Содержание
Программы моделирования интерьера — Статьи
Программ, способных создать реалистичную трехмерную модель – весьма много. Но каждая такая программа имеет свои области применения. Конечно, ее можно использовать и для нетипичных задач, но тогда эффективность творчества резко падает. Для моделирования интерьеров, домов и квартир — также существуют специальные пакеты программных средств, которые лучше всего подходят для этих задач.
Так, для создания модели интерьера, дома или квартира – применяют пакет трехмерного моделирования 3D Max. Также можно использовать специализированную программу «Аркон». Аркон лучше всего применять для создания моделей домов и квартир, использую имеющиеся в наличии чертежи. А вот для создания интерьера, его дизайна – гораздо лучше пользоваться программой 3D max. Безусловно, простые интерьеры – с ними справится и Аркон, а вот сложные композиции, выглядящие по-настоящему реалистично – такое «по зубам» только 3D Max.
Кстати, то же касается моделирования домов или трехмерного плана квартиры: если квартира в определенной степени стандартная – Аркон справится без проблем и гораздо быстрее, чем Вы это сделаете в 3D max! Но если квартира изобилует нестандартными решениями – как в области планировки, так и в области – скажем лестниц, окон – тогда Аркон не сможет помочь в этом.
Ведь главный плюс программы Аркон – быстрота, благодаря унификации элементов, их библиотекам. Главный плюс 3D max – возможность создать абсолютно любой дизайн и архитектуру, обеспечить высокую фотореалистичность, освещение. Но и трудоемкость гораздо выше, чем в Арконе.
Если Вы выбрали 3D max – Ваша работа будет состоять из трех этапов:
1 – создание геометрической модели
2 – создание и применение текстур
3 – расстановка света
4 – рендринг
Создание геометрической модели.
Сразу же после запуска программы 3D max, Вы попадаете в обзор виртуального трехмерного пространства, где и осуществляется моделирование. Перед Вами три окна проекций, плюс четвертое – трехмерная перспектива. Справа перед Вами панели, где из имеющихся примитивом и других технологий создания геометрии, Вы сможете собрать необходимую геометрическую модель дома, квартиры или интерьера. Здесь следует заметить , что хотя 3D max, в принципе, можно заставить создать модель автоматически(частично) по чертежу -но Аркон справится с этим ГОРАЗДО лучше.
Текстуры – это внешний вид материалов, которые вы будете использовать. В 3D max есть богатая библиотека архитектурных текстур(материалов), и вместе с тем Вы можете изменить фактически любой параметр, вплоть до коэффициента преломления или отражения, глянца.
За работу с материалами отвечает специальный менеджер материалов, который можно вызвать, нажав клавишу M
Но внешний вид дома или интерьера определяется не только тем, как выглядят материалы. Он также определяется и тем, как именно падает и преломляется свет. Чтобы компьютер мог рассчитать эти параметры – Вам необходимо задать месторасположение источников света, их интенсивности, и некоторых других параметров.
И наконец производится рендер- компьютер непосредственно рассчитывает картинку.
В аркон – принципиально другой подход к проектированию и работе.
1. Создание геометрической модели(двумя способами)
2. Добавление стандартных элементов из библиотек(чаще всего материалы назначаются автоматически)
Создание геометрической модели чаще всего производится не вручную, а на основе имеющихся чертежей! Но возможно и вручную изменить какие либо из параметров модели.
В арконе доступно большое количество библиотек с уже готовыми элементами геометрии.
Добавление элементов из библиотек производится элементарно, буквально с помощью нескольких кликов: каждая библиотека имеет название – причем явное – например – окна, или двери…. После выбора варианта – вы можете на хоту изменить все параметры – длину, ширину, высоты. Что особенно ценно, в модели такой часто материалы присваиваются автоматически, Вам даже не надо будет вспоминать об этом…
Наиболее ценной особенность Аркон – по сравнению с 3D max — возможность выбора не просто элементов интерьера или дома из библиотек – но и установки там специализированных параметров – именно для этого элемента. То есть доступна к изменению не только, скажем – ширина, длина и высота. В библиотеке элемент может корректно подразделятся на свои составляющие части, каждая из которых может быть изменена. Например –окно в модели состоит из рамы, створок, стекол. При желании – можно менять все эти параметра в отдельности.
