www.geocities.com/hcyefren

أهمية برنامج الأوتوكاد في الهندسة المعمارية
ـ خطوات رسم مسجد باستخدام برنامج الأوتوكاد ـ

عمار عباس عبد النبي
عمر منصورعلي ـ محمد عبد السلام دويلة ـ هاجر مسعود الشاوش
قسم الهندسة المدنية ـ المركز العالي للمهن الشاملة ـ يفرن ـ الجماهيرية الليبية

الخلاصة 
يوضح هذا البحث كيفية رسم معاينات منظورية ، في الحيز الثلاثي الأبعاد، لمسجد بسيط باستخدام برنامج الأوتوكاد. يبين هذا البحث باختصار أدوات برنامج أوتوكاد التي تحتاجها أكثر من غيرها للحصول على بناء متكامل للمسجد. بالأعتماد على مخططات بسيطة توضح المسقط العلوي والمسقط الأمامي للمسجد ، تم رسم مسجد في الحيز الثلاثي الأبعاد. ولزيادة جمالية الرسم، تم إضافة المواد المختلفة للكائنات الرسومية المكونة للمسجد إضافة الى الأنارة والأشجار والتي من شأنها ايضاً زيادة واقعية وجمالية الرسم

المقدمة 
لا يخفى على أحد ما توفره برامج الرسم باستخدام الحاسب من دقة عالية في انجاز الرسوم وإختصاراً للجهد والوقت المبذولين في الرسم الأعتيادي. يعتبر برنامج الأوتوكاد أحد أهم برامج الرسم باستخدام الحاسب وأكثرها تطوراً. حيث يتيح لك هذا البرنامج الحصول على رسم واقعي نوعاً ما بما يوفره من أدوات لمحاكاة مظهر المواد الأنشائية والأنارة الطبيعية والصناعية والأشجار والنباتات

يهدف هذا البحث إلى توضيح كيفية رسم مسجد باستخدام برنامج الأوتوكاد ، ابتداءاً من المخططات المعمارية الثنائية الأبعاد، وانتهاءً بالمنظور الخاص للمسجد في الفضاء الثلاثي الأبعاد . إن ما تزخر به العمارة الإسلامية من فنون إبداعية ، كالقباب والمآذن والمنابر والمحاريب وغيرها، لا تجسدها وتماثلها إلا الإمكانيات العالية التي وصلت إليها برامج الرسم باستخدام الحاسب وخاصة برنامج الأوتوكاد

تهيئة العمل 
قبل البدء بعملية الرسم في أوتوكاد يجب تهيئة المخططات الورقية، ولو بشكل تخطيطي بسيط، والتي توضح المسقط العلوي والأمامي للمسجد مع توضيح كل الفقرات المتعلقة الأخرى ، والتي لابد من معرفتها قبل الرسم كالمناسيب والأبواب والشبابيك وتفاصيل القبة والمئذنة 

يوضح الشكل (1) المسقط العلوي للمسجد ، ويتضح من هذا الشكل أن البناء عبارة عن هيكل خرساني مكون من أعمدة مربعة الشكل خارجية ، وكذلك أعمدة داخلية دائرية الشكل ، أربعة منها تحمل القبة. وأعمدة خارجية مربعة للفيراندة، مع جدران من الطابوق سمك (0.25m).و يبين الشكل (2) مخطط توضيحي بسيط لمناسيب البناء

الشكل ـ 1ـ

الشكل ـ2ـ

إعداد الطبقات 
إن استخدام الطبقات Layers في مثل هذه المشاريع ، هو أمر ضروري لابد منه، وذلك نظراً لحجم العمل الكبير ، وتنوع الفقرات من جدران وأعمدة وأقواس وسقوف وغيرها . إن إبقاء كائنات الرسم ضمن طبقة واحدة سيعرقل العمل إلى حد كبير ، بحيث نجد صعوبة في الوصول إلى أجزاء الرسم المختلفة، بسبب كثافتها وتشابكها . يبين الجدول (1) أسماء الطبقات التي تم إنشائها في هذا المشروع والكائنات العائدة لها . من الأفضل استخدام أسماء طبقات تدل على الكائنات العائدة لها لسهولة تمييزها

