Программа для рендера 3d моделей: 12 лучших 3D и композитинг программ 2021: Maya, 3DsMax, Cinema 4D

Программы 3Д (3D) Моделирования и Анимации – ТОП-30

Программы для 3Д моделирования и анимации — основной инструмент производства видеороликов студии ВидеоЗаяц, который вкупе с мощным компьютерным железом, креативным мышлением и прямыми руками талантливой команды создают качественную 3D графику: 

Делимся главными программами для 3D визуализации и анимации, частью которых активно и регулярно пользуемся сами. 

Если у вас нет времени и желания на самостоятельное изучения софта, можете заказать 3д анимацию от профи. Для всех остальных — этот монументальный труд, главная цель которого — ввести читателя в удивительный мир 3D и дать краткую выжимку по каждому инструменту. 

Перед тем, как изучать статью, определитесь, какие задачи в 3D вы хотите научиться решать.

Затем выбирайте подходящий инструмент. Архитектурная визуализация — одни программы, промышленный дизайн — другие, персонажная анимация — третьи. Что вам больше нравится? 

Мы, например, любим моушн-дизайн, поэтому наш выбор — Cinema 4D в связке с Adobe After Effects, иногда Maya и эксперименты в Houdini. Идеальной программы для 3д моделирования и анимации нет. Одни возможности лучше реализованы в одном софте, другие в другом. Цель —  уметь правильно распределять между ними задачи. 

Софт	Русский язык	Лицензия	Стоимость	Поддерживаемые форматы
Blender	Да	Бесплатно	—	3ds, dae, fbx, dxf, obj, x, lwo, svg, ply, stl, vrml
FreeCAD	Да	Бесплатно	—	obj, dwg, stl, dxf, step, dae, csg, svg, iges, stel
Daz 3D Studio	Нет	Бесплатно	—	obj, fbx, dae, daz
PTC Creo	Нет	Бесплатно	—	cmd, tpm, inf, drw, aux, bdl, bde, txa
K-3D	Нет	Бесплатно	—	raw, obj, gts
Autodesk Tinkercad	Нет	Бесплатно	—	tl, obj, x3d, vrnl, svg
3D Builder	Да	Бесплатно	—	obj, stl, wrl, ply, 3mf
Autodesk 123D	Нет	Бесплатно	—	dwg, ddf, stl, 3ds, obj, dxf
Cinema 4D	Да	Пробная	3495 $ (вечная)	3ds, dae, dem, dxf, dwg, fbx, iges, skp, stl, wrl, obj
Autodesk Maya	Нет	Пробная	4375 $ (3 года)	ai, aiff, dae, dxf, dwg, eps, fbx, maya, mel, obj, stl
Houdini	Нет	Пробная	4495 $ (вечная на 5 юзеров)	bgeo, geo, clip, fbx, hip, exr, i3d, picnc
KeyShot	Нет	Пробная	1995 $ (вечная)	obj, 3ds, fbx, step, creo, dwg, dxf
Toon Boom Harmony	Нет	Пробная	2215 € (вечная)	osb, 3ds, obj, fbx, abc, dae
Mari	Нет	Пробная	2168 $ (вечная)	obj, abc, mra, ptx
SketchUp	Да	Пробная	299 $ (год)	stl, dwg, dxf, 3ds, jpeg, png, bmp
iClone	Нет	Пробная	1472 $ (вечная)	3ds, bvh, fbx, obj, vns, skp
ZBrush	Нет	Пробная	895 $ (вечная)	obj, dfx, psd, tif, jpg, bmp
LightWave 3D	Нет	Пробная	995 $ (вечная)	obj, rig, rpf, mdd, lws, lwo, ls, bvh, lw
Rhinoceros 3D	Нет	Пробная	995 € (вечная)	obj, 3dm, dwg, dae, dxf, 3mf, rws, csv, svg
3D Coat	Да	Пробная	379 $ (вечная)	obj, lwo, fbx, stl, ply, dae, wrl, bmp, png, jpg, dds
SolidWorks	Да	Пробная	1168 $ (год)	obj, stl, off, ply, ply2, 3mf, cgr, 3ds, wrl, xyz
Компас 3D	Да	Пробная	20 $ (год)	dwg, igs, stp, sat, cdw, frw, kdw, spw, a3d, m3d
ArchiCAD	Да	Пробная	1440 $ (год)	dwg, dxf, 3ds, stl, png, pdf
Autodesk AutoCAD	Да	Пробная	1090 $ (год)	dxf, dwg, fbx, pdf, 3ds, 3dm, step
Autodesk 3DS Max	Да	Пробная	1040 $ (год)	stl, 3ds, ai, abc, ase, asm, dem, dwg, dxf, dwf, flt, iges, ipt, jt, nx, obj, prj, prt, rvt, sat, skp, stp, vrml
Autodesk Inventor	Да	Пробная	2085 $ (год)	dwg, dxf, step, iges, sat
Autodesk Fusion 360	Нет	Пробная	310 $ (год)	dwg, dxf, f3d, fbx, igs, obj, step, stl, stp
Autodesk Alias	Нет	Пробная	4415 $ (год)	stl, sat, fbx, iges
Modo	Нет	Пробная	1698 € (вечная)	wo, abc, obj, pdb, 3dm, dae, fbx, dxf, x3d, geo, stl
Autodesk Mudbox	Нет	Пробная	40 $ (год)	mud, fbx, obj, bio

Пять копеек о стоимости софта. Начнем обзор с бесплатных программ. Затем в списке представлены программы, бесплатные только на короткий период, например, месяц. После чего придется заплатить денюжку за 1-3-12 месяцев или купить вечную лицензию. При покупке вечной каждое обновление программы стоит дополнительных денег. 

Важно понимать, что каждая программа — это труд разработчиков. Если планируете использовать инструмент на постоянной коммерческой основе или даже стать профессионалом — от покупки не уйти. Так же как у условного строителя есть свой шуруповерт, перфоратор, фрезер и проч., так и вам придется обзавестись специальными средствами для своего ремесла. 

Отдельно скажем

о языках. С ними ситуация неоднозначная. Какой-то софт локализован частично (основные функции доступны на русском — например, Blender), какой-то не переведен совсем, другой локализован очень хорошо. Поэтому если для вас важно наличие русского языка, уточните вопрос по каждой программе отдельно и ищите локализованные версии софта.

В любом случае, если всерьез увлечетесь 3D моделированием и анимацией, английский язык придется выучить. Вся индустрия пришла к нам с Запада. 

Если при выборе программы вам важен конкретный импортируемый и экспортируемый формат — в таблице приведены основные, но не все. Подробнее о любом поддерживаемом формате в нужной программе узнавайте отдельно.

Вот уже 20 лет Blender остается одним из самых потрясающих инструментов для 3D-анимации. При этом совершенно бесплатных! Это, пожалуй, лучший инструмент для создания инди-игр с 3D-графикой. Функционал Blender включает: моделирование, создание UI-интерфейсов, быстрый риггинг, GPU-рендеринг и т.д. 

Чем круто:

• Богатый функционал. Позволяет создавать, текстурировать и анимировать 3D-модели.  
• Часто именно с помощью Блендера делают модели для 3D печати. 
• Очень большое и развитое комьюнити авторов и художников. Найдете ответ на любой вопрос. 
• Весит около 150 Мб. 

Доступна для: 

Если ваши задачи в области твердотельного моделирования или инженерного проектирования 3D деталей, этот софт легко введет вас в тему. Относительно профессиональных САПР-решений он гораздо проще, зато бесплатен. Широкий набор средств для рисования чертежей и почти любые CAD-форматы. 

Чем круто: 

• Открытый исходный код. Поддержка языка Python. Можете сами допиливать программу или расширять стандартные возможности плагинами и скриптами. 
• Простой интерфейс и быстрый способ создания 3Д деталей. 
• Наличие русскоязычных форумов по софту.  

Доступна для: 

Бесплатная программа для 3D-анимации с внушительным пэком готовых моделей. Причем не какие-то простенькие мультяшки, а 3D-модели людей в фотореалистичном качестве. Если вы аниматор-любитель и хотите создавать несложные, но красочные 3D-фильмы и ролики, не погружаясь в моделинг (как самостоятельная функция он тут отсутствует) —  Daz 3D ваш выбор. 

Инструмент постоянно развивается. В последней версии появились расширенные возможности для текстурирования и лайтнинга. Персонажей и их внешний вид можно всячески видоизменять. 

Чем круто:

• Широкий выбор готовых моделей с высоким уровнем детализации. 
• Множество дополнительных уже платных моделей и плагинов от 1$ до 75$. 
• Контент можно импортировать в известные программы по работе с 3D-графикой, вроде Maya, Mudbox и 3DS Max всего в пару кликов.  
• Серия подробных обучающих роликов прямо на сайте. 

Доступна для: 

С помощью параметрических конструкторов PTC Creo инженеры и технологи могут создавать сборки с использованием механических соединений, что позволяет им исследовать движение своих конструкций в реальных условиях. Перемещая те или иные части механизма, меняя геометрию объектов, вы видите, как это влияет на остальные его составляющие. Дизайнеры могут создавать конструкции по готовым чертежам или визуализировать новые идеи. 

Чем круто: 

• Бесплатная версия для преподавателей и студентов, чего достаточно для начала работы. Для коммерческого использования придется заплатить, что наш наш взгляд только подтверждает качество софта. 
• PTC Creo — это комплект взаимосвязанных программ, «говорящих на одном языке». Поэтому данные и проекты можно спокойно использовать в каждой из них. 
• Два подхода к моделированию — параметрический и прямой моделинг. 
• Работа с любым CAD-ресурсом. Больше не нужно менять дизайн из-за несовпадающих CAD-систем. 

Доступна для: 

Еще один неплохой образец бесплатного софта для 3D-анимации на среднем уровне. В свое время журнал «Компьютерра», проведя сравнительный анализ, назвал этот софт хорошей альтернативой профессиональным программам для 3d моделирования и анимации. 

Эту программу ценят потому, что “простая, но сложная”. Интерфейс не отпугивает новичков, а профессионал моментально чувствует себя как дома. Софт наглядный — работая с одной стороной модели, вы сразу видите, как изменяется ее противоположная сторона в режиме реального времени.

Чем круто:

• Доступны операции и с моделированием объектов, и с их анимацией. 
• Есть функции работы с камерой. 
• Работает с графическими форматами типа jpeg, png, tiff, bmp.  
• Много шаблонов и возможность установки дополнительных плагинов. 
• Встроенная обучающая интерактивная система. 

Доступна для: 

Пожалуй, лучший на сегодняшний день инструмент для абсолютных новичков в моделировании, приобретенный IT-гигантом Autodesk. С Tinkercad создание 3D моделек превращается в забавную и увлекательную игру. Весь функционал настроен скорее на обучение, чем на решение серьезных коммерческих задач, но все же программа позволяет делать приличные вещи. 

Чем круто:

• Сайт, блог и серия уроков на русском языке. 
• Простота и удобство пользования. Разбираются даже подростки. 
• Есть отдельный раздел по созданию моделей для Minecraft. 
• Не нужно ничего устанавливать. Доступно в онлайн-формате, в котором есть самые базовые инструменты для моделлинга.  
• При регистрации запускается удобная понятная обучающая программа. 

