Белая визуализация главного зала © CÉH
Здание венгерского государственного оперного театра
130-летняя история
Решение о строительстве здания Венгерской Государственной Оперы было принято в 1873 году. По результатам открытого конкурса жюри выбрало проект знаменитого венгерского архитектора Миклоша Ибля (Miklós Ybl) (1814-1891). Возведение здания в неоклассическом стиле, начавшееся в 1875 году, завершилось девять лет спустя. Торжественное открытие, на которое был приглашён император Австрии и король Венгрии Франц Иосиф, состоялось 27 сентября 1884 г.
Акустика построенного Миклошем Иблем оперного театра, практически не изменившегося за прошедшие 130 лет, продолжает привлекать поклонников искусства со всего мира. Ежегодно тысячи туристов посещают венгерский государственный оперный театр, по праву считающийся одним из величайших памятников архитектуры Будапешта 19-го столетия.
360-градусная панорама главного зала © Венгерская государственная опера
Выполнение обмеров
Задача, стоявшая перед CÉH, заключалась в выполнении полномасштабных обмеров не только главного здания венгерской государственной оперы, но и других, относящихся к ней строений (магазина, центра продаж, складских помещений, репетиционного зала, офисов и мастерских). На основе полученных в процессе обмеров облаков точек требовалось создать архитектурную модель, полностью отражающую текущее состояние всех зданий.
Обработка собранных данных осуществлялась в приложениях Trimble RealWorks 10.0 и Faro Scene 5.5.
Важно отметить, что непосредственное получение данных заняло значительно меньше времени, чем их последующая обработка, ведь несмотря на то, что данные обрабатывались практически сразу, сложность здания требовала повышенного внимания в процессе работы.
Сочетание одновременного выполнения обмеров и их обработки создавало некоторые дополнительные трудности. Каждую новую деталь, представленную в виде облака точек, необходимо было поместить в единую модель и увязать со всеми ранее размещенными в ней элементами. Причем на повторное выполнение обмеров или изменение элементов просто не было времени, поэтому все операции необходимо было выполнять очень точно с первого раза.
Следует также учитывать и тот факт, что обмеры выполнялись в процессе функционирования оперы. Необходимость постепенного освобождения некоторых складов или обеспечения доступа в отдельные помещения приводила к тому, что обмеры, начатые в одной части здания, продолжались в другой его части, а затем специалисты возвращались в ранее недоступные помещения. Разумеется, такая организация работ снижала скорость их выполнения и требовала дополнительной координации всего процесса.
"Огромную помощь в работе нам оказало решение GRAPHISOFT BIMcloud, обеспечивающее хорошую скорость доступа к файлам практически из любой точки мира", – Габор Хорват (Gábor Horváth), ведущий архитектор CÉH
Хотя у специалистов, выполнявших обмеры, было достаточно инструментов позиционирования, поначалу сотрудники оперы случайно перемещали эти приборы, всерьез затрудняя процесс взаимной увязки облаков точек. Однако со временем обе команды научились взаимодействовать и не мешать друг другу в повседневной работе.
Некоторые помещения (такие как склады реквизита) постоянно менялись, в то время как поверхности других помещений (например, подвесная система, покрытая металлической сеткой, или закулисные конструкции) были чрезвычайно сложны для геодезических приборов – все это требовало выполнения дополнительных обмеров.
Наиболее сложными и трудоемкими были обмеры сводчатых и зигзагообразных поверхностей, присутствующих в технических и вспомогательных зонах на нижних уровнях здания. Непросто было воспроизвести и своды, делящие здание на уровни согласно замыслу его автора, Миклоша Ибля.
Итоговое облако точек, объединенное с моделью ARCHICAD 19 © CÉH
Опоры и иные конструкции зачастую перекрывали собой поверхности стен и полов. В подобных ситуациях результаты обмеров можно было использовать лишь для создания очень грубой 3D-модели. Поэтому, чтобы получить более подробную информацию о местах, недоступных для 3D-сканера, зачастую применялась видео- и фотофиксация.
Массивы данных обмеров предварительно импортировались в приложение Faro Scene 5.5, а затем передавались в Trimble RealWorks 10.0 для окончательной обработки. Этот процесс занял достаточно много времени, поскольку для работы с созданными таким образом файлами облаков точек требовались большие вычислительные мощности.
Облако точек детали главного зала и находящегося над ним чердачного пространства © CÉH
Та же самая деталь, смоделированная в ARCHICAD 19 © CÉH
Управление библиотекой облаков точек
Размеры файлов имеют очень большое значение при управлении данными. В процессе выполнения обмеров было создано огромное количество облаков точек, причем детализация этих файлов доходила до 40 миллионов точек на помещение. Файлы подобных размеров просто невозможно было свести воедино. Для начала следовало уменьшить количество точек при помощи Trimble RealWorks. Затем, когда детализация файлов сократилась на порядок, стало возможно объединить эти облака, каждое из которых уже содержало около 3-4 миллионов точек.
Оптимизированные и объединенные блоки из 20-30 миллионов точек сохранялись с разрешением не более одной точки на один квадратный сантиметр. Такой плотности точек вполне хватало для создания детализированной модели в ARCHICAD.
Единый оптимизированный файл облака точек был экспортирован в формате E57, совместимом с архитектурным программным обеспечением. Таким образом команда архитекторов смогла приступить непосредственно к моделированию.