الجدول ـ1ـ

بدء عملية الرسم 
المرحلة الأولى لعملية الرسم هي الأنتقال الى الحيز الثلاثي الأبعاد، ضمن إحدى المعاينات المتحاجمة، ثم رسم الجدران والأعمدة ودرجات سلم المدخل كمساحات مغلقة بالأعتماد على الشكل(1) وكما موضح في الشكل(3)ـ

الشكل ـ3ـ

بثق المساحات 
بعد تحويل المسقط العلوي للمسجد لمساحات تأتي المرحلة التالية وهي عملية بثقها لتحويلها الى كائنات مجسمة ثلاثية الأبعاد وكما موضح في الشكل (4)ـ

الشكل ـ4ـ

إضافة الأقواس الخارجية 
يبين الشكل (5) الأقواس الخارجية للمسجد والتي لها ارتفاع مساوي للأعمدة 

الشكل ـ5ـ

عمل فتحات الأبواب والشبابيك 
في هذه الفقرة سنقوم برسم إطارات مجسمة ، لها نفس أبعاد الأبواب والشبابيك وبنفس عددها (راجع الجدول 2) . أما سمك هذه الإطارات فتساوي أو أكبر من سمك الجدران( (0.25 m ، لأننا سنقوم بطرح هذه الإطارات من الجدران لتترك محلها فتحات الأبواب والشبابيك ، ويجب أن نضعها بدقة من حيث موقعها في الجدران أو ارتفاعها من مستوى البلاط ( الكاشي ) ـ

إضافة الكمرات
ـ Beams ـ
في هذه الفقرة سنقوم برسم مستطيلات صغيرة عند أعلى الأعمدة وتمثل الكمرات ولكن بدون سمك السقف الخرساني ( بلاطة السقف ) ، وبعد ذلك نقوم ببثقها في الاتجاهات المختلفة ، وبمسافة طول وعرض المسجد فنحصل على الكمرات كما في الشكل (6)ـ

الشكل ـ6ـ

إضافة السقوف والستارة 
الخطوة القادمة هي إضافة سقف قاعة الصلاة بالمسجد وسقف الفيراندة. حيث نقوم برسم مجمع خطوط ثنائي منغلق يغطي مساحة السقف ، ثم نقوم ببثقه مسافة(0.2m)للأعلى مع طرح الشكل المضلع لفتحة القبة  نكرر نفس الخطوة السابقة لسقف الفيراندة ونقوم أيضاً باضافة ديكور أعلى السترة لزيادة جمالية الرسم الذي سيبدو كما في الشكل(7)ـ

الشكل ـ7ـ

رسم القبة 
تتكون القبة من جزئين أساسيين وهما الهيكل المضلع الذي يحمل القبة ، وبه نوافذ الإضاءة أما الجزء الثاني فيشمل القبة نفسها . لرسم هيكل القبة قمنا برسم شكل ثماني وبثقه بارتفاع (1.00 m) إلى الأعلى وقمنا بعمل نوافذ الإضاءة باستخدام الأمر 3 D Array وعددها ستة عشرة نافذة. أما القبة فأننا قمنا باستخدام الأمر sphere (كرة) برسم كرتين ، الكرة الداخلية نصف قطرها (2.70m) والكرة الخارجية نصف قطرها (2.80m) وبعد وضع الكرتين في مركز واحد قمنا بطرح الكرة الداخلية من الكرة الخارجية ، فحصلنا على كرة واحدة مجوفة سمكها (0.10m) وبعد قطع الكرة إلى نصفين باستخدام الأمر Slice نأخذ النصف العلوي من الكرة وهو الذي يمثل القبة ، فنقوم بوضعه على إطار دائري يتكون من دائرتين متحدتين بالمركز نصف قطر الدائرة الداخلية 2.70 m ونصف قطر الدائرة الخارجية 3.00 m ، وبعد تحويلهما إلى مساحتين بالأمر Region نقوم بطرح الدائرة الداخلية من الدائرة الخارجية فنحصل على الإطار الدائري بعرض 0.30 m وبعد بثقه إلى الأعلى مسافة 0.10 m نضع نصف الكرة الذي يمثل القبة فوقه. الشكل (8) يبين القبة بعد وضعها فوق الهيكل المضلع. أما الشكل ( 9) فيمثل المسجد بعد إضافة القبة كاملة ووضعها بالمكان المخصص لها بسطح المسجد

