Проектирование и разработка инструментария для архитектурной визуализации пространства в UnrealEngine4

В выпускной квалификационной работе рассматриваются вопросы разработки и проектирования инструментария для трёхмерной визуализации пространства. Автор провел работу по выявлению и фиксации характерных архитектурных элементов зданий, служащих в качестве объектов культурного наследия. Практическая часть работы посвящена созданию инструментария для архитектурной визуализации пространств. Инструментарий разработан в среде игрового движка Unreal Engine 4, с использованием 3DsMax, ZBrush.

Введение ………………………………………………………………………………………………………………………………….12
Глава 1. …………………………………………………………………………………………………………………………………….14
1.1. Обзор имеющихся решений ………………………………………………………………………………………..14
1.2. Анализ предлагаемых инструментов для реализации проекта……………………………………..17
1.2.1 Анализ трёхмерных редакторов …………………………………………………………………………………17
1.2.2. Анализ программ для создания интерактивных визуализаций …………………………………..24
1.3. Вывод по главе 1…………………………………………………………………………………………………………30
Глава 2 Работа в выбранном инструментарии ……………………………………………………………………………34
2.1 Описание выбранного инструментария …………………………………………………………………………….34
2.1.1 Технические компоненты …………………………………………………………………………………………..34
2.1.2 Программные компоненты для создания виртуальной среды …………………………………….36
2.1.3 Программные компоненты для создания архитектурных элементов …………………………..44
2.2 Общий вывод по главе ……………………………………………………………………………………………………..48
Глава 3 Разработка архитектурной визуализации главного корпуса Томского Политехнического
Университета. …………………………………………………………………………………………………………………………..49
3.1. Историческая справка объекта…………………………………………………………………………………………49
3.2. Анализ имеющихся решений …………………………………………………………………………………………..52
3.3. Создание архитектурной визуализации в предлагаемом инструментарии ………………………..58
На этом создание простого пользовательского интерфейса закончено. При запуске проекта
будет появляться окно главного меню с элементами настройки разрешения экрана, при
переходе между сценами проекта будет показываться экран загрузки. ………………………………….86
3.4. Вывод по главе 3……………………………………………………………………………………………………………..86
Глава 4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение……………………….87
Введение ………………………………………………………………………………………………………………………………87
4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований
……………………………………………………………………………………………………………………………………………..87
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………………………………….87
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений……………………………………………………………….89
4.1.3 Технология QuaD ……………………………………………………………………………………………………….90
4.1.4 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………………………………………..91
4.2. Планирование научно-исследовательских работ ……………………………………………………………..92
4.2.1. Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………………………..92
4.2.2. Определение трудоемкости выполнения работ …………………………………………………………93
4.2.3. Разработка графика проведения научного исследования …………………………………………..95
4.3. Бюджет научно-технического исследования (НТИ)………………………………………………………….102
4.3.1. Расчет материальных затрат НТИ……………………………………………………………………………..102
4.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………………………………………….103
4.3.3 Дополнительная заработная плата……………………………………………………………………………104
4.3.4. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления)…………………………………105
4.3.5. Накладные расходы ………………………………………………………………………………………………..106
4.3.6. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ……………………….106
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования ………………………………………………………………………107
Общий вывод по разделу: ……………………………………………………………………………………………………110
Глава 5 Социальная ответственность………………………………………………………………………………………..111
Введение …………………………………………………………………………………………………………………………….111
5.1 Анализ опасных вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций, возникающих во
время работы оператора ЭВМ ……………………………………………………………………………………………..112
5.1.1 Уровень шума на рабочем месте ………………………………………………………………………………112
5.1.2 Микроклимат. ………………………………………………………………………………………………………….115
5.1.3 Электромагнитное и ионизирующее излучения ………………………………………………………..117
5.1.5 Недостаточная освещенность …………………………………………………………………………………..118
5.2. Анализ психофизических факторов ………………………………………………………………………………..121
5.2.1 Статические нагрузки и монотонность труда …………………………………………………………….121
5.2.2. Перенапряжение зрения …………………………………………………………………………………………123
5.2.3. Умственное перенапряжение. …………………………………………………………………………………124
5.3 Анализ выявленных опасных факторов……………………………………………………………………………125
5.4 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………………..127
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………………………………………128
5.6 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…………………………………130
Общий вывод по разделу …………………………………………………………………………………………………….133
Заключение …………………………………………………………………………………………………………………………….134
Список литературы ………………………………………………………………………………………………………………….135
Приложение А…………………………………………………………………………………………………………………………137

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы разработан
инструментарий для создания архитектурных визуализаций на движке Unreal
Engine 4.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы,
поставленная цель и задачи были выполнены и достигнуты.
Для решения поставленных задач была проделана следующая работа:
1. Обоснована необходимость разработки инструментария;
2. Проведён анализ электронных ресурсов по аналогичным тематикам, из
результатов которого удалось получить план разработки собственной
визуализации;
3. Проведен анализ существующих игровых движков, чтобы выявить
наиболее подходящий для решения поставленной задачи;
4. Проведён анализ имеющихся трёхмерных редакторов, с целью выявления
подходящих для достижения обозначенных целей;
5. Был проработан дизайн и структура визуализации;
При разработке инструментария были использованы возможности
современных технологий трёхмерного моделирования и разработки
интерактивных приложений, такие как 3D-редакторы 3Ds MAX, ZBrush,
Unreal Engine 4 использовался как основной инструмент для создания
интерактивной трехмерной визуализации.