Разработка структуры автоматизированного рабочего места для ландшафтного проектирования - Дипломная работа

К плоскостным элементам относятся ровные и горизонтальные поверхности партеров, лужаек, площадок, водоемов; к объемным - пластические формы рельефа - возвышения, откосы, камни, деревья, кустарники, травянистые растения, а также архитектурные сооружения, скульптура и малые архитектурные формы; к планировочным - аллеи, дороги, тропинки, площади и площадки. Суть процесса организации процесса садово-паркового ландшафта - моделирование, связанное с бесконечным разнообразием форм деревьев и сочетаний, на основе, которых проектировщик может основать объемно-пространственные элементы и варьировать соотношения по тону и степени освещенности. Надо предусматривать логический процесс беспрерывного изменения облика деревьев по величине, форме кроны и окраске в ходе роста и по сезонам года, определяющего главное воздействие и отличие древесной растительности от определенных, постоянных и строгих форм искусственных элементов садово-паркового ландшафта. Все разнообразие древесных группировок по размеру и форме, выражающее их объемные и пластические свойства, следует разделить на следующие основные типы составных структурных элементов композиции садово-паркового ландшафта: солитер, группа, роща, массив, аллея, зеленая стена и живая изгородь. Кустарники находят применение в любых типах растительных группировок и могут использоваться в качестве самостоятельного элемента композиции садово-паркового ландшафта для создания групп на газоне, вблизи водоемов, на опушках групп деревьев.Под объектом понимается все то, что подлежит проектированию. Затем объект разбивается на элементы и анализируется каждый из них и его влияние в целом на весь объект. Декомпозиция - это разбивка единого целого (объекта) на составные части (элементы) с целью анализа и исследования каждого из них независимо друг от друга. каждая из составных частей может разбиваться также на отдельные элементы до того, пока этот элемент не будет считаться неделимым. Третий принцип на начальных этапах проектирования применяются приближенные методы и оценки, при этом при этом пренебрегают второстепенными фактами или характеристиками, с целью изучения и понимания главных характеристик объекта. Тогда жизненный цикл разбивается на последовательные этапы, причем переход с одного этапа на другой осуществляется после завершения всех работ на предыдущем этапе.Ландшафтное проектирование связано с получением, обработкой, анализом и выполнением большого количества графической информации. Так только использование компьютерной графики позволяет на предпроектном этапе, т. е. на стадии анализа и выбора решений в короткое время просмотреть множество вариантов, а ходе непосредственного проектирования на основе моделирования получить проект ландшафтных объектов близкий по своим параметрам к фотоматериалам. Конечно, применение информационных технологий предполагает использование как аппаратных средств (от настольных ИС для несложных проектов так и офисных или корпоративных систем), так и специальных программных средств от простых программ ландшафтного проектирования до сложных программных комплексов. По мнению многих ландшафтных архитекторов программы ориентированы на «домашних хозяек», то есть дилетантов, далеких от профессиональной работы в области ландшафтного дизайна и архитектуры. За счет простоты включения в проект различных растительных и архитектурных форм, легкости размещения, замены и удобства просмотра программы позволяют ландшафтному архитектору за короткое время просмотреть множество вариантов и выбрать из них наиболее приемлемые.Sierra Land Designer 3D 7.0 Complete Landscape Designer 3 Общий вид программы представлен на рисунке, рис.1.1. рис.1.1 Отличный 2-х мерный вид, много возможностей по проектированию, расстояния, площадь и т.п. В результате проектирования в этой программе получается следующее, рис.1.2: Рис.1.2По соотношению простота обучения/качество конечного результата, эта одна из лучших программ для 3-х мерного дизайна ландшафта. Хотя описание на английском, но кто разбирается поймет без проблем. Например: поиск кустарников, светолюбивых, средней влажности почвы, нейтральной кислотности, и с вечнозеленым типом листвы выполняется простым выделением нужных полей. Создание плана начинается с загрузки фона (фото) т.е. то, на чем строится дизайн. Сначала фотографируется нужный объект, затем накладываете на него объекты (деревья, цветы и т.п.) и получается окончательный вариант.Имеет смысл использовать для конкретного показа определенного объекта. Официально не поставляется в Россию, только пиратские версии. Дополнена библиотекой растений и различных построек. Этот план сделан в течение 10-ми минут, без подготовки, рис.1.5. рис.1.5 Конечно же, при таком малом объеме нечего и рассчитывать на хороший 3D вид, рис.1.6: Рис.1.6Оптимальна для людей, которые занимаются благоустройством своего загородного дома, хотя может использоваться как альтернативный вариант ландшафтными дизайнерами. Простой интерфейс, доступность, огромное количество (более 50 видов) деревьев, кустарников, ц

