3D model Hernychovy vily v Ústí nad Orlicígeo.fsv.cvut.cz › proj › bp › 2012 ›...

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZEFAKULTA STAVEBNÍ

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

PRAHA 2012 Pavel TOBIÁŠ

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZEFAKULTA STAVEBNÍ

OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE3D MODEL HERNYCHOVY VILY V ÚSTÍ NAD ORLICÍ

Vedoucí práce: Doc. Ing. Lena Halounová, CSc.Katedra mapování a kartografie

červen 2012 Pavel TOBIÁŠ

ZDE VLOŽIT LIST ZADÁNÍ

Z důvodu správného číslování stránek

ABSTRAKTTato práce je zaměřena na tvorbu 3D modelu Hernychovy vily v Ústí nad Orlicí. Výsledný

model by měl sloužit hlavně pro prezentaci objektu na webových stránkách města. Pro

zpracování modelu byl vybrán volně dostupný software Google SketchUp. Práce nejprve

stručně popisuje historii zpracovávaného objektu a dále se zabývá popisem procesu mo-

delování ve vybraném programu a především vlastním vytvářením 3D modelu zvolené

předlohy.

KLÍČOVÁ SLOVA3D model, trojrozměrný model, Google SketchUp, Hernychova vila, Ústí nad Orlicí

ABSTRACTThis work focuses on the creating of the 3D model of Hernych’s residence in Ústí nad

Orlicí. The resulting model should be mainly used for the presentation of this object on

the city websites. Free software Google SketchUp was chosen for modeling. The work

briefly describes the history of the modelled object, and then deals with the description

of working in the program, and especially with creating 3D model of the chosen original.

KEYWORDS3D model, three-dimensional model, Google SketchUp, Hernych’s residence, Ústí nad

Orlicí

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že bakalářskou práci na téma „3D model Hernychovy vily v Ústí nad Orlicí“

jsem vypracoval samostatně, pouze s využitím odborných konzultací. Použitou literaturu

a podkladové materiály uvádím v seznamu zdrojů.

V Praze dne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(podpis autora)

PODĚKOVÁNÍ

Rád bych poděkoval Doc. Ing. Leně Halounové, CSc. za její odborné rady a ochotu

při vedení mé bakalářské práce. Dále děkuji Ing. Janu Kopáčovi za poskytnutí tématu

pro bakalářskou práci a za ochotnou pomoc při obstarávání podkladů pro ni. Personálu

Městského muzea v Ústí nad Orlicí potom patří dík za vstřícnost a umožnění vstupu do

Hernychovy vily. Nakonec děkuji své rodině a blízkým za podporu při psaní této práce.

Obsah

Úvod 8

1 Jiné práce zabývající se 3D modely 10

1.1 Jiné práce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.2 Srovnání s tvorbou modelu Hernychovy vily . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Historie Hernychovy vily 13

2.1 Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 Modelování v Google SketchUp 16

3.1 Program SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.1 Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.2 Verze programu SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.3 Formáty podporované programem SketchUp . . . . . . . . . . 17

3.2 Práce v programu SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2.1 Nastavení programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.2 Panely nástrojů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.3 Vlastní modelování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4 Zpracování 3D modelu Hernychovy vily 31

4.1 Podklady . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.1.1 Projektová dokumentace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.1.2 Vlastní měření a fotografická dokumentace . . . . . . . . . . . 32

4.2 Tvorba 3D modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.2.1 Vytvoření půdorysu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.2.2 Vytažení půdorysu do prostoru . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.2.3 Vytvoření modelů oken a dveří . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.2.4 Přechod k modelování podle výkresů pohledů . . . . . . . . . 37

4.2.5 Rozdělení modelu na části . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.2.6 Základní, do prostoru „vytažený“ model . . . . . . . . . . . . 39

4.2.7 Jižní věž a vrchol věže severní . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.2.8 Střední část věže severní s balkony . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.2.9 Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí

budovy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.2.10 Vchody a balkóny zpředu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.2.11 Terasa vzadu (jihovýchodní) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.2.12 Horní část severovýchodního průčelí budovy . . . . . . . . . . 46

4.2.13 Socha svatého Floriána . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.2.14 Vizualizace výsledného modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Závěr 49

Použité zdroje 51

Seznam příloh 54

A Prezentace výsledků práce ve formě 2D obrázků 55

ČVUT v Praze ÚVOD

Úvod

S velkým nárůstem počtu uživatelů internetu stoupá potřeba prezentovat se po-

mocí webových služeb jak pro fyzické, tak pro právnické osoby. Například možnost

nabízet své výrobky velkému množství uživatelů, kteří si je mohou z pohodlí domova

jednoduše vybírat a objednávat, je pro výrobce velmi lákavá. S možností vybírat si

výrobky na dálku samozřejmě souvisí také potřeba získat představu o jejich vzhledu.

Fotografie či výkresy třeba v případě staveb nemusejí být pro zájemce vždy ideální.

Naproti tomu 3D model již poměrně dobře umožňuje vytvořit si celkový dojem

z příslušného objektu zájmu.

Potřeba prezentovat se pochopitelně nemusí vždy přímo souviset pouze s pro-

dáváním určitého výrobku. Například města tak chtějí veřejnosti zprostředkovat

obrázek o svých památkách. Tímto způsobem mohou nejen přilákat případné ná-

vštěvníky, kteří budou chtít dříve virtuálně prohlédnuté objekty spatřit na vlastní

oči, ale mohou také zpřístupnit náhled na tyto památky lidem, kteří dotyčné město

z rozličných důvodů navštívit nemohou. V současné době proto vznikají různé vir-

tuální galerie, v nichž může být kromě fotografií využito také 3D modelů.

Je nutno uvést, že kromě uvedených případů je možno využívat 3D modelů všude

tam, kde je třeba získat podrobnější představu o tvaru určitého objektu, případně

jeho vzhledu ve vztahu k objektům okolním. 3D modely proto nalézají uplatnění

například v architektonických studiích, kde je možno nově navrhovaný objekt zasadit

do stávající zástavby a posuzovat jeho vliv na ni.

Následující práce je zaměřena na tvorbu 3D modelu Hernychovy vily a vznikla

na popud jednoho z radních města Ústí nad Orlicí. Požadavkem bylo vytvořit mo-

del, který by mohl sloužit pro prezentaci objektu na webových stránkách dotyčného

města. Jedním z přání bylo, aby byl model vytvořen v programu Google SketchUp

[8]. Po zvážení jiných alternativ bylo nakonec tomuto přání vyhověno a uvedený

program byl použit. Je nutné říci, že program SketchUp je mimo jiné důležitým

prostředkem modelování pro následnou prezentaci modelů budov v aplikaci Google

Earth [5]. Modely vytvářené pro toto použití jsou ovšem ve většině případů velmi

zjednodušené. Vzhledem k tomu, že výsledek práce by mohl být využit i pro jiný

8

ČVUT v Praze ÚVOD

způsob prezentace – samostatně na stránkách města, bylo rozhodnuto pokusit se

o větší detailnost modelu. Možnost zobrazit model v Google Earth byla však samo-

zřejmě stále uvažována. Také proto byla snaha nevytvářet detaily zbytečné a s kom-

pletním modelem nepřekročit mezní velikost pro zobrazení v aplikaci Google Earth

tj. 10 MB [10].

Protože je modelovaný objekt poměrně rozsáhlá secesní vila s řadou ozdobných

prvků a malým množstvím prvků, které se opakují, jedná se o poměrně složitý objekt

k modelování. Vlastní práce na 3D modelu je proto velmi časově náročná. Práce si

proto neklade za cíl vytvořit kompletní model celé vily. Jejím hlavním cílem by mělo

být představit program Google Sketch Up, popsat postup práce při vyhotovování

3D modelu a upozornit na některé problémy, které mohou při modelování nastat.

V první kapitole práce bude čtenář seznámen s historií modelovaného objektu.

V další kapitole potom budou uvedeny další práce, zabývající se tvorbou 3D modelu

v programu SketchUp.

Třetí kapitola se zabývá modelováním v Google SketchUp a může sloužit jako

stručný návod pro zájemce o práci v tomto programu.

Závěrečná část je již zaměřena na konkrétní tvorbu 3D modelu Hernychovy vily.

Je zde nastíněno, jaké podklady byly využity pro modelování a jakým způsobem

bylo postupováno. Jak již bylo řečeno, výsledkem práce je prozatím rozpracovaný

3D model, proto je v této části také uvedeno, jaké další práce bude nutno na modelu

vykonat.

9

ČVUT v Praze 1. JINÉ PRÁCE ZABÝVAJÍCÍ SE 3D MODELY

1 Jiné práce zabývající se 3D modely

1.1 Jiné práce

V této kapitole budou popsány některé jiné práce, zabývající se tvorbou 3D

modelů historických objektů a využívající softwaru SketchUp. Všechny popisované

práce lze nalézt na stránkách předmětu Vizualizace a distribuce prostorových dat,

vyučovaného na katedře mapování a kartografie FSv ČVUT v Praze [19].

Jako podklad pro tvorbu této bakalářské práce byla nejvíce využita diplomová

práce Michaely Vrňákové, která se zabývá tvorbou 3D modelu zámku Konopiště [20].

Zajímavostí této práce je mimo jiné obecný popis procesu modelování a představení

základních formátů pro 3D modely. Vlastní 3D model byl potom vytvářen hlavně za

použití programů Kokeš1 a Google SketchUp, kdy v programu Kokeš byly měřeny

vzdálenosti mezi body zaměřenými geodeticky (prostorovou polární metodou totální

stanicí) a takto získaná staničení byla vynášena v programu SketchUp. Nádvoří ob-

jektu poté bylo vytvořeno pouze s použitím fotografií jako tapet na zdech. I když

výsledný model svojí detailností převyšoval běžný standard modelů prezentovaných

na Google Earth, umožnila jeho výsledná velikost tento způsob sdílení. Jako zajíma-

vost je nutno také uvést to, že zde byly pro získání představy o prvcích na střechách

pořizovány i vlastní letecké snímky.

Diplomové práce Marie Rajdlové [13] a Michala Šatavy [17] se zabývají zpraco-

váním 3D modelu barokního areálu v poutním místě Svatá Hora u Příbrami. První

uvedená vytvářela model baziliky Nanebevzetí Panny Marie Svatohorské, v druhé

práci potom byly modelovány k bazilice náležející ambity. Na rozdíl od 3D modelu

Konopiště bylo v těchto pracech jako podkladů využito také výkresové dokumen-

tace ve formátu dwg. Proto bylo kromě programu SketchUp využíváno také CAD

softwaru Microstation2. Je nutno říci, že obě práce, zvláště pak ta, zabývající se

bazilikou, jsou značně detailní a zřejmě i velmi přesné. Daní za tuto propracovanost

je potom značná velikost souboru modelu, kvůli které nemohly být publikovány

prostřednictvím Google Earth.1Viz: <http://www.gepro.cz/geodezie-a-projektovani/kokes/>.2Viz: <http://www.bentley.com/cs-CZ/Products/microstation>.