Мало того, разумеется библиотека окон содержит в себе большое количество различных модификации окон любых типов.
Еще одно достоинство Аркона –специальная ориентированность на работу с чертежами(в отличие от 3D max) здесь можно легко и удобно просмотреть размеры, или изменить их для указания каким именно образом необходимо создать трехмерную модель.
Не следует забывать и о последнем этапе моделирования. После того, как была создана модель — неплохо было бы просчитать смету – то есть затраты. Чаще всего это – затраты на материалы. Имея простейший редактор электронных таблиц – посчитать не составит труда. Необходимо знать – стоимость удельной единицы каждого материала и все размеры
Все виды деталей разделяются на два типа: такие, где стоимость идет по погонному метру материала, и — по объему. Для вычисления по погонному метру достаточно эффективную длину умножить на стоимость единицы материала. Для вычисления стоимости по объему необходимо высчитать объем(для этого необходимо знать ширину, длину, высоту) а после этого – умножаем стоимость единицы материала на полученный объем….
Как это рассчитывается с помощью электронной таблицы: есть две стандартные формулы – расчет по погонному метру и расчет по объему. Эти формулы набираются в ячейки вычислений, а аргументами в каждой строке – будут параметры размеров. После этого, при веденных параметрах размеров – вам лишь остается протянуть мышью (взявшись за нижний угол ячейки формулы) – до конца введенных параметров – в результате вы автоматически получаете стоимость для каждого элемента. А после этого можно, например – посчитать автосуммой полный результат.
Интерьеры, экстерьеры, Организация строительства, Статьи
Бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac
Часть 1
1. Милый дом 3D
Особенности и функции:
· Sweet Home 3D — это бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , которое позволяет вам спроектировать каждый аспект вашего дома.
· Он позволяет выполнять как 3D-, так и 2D-рендеринг и предлагает функции перетаскивания.
· Это позволяет вам получать отзывы от профессионалов о ваших проектах.
Плюсы Sweet Home 3D
· Одна из лучших особенностей этого программного обеспечения заключается в том, что оно имеет функции перетаскивания для многих вещей, таких как двери, мебель, окна и т. д.
· Это программное обеспечение для домашнего дизайна также позволяет создавать интерьеры в 3D, что придает проектам реалистичный эффект.
· Используя это программное обеспечение, вы также можете импортировать и изменять ob_x_jects.
Минусы Sweet Home 3D
· Единственным отрицательным моментом является то, что он немного медлителен при работе с большими файлами.
· Это бесплатное программное обеспечение для домашнего дизайна для Mac не имеет большого каталога ob_x_jects на выбор
· Еще одним недостатком этой программы является то, что она не предлагает хороший выбор текстур для стен, полов и потолков.
Отзывы Пользователей:
1.
Простой, легкий в использовании и работает очень хорошо. они предоставляют li_x_nks для действительно хорошей 3D-мебели и т. д.
2. Любите то, что вы можете сделать с помощью простого рисунка. Не знаю, как программное обеспечение вычисляет длину линии, но опять же, я использовал его недостаточно.
3. Работает как для США, так и для метрики, что является БОЛЬШИМ плюсом. Как только вы освоите его, его будет легко использовать и масштабировать изображение.
https://ssl-download.cnet.com/Sweet-Home-3D/3000-2191_4-10893378.html
Скриншот
Часть 2
2. Живой интерьер 3D Pro
Особенности и функции
· Это бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , которое позволяет вам проектировать свой дом или интерьер в форматах 2D и 3D.
· Он поставляется с огромным каталогом ob_x_jects, а также предустановленными дизайнами.
· Это подробное программное обеспечение позволяет создавать точные многоэтажные проекты, высоту потолка, толщину перекрытий и т.
д.
Плюсы Живого Интерьера 3D Pro
· Это бесплатное программное обеспечение для домашнего дизайна для Mac очень подробное и мощное, что делает его идеальным для начинающих и профессионалов.
· Он предлагает множество ob_x_jects и позволяет точно их размещать.
· Это программное обеспечение также позволяет просматривать проекты в 3D.