Оглавление

Введение

Раздел 1. Анализ предметной области.

1.1.Ландшафт, ландшафтные объекты и способы их описания.

1.2.Основные этапы проектирования. Особенности проектирования ландшафтных объектов.

1.3.Обоснование необходимости автоматизации процесса проектирования ландшафтных объектов. Постановка задачи.

1.4.Программы для 3-х мерного моделирования ландшафта.

Раздел 2.Разработка структуры САПР и АРМ .

2.1.Пинципы построения САПР.

2.1.1.Цель создания САПР.

2.1.2. Состав САПР.

2.1.3. Стадии создания САПР.

2.1.4. Отображение процесса проектирования в программное обеспечение САПР.

2.1.5. Специфика информационного обеспечения САПР.

2.2.Анализ АРМ.

2.3. Задание на проектирование

2.4. Устройства ввода изображения.

2.5.Устройства вывода информации.

2.6. Требования к ПК

2.7.Выбор оборудования и конфигурации АРМ.

2.8. Выбор программного обеспечения.

2.9. Установка и настройка АРМ.

Раздел 3.Методика моделирования АРМ.

3.1.Моделирование информационных систем.

3.2. Особенности компьютерного моделирования.

3. 3.Постановка задачи.

3.4.Основные допущения и ограничения при моделировании.

3.5. Показатели надежности и производительности оборудования и ПО.

3.6. Математическая постановка задачи оптимизации АРМ.

3.7.Расчет нормировочных коэффициентов для автоматизированного рабочего места (К1 - К7).

3.7.1.Расчет нормировочного коэффициента для системного блока компьютера.

3.7.2.Расчет нормировочного коэффициента для мониторов

3.7.3.Расчет нормировочного коэффициента для принтера .

3.7.4. Расчет нормировочного коэффициента для сканеров .

3.7.5. Расчет нормировочного коэффициента для плоттеров .

3.7.6.Расчет нормировочных коэффициентов качества программного обеспечения АРМ.

3.8 Решение задачи линейного программирования.

Заключение

Список используемой литературы.

В современных условиях для реализации функциональных задач в любой предметной области необходимо использование автоматизированных рабочих мест на базе профессиональных персональных компьютеров. Например, в сфере экономики на таких АРМ можно осуществлять планирование, моделирование, оптимизацию процессов, принятие решений в различных информационных системах и для различных сочетаний задач. Для каждой предметной области необходимо предусматривать АРМ, соответствующие их назначению. Хотя принципы создания любых АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.

До недавнего времени основными методами выполнения графических материалов являлись черчение, рисунок, живопись, макетирование и другие виды работ, выполняемых вручную.

Появление высокопроизводительных персональных компьютеров, создание большого количества графических программ различного назначения, в том числе объемного моделирования, и специализируемых в области ландшафтного проектирования, предложили ландшафтному архитектору новые ранее неизвестные ему возможности.

Не заменяя и не подменяя традиционные методы, компьютеры (компьютерная графика) предоставляют ландшафтному архитектору новые способы реализации его творческого потенциала.