Особенный софт для 3D моделирования и анимации в нашем списке. Наравне с Paint 3D эта программа создана Microsoft и вы можете бесплатно установить ее для Windows 10 и даже Windows 8. Удобный интерфейс, хорошие возможности для начинающих. Если вы планируете отдавать свои модели на печать, этот софт как раз для этого предназначен. 

Чем круто: 

• Отсутствие сложных и тонких настроек, что позволяет делать уверенные первые шаги новичкам в 3D. 
• Возможность персонализации и кастомизации готовых трехмерных объектов. 
• Возможность преобразовать снимки в трехмерный объект или собирать модель из простых фигур. 
• Размер всего около 35 Мб. 

Еще одна программа для 3Д, cad моделирования разной степени сложности. Поддержка технологии 3D печати. Несмотря на кажущуюся простоту, имеет широкий набор функций для САПР и 3д моделирования. 

Для новичков есть свой блок с простым инструментарием, но и профессионалы найдут для себя нужный и более сложный функционал. Совместима с другим софтом из линейки: 123D Sculpt, 123D Catch, 123D Make. Недавно Autodesk перестал выкатывать обновления, но вы все еще можете найти программу в бесплатном доступе, поэтому она попала в наш список. 

Чем круто: 

• Понятный графический интерфейс и дизайн, легкая для освоения новичкам, которые раньше не имели дело с 3д. 
• Много бесплатных 3D моделей на отдельных сайтах, над которыми можно ставить эксперименты или использовать для своей работы. 
• Интеграция с облаком дает доступ к библиотеке готовых шаблонов, блоков и моделей и дает высокую скорость работы пользователю.  
• Даже фотографии можно преобразовать в трехмерные модели. 
• Позволяет делать запись экрана и анимировать модели прямо внутри программы без подключения дополнительного софта. 

Доступна для:

Мощнейшая программа для с 3D моделирования и анимации от компании Maxon. Профессионалы ценят его за широкий функционал и универсальность, любители — за дружественный, интуитивно-понятный интерфейс. В отличие от большинства инструментов, представленных в списке, инструмент и обучающие материалы с официального сайта доступны на русском языке. 

Софт предназначен для моушн-дизайна и все больше применяется в индустрии кино и рекламы. Используя эту программу в связке с Adobe After Effects, вы сможете создавать любые миры, ограниченные только вашей фантазией и уровнем скиллов. 

Чем круто: 

• Подходит для работы как с фотореалистичными, так и с абстрактными мультяшными моделями.  
• Можно делать динамическую анимацию (сжатие, растяжение) и симуляцию веществ (вода, огонь, дым). 
• Крутейший, современный интуитивно понятный интерфейс. 
• Удобная система помощи и подсказок для новичков. 
• Очень развитое комьюнити и целая вселенная из обучалок и туториалов. 
• Выбор ВидеоЗаяц.рф 🙂

Доступна для: 

Топовая программа для 3Д персонажного моделирования и анимации. Широкий спектр возможностей. Любимый инструмент для создателей видеоигр из-за того, что позволяет создавать и анимировать 3D-персонажей в реалистичном качестве. Помимо этого, позволяет создавать фотореалистичные пейзажи и  сложные процедурные эффекты. Такой набор возможностей позволяет назвать Maya можно смело назвать программой №1 для профессионалов 3D-анимации. 

Disney, DreamWorks Animation и другие ведущие западные студии активно используют этот софт, в частности при работе с органикой или визуальными эффектами. Поэтому если нацеливаетесь в будущем работать, например, в США, этот софт — хороший выбор.  

Программа с весьма высокими системными требованиями, это стоит учитывать перед установкой. 

Чем круто:

• Широкий спектр возможностей по 3D-моделированию, текстурированию и анимации 3D-персонажей. 
• Отдельный пакет для создания VFX-эффектов, достойных блокбастеров. 
• Развитое русскоязычное комьюнити и много обучалок, включая популярную книгу Сергея Цыпцына “Понимая Maya”. 
• Есть бесплатная версия для студентов. 

Доступна для: 

Тяжелая артиллерия для создания голливудских визуальных эффектов в кино. Ее особенно ценят VFX-специалисты, которые создают объекты со сложной геометрией с большим количеством кривых. Большинство крутых проектов с симуляцией частиц созданы в Houdini. 

Именно в Houdini FX создавали VFX-эффекты для фильма “Бегущий по лезвию 2049” Для задач попроще, есть менее дорогие версии: Houdini Core и Houdini Indie, а для новичков и дизайн-энтузиастов доступна полностью бесплатная версия Houdini Apprentice с ограниченным функционалом.  

Houdini вряд ли подойдет для новичков, потому что даже профессионалам не просто с ней справиться. В этой программе для 3д моделирования и анимации активно применяется программирование. Перед тем как в ней работать, рекомендуем изучить предыдущий софт. 

Чем круто:

• Удобно для создания комплексных 3D-композиций моделей, вроде городских ландшафтов и природных явлений.
• Позволяет работать с широким спектром полигонов, благодаря интерфейсу Subdivision Surface.
• Легко интегрируется со сторонними инструментами для рендеринга, вроде Redshift, RenderMan, OctaneRender.
• Лучшее решение для скульптинга и рендеринга объектов со сложной геометрией, вроде облаков или водных массивов. 
• Процедурный узловой интерфейс позволяет делать плагины. 

Доступна для: 

Самый простой и вместе с тем мощный инструмент для создания и анимации 3D-моделей. Проще, чем Blender, но гораздо более дружественен к начинающим аниматорам. Поддерживает более 35 форматов файлов, совместим с Windows и Mac OS. 

Чем круто: 

• Предлагает более 850 готовых шаблонов, которые можно кастомизировать под ваши нужды.
• Позволяет создавать собственные концепты и дорабатывать чужие.
• Можно немного поэкспериментировать с виртуальной реальностью.
• Можно создавать визуалы для web и для mobile.

Сразу скажем, что это не программа для 3d моделирования и анимации в чистом виде, а скорее для любителей 2d анимации, которые в том числе совмещают ее с 3d графикой. Несмотря на то, что чаще софт используют именно художники и аниматоры по 2d, он также позволяет импортировать 3d модели, например, из Maya и делать уникальные мультяшные штуки в 2d+3d.  

Toon Boom Harmony работает по принципу “одного окна”. В нем ролик или даже фильм может пройти весь путь от первичной отрисовки до чистовой анимации. TBH используют для своих анимационных проектов ведущие мировые студии, вроде NBC, FOX и Lucas Films. При этом программа считается скорее любительской и довольно лояльна к начинающим. 

Чем круто: 

• Продвинутая технология создания растровых и векторных изображений.
• Легко интегрируется с популярными 3d форматами и делает совместный рендеринг с 2d. 
• Множество эффектов, включая иллюзию перспективы и придание глубины объектам. 
• Можно выбирать углы облета камерой и контролировать композицию. Наличие трехмерного пространства. 
• Обилие инструментов для управления текстурами и цветом.
• Созданных в THB персонажей можно в пару кликов переносить в игровые движки.  

Доступна для: 

Мощный инструмент для художественного рисования и текстурирования 3D-моделей с высоким уровнем детализации вплоть до разрешения 32K. Программу называют “Гудини в 3d-текстурировании”. В распоряжении дизайнера несколько сотен красочных текстур для создания графических объектов. Это софт на базе Python API, что позволяет автоматизировать ряд процессов. 

Чем круто:

• Популярный софт, развитое комьюнити и хорошая техническая поддержка. 
• Глубокое редактирование 3D моделей и гибкие динамические карты. 
• Смешивание слоев текстур и колоссальные возможности для экспериментов с цветами и оттенками. 
• Удобный, понятный и настраиваемый пользовательский интерфейс. 
• Изменять рисунок на модели и смотреть результат можно в режиме реального времени, что экономит часы.  

Доступна для: 

Прекрасное решение для быстрого старта для начинающих в 3D визуализации. Упор здесь не на технические нюансы, а на возможность оперативно и без хлопот решать несложные задачи, связанные с 3D-визуализацией, анимацией, скетчами. 

Если вам нужно “оживить” чертеж или макет, визуализировать экстерьер, интерьер или расставить мебель и предметы, перенести наработки из Autocad, Archicad, посчитать смету, размеры объектов и объемы поверхностей, создать 3д модель для игры — смело выбирайте SketchUp. 

Чем круто:

• Множество функций, плагинов доступно в бесплатной версии программы. Отдельные инструменты можно докупать. 
• К базовой версии программы прилагается огромное количество готовых и преднастроенных 3D-моделей. 
• Ярко выраженный фокус на предметной и архитектурной визуализации.  
• Бесплатные уроки для начинающих на русском языке (встроенный самоучитель), много курсов в русскоязычном сегменте. 
• После освоения этой программы для 3Д визуализации, можете переключиться на более профессиональные 3д пакеты. 

Доступна для: 

Самое быстрое решение для генерации персонажей и создания 3D-анимации в режиме реального времени благодаря мгновенному рендерингу. Революция в персонажной анимации. Подходит для разработчиков несложных видеоигр и создателей анимированных роликов. В программе множество функций лицевой и скелетной анимации, кастомизации людей, животных, настройка облета камеры. 

Чем круто:

• Все 3D персонажи настраиваются автоматом и готовы позировать.
• В библиотеке можно выбрать файлы с захватом реального движения (технология motion capture), что сразу дает высокое качество анимации персонажа.  
• Более 700 готовых моделей в библиотеке. Двуногие и четвероногие персонажи. 
• Отдельный каталог со звуковыми эффектами. 
• Нетребовательна к ресурсам компьютера. 

Доступна для: 

Хотите стать цифровым скульптором? Почувствовать себя моделистом? Данный софт один из лучших для работы с «цифровой глиной». Создавать любую органику — людей, зверей, многообразные материалы — программа для 3д-лепки высокого уровня к вашему распоряжению. Подходит тем, кто уже моделил 3D (для новичков может быть сложновата), и собирается дальше прокачивать навыки. Софт используется для создания крутейших голливудских фильмов.

Чем круто: 

• Подход к скульптингу как к 3D-лепке, которому нет аналогов. Взаимодействуете с полигональной сеткой косвенно, а не напрямую.  
• Детализация и реалистичность получаемых моделей на высочайшем уровне. 
• Низкая требовательность к машинным ресурсам за счет использования псевдотрехмерности 2.5D. 
• Очень гибкий функционал, который можно настроить под себя, вплоть до шрифтов. 

Доступна для: 

Полноценная программа для 3д моделирования и анимации, которую часто используют профессионалы VFX для кино, сериалов, рекламы, ТВ, визуализации технических процессов. Считается одним из пяти лучших коммерческих программных пакетов трехмерного моделинга и анимации. 

Состоит из двух приложений: одно для моделирования, другое для анимации. Если есть два монитора, работать будет супер удобно.
Позволяет создавать частицы дыма, огня, жидкостей с помощью утилиты Hyper Voxels, а для настройки свойств материалов есть Surface Editor. 

Чем круто: 

• Низкая стоимость относительно других 3d-пакетов и широкий функционал, который можно расширить другими модулями при необходимости.   
• Низкие требования к железу. 
• Реалистичная камера и высококачественный рендер. 
• В наличии базовые инструменты для работы с растровыми иллюстрациями. 
• Существует сообщество любителей этого пакета в Рунете, несмотря на его экзотичность. 