10

http://www.gepro.cz/geodezie-a-projektovani/kokes/

http://www.bentley.com/cs-CZ/Products/microstation


Trochu odlišná je diplomová práce Lenky Zelené [22], která není zaměřena pouze

na tvorbu 3D modelu stavebního objektu, ale zabývá se také zpracováním digitál-

ního modelu terénu ve SketchUpu na podkladě vektorových vrstevnic a porovná-

ním práce v programech SketchUp a Microstation. Vlastní 3D modely, tedy modely

kláštera a objektu č.p. 9 v obci Svatý Jan pod Skalou, jsou potom spíše jedno-

dušší a méně podrobné, tudíž se hodí hlavně pro aplikaci Google Earth. Zajímavostí

je porovnání pracnosti vytvoření malého modelu stavebního objektu v obou výše

uvedených programech. O rychlosti programu SketchUp svědčí to, že model, který

byl v Microstationu tvořen 1 hodinu 50 minut, zvládla autorka práce ve SketchUpu

vymodelovat za cca 10 minut.

1.2 Srovnání s tvorbou modelu Hernychovy vily

Tato bakalářská práce, zabývající se tvorbou Hernychovy vily si klade za cíl najít

co nejlepší kompromis mezi detailností modelu a možností jeho prezentace pomocí

Google Earth. Hlavní odlišností od popisovaných objektů je potom to, že je před-

lohou stavba secesní. Důsledkem toho je velká zdobnost fasády vily a jiných částí

objektu. Při pohledu na vilu je zřejmé, že se na ní vyskytuje málo skutečně se opa-

kujících prvků. Například ozdobné prvky kolem oken se u každého okna proměňují

a i vlastních typů oken je použita celá řada. Velké množství typů je potom použito

i u dveří, shodná nejsou ani zábradlí na jednotlivých balkónech a podobně. Málo

objektů na vile lze proto modelovat jednou a následně kopírovat a u zdobných prvků

je nutno dobře rozmyslet, zda má být daný prvek modelován, zobrazen pomocí tex-

tury nebo zcela vypuštěn. Zatím je možné říci, že se výše uvedené obtíže podařilo

překonat. Výsledná velikost dosavadního modelu ponechává dostatečnou rezervu na

další objekty a textury, které bude nutno přidat a přitom je model poměrně detailní.

Postup vytváření modelu Hernychovy vily se od postupu využitého v popsa-

ných diplomových pracech v zásadě neliší. Protože ale bylo jako podkladů využí-

váno zejména obsáhlé projektové dokumentace (viz 4.1.1), která byla k dispozici

buď přímo v papírové podobě, příp. ve formě vyfotografovaných papírových vý-

kresů, nebylo nutné kromě programu SketchUp využívat další CAD či geodetický

11


software. Za neobvyklou část postupu je možné označit například zjišťování výško-

vých poměrů v okolí objektu měřením průsečnice stavby s terénem (viz 4.2.2), které

v jiných pracech nebylo nalezeno. Jako další odlišnost je potom možné uvést způsob

prezentace výsledků práce, k čemuž bylo využito i plug-inů pro program SketchUp,

které umožňují renderování 2D obrázků z 3D modelu (viz 4.2.14).

12

ČVUT v Praze 2. HISTORIE HERNYCHOVY VILY

2 Historie Hernychovy vily

„Hernychova vila je více jak sto let neopomenutelnou součástí města Ústí nad

Orlicí. Její věž je nejen výtečným orientačním bodem v jeho panoramatu, ale i bedli-

vým průvodcem návštěvníkům a spolu s věží kostela Nanebevzetí Panny Marie tvoří

dva základní a nepřehlédnutelné pilíře kulturního a duchovního bohatství města Ústí

nad Orlicí. . .

. . . I když je v dnešní době vila veřejným prostorem, tak budeme-li pozorní, zachy-

tíme podstatnou část atmosféry starého mocnářství, doznívající secese a pracovního

i rodinného šepotu průmyslnické rezidence.

Budeme-li mít onu pověstnou trpělivost i cit, tak, ač tito lidé dávno nežijí, mů-

žeme je spatřit. Díky své vlastní fantazii. Jsou plni energie ve své vlastní současnosti,

ve svém vlastním budoucnu.

Honosnou secesní budovu, jejíž jsme návštěvníky, si v prvním desetiletí nechal

coby rodinné sídlo vystavět ústecký velkoprůmyslník Florian Hernych z ústecké větve

rodu Hernychů. . . “1

Obr. 2.1: Foto Hernychovy vily a její lokalizace na mapě Ústí nad Orlicí

(Zdroje: http://www.ustinadorlici.cz a http://www.mapy.cz)

1Pro napsání následující kapitoly byla využita kniha Hernychova vila – od soukromé rezidence

po veřejný prostor [11]. Tam, kde to bylo vhodné, bylo užito doslovné citace textu, Takové pasáže

jsou uvedeny v úvozovkách.

13


2.1 Historie

Florian Hernych se narodil v Ústí nad Orlicí 4. května 1855 jako syn tkalce

a faktora Jana Hernycha. V roce 1884 získal od svého otce textilní závod. Ihned

poté přistoupil k výrazné modernizaci výroby. Původní počet 300 mechanických

stavů, které nechal umístit do nových prostor podniku krátce poté, co mu byl závod

jeho otcem postoupen, se postupně zvyšoval až na 1200 stavů. Kromě tkalcovny

v Ústí nad Orlicí vlastnil jeho závod též pobočné výrobny ve Vamberku, Chrudimi,

Nekoři, Jihlavě, Hnátnici, Doudlebách nad Orlicí a v Nadlburku u Vídně.

V roce 1902 byl Florian Hernych zvolen do právě založeného Svazu českých tex-

tilních průmyslníků, což určitě dokazovalo jeho příslušnost mezi nejúspěšnější české

textilní podnikatele. Nutno je však říci, že přes své nesporné podnikatelské schop-

nosti nebyl Hernych mezi dělníky a úředníky kvůli svému velmi tvrdému a bezohled-

nému chování k nim vůbec oblíben.

Jedním z cílů Floriana Hernycha v době, kdy se mu dařilo jeho podnikání, bylo

získání šlechtického titulu. Mimo nutnosti vlastnit pozemky zapsané v zemských

deskách a poskytovat milodary musel při zažádání o jeho přidělení prokázat také

vlastnictví honosného sídla. V roce 1906 proto Hernych vykoupil potřebné pozemky

pro stavbu nové vily a dal strhnout budovy na těchto pozemcích stojící.

Projekt plánované vily vyhotovili zřejmě architekti Emil Králíček a Jiří Justich,

kteří pracovali pro pražskou firmu Matěje Blechy. Výstavbu vily potom prováděl

investorův bratr, ústecký stavitel Josef Hernych. Povolení ke stavbě vily bylo vydáno

15. března 1906, kolaudace se konala za poměrně krátkou dobu – 25. února 1907.

V roce 1927 potom provedla firma Františka Tošovského přístavbu zimní zahrady,

která byla přestavěna z původní otevřené západní terasy.

Během užívání vily jako průmyslnického sídla bylo rozložení místností následu-

jící. V suterénu byla kotelna, sklad na uhlí, prádelna, kuchyň a spíž. Reprezentační

místnosti se potom nacházely v prvním patře – jednalo se především o rozlehlou

halu a pokoje. Konečně druhé patro sloužilo k obývání.

Podnikatelský úspěch Hernychovy firmy výrazně ovlivnily balkánské válečné kon-

flikty před první světovou válkou, kvůli nimž pro něj byly ztraceny trhy na Balkáně

14


a Blízkém východě. V roce 1911 se proto podnik musel transformovat na společnost

s ručením omezeným a v roce 1917 na akciovou společnost. V souvislosti s podnika-

telskými neúspěchy bylo zvažováno i zastavení vily. Přes tyto hospodářské problémy

vila stále zůstávala ve vlastnictví Hernychovy rodiny. V roce 1951 ale bylo Ústřední

radou odborů v Praze rozhodnuto o tom, že se vila stane školícím střediskem ROH

Praha. Hernychovi byly s odbory nuceni podepsat desetiletou nájemní smlouvu.

S využitím vily jako školícího střediska souvisely i některé nutné stavební úpravy.

V suterénu tak byla zřízena nová sociální zařízení, ústřední topení, některé místnosti

byly přepaženy a byl přistavěn nový vchod. V patrech využívaných k obývání byly

upraveny vchody do místností a také byla přistavěna sociální zařízení.

V roce 1954 byla Svazová škola ROH reorganizována a vilu dále neužívala. No-

vými nájemci se proto v roce 1955 staly Hudební škola, Okresní lidová knihovna,

vývařovna základní školy a Dům osvěty v Ústí nad Orlicí. V roce 1971 byla ve

vile umístěna pobočka Okresního muzea ve Vysokém Mýtě, která byla odstěhována

v roce 1990.

Po roce 1989 byla vila navrácena původním vlastníkům. Do roku 2002 zde sídlila

Základní umělecká škola Jaroslava Kociana, která platila majitelům nájem. V roce

2003 potom přešla vila do majetku Města Ústí nad Orlicí.

Od podzimu 2006 do 26. dubna 2008 probíhala ve vile rekonstrukce, která měla

vilu vrátit do stavu odpovídajícího její podobě v době, kdy byla vlastněna Flo-

rianem Hernychem. Po jejím slavnostním znovuotevření zde zahájilo svoji činnost

Městské muzeum v Ústí nad Orlicí. Kromě muzea je zde nyní přístupná i knihovna

a badatelna. V suterénu budovy byla otevřena restaurace.

15

ČVUT v Praze 3. MODELOVÁNÍ V GOOGLE SKETCHUP

3 Modelování v Google SketchUp

3.1 Program SketchUp

Google SketchUp je CAD software, který umožňuje jednoduše modelovat troj-

rozměrné objekty. Jeho výhodou je jednoduché uživatelské rozhraní a funkce, které

poskytují možnost 3D modelování i osobám bez velkých zkušeností s jinými CAD

programy. Jedním z hlavních využití programu SketchUp pro běžné uživatele je

tvorba 3D modelů budov pro použití v aplikaci Google Earth. Modely, které jed-

notliví tvůrci v programu vytvoří, je možné sdílet pomocí služby 3D Warehouse

(Galerie 3D objektů) [6]. Program v současné době využívají ke své práci mimo jiné

architekti, stavební a strojní inženýři, filmoví tvůrci i vývojáři počítačových her [15].

3.1.1 Historie

První verze softwaru SketchUp byla uvedena na trh v srpnu roku 2000 společností

@Last Software. Mělo se jednat o software sloužící především pro tvorbu designér-

ských náčrtků, které by jinak byly vytvářeny perem na papír. Úspěch programu,

způsobený zejména krátkou dobou nutnou k jeho naučení, zaujal společnost Google,

která v roce 2006 společnost @Last Software koupila a vyvíjela program dále jako

plug-in pro aplikaci Google Earth. [15]

3.1.2 Verze programu SketchUp

Poslední verzí programu, dostupnou v češtině, je verze SketchUp 6 [7]. Tato verze

byla použita pro účely této bakalářské práce a byla shledána pro toto použití jako

dostačující. V angličtině je však již dostupná verze SketchUp 8 [8]).