Для разработки АРМ, обеспечивающего проектирование ландшафтных объектов с заданными показателями производительности, предстоит решить ряд проблем, связанных с подбором исходных данных: с выбором конфигурации оборудования и программного обеспечения; для этого приведем все необходимые сведения.

1. Анализ предметной области

1.1.Ландшафт, ландшафтные объекты и способы их описания.

Объемно-пространственная структура садово-паркового ландшафта должна выражать собой синтез закономерных физических и пространственных качеств составляющих его композиционных элементов: плоскостных, объемных и планировочных. К плоскостным элементам относятся ровные и горизонтальные поверхности партеров, лужаек, площадок, водоемов; к объемным - пластические формы рельефа - возвышения, откосы, камни, деревья, кустарники, травянистые растения, а также архитектурные сооружения, скульптура и малые архитектурные формы; к планировочным - аллеи, дороги, тропинки, площади и площадки. Главная задача формирования объемно-пространственной структуры ландшафта - создание полноценной обстановки для отдыха. Практически различные свойства природных элементов композиции предопределяют возможные приемы их использования для ландшафтной композиции, отвечающей в наибольшей степени функции каждой из зон отдыха.

Суть процесса организации процесса садово-паркового ландшафта - моделирование, связанное с бесконечным разнообразием форм деревьев и сочетаний, на основе, которых проектировщик может основать объемно-пространственные элементы и варьировать соотношения по тону и степени освещенности.

Деревья самый важный структурный и декоративный строительный материал паркового ландшафта. Богатство красок и разнообразие форм растительности делают ее незаменимым материалом ландшафтной композиции. Зрительно древесные растения определяют пропорции и форму пейзажей, создают контраст между открытыми пространствами и разделяют их. Определяют силуэты структуру, обрамление, фон и тон пейзажа, его «настроение».

Растениям присущи особые свойства, обусловленные декоративным и биологическим разнообразием. Надо предусматривать логический процесс беспрерывного изменения облика деревьев по величине, форме кроны и окраске в ходе роста и по сезонам года, определяющего главное воздействие и отличие древесной растительности от определенных, постоянных и строгих форм искусственных элементов садово-паркового ландшафта.

Отдельные деревья представляют собой первичные простейшие объемные единицы, из которых посредством соединения друг с другом компонуются насаждения парка. Все разнообразие древесных группировок по размеру и форме, выражающее их объемные и пластические свойства, следует разделить на следующие основные типы составных структурных элементов композиции садово-паркового ландшафта: солитер, группа, роща, массив, аллея, зеленая стена и живая изгородь.

Солитер в садово-парковом ландшафте - представляет собой декоративную объемную композиционную доминанту в пространстве. Обособленное положение солитера предопределяет условия динамичности его обзора со всех сторон и фокусировки на нем внимания.

Кустарники находят применение в любых типах растительных группировок и могут использоваться в качестве самостоятельного элемента композиции садово-паркового ландшафта для создания групп на газоне, вблизи водоемов, на опушках групп деревьев. Цветочное оформление - активное средство создания колористического эффекта в парковых пейзажах. Яркие краски цветов предопределяют их доминирующее значение. Цветники располагают в наиболее посещаемых местах - у входов, около площадок отдыха, берегах водоема развилках дорог. Необходимо выбирать растения наиболее характерные по окраски и форме и добиваться приятных, гармоничных и контрастных сочетаний.

Необходимый элемент оформления ландшафта - обработка поверхности земли. Газон - лучшее, самое гигиеничное из всех покрытий, живая зеленая окраска успокаивающе действует на человека. Газон - сугубо земляное покрытие, подчеркивающее пластику земли.

Главный декоративный элемент сада - это все-таки цветы, видовое и цветовое разнообразие которых делает безграничными возможности оформления любого сада, независимо от его размеров и экологических характеристик. Важно правильно подобрать ассортимент цветов, как эстетическим требованиям, так и условиям предполагаемого места выращивания. Специальные библиотеки ландшафтных программ позволяют это делать.