Минусы Live Interior 3D Pro
· Одним из недостатков этого является то, что такие функции, как наложение текстур, очень запутаны.
· В программе нет готовых типов дверей, окон и т.д., и это тоже ограничение.
· Его пользовательский импорт не очень удобен для пользователя, и это тоже недостаток.
Отзывы Пользователей:
1. Я особенно удивлен легкостью, с которой я могу настроить освещение в осветительных приборах и просматривать комнату при разном освещении.
2. По большей части эта программа очень проста в освоении и проста в использовании для любого пользователя компьютера от среднего до экспертного уровня.
3. Быстрое и в основном интуитивно понятное хорошее качество с хорошими характеристиками.
https://ssl-download.cnet.com/Live-Interior-3D-Pro/3000-6677_4-10660765.html
Скриншот
Часть 3
3. Главный архитектор
Особенности и функции
· Бесплатное программное обеспечение для проектирования дома Chief Architect для Mac , которое прекрасно работает, позволяя вам самостоятельно заниматься проектированием дома.
· Это программное обеспечение поставляется с большим каталогом мебели, дизайнов и других предметов интерьера.
· Это также позволяет вам видео видео и изображения вашего дизайна в 3D.
Плюсы главного архитектора
· Лучшее в нем то, что он позволяет легко планировать и проектировать графику и план вашего интерьера.
· Подходит для использования дизайнерами интерьеров, архитекторами, а также теми, у кого нет технических знаний.
· Это бесплатное программное обеспечение для домашнего дизайна для Mac предлагает определенный фотореализм, и это также является одним из его плюсов.
Минусы главного архитектора
· Тот факт, что предлагаемый им каталог не такой полный, как у других программ, может быть отрицательным.
· Программное обеспечение может иметь ошибки, которые могут привести к частым сбоям.
Отзывы Пользователей:
1. Воссоздайте план этажа вашего дома в цифровом виде и вставьте новые цвета и текстуры стен, пола и мебели, прежде чем вносить какие-либо радикальные изменения в свой реальный дом.
2. Главный архитектор Home Designed Suite 10 — гораздо более простой, интуитивно понятный и гибкий продукт.
3. При просмотре этажа вы размещаете предмет, и он прикрепляется к этому полу —
Скриншот:
Часть 4
4. Удар! Основы домашнего дизайна
Особенности и функции:
· Это замечательное бесплатное программное обеспечение для домашнего дизайна для Mac позволяет вам выполнять все ваши проекты быстро и легко.
· Это программное обеспечение содержит обучающие видеоролики, которые помогут вам учиться и создавать собственные независимые проекты.
· Это программное обеспечение имеет много сложных планов, которые обязательно произведут впечатление.
Плюсы пунша! Основы домашнего дизайна
· Одна из лучших вещей в нем заключается в том, что он предлагает простые обучающие видео и руководства, которые помогут вам.
· Еще одна хорошая вещь в том, что инструмент оценки стоимости помогает разбить стоимость каждой комнаты.
· Это программное обеспечение могут использовать не только профессионалы, но и владельцы домашних хозяйств.
Минусы пунша! Основы домашнего дизайна
· Одна вещь, которой не хватает в этом программном обеспечении, это отсутствие инструмента для создания и настройки камина.
· Еще одним недостатком этого программного обеспечения является отсутствие выбора цветов и материалов.
Отзывы Пользователей
1.
Инструмент оценки стоимости Punch Studio Essentials позволяет составить бюджет реконструкции дома.
2. Меню QuickStart помогает начинающим пользователям начать использовать это программное обеспечение для проектирования планов этажей для Mac.
3. В Essentials есть много инструментов для упрощения редизайна цифрового дома.
http://home-design-software-review.toptenreviews.com/mac-home-design-software/punch-home-design-studio-essentials-review.html
Скриншот
Часть 5
5.Roomsketcher
Характеристики и функции:
· Roomsketcher — это бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , которое позволяет создавать любые дизайны и интерьеры для вашего дома.
· Тот факт, что он поставляется с очень большим каталогом, является изюминкой этого программного обеспечения.
· Это программное обеспечение представляет собой инструмент, который также предназначен для использования новичками.
