МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЛЧЕВСКАЯ ГИМНАЗИЯ ИМЕНИ

ПЕТРА НИКОЛАЕВИЧА ЛИПОВЕНКО

Проект

3 D -Модель

«Маяк у пристани»

Алчевск - 2022

Содержание:

Введение....................................................................................................2

1.     Анализ видов маяков................................................................................5

2.     Историческая справка...............................................................................8

2.1.          Александрийский маяк................................................................8

2.2.          Башня Геркулеса........................................................................10

2.3.          Леандрова башня........................................................................10

2.4.          Маяк Кордуан.............................................................................11

2.5.          Маяк Толбухин...........................................................................12

3.     Практическая часть...................................................................................13

3.1. Идея создания проекта...................................................................13

3.2. Описание поэтапного выполнения.................................................15

Заключение................................................................................................17

Список используемых источников...........................................................18

Введение

В древние времена не существовало приборов, помогающих определить, где находится судно, поэтому кораблям указывали путь специальные сооружения – маяки. Их строили для того, чтобы далеко в море корабли могли ориентироваться в темноте или во время шторма, когда очень плохая видимость, так как на маяке всегда горел огонь. Эти сооружения специально строили высокими, чтобы свет, излучаемый ими, был виден за сотни километров. На маяке всегда жил смотритель, который следил за тем, чтобы маяк не погас. Если бы не было маяков, то капитаны просто не знали бы, где начинается берег.

Актуальность моей работы заключается в том, чтобы изучить виды маяков и историю их строительства, показать важное значение этих сооружений в современном мире.

В наши дни, когда есть различные приборы, определяющие местонахождение судна, маяки не менее важны для судоходства, но на них теперь устанавливают радиомаяки, которые помогают суднам в навигации.

Целью данной работы является анализ истории создания маяков, их видов, создание своей информационной модели маяка.

Для достижения цели предполагается решить следующие задачи:

ü    сбор и систематизация материала из различных информационных источников;

ü    анализ видов маяков;

ü    изучение истории создания маяков;

ü    создание модели маяка в среде Blender.

Объектом настоящего исследования являются сооружения, служащие для навигации судов.

Предмет исследования: теоретические знания о видах и истории создания маяков, создание модели маяка.

Методы исследования:

ü    поисковый метод: сбор и систематизация материала из различных информационных источников, изучение исторических сведений об объекте исследования;

ü    аналитический метод сравнительного анализа теоретических знаний о видах и истории возникновения маяков;

ü    метод моделирования – создание 3D-модели маяка в среде трехмерной компьютерной графики Blender.

Элементы новизны данной работы заключаются в том, что мною выполнена модель маяка не натурная, а информационная – в среде трехмерной компьютерной графики Blender.

Практическая значимость. Материалы моей работы могут быть использованы как при изучении предмета «Технологии», так и на уроках информатики при изучении графических редакторов, а также во внеурочной деятельности с целью получения знаний и умений в области начального компьютерного моделирования и проектирования.

1.     Анализ видов маяков

«Маяк – башня с сигнальными огнями на берегу моря, на острове или в устье реки.» - так звучит определение маяка согласно словарю Ожегова.

Маяк представляет собой сооружение с башней, построенное на берегу или на морском дне, которое служит в качестве помощи судоходству, предупреждая моряков об опасностях, устанавливая их местоположение и направляя их к месту назначения.

В связи с этим маяки различают:

ü    по типу установки – береговые и плавучие (первые устанавливаются на берегу или в непосредственной близости от него (на островах, рифах, скалах), вторые плавают вдали от берега на специальных платформах или кораблях, обозначая вход в порт.);

Рисунок 1. Береговой маяк Maiden’s Tower (Девичья башня), Стамбул

Рисунок 2. Плавучий маяк маяка Finngrundet, Стокгольм

ü    по выполняемой функции – опознавательные и створные (первые являются одиночными, а вторые обязательно должны работать в паре. Опознавательные служат для обозначения препятствия в опасных местах, например, в качестве точки навигации, около которой надо совершить поворот, а также служат знаком захода в порт. Створные маяки указывают маршрут до конкретного места. Например, безопасный фарватер при заходе в порт).

Рисунок 3. Опознавательный маяк, Геленджик

Рисунок 3. Створный маяк, Геленджик

Несмотря на развитие техники, визуальное наблюдение остаётся важнейшим средством ориентации на море, и потому маяки имеют характерную форму и окраску, визуально выделяющую их на фоне окружающей обстановки.

