Mérnöki létesítmények 3D-s modellje MicroStation V8 XM Edition Összeállította: Deák Ottó, Zaletnyik Piroska 2008. április Feladat: Egy épület 3D-s modelljének megszerkesztése, majd az épület térhatású modelljének a felöltöztetése az egyes homlokzatokról készült digitális fényképek segítségével. Megoldás: A feladatot a MicroStation Descartes V8 XM program alkalmazásával oldjuk meg. A megoldás főbb lépései (a gyakorlaton látott példa képeivel illusztrálva, a felhasznált állományok induló állapota és a nyers digitális képek a gyakorlati tematika mellett megtalálhatók): 1) Elindítjuk a Bentley/Descartes programot és létrehozunk egy új 3D-s rajzi állományt. Elvégezzük a szükséges beállításokat, létrehozzuk a használandó rétegeket, majd megszerkesztjük az épület alaprajzát az Alaprajz rétegen. (Az Info_ép_1.dgn állomány ezt az állapotot tartalmazza, nézzék meg a DESIGN FILE és a LEVEL beállításokat!). Az épület alaprajza 2) Az épületalaprajzára felszerkesztjük az oldalfalakat. Ehhez ismerni kell (tervrajzról vagy mérésből) az adott fal magasságát. A szerkesztést a TOOLS menü 3D MAIN/3D CONSTRUCT parancsával megjeleníthető eszköztár EXTRUDE parancsával végezzük el (az első elem az eszköztáron). A szerkesztéshez két nézetablakot tartsunk nyitva, a baloldaliban legyen látható a felülnézeti alaprajz, a jobboldaliban pedig az izometrikus kép (lásd a 1
köv. oldalon az ábrát). A magasság értékét a Distance területen adhatjuk meg, a többi beállítás leolvasható az ábráról. A szerkesztést a Szerkezet rétegen végezzük el! Az Informatika épület egyes részeinek magasságai 17,70 m, 14,40 m és 4,30 m legyenek. Az épület oldalfalainak szerkesztéséhez szükséges adatok megadása 3) Az oldalfalak megszerkesztése után állítsuk be a Tető réteget, és ezen rajzoljuk meg a PLACE SMARTLINE parancs felhasználásával a tetők körvonalát. Az eddigi szerkesztések eredménye az Info_ép_2.dgn állományban megtekinthető. Az oldalfalak és a tető megszerkesztése utáni állapot 4) Az eddigi munka eredménye már térbe helyezhető és megszemlélhető. Mindenekelőtt gondoskodjunk arról, hogy az épület megfelelő megvilágítású legyen. Ehhez a SETTING menü RENDERING almenűjéből hívjuk meg a GLOBAL LIGHTING parancsot vagy válasszuk ki a RENDERING eszköztárból a második ikont, és kapcsoljuk be a Solar opciót (lásd a következő oldal ábráját). 2
A globális megvilágítási paraméterek beállítása 5) A 3D-s megjelenítéshez a TOOLS menü VISUALIZATION parancsából kapcsoljuk be a már említett RENDERING eszköztárat, majd kattintsunk a RENDER ikonra. Utána az egér bal gombjával kattintsunk arra a nézetablakra (célszerűen az izometrikus képet mutatóra), amelyben a 3D-s látványt szeretnénk létrehozni. A művelet eredménye a következő ábrán látható. Az épület 3D-s képe Bekapcsolhatjuk az adott nézetben, hogy folyamatosan a renderelt képet mutassa. Ehhez a megfelelő nézetablak eszközsorában található VIEW DISPLAY MODE eszköz DISPLAY MODE SMOOTH parancsa használható. 6) Készítsük el a fényképek felhasználásával az egyes falfelületekre illeszthető képeket. Ehhez az egyes felvételeket projektív transzformációval kel a megfelelő falsíkra betranszformálni. A folyamat lépéseit egy kép transzformálásán keresztül mutatjuk be. Ehhez hozzunk létre egy új kétdimenziós állományt Képtranszf.dgn néven, majd ebben 3