Плюсы Roomsketcher
· Одной из лучших особенностей этого программного обеспечения является то, что оно поставляется с профессиональными планами этажей и идеями по благоустройству дома.
· Еще одним положительным моментом этого программного обеспечения является то, что оно позволяет выполнять проектирование как в 2D, так и в 3D.
· Это программное обеспечение также позволяет вам совершить виртуальную прогулку по спроектированному вами дому.
Минусы Roomsketcher
· Одним из недостатков этого программного обеспечения является отсутствие опции изогнутой стены.
· Он не позволяет выбирать несколько элементов одновременно.
Комментарии/отзывы пользователей :
1. RoomSketcher — это бесплатное программное приложение для создания планов этажей, размещенное в пушистом белом облаке.
2. Есть два варианта изготовления стен.
3. Толщина стен регулируется. Вы можете работать в дюймах или сантиметрах.
http://www.houseplanshelper.com/free-floor-plan-software-roomsketcher-review.html
Скриншот
Часть 6
6.ДомаПоМне
Особенности и функции:
· HomeByMe — это бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , которое представляет собой законченное решение для дизайна дома, которое позволяет вам самостоятельно проектировать интерьеры вашего дома.
· Это программное обеспечение позволяет создавать стены, добавлять растения в сады и т. д.
· Это программное обеспечение также поставляется с готовыми шаблонами и планами этажей.
Плюсы HomeByMe
· Одним из положительных моментов этого программного обеспечения является то, что оно предлагает настраиваемые шаблоны.
· Он поставляется с руководством пользователя и руководством, чтобы облегчить вам работу.
· Еще одна хорошая вещь в том, что он позволяет вам добавлять различные ob_x_jects и т.
д.
Минусы HomeByMe
· Одним из его недостатков является то, что нет возможности делать криволинейные стены.
· Он не предлагает много вариантов форм лестницы.
· Еще одним недостатком является то, что он не предлагает много продвинутых инструментов.
Комментарии/отзывы пользователей:
1. Рисовать стены с помощью HomeByMe относительно легко.
2. Вы можете легко поделиться своей работой в Facebook и Twitter,
3. Вы можете отсканировать чертеж плана этажа и импортировать его в HomeByMe,
http://www.houseplanshelper.com/free-floor-plan-software-homebyme-review.html
Скриншот
Часть 7
7. Планировщик 5D
Особенности и функции
· Это бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , которое позволяет проектировать, планировать и создавать интересные макеты для вашего дома.
· Он позволяет создавать макеты и проекты без каких-либо технических знаний.
· С помощью этой программы вы также можете делиться своими проектами с другими.
Плюсы Планировщика 5D
· Одним из лучших качеств этого программного обеспечения является то, что оно поставляется с передовыми визуальными эффектами.
· Он одинаково хорошо подходит как новичкам, так и профессионалам, так как прост в использовании.
· Он также предоставляет вам руководства и руководства для базового понимания своих инструментов.
Минусы планировщика 5D
· Один недостаток, связанный с этим, заключается в том, что импорт файлов может быть проблематичным.
· Он не позволяет пользователям экспортировать проекты, и это тоже является недостатком.
· Нет абсолютно никакой возможности распечатать планы или эскизы.
Комментарии/отзывы пользователей:
1. В Planner 5D вы также можете повеселиться, поэкспериментировав с внешним видом.
2. 3D-вид загружается быстро, а угол обзора можно легко и интуитивно изменить.
3. Planner5D рассчитывает площадь каждой комнаты по ходу работы, что помогает при расчете бюджета.
http://www.houseplanshelper.com/free-floor-plan-software-planner5d-review.html
Скриншот
Часть 8
8. Планоплан
Характеристики и функции:
· Это великолепное бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , которое позволяет планировать деление этажей и проектировать интерьеры вашего дома.
· Это 3D-планировщик для тех, кто хочет создать дизайн виртуального дома.
· Он поставляется с массивным каталогом ob_x_jects на выбор для проектирования.
Плюсы Planoplan
· Преимущество этой программы в том, что она позволяет создавать полы в режиме онлайн без помощи эксперта.
· Просмотр и разработка на нем безопасны и зашифрованы, и это тоже положительно.