Hlavním rozdílem verze 8 oproti SketchUpu 6 je začlenění funkce Geo-location,

která umožňuje georeferencovat modelovaný objekt ve spolupráci s aplikací Google

Maps a získat i model části terénu z vybrané oblasti včetně jeho potažení leteckým

snímkem. Dále je v menu této nové verze obsaženo propojení s aplikací Building

Maker, která poskytuje rychlý, uživatelsky nenáročný nástroj pro tvorbu 3D modelů

jednoduchých staveb na základě šikmých leteckých snímků (dobře využitelné pro

16


aplikaci Google Earth). V neposlední řadě je také mírně pozměněno uživatelské

rozhraní, což se mimo poněkud pozměněných barev palet projevuje hlavně na jiných

koncových značkách kreslených linií (čtverečky místo kroužků).

Zvláštní verzí SketchUpu 8 je verze Pro, která je určena pro profesionální ko-

merční využití. Oproti základní verzi je SketchUp Pro zpoplatněn (v době psaní této

práce 495 USD1) a obsahuje aplikace LayOut 3 pro tvorbu výkresů a prezentací z 3D

modelu a Style Builder pro vytváření vlastních stylů kresby (kresba vypadající jako

ručně kreslená skica tužkou, perem, uhlem atd.). Dalšími výhodami této komerční

verze je export výsledného modelu ve více formátech, možnost importu běžných 2D

a 3D CAD výkresů a některé jiné funkce.

3.1.3 Formáty podporované programem SketchUp

1. Formáty podporované verzí SketchUp 8 [3]

∙ Import 2D obrázků: *.jpg, *.png, *.tif, *.tga, *.bmp

∙ Import 3D modelů: *.skp (SketchUp),*.3ds (Autodesk 3ds Max), *.dem,

*.ddf (DEM),

∙ Export 2D obrázků: *.jpg, *.png, *.tif, *.bmp

∙ Export animací a průletů modelem: *.mov, *.avi

2. Další formáty podporované pouze verzí SketchUp 8 Pro [4]

∙ Import 3D modelů: *.dwg, *.dxf (AutoCAD)

∙ Export 2D obrázků: *.pdf, *.eps, *.epx, *.dwg, *. dxf,

∙ Export 3D modelů *.3ds, *.dwg, *.dxf, *.fbx, *.obj, *.xsi, *.vrml

3.2 Práce v programu SketchUp

Vzhledem k tomu, že byl zpracovávaný objekt vytvářen v počeštěné verzi Sket-

chUp 6, bude následující popis práce odpovídat modelování v této verzi. Práce ve1Viz: <http://sketchup.google.com/intl/en/product/gsup.html>.

17

http://sketchup.google.com/intl/en/product/gsup.html


SketchUpu 8 by se ovšem neměla od popisovaného lišit, jediným rozdílem by bylo

anglické pojmenování jednotlivých nabídek a nástrojových lišt. V případě, že by

některá odlišnost mezi verzemi stála za zmínku, bude v textu uvedena.

3.2.1 Nastavení programu

Nejdůležitějším nastavením na začátku tvorby nového modelu je volba jednotek

modelu. Tato volba určuje, v jakých jednotkách se nám budou zobrazovat naměřené

délky a úhly a v jakých jednotkách je naopak budeme zadávat při přesném kreslení.

Nastavení jednotek modelu provedeme v okně Informace o modelu (Okno –> Infor-

mace o modelu –> Jednotky). V tomto okně můžeme zvolit délkové jednotky jak me-

trické soustavy (milimetry, centimetry, metry), tak soustavy angloamerické (palce,

stopy). Volbou Přesnost potom nastavíme, kolik desetinných míst bude zobrazeno.

U úhlů možnost volby jednotek chybí, nastavit je možno pouze počet zobrazených

desetinných míst. Úhly budou vždy zobrazeny ve stupňové (devadesátinné) míře.

V nejnovější verzi SketchUp 8 je možno nastavit jednotky modelu okamžitě při

spuštění programu. Slouží k tomu uvítací okno, ve kterém lze vybrat některou z při-

pravených šablon (templates). Změna šablony ovlivňuje nejenom nastavení jednotek,

ale také například pozadí pracovního prostoru. Zajímavá je ovšem hlavně možnost

provést vlastní nastavení, stejně jako to bylo popsáno pro dřívější verzi a uložit toto

nastavení jako novou šablonu.

3.2.2 Panely nástrojů

Základním panelem nástrojů, který se nám zobrazí při spuštění programu Sketch-

Up je panel Začínáme. Tento panel může pro jednoduché modelování a začínající

uživatele dostačovat, pro složitější práce je ale vhodné rozšířit si zobrazovanou na-

bídku o panely další. Jako základ je možno použít soustavu Velká sada nástrojů

(Zobrazit –> Panely nástrojů –> Velká sada nástrojů). Další panely nástrojů je

možno přidat dle potřeby obdobným způsobem.

Dále následuje výčet panelů nástrojů, tak jak je možno je vidět na obrázku 3.2:

18


Obr. 3.1: Okno Informace o modelu

Obr. 3.2: Přehled panelů nástrojů aplikace SketchUp

19


1. Panel nástrojů Začínáme

Základní panel nástrojů, který se zobrazí při prvním spuštění aplikace. Tvoří

ho panely Kresba, Hlavní, Upravit, Kamera, Lišta Google a Stavba, případně

jejich části.

2. Panel nástrojů Velká sada nástrojů

Soustava panelů, kterou je vhodné nahradit panel nástrojů Začínáme. Jeho

součástí jsou lišty Hlavní, Kresba, Upravit, Stavba, Kamera a Procházet.

3. Panel nástrojů Hlavní

Tento panel obsahuje nástroje pro výběr, mazání, pro vytváření komponent

a obarvování ploch barvami příp. texturami.

4. Panel nástrojů Kresba

Nástroje pro kresbu linií, kruhů, obdélníků, mnohoúhelníků, oblouků a pro

volné kreslení od ruky.

5. Panel nástrojů Upravit

Sada, jejíž součástí je jeden z nejdůležitějších nástrojů aplikace Tlačit/táhnout,

dále podobný nástroj Sledovat a pomůcky pro přesun, kopírování, otáčení,

změnu měřítka a odsazení.

6. Panel nástrojů Stavba

Obsahuje funkce vhodné pro měření a vytyčování úhlů a délek, kótování,

tvorbu popisů a psaní textu.

7. Panel nástrojů Kamera

Na tomto panelu jsou obsaženy funkce pro otáčení pohledu, jeho posouvání,

přibližování a oddalování. Tento panel není úplně nezbytný, protože manipu-

lovat s pohledem lze i pomocí klávesnice a myši. Kolečkem myši je tak možné

pohled přibližovat a oddalovat, při stisknutém kolečku se pohybem myši do-

sáhne otáčení, totéž při současně stisknuté klávese shift způsobí posun.

20


8. Panel nástrojů Procházet

Nástroje, nacházející se na této liště, slouží pro procházení modelu. Kameru

je tak možno umístit do výše očí a modelem „procházet“ , tedy pohybovat se

rychlostí chůze, případně běhu.

9. Panel nástrojů Řezy

Řezy jsou důležitou funkcí pro přehledné modelování složitějších objektů, pří-

padně pro modelování uvnitř objektů, například uvnitř budov. Tyto nástroje

slouží pro vytváření řezů a nastavení zobrazení roviny řezu nebo zobrazení

částí objektů před rovinou řezu.

10. Panel nástrojů Lišta Google

Funkce umožňující získání modelu terénu při současně spuštěné aplikaci Google

Earth. Dále nástroje pro umístění modelu do této aplikace, pro sdílení a na-

opak stahování modelů z Google galerie 3D objektů (Google 3D Warehouse).

V aktuální verzi SketchUp 8 se pomocí funkcí na této liště dá georeferencovat

modelovaný objekt, zobrazovat náhled modelu přímo v Google Earth a jsou

zde dostupné i nástroje aplikace Building Maker.

11. Panel nástrojů Vrstvy

Nástroje pro práci s vrstvami jako je vytváření nových vrstev, přepínání ak-

tivních vrstev, nastavování jejich barvy a viditelnosti.

12. Panel nástrojů Standard

Panel s tlačítky k vytváření nových souborů, otevírání či ukládání souborů

stávajících. Dále nástroje pro vyjmutí, kopírování, vložení, mazání. Tlačítka

Zpět, Znovu, Tisk a tlačítko pro přímý přístup k oknu Informace o modelu

(viz obrázek 3.1 na straně 19). Vzhledem k tomu, že jsou všechny tyto funkce

dostupné pomocí klávesových zkratek, případně z hlavního menu, jedná se

o panel prakticky nepotřebný.

21


13. Panel nástrojů Pohledy

Obsahem tohoto panelu jsou nástroje pro nastavení předdefinovaných stan-

dardních pohledů (iso, shora, zepředu, zprava, zezadu, zleva). Tyto nástroje

se nejlépe využijí při nastavení zobrazení pomocí rovnoběžné projekce. Nasta-

vování různých zobrazení bylo během práce prováděno vcelku často, bohužel

to však není možné pomocí některého z panelů nástrojů, ale je nutno tak uči-

nit v menu (Kamera –> Rovnoběžná projekce, Perspektiva příp. Dvoubodová

perspektiva).

14. Panel nástrojů Styl plochy

Stisknutím některého z tlačítek se změní styl, jakým je modelovaný objekt zob-

razen. Na výběr je drátěný model, model se skrytými neviditelnými hranami,

stínovaný model, stínovaný model potažený texturou a model monochroma-

tický. Částečná průhlednost stínovaného modelu s texturou se dá dosáhnout

volbou Rentgen

15. Panel nástrojů Stíny

Obsahuje nástroje využitelné především pro vizualizace. Pomocí nich lze za-

pnout zobrazení stínů a nastavit roční a denní dobu, které ovlivní jejich roz-

měry a polohu.

Všechny uvedené panely nástrojů lze samozřejmě kdykoliv zobrazovat a skrývat

a různě je přesouvat po pracovní ploše. Za zmínku proto stojí, že ve verzi SketchUp 8

existuje funkce umožňující uložit rozmístění panelů v určitý okamžik a v případě

potřeby toto rozmístění rychle obnovit.

3.2.3 Vlastní modelování

Vytvoření plochy

Tvorba plochy je jedním ze základních úkonů ve SketchUpu. Málokterý objekt

by bylo možné zpracovávat pouze jako drátěný model. Důležitou skutečností je, že

22


program vytváří plochu automaticky potom, co je nakreslen libovolný mnohoúhel-

ník2. Tento mnohoúhelník je možné nakreslit více způsoby, nejjednodušší možností

je použít nástrojů pro kresbu kruhu, obdélníku či obecného mnohoúhelníku. Složi-

tějším, ale více používaným způsobem je potom složení mnohoúhelníku pomocí více

nástrojů nebo jeho kresba nástrojem Čára.

a) b) c)

d) e) f)

g) h) i)

Obr. 3.3: Kreslení plochy pomocí nástroje Čára

Na příkladu kresby pomocí nástroje Čára je možné demonstrovat také řešení při-

chytávání se na stávající kresbu ve SketchUpu, na kresbu podle stávajících objektů2Vždy se jedná o mnohoúhelník. Na rozdíl od jiných CAD softwarů zde kružnice vždy nejenom

vypadá jako mnohoúhelník, ale také se tak chová. Pro vzhled modelu to při vhodně zvoleném

počtu stran (přednastaveno 24) nepředstavuje velký problém, může to ale způsobit potíže, pokud

se pokusíme provést nějakou konstrukci například pomocí průsečíku dvou kružnic a podobně.

