Публикации ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ по информатике по теме: «3D моделирование здания»

Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.


Скачать публикацию
Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ по информатике по теме: «3D моделирование здания»
Автор: Нелюбова Мария Васильевна

муниципальное общеобразовательное учреждение
Средняя школа с углубленным изучением отдельных предметов №6 Центрального района Волгограда
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
по информатике
Тема: 3D моделирование здания
Выполнила:
Нелюбова Мария Васильевна,
учащаяся 10А класса
Руководитель:
Подзорова О. В. ,
учитель информатики
Волгоград 2025
Содержание
HYPER13 HYPERLINK \l "_Toc190289225" HYPER14ВведениеHYPER13 PAGEREF _Toc190289225 \h HYPER143HYPER15
1 Архитектура и ее место в жизни человекаHYPER13 PAGEREF _Toc190289226 \h HYPER145HYPER15
1.1 Античный стильHYPER13 PAGEREF _Toc190289227 \h HYPER147HYPER15
1.2 Готический стильHYPER13 PAGEREF _Toc190289228 \h HYPER148HYPER15
1.3 БароккоHYPER13 PAGEREF _Toc190289229 \h HYPER1410HYPER15
1.4 КлассицизмHYPER13 PAGEREF _Toc190289230 \h HYPER1411HYPER15
1.5 РококоHYPER13 PAGEREF _Toc190289231 \h HYPER1412HYPER15
1.6 АмпирHYPER13 PAGEREF _Toc190289232 \h HYPER1413HYPER15
1.7 Модерн / Ар-нуво / ЮгендстильHYPER13 PAGEREF _Toc190289233 \h HYPER1413HYPER15
1.8 МодернизмHYPER13 PAGEREF _Toc190289234 \h HYPER1415HYPER15
2 Разработка 3D модели зданияHYPER13 PAGEREF _Toc190289235 \h HYPER1416HYPER15
ЗаключениеHYPER13 PAGEREF _Toc190289236 \h HYPER1418HYPER15
Список использованных источниковHYPER13 PAGEREF _Toc190289237 \h HYPER1419HYPER15
Приложение 1HYPER13 PAGEREF _Toc190289238 \h HYPER1420HYPER15
Приложение 2HYPER13 PAGEREF _Toc190289239 \h HYPER1420HYPER15
Приложение 3HYPER13 PAGEREF _Toc190289240 \h HYPER1421HYPER15
Приложение 4HYPER13 PAGEREF _Toc190289241 \h HYPER1421HYPER15
HYPER15
Введение
Моделирование как процесс создания упрощенной копии объекта является удобным инструментом для общего представления реального объекта. Важность моделирования зданий и сооружений перед их непосредственной постройкой является обязательным этапом при проектировании. 3D моделирование зданий является одним из основополагающих направлений в архитектуре и строительстве. Прежде чем строить реальные здания и сооружения, необходимо представить их макеты, на которых может провести эксперименты. Моделирование помогает избежать ошибок при проектировании реальных конструкций и наглядно представить общий вид здания.
Актуальность проекта заключается в возможностях использования современного подхода конструирования и визуализации будущего здания с помощью 3D моделирования. 3D модель позволяет увидеть, как будет выглядеть объект после строительства, это помогает оценить функциональность здания, а также выявить возможные ошибки или недостатки на ранних стадиях проектирования.
Я выбрала тему своего исследовательского проекта 3D моделирование здания потому, что считаю его полезным и актуальным. Проект дает возможность научиться моделировать реальные здания и создать свой оригинальный дизайн архитектуры.
Цель проекта − создать 3D модель здания в среде Компас 3D. Для достижения цели проекта необходимо выполнить следующие задачи:
− Изучить литературу, посмотреть видеолекции по проектированию и разработке 3D моделей в среде Компас 3D.
− Сделать чертеж здания, разработать 3D модель;
− Подобрать материалы для конструкции;
− Создать уникальный архитектурный дизайн здания.
Предметом исследования является моделирование зданий.
Объектом исследования является здание, его чертеж.
Методомисследования является моделирование как процесс построения моделей реально существующихобъектов.
Практическая значимость проекта заключается в возможности использования результатов моделирования для проектирования и постройки реального здания.