Основная часть модели была выполнена в ARCHICAD 19. При этом немалую роль в работе сыграло использование решения GRAPHISOFT BIMcloud, обеспечивающего приемлемую скорость доступа к файлам практически из любой точки мира. Этот фактор был очень важен, ведь размеры проекта превышали 50 Гб.
Облако точек в Trimble RealWorks © CÉH
Работа над моделью
При анализе трехмерного объема здания изначально использовались старые обмерные планы. Эти 2D-чертежи были существенно уточнены и дополнены за счет облаков точек.
Основные расхождения со старыми чертежами стали очевидны с самого начала, при этом дополнительные сложности возникли и при сопоставлении многоуровневых планов этажей. В 1984 году здание подверглось частичной реконструкции, в результате которой были заменены некоторые элементы, например, стальные опоры подвесной системы. Выпущенная для этой реконструкции документация очень пригодилась при воссоздании модели сложных конструктивных решений, в которых присутствовали достаточно тонкие элементы, не воспринимаемые 3D-сканерами. То же самое относилось и к подвижным конструкциям, таким как стальные элементы сцены, которые продолжали эксплуатироваться и во время выполнения обмеров.
Практически вся геометрия была создана в среде ARCHICAD. Очень сложные элементы, такие как статуи, были смоделированы в сторонних приложениях, а затем импортированы в ARCHICAD в виде триангулированных 3D-сеток. Эти элементы, состоявшие из большого количества полигонов, были добавлены в модель лишь на последнем этапе.
Наибольшие ограничения на работу архитекторов накладывали вычислительные мощности компьютеров, поскольку размеры файлов облаков точек и модели несколько снижали производительность. Для уменьшения размеров модели и повышения удобства работы с ней очень важно было свести к минимуму вложенную библиотеку. В небольших проектах размеры библиотеки этой не играют большой роли, но в данном случае она содержала множество высокополигональных элементов, сильно увеличивавших размеры проекта и, как следствие, создававших чрезмерную нагрузку на компьютеры. Чтобы повысить плавность 2D-навигации и уменьшить размеры файла, некоторые элементы были сохранены в виде объектов. Таким образом в модели стало возможно разместить любое количество экземпляров одного и того же объекта, не создавая новые морфы или иные конструктивные элементы. Еще большей оптимизации удалось добиться путем упрощения 2D-символов объектов. Разумеется, это решение, никак не могло отразиться на 3D-производительности, поскольку оно не уменьшало количество полигонов, присутствующих в модели. Данную проблему удалось устранить путем настройки комбинаций слоев, например, отключая при 3D-навигации показ элементов декора и скульптур.
Статуи на фасадах в модели ARCHICAD © CÉH
3D-сечение окончательной модели в ARCHICAD © CÉH
Результатом множества часов работы и колоссальных усилий стало создание модели, которую любой желающий может просмотреть на своем мобильном устройстве. Немалую роль в достижении успеха сыграло детальное планирование и поэтапная организация всего рабочего процесса.
Стоит также отметить, что эффективно выполнить обмеры и создать по ним точную модель стало возможно только благодаря слаженной работе и готовности к взаимодействию труппы венгерской государственной оперы и сотрудников компании CÉH, приложивших немало совместных усилий для сохранения и реконструкции этого великолепного памятника архитектуры.
Визуализация модели в ARCHICAD © CÉH
Модель оперного театра в BIMx Lab
Несмотря на то, что модель ARCHICAD была максимально оптимизирована, она все же содержит около 27 500 000 миллионов полигонов и приблизительно 29 000 BIM-элементов.
BIM-модели таких размеров очень сложно просматривать в мобильном приложении GRAPHISOFT BIMx.
Но с подобными задачами отлично справляется недавно созданная технология BIMx Lab, позволяющая обрабатывать практически любые количества полигонов в моделях ARCHICAD любой сложности!
Загрузите мобильное приложение BIMx Lab из Apple App Store.
Чтобы оценить возможности этой новой технологии, загрузите модель здания венгерской государственной оперы для BIMx Lab.
О компании CÉH Inc.
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. – это ведущий инженерный отдел CÉH Group, ключевого игрока на венгерском проектно-строительном рынке. Работая более 25 лет, компания CÉH накопила большой опыт в проектировании, возведении и эксплуатации зданий.
В CÉH работают специалисты всех инженерных специальностей, связанных со строительной индустрией. Штат CÉH насчитывает около 80 сотрудников, кроме того существуют 10 филиалов и 150-200 специалистов, работающих на подрядной основе.
Площадь BIM-проектов, реализованных CÉH, превышает 150000 м².
Архитекторы CÉH Inc. применяют в своей работе ARCHICAD более 10 лет. На данный момент CÉH владеет 26 лицензиями и использует GRAPHISOFT BIMcloud. В этом проекте, выполненном в ARCHICAD 19, постоянно было задействовано от трех до семи архитекторов.
О GRAPHISOFT
Компания GRAPHISOFT® в 1984 году совершила BIM революцию, разработав ARCHICAD® – первое в индустрии САПР BIM-решение для архитекторов. GRAPHISOFT продолжает лидировать на рынке архитектурного программного обеспечения, создавая такие инновационные продукты, как BIMcloud™ – первое в мире решение, направленное на организацию совместного BIM-проектирования в режиме реального времени, EcoDesigner™ – первое в мире полностью интегрированное приложение, предназначенное для энергетического моделирования и оценки энергоэффективности зданий, и BIMx® – лидирующее мобильное приложение для демонстрации и презентации BIM-моделей. С 2007 года компания GRAPHISOFT входит в состав концерна Nemetschek Group.