Доступна для: 

Изначально эта программа для 3д моделирования и анимации создавалась для дизайна палуб, яхт, судов различного назначения и промышленного дизайна. Чуть позже программу по достоинству оценили ювелирные дизайнеры, поскольку одно из главных ее преимуществ — точность построения моделей. Сегодня софт используют и для предметной 3д визуализации и архитектурной визуализации. 

Программа обладает интуитивно-понятным лаконичным интерфейсом и подходит для начинающих, и вместе с этим несмотря на кажущуюся простоту, даже хардкорные профессионалы используют софт для своих проектов. 

Чем круто: 

• Бесплатный период аж на 3 месяца — попробуйте, потом решите, нужна или нет.  
• Сверхточное моделирование объектов — находит ошибки в моделях из других пакетов. 
• Очень большое количество импортируемых и еще больше экспортируемых форматов. 
• Очень редко вылетает, ничего не сохраняя — всегда остается аварийный файл. 
• Большой набор плагинов под различные сферы моделирования и дизайна. 
• Много обучалок и туториалов на русском языке. 

Доступна для: 

Еще одна программа для 3d моделирования органики и твердотельных объектов со специализацией на скульптинге, текстурировании, рендеринге, ретопологии и UV мэппинге. Многие 3d художники используют ее вместе с Zbrush, где производят органику, а 3D Coat применяют для остальных задач. 

Чем круто: 

• Недорогая программа, примерно в 2 раза дешевле ближайшего конкурента Zbrush, при этом твердотельный моделинг быстрее и удобнее.  
• Рисование текстур прямо поверх моделей как в Photoshop. 
• Частые и крутые обновления от сильной команды разработчиков. 
• Очень большой набор инструментов для ретопологии моделей. 
• На сайте разработчиков, в их соцсетях и на форуме найдете ответ на любой вопрос. 

Доступна для: 

Если ваша деятельность связана с промышленным производством, машиностроением, автомобилестроением, технологической или конструкторской подготовкой продуктов и т.п., то данный популярный программный САПР (система автоматизированного проектирования) для вас. 

CAD-система позволяет проектировать 3D модели любой сложности и функционала, проводить инженерный анализ (делать симуляции без реальных физических экспериментов — проверять динамику механизмов, их прочность, устойчивость и т.д.), анализировать технологичность изделий и совершать множество других манипуляций в сфере промышленного дизайна, инжиниринга и т.п..

Чем круто: 

• Удобный интерфейс, который постоянно улучшается разработчиками, поэтому не требуется много времени на освоение софта. 
• Можно создавать анимационные презентационные видеоролики с помощью SolidWorks Animator. 
• Программа сочетается с Экселем и Word и некоторыми другими приложениями Windows. 
• Проектировать изделия можно с самых базовых этапов до конечной сборки продукта. 
• Существует большая библиотека стандартных изделий, где можно найти необходимый объект или юзать его как болванку.

Доступна для: 

Еще одна и одна из лучших САПР программ для 3d моделирования. Собрать деталь любой сложности или настроить сотни параметров изделия, сопроводить проектной документацией по нашим российским ГОСТАМ для этого софта не проблема. Это отечественная разработка, поэтому она сразу делалась под российские реалии.  

Чем круто: 

• Очень демократичный ценник по сравнению с аналогами. Есть бесплатный учебный вариант.  
• Дружественный интерфейс и управление. 
• Можно качественно чертить в 2D (плоском) формате и автоматизировать этот процесс. 
• Есть встроенная система подсказок по использованию программы. 
• Можете включать строительный, приборостроительный, машиностроительный блоки в свою работу. 

Доступна для: 

Еще одна популярная САПР-разработка и первое ПО BIM (информационное моделирование зданий) для архитекторов, инженеров, строителей, дизайнеров. 

Программа исповедует подход инженерного и визуального проектирования и позволяет, построив здание или его элемент, автоматически получить его 3d модель. Можно быстро создать новую модель строения без навыков 3D моделинга. Интуитивно-понятный интерфейс делает софт доступным для студентов. 

Чем круто: 

• Красивая и качественная визуализация архитектурных объектов и дизайна зданий. 
• Производитель разработал учебные пособия, рассчитанные на разные уровни погружения в программу. 
• Опция автосохранения — ни один вылет или зависание программы не повлияет на уже отредактированный объект. 
• Можно создавать сложнейшие стеклянные структуры и криволинейные элементы. 
• По заверению производителя ПО, 100 тыс. архитекторов в мире используют их софт как основной для проектирования. 

Доступна для: 

Еще один САПР-софт — самый популярный чертежный редактор, необходимый в работе проектировщиков, инженеров и архитекторов, а также применяемый в различных промышленных отраслях.  

В Архикаде для построения зданий у вас есть стена, дверь, колонна, перекрытие, лестница, крыша и др. подобные инструменты, а в Автокаде ваши главные средства — это бокс, цилиндр, набор примитивов и команды пересечения, объединения и т.п. Автокад подходит для черчения болтов, гаек и др. деталей, поэтому его также применяют в машиностроении. 

Чем круто: 

• Программа одна из «старейших», поэтому в интернете есть множество готовых проектов и чертежей, а также уроков — бери и изучай. 
• Проекты из Автокада удобно интегрируются с другими пакетами линейки Autodesk — Ревит, 3DS Max, Архикад, Инвентор и другими. 
• Содержит большие библиотеки готовых деталей и изделий от крупных производителей. 
• Имеет раздел для 3d моделирования и создания 3d моделей в изометрии, к которым можно накладывать текстуры, имитировать разное освещение.  
• Высокое качество визуализации 3d и возможность печатать эти модели на 3d принтере. 

Доступна для: 

Одна из первых и наиболее известных программ для 3Д моделирования и анимации на рынке. Применяется по сей день для создания фильмов, а в свое время с ее помощью выполнены «Люди Х», «Послезавтра», «Парк юрского периода» и другие популярные картины. 

Анимировать в ней сложнее, поскольку не так много инструментов, но для моделинга 3d с правильной топологией, особенно для работы со строениями, архитектурной визуализацией, интерьерами, экстерьерами  — инструмент подходит на “ура”. Моделинг машин, техники, промышленных изделий и прочих hardsurface выполняется на высоком уровне. 

Чем круто: 

• Интернет завален любыми плагинами, готовыми моделями и уроками. Найдете все, что душе угодно и быстро обучитесь. 
• Бесплатная версия для студентов аж на 3 года. Регистрируйтесь для обучения, чтобы оформить эту подписку. 
• Утилита для симуляции частиц, позволяющая моделить дым, огонь, воду и разные погодные условия. 
• Утилита для создания шерсти, волос, травы. 
• Большая армия поклонников и развитое комьюнити. 
• Фотореалистичный рендер. 

Доступна для: 

Программа для разработки и проектирования сложных цифровых прототипов промышленных продуктов, их визуализации, параметрических расчетов, динамического моделирования, работы с 2d и 3d. Как и другие продукты Autodesk, Инвентор отлично сочетается, например, с Автокадом. Библиотека содержит уже около миллиона готовых деталей. 

Чем круто: 

• Высокая производительность при работе с тяжелыми большими изделиями.  
• Оптимизированный процесс работы, адекватный интерфейс и глубокие учебные пособия позволят легко освоить программу. 
• Если при работе появились трудности, щелкаете правой кнопкой мыши и смотрите ролик с демонстрацией следующих шагов. 
• Существует даже встроенный корректор ошибок Design Doctor, который исправит ваши недочеты. 
• Можно работать одновременно всем членам команды над одним и тем же проектом, что сильно ускоряет рабочий процесс. 

Доступна для: 

Программа для 3d моделирования, начиная от проектирования простейших форм и инженерного анализа, заканчивая запуском готового продукта в производство. Можно вращать камеру на 360 градусов, менять ее фокусное расстояние, настраивать освещение и собирать проект в готовый видеоролик. 

Первый режим работы — твердотельное моделирование, второй — работа с объектами, которые создаются из поверхностей, третий — развертки для гибки металлов, а также рендеринг, симуляции изделий и анимация. Каждая функция программы содержит описание и изображение, как именно она работает, поэтому даже интуитивно можно разобраться. 

Чем круто: 

• Низкие системные требования. 
• Есть бесплатная персональная лицензия (не для коммерческого использования) на 1 год и бесплатная учебная лицензия на 3 года. 
• Наличие облачного сервиса, позволяющего вместе трудиться над проектом. Также облако Autodesk позволяет делать мощный фотореалистичный рендер изображений. 
• Разработчики регулярно выпускают нужные обновления и повышают качество продукта. 
• Подходит для работы с ЧПУ станками и 3D принтерами. 

Доступна для: 

Универсальная программа для разработки автомобильного и промышленного дизайна — от создания эскизов до проектирования 3d модели с поверхностями класса А и визуализации концепции.  

Предусмотрена совместимость с основными CAD-комплексами, чтобы дизайнерская задумка на следующих этапах работы не была искажена конструкторами или инженерами. Возможность работать специалистам без знания CAD и др. технических ухищрений. «Обратное» проектирование и создание сопроводительной технической документации. 

Чем круто:

• Продукт очень популярен у международных автодизайнерских студий. 
• Лучшие инструменты для создания эскизов. 
• Можно производить фотореалистичные иллюстрации и видео. 
• Крутая библиотека шейдеров и настроек света. 
• После экспорта в Autodesk Showcase можно в интерактивном режиме покрутить модельку и посмотреть на нее с разных сторон. 

Доступна для:

• Windows
• macOS (больше не поддерживается)

Программу для 3D моделирования и анимации Modo разрабатывали те же инженеры, которые ранее трудились над LightWave 3D. Недавно объединились с компанией The Foundry. Софт нельзя сказать, чтобы очень сложный, но и не для новичков. Многие фильмы, включая небезызвестный Avatar делался в том числе в этой программе. 

Мощный и гибкий набор инструментов 3D-моделирования, анимации, текстурирования и рендеринга Modo позволяет художникам исследовать и развивать творческие идеи, без глубокого погружения в техническую часть — доступен набор базовых инструментов. Для более точечных функций — Tool Pipe и кастомизация настроек в помощь. 

Чем круто: 

• Уверенно держится в середине рейтингов по популярности среди программ по 3D моделированию. 
• Один из лучших программных продуктов по 3D. 
• Наличие инструментов быстрого доступа. Художники могут спокойно рисовать, не отвлекаясь, а продвинутые пользователи настроить всё под себя.  
• Развитое русскоязычное комьюнити. 
• Множество обучающих видеоуроков, статей, плагинов, модулей на английском языке. 

Доступна для: 

Профессиональная программа для 3d моделирования, скульптинга, текстурирования и окрашивания в высоком разрешении вплоть до десятков млн. полигонов. 

Используется в основном 3d моделлерами и VFX-художниками из кино, разработчиками компьютерных игр, реже проектировщиками в промышленном дизайне. Главное отличие — легкая «лепка» объекта и его геометрии с помощью точных скультптурных кистей разного назначения. 