1 Архитектура и ее место в жизни человека
Построение зданий с давних времен является нужным делом в обществе. Современные строители научились возводить высокие здания – небоскрёбы. И такие постройки пользуются довольно большим спросом и удобством для большего количества населения. Но такие строения порождают новый тип миграции. Жители больших городов пытаются уехать от людской суеты. Также не стоит забывать строителей прошедших времён – множество архитектурных памятников строят и по сей день, удивляя своим великолепием. А секрет появления пирамид не разгадан по сию пору.
Строительство зданий нужно обществу по следующим причинам:
Отражение культуры и идентичности. Архитектурные стили и решения отражают исторические и культурные контексты, в которых они созданы. Здания могут стать символами целых эпох или регионов, формируя культурность общества.
Экономическое значение. Строительство является одним из важных секторов экономики. Оно создаёт рабочие места и способствует развитию смежных отраслей, таких как производство строительных материалов, проектирование и архитектурные услуги, что является одной из главных нужд человека. Рост населения и повышение уровня благосостояния увеличивает сферу строительства.
Влияние на качество жизни. Функциональность и комфорт зданий, их эстетическая привлекательность и способность интегрироваться в окружающую среду — всё это влияет на психологическое и физическое состояние людей. Хорошо спроектированные общественные пространства, такие как парки и площади, способствуют социальной активности и взаимодействию между людьми, улучшая качество жизни.
Строительная отрасль будет и далее развиваться, как развивалась долгое время. Увеличение населения требует большего жилья. Огромное количество построений стареет, значит его нужно заменять новыми зданиями.
Одним из важных разделов архитектуры является ( объемное проектирование. Объёмное проектирование (трёхмерное моделирование или 3D-проектирование) — это процесс создания трёхмерных цифровых моделей объектов с помощью специализированного программного обеспечения. Этот метод позволяет анализировать объекты, а трех измерениях – длине, ширине, высоте. Также объемное проектирование тесно связанно с промышленным дизайном.
Дизайнеры используют 3D-моделирование для создания прототипов продуктов, таких как автомобили, здания, бытовая техника и мебель, что позволяет оценить их внешний вид и функциональность до начала производства. Промышленный дизайн объединяет в единую систему два разных направления: инженерию и маркетинг.
Еще одним из важных отраслей строительства являются – архитектурные чертежи. Архитектурные чертежи — это графическое представление проекта здания прорисовкой всех элементов: планов, фасадов, разрезов, узлов и конструкций.
Важность архитектурных чертежей заключается в том, что они служат основой для понимания проекта и его реализации. Правильное оформление чертежей — залог понятности и точности всех этапов строительства, начиная с заказа материалов и завершая возведением строения.
Цели применения архитектурных чертежей:
превращение дизайнерской идеи в связное предложение;
передача идей и концепций;
убеждение клиентов в достоинствах проекта;
помощь строительному подрядчику в строительстве на основе замысла проекта;
отчёт о проекте и планируемой застройке или составление отчёта об существующем здании.
Архитектурный стиль — это совокупность деталей и особенностей сооружения, которые указывают на время его постройки, назначение, историческую ценность.
Базовые стили в архитектуре:
Античный стиль
Готика
Барокко
Классицизм
Рококо
Ампир
Модерн/Ар-нуво/Югендстиль
Модернизм
1.1 Античный стиль
Древнегреческая архитектура особенно известна своими храмами. Вторым важным типом зданий, дошедшим до наших дней, считается театр под открытым небом. Самый ранний из них датируется примерно 525-480 годами до н. э. Еще сохранились ворота для процессий (пропилеи), окруженные колоннадами рыночные площади (стоа), здания городского совета (булевтерии), гробницы (мавзолей) и стадионы (рисунок 1).
Рисунок 1 ( Задание в античном стиле
Основные черты древнегреческой архитектуры:
баланс и пропорции;
характерный архитектурный ордер — определенная форма, состав и порядок вертикальных (колонны, пилястры) и горизонтальных (антаблемент) элементов;
использование таких материалов, как мрамор, кирпич и бетон;
колоннады;
стереобаты — нижняя часть храма или колоннады, цоколь, обычно состоит из 3 ступеней;
кариатиды;
портик с фронтоном.
1.2 Готический стиль
Готика — стиль, особенно популярный в Европе с середины XII по XVI век, а в некоторых районах сохранившийся до XVII—XVIII веков. Стиль возник в регионе Иль-де-Франс на севере Франции, развившись из романской архитектуры (рисунок 2).