· Предлагает 3D-визуализацию комнат, чего нет в большинстве программ.
Минусы Planoplan
· Он не предлагает очень хороших шаблонов для дизайна, и это недостаток.
· Предлагаемые в нем инструменты могут оказаться сложными, и для некоторых это является ограничением.
· Предлагаемая поддержка клиентов невелика.
Комментарии/отзывы пользователей :
1. С Planoplan вы можете легко получить 3D-визуализацию комнат, мебели и отделки.
2. Новый 3D-планировщик комнат, который позволяет создавать планы этажей и интерьеры онлайн.
http://scamanalyze.com/check/planoplan.com.html
Скриншот
Часть 9
9. Конструктор LoveMyHome
Особенности и функции
· Это еще бесплатное программное обеспечение для домашнего дизайна для Mac , которое упаковано с 2000 дизайнерскими продуктами для дизайна внутренних помещений.
· Это делает возможным трехмерное проектирование, так что вы можете внимательно наблюдать за каждой вещью, которую вы проектируете.
· Он снабжен множеством легко настраиваемых готовых шаблонов для простоты использования.
Плюсы конструктора LoveMyHome
· Возможность 3D-проектирования, безусловно, является одной из его сильных сторон.
· Готовые к использованию шаблоны могут быть легко персонализированы, и это тоже положительно сказывается.
· Он свободен от каких-либо ошибок и не дает сбоев между использованием.
Минусы дизайнера LoveMyHome
· Ему не хватает глубины функций и нет некоторых продвинутых.
· Он больше подходит для владельцев домов, но не для профессионалов.
Комментарии/отзывы пользователей:
1. LoveMyHome предлагает пользователям 3D-визуализацию любого пространства, которое они надеются спроектировать или перепроектировать.
2.LoveMyHome позволяет не только спроектировать интерьер вашего идеального дома,
3. Так же, как The Sims, за исключением того, что продукты на самом деле появляются у вашей двери.
Скриншот
Часть 10
10. ArchiCAD
Характеристики и функции:
· Это популярное бесплатное программное обеспечение для дизайна дома для Mac , с помощью которого вы легко спроектируете свой дом и его интерьер.
· Он предлагает специальные решения для обработки всех общих аспектов эстетики.
· Он также предоставляется с готовыми к использованию шаблонами.
Плюсы ArchiCAD
· Он имеет интеллектуальную фоновую обработку, и это один из его плюсов.
· Он имеет новый инструмент для 3D-принтера, который также является его сильной стороной.
· Это позволяет вам быстро получить доступ к дополнительным связанным представлениям, и это тоже положительно.
Минусы ArchiCAD
· Некоторые инструменты являются базовыми функциями здравого смысла и слишком просты.
· Это масштабная программа, и изучение всех инструментов может быть трудным для новых пользователей.
· Это может быть не идеально для тех, у кого нет технических знаний о САПР.
Комментарии/отзывы пользователей :
1. Все части, которые доставляют мне проблемы, в основном связаны с отсутствием знаний о программе.
2. Также большим плюсом является возможность совместного использования и работа в сети.
3. Самое интересное — это 3D-выход,
https://www.g2crowd.com/survey_responses/archicad-review-33648
Скриншот
Бесплатное программное обеспечение для домашнего дизайна для Mac
ArchiGAN: генеративный стек для проектирования многоквартирных домов
Вскоре искусственный интеллект расширит возможности архитекторов в их повседневной работе. Этот потенциал не за горами, и моя работа служит доказательством концепции. Фреймворк, использованный в моей работе, предлагает плацдарм для обсуждения, приглашая архитекторов начать заниматься ИИ, а специалистов по обработке и анализу данных рассматривать архитектуру как область исследований.
В этом посте я резюмирую часть своей диссертации, представленной в Гарварде в мае 2019 года., где генеративно-состязательные нейронные сети (GAN) используются для проектирования планов этажей и целых зданий.
Рис. 1. Генеральный план, созданный с помощью GAN
Я считаю, что статистический подход к концепции дизайна сформирует потенциал ИИ для архитектуры. Этот подход носит менее детерминированный и более целостный характер. Вместо того, чтобы использовать машины для оптимизации набора переменных, полагаться на них для извлечения важных качеств и имитации их на протяжении всего процесса проектирования представляет собой сдвиг парадигмы.