Для упрощения прохождения судами опасных мест и мелей башня маяка может иметь характерную цветную окраску из нескольких полос, так называемая «дневная метка» (англ. Day mark). Для этого они окрашиваются особым образом, чтобы при подходе к нему было понятно с какой стороны от опасной зоны он установлен. Белый цвет означает безопасный сектор, красный обозначает левую от безопасного сектора область, а зеленый – правую.

В ночное же время применяются секторные огни (англ. Sector lights), устроенные таким образом, что позволяют определить, с какой стороны судно подходит к маяку. Цвета секторных огней несут ту же информацию, что и цвет самого маяка: белый – безопасный для прохода сектор, красный – левая (англ. Port) от безопасного сектора область для приближающихся судов, зеленый – правая (англ. Starboard) от безопасного сектора область для приближающихся судов.

Сигналы, подаваемые современными маяками могут быть:

ü    оптические огни – лампы накаливания, светодиоды (огонь маяков может быть постоянным, проблесковым, группопроблесковым, постоянным с проблесками, постоянным с группой проблесков);

ü    акустические воздушные – наутофон, диафон, сирена;

ü    акустические подводные – подводный колокол, осциллятор;

ü    активные радиосигналаы, что превращает маяк в радиомаяк;

ü    отражённые радиосигналы.

2.     Историческая справка

Само назначение маяка – освещать путь в темноте судам — делает его символом выбора правильного пути, безопасности и надежности. Маяк символизирует служение и помощь в преодолении опасности. Также маяк является символом пристанища, достижения цели и завершения непростого пути.

Строительство маяков ведется с древних времен. Когда появился первый из них, сказать сложно, но точно это было примерно в те времена, когда появились более-менее большие корабли и началось массовое движение по воде. Ниже приведена историческая справка по некоторым из них.

2.1.          Александрийский маяк

Навигационные башни строили и древние египтяне, и финикийцы, и греки, и римляне, и викинги. Любопытно, что в число семи канонических чудес света по праву включен Александрийский (Фаросский) маяк, построенный в 283-247 годах до н. э. при фараоне Птолемее II на острове близ Александрии. Работы по возведению трехъярусного 120-метрового здания (рекорд, не преодоленный, между прочим, по сей день!) заняли неправдоподобно малый срок – всего пять лет. Сколько рабов погибло при этом, никто, разумеется, не считал. Важен был результат, и он был достигнут; долгие века циклопическое сооружение приводило в восторг иноземных торговцев и путешественников, чьи корабли бросали якоря в александрийской гавани.

Описания маяка поражают и сегодня. В основании он представлял собой квадрат со стороной в 30 метров, первый 60-мет-ровый «этаж» был сложен из каменных плит, а над ним возвышалась еще 40-метровая башня, облицованная мрамором. На стометровой высоте постоянно поддерживался огромный костер, свет от которого усиливался с помощью сложной системы зеркал. Дрова для этого «вечного огня» доставлялись наверх по спиральной лестнице, настолько пологой и широкой, что по ней поднимались повозки, запряженные ослами!

Рисунок 4. Александрийский маяк

Архитектор этого маяка – Сострат Книдский – был настолько доволен своим творением, что рискнул, вопреки строгому предписанию фараона, оставить на здании свою «метку». Надпись, гласящую: «Сострат, сын Декстифона из Книда, посвятил богам-спасителям ради мореплавателей», архитектор скрыл под слоем штукатурки, на которой красовалось лишь имя фараона.

Первыми крамольную надпись увидели римские путешественники уже во времена Юлия Цезаря и Клеопатры, когда египетское государство окончательно пало под натиском римлян. Было это спустя два с лишним столетия после смерти и Птолемея, и Сострата. Маяк все еще действовал, а разрушился он лишь во время землетрясения XIV века.

Александрийский Маяк был самым высоким сооружением в мире и находился на древнем острове Фарос. Александрийский Маяк был гарантией безопасного возвращения моряков в Большую Гавань. Высота Александрийского маяка, по разным оценкам, составлял от 120 до 140 метров. В течение многих столетий он был самым высоким сооружением на Земле. Именно поэтому маяк включен в список 7 древних чудес света.

2.2.          Башня Геркулеса

К началу нашего летоисчисления на берегах Испании, Италии, Франции, Англии, в проливах Босфор и Дарданеллы, а также в некоторых других местах на побережьях европейских морей существовало около тридцати башен античных маяков. Развалины некоторых из них сохранились до настоящего времени, а несколько башен в перестроенном виде и сейчас продолжают показывать огни.