Рисунок 2 ( Здание в готическом стиле
Основные черты:
остроконечные арки;
нервюрные своды (нервюра — выступающее ребро свода);
витражи;
контрфорсы — вертикальная выступающая часть стены или отдельно стоящая опора, соединенная с ней аркбутаном;
аркбутаны — каменные полуарки, соединяющ вертикальную опору со стеной;
пинакли — остроконечные копьевидные башенки, чаще всего располагаются наверху контрфорсов;
вертикализация — все части сооружения стремятся вверх;
богатое убранство — украшенные колоннады, скульптурная лепнина, статуи святых и исторических деятелей, башни и шпили, а также горгульи, гротескные фигуры, которые одновременно могут быть фонтанами.
1.3 Барокко
Барокко — декоративный стиль, который появился в Италии в начале XVII века и постепенно распространился по всей Европе. Внутри здания часто использовалась живопись Тромплей (также известна как обманка — изображение, выполненное настолько точно, что его можно принять за кусок реальности) в сочетании со скульптурой. Для барокко характерен избыточный декор: многочисленные ангелы и раскрашенные фигуры на потолке (рисунок 3).
Рисунок 3 ( Здание в стиле барокко
Основные черты:
многократное повторение в фасаде здания одних и тех же декоративных приемов;
обилие деталей;
позолоченная скульптура;
яркие цвета;
фрагментированные или намеренно неполные элементы;
использование игры света и тени;
ярко расписанные потолки;
масштабные фрески;
иллюзорные эффекты, такие как Тромплей;
купола грушевидной формы (более характерны для барокко Восточной Европы);
витые колонны, как бы создающие иллюзию движения вверх.
1.4 Классицизм
Классицизм быстро распространился в Италии, а затем пришел во Францию, Германию, Англию, Россию и другие страны. В каждой из них он трактовался по-своему, обретая индивидуальные черты. В эпоху правления Людовика XIV на фоне абсолютизма появился Большой стиль — в нем соединились классицизм и барокко. В России на классические здания в этом стиле наложилась военная и патриотическая тематика (рисунок 4).
Рисунок 4 ( Здание в классическом стиле
Основные черты:
симметрия и пропорции: колонны и окна расположены равномерно;
главный вход выполнен в форме портика и увенчан фронтоном;
прочные строительные материалы;
высокие, от пола окна с мелкой расстекловкой;
пилястровый ордер;
стены лишены декора.
1.5 Рококо
Стиль рококо возник в XVIII веке как реакция против величия и симметрии классицизма. Это более плавный и детализированный стиль, включающий витиеватые, асимметричные узоры, работу с пастельными оттенками (рисунок 5).
Рисунок 5 ( Здание в стиле рококо
Основные черты:
мотив рокайля — морские ракушки, необычные изогнутые формы, имитирующие природные элементы;
отсутствие строгой симметрии;
богатая декоративная отделка;
пастельные цвета;
в интерьере активно используются лепнина, резьба и позолота;
относительно небольшой размер построек;
использование картушей (лепных украшений в виде щита или развернутого свитка);
зеркала — важный элемент интерьера.
1.6 Ампир
Декор дворцовых интерьеров в стиле ампир отличался контрастными цветовыми решениями: синий, белый, ярко-красный, четкие линии, обилие позолоты. Стены обычно обтягивали шелком яркого цвета, орнаментом служили ромбы, круги, военные символы — мечи, копья, щиты (рисунок 6).
Рисунок 6 ( Здание в стиле ампир
Основные черты:
парадность;
монументальность;
мотивы Древнего Рима и Египта в орнаментах, декоре;
обилие декоративных элементов;
облицовка разноцветным камнем;
лоджия вместо портика;
позолота в деталях.
1.7 Модерн / Ар-нуво / Югендстиль
Модерн стиль либерти или stile floreale (цветочный стиль). Главное утверждение модерна: искусство и жизнь неразделимы (рисунок 7, 8).
Рисунок 7 ( Здание в стиле модерн
Рисунок 8 ( Здание в стиле югендстиль
Основные черты:
природный орнамент;
плавные, волнистые, изогнутые линии в декоре фасадов и интерьеров;
пастельные, приглушенные оттенки;
украшение интерьеров мозаикой, витражами, эмалью;
оформление здания — дерево, кованые элементы необычной изогнутой формы;
прямоугольные двери и окна, достаточно часто — арочные.