 
الشكل ـ8ـ

الشكل ـ9ـ

إضافة الأبواب والشبابيك 
يبين الجدول (2) نماذج للأبواب والشبابيك المستخدمة في المسجد

الجدول ـ2ـ

في هذه المرحلة سنقوم بإضافة الأبواب والشبابيك على الرسم حسب ما الجدول (2) . تم رسم الأبواب والشبابيك على شكل إطارات ثلاثية الأبعاد مساوية للأبعاد الموضحة بالجدول ( 2 ) وتم تثبيتها في فتحات الأبواب والشبابيك عند منتصف سمك الجدار. يبين الشكل (10) معاينة للمسجد بعد إضافة الأبواب والشبابيك وإطفاء بعض الطبقات.

الشكل ـ10ـ

رسم هلال القبة والمئذنة 
تم رسم الهلال بشكل مخروط بارتفاع (0.45 m ) فوقه مباشرةً كرة قطرها( 0.30 m ) مثبت فوقها اسطوانة بارتفاع( 0.15 m) وفوقها كرة صغيرة قطرها (0.20 m ) مركب عليها اسطوانـة بارتفاع (0.15 m ). ويوجد بالأعلى الشكـل الهلالي الذي يتكـون من كرتين قطـــر الكبيرة( 0.25 m )والصغيرة قطرها( 0.175 m ) حيث قمنا بطرح الكرة الصغيرة من الكبيرة ثم البثق مسافة (0.05 m ) فحصلنا على شكل الهلال . يبين الشكل (11) الهلال متكاملاً. يتم نقل الهلال بعد رسمه إلي قبة المسجد وكذلك سنقوم بنسخه الى أعلى قبة المئذنة بعد رسمها

الشكل ـ11ـ

رسم المئذنة 
في هذه المرحلة سنقوم إضافة المئذنة للمسجد ، وهي تتكون من جدران خرسانية تم رسمها كمساحات مغلقة وتم بثقها على مرحلتين ، المرحلة الأولى وتمثل الجزء السفلي من المئذنة وهو بمثابة القاعدة لها ، ويكون أعرض من الجزء العلوي حسب المسقط العلوي الموضح بالشكل (1). أما الجزء الثاني فهو الجزء العلوي ويكوّن باقي جسم المئذنة . وهو أصغر من الجزء السفلي وقد تم رسمه كمساحات وبثقه حسب المناسيب الموضحة بالشكل (2) . قمنا بإضافة استراحات المئذنة وهي عبارة عن مجسمات مضلعة وتم بثق الأرضية للأعلى مسافة ( 0.10 m )، كما تم رسم وبثق الستارة فوقها مسافة(0.70 m) وعمل فتحات بها بنفس الخطوات التي تمت لفتحات الهيكل المضلع أسفل قبة المسجد . الخطوة التالية هي رسم القبة أعلى المئذنـة ، حيث قمنا برسم كرتــين الخارجية بقطر(2.20 m)، والداخلية بقطر(2.00 m) وبعد وضعهما بنفس المركز قمنا بطرح الكرة الداخلية من الكرة الخارجية فحصلنا على كرة واحدة بسمك (0.20 m )، وبعد قطعها إلى نصفين أخذنا النصف العلوي وهو القبة وقمنا بوضعها أعلى المئذنة ، بعد نسخ الهلال ووضعه أعلاها . يوضح الشكل (12) الشكل النهائي للمئذنة والذي سنقوم بإضافته لاحقاً إلى بناية المسجد ـ

