технология ObjectDBX (параметрически изменяемые интеллектуальные объекты, далее я буду их называть AEC-объектами).

Пользователю ни в коем случае не следует смотреть на ADT как на ArchiCAD в среде AutoCAD. Такое отношение часто встречается при сравнении этих двух САПР. И оно неправильно! ArchiCAD и AutoCAD — продукты с разной идеологией. С тем же успехом можно сравнивать венгерский менталитет с американским. С одной стороны, ADT — очень гибкая система, здесь все (или почти все) поддается контролю и настройке под индивидуальные и корпоративные требования, а это опять же греет душу человека творческого. С другой стороны, система так сложна и возможности настройки среды, кажется, столь безграничны, что новичок может просто растеряться: по собственному опыту скажу, что освоение ADT — процесс поистине бесконечный. В конце концов, пользователь должен решить для себя, что ему дороже: комфорт в условиях ограниченной свободы или максимальный контроль ситуации.

Поскольку я привык пользоваться оригинальными (англоязычными) версиями программ, далее я буду указывать английское название термина или команды, в скобках сопровождая его аналогом в русской версии.

Процесс проектирования в ADT разбит на три этапа: Concept (Концепция), Design (Проект), Documentation (Документация). Для отечественных стандартов проектирования, согласно СНиП 11-01-95 и ГОСТ 21.101-97, аналогами можно считать соответственно эскизный проект (внестадийное проектирование), стадию «Проект», стадию «Рабочий проект». Их можно рассматривать и как три подхода к архитектурному проектированию: макетный, то есть «от экстерьера к интерьеру», индуктивный, то есть «от интерьера к экстерьеру», и функционально-утилитарный. В данном случае программа не диктует, как нужно проектировать, — я свободен в выборе творческого метода, отдавая предпочтение тому или иному в зависимости от конкретных задач и просто индивидуальных предпочтений. Боюсь оказаться неправым, но мне незнакома другая САПР, столь полно охватывающая все стадии архитектурного проектирования. Какова же идеология каждой из них?

Стадия Concept (Концепция) до сих пор была вообще вне поля зрения САПР. Это, по сути, макетное моделирование — святая святых архитектора. Концептуальное проектирование и сейчас на 99% осуществляется в виде эскизирования «на руках» или обдумывания «в голове», реже используются 3ds maх или твердотельное моделирование в «голом» AutoCAD. Между тем использование САПР на этом этапе позволяет перебрать больше вариантов и, что называется, с порога отбросить композиционно невыигрышные решения. Я, конечно, рискую навлечь на себя праведный гнев ревнителей чистоты архитектуры и обвинения в стремлении машинизировать все и вся — даже такое таинство, как рождение архитектурного замысла. Конечно, привычнее все это делать с карандашом в руке. Но вспомните нелестные слова К.Мельникова об архитектурной графике. То и другое — всего лишь инструмент, причем, по моему мнению, карандаш здесь во многом проигрывает. Каюсь, я сделал в своей жизни несколько проектов, ни разу не взяв его в руку. Макетное моделирование в ADT приносит истинное удовольствие благодаря параметрически изменяемым АЕС-объектам — Мass Elements (Формообразующие элементы). Они могут быть практически любой формы, к ним применимы традиционные для AutoCAD булевы операции, но (внимание!) эти операции не уничтожают сами объекты. Таким образом, ADT сочетает удобную чертежную среду AutoCAD с новыми инструментами моделирования.

Стадия Design (Проект) может оказаться наиболее понятной тем, кто имел опыт работы с ArchiCAD. Действительно, инструментарий здесь похожий: Walls (Стены), Doors (Двери), Windows (Окна), Slabs (Перекрытия), Stairs (Лестницы) и др. Все трехмерные AEC-объекты этой стадии имеют атрибут «стиль», пользователь может редактировать имеющиеся стили и создавать новые. И конечно, эти объекты обладают изменяемой геометрией. Истинное удовольствие после засилья CAD’ов, похожих на детские конструкторы, доставляет создание стены, окна или двери любой (!) формы, параметры которых можно в любой момент изменить по собственному желанию. Эта стадия предоставляет прежде всего широкие возможности 3D-моделирования. Уверяю вас, в ADT все это происходит гораздо быстрее и приятнее, чем в «голом» AutoCAD. Наверное, некоторые пользователи искренне удивятся тому, что часть представленных здесь изображений получена непосредственно из ADT: например, проект автомойки в г.Каменске-Уральском и проект автозаправочного комплекса на ул. Билимбаевской в г.Екатеринбурге. Между тем это сделано в стандартном модуле визуализации AutoCAD 2000/2002. Больше всего мне в нем нравится остроумная находка инструмента Landscape (Ландшафт). Объекты антуража и стаффажа в ходе визуализации проецируются в виде растровых изображений на плоскость, перпендикулярную направлению на камеру. Таким образом вы можете без труда поместить, например, изображение себя любимого в любую часть вашего проекта. Получается достаточно реалистично, и (что приятно!) заметно экономятся ресурсы ПК. Материалы AEC-объектам присваиваются на подобъектном уровне. Советую делать это в диалоге Materials (Редактор материалов) g By ACI (По цвету) и контролировать свойства объектов — Entity Display.

