Công ty Budapest CÉH Inc. nó được yêu cầu đo lường tòa nhà của Nhà hát Opera Quốc gia Hungary và tạo ra một mô hình máy tính chi tiết dựa trên chúng. Kết hợp các nguyên tắc khảo sát trắc địa với công nghệ đám mây điểm, các chuyên gia có thể đối phó với nhiệm vụ khổng lồ trước mắt mà không làm gián đoạn chế độ vận hành của nhà hát. Mô hình thu được theo cách này sẽ được sử dụng trong tương lai để phát triển một dự án tái tạo di tích kiến trúc này và hoạt động tiếp theo của nó.
Tòa nhà Nhà hát Opera Quốc gia Hungary
130 năm lịch sử
Quyết định xây dựng nhà hát Opera Quốc gia Hungary được đưa ra vào năm 1873. Dựa trên kết quả của một cuộc thi mở, Ban giám khảo đã chọn ra đồ án của kiến trúc sư nổi tiếng người Hungary Miklós Ybl (1814-1891). Việc xây dựng tòa nhà tân cổ điển, bắt đầu vào năm 1875, hoàn thành 9 năm sau đó. Lễ khai mạc trọng thể mà Hoàng đế Áo và Vua Hungary Franz Joseph đã được mời, diễn ra vào ngày 27 tháng 9 năm 1884.
Được xây dựng bởi Miklos Ibl, âm thanh của nhà hát opera hầu như không thay đổi trong suốt 130 năm qua, tiếp tục thu hút những người yêu nghệ thuật từ khắp nơi trên thế giới. Hàng ngàn khách du lịch đến thăm Nhà hát Opera Quốc gia Hungary mỗi năm, được coi là một trong những di tích kiến trúc vĩ đại nhất của thế kỷ 19 ở Budapest.
Đo
Thách thức đối với CÉH là thực hiện các phép đo quy mô đầy đủ không chỉ của tòa nhà chính của Nhà hát Opera Quốc gia Hungary, mà còn của các tòa nhà liên quan khác (cửa hàng, trung tâm bán hàng, nhà kho, phòng diễn tập, văn phòng và xưởng). Dựa trên những điểm thu được trong quá trình đo đạc các đám mây, nó được yêu cầu để tạo ra một mô hình kiến trúc phản ánh đầy đủ hiện trạng của tất cả các tòa nhà.
Dữ liệu thu thập được đã được xử lý trong các ứng dụng Trimble RealWorks 10.0 và Faro Scene 5.5.
Điều quan trọng cần lưu ý là việc thu thập dữ liệu trực tiếp mất ít thời gian hơn đáng kể so với quá trình xử lý sau đó, bởi vì mặc dù thực tế là dữ liệu được xử lý gần như ngay lập tức, nhưng sự phức tạp của tòa nhà đòi hỏi sự chú ý ngày càng tăng trong quá trình này.
Việc kết hợp đo lường và xử lý đồng thời tạo ra một số khó khăn bổ sung. Mỗi phần mới, được trình bày dưới dạng một đám mây điểm, phải được đặt trong một mô hình duy nhất và được liên kết với tất cả các phần tử đã đặt trước đó trong đó. Hơn nữa, đơn giản là không có thời gian để lặp lại các phép đo hoặc thay đổi các yếu tố, vì vậy tất cả các hoạt động phải được thực hiện rất chính xác ngay lần đầu tiên.
Cũng cần tính đến thực tế là các phép đo được thực hiện trong quá trình vận hành nhà hát. Nhu cầu dần dần dọn đi một số nhà kho hoặc cung cấp quyền truy cập vào một số cơ sở nhất định dẫn đến thực tế là các phép đo bắt đầu ở một phần của tòa nhà được tiếp tục ở phần khác của tòa nhà, và sau đó các chuyên gia quay trở lại cơ sở không thể tiếp cận trước đó. Tất nhiên, cách tổ chức công việc như vậy làm giảm tốc độ thực hiện của chúng và đòi hỏi sự phối hợp bổ sung của toàn bộ quá trình.
"Giải pháp GRAPHISOFT BIMcloud đã giúp ích rất nhiều cho công việc của chúng tôi, cung cấp khả năng truy cập tốc độ tốt vào các tệp từ hầu hết mọi nơi trên thế giới." - Gábor Horváth, Kiến trúc sư trưởng, CÉH
Mặc dù các kỹ thuật viên đo lường đã có đầy đủ công cụ định vị, nhưng lúc đầu nhân viên opera đã vô tình di chuyển các thiết bị này, gây cản trở nghiêm trọng đến quá trình liên kết lẫn nhau của các đám mây điểm. Tuy nhiên, theo thời gian, cả hai đội đã học cách tương tác và không can thiệp vào công việc hàng ngày của nhau.