الشكل ـ12ـ

الشكلين (13) و(14)  يوضحان الشكل النهائي للمسجد بعد إضافة المئذنة ضمن معاينتين مختلفتين



الشكل ـ13ـ

الشكل ـ14ـ

إضافة المواد 
لا تظهر جمالية الرسم الثلاثي الأبعاد إلا بعد إضافة المواد للكائنات الرسومية وتصييرها. باستخدام مكتبة المواد التي يوفرها أوتوكاد، تم إختيار المواد المناسبة كالزجاج والخشب وكاشي الأرضيات والحديد وغيرها والتي تلائم فقرات الرسم المختلفة للمسجد. يوضح الشكل (15) المواد التي تم سحبها من مكتبة المواد والتي تم إلحاقها بكائنات الرسم المختلفة للمسجد من خلال طبقاتها

الشكل ـ15ـ

إضافة الاضاءة 
قبل أن نرى تأثير إضافة المواد علىالرسم لابد من إضافة الإضاءة إلى الرسم حيث أن الاعتماد على الإضاءة الافتراضية قد لا يعطي للرسم الجمالية والوضوح المطلوبين . لذلك قمنا بإضافة أضواء نقطية في الجهات الأربعة الخارجية ، وبمسافات مناسبة حيث أن مواقع هذه الأضواء تجريبية ، تخضع للتجارب المتوالية حتى نحصل على أنسب إضاءة وأفضل مكان . وكذلك قمنا بوضع أضواء داخلية نقطية داخل المسجد . يمكن استخدام أنواع الإضاءة المختلفة بمواقع أخرى ، وكذلك يمكن استخدام أعداد وأنواع غير محددة من الإضاءة لتحسين مظهر المعاينات قدر الإمكان والحصول على معاينات أقرب ما تكون للواقع 

تصيير المعاينات 
تعتبر هذه المرحلة من أهم المراحل لأنها تظهر جمالية العمل ، وعملية إضافة المواد والإضاءة هي عملية تمهيدية لمرحلة التصيير . الأمر Render مع خيارته المتعددة يقوم بتحويل الرسم من خطوط هيكلية متشابكة إلى صورة فيها نوع من الواقعية . بعد إكمال رسم كل الفقرات يمكننا الآن القيام بعملية التصيير لمعرفة نتائج ما قمنا به . قد تتطلب تعديلات المواد واختيار مواقع الأضواء من أجل الحصول على المنظر المقبول واقعياً الكثير من الوقت . ولكن ذلك مهم في الحصول على أفضل النتائج . إن عملية التصيير نفسها تحتاج الوقت وحسب نوع ودقة التصيير الذي يتم القيام به. يوضح الشكلان(16) و (17) معاينتين مختلفتين مصيرتين للمسجد

الشكل ـ16ـ

الشكل ـ17ـ

أما الشكل(18) فيوضح الواجهة الأمامية للمسجد بعد تصييرها


الشكل ـ18ـ

المعاينات المنظورية 
لقد كانت جميع الرسوم الثلاثية الأبعاد السابقة ضمن معاينات متحاجمة( Isometric Views ) ، أي تعتمد على مبدأ خطوط النظر المتوازية ، فيظهر نفس الارتفاع للكائن الثلاثي الأبعاد بغض النظر عن بعده عن نقطة النظر . يوفر برنامج الأوتوكاد أمكانية الحصول على نوع أخر من المعاينات وهي المعاينات المنظورية (Perspective Views) فيعطي بذلك نفس المعاينة الحقيقية التي تراها العين المجردة. الأمر 3D orbit يمكٌنك من الحصول على المعاينات المنظورية التي تريدها قريبة أو بعيدة ، ويمكنك أيضا من تغيير زاوية النظر ، علاوة على ذلك يمكنك أخذ معاينــات منظورية اقتصاصية ( مقطوعة) من خلال عمل قطع في الكائنات ثلاثية الأبعاد . يوضح الشكلان (19) و(20) معاينتين منظوريتين مختلفتين للمسجد