Для создания визуализации презентационного качества с использованием дополнительных эффектов я применяю ЗD Studio VIZ 3i. Здесь мы плавно переходим к другой программе, предназначенной в первую очередь для моделирования, визуализации и создания анимации на основе данных из AutoCAD-приложений. Программа Autodesk VIZ 4 — таково название ее новейшей версии — «младшая сестра» 3ds maх. У них общий формат файлов (*.max), очень похожая среда. В VIZ поменьше инструментальных возможностей, чем у старшей родственницы, но это в полной мере компенсируется возможностью обмена данными с AutoCAD-приложениями и AutoCAD-совместимым интерфейсом. VIZ, как мне кажется, должна быть интересна пользователям AutoCAD, которым сложно перестроиться на чуждую им программу MAX (к таковым грешным делом отношу и себя). И в первую очередь — архитекторам и дизайнерам интерьеров. Разработчики Autodesk VIZ признают, что самый удобный обмен данными удалось построить именно с ADT.

ADT используется мной в основном для моделирования, VIZ — для визуализации. Обычно я связываю файл ADT в 3D-Studio VIZ через File Link Manager (Менеджер связывания файлов). Происходит это чудо при помощи утилиты Object Enabler. Она отвечает за то, чтобы VIZ понимал AEC-объекты ADT, и наоборот. Для того чтобы эта связка работала эффективно, нужно сначала четко предопределить цвета всех элементов АЕС-объектов в ADT по принципу «один цвет по ACI-color в ADT — один материал в VIZ», а затем создать в VIZ материал ACI-Material (Многокомпонентный материал из 256 материалов), взяв за основу шаблон ADT.mat. Теперь можно связывать файл: настроить сцену и одним щелчком мыши присвоить сцене наш материал. Ненадолго (или надолго — в зависимости от сложности задания) заняться другими делами. И картинка максовского качества готова. Не правда ли, просто? Но не обольщайтесь. Такая технология требует самого современного железа и большой оперативной памяти, которой, как выясняется, никогда не бывает слишком много (у меня Р-III 700 512 Mбайт). Даже если у вас тут все OK, не советую связывать файл ADT объемом больше 2 Мбайт. И упаси вас Бог, чтобы там были солиды AutoCAD.

Преимущество связывания ADT—VIZ состоит еще и в том, что, несмотря на автономность файлов, сцена VIZ может динамически обновляться при внесении изменений в проект ADT; кроме того, в самой сцене VIZ доступны слои и AEC-объекты ADT. Удобно использовать связывание при вариантном проектировании: вы можете связать в одну и ту же сцену VIZ поочередно разные варианты проекта из ADT.

Это, конечно, не единственно возможное и правильное решение. Autodesk и здесь предоставляет нам свободу выбора. Возможен такой путь: AutoCAD — плоский чертеж, VIZ — модель. Или импорт форматов *.dwg либо *.3ds. Или (если вы фанат среды MAX) моделирование в самом VIZ. Часто приходится совмещать различные способы, и с точки зрения эффективности использования VIZ — это лучший вариант.

Но вернемся к нашим «баранам», то есть к Architectural Desktop. Последняя стадия — Documentation (Документация). Самое полезное здесь — Property Set Definitions (Набор характеристик): благодаря ему можно извлечь из проекта информацию о любом АЕС-объекте. Набор характеристик позволяет составлять любые отчеты и ведомости, которые динамически (!) связаны с AEC-объектами. Для архитектора это в первую очередь экспликация помещений, спецификации окон и дверей. Локализованная русская версия АDT 3.3 поставляется сегодня с настроенным шаблоном, содержащим библиотеку стилей и маркеры окон и дверей, маркеры помещений и настроенные ведомости экспликации помещений, спецификации окон и дверей по ГОСТ. Также на этой стадии есть возможность автоматически получить разрезы и фасады, которые могут обновляться после внесения изменений в модель. Этого вполне достаточно, чтобы с успехом выпускать документацию на стадии «Проект». Чего нельзя сказать о рабочем проектировании: в ADT пока не очень удобно делать «рабочку». Это и понятно: программа-то американская и разработчики из Autodesk не ставили своей целью конкретизацию под российские стандарты. Все надежды здесь на будущую Project Studio, чья предшественница АРКО известна как раз своей «заточенностью» под рабочее проектирование.

Чтобы избежать обвинений в предвзятости, остановлюсь на некоторых проблемах, относящихся непосредственно к текущим версиям ADT и VIZ.

  1. В ADT до сих пор не автоматизирована работа с этажами. Разработчики советуют хранить каждый этаж в отдельном файле, а для сборки модели целиком использовать внешние ссылки. Как мне кажется, это не всегда удобно.
  2. В ADT кривые поверхности AEC-объектов сегментируются, поэтому не всегда удается в точности получить объект желаемой формы (скажем, очень пологую дугообразную в плане стену). Переменная FACETDEV тут не поможет, однако возможность перехитрить программу все же есть: сначала создайте обычный автокадовский солид, а затем конвертируйте его в AEC-объект.
  3. В ADT нет полноценного режима черчения 2D с использованием всех AEC-объектов. Часто для реального проектирования координата Z бывает просто лишней.
  4. При связывании файлов ADT в VIZ с помощью утилиты File Link Manager всегда ощутимо снижается производительность. Поэтому, как уже сказано, постарайтесь не связывать большие файлы — лучше связать несколько небольших. Если вам все же необходимо передать в VIZ большой DWG-файл, воспользуйтесь традиционным экспортом-импортом через *.3ds.

Надеюсь, что в следующих версиях эти недоработки будут устранены.

В заключение приведу слова одного специалиста. Они, как мне кажется, очень точно характеризуют ситуацию: «Да, есть свои проблемы. Но однажды посидев за рулем «мерседеса», вернуться к «запорожцу» вы уже вряд ли сможете».

Благодарю сотрудников Consistent Softwаre и лично Сергея Бенкляна за консультации на сайте www.autocad.ru и помощь, оказанную мне при подготовке этой статьи.

«САПР и графика» 10'2002