Чем круто: 

• Занимаетесь лепкой, не обращая внимание на дополнительные полигоны — программа сама их добавляет и улучшает реалистичность. 
• Несмотря на то что Зибраш популярнее, интерфейс этого софта дружелюбнее к пользователю, логичнее и понятнее.  
• Дает ровную поверхность при текстурировании без образования швов. 
• Возможность перемещения слоев выше или ниже, их объединения и т.п. 
• Можно добавить текстуру на модель и сразу посмотреть, как он выглядит. 

Доступна для: 

Заключение

С чего начать, когда уже выбрали программу для 3д моделирования и анимации? 

Находите видеоуроки на YouTube, ресурсах вроде render.ru, videocopilot.net и вперед! Начинайте с вводных уроков, чтобы ознакомиться с основными инструментами софта, затем определите, какую сцену хотите собрать и ставьте первые эксперименты. 

Учите английский. В Рунете много информации, но по сравнению с англоязычным пространством — это капля в море. 

Если считаете подборку реально полезной, пожалуйста, оставьте комментарий, чтобы ее увидело больше людей! Каждый комментарий важен.

Удачи в творчестве!

Пишем программу 3D-моделирования в 500 строках кода / Хабр

Введение

Люди от природы креативны. Мы постоянно проектируем и создаём новые, полезные и интересные вещи. Сегодня мы пишем ПО, помогающее процессу проектирования и творчества. Программы САПР (Computer-aided design, CAD) позволяют творцам проектировать здания, мосты, графику видеоигр, чудовищ для фильмов, объектов для 3D-печати и множество других вещей перед созданием физической версии проекта.

По своей сути, инструменты CAD являются способом абстрагирования трёхмерного проекта в нечто, что можно просматривать и редактировать на двухмерном экране. Чтобы справляться со своей задачей, инструменты CAD должны обеспечивать три основных элемента функциональности. Во-первых, они должны иметь структуру данных, описывающую проектируемый объект: это то, как компьютер понимает создаваемый пользователем трёхмерный мир. Во-вторых, инструмент CAD должен обеспечивать отображение проекта на экране пользователя. Пользователь проектирует физический объект с тремя измерениями, но экран компьютера имеет всего два измерения. Инструмент CAD должен моделировать способ восприятия нами объектов и отрисовывать их на экране так, чтобы пользователь смог понять все три измерения объекта. В-третьих, CAD должен предоставлять возможность взаимодействия с проектируемым объектом. Пользователь должен быть способен дополнять или модифицировать проект, чтобы создать нужный результат. Кроме того, все инструменты должны иметь возможность сохранения и загрузки проектов с диска, чтобы пользователи могли сотрудничать, обмениваться своей работой и сохранять её.

Специализированные инструменты CAD предоставляют множество дополнительных функций, соответствующих требованиям своей области. Например, в архитектурном CAD есть симуляции физики для тестирования климатических нагрузок на здание, в программе для 3D-печати будут присутствовать функции, проверяющие возможность печати объекта, а пакет для создания кинематографических спецэффектов содержит функции точной симуляции пирокинетики.

Однако во всех инструментах CAD должны присутствовать по крайней мере три описанных выше элемента: структура данных, описывающая проект, возможность отображения на экране и способ взаимодействия с проектом.

Давайте теперь узнаем, как можно описать 3D-проект, отобразить его на экране и взаимодействовать с ним всего в 500 строках на Python.

Рендеринг как ориентир

Движущей силой многих архитектурных решений 3D-редактора является процесс рендеринга. Нам нужна возможность хранения и рендеринга в проекте сложных объектов, но в то же время мы хотим обеспечить низкую сложность кода рендеринга. Давайте изучим процесс рендеринга и исследуем структуру данных для проекта, позволяющую нам хранить и отрисовывать произвольные сложные объекты при помощи простой логики рендеринга.

Управление интерфейсами и основным циклом

Прежде чем мы приступим к рендерингу, нам нужно подготовить некоторые аспекты. Во-первых, нам требуется создать окно для отображения проекта. Во-вторых, мы хотим обмениваться данными с графическими драйверами для рендеринга на экране. Мы бы не хотели обмениваться данными напрямую, поэтому для управления окном воспользуемся кроссплатформенным слоем абстракции под названием OpenGL и библиотекой под названием GLUT (OpenGL Utility Toolkit).

Примечание о OpenGL

OpenGL — это интерфейс программирования графических приложений (API) для кроссплатформенной разработки. Это стандартный API для разработки графических приложений для множества платформ. OpenGL имеет два основных варианта: Legacy OpenGL и Modern OpenGL.

Рендеринг в OpenGL основан на полигонах, задаваемых вершинами и нормалями. Например, для рендеринга одной стороны куба мы задаём 4 вершины и нормаль к стороне.

Legacy OpenGL имеет конвейер с фиксированными функциями (fixed function pipeline). Задавая глобальные переменные, программист может включать и отключать автоматизированные реализации таких функций, как освещение, раскраска, усечение граней и т.д. После чего OpenGL автоматически рендерит сцену со включенной функциональностью. Такая система является устаревшей.

В Modern OpenGL используется программируемый конвейер рендеринга (programmable rendering pipeline), при котором программист пишет небольшие программы, называемые «шейдерами»; они выполняются на специализированном графическом оборудовании (GPU). Программируемый конвейер Modern OpenGL заменил устаревший Legacy OpenGL.

В своём проекте мы будем использовать Legacy OpenGL. Фиксированная функциональность, предоставляемая Legacy OpenGL, очень полезна для обеспечения небольшого размера кода. Она уменьшает количество необходимых знаний линейной алгебры и упрощает наш код.

Что такое GLUT

Библиотека GLUT из комплекта OpenGL позволяет нам создавать окна операционной системы и регистрировать функции обратного вызова интерфейса пользователя. Этой базовой функциональности достаточно для наших целей. Если бы нам была нужна более функциональная библиотека для управления окнами и взаимодействия с пользователем, то мы бы задумались об использовании полноценного тулкита наподобие GTK или Qt.

Средство просмотра

Для управления параметрами GLUT и OpenGL, а также остальной частью программы моделирования мы создадим класс под названием

Viewer

. Мы будем использовать единственный экземпляр

Viewer

, управляющий созданием и рендерингом окон, содержащий основной цикл нашей программы. Внутри процесса инициализации

Viewer

мы создадим окно GUI и инициализируем OpenGL.

Функция init_interface создаёт окно, в которое будет рендериться редактор, и задаёт функцию, котороая должна вызываться для рендеринга проекта. Функция init_opengl задаёт нужное для программы состояние OpenGL. Она задаёт матрицы, включает отсечение задних граней, регистрирует источник света для освещения сцены и сообщает OpenGL, что объекты нужно раскрашивать. Функция init_scene создаёт объекты Scene и располагает начальные узлы, чтобы пользователь мог начать работу. Чуть ниже мы узнаем больше о структуре данных Scene. Наконец, init_interaction регистрирует обратные вызовы функций для взаимодействия с пользователем, что мы обсудим позже.

После инициализации Viewer мы вызываем glutMainLoop, чтобы перенести исполнение программы в GLUT. Эта функция никогда не выполняет возврат. Обратные вызовы функций, зарегистрированные нами для событий GLUT, будут вызываться при выполнении этих событий.

class Viewer(object):
    def __init__(self):
        """ Initialize the viewer. """
        self.init_interface()
        self.init_opengl()
        self.init_scene()
        self.init_interaction()
        init_primitives()

    def init_interface(self):
        """ initialize the window and register the render function """
        glutInit()
        glutInitWindowSize(640, 480)
        glutCreateWindow("3D Modeller")
        glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB)
        glutDisplayFunc(self.render)

    def init_opengl(self):
        """ initialize the opengl settings to render the scene """
        self.inverseModelView = numpy.identity(4)
        self.modelView = numpy.identity(4)

        glEnable(GL_CULL_FACE)
        glCullFace(GL_BACK)
        glEnable(GL_DEPTH_TEST)
        glDepthFunc(GL_LESS)

        glEnable(GL_LIGHT0)
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, GLfloat_4(0, 0, 1, 0))
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, GLfloat_3(0, 0, -1))

        glColorMaterial(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE)
        glEnable(GL_COLOR_MATERIAL)
        glClearColor(0.4, 0.4, 0.4, 0.0)

    def init_scene(self):
        """ initialize the scene object and initial scene """
        self.scene = Scene()
        self.create_sample_scene()

    def create_sample_scene(self):
        cube_node = Cube()
        cube_node.translate(2, 0, 2)
        cube_node.color_index = 2
        self.scene.add_node(cube_node)

        sphere_node = Sphere()
        sphere_node.translate(-2, 0, 2)
        sphere_node.color_index = 3
        self.scene.add_node(sphere_node)

        hierarchical_node = SnowFigure()
        hierarchical_node.translate(-2, 0, -2)
        self.scene.add_node(hierarchical_node)

    def init_interaction(self):
        """ init user interaction and callbacks """
        self.interaction = Interaction()
        self.interaction.register_callback('pick', self.pick)
        self.interaction.register_callback('move', self.move)
        self.interaction.register_callback('place', self.place)
        self.interaction.register_callback('rotate_color', self.rotate_color)
        self.interaction.register_callback('scale', self.scale)

    def main_loop(self):
        glutMainLoop()

if __name__ == "__main__":
    viewer = Viewer()
    viewer.main_loop()

Прежде чем разбирать функцию

render

, мы должны немного поговорить о линейной алгебре.

Координатное пространство

В нашем случае координатное пространство будет представлять собой точку начала координат и набор из трёх базисных векторов, обычно обозначаемых как оси

,

и

.

Точка

Любую точку в трёх измерениях можно представить как смещение в направлениях

,

и

относительно точки начала координат. Описание точки задаётся относительно координатного пространства, в котором находится точка. Одна и та же точка имеет различные описания в разных координатных пространствах. Любая точка в трёх измерениях может быть представлена в любом трёхмерном координатном пространстве.

Вектор

Вектор — это значение из

,

и

, определяющее разницу между двумя точками по осям

,

и

.

Матрица преобразований

В компьютерной графике удобно использовать несколько разных координатных пространств для разных типов точек. Матрицы преобразований преобразуют точки из одного координатного пространства в другое. Чтобы преобразовать вектор

из одного координатного пространства в другое, мы выполняем умножение на матрицу преобразований

:

. Примерами распространённых матриц преобразования являются перемещение, масштабирование и поворот.

Координатные пространства модели, мира, окна просмотра и проецирования

Рисунок 1 — Конвейер преобразований

Для отрисовки на экране элемента нам нужно выполнить преобразование между несколькими координатными пространствами.

Все преобразования, показанные в правой части Рисунка 1, в том числе все преобразования из пространства камеры (Eye Space) в пространство окна просмотра (Viewport Space) будет выполнять за нас OpenGL.

Преобразование из пространства камеры в однородное пространство усечения (clip space) выполняется функцией gluPerspective, а преобразование в нормализованное пространство устройства и пространство окна обзора — функцией glViewport. Эти матрицы перемножаются и хранятся как матрица GL_PROJECTION. Для нашего проекта не обязательно знать терминологию или подробности работы этих матриц.