Вода представляет собой необычайно элемент в ландшафте садов и парков. Освежающее воздействие воды, отражения, танцующие отблески света, мгновенно изменяющаяся поверхность воды, плеск и журчание ее струй способствуют тому, что она становится самым ярким элементом садово-паркового ландшафта.

В динамической форме состояния воды применяются следующие ландшафтные единицы композиции: источник, ручей, водопад и каскад, фонтан, а также река и море; в статической форме состояния воды: декоративный бассейн, пруд и озеро.

Источник самое скромное устройство, в котором дается впечатление красоты движущейся струи воды. Он может служить в парке для создания ручья.

Ручей относится к формам малых водных устройств. Это неширокий водоток с протяженным извилистым руслом. Ручей обычно служит красочным мотивом формирования пространственной оси композиции в ландшафте парка.

Каскады образуются небольшими перепадами потоки воды, которые придают ручью в парке горный характер. Водопад возникает в русле ручья, текущего в гористой местности по крутому склону, когда на пути потока воды находятся уступы со значительной разностью уровней.

Фонтан - искусственное водное устройство, обладающее большим декоративным эффектом благодаря стремительности вздымающихся вверх струй, блеску и пене движущейся и падающей воды. Техническое устройство фонтана представляет собой сложное инженерное сооружение, основанное на регулировании напора и применении различных насадок на выпускных отверстиях труб, подводящих воду.

Архитектурно-обрамленный водоем в парке обычно называется бассейном. Бассейн можно использовать в качестве самостоятельного объекта или как часть переднего плана для усиления с помощью отражения кокого-либо важного элемента композиции.

Форма декоративных бассейнов может быть не только правильной геометрической, но и любой изогнутой конфигурации, в зависимости от общего композиционного решения пейзажа. Яркое цветовое обрамление бассейна можно создать цветами, посаженными близко к воде. Активное включение воды в архитектурно-планировочную структуру , положительно влияющих на психику человека и тем самым на повышение эффективного отдыха.

Трактовка воды в форме свободных, извилистых очертаний берегов, островов, русел малых рек и ручьев порождает необходимость сооружения разнообразных мостов для соединения разделенных водой участков сада. Помимо своего прямого назначения, мосты играют большую роль в пространственном построении пейзажей у водоема. Они служат членению пространства и замыканию перспектив. Широкие пролеты арочных мостов служат «рамой» для пейзажей. Нависающие над водой и отраженные в ней, они являются удачно расположенными видовыми площадками, с которых раскрываются иные перспективы.

Пластическую первооснову паркового ландшафта представляет собой рельеф - совокупность форм расчленения земной поверхности, которая образует в парках каркас его объемно-пространственной структуры.

Скалы и камни - колоритный материал в ландшафтных композициях. Чтобы композиция из камня имела эстетическую ценность, она должна быть правильно построена и подчиняться общим принципам проектирования. Однородность строения пород камней - надежное средство придания всей композиции цельности и естественности.

Валуны - элемент, обладающий выраженной формой, который может играть в пейзаже роль отдельно обрамленной единицы композиции. Они могут с успехом использоваться в построении пейзажей долины, водного потока и водоема. Расположение валунов единично или группами в пейзажах на ровной поверхности также не нарушит правдоподобия композиции при условии их соразмерности окружающему пространству. Камень придает каждой композиции характер устойчивости и массивности, который усиливается свойственным горным породам неярким цветом.

Альпинарии - отдельно воссозданные в саду элементы горных ландшафтов, если он сооружен в виде насыпи с уложенными камнями , то его называют альпийской горкой, а если в виде плоской каменисто-гравийной площадки - рокарием.

