Budimpeštansko podjetje CÉH Inc. izmeriti je bilo treba stavbo madžarske državne operne hiše in na njihovi podlagi izdelati podroben računalniški model. Z združitvijo načel geodetskega snemanja s tehnologijo oblakov točk so se strokovnjaki lahko spoprijeli z ogromno nalogo, ki je bila pred njimi, ne da bi motili način delovanja opere. Tako pridobljen model bo v prihodnosti uporabljen za razvoj projekta rekonstrukcije tega arhitekturnega spomenika in njegovega nadaljnjega delovanja.
Stavba madžarske državne operne hiše
130 let zgodovine
Odločitev za gradnjo stavbe madžarske državne opere je bila sprejeta leta 1873. Na podlagi rezultatov odprtega natečaja je žirija izbrala projekt znanega madžarskega arhitekta Miklósa Ybla (1814-1891). Gradnja neoklasične stavbe, ki se je začela leta 1875, je bila končana devet let kasneje. Slavnostna otvoritev, na katero je bil povabljen avstrijski cesar in madžarski kralj Franc Jožef, je bila 27. septembra 1884.
Akustika operne hiše, ki jo je v zadnjih 130 letih zgradil Miklos Ibl, še naprej privablja ljubitelje umetnosti z vsega sveta. Na tisoče turistov vsako leto obišče madžarsko državno operno hišo, ki velja za enega največjih arhitekturnih spomenikov 19. stoletja v Budimpešti.
Meritve
Izziv za CÉH je bil izvesti celovite meritve ne samo glavne stavbe madžarske državne opere, temveč tudi drugih sorodnih stavb (trgovina, prodajni center, skladišče, vadnica, pisarne in delavnice). Na podlagi točk, dobljenih v procesu merjenja oblakov, je bilo treba izdelati arhitekturni model, ki v celoti odraža trenutno stanje vseh stavb.
Zbrani podatki so bili obdelani v aplikacijah Trimble RealWorks 10.0 in Faro Scene 5.5.
Pomembno je omeniti, da je neposredno pridobivanje podatkov trajalo bistveno manj časa kot njihova nadaljnja obdelava, ker je kljub dejstvu, da so bili podatki obdelani skoraj takoj, zahtevna zgradba v procesu zahtevala večjo pozornost.
Kombinacija hkratnega merjenja in obdelave je ustvarila nekaj dodatnih težav. Vsak nov del, predstavljen v obliki oblaka točk, je moral biti postavljen v en sam model in povezan z vsemi predhodno postavljenimi elementi v njem. Poleg tega preprosto ni bilo časa za ponovitev meritev ali spreminjanje elementov, zato je bilo treba vse operacije prvič izvesti zelo natančno.
Upoštevati je treba tudi dejstvo, da so bile meritve opravljene med delovanjem opere. Potreba po postopnem izpraznitvi nekaterih skladišč ali zagotovitvi dostopa do določenih prostorov je privedla do tega, da so se meritve, ki so se začele v enem delu stavbe, nadaljevale v drugem delu stavbe, nato pa so se strokovnjaki vrnili v prej nedostopne prostore. Seveda je takšna organizacija dela zmanjšala hitrost njihovega izvajanja in zahtevala dodatno koordinacijo celotnega procesa.
"Rešitev GRAPHISOFT BIMcloud nam je bila v veliko pomoč, saj je zagotovila hiter dostop do datotek s skoraj povsod po svetu." - Gábor Horváth, vodilni arhitekt, CÉH
Čeprav so imeli merilni tehniki na voljo dovolj orodij za pozicioniranje, je operno osebje sprva te naprave pomotoma premaknilo in resno oviralo postopek medsebojnega poravnavanja oblakov točk. Sčasoma pa sta se obe ekipi naučili medsebojne interakcije in ne poseganja med seboj v svoje vsakdanje delo.
Nekatere sobe (na primer skladišča rekvizitov) so se nenehno spreminjale, medtem ko so bile površine drugih prostorov (na primer sistem vzmetenja, prekrit s kovinsko mrežo ali zakulisne konstrukcije) izredno težke za geodetske instrumente - vse to je zahtevalo dodatne meritve.