Однако нам самостоятельно придётся заняться левой частью схемы. Мы задаём матрицу, преобразующую точки модели (также называемой мешем) из пространств моделей в мировое пространство, это называется матрицей модели. Также мы задаём матрицу обзора, выполняющую преобразование из мирового пространства в пространство камеры. В этом проекте мы скомбинируем эти две матрицы, чтобы получить матрицу ModelView.

Чтобы узнать больше о полном конвейере рендеринга графики и используемых координатных пространствах, прочитайте главу 2 книги Real Time Rendering или другую книгу о компьютерной графике для начинающих.

Рендеринг при помощи Viewer

Функция

render

начинается с подготовки любого состояния OpenGL, что необходимо выполнять во время рендеринга. Она инициализирует матрицу проецирования при помощи

init_view

и использует данные из функции взаимодействия с пользователем для инициализации матрицы ModelView с матрицей преобразований, выполняющей переход из пространства сцены в мировое пространство. Подробнее о классе Interaction будет написано ниже. Она очищает экран при помощи

glClear

, приказывает сцене отрендериться, а затем рисует сетку единичных квадратов.

Перед рендерингом сетки мы отключаем освещение OpenGL. При отключении освещения OpenGL рендерит объекты сплошным цветом, а не симулирует источники освещения. Благодаря этому сетка визуально отличается от сцены. Далее glFlush подаёт сигнал графическому драйверу, что мы готовы к очистке буфера и отображению на экран.

    # class Viewer
    def render(self):
        """ The render pass for the scene """
        self.init_view()

        glEnable(GL_LIGHTING)
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

        # Load the modelview matrix from the current state of the trackball
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
        glPushMatrix()
        glLoadIdentity()
        loc = self.interaction.translation
        glTranslated(loc[0], loc[1], loc[2])
        glMultMatrixf(self.interaction.trackball.matrix)

        # store the inverse of the current modelview.
        currentModelView = numpy.array(glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX))
        self.modelView = numpy.transpose(currentModelView)
        self.inverseModelView = inv(numpy.transpose(currentModelView))

        # render the scene. This will call the render function for each object
        # in the scene
        self.scene.render()

        # draw the grid
        glDisable(GL_LIGHTING)
        glCallList(G_OBJ_PLANE)
        glPopMatrix()

        # flush the buffers so that the scene can be drawn
        glFlush()

    def init_view(self):
        """ initialize the projection matrix """
        xSize, ySize = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH), glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT)
        aspect_ratio = float(xSize) / float(ySize)

        # load the projection matrix. Always the same
        glMatrixMode(GL_PROJECTION)
        glLoadIdentity()

        glViewport(0, 0, xSize, ySize)
        gluPerspective(70, aspect_ratio, 0.1, 1000.0)
        glTranslated(0, 0, -15)

Что рендерить: сцена

После того, как мы инициализировали конвейер рендеринга для выполнения отрисовки в координатном пространстве мира, что мы будем рендерить? Вспомним, что наша цель — создание проекта, состоящего из 3D-моделей. Нам нужна структура данных для хранения этого проекта. а также структура данных для его рендеринга. Обратите внимание на вызов

self.scene.render()

в цикле рендеринга viewer. Что такое scene?

Класс Scene — это интерфейс со структурой данных, которую мы используем для описания проекта. Он абстрагирует подробности структуры данных и предоставляет функции интерфейса, необходимые для взаимодействия с проектом, в том числе функции для рендеринга, добавления элементов и манипулирования элементами. Существует один объект Scene, которым владеет viewer. Экземпляр Scene хранит список всех элементов сцены, называемый node_list. Также он отслеживает выбранный элемент. Функция render сцены просто вызывает render для каждого пункта списка node_list.

class Scene(object):

    # the default depth from the camera to place an object at
    PLACE_DEPTH = 15.0

    def __init__(self):
        # The scene keeps a list of nodes that are displayed
        self.node_list = list()
        # Keep track of the currently selected node.
        # Actions may depend on whether or not something is selected
        self.selected_node = None

    def add_node(self, node):
        """ Add a new node to the scene """
        self.node_list.append(node)

    def render(self):
        """ Render the scene. """
        for node in self.node_list:
            node.render()

Узлы

В функции

render

класса Scene мы вызываем

render

для каждого элемента

node_list

класса Scene. Но что за элементы находятся в этом списке? Мы называем их

узлами

. Узел может быть всем, что можно поместить в сцену. В объектно-ориентированном ПО мы пишем

Node

как абстрактный базовый класс. Любые классы, представляющие объекты, размещаемые в

Scene

, будут наследовать от

Node

. Этот базовый класс позволяет нам рассуждать о сцене абстрактно. Остальная часть кодовой базы не обязана знать подробностей об отображаемом ею объекте; ей достаточно знать, что они принадлежат к классу

Node

.

Каждый тип Node определяет собственное поведение для рендеринга самого себя и для любых других взаимодействий. Node отслеживает важные данные о самом себе: матрицу преобразований, матрицу масштабирования, цвет, и т.п. При умножении матрицы преобразований узла на его матрицу масштабирования, мы получаем матрицу преобразований из координатного пространства модели узла в координатное пространство мира. Кроме того, узел также хранит в себе параллельный осям ограничивающий параллелепипед (axis-aligned bounding box, AABB). Подробнее об AABB мы поговорим ниже.

Простейшей конкретной реализацией Node является примитив. Примитив — это единая фигура, которую можно добавить в сцену. В нашей программе примитивами будут куб (Cube) и сфера (Sphere).

class Node(object):
    """ Base class for scene elements """
    def __init__(self):
        self.color_index = random.randint(color.MIN_COLOR, color.MAX_COLOR)
        self.aabb = AABB([0.0, 0.0, 0.0], [0.5, 0.5, 0.5])
        self.translation_matrix = numpy.identity(4)
        self.scaling_matrix = numpy.identity(4)
        self.selected = False

    def render(self):
        """ renders the item to the screen """
        glPushMatrix()
        glMultMatrixf(numpy.transpose(self.translation_matrix))
        glMultMatrixf(self.scaling_matrix)
        cur_color = color.COLORS[self.color_index]
        glColor3f(cur_color[0], cur_color[1], cur_color[2])
        if self.selected:  # emit light if the node is selected
            glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, [0.3, 0.3, 0.3])

        self.render_self()

        if self.selected:
            glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, [0.0, 0.0, 0.0])
        glPopMatrix()

    def render_self(self):
        raise NotImplementedError(
            "The Abstract Node Class doesn't define 'render_self'")

class Primitive(Node):
    def __init__(self):
        super(Primitive, self).__init__()
        self.call_list = None

    def render_self(self):
        glCallList(self.call_list)


class Sphere(Primitive):
    """ Sphere primitive """
    def __init__(self):
        super(Sphere, self).__init__()
        self.call_list = G_OBJ_SPHERE


class Cube(Primitive):
    """ Cube primitive """
    def __init__(self):
        super(Cube, self).__init__()
        self.call_list = G_OBJ_CUBE

Рендеринг узлов основан на матрицах преобразований, хранящихся в каждом из узлов. Матрица преобразований узла — это сочетание его матрицы масштабирования и матрицы перемещения. Вне зависимости от типа узла, первым этапом рендеринга является задание матрице ModelView интерфейса OpenGL матрицы преобразований, чтобы выполнить переход от координатного пространства модели к координатному пространству окна просмотра. После обновления матриц OpenGL мы вызываем

render_self

, чтобы приказать узлу выполнить необходимые вызовы OpenGL для отрисовки себя. Затем мы отменяем все изменения, внесённые в состояние OpenGL этого конкретного узла. Мы используем функции OpenGL

glPushMatrix

и

glPopMatrix

для сохранения и восстановления состояния матрицы ModelView до и после рендеринга узла. Обратите внимание, что узел хранит свой цвет, расположение и масштаб, применяя их к состоянию OpenGL перед рендерингом.

Если узел в данный момент выделен, мы заставим его излучать свет. Благодаря этому пользователь будет видеть, какой узел выбран.

Для рендеринга примитивов мы используем функцию OpenGL списков вызовов. Список вызовов OpenGL — это набор вызовов OpenGL, заданных и объединённых под одним названием. Вызовы могут выполняться с помощью glCallList(LIST_NAME). Каждый примитив (Sphere и Cube) определяет список вызовов, необходимый для его рендеринга (не показан).

Например, список вызовов куба отрисовывает 6 граней куба с центром в точке начала координат и с рёбрами длиной ровно 1 единицу.

# Pseudocode Cube definition
# Left face
((-0.5, -0.5, -0.5), (-0.5, -0.5, 0.5), (-0.5, 0.5, 0.5), (-0.5, 0.5, -0.5)),
# Back face
((-0.5, -0.5, -0.5), (-0.5, 0.5, -0.5), (0.5, 0.5, -0.5), (0.5, -0.5, -0.5)),
# Right face
((0.5, -0.5, -0.5), (0.5, 0.5, -0.5), (0.5, 0.5, 0.5), (0.5, -0.5, 0.5)),
# Front face
((-0.5, -0.5, 0.5), (0.5, -0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5), (-0.5, 0.5, 0.5)),
# Bottom face
((-0.5, -0.5, 0.5), (-0.5, -0.5, -0.5), (0.5, -0.5, -0.5), (0.5, -0.5, 0.5)),
# Top face
((-0.5, 0.5, -0.5), (-0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, -0.5))

Использование исключительно примитивов сильно ограничивает возможности моделирования. 3D-модели обычно состоят из множества примитивов (или треугольных мешей, которые мы здесь рассматривать не будем). К счастью, структура класса

Node

упрощает создание узлов

Scene

, составленных из множественных примитивов. На самом деле, мы можем обеспечить поддержку произвольной группировки узлов без повышения сложности кода.

В качестве источника мотивации представим очень простую фигуру: обычного снеговика, составленного из трёх сфер. Даже несмотря на то, что фигура состоит из трёх отдельных примитивов, мы хотели бы иметь возможность работать с ней как с единым объектом.

Мы создадим класс HierarchicalNode, то есть Node, содержащий другие узлы. Он управляет списком «дочерних узлов». Функция render_self для иерархических узлов просто вызывает render_self для каждого из дочерних узлов. При помощи класса HierarchicalNode очень легко добавлять в сцену фигуры. Теперь для задания снеговика достаточно указать составляющие его фигуры, а также их относительные позиции и размеры.

Рисунок 2 — Иерархия подклассов Node

class HierarchicalNode(Node):
    def __init__(self):
        super(HierarchicalNode, self).__init__()
        self.child_nodes = []

    def render_self(self):
        for child in self.child_nodes:
            child.render()

class SnowFigure(HierarchicalNode):
    def __init__(self):
        super(SnowFigure, self).__init__()
        self.child_nodes = [Sphere(), Sphere(), Sphere()]
        self.child_nodes[0].translate(0, -0.6, 0) # scale 1.0
        self.child_nodes[1].translate(0, 0.1, 0)
        self.child_nodes[1].scaling_matrix = numpy.dot(
            self.scaling_matrix, scaling([0.8, 0.8, 0.8]))
        self.child_nodes[2].translate(0, 0.75, 0)
        self.child_nodes[2].scaling_matrix = numpy.dot(
            self.scaling_matrix, scaling([0.7, 0.7, 0.7]))
        for child_node in self.child_nodes:
            child_node.color_index = color.MIN_COLOR
        self.aabb = AABB([0.0, 0.0, 0.0], [0.5, 1.1, 0.5])

Вы могли заметить, что объекты

Node

образуют древовидную структуру данных. Функция

render

, проходящая иерархические узлы, выполняет обход в глубину по дереву. При обходе она хранит стек матриц

ModelView

, используемых для преобразования в мировое пространство. На каждом шаге она записывает в стек текущую матрицу

ModelView

, а когда завершает рендеринг всех дочерних узлов, она извлекает матрицу из стека, оставляя на вершине стека матрицу

ModelView

родительского узла.