الشكل ـ19ـ

الشكل ـ20ـ

المناقشة والتوصيات 
لقد تناول هذا البحث خطوات رسم مسجد في الفضاء الثلاثي الأبعاد ، باستخدام برنامج الأوتوكاد AutoCAD . لقد بدأ العمل بالمسقط العلوي للمسجد وأنتهى بالحصول على معاينات منظورية للمسجد في الحيز الثلاثي الأبعاد، وتم توضيح كيفية الاستفادة من أدوات البرنامج بشكل أمثل لغرض الوصول للهدف المطلوب 

لقد تناولنا في البداية مخطط المسجد الذي قمنا باختياره لتنفيذ بحثنا هذا ، وتم توضيح أبعاده والفقرات الإضافية فيه .ثم قمنا باعداد الطبقات المختلفة لأجزاء مبنى المسجد ، وتم تحديد المساحات المختلفة وبثقها لتحويلها إلى كائنات مجسمة ثلاثية الأبعاد وذلك باستخدام أوامر العمليات المنطقية من الطرح Subtract والجمع Union . وتمت إضافة الأقواس للمسجد وكذلك إضافة الأبواب والشبابيك بعد تهيئة الفتحات الخاصة بها واستكمال باقي هيكل المسجد ، وتم بعد ذلك رسم القبة والمئذنة وإضافتها إلى المبنى . ثم تم إضافة المواد للكائنات المختلفة المكونة للمسجد ، من خلال محرر المواد لإعطاء بعض الواقعية للعمل من خلال محاكاة المواد الإنشائية الحقيقية الموجودة في الحياة العملية وتم أيضاً إضافة الإضاءة قبل عملية التصيير . وتأتي بعد ذلك عملية التصيير وهي خطوة مهمة في العمل ، لرؤية النتائج بغية الحصول على صورة مقبولة وواقعية نوعاً ما 

أما الخطوة الأخيرة لإبراز جمالية العمل وإظهاره بنفس المعاينة الحقيقية التي تراها العين المجردة تقريباً فهي استخدام المعاينات المنظورية التي يوفرها برنامج الأوتوكاد والتي يمكن أن نحصل عليها باستخدام الأمر 3D Orbit ويتم فيها تحديد زاوية النظر للرسم لإظهار التفاصيل المطلوبة بشكل واضح ومقارب للحقيقة 

يعتبر هذا البحث خطوة من الخطوات الأولية لتوضيح كيفية الحصول على المعاينات الثلاثية الأبعاد للمباني المختلفة بالأستفادة من مخططاتها الثنائية الأبعاد من خلال أدوات برنامج الأوتوكاد AutoCAD ، ولابد أن يتبعها خطوات لاحقة في هذا المجال لتحقيق أكبر فائدة ممكنة في توضيح كيفية إنجاز المشاريع الهندسية المختلفة باستخدام برنامج الأوتوكاد

وفي نهاية هذا البحث نقدم بعض التوصيات 

ـ 1 مواصلة البحث وإنجاز رسوم ثلاثية الأبعاد ذات تفاصيل مختلفة أخرى

ـ 2 الاستفادة من الإمكانيات التي يوفرها برنامج الأوتوكاد في إنجاز رسوم مشاريع إنشائية متكاملة

المصادر 
1
الدليل الكامل Auto CAD 14 . جورج أومورا ، الدار العربية للعلوم ، 1997ف 

2 
المرجع السريع AutoCAD 2000 . جورج أومورا ، روبرت كالوري ، الدار العربية للعلوم ، 1999ف 

3 
(Engineering drawing tech ) J . A . Alraiedk M . s . Ghandour . Dar-Al-Anies- Misuratak . 1997

4 
( Engineering Graphics with AutoCAD ) James .D.Bethune , Prentis hall ,1995