1.8 Модернизм
Модернизм — архитектурный стиль, основанный на инновационных для прошлого века технологиях строительства, в частности, использовании стекла, стали и железобетона. Основными критериями в архитектуре стали функциональность, минимализм, отказ от орнамента (рисунок 9).
Рисунок 9 ( Здание в стиле модернизм
Основные черты:
акцент на объем;
асимметричность композиции;
ленточное остекление;
отсутствие декора;
основные материалы — железобетон, сталь.
2 Разработка 3D модели здания
Компас 3D — отечественная система автоматизированного проектирования (САПР), разработанная компанией АСКОН. Предназначена для двухмерного и трёхмерного проектирования деталей, механизмов и конструкций любой сложности.
Общая идея: воссоздать 3D модель здание для отдыха рядом с водоемом. Стиль модели модернизм. Предназначено для проживания 1-2 человек. Является индивидуальным проектом.
План проектирования здания:
здание предназначено для отдыха на побережье;
место нахождение в пределах береговой полосы (200 метров от водяного объекта);
примерные габариты здания:
имеет выход на крышу
количество этажей - 1
внутренняя лестница – по индивидуальному проекту
(площадь здания) S=27 м2
высота = 5,5 м
длина = 6 м
ширина = 4,5 м;
За отметку 0.000 принят пол 1 этажа;
Чертеж здания (приложение 1).
Воспользуемся средой КОМПАС для 3D моделирования здания. Для начала посмотрим пару видео уроков, чтобы понять как в нем работать. Используем чертеж для наглядного понимания построения здания.
План работы в среде Компас 3D:
Строим фундамент (основание) – это часть здания, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций.
Моделируем стены, в них сделаем отверстия под форму двери и окон. (количество квадратных окон – 3шт; круглое окно – 1шт; дверь -1шт) Над дверью расположим окно. Это сделано для того, чтобы солнечный свет попадал внутрь дома. Над дверью и окном (круглой) формы расположен козырек. Он сделан для того, чтобы защищать от атмосферных осадков (препятствует попаданию влаги на замки, внутреннюю панель двери при открывании. Это предотвращает поломку замков, разбухание двери), а также является элементом декора. Под квадратными окнами расположен водоотлив.
Строим крышу ровную крышу, для обустройства зоны отдыха (куда может входить шезлонг и зонтик от солнца). Также плоская кровля обеспечивает более надежную защиту, чем скатная, при высоких ветровых нагрузках.
Внутри дома находиться лестница, что позволяет подняться на крышу, откуда можно увидеть прекрасный вид на море. По крыше расположено кровельное ограждение. (приложение 2)
Заключение
Цель и задачи индивидуального проекта выполнены, построена 3D модель здания в среде Компас 3D. Изучила архитектурное проектирование, рассмотрела стили архитектуры. Сначала был сделан чертеж здания, на нем указаны примерные размеры дома. Следом я изучила литературу, посмотрела видеоуроки по использованию среды Компас 3D, научилась создавать модели деталей, освоила проектирование. Потом, основываясь на чертеж, создала уникальный архитектурный проект здания.
Список использованных источников
1. Аббасов, И. Б. Компьютерное моделирование в промышленном дизайне : монография / И. Б. Аббасов. — 2-е изд., доп. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — 112 с.
2. Информационное моделирование зданий и сооружений : учеб.-метод. пособие / С.Ю. Катеринина, О.В. Савина, А.С. Гуртяков, М.А. Куликов ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, ВолгГТУ. - Волгоград : Изд-во ВолгГТУ, 2023. - 128 с.
3. Лоттер, Р. Blender: новый уровень мастерства : руководство / Р. Лоттер ; перевод с английского И. Л. Люско. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — 452 с.
4. Семиглазов, В. А. 3D Технологии : учебное пособие / В. А. Семиглазов. — Москва : ТУСУР, 2023. — 192 с.
5. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Практикум. – Москва: Высшая школа, 2016. – 224 с.
6. Литрес: 3D моделирование и анимация. Руководство для начинающих. – URL: (Дата обращения: 19.09.2024).
7. Booksee.org. Основы Blender. Руководство по 3D-моделированиюс открытым исходным кодом. – URL: (Дата обращения: 30.09.2024).
8.Blender.Руководствопользователя.‒URL: (Дата обращения: 26.10.2024).
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
17