Благодаря тому, что мы сделали класс Node расширяемым, можно добавлять в сцену новые типы фигур, не меняя весь остальной код манипуляций сценой и рендеринга. Благодаря концепции узлов мы абстрагируемся от того факта, что объект Scene может иметь множество дочерних элементов. Это называется шаблоном проектирования «Компоновщик».

Взаимодействие с пользователем

Теперь, когда наша программа моделирования способна хранить и отображать сцену, нам нужен способ взаимодействия с ней. Нам нужно упростить два вида взаимодействий. Во-первых, нам нужна возможность изменения перспективы обзора сцены. Мы хотим иметь возможность двигать глаз (камеру) по сцене. Во-вторых, нам нужна возможность добавления новых узлов и изменения узлов в сцене.

Для реализации взаимодействия с пользователем нам нужно знать, когда пользователь нажимает клавиши или двигает мышь. К счастью, операционная система знает, когда происходят эти события. GLUT позволяет нам регистрировать функцию, которая будет вызываться при совершении определённого события. Мы напишем функции для интерпретирования нажатий клавиш и движения мыши, а затем прикажем GLUT вызывать эти функции при нажатии соответствующих клавиш. Узнав, какие клавиши нажимает пользователь, мы должны будем интерпретировать ввод и применить к сцене соответствующие действия.

Логика прослушивания событий операционной системы и интерпретации их значения находится в классе Interaction. Написанный нами ранее класс Viewer владеет единственным экземпляром Interaction. Мы используем механизм функций обратного вызова GLUT для регистрации функций, вызываемых при нажатии клавиши мыши (glutMouseFunc), при перемещении мыши (glutMotionFunc), при нажатии клавиши клавиатуры (glutKeyboardFunc) и при нажатии клавиш со стрелками (glutSpecialFunc). Чуть ниже вы увидите функции, обрабатывающие события ввода.

class Interaction(object):
    def __init__(self):
        """ Handles user interaction """
        # currently pressed mouse button
        self.pressed = None
        # the current location of the camera
        self.translation = [0, 0, 0, 0]
        # the trackball to calculate rotation
        self.trackball = trackball.Trackball(theta = -25, distance=15)
        # the current mouse location
        self.mouse_loc = None
        # Unsophisticated callback mechanism
        self.callbacks = defaultdict(list)

        self.register()

    def register(self):
        """ register callbacks with glut """
        glutMouseFunc(self.handle_mouse_button)
        glutMotionFunc(self.handle_mouse_move)
        glutKeyboardFunc(self.handle_keystroke)
        glutSpecialFunc(self.handle_keystroke)

Функции обратного вызова операционной системы

Для осмысленного интерпретирования пользовательского ввода нам нужно скомбинировать знание о позиции мыши, клавишах мыши и клавиатуре. Поскольку для интерпретирования ввода в осмысленные действия требуется много строк кода, мы инкапсулируем его в отдельный класс, отдалённый от основного пути исполнения кода. Класс

Interaction

скрывает ненужную сложность от остальной части кодовой базы и преобразует события операционной системы в события уровня приложения.

    # class Interaction 
    def translate(self, x, y, z):
        """ translate the camera """
        self.translation[0] += x
        self.translation[1] += y
        self.translation[2] += z

    def handle_mouse_button(self, button, mode, x, y):
        """ Called when the mouse button is pressed or released """
        xSize, ySize = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH), glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT)
        y = ySize - y  # invert the y coordinate because OpenGL is inverted
        self.mouse_loc = (x, y)

        if mode == GLUT_DOWN:
            self.pressed = button
            if button == GLUT_RIGHT_BUTTON:
                pass
            elif button == GLUT_LEFT_BUTTON:  # pick
                self.trigger('pick', x, y)
            elif button == 3:  # scroll up
                self.translate(0, 0, 1.0)
            elif button == 4:  # scroll up
                self.translate(0, 0, -1.0)
        else:  # mouse button release
            self.pressed = None
        glutPostRedisplay()

    def handle_mouse_move(self, x, screen_y):
        """ Called when the mouse is moved """
        xSize, ySize = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH), glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT)
        y = ySize - screen_y  # invert the y coordinate because OpenGL is inverted
        if self.pressed is not None:
            dx = x - self.mouse_loc[0]
            dy = y - self.mouse_loc[1]
            if self.pressed == GLUT_RIGHT_BUTTON and self.trackball is not None:
                # ignore the updated camera loc because we want to always
                # rotate around the origin
                self.trackball.drag_to(self.mouse_loc[0], self.mouse_loc[1], dx, dy)
            elif self.pressed == GLUT_LEFT_BUTTON:
                self.trigger('move', x, y)
            elif self.pressed == GLUT_MIDDLE_BUTTON:
                self.translate(dx/60.0, dy/60.0, 0)
            else:
                pass
            glutPostRedisplay()
        self.mouse_loc = (x, y)

    def handle_keystroke(self, key, x, screen_y):
        """ Called on keyboard input from the user """
        xSize, ySize = glutGet(GLUT_WINDOW_WIDTH), glutGet(GLUT_WINDOW_HEIGHT)
        y = ySize - screen_y
        if key == 's':
            self.trigger('place', 'sphere', x, y)
        elif key == 'c':
            self.trigger('place', 'cube', x, y)
        elif key == GLUT_KEY_UP:
            self.trigger('scale', up=True)
        elif key == GLUT_KEY_DOWN:
            self.trigger('scale', up=False)
        elif key == GLUT_KEY_LEFT:
            self.trigger('rotate_color', forward=True)
        elif key == GLUT_KEY_RIGHT:
            self.trigger('rotate_color', forward=False)
        glutPostRedisplay()

Внутренние функции обратного вызова

В показанном выше фрагменте кода можно заметить, что когда экземпляр

Interaction

интерпретирует действие пользователя, он вызывает

self.trigger

со строкой, описывающей тип действия. Функция

trigger

в классе

Interaction

— это часть простой системы обратных вызовов, которую мы будем использовать для обработки событий на уровне приложения. Вспомним, что функция

init_interaction

в классе

Viewer

регистрирует обратные вызовы в экземпляре

Interaction

, вызывая

register_callback

.

    # class Interaction
    def register_callback(self, name, func):
        self.callbacks[name].append(func)

Когда коду интерфейса пользователя нужно запустить событие в сцене, класс

Interaction

вызывает все сохранённые обратные вызовы, имеющиеся для этого события:

    # class Interaction
    def trigger(self, name, *args, **kwargs):
        for func in self.callbacks[name]:
            func(*args, **kwargs)

Эта система обратных вызовов уровня приложения абстрагирует необходимость остальной части системы знать о вводе в операционной системе. Каждый обратный вызов уровня приложения представляет собой значимый запрос в рамках приложения. Класс

Interaction

используется как переводчик между событиями операционной системы и событиями уровня приложения. Это означает, что если бы мы решили портировать программу моделирования на другой тулкит, нам бы достаточно было заменить класс

Interaction

на класс, преобразующий ввод из нового тулкита в тот же набор значимых обратных вызовов уровня приложения. Мы используем обратные вызовы и аргументы в Таблице 1.

Эта простая система обратных вызовов обеспечивает всю функциональность, необходимую для нашей программы. Однако в готовом 3D-редакторе объекты интерфейса пользователя часто создаются и уничтожаются динамически. В таком случае нам потребовалась бы более сложная система прослушивания событий, в которой объекты могут и регистрировать и отменять регистрацию обратных вызовов для событий.

Взаимодействие со сценой

Благодаря механизму обратных вызовов мы можем получать значимую информацию о событиях пользовательского ввода от класса

Interaction

. Мы готовы к применению этих действий к

Scene

.

Перемещение сцены

В этой программе мы выполняем движение камеры преобразованием сцены. Другими словами, камера находится на одном месте, а пользовательский ввод двигает сцену, а не камеру. Камера расположена в точке

[0, 0, -15]

и направлена на точку начала координат мира. (Или же мы можем изменить матрицу перспективы так, чтобы она двигала камеру вместо сцены. Это архитектурное решение очень слабо повлияет на остальную часть программы.) Вернувшись к функции

render

в

Viewer

, мы видим, что состояние

Interaction

используется для преобразования состояния матрицы OpenGL перед рендерингом

Scene

. Существует два типа взаимодействия со сценой: поворот и перемещение.

Поворот сцены с помощью трекбола

Мы реализуем поворот сцены с помощью алгоритма

trackball

. Трекбол — это интуитивно-понятный интерфейс для манипуляций со сценой в трёх измерениях. Интерфейс трекбола работает так, как будто сцена находится внутри прозрачного шара. Если положить руку на поверхность шара и толкнуть его, шар повернётся. Аналогично, при зажимании правой клавиши мыши и перемещении курсора по экрану вращает сцену. Подробнее о теории трекбола можно прочитать в

OpenGL Wiki

. В нашей программе мы используем реализацию трекбола, являющуюся частью

Glumpy

.

Мы взаимодействуем с трекболом с помощью функции drag_to: текущее положение мыши является начальной точкой, а изменение положения мыши — параметрами функции.

self.trackball.drag_to(self.mouse_loc[0], self.mouse_loc[1], dx, dy)

Получившаяся матрица поворота — это

trackball.matrix

в окне просмотра при рендеринге сцены.

Примечание: кватернионы

Традиционно повороты описываются одним из двух способов. Первый — это значения поворота вокруг каждой из осей; можно хранить их как кортеж из трёх членов, представляющих собой числа с плавающей запятой. Другим распространённым способом задания поворотов является кватернион — элемент, состоящий из вектора с координатами

,

и

, а также поворота

. Использование кватернионов имеет множество преимуществ по сравнению с поворотом по осям; в частности, они более стабильны численно. Благодаря использованию кватернионов можно избежать таких проблем, как «шарнирный замок» (gimbal lock). Недостаток кватернионов в том, что они менее интуитивно-понятны в работе. Если вы не боитесь и хотите узнать больше о кватернионах, то можете изучить

это объяснение

.

Реализация трекбола избегает gimbal lock благодаря хранению поворота сцены при помощи кватернионов. К счастью, нам не нужно работать с кватернионами напрямую, потому что матричный член трекбола преобразует поворот в матрицу.

Перемещение сцены

Перемещение сцены (например, сдвиг) гораздо проще, чем её поворот. Перемещения сцены выполняются колесом и левой клавишей мыши. Левая клавиша мыши перемещает сцену по координатам

и

. Прокрутка колеса мыши перемещает сцену по координате

(ближе или дальше от камеры). Класс

Interaction

хранит текущее перемещение сцены и модифицирует его при помощи функции

translate

. Окно просмотра получает расположение камеры класса

Interaction

при рендеринге и использует его в вызове

glTranslated

.

