Проекты

Проектирование и разработка программного обеспечения синтеза трёхмерных моделей типовых зданий

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Строительство, дизайн и архитектура» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1368
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В настоящее время 3D-моделирование является актуальным и широко применяется в различных областях. В частности, 3D-моделирование рассматривается в комплексе с 3D-печатью. Несмотря на многообразие архитектурно-строительных систем 3D-моделирования практически не существует программного обеспечения, которое создаёт синтез 3D-моделей типовых зданий без затраты длительного времени и материальных средств. Например, для инсталляций города или района можно использовать 3D-модели, построенные данной программой. В наше непростое время важно быстро реагировать на внештатные и критические ситуации. Например, при помощи программного обеспечения, представленного в проекте, можно наглядно продемонстрировать план эвакуации людей из торгового центра или иного здания.

Цель

Разработать программное обеспечение, которое позволяет строить различные типы зданий по заданным параметрам в несколько кликов.

Задачи

  1. Разработка математической модели здания.
  2. Проектирование интерфейса программного обеспечения синтеза моделей.
  3. Проектирование и разработка программного обеспечения:
    • проектирование и разработка подсистемы генерации модели здания;
    • проектирование и разработка подсистемы виртуального тура по зданию;
    • проектирование и разработка подсистемы экспорта моделей в формат.
  4. Доработка поверхностных моделей здания и преобразование в твердотельную модель.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Компьютер с установленным ПО
  • 3D-принтер

Описание

Автор создал программное обеспечение, которое позволяет строить модели типовых зданий по заданным параметрам за относительно небольшое время. Интерактивное перемещение позволяет пользователю со всех сторон посмотреть на модель. Автор разработал удобный интерфейс: пользователь без труда сможет разобраться, как использовать программное обеспечение.

Процесс создания файла в формате «.obj» позволяет с лёгкостью открыть его в программе для 3D-моделирования. Автор провёл анализ рынка, определил дальнейшие векторы развития.

Сначала пришла идея, затем были выбраны методы реализации (программирование на языке java в среде NetBeans). Использовалась свободно распространяемая библиотека OpenGL.

Разработано программное обеспечение, которое позволяет строить модели типовых зданий по заданным параметрам за относительно небольшое время.

Результаты работы/выводы

Разработанная программа поддерживает синтез моделей двух типов зданий – жилых корпусов (коридорного типа) и торговых центров.

Перспективы использования результатов работы

Перспективами развития является расширение типов зданий: синтез моделей медицинских учреждений, учебных корпусов, гаражных комплексов. Интеграция моделей в системы поверхностного и твердотельного моделирования обеспечивает применение моделей в рамках технологии строительной 3D-печати.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИТУ МИСиС

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

XIX Всероссийская научная конференция «Нейрокомпьютеры и их применение» – лучший научный доклад.

Мнение автора

«Проект имеет будущее, ведь как говорил Демиденко в своей научной статье о перспективах применения 3D-печати в строительном комплексе РФ: «Основной проблемой в процессах выполнения строительных работ является их тесная связь с большим количеством ручного труда, что не только замедляет темпы проведения этих работ, но и влечёт за собой дополнительные расходы». В перспективе наш проект решит эту проблему.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» – это шанс показать свои знания и умения, я считаю, что конференция должна развиваться и притягивать всё больше и больше школьников»