Разобьём проект плана этажа на 3 отдельных этапа:
- (I) обозначение контура здания
- (II) переделение программы
- (III) 9 0006 расстановка мебели
Каждый шаг соответствует Pix2Pix Модель GAN, обученная выполнять одну из трех задач, описанных выше.
Вкладывая эти модели одну за другой, я создаю целый многоквартирный дом «стек генерации », при этом позволяя пользователю вводить данные на каждом этапе. Кроме того, за счет обработки многоквартирных домов этот проект выходит за рамки простого дома на одну семью.
Помимо простой разработки конвейера генерации, эта попытка направлена на демонстрацию потенциала GAN для любого процесса проектирования, посредством чего модели GAN вкладываются и позволяют пользователю вводить между ними, я пытаюсь добиться обратной связи между людьми и машинами, между дисциплинарной интуицией и техническими инновациями.
Представление, обучение и структура
Pix2Pix использует условную генеративно-состязательную сеть (cGAN) для изучения сопоставления входного изображения с выходным изображением. Сеть состоит из двух основных частей: Генератора и Дискриминатора. Генератор преобразует входное изображение в выходное изображение; Дискриминатор пытается угадать, было ли изображение создано генератором или это исходное изображение.
Две части сети бросают вызов друг другу, что приводит к более высокому качеству выходных данных, которые трудно отличить от исходных изображений.
Мы используем эту способность для изучения сопоставления изображений, что позволяет нашим моделям изучать топологические особенности и организацию пространства непосредственно из изображений плана этажа. Мы контролируем тип информации, которую модель узнает, форматируя изображения. В качестве примера, просто показав нашей модели форму участка и связанную с ним площадь здания, мы получим модель, способную создавать типичные контуры зданий с учетом формы участка.
Я использовал реализацию pix2pix Кристофера Гессе. В его коде используется Tensorflow, в отличие от исходной версии, основанной на Torch, которая оказалась простой в развертывании. Я предпочел Tensorflow, потому что большая пользовательская база и база знаний дали мне уверенность, что я могу легко найти ответы, если столкнусь с проблемой.
Я провел быстрые итерации и тесты с использованием графического процессора NVIDIA Tesla V100 для процесса обучения на Google Cloud Platform (GCP).
Простота облачного образа NVIDIA GPU для глубокого обучения , предлагаемого на GCP, позволила беспрепятственно развернуть его, установив все необходимые библиотеки для Pix2Pix (Tensorflow, Keras и т. д.) и пакеты для запуска этого кода на графическом процессоре машины (CUDA и cuDNN). Я использовал TensorFlow 1.4.1, но доступна более новая версия pix2pix с Tensorflow 2.0 [здесь].
На рис. 2 показаны результаты типичного обучения. Сначала на подготовку этой последовательности ушло более полутора дней. В конечном итоге это заняло менее 2 часов на Tesla V100 в GCP, что позволило провести больше тестов и итераций, чем при локальном запуске того же обучения.
Мы показываем, как одна из моих моделей GAN постепенно учится планировке комнат и расположению дверей и окон в пространстве, также называемому оконным проемом, для данной квартиры в последовательности, показанной на рисунке 2.
Рисунок 2. Архитектурная последовательность квартир
Хотя первоначальные попытки оказались неточными, после 250 итераций машина строит некую форму интуиции.
Прецеденты
Ранняя работа Isola et al. в ноябре 2018 года включение преобразования изображения в изображение с помощью их модели Pix2Pix проложило путь для моего исследования.
Чжэн и Хуан в 2018 году [3] впервые изучили анализ плана этажа с использованием GAN. Авторы предложили использовать GAN для распознавания и генерации планов этажей с помощью Pix2PixHD [1] . Изображения плана этажа, обработанные их архитектурой GAN, преобразуются в программные цветовые пятна. И наоборот, цветовые пятна в их работах превращаются в нарисованные комнаты. Если пользователь указывает положение проемов и комнат, выложенные элементы сети становятся мебелью. Тезис Натана Питерса [2] в Гарвардской высшей школе дизайна в том же году рассмотрели возможность планировки комнат в доме на одну семью. Работа Петерса превращает пустой след в программные цветовые пятна без определенной фенестрации.