Выбор объектов сцены

Теперь, когда пользователь может перемещать и поворачивать всю сцену для получения нужного обзора, следующим шагом будет обеспечение возможности изменения объектов и манипуляций ими.

Чтобы пользователь мог манипулировать объектами сцены, он должен иметь возможность выбора элементов.

Для выбора элемента мы используем текущую матрицу проецирования для генерации луча, представляющего щелчок мыши, как будто указатель мыши испускает в сцену луч. Выбранным узлом будет ближайший к камере узел, который пересёк луч. Следовательно, задача выбора сводится к задаче нахождения пересечений между лучом и узлами сцены. То есть вопрос заключается в том, как нам узнать, что луч столкнулся с узлом.

Вычисление точного ответа на вопрос, пересёкся ли луч с узлом — это сложная задача, с точки зрения и кода, и производительности. Нам бы потребовалось написать проверку пересечения луча с объектом для каждого типа примитива. Для узлов сцены со сложными геометриями мешей
и множеством граней вычисление точного пересечения луча с объектом потребует проверки луча с каждой гранью, что будет вычислительно затратной задачей.

Для сохранения компактности кода и достаточной производительности мы используем простую и быструю аппроксимацию теста пересечения луча с объектом. В нашей реализации каждый узел хранит параллельный осям ограничивающий параллелепипед (axis-aligned bounding box, AABB), который является аппроксимацией занимаемого узлом пространства. Чтобы проверить, пересекается ли луч с узлом, мы проверим, пересекается ли луч с AABB узла. Такая реализация означает, что все узлы используют один код для тестов пересечения, а вычислительные затраты остаются постоянными и небольшими для всех типов узлов.

    # class Viewer
    def get_ray(self, x, y):
        """ 
        Generate a ray beginning at the near plane, in the direction that
        the x, y coordinates are facing 

        Consumes: x, y coordinates of mouse on screen 
        Return: start, direction of the ray 
        """
        self.init_view()

        glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
        glLoadIdentity()

        # get two points on the line.
        start = numpy.array(gluUnProject(x, y, 0.001))
        end = numpy.array(gluUnProject(x, y, 0.999))

        # convert those points into a ray
        direction = end - start
        direction = direction / norm(direction)

        return (start, direction)

    def pick(self, x, y):
        """ Execute pick of an object. Selects an object in the scene. """
        start, direction = self.get_ray(x, y)
        self.scene.pick(start, direction, self.modelView)

Чтобы определить, какой из узлов щёлкнули мышью, мы обходим сцену, проверяя, пересёкся ли луч с каким-нибудь из узлов. Вы снимаем выбор с текущего узла и выбираем узел, который ближе всего пересекается к точке начала луча.

    # class Scene
    def pick(self, start, direction, mat):
        """ 
        Execute selection.
            
        start, direction describe a Ray. 
        mat is the inverse of the current modelview matrix for the scene.
        """
        if self.selected_node is not None:
            self.selected_node.select(False)
            self.selected_node = None

        # Keep track of the closest hit.
        mindist = sys.maxint
        closest_node = None
        for node in self.node_list:
            hit, distance = node.pick(start, direction, mat)
            if hit and distance < mindist:
                mindist, closest_node = distance, node

        # If we hit something, keep track of it.
        if closest_node is not None:
            closest_node.select()
            closest_node.depth = mindist
            closest_node.selected_loc = start + direction * mindist
            self.selected_node = closest_node

В классе

Node

функция

pick

проверяет, пересекается ли луч с AABB

Node

. Если узел выбран, то функция

select

переключает состояние выбора узла. Обратите внимание, что в качестве третьего параметра функция

ray_hit

AABB получает матрицу преобразований между координатным пространством параллелепипеда и координатным пространством луча. Перед вызовом функции

ray_hit

каждый узел вносит собственные преобразования в матрицу.

    # class Node
    def pick(self, start, direction, mat):
        """ 
        Return whether or not the ray hits the object

        Consume:  
        start, direction form the ray to check
        mat is the modelview matrix to transform the ray by 
        """

        # transform the modelview matrix by the current translation
        newmat = numpy.dot(
            numpy.dot(mat, self.translation_matrix), 
            numpy.linalg.inv(self.scaling_matrix)
        )
        results = self.aabb.ray_hit(start, direction, newmat)
        return results

    def select(self, select=None):
       """ Toggles or sets selected state """
       if select is not None:
           self.selected = select
       else:
           self.selected = not self.selected

Схему выбора на основе пересечения луча и AABB очень легко понять и реализовать. Однако в некоторых ситуациях результаты оказываются ошибочными.

Рисунок 3 — Ошибка AABB

Например, в случае примитива Sphere, сама сфера касается AABB только в центре каждой из граней AABB. Однако если пользователь нажмёт на угол AABB сферы, будет обнаружена коллизия со сферой, даже если пользователь хотел нажать на что-то за ней (Рисунок 3).

Такой компромисс между сложностью, производительностью и точностью очень распространён в компьютерной графике и во многих областях проектирования ПО.

Изменение объектов сцены

Далее мы хотим дать пользователю возможность манипуляций с выбранными узлами. Ему может потребоваться перемещать выбранный узел, изменять его размер или цвет. Когда пользователь вводит команду манипуляции с узлом, класс

Interaction

преобразует ввод в действие, которое намеревался сделать пользователь, и вызывает соответствующую функцию обратного вызова.

Когда Viewer получает обратный вызов для одного из этих событий, он вызывает соответствующую функцию Scene, которая, в свою очередь, применяет преобразование к текущему выбранному Node.

    # class Viewer
    def move(self, x, y):
        """ Execute a move command on the scene. """
        start, direction = self.get_ray(x, y)
        self.scene.move_selected(start, direction, self.inverseModelView)

    def rotate_color(self, forward):
        """ 
        Rotate the color of the selected Node. 
        Boolean 'forward' indicates direction of rotation. 
        """
        self.scene.rotate_selected_color(forward)

    def scale(self, up):
        """ Scale the selected Node. Boolean up indicates scaling larger."""
        self.scene.scale_selected(up)

Смена цвета

Манипуляция цветом выполняется через список возможных цветов. Пользователь может перемещаться по списку клавишами со стрелками. Сцена отдаёт команду смены цвета текущему выбранному узлу.

    # class Scene
    def rotate_selected_color(self, forwards):
        """ Rotate the color of the currently selected node """
        if self.selected_node is None: return
        self.selected_node.rotate_color(forwards)

Каждый цвет хранит свой текущий цвет. Функция

rotate_color

просто изменяет текущий цвет узла. Цвет передаётся OpenGL с помощью

glColor

при рендеринге узла.

    # class Node
    def rotate_color(self, forwards):
        self.color_index += 1 if forwards else -1
        if self.color_index > color.MAX_COLOR:
            self.color_index = color.MIN_COLOR
        if self.color_index < color.MIN_COLOR:
            self.color_index = color.MAX_COLOR

Масштабирование узлов

Как и в случае с цветом, сцена отдаёт команды изменения масштаба выбранному узлу, если он есть.

    # class Scene
    def scale_selected(self, up):
        """ Scale the current selection """
        if self.selected_node is None: return
        self.selected_node.scale(up)

Каждый узел хранит текущую матрицу, содержащую его масштаб. Матрица, изменяющая масштаб по параметрам

,

и

в соответствующих направлениях, имеет вид:

Когда пользователь изменяет масштаб узла, получившаяся матрица масштабирования умножается на текущую матрицу масштабирования узла.

    # class Node
    def scale(self, up):
        s =  1.1 if up else 0.9
        self.scaling_matrix = numpy.dot(self.scaling_matrix, scaling([s, s, s]))
        self.aabb.scale(s)

Функция

scaling

возвращает матрицу, соответствующую коэффициентам масштабирования

,

и

.

def scaling(scale):
    s = numpy.identity(4)
    s[0, 0] = scale[0]
    s[1, 1] = scale[1]
    s[2, 2] = scale[2]
    s[3, 3] = 1
    return s

Перемещение узлов

Для перемещения узла мы используем то же вычисление луча, что и для выбора. Мы передаём луч, представляющий текущую позицию мыши, в функцию

move

сцены. Новое местоположение узла должно находится на луче. Чтобы определить, куда луч должен поместить узел, нам нужно знать, расстояние узла от камеры. Так как мы сохранили местоположение узла и расстояние до камеры при его выборе (в функции

pick

), можно использовать здесь эти данные. Мы находим точку, находящуюся на том же расстоянии от камеры вдоль луча и вычисляем разность векторов между новым и старым местоположением. Затем мы перемещаем узел на получившийся вектор.

    # class Scene
    def move_selected(self, start, direction, inv_modelview):
        """ 
        Move the selected node, if there is one.
            
        Consume: 
        start, direction describes the Ray to move to
        mat is the modelview matrix for the scene 
        """
        if self.selected_node is None: return

        # Find the current depth and location of the selected node
        node = self.selected_node
        depth = node.depth
        oldloc = node.selected_loc

        # The new location of the node is the same depth along the new ray
        newloc = (start + direction * depth)

        # transform the translation with the modelview matrix
        translation = newloc - oldloc
        pre_tran = numpy.array([translation[0], translation[1], translation[2], 0])
        translation = inv_modelview.dot(pre_tran)

        # translate the node and track its location
        node.translate(translation[0], translation[1], translation[2])
        node.selected_loc = newloc

Обратите внимание, что новое и старое местоположения задаются в координатном пространстве камеры. Нам нужно, чтобы перемещение задавалось в координатном пространстве мира. Следовательно, мы преобразуем перемещение в пространстве камеры в перемещение в мировом пространстве, умножив на матрицу, обратную modelview.

Как и в случае с масштабом, каждый узел хранит матрицу, представляющую его перемещение. Матрица перемещения выглядит так:

При перемещении узла мы создаём новую матрицу перемещения для текущего перемещения, и умножаем её на матрицу перемещения узла, чтобы использовать во время рендеринга.

    # class Node
    def translate(self, x, y, z):
        self.translation_matrix = numpy.dot(
            self.translation_matrix, 
            translation([x, y, z]))

Функция

translation

возвращает матрицу перемещения, соответствующую списку расстояний перемещения по

,

и

.

def translation(displacement):
    t = numpy.identity(4)
    t[0, 3] = displacement[0]
    t[1, 3] = displacement[1]
    t[2, 3] = displacement[2]
    return t

Размещение новых узлов

Для размещения узлов используются методики и из выбора, и из перемещения. Для определения места размещения узла мы используем то же вычисление луча для текущего расположения курсора мыши.

    # class Viewer
    def place(self, shape, x, y):
        """ Execute a placement of a new primitive into the scene. """
        start, direction = self.get_ray(x, y)
        self.scene.place(shape, start, direction, self.inverseModelView)

Для размещения нового узла мы сначала просто создаём новый экземпляр соответствующего типа узла и добавляем его в сцену. Мы хотим разместить узел под курсором пользователя, поэтому находим точку на луче на фиксированном расстоянии от камеры. Луч тоже представлен в пространстве камеры, поэтому мы преобразуем получившийся вектор перемещения в координатное пространство мира, умножив его на матрицу, обратную modelview. Затем мы перемещаем новый узел на вычисленный вектор.