Một số phòng (chẳng hạn như kho đạo cụ) liên tục thay đổi, trong khi bề mặt của các phòng khác (ví dụ, hệ thống treo được bao phủ bởi lưới kim loại hoặc kết cấu hậu trường) là cực kỳ khó khăn cho các thiết bị trắc địa - tất cả những điều này đều yêu cầu các phép đo bổ sung.
Khó khăn và tốn nhiều công sức nhất là việc đo đạc các bề mặt hình vòm và ngoằn ngoèo ở các khu vực kỹ thuật và phụ trợ ở tầng dưới của tòa nhà. Cũng rất khó để tái tạo các hầm chia tòa nhà thành các tầng theo kế hoạch của tác giả của nó, Miklos Ibl.
Giá đỡ và các cấu trúc khác thường chồng lên bề mặt của tường và sàn. Trong những tình huống như vậy, kết quả đo chỉ có thể được sử dụng để tạo ra một mô hình 3D rất thô. Do đó, để có được thông tin chi tiết hơn về những nơi không thể tiếp cận được với máy quét 3D, người ta thường sử dụng phương pháp ghi video và chụp ảnh.
Các tập dữ liệu đo lường trước đây đã được nhập vào Faro Scene 5.5 và sau đó được chuyển sang Trimble RealWorks 10.0 để xử lý lần cuối. Quá trình này mất khá nhiều thời gian, vì việc xử lý các tệp đám mây điểm được tạo theo cách này đòi hỏi rất nhiều sức mạnh xử lý.
Quản lý thư viện đám mây điểm
Kích thước tệp rất quan trọng trong quản lý dữ liệu. Trong quá trình đo, một số lượng lớn các đám mây điểm đã được tạo ra và độ chi tiết của các tệp này đạt 40 triệu điểm trên mỗi phòng. Các tệp có kích thước này đơn giản là không thể được kết hợp với nhau. Bước đầu tiên là giảm số điểm bằng Trimble RealWorks. Sau đó, khi chi tiết tệp được giảm theo một thứ tự độ lớn, có thể kết hợp các đám mây này lại, mỗi đám mây đã chứa khoảng 3-4 triệu điểm.
Các khối được tối ưu hóa và hợp nhất gồm 20-30 triệu điểm đã được lưu với độ phân giải không quá một điểm trên một cm vuông. Mật độ điểm này đủ để tạo ra một mô hình chi tiết trong ARCHICAD.
Một tệp đám mây điểm được tối ưu hóa duy nhất đã được xuất ở định dạng E57 tương thích với phần mềm kiến trúc. Như vậy, đội ngũ kiến trúc sư đã có thể trực tiếp tiến hành làm mẫu.
Phần chính của mô hình được thực thi trong ARCHICAD 19. Đồng thời, việc sử dụng giải pháp GRAPHISOFT BIMcloud, cung cấp tốc độ truy cập tệp ở hầu hết mọi nơi trên thế giới, đóng một vai trò quan trọng trong công việc. Yếu tố này rất quan trọng, vì kích thước của dự án vượt quá 50 GB.
Làm việc trên mô hình
Khi phân tích khối lượng ba chiều của tòa nhà, ban đầu các phương án kích thước cũ đã được sử dụng. Các bản vẽ 2D này đã được tinh chỉnh và tăng cường đáng kể với các đám mây điểm.
Sự khác biệt lớn với các kế hoạch cũ đã rõ ràng ngay từ đầu, với các phức tạp bổ sung phát sinh khi so sánh các sơ đồ tầng đa cấp. Vào năm 1984, tòa nhà đã được tái thiết một phần, do đó một số yếu tố đã được thay thế, ví dụ như các giá đỡ bằng thép của hệ thống treo. Tài liệu được phát hành cho việc tái thiết này rất hữu ích khi tạo lại một mô hình của các giải pháp thiết kế phức tạp, trong đó có những phần tử khá mỏng mà máy quét 3D không nhận thấy được. Điều này cũng đúng đối với các cấu trúc có thể di chuyển được như các phần tử thép của sân khấu, tiếp tục được sử dụng trong các phép đo.
Hầu hết tất cả các hình học đều được tạo ra trong môi trường ARCHICAD. Các yếu tố rất phức tạp như tượng được tạo mô hình trong các ứng dụng của bên thứ ba và sau đó được nhập vào ARCHICAD dưới dạng lưới 3D tam giác. Các phần tử này, bao gồm một số lượng lớn các đa giác, chỉ được thêm vào mô hình ở giai đoạn cuối.