23


a podle souřadnicových os. Na obr. 3.3 na str. 23 je zobrazen příklad kresby jed-

noduché plochy. V částech a) a b) je možno vidět kresbu linie rovnoběžné s jednou

ze souřadnicových os. Souřadnicové osy jsou ve SketchUpu rozlišeny barevně – ve

vodorovné rovině leží červená a zelená osa, kolmo na ně ve svislém směru se potom

nachází osa modrá. Kresba rovnoběžně se souřadnicovou osou je programem nabí-

zena automaticky a je vhodné ji využívat. Vzhledem k tomu, že se zde kreslí přímo

v prostoru, je nejjednodušší možností, jak kontrolovat správné prostorové umístění

objektů právě jejich postupná kresba podél os.

V částech obrázku c) - f) vidíme jednotlivé možnosti přichytávání se na dosavadní

kresbu. Program nabízí možnost napojení kresby na koncové body hran, na libovolné

body na hranách či jejich středové body případně na průsečíky více hran či jiných

objektů. Všechny možnosti jsou programem nabízeny automaticky. To je sice na

jednu stranu pohodlné, pro uživatele ale může být v některých případech problém

přichytit kresbu na jím zamýšlený bod, zvláště při nepřehledné situaci u složitějších

modelů. Zřejmě jako nejsložitější se ukázalo přichycení se na průsečíky, kdy program

stále nabízel jiné varianty a až po značném přiblížení bylo možno vybrat dotyčný

bod.

Obrázky g) a h) ukazují kresbu dle stávajících hran. Počkáme-li několik sekund

s kurzorem na libovolné hraně, je nám nabídnuta možnost vést linii rovnoběžně

s hranou, je-li počáteční bod linie na hraně, potom kresba kolmo k této hraně.

Konečně na obrázku i) byla po dokončení mnohoúhelníku automaticky vytvo-

řena plocha. Je nutné vědět, že není možno plochu vytvořit jiným způsobem než

uzavřením polygonu. Pokud by tedy z nějakého důvodu došlo k vymazání dosavadní

plochy, je jedinou možností, jak dosáhnout tvorby nové plochy, obtažení jedné či více

hran mnohoúhelníka, kde se má plocha vytvořit. Výhodné ovšem v tomto případě

je, že tak nevznikne duplicitní kresba. Dvakrát nakreslená hrana se stále chová jako

hrana jedna. K tomu se také hodí poznamenat, že pokud po stávající hraně pove-

deme hranu novou a kratší, výsledkem budou dvě na sebe navazující hrany dotýkající

se v místě koncového bodu kratší hrany.

V průběhu práce bylo několikrát zjištěno, že ač byl polygon uzavřen, nedošlo

k vytvoření plochy. V takovém případě je nutno nejprve zkontrolovat, že všechny

24


body obrazce skutečně leží v jedné rovině. Protože se kreslí přímo v prostoru, může

se velmi lehce stát, že tomu tak není a že některé body leží velmi daleko od uživatelem

předpokládané polohy. U složitějších objektů se ovšem stává i to, že je chyba tohoto

druhu vyloučena a přesto se plocha nevytvoří. Jediným řešením, které bylo nalezeno,

je pak postupné zaplňování plochy, jak je to možné vidět na obr. 3.4. Pokud skutečně

všechny body leží v jedné rovině, zobrazí se nám přebytečné linie tenkou čarou

a můžeme je bez problémů odstranit.

Obr. 3.4: Postupné zaplňování plochy

Nástroj Tlačit/táhnout

Nástroj Tlačit/táhnout je jedním z nejzajímavějších nástrojů programu Sketch-

Up. Jeho princip spočívá v tom, že libovolnou plochu „vytáhne“ do prostoru. Tak

se může stát například obdélník základem pro kvádr a podobně. Výšku vzniklého

tělesa je možno zadat buď přesně z klávesnice nebo lze též převzít výšku okolních

těles.

Dalším podobným nástrojem je funkce Sledovat. Jejím prostřednictvím je možné

vytvořit nový objekt pomocí průřezu, který se pohybuje po zvolené trajektorii. Po-

mocí této funkce lze vytvořit i rotační tělesa. Pro její ovládání existuje několik

možných postupů. První možností je nejprve zvolit průřez a poté postupně volit

jednotlivé hrany jako části trajektorie. Tak můžeme sice přímo sledovat, jak se tvoří

námi vytvářený objekt, někdy ale tento postup nemusí vést ke správnému výsledku,

zvláště u rotačních těles. Spolehlivějším řešením je nejprve zvolit celou trajektorii,

aktivovat nástroj Sledovat a potom teprve vybrat průřez. Objekt je tak vytvořen

ihned a bez problémů. Druhý postup je doporučen i ve výukových videích pro Google

SketchUp [21].

25


Obr. 3.5: Použití nástroje Tlačit/Táhnout

Obr. 3.6: Použití nástroje Sledovat

Přesné kreslení

V případě, že naše modelování ve SketchUpu nemá být jen nějakým přibližným

náčrtem, je nutno, aby všechny námi vytvářené prvky modelu měly určité přesně

definované rozměry. Toho lze dosáhnout několika různými způsoby. Ať už používáme

pro kresbu jakéhokoliv nástroje, vždy můžeme ovlivnit rozměry našeho modelova-

ného prvku číselným zadáním z klávesnice. V jakých jednotkách je náš rozměr zadán

určuje nastavení jednotek modelu (viz 3.2.1). Zadaný rozměr se zobrazí v pravém

dolním rohu pracovního okna programu.

Jinou možností, jak přesně stanovit rozměr prvku, je použití nástroje Metr. Tato

funkce neslouží pouze pro určování délky mezi libovolnými body v prostoru, ale lze

ji použít i pro vytyčení vzdálenosti a to několika způsoby. Zaprvé tak můžeme vyty-

čit staničení na přímce (existující hraně) či prostě jen vzdálenost od bodu, druhým

způsobem je vytyčování vzdálenosti od přímky. Obě varianty jsou programem navr-

ženy automaticky podle toho, zda počáteční bod vytyčované délky je koncový bod

hrany (vytyčení vzdálenosti od bodu) či její středový či jiný mezilehlý bod (vytyčení

vzdálenosti od přímky). Po použití funkce zbudou ve vytyčovaných bodech vodící

body, příp. ve vytyčovaných vzdálenostech od přímky vodící čáry. Ty je poté možno

využít pro další kreslení. Určitým problémem může být, že v případě vytyčování

26


staničení na existující hraně je vodící bod špatně viditelný. To mj. znamená, že ho

lze špatně vybrat a smazat. Všechna vodítka lze sice zneviditelnit (Zobrazit–> Vo-

dítka), to však neřeší to, že na objektu stále fyzicky zůstávají. Proto, pokud jsme si

jisti, že již žádná pomocná vodítka či vodící body nebudeme potřebovat, můžeme je

najednou vymazat příkazem Smazat vodítka (Upravit –> Smazat vodítka).

Obr. 3.7: Použití nástroje Metr pro vytyčení vzdálenosti od bodu a od přímky

Nástroj Plechovka barvy

Jak už bylo řečeno výše, po uzavření mnohoúhelníku se v prostoru ohraničeném

hranami vytvoří plocha. Tato plocha je zbarvena výchozí přednastavenou barvou –

odstíny šedi. Protože s modelem zbraveným pouze odstíny šedi se ve většině pří-

padů nelze spokojit, je třeba využít nástroje Plechovka barvy. Tento nástroj nabízí

možnost zbarvit vybranou plochu jednou z mnoha barev, případně použít texturu.

SketchUp nabízí velké množství připravených jednoduchých barev i textur, například

textury představující různé druhy cihel, dlaždic, dřeva, ale i textury pro vegetaci,

vodu a mnohé další. Na výběr jsou i textury průhledné pro dosažení dojmu různých

typů skel. Program také umožňuje vytvořit si další barvy i nové textury z vlastních

obrázků.

Pořízené fotografie mohou ve SketchUpu sloužit nejenom pro tvorbu textur, ale

lze pomocí nich i modelovat, zvláště když není požadována příliš vysoká přesnost.

Abychom mohli nějakou fotografii přizpůsobit pro modelování, musíme nejprve po-

užít funkce Plechovka barvy pro umístění textury. Poté v menu, zobrazeném pomocí

pravého tlačítka myši, vybereme volbu Textura –> Poloha. Na naší textuře se nám

zobrazí čtyři body pomocí symbolů připínáčků. Tyto připínáčky umístíme na po-

žadované body textury a potom je postupně přetahneme na body kresby, které by

bodům textury měly odpovídat. Přímo v reálném čase přitom probíhá transformace

27


Obr. 3.8: Okno ve výchozích barvách, barevné s jednoduchými barvami a potažené

texturami

obrázku, kde vybrané body slouží jako body identické. Na obr. 3.9 je naznačen po-

stup přizpůsobení textury pro tvorbu dveří stavebního objektu, kde byly použity

jako identické body rohy dveřního křídla, jehož rozměr byl znám.

Obr. 3.9: Transformace textury

Používání řezů

U složitějších modelů se v některých případech může stát, že je potřeba skrýt

některé nakreslené prvky tak, aby bylo možno pracovat s objekty, které jsou za nimi

a proto jsou špatně viditelné či se s nimi špatně pracuje. K tomu ve SketchUpu

slouží funkce Rovina řezu. Pomocí této funkce je možné vytvořit řez, který bude

orientován jako libovolná plocha v modelu. Roviny řezů lze libovolně posouvat a je

možné jich vytvořit větší množství. Funkční bude ale vždy pouze ten řez, který je

označen jako aktivní. To lze nastavit v menu, které se zobrazí po kliknutí pravého

28


tlačítka myši. Další funkce, které se nacházejí na panelu nástrojů Řezy umožňují

nastavit, zda bude řez použit, tedy zda bude z daného objektu vidět právě pouze

řez. Dále potom zda bude zobrazena i vlastní rovina řezu (šedě, průhledně). To

je vhodné pro správné nastavení polohy roviny řezu, při samotném modelování by

takto zobrazená rovina samozřejmě překážela. Na obrázku 3.10 lze vidět nastavení

aktivního řezu a zobrazený řez jednoduchého objektu včetně viditelné roviny řezu.

Obr. 3.10: Použití funkce Rovina řezu

Vytváření komponent a skupin

Je-li vhodné, aby se soubor některých prvků modelu choval jako jeden celek, lze

toho dosáhnout vytvořením skupiny. Tvorba skupiny je jednoduchá – po vybrání

všech prvků, které mají tvořit skupinu stiskneme pravé tlačítko myši a vybereme

volbu Vytvořit skupinu. Všechny operace jako otáčení, přesunování, změna měřítka

a podobně jsou potom prováděny s celou skupinou. Pokud by bylo třeba editovat

jednotlivé části skupiny, je nutné „otevřít“ ji pomocí dvojkliku myši.