Элементы обработки рельефа - лестницы, террасы, подпорные стенки - важные архитектурные объекты, представляющие собой подобие скульптурной композиции в камне и способствуют декоративной завершенности ландшафтного решения. Лестницы, ведущие с одного уровня поверхности на другой, имеют широкое практическое применение. Они чрезвычайно желательны и в эстетическом отношении, так как разнообразят подпорные стены и откосы террас, акцентируя живописные композиции и направляя посетителя к ним. Лестницы должны быть согласованы с размерами дорожек, иметь соответствующее основание и составлять часть композиции, гармонирующую со всем окружением.

Терраса по своему эффекту - архитектурный элемент простейшей формы. В качестве связующего звена отдельных пространств при регулярной планировке терраса открывает перед ландшафтным архитектором. Высота ее над поверхностью, расположенной ниже, определяется откосом, на котором она устраивается, и пропорциями ее самой по себе.

Очень красивы беседки-перголы, покрытые вьющимися растениями. Обычно простая конструкция перголы дает возможность создавать из них не только «зеленую» комнату, но и защищенную от солнца аллею перголу.

Скульптура - богатый по содержанию элемент композиции, в своих обобщенных пластических образах и объемно-пространственных формах отражающая действительность. Отражает художественно-образную тему и усиливает общее идейно-эстетическое воздействие сада. Ту же роль играют скульптурно-архитектурные формы - стелы, памятные знаки и декоративные камни. Из всех жанров скульптуры в формировании садово-паркового ландшафта применяется монументально-декоративная скульптура.

Важную функциональную и декоративную роль в оформлении пейзажа играет мощение дорог и площадок, для которого используются различные материалы: бетонные и каменные плиты, гравий, кирпич, щебенка, деревянные торцы, рифленые и фактурные керамические плиты. Комбинацией разных материалов, размера и формы плит, фактуры и цвета их поверхности достигается большое разнообразие в рисунке мощения. Тип покрытия выбирают в соответствии с назначением садово-парковых дорог, и характера конкретного участка парка.

Архитектурные сооружения и малые формы архитектуры - неотъемлемый элемент паркового ландшафта. Общее требование к архитектуре парковых сооружений - выразительность и оригинальность формы, простота конструкций, гармоничность цветового решения, долговечность строительного материала.

Многообразие парковых архитектурных сооружений, устройств и малых форм архитектуры включает в себя: для отдыха взрослых - площадки для спортивных игр, бассейн для плавания, беседка навес, пергола, трельяж, скамьи и садовые диваны, видовые площадки, место для мангала; для развлечения детей - игровое оборудование площадок, плескательный бассейн; для художественного оформления - арка, колонна, обелиск, стела скульптура, ваза, декоративная стенка, фонтан, бассейн. Целый ряд элементов связан с функцией пешеходного передвижения: площадка при входе, прогулочные маршруты, садовая мебель, покрытие поверхности земли, защитное обрамление деревьев и цветников, фонари и светильники. Кроме того, гидротехнические сооружения, мост, причал, спуск к воде, терраса и подпорная стенка, грот, пандус.

Проектирование ландшафтно-планировочной композиции должно охватывать следующие формы творческого процесса: организацию объемно-пространственной структуры - тектонику или строение отдельных элементов пейзажа; объективные основы категории красоты - единство содержания и формы организации пространства; равновесие, ритм, повторы и последовательность; пропорции и масштаб, связывающие всю схему композиции, а также отдельные ее элементы; тождество; контраст; нюанс; фокусировку; акцент; цвет, солнечное и искусственное освещение, малые формы, скульптуру и детали ландшафтной архитектуры.

Цвет в пейзажах и солнечное освещение неразрывно связаны между собой. Перемена освещения в течение дня воздействует на формообразующие свойства цвета и ее изменение эффекта сочетания отдельных тонов.

Соотношение пластической, пространственной и светоцветовой структур, формирующее трехмерность пространства садов и парков, дает определенный импульс для его восприятия. Постижение пространства, равно как его организация, немыслимо без учета фактора времени. Непрерывность, последовательность определенным образом организованных зрительных картин - обязательное условие возникновения пространственно-временной структуры.