Что касается GAN как помощников дизайнера, Ноно Мартинес в своей диссертации [3] в Гарвардском GSD в 2017 году исследовал идею петли между машиной и дизайнером, чтобы уточнить само понятие «процесс проектирования».
Стек и модели
Я основываюсь на ранее описанных прецедентах для создания стека из трех шагов генерации. Как показано на рис. 3, каждая модель стека обрабатывает определенную задачу рабочего процесса: (I) формирование посадочных мест, (II) перераспределение программы, (III) расстановка мебели .
Рисунок 3. Стек генерации в трех моделях
Архитектор может изменять или точно настраивать выходные данные модели между каждым шагом, тем самым достигая ожидаемого взаимодействия машины и человека.
Model I: Footprint
Контуры зданий существенно определяют внутреннюю организацию планов этажей. Их форма в значительной степени обусловлена их окружением и, в частности, формой их участка. Так как дизайн контура жилого дома можно определить по форме участка земли, на котором он стоит, я обучил модель генерировать типичные контуры, используя данные ГИС (Географическая информационная система) из города Бостон. Во время обучения мы отправляем в сеть пары изображений в формате, подходящем для Pix2Pix, отображая необработанный участок (левое изображение) и тот же участок с нарисованным на нем заданным зданием (правое изображение).
Мы показываем некоторые типичные результаты на рисунке 4.9.0007 Рисунок 4. Результаты модели I
Модель II: Программа
Модель II обрабатывает переделку и оконную систему. Сеть принимает в качестве входных данных площадь данного жилого помещения, произведенного Моделью I, положение его входной двери (зеленый квадрат) и положение основных окон, указанное пользователем. Планы, используемые для обучения сети, получены из базы данных, содержащей более 800 планов квартир, должным образом аннотированных и попарно переданных модели во время обучения. На выходе программа кодирует комнаты с помощью цветов, представляя структуру стены и ее оконные проемы с помощью черного участка. Некоторые типичные результаты показаны на рис. 5.9.0007 Рисунок 5. Результаты модели II
Модель III: Мебель
Наконец, Модель III решает задачу расстановки мебели, используя выходные данные модели II. Эта модель обучается на парах изображений, сопоставляя программы комнаты в цвете с соответствующей расстановкой мебели.
Программа сохраняет структуру стен и оконных проемов при трансляции изображения, заполняя комнаты соответствующей мебелью, заданной программой каждой комнаты. На рис. 6 показаны некоторые типичные результаты.
Рисунок 6. Результаты модели III
Пользовательский интерфейс и опыт
Я предоставляю пользователю простой интерфейс для каждого шага в нашем конвейере. Слева они могут ввести набор ограничений и границ для создания результирующего плана справа. Затем дизайнер может итеративно изменять входные данные слева, чтобы уточнить результат справа. Анимации на рис. 7 демонстрируют этот тип интерфейса и процесс, настроенный для модели II.
Вы также можете попробовать этот интерфейс самостоятельно. (Производительность зависит от разрешения экрана/версии браузера — рекомендуется Chrome).
Объединение моделей в цепочки и создание многоквартирных домов
Я масштабирую использование GAN в этой части до всего проекта многоквартирного дома. В проекте используется алгоритм для объединения моделей I, II и III друг за другом, обрабатывая несколько единиц как отдельные изображения на каждом этапе.
На рисунке 8 показан этот конвейер.
Рис. 8. Конвейер генерации многоквартирных домов
Проблема рисования плит перекрытий, в которых размещаются несколько квартир, определяет разницу между домами на одну семью и многоквартирными домами. Стратегически возможность контролировать положение окон и входов в квартиры является ключом к размещению единиц, обеспечивая при этом качество каждой квартиры. Поскольку модель II принимает в качестве входных данных положение дверей и окон, описанный выше стек генерации может масштабироваться до генерации целых плит пола.