Hạn chế lớn nhất đối với các kiến trúc sư là khả năng tính toán của máy tính, vì kích thước của các tệp đám mây điểm và mô hình có ảnh hưởng nhỏ đến hiệu suất. Để giảm kích thước của mô hình và cải thiện sự thuận tiện khi làm việc với nó, điều rất quan trọng là phải giảm thiểu thư viện lồng nhau. Trong các dự án nhỏ, kích thước của thư viện này không đóng một vai trò lớn, nhưng trong trường hợp này, nó chứa nhiều phần tử có hàm lượng poly cao làm tăng đáng kể kích thước của dự án và kết quả là tạo ra quá tải cho máy tính. Để cải thiện độ mượt của điều hướng 2D và giảm kích thước tệp, một số phần tử đã được lưu dưới dạng đối tượng. Do đó, có thể đặt bất kỳ số lượng cá thể nào của cùng một đối tượng trong mô hình mà không cần tạo hình thái mới hoặc các yếu tố cấu trúc khác. Tối ưu hóa hơn nữa đã đạt được bằng cách đơn giản hóa các ký hiệu đối tượng 2D. Tất nhiên, quyết định này không thể ảnh hưởng đến hiệu suất 3D theo bất kỳ cách nào, vì nó không làm giảm số lượng đa giác có trong mô hình. Vấn đề này đã được giải quyết bằng cách điều chỉnh kết hợp lớp, chẳng hạn như bằng cách tắt hiển thị các yếu tố trang trí và tác phẩm điêu khắc trong khi điều hướng 3D.
Nhiều giờ làm việc và nỗ lực to lớn đã tạo ra một mô hình mà bất kỳ ai cũng có thể xem trên thiết bị di động của họ. Lập kế hoạch chi tiết và tổ chức từng giai đoạn của toàn bộ quá trình làm việc đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được thành công.
Cũng cần lưu ý rằng có thể đo lường hiệu quả và tạo ra một mô hình chính xác chỉ dựa trên chúng nhờ sự phối hợp nhịp nhàng trong công việc và sự sẵn sàng tương tác giữa Nhà hát Opera Nhà nước Hungary và các nhân viên của CÉH, những người đã có nhiều nỗ lực chung để duy trì và phục dựng lại di tích kiến trúc tráng lệ này.
Mô hình Nhà hát Lớn trong Phòng thí nghiệm BIMx
Mặc dù thực tế là mô hình ARCHICAD đã được tối ưu hóa hết mức có thể, nó vẫn chứa khoảng 27,5 triệu đa giác và khoảng 29.000 phần tử BIM.
Rất khó xem các mô hình BIM có kích thước này trong ứng dụng GRAPHISOFT BIMx dành cho thiết bị di động.
Nhưng công nghệ BIMx Lab được tạo ra gần đây có thể đối phó hoàn hảo với các tác vụ như vậy, cho phép bạn xử lý hầu hết mọi số lượng đa giác trong các mô hình ARCHICAD ở bất kỳ độ phức tạp nào!
Tải xuống ứng dụng di động BIMx Lab từ Apple App Store.
Để đánh giá khả năng của công nghệ mới này, hãy tải xuống mô hình tòa nhà của Nhà hát Opera Nhà nước Hungary cho Phòng thí nghiệm BIMx.
Giới thiệu về CÉH Inc
CÉH Planning, Development and Consulting Inc. Là bộ phận kỹ thuật hàng đầu của Tập đoàn CÉH, một công ty chủ chốt trong thị trường thiết kế và xây dựng Hungary. Với hơn 25 năm kinh nghiệm, CÉH đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành các tòa nhà.
CÉH tuyển dụng các chuyên gia từ tất cả các chuyên ngành kỹ thuật có liên quan đến ngành xây dựng. CÉH có khoảng 80 nhân viên, 10 chi nhánh và 150-200 nhà thầu.
Diện tích các dự án BIM do CÉH thực hiện vượt quá 150.000 m².
Kiến trúc sư CÉH Inc. đã sử dụng ARCHICAD trong công việc của họ hơn 10 năm. CÉH hiện sở hữu 26 giấy phép và sử dụng GRAPHISOFT BIMcloud. Dự án này, được thực hiện trong ARCHICAD 19, bao gồm ba đến bảy kiến trúc sư liên tục.
Giới thiệu về GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® đã tạo nên cuộc cách mạng BIM vào năm 1984 với ARCHICAD®, giải pháp CAD BIM đầu tiên trong ngành dành cho kiến trúc sư. GRAPHISOFT tiếp tục dẫn đầu thị trường phần mềm kiến trúc với các sản phẩm sáng tạo như BIMcloud ™, giải pháp thiết kế BIM cộng tác thời gian thực đầu tiên trên thế giới, EcoDesigner ™, mô hình năng lượng tích hợp đầy đủ đầu tiên trên thế giới và đánh giá hiệu quả năng lượng của các tòa nhà và BIMx® là giải pháp hàng đầu ứng dụng di động để trình diễn và trình bày các mô hình BIM. Kể từ năm 2007, GRAPHISOFT là một phần của Tập đoàn Nemetschek.