На атлантическом побережье Испании, перед входом в Ла-Корунью, в первом же столетии нашей эры, при императоре Траяне, римлянами была построена башня Геркулеса на том месте, где (по одной легенде) стояла башня, сооруженная финикийцами, (а по другой – самим Геркулесом). С течением веков башня Геркулеса выветривалась, разрушалась. В 1797 году ее восстановили, затем реконструкция маяка производилась в 1847 и 1925 годах, и в таком виде башня Геркулеса служит мореплавателям и сегодня. В книге описания огней название маяка дано в испанском произношении – Эркуле.

Рисунок 5. Башня Геркулеса

2.3.          Леандрова башня

У восточного берега пролива Босфор, вблизи Стамбула, над водой возвышается небольшое, но оригинальное сооружение маяка Кызкулеси. В переводе с турецкого — это Девичья башня, название, ведущее к Леандровой башне, упоминаемой в греческой мифологии. В этой башне жила красавица Геро. Ее возлюбленный, юноша Леандр, жил на другом, западном, берегу пролива. Каждую ночь Геро зажигала огонь, помогавший смелому Леандру переплывать Босфор. Но однажды буря погасила этот путеводный огонь, и Леандр, сбившись с пути, погиб в неравной борьбе со стихией. Утром тело его прибило к башне. Увидев мертвого юношу, Геро бросилась в пучину волн…

Эта легенда привлекала и Куприна, написавшего рассказ «Геро, Леандр и пастух», и Айвазовского, изобразившего в 1848 году Леандрову башню.

Рисунок 6. Леандрова башня. Айвазовский И. К.

2.4.          Маяк Кордуан

Ряд интересных памятников мореплавания и маячного зодчества оставила эпоха Возрождения. Особенно замечателен маяк Кордуан, построенный на атлантическом побережье Франции при короле Генрихе III. Он сооружен на том месте, где находился маяк, поставленный в конце средневековья.

Величественное сооружение Кордуанского маяка указывает путь среди опасностей, лежащих перед входом в устье Жиронды, и может считаться одним из образцов классической формы маячных башен. Его зодчий – знаменитый архитектор Луи де Фуа. В первом этаже башни Кордуанского маяка находится роскошный зал, называемый «Жилище короля», этажом выше – часовня оригинальной архитектуры с дорогими лепными украшениями. Над входом в часовню установлен бюст строителя.

Рисунок 7. Маяк Кордуан

2.5.          Маяк Толбухин

Старейший маяк России находится в Финском заливе, на окончании Котлинской косы, в 5 километрах от Кронштадта. Он был основан в 1719 году Петром I и назван в честь героя Северной войны Фёдота Семёновича Толбухина. Маяк сперва построили в виде временной деревянной башни. В таком виде он простоял почти сто лет. C 1810-го стал каменным. Похожий издалека на лебедя, маяк вдохновил декабриста Николая Бестужева на очерк «Толбухинский маяк».

Рисунок 8. Маяк Толбухина

3.     Практическая часть

3.1.          Идея создания проекта

Идея моего проекта возникла после того, как в Интернете я прочитал статью о легенде маяка Ар-Мен. Мне захотелось больше узнать об истории возникновения маяков, их видах, построить модель своего маяка в среде трехмерной компьютерной графики Blender.

Маяк Ар-Мен было решено построить, как и большинство маяков, после крупного кораблекрушения. В сентябре 1859 года фрегат «Сане» разбился о скалы рифа де Сейн, у западных берегов Франции. На тот момент в этом коварном месте уже было построено два маяка. Но в условиях шторма или плохой видимости, их света было недостаточно, поэтому моряки регулярно подвергались риску. После крушения фрегата «Сане» специальная комиссия, которая принимала решения о постройке маяков, вынесла положительный вердикт.

Рисунок 9. Местоположение маяка Ар-Мен

Но проблемы с будущим маяком возникли еще на этапе выбора участка суши для строительства. Единственным подходящим местом была небольшая скала Ар-Мен, возвышающаяся над спокойной водой во время отлива всего на 4 метра. Во время предварительного обследования акватории несколько экспедиций посещало этот кусочек суши и каждый раз сообщалось, что там нет подходящих условий для строительства маяка. Но альтернативы не было: маяк был жизненно необходим. Поэтому в тяжелейших условиях в 1867 году начались подготовительные работы.

Группы рабочих трудились небольшими смена, со страховкой и в специальной обуви, которая позволяла лучше держаться на мокрых скалах. В этом районе практически никогда не бывает спокойного моря: постоянный ветер и волны делали работу строителей просто невыносимой. В течение двух лет на скале велись подготовительные работы, сверлили шурфы и устанавливали арматуру. Затем началось строительство самой площадки для маяка. Рабочие уложили гранитные блоки и залили бетонное основание.