Пользователю предлагается указать единицу, разделенную между Моделью I и Моделью II. Другими словами, указать, как каждая плита этажа делится на квартиры и расположить входные двери и окна каждой единицы, а также потенциальные вертикальные проходы (лестницы, ядра , и т. д). Затем предлагаемый алгоритм передает каждую результирующую единицу в модель II (результаты показаны на рис. 9), а затем в модель III (результат на рис.
10), чтобы окончательно собрать каждую плиту пола исходного здания. Наконец, алгоритм выводит в виде отдельных изображений все плиты этажей сгенерированного здания.
Рисунок 9. Выходные данные модели II, программа для каждой плиты пола шаг. GAN предлагают замечательную гибкость для решения, казалось бы, очень ограниченных задач. В случае планировки этажа разделение и меблировка пространства вручную могут быть сложным процессом, так как размер и форма основания меняются. Мои модели оказались вполне « smart ” в их способности адаптироваться к изменяющимся ограничениям, как показано на рис. 11.
Возможность контролировать положение входных дверей и окон в сочетании с гибкостью моих моделей позволяет нам решать вопросы планирования пространства в кратчайшие сроки. в большем масштабе, за пределами логики единого блока. На рис. 12 я масштабирую конвейер для создания целых зданий, исследуя реакцию моей модели на необычные формы квартир и контекстуальные ограничения.
Рис.
12. Схема здания с поддержкой GAN
Ограничения и будущие улучшения
Если приведенные выше результаты подтверждают потенциал GAN для архитектуры, некоторые явные ограничения будут стимулировать дальнейшие исследования в будущем.
Во-первых, поскольку квартиры в многоэтажном доме располагаются друг над другом, мы пока не можем гарантировать непрерывность несущих стен от одного этажа к другому. Поскольку вся внутренняя конструкция у каждой секции разная, несущие стены могут быть не выровнены. На данный момент мы считаем фасад несущим. Однако возможность указать положение несущих элементов во входных данных модели II потенциально может помочь решить эту проблему.
Кроме того, естественным следующим шагом является увеличение размера выходного слоя за счет получения более крупных изображений с лучшим разрешением. Для этого мы хотим развернуть проект Pix2Pix HD, разработанный NVIDIA в августе 2018 года. Мы надеемся использовать TensorRT, чтобы справиться с возросшей вычислительной мощностью.
Наконец, основная проблема связана с форматом данных наших выходов. GAN, такие как Pix2Pix, обрабатывают только информацию о пикселях. Результирующие изображения, созданные в нашем пайплайне, пока не могут использоваться непосредственно архитекторами и дизайнерами. Преобразование этого вывода из растрового изображения в векторный формат является важным шагом для обеспечения возможности интеграции вышеуказанного конвейера с общими инструментами и практиками.
Будущее GAN в архитектуре?
Я убежден, что наша способность спроектировать правильный конвейер определит успех ИИ как нового набора архитектурных инструментов. Разбивка этого пайплайна на отдельные этапы, в конечном счете, позволит пользователю участвовать в процессе. Я считаю, что их контроль над машиной является окончательной гарантией качества и актуальности процесса проектирования.
На более техническом уровне, если GAN не могут создать полностью подходящие варианты дизайна, их «интуиция» по-прежнему меняет правила игры, тем более что их выходные данные могут предложить отличную отправную точку для стандартных методов оптимизации.
Соединяя результаты GAN с алгоритмами оптимизации, я думаю, мы могли бы получить лучшее из каждого мира, достигнув архитектурного качества и эффективности.
Хотите узнать больше об этих темах? Недавно я опубликовал серию статей, в которых изложил предпосылку пересечения ИИ с архитектурой. Прочтите здесь об исторической подоплеке этой значительной эволюции, за которой последует потенциал ИИ для проектирования планов этажей, а также для анализа и создания архитектурного стиля.
Ссылки
[1] Хао Чжэн, Вэйсинь Хуан. 2018. «Распознавание и создание архитектурных чертежей с помощью машинного обучения». Кембридж, Массачусетс, АКАДИЯ.
[2] Натан Питерс. 2017. Магистерская диссертация: « Включение альтернативных архитектур: совместные рамки для совместного проектирования». Гарвардская высшая школа дизайна, Кембридж, Массачусетс.