Využívanější možností, jak sloučit jednotlivé prvky do jednoho celku je vytvoření

komponent. Komponenty jsou v podstatě velmi podobné skupinám a jejich tvorba

je s tvorbou skupin analogická (Pravé tlačítko myši –> Vytvořit komponentu). Na

rozdíl od vytvoření skupiny bude poté v okně Vytvořit komponentu nutno zadat ná-

zev komponenty a nastavit možnosti jejího zarovnávání podle existujících ploch (lze

nastavit i její stálou orientaci ke kameře/pohledu). Nejdůležitější odlišností kompo-

nenty od skupiny je, že bude-li v modelu použita vícekrát, jakákoliv změna jedné

29


z komponent se okamžitě projeví na všech stejných komponentách. Využívání kom-

ponent je proto velmi výhodné pro modelování opakujících se objektů a umožňuje

v neposlední řadě také významné zmenšení velikosti výsledného souboru modelu.

Soupis všech komponent, které byly vytvořeny v daném modelu je možno nalézt

v okně Komponenty (Okno –> Komponenty).

30

ČVUT v Praze 4. ZPRACOVÁNÍ 3D MODELU HERNYCHOVY VILY

4 Zpracování 3D modelu Hernychovy vily

4.1 Podklady

Než bude v následujících kapitolách podrobněji popsána vlastní tvorba 3D mo-

delu Hernychovy vily, bylo by vhodné uvést, jaké hlavní podklady sloužily pro získání

informací o rozměrech a tvaru předlohy. Při počáteční rozvaze o způsobu tvorby 3D

modelu bylo nejdříve uvažováno geodetické měření objektu (prostorová polární me-

toda). Nevýhodou tohoto způsobu určování tvaru a rozměru objektu by byla velká

časová náročnost, hlavně vzhledem k složitosti vily a její rozsáhlosti. Ulehčení práce

přinesla možnost využití projektové dokumentace pro rekonstrukci vily [2]. Vzhle-

dem k tomu, že požadavky na přesnost modelu nebyly příliš vysoké a model by

měl zprostředkovat hlavně vizuální představu o objektu, bylo možné použít neje-

nom výkresy kótované, ale také postupovat metodou přímého měření na výkresech

a využívat jako podkladů pro modelování také pořízené fotografie.

4.1.1 Projektová dokumentace

Získaná projektová dokumentace se skládá z několika částí. Nejdůležitějšími z nich

jsou výkresy a to pohledy na budovu v měřítku 1 : 150, půdorysy všech podlaží v mě-

řítku 1 : 50 a řezy v měřítku 1 : 100. Další částí je potom přehledně číslovaný soupis

všech oken a dveří budovy včetně jejich nákresů.

Všechny uvedené podklady byly získány v digitální formě jako obrázky papíro-

vých výkresů pořízené digitálním fotoaparátem. Po nezbytné úpravě, hlavně zvýšení

kontrastu, byly tyto podklady bez problému čitelné a bylo možno jednoduše odečítat

jednotlivé kóty na výkresech.

Po krátké době práce bylo zjištěno, že projektová dokumentace, pořízená zřejmě

hlavně pro účely rekonstrukce interiéru, pochopitelně nebude dostačovat pro mode-

lování všech částí vily. Proto byly získány výkresy pohledů v papírové formě v ori-

ginálním měřítku a potřebné rozměry byly z těchto výkresů odměřovány.

31


4.1.2 Vlastní měření a fotografická dokumentace

Pro ověření některých rozměrů a získání lepší představy o budově bylo provedeno

vlastní měření a fotografická dokumentace objektu. Měření bylo prováděno pásmem

a svinovacím pětimetrem, pro dosažení méně přístupných míst byl od personálu

městského muzea vypůjčen výsuvný žebřík.

Hlavními předměty měření byla výška podezdívky na rozích objektu (využito

pro určení průsečnice budovy s terénem viz - 4.2.2), rozměry suterénních oken a dal-

ších oken dobře přístupných (pro porovnání s projektovou dokumentací – ověření

rozměrů) a stejně tak přístupných dveří. Dále bylo nutno oměřit schodiště vedoucí

do suterénu vpředu, vstupní dveře, rampu pro vstup vozíčkářů, terasu v zadní části

budovy a schodiště u bočního vstupu do zimní zahrady. Zapomenuto nebylo ani na

dokumentaci balkónů.

Fotografická dokumentace1 byla prováděna v průběhu oměřování i poté a podařilo

se nasnímat všechna okna, vstupní i suterénní dveře, dále balkóny a další potřebné

prvky i celkové pohledy na budovu z různých směrů tak, jak to umožnilo okolí bu-

dovy. Pořízení důkladné fotodokumentace a následné přehledné roztřídění fotografií

do složek se poté v průběhu modelování ukázalo jako nezbytné, protože bylo možné

téměř vždy k vybranému modelovanému prvku nalézt příslušnou fotografii a získat

tak o něm lepší představu.

4.2 Tvorba 3D modelu

Tvorbě vlastního modelu předcházelo kromě shánění nezbytných podkladů také

studování funkcí a možností použitého programu SketchUp. Využíváno bylo hlavně

výukových videí na stránkách SketchUpu [21] a dále také vytvoření několika jed-

noduchých cvičných modelů. Protože se jedná o program pro začínající uživatele

poměrně nenáročný, bylo vcelku rychle možno pustit se do tvorby modelu hlavního

– do modelu Hernychovy vily.1Pro fotodokumentaci byly použity běžné digitální fotoaparáty Kodak EasyShare C140 a Canon

Ixus 30.

32


Obr. 4.1: Oměřování okna

4.2.1 Vytvoření půdorysu

Prvním krokem při tvorbě modelu bylo vytvoření půdorysu budovy. Pro jeho

tvorbu bylo využito hlavně výkresu půdorysu 1. nadzemního podlaží. Oproti pů-

vodním předpokladům se nejednalo o úplně jednoduchou práci, protože jak už bylo

uvedeno výše, výkresy v projektové dokumentaci obsahovaly hlavně vnitřní rozměry

budovy. Při modelování tedy nebylo vždy možné využít vnější kóty a často musely

být vnější rozměry dopočítávány pomocí kót vnitřních.

4.2.2 Vytažení půdorysu do prostoru

Dodání třetího rozměru nakreslenému půdorysu bylo samozřejmě realizováno

pomocí nástroje Tlačit/táhnout programu SketchUp. Předtím však bylo nutno roz-

vážit, jak bude model umístěn na terén a jaká výška na objektu bude zvolena jako

základní. Terén v okolí modelované předlohy je totiž vcelku členitý a hloubka 1. pod-

zemního podlaží – suterénu je tedy vzhledem k terénu různá na různých stranách

budovy.

33


Protože nebyl k dispozici přesný model terénu, ale výšky jednotlivých podlaží

včetně suterénu byly přesně známy z projektové dokumentace, byl zvolen dále po-

psaný postup. Jako základní výška byla zvolena výška 1. NP budovy – přízemí. To je

výhodné, protože k této výšce je vztažena výšková kóta ±0 použitých výkresů. Další

kroky spočívaly ve „vytažení“ půdorysu do příslušných výšek jednotlivých podlaží.

Přitom nebyl vůbec brán v úvahu okolní terén a celá budova byla modelována tak,

jako kdyby stála na rovině a prvním podlažím byl suterén.

Obr. 4.2: Půdorys objektu a do prostoru „vytažený“ model

Pro získání představy o průběhu terénu v okolí vily byla při oměřování vily

měřena výška vrcholu podezdívky nad terénem na všech rozích, kde to bylo možné.

Protože výška vrcholu podezdívky relativně k výškám známým byla k dispozici

a byla ověřena (měřením svislé vzdálenosti vrcholu podezdívky od oken, jejichž výška

je známa), bylo jednoduché sestrojit na všech stěnách objektu průsečnici stavby

s terénem. Na obr. 4.3 je naznačeno, které výšky byly měřeny na budově, v jeho

pravé části jsou potom modře zvýrazněny vrchol podezdívky a průsečnice stavby

s terénem na 3D modelu.

4.2.3 Vytvoření modelů oken a dveří

Po prozkoumání projektové dokumentace bylo zjištěno, že se na objektu nachází

116 oken více než šedesáti typů. Modelovat každé okno (či spíše každý typ) zvlášť by

bylo samozřejmě nesmyslné, už jen proto, že některá okna, která jsou v projektové

dokumentaci uvedena s různými rozměry se od sebe liší tak málo, že se pravděpo-

dobně jedná o okna stejná, lišící se pouze chybami v jejich oměření. Snahou proto

34


Obr. 4.3: Měření výšky podezdívky a průsečnice stavby s terénem v modelu

bylo sloučit všechny typy do menšího počtu skupin s podobnými rozměry. Zatím

bylo vytvořeno 23 typů oken, vzhledem k tomu, že model vily je stále ve stadiu

rozpracování, několik typů bude ještě nutno domodelovat – jedná se hlavně o okna

střešní.

Při slučování oken do vlastních skupin se rozměry jednotlivých slučovaných oken

nesměly lišit o více než 5 cm. Později při dalším modelování bylo zjištěno, že by

mohly být do jedné skupiny sloučeny i okna s mnohem většími rozdíly rozměrů bez

toho, aby došlo k porušení celkového dojmu z modelovaného objektu. Menší počet

typů oken by také samozřejmě snížil výslednou velikost souboru modelu, protože

byly jednotlivé typy oken pochopitelně modelovány jako komponenty (viz 3.2.3).

Z projektové dokumentace bylo možné získat pouze rozměry celého okna, resp.

okenního otvoru, šířka okenního rámu byla zjištěna u několika přístupných typů oken

měřením a dále byla využita možnost modelování pomocí vložené textury – funkce

Plechovka barvy (viz 3.2.3). Pomocí zmíněné funkce by bylo možné získat nejen

představu o rozměrech okna, ale také použít transformované textury k vizualizaci.

Toho ovšem nakonec nebylo využito. Okenní tabulky na fotografické textuře by totiž

obsahovaly nežádoucí zrcadlové obrazy okolí příp. i fotografa a proto byly potaženy

částečně průhlednou texturou s reflexí oblohy, která je standardní součástí knihovny

materiálů ve SketchUpu. K této textuře potom bylo vhodnější zvolit standardní

texturu představující dřevo i pro okenní rám. Použití v programu předpřipravených

textur také zmenšilo velikost výsledného souboru modelu.

35


Jako vyjímku je nutno uvést to, že pro dosažení lepšího dojmu z modelu byla

některá okna potažena texturou rolety. Tato textura byla vytvořena z fotografie

okna se zataženou roletou. Pro zmenšení velikosti bylo nutné tuto fotografii oříz-

nout a poté komprimovat v programu Microsoft Office Picture Manager 2. Další

úpravy potom proběhly přímo ve SketchUpu – pro odstranění nežádoucího stínu

byla použita pouze část tapety, která byla několikrát nakopírována a poté složena z

nakopírovaných částí dohromady.

Umístění oken bylo řešeno dvěma způsoby. U většiny oken bylo možné ve vý-

kresech půdorysů najít jak kóty, které specifikují jejich polohu, tak údaje o jejich

výšce nad podlahou. Protože výšky podlah jednotlivých podlaží jsou známy, nebyl

s jejich umístěním problém. Horší situace byla zejména u oken suterénních, kdy ne-

bylo možné všechny informace o umístění dohledat. Protože jsou ale tato okna velmi

dobře přístupná měření, nebyl problém důležité délky a výšky doměřit.