Строительство в общей сложности продолжалось 15 лет, причем инженеры до последнего сомневались в успехе этой затеи. Дело в том, что скала была слишком мала по площади, а основание маяка лишь немного уже диаметра скального выступа. Но, благодаря невероятному упорству и титаническим усилиям строителей, маяк был построен и в 1881 году подал первый сигнал.

Рисунок 10. Маяк Ар-Мен

Высота маяка Ар-Мен составила 37 метров. Среди служащих, работавших смотрителями маяков, Ар-Мен сразу же приобрел дурную славу. Из-за постоянных штормов, во время которых волны накрывали маяк с головой, и сложностей с доставкой, маяк получил прозвище «адов ад».

С 1990-го года на маяке Ар-Мен не несут службу смотрители. Здание было электрифицировано, и каждые 20 секунд маяк подает световой сигнал в автоматическом режиме. Его стены потемнели из-за постоянного контакта с соленой морской водой, но он по-прежнему в строю. Это величественное сооружение, само строительство которого казалось невероятным, до сих пор оберегает суда, проходящие вблизи французского побережья.

3.2.          Описание поэтапного выполнения

Я выполнял проект в среде трехмерной компьютерной графики Blender 3.0.

Свой проект я назвал «Маяк у пристани». Такое же имя имеет файл проекта, с расширением .blend.

1.     Создание базовых моделей

На первом этапе мне нужно было создать базовые модели маяка, дома и основания для травы.

В начале мне нужно создать воду. Для этого создаю plane и увеличиваю в 6 раз. Захожу в режим редактирования. Нажимаю правой кнопкой мыши на subdivide и подразделяю до 100 сечений, затем немножко экструдирую. После создаю камеру увеличиваю ее размер. Теперь создаю цилиндр, уменьшаю его по оси z и делаю scale. Создаю базовою модель дома. После этого создаю начальную модель маяка и грибы с елками. Обрабатываю маленькие второстепенные грибы.

Рисунок 11. Создание базовых моделей

Для создания камней захожу в настройки и добавляю аддон Landscape. Захожу и выбираю разные камни, чтобы они не отличались друг от друга.

2.     Создание облаков и детализация объектов

Облака я создаю с помощью Metaball. Создаем метабол, копируем его и растягиваем, предавая вид облаков. Добавляем детали на дом и модификации на море. Затем детализируем сам маяк.

Выполняю скульптинг ёлок, т.е. детализирую елку: захожу в sculpting и делаю неровности для придания реалистичности.

Далее выбираем землю для нашего проекта. Для этого заходим в системы частиц. Распределяем траву с определенным количеством частиц, чтобы она смотрелась так же реалистично, как и ёлки.

Рисунок 12. Детализация объектов

3.        Окончание работы

В результате использования различных типов источников света, теневого буфера и объемного освещения я получил трёхмерную модель маяка. В перспективе я планирую добавить в данный проект окрашивание объектов в различные цвета.

Рисунок 13. Скрин окончания работы

Заключение

В своей работе я хотел проанализировать историю создания маяков, сравнить их виды, показать значимость этих сооружений и в настоящее время, а также выполнить проект – создать информационную модель маяка в среде трехмерной компьютерной графики Blender.

С появлением GPS, Глонасс во многих странах необходимость, как таковая в маяках отпала. Некоторые маяки уже перестали использоваться. Спутниковая навигация не оставляет шансов маякам, но это не значит, что историю нужно просто забыть.

Все больше маяков работают в полностью автоматических режимах и представляют из себя сложные комплексы светооптического, электронного, звукосигнального оборудования и систем электропитания. Светооптическая система автоматически включается с наступлением сумерек и выключается с рассветом. Также автоматически переключаются вышедшие и строя источники света на резервные. Автоматизированные системы контроля и управления позволяют удаленно с диспетчерского пульта управлять характеристиками огней автоматических маяков. Все чаще в качестве источников света используют галогенные, лазерные и светодиодные светильники.

Кроме того, многие маяки становятся объектами культурного наследия и туризма. Маякам посвящают музеи и переоборудуют их в музеи.

Своей работой я хотел заинтересовать сверстников историей маяков при помощи компьютерной графики. Возможно, для кого-то данный проект станет началом профессиональной деятельности в качестве архитектора или программиста.

Список используемых источников

1.                 История о маяках https://kulturologia.ru/blogs/290520/46547/

2.                 Маяки и современность http://www.mayachnik.ru/node/1364

3.                 Руководство по Blender 2.79_(rus) https://docs.blender.org/manual/ru/3.0/

4.                 Справочник онлайн https://younglinux.info/blender.php 

5.                 Уроки для начинающих https://habr.com/ru/post/272519/ 

Скачано с www.znanio.ru