szerkesszünk a falsík méretének megfelelő téglalapot (a méreteket előzőleg az épület állományból, a megfelelő falsík leméréséből nyerhetjük). 7) Kapcsoljuk be a RASTER CONTROL eszköztárat a TOOLS menü RASTER/CONTROL parancsával. Válasszuk ki az első ikont, a RASTER MANAGER t. (A Raster Manager a File menüből is kiválasztható, de a Raster Control eszköztárra még szükség lesz a későbbiekben is). A RASTER MANAGER File menüjéből válasszuk az Attach parancsot, ezzel rendelhetjük hozzá a megfelelő képet a rajzi állományhoz. A transzformációt az épület bejárati homlokzatával végezzük el, ennek mérete 26,92 m x 17,70 m lesz, a képfájl pedig az Info0021.jpg. A beállítások a következő ábrán láthatók, az Place Interactively legyen bekapcsolva (lásd az ábrát a következő oldalon). A raszterkép kiválasztása és elhelyezése 4
8) Ekkor megadhatjuk a raszterkép helyét az View 1 ablakban. Úgy helyezzük el a képet, megadva a befoglaló téglalapját az egér mozgatásával, hogy a transzformációnál az egyes pontok összerendelése könnyen elvégezhető legyen. A raszterkép helyzete a transzformáció előtt 9) Kattintsunk a Raster Manager ablakban megjelenő fájl névre, hogy ki legyen jelölve a kép, majd válasszuk ki a RASTER MANAGER /UTILITIES menüjéből a REGISTER utasítást. A megjelenő párbeszédablakban a kiválasztott modell (Model Selected) a projektív transzformáció legyen. A Register párbeszédablak Ezután az ablak eszközsorából válasszuk ki az első ikont, a PLACE CONTROL POINTS parancsot, majd sorban jelöljük ki a rajzon először a megrajzolt falsík egy-egy pontját, majd a neki megfelelő képpontot. Minimum 4 pont megadására van szükség. Ha befejeztük a pontok megadását egy jobb egérgombbal kiléphetünk a Place control points 5
parancsból. Ezután a Register ablakban megjelennek a kontroll pontok adatai, amiből a program kiszámolja a transzformáció egyenleteit/paramétereit és a transzformált képet a Register ablak eszközsorában található RESAMPLE IMAGE ikonra kattintva. A Register párbeszédablak a kontroll pontok megadása után A megjelenő párbeszédablakban megadhatjuk a transzformálandó képet (INPUT IMAGE), a *.rgr fájl nevét, ahová a transzformáció egyenleteit menti a program (MODEL), és a transzformált kép nevét (OUTPUT IMAGE). Ha a Raster Manager-ben ki volt jelölve a kép, akkor ez lesz automatikusan az input file neve és a ugyanilyen néven rgr kiterjesztéssel kerül mentésre a transzformáció paramétereit tartalmazó fájl is, így csak az output fájl (a transzformált kép) nevét kell megadni (jelen esetben ez a tr21.jpg). A parancsot a RUN PAGE gombra kattintva futtathatjuk. A kép transzformálása (Resampling) 10) Az elmentett transzformált kép nem kerül automatikusan megjelenítésre, be kell olvasnunk a RASTER MANAGER /ATTACH parancsával. Most se a Place Interactively (interaktív beillesztés), se a Read-Only (csak olvasható) tulajdonság ne legyen bekapcsolva. A transzformáció során létrehozásra került egy szöveges georeferencia állomány is, ami a kép pontos elhelyezését tartalmazza. 6