Najtežje in najzahtevnejše so bile meritve obokanih in cik-cak površin, prisotnih v tehničnih in pomožnih prostorih na spodnjih nivojih stavbe. Prav tako je bilo težko reproducirati oboke, ki delijo stavbo na nivoje po načrtu avtorja Miklosa Ibla.
Nosilci in druge strukture so pogosto prekrivale površine sten in tal. V takih situacijah bi lahko rezultate meritev uporabili le za izdelavo zelo grobega 3D modela. Zato so za podrobnejše informacije o krajih, nedostopnih 3D skenerju, pogosto uporabljali video in fotografsko snemanje.
Nabori podatkov o meritvah so bili predhodno uvoženi v Faro Scene 5.5 in nato preneseni v Trimble RealWorks 10.0 za končno obdelavo. Ta postopek je trajal precej dolgo, saj je obdelava tako ustvarjenih datotek v oblaku točk zahtevala veliko procesorske moči.
Upravljanje knjižnice Point Cloud
Velikosti datotek so zelo pomembne pri upravljanju podatkov. Med postopkom merjenja je nastalo ogromno oblakov točk, podrobnosti teh datotek pa so dosegle 40 milijonov točk na sobo. Datotek te velikosti preprosto ni bilo mogoče združiti. Prvi korak je bil zmanjšati število točk s pomočjo Trimble RealWorks. Potem, ko se je podrobnost datoteke zmanjšala za red velikosti, je bilo mogoče združiti te oblake, ki so že vsebovali približno 3-4 milijone točk.
Optimizirani in združeni bloki z 20–30 milijoni točk so bili shranjeni z ločljivostjo največ ene točke na kvadratni centimeter. Ta gostota točk je bila dovolj za izdelavo podrobnega modela v ARCHICAD.
Izvožena je bila ena optimizirana datoteka v oblaku točk v formatu E57, združljivem s programsko opremo za arhitekturo. Tako je ekipa arhitektov lahko nadaljevala neposredno z modeliranjem.
Glavni del modela je bil izveden v programu ARCHICAD 19. Hkrati je pri delu igrala pomembno vlogo rešitev GRAPHISOFT BIMcloud, ki zagotavlja sprejemljivo hitrost dostopa do datotek s skoraj povsod po svetu. Ta dejavnik je bil zelo pomemben, ker je velikost projekta presegla 50 GB.
Delo na modelu
Pri analizi tridimenzionalnega volumna stavbe so bili sprva uporabljeni stari dimenzijski načrti. Te 2D risbe so bile bistveno izboljšane in izboljšane z oblaki točk.
Večja neskladja s starejšimi načrti so bila očitna že na začetku, dodatni zapleti pa so se pojavili pri primerjavi tlorisov na več nivojih. Leta 1984 je bila stavba delno rekonstruirana, zaradi česar so bili zamenjani nekateri elementi, na primer jekleni nosilci sistema vzmetenja. Dokumentacija, izdana za to rekonstrukcijo, je bila zelo koristna pri poustvarjanju modela kompleksnih oblikovalskih rešitev, v katerih so bili precej tanki elementi, ki jih 3D skenerji niso zaznali. Enako je veljalo za premične konstrukcije, kot so jekleni elementi odra, ki so se še naprej uporabljali med meritvami.
Skoraj vsa geometrija je bila ustvarjena v okolju ARCHICAD. Zelo zapleteni elementi, kot so kipi, so bili modelirani v aplikacijah tretjih oseb in nato uvoženi v ARCHICAD kot trikotne 3D mreže. Ti elementi, ki so bili sestavljeni iz velikega števila poligonov, so bili modelu dodani šele v zadnji fazi.