Программные продукты: 1. Sierra Land Designer 3D 7.0

2. Complete Landscape Designer 3

3. Expert Landscape Design 3D

4. Punch! 3.5.1

5. 3D Max 3.0 3D VIZ 3.1

6. "Наш сад 3D pro"

7. Archi Cad 7.0

SIERRA LAND DESIGNER 3D 7.0

Общий вид программы представлен на рисунке, рис.1.1.

рис.1.1

Профессиональная программа для ландшафтного проектирования. Отличный 2-х мерный вид, много возможностей по проектированию, расстояния, площадь и т.п. Огромная база по растениям, с возможностью добавления собственных вариантов и фильтром по зоне, типу растения. Достаточно проста в обучении. Подходит для стандартных композиций ландшафта.

В результате проектирования в этой программе получается следующее, рис.1.2:

Рис.1.2

Вполне приличный 3-х мерный вид, правда, все объекты 2-х мерные, но на качестве это не страдает. Плюс огромное количество самих объектов: перголы, шпалеры, ворота и т.п. Можно самому "строить" дом, для более реалистичного представления; окна, двери, лестницы - есть в наличии. Так же есть возможность отдельно проектировать освещение. Стадии ландшафта можно посмотреть по временам года, а так же посмотреть изменение солнца в течение дня.

Достоинства

Приемлемый 3-х мерный вид, простота в использовании, быстрота в обучении.

Недостатки

Есть возможность делать индивидуальные вещи, но эта возможность скорее тягость.По соотношению простота обучения/качество конечного результата, эта одна из лучших программ для 3-х мерного дизайна ландшафта.

Стоимость продукта

Официально в Россию не поставляется.

COMPLETE LANDSCAPE DESIGNER 3

Рис.1.3

Довольно приятная программа в работе, даже на русском языке, рис.1.3. Есть база данных по растениям, различным постройкам и т.п. Хотя описание на английском, но кто разбирается поймет без проблем. Неплохой поиск по растениям и объектам, с возможностью задания различных параметров. Например: поиск кустарников, светолюбивых, средней влажности почвы, нейтральной кислотности, и с вечнозеленым типом листвы выполняется простым выделением нужных полей.

Создание плана начинается с загрузки фона (фото) т.е. то, на чем строится дизайн. Сначала фотографируется нужный объект, затем накладываете на него объекты (деревья, цветы и т.п.) и получается окончательный вариант. Достаточно оригинальный и простой вид представления будущего проекта.

Рис.1.4

Но, использование такого подхода оправдано лишь тогда, когда необходимо показать не общий вид плана, а некоторую ее часть, например вход в дом с будущим оформлением. Общей картины участка программа не дает, рис.4.

Достоинства

Приемлемый 2-х мерный вид (фото).

Недостатки

Данный продукт специализирован на создании фото, и в этом его достоинства и недостатки, а именно невозможно посмотреть проект с различных точек.Имеет смысл использовать для конкретного показа определенного объекта.

Стоимость продукта

Официально не поставляется в Россию, только пиратские версии.

EXPERT LANDSCAPE DESIGNER 3

Поразительная программа, которая занимает на диске всего 4.5Мб. Дополнена библиотекой растений и различных построек. Вполне удачный и понятный 2-х мерный вид. А главное, удобна и проста в работе. Хорошая альтернатива "Наш сад pro". Позволяет копировать все объекты, это может быть полезно, если работать в других графических редакторах, например в PHOTOSHOP.

Этот план сделан в течение 10-ми минут, без подготовки, рис.1.5.

рис.1.5

Конечно же, при таком малом объеме нечего и рассчитывать на хороший 3D вид, рис.1.6:

Рис.1.6

Очень похоже на ARCHICAD - рисованная графика.

А в целом, программа оставляет приятное впечатление. Разработчики хорошо все продумали. И, если нет желания изучать что либо серьезное, то эта программа удовлетворит любые запросы.

Достоинства

Хороший, цветной 2-х мерный вид, быстрая обучаемость.