Ekkor a transzformált kép beolvasásra kerül a megfelelő helyre. A projektív transzformáció eredménye 11) Ezután egy lépés van hátra, megfelelő méretűre kell vágjuk a képet. Ehhez jelöljük ki a RASTER MANAGER-ben a transzformált képet (tr21.jpg), majd kattintsunk a MERGE/CROP parancs ikonjára a RASTER CONTROL eszköztárban (hátulról az ötödik ikon). A megjelenő ablak beállításainál az alapbeállításként megjelenő blokkal történő levágás megfelelő a számunkra, az Action-t viszont Merge-ről állítsuk át Crop-ra, majd a tentatív inputot használva jelöljük ki a korábban megrajzolt falsík két átellenes sarokpontját. Ezzel kész is az első transzformált, levágott kép, amit anyagként hozzárendelhetünk a térbeli modellünk megfelelő falsíkjához. 12) A többi kép transzfromálásához először a RASTER MANAGER ablak FILE menüjében kattintsunk a DETTACH ALL parancsra, a REGISTER ablak FILE menüjében a NEW parancsra és töröljük ki a korábban megrajzolt adott falsík méretű téglalapot, majd rajzoljunk új téglalapot a következő tarnszformálandó falsík méreteivel. Ezután a transzformáció ugyanazon a módon történik, mint korábban (7-11 lépés). 7
13) A képek transzformálását az összes falfelületre el kell végeznünk, ezt követően kerülhet sor az anyagpaletta összeállítására, majd a képeknek a falfelülethez történő hozzárendelésére. Ehhez térjünk vissza az épület 3D-s modelljének állományához. Ehhez indítsuk el a SETTINS/RENDERING/MATERIALS parancsát, amivel létrehozhatunk és feltölthetünk egy új anyagfájlt. A parancs hatására megnyílik a MATERIAL EDITOR ablak. Paletta fájl létrehozása az anyagok definiálásához Itt hozzunk először létre egy új paletta fájlt (MATERIAL EDITOR/PALETTE/NEW) ebben fogjuk eltárolni az egyes falfelületeknek megfelelő képeket, mint anyagokat, majd hozzuk létre benne az első falsíknak megfelelő anyagot a MATERIAL/NEW paranccsal. Ezt nevezzük el a kép nevének megfelelően pl. info21-nek és rendeljük hozzá a megfelelő transzformált képet (tr21.jpg) a PATTERN MAP ikonnal A MATERIAL EDITORban. Hasonló módon új anyagokként adjuk hozzá ugyanehhez a paletta fájlhoz a többi transzfromált képet is. Kép fájl hozzárendelése az anyaghoz Miután az összes anyagnevet létrehoztuk és hozzárendeltük a megfelelő képfájlokat, az anyagpalettát mentsük el a PALETTE menü SAVE AS parancsával. 8
14) Ezután következhet a falfelületek felöltöztetése a létrehozott anyagokkal. Ehhez a MATERIAL EDITORon belül az ATTACH parancsot kell választanunk. A megnyíló ATTACH MATERIAL ablakban válasszuk ki a megfelelő falsíkhoz tartozó anyag nevét (Material), jelöljük ki a megfelelő falsíkot, majd az egér bal gombjának még egyszeri megnyomásával fogadjuk el a választásunkat. Az anyagminta falsíkhoz rendelése Ha nézetablakban a VIEW DISPLAY MODE eszköz DISPLAY MODE SMOOTH parancsa van beállítva, akkor az anyag hozzárendelése után ezt rögtön látjuk a képernyőn is. Renderelt látvány az első falsík felöltöztetése után 9
15) Az eljárás lépéseit az összes rendelkezésre álló fénykép felhasználásával elvégezve, megkapjuk az Informatika épület teljes 3D-s látványát. 16) Az alábbi ábrán bemutatjuk, hogy a csatolt nyers (átalakítás előtti állapotú) fényképek közül melyiket melyik falsíkhoz kell hozzákapcsolni, illetve megadjuk az egyes épületrészek magasságait. A falsík vízszintes mérete a dgn állományból, a mérés ikon segítségével határozható meg.ezen adatok felhasználásával a teljes épület 3D-s modellje elkészíthető. A falsíkokról készült fényképek megnevezései és az épületmagasságok A leírásban szereplő állományok a Tanszék honlapjáról, a gyakorlati ismertetőből letölthetők. 10