Največja omejitev za arhitekte je bila računalniška moč računalnikov, saj je velikost datotek v oblaku točk in model rahlo vplivala na zmogljivost. Da bi zmanjšali velikost modela in izboljšali udobje dela z njim, je bilo zelo pomembno, da vgnezdeno knjižnico zmanjšate na minimum. Pri majhnih projektih velikost te knjižnice ne igra velike vloge, vendar je v tem primeru vsebovala veliko visoko poli elementov, ki so močno povečali velikost projekta in posledično ustvarili preveliko obremenitev računalnikov. Za izboljšanje gladkosti 2D navigacije in zmanjšanje velikosti datotek so nekateri elementi shranjeni kot predmeti. Tako je bilo mogoče v model umestiti poljubno število primerkov istega predmeta, ne da bi ustvarili nove preobrazbe ali druge strukturne elemente. Še večjo optimizacijo smo dosegli s poenostavitvijo simbolov 2D predmetov. Seveda ta odločitev nikakor ni mogla vplivati na zmogljivost 3D, saj ni zmanjšala števila prisotnih poligonov v modelu. Težavo smo rešili s prilagajanjem kombinacij slojev, na primer z onemogočanjem prikaza okrasnih elementov in skulptur med 3D-navigacijo.
Številne ure dela in izjemen trud so ustvarili model, ki si ga lahko vsakdo ogleda na svoji mobilni napravi. Podrobno načrtovanje in postopna organizacija celotnega delovnega procesa sta imela pomembno vlogo pri doseganju uspeha.
Omeniti velja tudi, da je bilo mogoče učinkovito izmeriti in na podlagi njih ustvariti natančen model le zahvaljujoč usklajenemu delu in pripravljenosti na interakcijo med madžarsko državno opero in zaposlenimi v CÉH, ki so si veliko skupaj prizadevali za ohranitev in rekonstruirali ta veličastni arhitekturni spomenik.
Model operne hiše v laboratoriju BIMx
Kljub temu, da je bil model ARCHICAD čim bolj optimiziran, še vedno vsebuje približno 27,5 milijona poligonov in približno 29.000 BIM elementov.
BIM modele te velikosti je v mobilni aplikaciji GRAPHISOFT BIMx zelo težko videti.
Toda nedavno ustvarjena tehnologija BIMx Lab se popolnoma spopada s takšnimi nalogami, kar vam omogoča obdelavo skoraj poljubnega števila poligonov v modelih ARCHICAD katere koli zahtevnosti!
Prenesite mobilno aplikacijo BIMx Lab iz trgovine Apple App Store.
Če želite oceniti možnosti te nove tehnologije, prenesite model zgradbe madžarske državne opere za laboratorij BIMx.
O podjetju CÉH Inc
CÉH načrtovanje, razvoj in svetovanje Inc. Je vodilni inženirski oddelek skupine CÉH, ključni igralec na madžarskem trgu oblikovanja in gradbeništva. Z več kot 25-letnimi izkušnjami ima CÉH velike izkušnje na področju projektiranja, gradnje in obratovanja stavb.
CÉH zaposluje strokovnjake iz vseh inženirskih posebnosti, povezanih z gradbeno industrijo. CÉH ima približno 80 zaposlenih, 10 podružnic in 150-200 izvajalcev.
Površina projektov BIM, ki jih izvaja CÉH, presega 150.000 m².
Arhitekti CÉH Inc. že več kot 10 let uporabljajo ARCHICAD pri svojem delu. Trenutno ima CÉH 26 licenc in uporablja GRAPHISOFT BIMcloud. Ta projekt, izveden v ARCHICAD 19, je neprestano sestavljalo od tri do sedem arhitektov.
O podjetju GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® je revolucijo BIM leta 1984 spremenil z ARCHICAD®, prvo CAD BIM rešitev za arhitekte v industriji. GRAPHISOFT še naprej vodi arhitekturno tržišče programske opreme z inovativnimi izdelki, kot so BIMcloud ™, prva skupna BIM oblikovalska rešitev v realnem času, EcoDesigner ™, prvo popolnoma integrirano energetsko modeliranje in ocene energetske učinkovitosti stavb na svetu, BIMx® pa je vodilni mobilna aplikacija za predstavitev in predstavitev BIM modelov. Od leta 2007 je GRAPHISOFT del skupine Nemetschek.