Tvorba modelů dveří se v podstatě shodovala s vytvářením oken. V dokumentaci

dveří bylo složitější se orientovat, protože zde zřejmě nejsou uvedeny všechny dveře

(např. se nepodařilo nalézt hlavní vchodové dveře) a hlavně nejsou rozlišeny dveře

venkovní a dveře interiérové (které byly samozřejmě pro tvorbu vily nepotřebné).

Umístění do modelu ale pro většinu dveří nepředstavovalo problém. Zatím bylo vy-

tvořeno osm typů dveří, mezi něž jsou ale počítány i dveře balkónové. Na rozdíl od

oken je jedinečnost každého typu výrazně větší, takže by asi nebylo vhodné vytvá-

řet typů méně. Při modelování bylo po dobrých zkušenostech během kreslení oken

více využíváno transformované fotografické textury. Hotové modely ale byly opět

potaženy texturami z knihovny materálů se stejnou vyjímkou, jako v případě oken.

Dveře, stejně jako okna, byly modelovány v samostatném souboru. To je vý-

hodné, protože při práci není nutné operovat s celým modelem, například otáčení

a vůbec pohyb v pracovním prostoru je jednodušší a rychlejší. Vytvořené kompo-

nenty potom nebyl problém zkopírovat do hlavního souboru modelu. Vhodné by ale

bylo uvést, že vzhledem k tomu, že jsou suterénní okna svými rozměry od sebe více

odlišná, nebyla tato modelována ve zvláštním souboru, ale přímo v hlavním modelu2Viz: <http://office.microsoft.com/cs-cz/help/aplikace-picture-manager-HP010379698.aspx>.

36

http://office.microsoft.com/cs-cz/help/aplikace-picture-manager-HP010379698.aspx


vily. To bylo nutné také z důvodu jejich návaznosti na okolní terén resp. průseč-

nici stavby s terénem. Suteréních oken se týká také další odlišnost. Protože by jejich

detailní modelování, s přihlédnutím k tomu, že jsou všechna vybavena mříží, bylo ná-

ročné, bylo prozatím vytvořeno pouze ozdobné orámování oken. Vlastní okna (rámy,

tabulky a mříže) je potom plánováno vytvořit pomocí fotografických textur s tím,

že by již byla vytvořena jako komponenty.

Obr. 4.4: Přehled vytvořených typů oken a dveří

4.2.4 Přechod k modelování podle výkresů pohledů

Během modelování bylo zjištěno, že je z výkresů projektové dokumentace sice

možné bez problémů získat výšky a rozměry v jednotlivých podlažích, údaje o vněj-

ších rozměrech střech a věží jsou ale dostupné špatně. Hlavně jižní věž v zadní části

37


budovy postrádala údaje o svých rozměrech. Protože se, jak již bylo psáno výše, po-

dařilo získat výkresy pohledů v originálním měřítku 1 : 150, bylo rozhodnuto odměřit

jinak nedosažitelné rozměry na těchto výkresech.

Vzhledem k tomu, že 1 mm v měřítku výkresu znamená 15 cm ve skutečnosti,

lze říci, že přesnost výsledného modelu odměřováním příliš neutrpěla. Otázkou sa-

mozřejmě je skutečná přesnost výkresů pohledů. Je možné, že pohledy mají sloužit

hlavně k získání vizuální představy o objektu. To je ale vlastně i cílem výsledného

3D modelu. Jasné je, že postup odměřování z výkresů šel uplatnit již zpočátku a zna-

menalo by to značné zlehčení práce. Výhodou toho, že byly některé prvky změřeny,

ale je možnost kontroly na výkresech změřených rozměrů a vůbec lepší představa

o některých důležitých rozměrech objektu.

4.2.5 Rozdělení modelu na části

Tím, jak se 3D model rozrůstal a byly do něj přidávány další prvky, pochopitelně

rostla velikost souboru modelu a s tím i nároky na počítač. Ve chvíli, kdy byl hotov

do prostoru „vytažený“ model (viz obr. 4.2) a tento byl opatřen okny, bylo zjištěno,

že je již práce s modelem výrazně pomalejší. Práci sice trochu zrychlilo používání

zobrazení Rovnoběžnou projekcí místo Perspektivy, to ale mělo za následek zhoršení

orientace v modelu. Nejjednodušším řešením problému bylo nepokračovat s tvorbou

dalších prvků ve stávajícím souboru, ale vytvářet další části budovy zvlášť a spojit

je do jednoho celku až budou části hotovy. Aby šlo nakonec spojit jednotlivé díly

dohromady, nebyly části modelovány zcela od začátku a vždy byla do nového souboru

zkopírována část modelu původního. Níže je uveden soupis všech zatím existujících

částí modelu, které odpovídají vytvořeným souborům. V dalších kapitolách budou

jednotlivé části podrobněji popsány.

Dosud vytvořené části modelu

1. Základní, do prostoru „vytažený“ model včetně oken a dveří (velikost 943 kB)

2. Jižní věž a vrchol věže severní (1034 kB)

3. Střední část věže severní s balkony (508 kB)

38


4. Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy (772 kB)

5. Vchody a balkóny zpředu (severozápadní, 604 kB)

6. Terasa vzadu (jihovýchodní, 325 kB)

7. Horní část severovýchodního průčelí budovy (83 kB)

8. Socha sv. Floriána (100 kB)

9. Soubor se všemi vytvořenými typy oken

10. Soubor se všemi vytvořenými typy dveří

4.2.6 Základní, do prostoru „vytažený“ model

Tvorba tohoto základního modelu byla již v podstatě popsána výše (od kapitoly

4.2.1), takže není nutné se jí příliš zabývat. Jedná se o část vily do výšky podlahy 3.

nadzemního podlaží (včetně části severní věže), která byla vytvořena hlavně s po-

užitím číselných hodnot stavební dokumentace a vlastního měření jako podkladů.

Jednotlivé obvodové zdi jsou zatím zpracovány jednoduše, bez větších detailů, model

ale již obsahuje otexturovaná okna a dveře a u oken suterénních jejich orámování.

Model je nazýván „základním“, protože při spojování všech částí do jednoho celku

budou jednotlivé části kopírovány do tohoto souboru a přidávány ke stávajícímu

modelu.

Další práce na této části vily se bude týkat hlavně potažení zdí texturami. Jako

textur bude pravděpodobně možno použít snímky pořízené pro fotografickou do-

kumentaci objektu. Plánem je rozdělit zdi na více částí a ty potáhnout texturami

zvlášť. Tím bude možné textury, které jsou pochopitelně postiženy mj. vlivem ra-

diální distorze, lépe přizpůsobit objektu. V případě, že by někde nebylo možné do-

statečně kvalitně textury transformovat přímo v programu SketchUp, bylo by nutno

využít pro odstranění vlivu radiální distorze specializovaný fotogrammetrický soft-

ware. To ale pravděpodobně nebude s ohledem na určení 3D modelu nutné. Dále

bude nutno domodelovat balkóny na severovýchodní a jihovýchodní straně budovy,

zimní zahradu se schodištěm a terasou nad ní, zbylá okna a dveře a potom menší

39


ozdobné prvky jako parapety u oken, římsy a další prvky fasády s tím, že bude po

předchozích zkušenostech v co největší míře využíváno textur.

Obr. 4.5: Stávající stav základního modelu

4.2.7 Jižní věž a vrchol věže severní

V této části modelu byly zpracovány obě věže vily. Modelování věže jižní bylo

pochopitelně snadnější díky značně jednodušší předloze. Při její tvorbě byl zvolen ná-

sledující postup. Vzhledem k orientaci věže bylo možné přímo na výkresech pohledů

odměřit rozměry jejích průřezů. Tyto průřezy byly potom vymodelovány a mezi

jednotlivými jejich body byly vytvořeny plochy, čímž vznikl model střechy věže.

Plochy bylo nutno vytvořit ručně spojováním odpovídajících si bodů řezů, neboť

v programu neexistuje možnost tvorby plochy mezi křivkami. Hrotnice a makovice

věže potom bylo jednoduché vytvarovat s využitím nástroje Sledovat, kdy trajektorií

byla kružnice.

Věž severní je již na první pohled z hlediska tvaru náročnější. Při jejím modelo-

vání bylo užito podobné metody jako v případě věže jižní. Bylo ale nutno přihlédnout

k tomu, že vrchol věže již nemá čtyřúhelníkový půdorys, ale půdorys osmiúhelníkový.

Z toho důvodu se osvědčil mj. nástroj Tlačit/táhnout, pomocí něhož lze jednotlivé

průřezy vytáhnout do prostoru a výsledný model získat ručním odmazáním přeby-

tečných čar po použití funkce Protnout vybrané (Pravé tlačítko –> Protnout –>

Protnout vybrané). Tohoto postupu bylo využíváno i na jiných částech vily a je

nutno říci, že je hlavně z důvodu nutné pracné ruční editace velmi náročný na čas,

případně i na představivost. V některých případech se ale výhodnější postup nalézt

40


nepodařilo. Dále bylo s výhodou použito možnosti vymodelovat pouze část vrcholu

věže (konkrétně 3 stěny) a zbylé části nakopírovat. Je možno říci, že vrchol severní

věže byl z hlediska modelování nejtěžší částí celého 3D modelu. Při dokončování

již bylo patrné, že vzhledem ke složitosti kresby (hlavně velké množství plošek na

střeše) a s tím související velikostí výsledného souboru je již práce s modelem vý-

razně pomalejší. Výsledný model je sice poměrně věrnou napodobeninou originální

věže, je ale samozřejmě otázkou, zda by pro příště nebylo možné pracovat s menší

detailností.

Jižní věž je v této části modelu vyhotovená kompletně, vzhledem k její jedno-

duchosti. U věže severní je situace jiná. Protože se jedná o složitý model, je v této

části vymodelován pouze horní díl její střechy. I této části modelu se týká nutnost

dalších úprav. Zejména bude nutno aplikovat na ni textury, například na krytinu

střechy a zdi věží.

Obr. 4.6: Vývoj modelu střechy severní věže

4.2.8 Střední část věže severní s balkony

Tato část modelu byla původně plánována jako součást části předchozí. Z výše

popsaných důvodů, tedy hlavně z důvodu velikosti souboru s modelem jižní a severní

věže, byla tato část vytvořena samostatně. Rozměry pro její vyhotovení byly opět

získány odměřením z výkresů. Model obsahuje důkladněji zpracovanou spodní část

střechy a balkóny ve střední části věže. Při modelování tohoto dílu nebyly použity

žádné zvláštní postupy, které by bylo nutno zmínit. Vhodné je snad jen uvést, že

41


použité modely oken a dveří byly opět modelovány v příslušných samostatných

souborech.

Obr. 4.7: Střední část severní věže

4.2.9 Střecha, část severní věže, horní část severozápadního

průčelí budovy

Tvorba střechy začala odměřením rozměrů střechy ve směrech pohledů. Pomocí

těchto rozměrů byly vymodelovány dva průřezy, jeden ve směru jihozápad – seve-

rovýchod a druhý ve směru jihovýchod – severozápad. Na oba tyto průřezy potom

byla aplikována funkce Tlačit/táhnout. Po oříznutí a ručním odstranění přebyteč-

ných hran byl model střechy hotov. Pokračováno bylo tvorbou balkónu pod věží,

balkónovými dveřmi, věžními okny a dále atikou na severozápadním průčelí (tedy

průčelí zpředu budovy). Pro modelování bylo opět využíváno odměřování z výkresů

a také fotografické dokumentace.

Protože před modelováním této části již byly získány určité zkušenosti s prací

v programu, byly využívány některé postupy, které je možno pro tvorbu 3D modelu

doporučit. Například z atiky, vzhledem k její souměrnosti, byla modelována pouze

jedna polovina, druhá byla zkopírována a otočena. Tento postup je pro modelování

velmi výhodný a pro práci se souměrnými objekty ho lze doporučit, i když klade

větší nároky na promyšlení postupu práce. Mimo jiné je nutno zvážit, kdy je už

skutečně celá polovina hotova a bez chyb a může být zkopírována, aby se předešlo

pozdější nutnosti editovat chybu dvakrát.

42


Dalším postupem, který zrychluje práci a umožňuje také zmenšit výslednou ve-

likost souboru modelu je důsledné používání komponent všude tam, kde se některý

prvek objektu vícekrát opakuje. V případě popisované části modelu byly jako kom-

ponenty vytvářeny ozdobné konzoly na atice a k ní přiléhajícím výstupku budovy.

Takovýchto konzol se na objektu v dané části nachází 18. Bylo zjištěno, že soubor,

který by obsahoval pouze konzoly v tomto počtu, které by byly modelovány jako sa-

mostatné prvky, by měl velikost 115 kB. Naopak při použití komponent je výsledná

velikost 47 kB, což je méně než polovina.

Práce, které bude nutné provést na této části modelu se v podstatě shodují

s pracemi na částech předchozích. Jedná se hlavně o potažení modelu texturami,

vytvoření komínů a střešních oken a případné domodelování některých ozdobných

prvků.

Obr. 4.8: Stávající stav modelu střechy

4.2.10 Vchody a balkóny zpředu

Tato část modelu byla zpracovávána jako poslední. Předmětem modelování byly

zvláště hlavní vchodové dveře s portálem, balkón nad vchodem, balkón v pravé části

průčelí, boční bezbariérový vchod a vstup do suterénu v levé části. Oba balkóny

byly modelovány standardním postupem s využitím kót na půdorysných výkresech,

odměřování na výkresech pohledu a fotografií. Sloupky zábradlí obou balkónů byly

vytvářeny jako komponenty. Při tvorbě bezbariérového vchodu bylo potom využito

také měr určených v terénu. Vchod do suterénu byl modelován hlavně za pomoci

43


v terénu určených měr a byl „zapuštěn“ do terénu vytvořeného ze známých průsečnic

stavby s terénem.

Hlavní vchodové dveře jako jediné nebyly vytvářeny v samostatném souboru

a zatím nejsou ani uloženy jako samostatná komponenta. Důvodem je jejich způsob

vzniku, tedy modelování podle textury portálu. Pro účely modelování dveří bylo pro

přehlednost použito natransformované fotografie v původním rozlišení, která byla

po dokončení modelu vymazána. Vchodové dveře byly potom pro zachování podob-

nosti s ostatními dveřmi a okny opatřeny předpřipravenými texturami z knihovny

materiálů. Vlastní portál byl poté potažen upravenou fotografickou texturou. Tato

textura byla z původní fotografie upravena v programu Microsoft Office Picture Ma-

nager. Jako první bylo provedeno její zmenšení, tedy převzorkování na 20 % původní

velikosti, čímž byla zmenšena její velikost z 1,7 MB na 76 kB. Dále byla fotografie

oříznuta a přebytečné části uvnitř portálu byly přebarveny na bílo, což vzhledem

ke kompresnímu formátu JPEG obrázku umožnilo zmenšení textury na 44 kB. Tato

textura byla poté natransformována dle rozměrů vstupu určených v terénu měřením.

Textura portálu je prozatím jedinou texturou pro fasádu, která je umístěna v mo-

delu. Vzhledem k tomu, že se uvedený postup tvorby textur osvědčil, bude možné

ho dále aplikovat na zbylé části fasády.

Potažení nakreslených prvků texturami bude opět tvořit hlavní část práce na

této části modelu. Bude také nutno vyřešit, jak modelovat klenbu nad vchodem,

která zatím nebyla dotvořena. Při jejím modelování bude ale pravděpodobně použito

zjednodušení a klenba bude sestrojena jako výsledek protnutí dvou „vytažených“

průřezů (funkce Tlačit/táhnout). To sice nebude tvar vystihovat zcela přesně, ale

vzhledem k tomu, že se jedná o v podstatě zakrytý prvek, bude toto přiblížení

zřejmě dostatečné. Při vytváření vchodu do suterénu bylo vyzkoušeno vytvoření

terénu za pomoci známých průsečnic stavby s terénem, které se ukázalo jako výhodné

a bude možno jej použít pro modelování průběhu terénu v bezprostřední blízkosti

modelované vily.

44


Obr. 4.9: Modely vchodů a balkónů

4.2.11 Terasa vzadu (jihovýchodní)

Jihovýchodní terasa byla první částí, která byla zpracovávána mimo základní

model. Důvodem bylo samozřejmě usnadnění práce s modelem a s tím související

velikost pracovních souborů. Vzhledem k tomu, že byla terasa modelována jako první

samostatná část modelu na počátku modelování, sloužila také pro získání dalších

poznatků o technologii prací. Po získání větších zkušeností se proto může jevit její

podrobnost přílišná. Průřez terasou byl pečlivě změřen v terénu a modelovány byly

například i přesahy plechů o velikosti 4 cm. To je samozřejmě s ohledem na pozdější

metodu odměřování rozměrů z výkresů a vůbec na ekonomiku práce nesmyslné. Ta-

kovouto zbytečnou přesnost nelze tedy pro další modelování doporučit, vzhledem

k tomu, že však již byla terasa takto zhotovena, bude do výsledného modelu pou-

žita. Její zjednodušení by bylo případně nutno zohlednit v případě přílišné velikosti

výsledného souboru modelu.

Obr. 4.10: Jihovýchodní terasa

45


4.2.12 Horní část severovýchodního průčelí budovy

Tato část modelu měla být původně zpracovávána společně se střechou (část

Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy 4.2.9). Vzhle-

dem k tomu, že prvků modelovaných společně se střechou bylo velké množství a další

prvky by již nebylo snadné do modelu přidávat – práce by byla velice pomalá, byla

tato část nakonec modelována samostatně. Vzdálenosti odměřené na výkresech po-

hledu sloužily také pro tvorbu této části. Jedná se v podstatě pouze o atiku na

severovýchodní stěně budovy, způsob jejího vyhotovování se shoduje s ostatními

částmi modelu. Při tvorbě konzol bylo opět využito práce s komponentami, stejně

tak okna byla vytvořena jako komponenty v příslušném samostatném souboru. I této

části se potom týká nutnost dalšího zpracování, hlavně potažení texturami.

Obr. 4.11: Atika na SV průčelí budovy

4.2.13 Socha svatého Floriána

Socha sv. Floriána je zakomponována do atiky na severozápadním průčelí vily.

Vzhledem k tomu, že prostorové modelování takovéto sochy je nástroji CAD softwaru

velmi obtížné, bylo rozhodnuto vytvořit její model rovinný. Jako podklad k modelo-

vání sloužila pořízená fotografie sochy v plném rozlišení. Vlastním „modelováním“

byla potom vlastně vektorizace obrysu sochy včetně jeho zjednodušení. Během to-

hoto obkreslování obrysu byla poprvé a zatím naposledy využita funkce SketchUpu

Volné kreslení. Po uzavření kresby obrysu bylo zjištěno, že se plocha vzhledem k jeho

složitosti nevytvoří. Proto bylo třeba přistoupit k postupu popsanému v 3.2.3 (po-

stupné zaplňování plochy). Na výslednou plochu potom byla aplikována textura

46


upravená jako textury popisované výše tak, že její velikost klesla na 42,1 kB. Po

umístění modelu sochy na příslušné místo modelu je možno říci, že její dvourozměr-

nost výsledný dojem z objektu příliš neruší.

Obr. 4.12: Model sochy sv. Floriana (s viditelnými hranami)

4.2.14 Vizualizace výsledného modelu

Pro účely vizualizace výsledků práce byly jednotlivé části modelu složeny do

jednoho celku. Vzniklý model má velikost 3439 kB. Tato velikost je pochopitelně

menší než velikost součtu částí, protože některé prvky se v částech modelu opakují

(tyto opakující se prvky byly pochopitelně použity pouze jednou). Vzhledem k tomu,

že jak již bylo řečeno výše, mezní velikost pro zobrazení v aplikaci Google Earth je 10

MB [10], lze předpokládat, že by mohl kompletní model tuto velikost splnit. Nutno je

ale říci, že textury, které bude třeba doplnit, budou samozřejmě také zabírat mnoho

místa.

Nejjednodušší možností jak vytvořit 2D obrázek z 3D modelu v programu Sketch-

Up je použití funkce Export 2D grafiky (Soubor –> Export –> 2D grafika). Tato

funkce uloží 2D obrázek zobrazující model tak, jak jej vidíme při práci v programu

SketchUp. Před exportem tak lze zvolit, zda budou či nebudou zobrazeny hrany

(Zobrazit –> Styl hrany –> Zobrazit hrany). V našem případě byly hrany ponechány,

aby vynikla odlišnost tohoto způsobu vizualizace od ostatních.

47


Pro kvalitnější vizualizaci je nutno stáhnout do programu SketchUp vhodný plug-

in, který vytváří obrázky na základě stínování („rendering“). Takových plug-inů

lze nalézt velké množství, využity byly demoverze programů Twilight Render [18]

a Render[in] [14], které bylo možno použít pouze v nové verzi SketchUp 8. Oba

dva programy jsou po instalaci integrovány do SketchUpu, takže je možné prová-

dět renderování přímo z něho pomocí doplněných panelů nástrojů. Práce s oběma

plug-iny je v podstatě stejná. Pomocí běžných nástrojů SketchUpu je zvolen pohled

a poté spuštěno renderování. Složitější nastavení nebyla prováděna. Jedná se hlavně

o nastavení chování jednotlivých textur, nastavení doplňkových světel a podobně.

Denní dobu a s tím související osvětlení a stíny je možno nastavovat pomocí běžných

panelů SketchUpu. Výsledné obrázky ukazují model pochopitelně bez zobrazených

hran.

Po vyzkoušení obou plug-inů je možno říci, že Render[in] je z uživatelského

hlediska přehlednější a nabízí i pohlednější výstupy. Dalším plusem je potom ná-

hled renderovaného obrázku v reálném čase během nastavování pohledu nástroji

SketchUpu. Jeho nevýhodou, kterou se nepodařilo odstranit ale bylo to, že textury

okenních rámů byly zobrazeny na obrázcích pouze u některých oken, i když byla pro

všechna okna použita stejná textura.

Vytvořené obrázky slouží zejména pro účely představení výsledků této bakalářské

práce. Renderované obrázky jsou ve stavebnictví většinou používány pro vizualizaci

staveb, které ještě fyzicky neexistují. U Hernychovy vily, jejíž skutečné fotografie lze

bez problému pořídit, je pochopitelně přínosnější vlastní 3D model. Je také nutno

říci, že dojem z renderovaných obrázků může zhoršovat prozatímní absence většiny

textur. Všechny vytvořené obrázky dosavadního celku jsou prezentovány v příloze

práce, ukládány byly do formátu JPEG.

48


Závěr

Jak již bylo popsáno v úvodu, práce si neklade za cíl vytvořit kompletní model

Hernychovy vily. Výsledkem je proto model ve stavu rozpracování, kterému se bude

nutno dále věnovat. Několikrát již byla popsána především potřeba umístit na vý-

sledný model textury a domodelovat některé prvky. Lze ale říci, že už v této fázi

rozpracování může model zájemcům přiblížit, jak předloha vypadá.

Jedním z hlavních cílů práce bylo ověřit vhodnost programu SketchUp pro vy-

tváření 3D modelů stavebních objektů. Je možno říci, že se program pro daný účel

osvědčil. Jeho hlavní výhodou je bezesporu krátká doba, za kterou si uživatel osvojí

jeho funkce a s tím související velmi příjemné uživatelské rozhraní. K tomu je třeba

poznamenat, že ač byl model vytvářen v poslední dostupné české verzi SketchUp 6,

lze novým uživatelům doporučit nejnovější verzi 8. Jediná její nevýhoda, která byla

nalezena, je absence jejího překladu do češtiny.

Vzhledem k tomu, že byl model vytvářen s poměrně velkou podrobností, byla

někdy práce v programu velmi pomalá i přesto, že bylo postupováno cestou rozdělení

modelu na několik částí a práce na jednotlivých částech v samostatných souborech.

Bylo zjištěno, že v nové verzi SketchUp 8 je práce s modelem výrazně rychlejší. Proto

budou další práce na modelu probíhat v této verzi programu. Určitou nevýhodou

může být pouze to, že soubory uložené v nejnovější verzi programu již nejsou zpětně

kompatibilní s předchozími verzemi SketchUpu.

Použité metody získávání informací o rozměrech modelovaného objektu byly na-

konec shledány vhodnými. Geodetické měření, které by bylo pravděpodobně prová-

děno pomocí prostorové polární metody, by bylo vzhledem k využití modelu značně

neekonomické. Naproti tomu při odměřování rozměrů z papírových výkresů sice není

možné i vzhledem k nejasnému způsobu vzniku výkresů očekávat obdobnou přes-

nost. Pro vytvoření modelu, který přibližuje vzhled objektu se ale tato přesnost

zdá dostačující. Možnost získat poměrně velké množství informací z kót na výkre-

sech a také vlastní měření pásmem se současným pořízením fotodokumentace ale

samozřejmě práci výrazně usnadnily.

49


S podrobností modelu také souvisí časová náročnost jeho vytvoření. Pro dosa-

žení současného stupně rozpracování modelu bylo třeba asi 300 hodin práce. Je

však nutno uvést, že je v tomto časovém údaji zahrnuta i doba studia programu.

Vzhledem k tomu, že se jednalo o v podstatě první model autora práce, nebylo zpo-

čátku v některých případech dostatečně využíváno všech možností programu, které

je možno doporučit. Jedná se například o využívání souměrnosti některých prvků a

jejich překlopení a kopírování, používání komponent a podobně.

50

ČVUT v Praze POUŽITÉ ZDROJE

Použité zdroje

[1] Citace.com: generátor citací [online]. c○2004-2012 [cit. 2012-05-10]. Dostupné

z URL: <http://www.citace.com/>.

[2] DOLEČEK, T. PROJEKTOVÁ KANCELÁŘ TIPOS. Stavební úpravy Her-

nychovy vily č.p. 72 v Ústí nad Orlicí. Ved. Projektu Ing. Arch. Petr Kulda.

Ústí nad Orlicí, 2005. Projektová dokumentace pro stavební povolení.

[3] Features of Google SketchUp (free). Google SketchUp [on-

line]. updated 03/20/2011 [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://support.google.com/sketchup/>.

[4] Features of Google SketchUp Pro. Google SketchUp [on-

line]. updated 01/13/2012 [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://support.google.com/sketchup/>.

[5] Google Earth 6 [software]. [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://www.google.com/intl/cs/earth/index.html>.

[6] Google galerie 3D objektů [online]. [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://sketchup.google.com/3dwarehouse/>.

[7] Google SketchUp 6 [software]. [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://sketchup.google.com/download/>.

[8] Google SketchUp 8 [software]. [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://sketchup.google.com/download/gsu.html>.

[9] HEROUT, Jaroslav. Slabikář návštěvníků památek. 2. doplněné vydání. Praha:

Propagační tvorba Praha, 1980.

[10] Kritéria přijetí do vrstvy fotorealistických prostorově zobraze-

ných budov v aplikaci Google Earth. Google Sketch Up [on-

line]. aktualizováno 06/27/2011 [cit. 2012-04-01]. Dostupné z URL:

<http://support.google.com/sketchup/bin/answer.py?hl=cs&answer=1267260>.

51

http://www.citace.com/

http://support.google.com/sketchup/bin/answer.py?hl=en&answer=36201&topic=1734764&ctx=topic

http://support.google.com/sketchup/bin/answer.py?hl=en&answer=165499&topic=1734764&ctx=topic

http://www.google.com/intl/cs/earth/index.html

http://sketchup.google.com/3dwarehouse/

http://sketchup.google.com/download/

http://sketchup.google.com/download/gsu.html

http://support.google.com/sketchup/bin/answer.py?hl=cs&answer=1267260


[11] MELŠOVÁ, Jitka a Martin ZAHÁLKA. Hernychova vila: Od soukromé rezi-

dence po veřejný prostor. Ústí nad Orlicí: Městské muzeum v Ústí nad Orlicí,

2009. ISBN 978-80-254-5233-2.

[12] PAVELKA, Karel. Fotogrammetrie 2. 1. vydání. Praha: ČVUT v Praze, 2011,

160 s. ISBN 978-80-01-04719-4.

[13] RAJDLOVÁ, Marie. Tvorba a prezentace prostorového mo-

delu stavebního objektu. Praha, 2011. Dostupné z URL:

<http://geo3.fsv.cvut.cz/soukup/dip/rajdlova/rajdlova.pdf>. Diplomová

práce. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie.

Vedoucí práce Ing. Petr Soukup, Ph.D.

[14] Render[in] [software]. [cit. 2012-04-29]. Dostupné z URL:

<http://www.renderin.com>.

[15] SketchUp. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA):

Wikimedia Foundation, 28. 8. 2006, 29. 3. 2012 [cit. 2012-04-01]. Dostupné

z URL: <http://cs.wikipedia.org/wiki/Google_SketchUp>.

[16] SketchUp User’s Guide. Google SketchUp [online]. updated 06/30/2011 [cit.

2012-04-01]. Dostupné z URL: <http://support.google.com/sketchup/>.

[17] ŠATAVA, Michal. Tvorba a prezentace digitálního modelu stavebního ob-

jektu: Svatá Hora v Příbrami – část ambity. Praha, 2011. Dostupné z URL:

<http://geo3.fsv.cvut.cz/soukup/dip/satava/satava.pdf>. Diplomová práce.

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Vedoucí

práce Ing. Petr Soukup, Ph.D.

[18] Twilight Render [software]. [cit. 2012-04-29]. Dostupné z URL:

<http://www.twilightrender.com/downloads/demo>.

[19] Větší projekty našich studentů. Kurz: Vizualizace a distribuce

prostorových dat [online]. [cit. 2012-04-29]. Dostupné z URL:

<http://geo3.fsv.cvut.cz/kurzy/file.php/13/projekty/diplomky.html>.

52

http://geo3.fsv.cvut.cz/~soukup/dip/rajdlova/rajdlova.pdf

http://www.renderin.com

http://cs.wikipedia.org/wiki/Google_SketchUp

http://support.google.com/sketchup/bin/answer.py?hl=en&answer=116174

http://geo3.fsv.cvut.cz/~soukup/dip/satava/satava.pdf

http://www.twilightrender.com/downloads/demo

http://geo3.fsv.cvut.cz/kurzy/file.php/13/projekty/diplomky.html


[20] VRŇÁKOVÁ, Michaela. Vytvoření prostorového modelu historic-

kého objektu. Praha, 2009. Dostupné z URL: <http://konopiste-

3d.ic.cz/ke_stazeni/text_DP.pdf>. Diplomová práce. ČVUT v Praze,

Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Vedoucí práce Doc. Ing.

Lena Halounová, CSc.

[21] Výuková videa. Google SketchUp [online]. 2011 [cit. 2012-04-01]. Dostupné

z URL: <http://sketchup.google.com/training/videos.html>.

[22] ZELENÁ, Lenka. Prezentace prostorových dat na webu. Praha, 2007. Dostupné

z URL: <http://geo3.fsv.cvut.cz/soukup/dip/zelena/zelena.pdf>. Diplomová

práce. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie. Ve-

doucí práce Ing. Petr Soukup, Ph.D.

53

http://konopiste-3d.ic.cz/ke_stazeni/text_DP.pdf

http://konopiste-3d.ic.cz/ke_stazeni/text_DP.pdf

http://sketchup.google.com/training/videos.html

http://geo3.fsv.cvut.cz/~soukup/dip/zelena/zelena.pdf

ČVUT v Praze SEZNAM PŘÍLOH

Seznam příloh

A Prezentace výsledků práce ve formě 2D obrázků 55

B CD s přílohami v digitální podobě

1. Tato bakalářská práce v digitální formě (soubor tobias_bp.pdf)

2. Jednotlivé části 3D modelu a výsledný celek (složka model)

∙ Základní, do prostoru „vytažený“ model (soubor zakladni_model.skp)

∙ Jižní věž a vrchol věže severní (veze.skp)

∙ Střední část věže severní s balkony (stred_veze.skp)

∙ Střecha, část severní věže, horní část severozápadního průčelí budovy

(strecha.skp)

∙ Vchody a balkóny zpředu (vchody_balkony.skp)

∙ Terasa vzadu (terasa_vzadu.skp)

∙ Horní část severovýchodního průčelí budovy (atika_SV.skp)

∙ Socha sv. Floriána (florian.skp)

∙ Soubor se všemi vytvořenými typy oken (okna.skp)

∙ Soubor se všemi vytvořenými typy dveří (dvere.skp)

∙ Výsledný celek (celek.skp)

3. Fotodokumentace modelované předlohy (složka fotodokumentace)

54

ČVUT v Praze A. PREZENTACE VÝSLEDKŮ PRÁCE VE FORMĚ 2D OBRÁZKŮ

A Prezentace výsledků práce ve formě 2D

obrázků

Obr. A.1: Severozápadní pohled se zobrazenými hranami (export ze SketchUpu)

55


Obr. A.2: Západní pohled se zobrazenými hranami (SketchUp)

Obr. A.3: Východní pohled se zobrazenými hranami (SketchUp)

56


Obr. A.4: Severozápadní pohled (Twilight Render)

Obr. A.5: Západní pohled (Twilight Render)

57


Obr. A.6: Východní pohled (Twilight Render)

Obr. A.7: Severozápadní pohled (Render[in])

58


Obr. A.8: Severní pohled (Render[in])

Obr. A.9: Západní pohled (Render[in])

59


Obr. A.10: Pohled severní shora (Render[in])

60

Date post:	28-Jun-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	1 times
Download:	0 times

3D model Hernychovy vily v Ústí nad Orlicígeo.fsv.cvut.cz › proj › bp › 2012 ›...

Documents