    # class Scene
    def place(self, shape, start, direction, inv_modelview):
        """ 
        Place a new node.
            
        Consume:  
        shape the shape to add
        start, direction describes the Ray to move to
        inv_modelview is the inverse modelview matrix for the scene 
        """
        new_node = None
        if shape == 'sphere': new_node = Sphere()
        elif shape == 'cube': new_node = Cube()
        elif shape == 'figure': new_node = SnowFigure()

        self.add_node(new_node)

        # place the node at the cursor in camera-space
        translation = (start + direction * self.PLACE_DEPTH)

        # convert the translation to world-space
        pre_tran = numpy.array([translation[0], translation[1], translation[2], 1])
        translation = inv_modelview.dot(pre_tran)

        new_node.translate(translation[0], translation[1], translation[2])

Итог

Поздравляю! Мы успешно реализовали небольшой 3D-редактор!

Рисунок 4 — Пример сцены

Мы узнали, как разработать расширяемую структуру данных, описывающую модели в сцене. Также мы поняли, что использование шаблона проектирования «Компоновщик» и древовидных структур данных упрощает обход сцены для рендеринга и позволяет добавлять новые типы узлов без повышения сложности кода. Мы использовали эту структуру данных для рендеринга проекта на экран и манипулировали матрицами OpenGL при обходе графа сцены. Мы создали очень простую систему обратных вызовов для событий уровня приложения, и использовали её для инкапсуляции обработки событий операционной системы. Далее мы рассмотрели возможные реализации обнаружения коллизий луча с объектом и компромиссы между точностью, сложностью и производительностью. В конце мы реализовали методы манипуляций с содержимым сцены.

При разработке полнофункционального 3D-приложения вы столкнётесь с этими же базовыми строительными блоками. Структура графа сцены и относительные координатные пространства используются во многих видах приложений для работы с 3D-графикой, от САПР до игровых движков. Сильным упрощением в этом проекте стал интерфейс пользователя. Готовый 3D-редактор должен иметь полный интерфейс пользователя, которому потребуется гораздо более сложная система событий, чем наша простая система обратных вызовов.

Вы можете экспериментировать дальше и попробовать добавить в проект новые функции. Попробуйте реализовать что-нибудь из этого списка:

• Добавить тип Node для поддержки мешей треугольников произвольной формы.
• Добавить стек отмены действий, чтобы можно было отменять/повторять действия пользователя.
• Сохранение/загрузка проекта в трёхмерный формат файлов, например, в DXF.
• Интеграция движка рендеринга: экспорт проекта для использования в фотореалистичном рендерере.
• Улучшить распознавание коллизий точным пересечением луча с объектом.

Дальнейшее исследование

Для дальнейшего изучения реального ПО 3D-моделирования интересно рассмотреть проекты с открытым исходным кодом.

Blender — это полнофункциональный пакет для 3D-анимаций с открытым исходным кодом. В нём есть полный 3D-конвейер для создания спецэффектов в видео или для создания игр. Моделирование — это небольшая часть данного проекта, и оно является хорошим примером интеграции моделирования в большой программный пакет.

OpenSCAD — это инструмент для 3D-моделирования с открытым исходным кодом. Он не интерактивен — программа считывает скрипт, определяющий, как генерировать сцену. Это даёт проектировщику «полный контроль над процессом моделирования».

Подробнее об алгоритмах и техниках компьютерной графики можно узнать из замечательного ресурса Graphics Gems.

Об авторе

Эрик — разработчик ПО и фанат двухмерной и трёхмерной компьютерной графики. Он занимался разработкой видеоигр, ПО для трёхмерных спецэффектов и инструментов САПР. Если дело касается симулирования реальности, то есть вероятность, что ему захочется об этом узнать. Найти его онлайн можно на сайте

erickdransch.com

.

Рейтинг лучших бесплатных программ для 3D-моделирования (для начинающих) на весну 2021 года

Существуют сотни различных бесплатных программных инструментов для 3D-моделирования для новичков, желающих создать свои собственные 3D-модели. Пользователи могут экспортировать свои модели и либо напечатать их на 3D-принтере, либо разместить в интернете, чтобы другие могли загрузить их бесплатно или за деньги.

Эти программы варьируются от простых в использовании для новичков до профессиональных, на изучение которых могут уйти годы. Поэтому мы создали свой список лучших бесплатных программ для 3D-моделирования, чтобы помочь вам сделать выбор.

Некоторые бесплатные онлайн-программы работают полностью в браузере, другие нужно загрузить. Но все они, по крайней мере в краткосрочной перспективе, бесплатны.

Список лучших бесплатных программ для 3D-моделирования в 2021 году:

1. TinkerCAD — лучшая программа для начинающих

2. 3D Slash — простая программа для начинающих

3. FreeCAD — бесплатная программа с открытым исходным кодом

4. SketchUp

5. Blender — расширенная бесплатная программа

6. MeshMixer

7. Fusion 360

8. Vectary

9. SelfCAD

10. BlocksCAD

11. OpenSCAD

12. Wings 3D

Критерии, которые использовались для оценки:

• Простота использования. Бесплатными программами часто пользуются новички, поэтому это важно.

• Наличие хорошо проработанного набора инструментов для создания профессиональных 3D-моделей.

• Наличие новых инструментов, которые дают возможность использовать совершенно новый подход к созданию 3D-дизайнов.

1. TinkerCAD — лучшая бесплатная программа для начинающих

Страна разработчика — США. Доступна к работе в браузере.

Это одна из многих программ 3D CAD-гиганта Autodesk, TinkerCAD. Инструмент обманчиво выглядит примитивным, прост в использовании, но снова и снова попадает в топ лучших бесплатных программ.

TinkerCAD позволяет создавать детализированные 3D-модели, используя базовые формы, соединяя их вместе. Процесс обучения намного проще, чем в других программах. Она идеально подходит для новичков и детей, для обучения детей 3D-печати. Ее чаще других используют в школах и классах по всему миру. Можете начать работу за считанные минуты в браузере без загрузки. Более того, можно скачать приложение TinkerCAD и поиграть с моделями на смартфоне или планшете!

Autodesk производит множество программ для различных отраслей. TinkerCAD идеально подходит для начинающих в 3D-дизайне, позволяет сделать что-то классное. Вы можете экспортировать модель в STL и любом другом формате и отправить на печать на 3D-принтере. Как только вы приобретете необходимый опыт, вам может понадобиться более сложная программа, например AutoCAD. Но при этом TinkerCAD остается отличной программой для начала вашей карьеры 3D-дизайнера.

2. 3D Slash — простая бесплатная программа для начинающих

Основная версия бесплатная, премиум версия требует оплату $2 в месяц.

Идеально подходит для новичков. 3D Slash не похожа на обычную программу, больше похожа на дружественный, интерактивный 3D-мир, где вы можете создавать, что угодно. Команда разработчиков четко продумала, как сделать пользовательский интерфейс максимально естественным, понятным не дизайнерам, без сложного процесса обучения. Функционал интуитивно понятен и удобен.

В то же время вы не ограничены только базовыми формами. Можете создавать впечатляющие и более сложные объекты. Стандартная версия бесплатная, премиум — с небольшой ежемесячной оплатой. Также доступны школьные и профессиональные тарифные планы.

3. FreeCAD — бесплатная программа с открытым исходным кодом

FreeCAD была выпущена еще в 2002 году, и несмотря на то, что все еще находится в стадии бета-тестирования, ее разработка значительно продвинулась. Она предназначена для того, чтобы сделать процесс создания 3D-версий реальных объектов максимально эффективным и простым.

Очень полезная функция — возможность начать со статического 2D-эскиза, из которого затем можно построить конечную 3D-модель. FreeCAD хорошо работает в Windows и Mac, можно легко экспортировать модель в виде файлов STL, OBJ или даже DXF, например, для ЧПУ.

Хотя FreeCAD была разработана в основном для станков, ее можно использовать и для 3D-печати. Более того, FreeCAD — программа с открытым исходным кодом, поэтому можно работать с Python.

FreeCAD идеально подходит для пользователей с некоторым опытом проектирования, так как часть инструментов может оказаться сложной для начинающих. Но в целом это очень мощный бесплатный инструмент для 3D-моделирования.

4. SketchUp

Основная версия бесплатная, версия Pro стоит $299 в год. Страна разработчика – США.

Программа — ветеран индустрии программного обеспечения для 3D-моделирования, была создана в 2000 году компанией Lastsoftware. В 2006 году ее выкупил Google, чтобы внедрить этот универсальный и мощный инструмент в свои сервисы. С тех пор она была продана Trimble Inc., которая и предложила бесплатную версию. SketchUp — отличный выбор для начинающих дизайнеров. Ее, как и TinkerCAD, освоить легче, чем большинство других 3D-программ. Содержит практически все инструменты, которые могут понадобиться.

Несмотря на то, что SketchUp пользуются в основном архитекторы, она приобретает все большую популярность в 3D-печати. Инструменты удивительно хорошо подходят создателям 3D-CAD-файлов. Вы можете загрузить расширение SketchUp STL, чтобы создавать файлы в STL.

SketchUp имеет простой интерфейс, не перегруженный информацией. Вы можете легко разобраться в нем за несколько часов и в первый же день создать очень реалистичную 3D-модель.

5. Blender — расширенная бесплатная программа

Страна разработчика – Нидерланды.

Возможно, это самое популярное программное обеспечение для 3D-дизайна. Blender имеет огромное активное сообщество, которое делится своими STL-файлами и 3D-моделями, а также информацией в интернете. Быстрый поиск Google и YouTube выдаст тысячи ссылок, где пользователи демонстрируют свои 3D-проекты и обмениваются опытом работы в Blender 3D. Такая популярность обусловлена прежде всего тем, что программа на 100% бесплатная и с открытым исходным кодом. В ней можно создать практически все, что угодно. Выбор инструментов огромен.

Процесс обучения более сложный, чем у предыдущих программ. Однако благодаря своему набору инструментов Blender универсальная программа для 3D-моделирования. Она используется в различных областях, начиная от создания VFX для фильмов, видеоигр, дизайна 3D-моделей, заканчивая 3D-печатью. Кроме того, Blender поставляется с интегрированным игровым движком, а также детализированными инструментами для моделирования и возможностью редактирования видео. Это невероятное бесплатное программное обеспечение идеально подходит для разработчиков игр и опытных 3D-моделистов.

6. MeshMixer

Страна разработчика – США.

Meshmixer – уникальная программа, не вписывающаяся ни в одну конкретную категорию. Еще одна разработка Autodesk, Meshmixer выгодно отличается от конкурентов тем, что позволяет редактировать существующие модели с помощью различных инструментов, включая анимацию, выгибание/заполнение, восстановление. Meshmixer хорошо подходит для модификации конструкций и обеспечения качества. Полезна как для начинающих, так и для экспертов. Позволяет улучшать и готовить свои модели к 3D-печати.

Еще одно важное преимущество программы – возможность ее использования в топологической оптимизации. Благодаря простым инструментам, детали можно сделать легче и экономичнее. Это особенно полезно для последующей 3D-печати в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная промышленность, где очень важен вес модели.

В целом, Meshmixer — универсальный вариант для тех, кому нужно улучшить 3D-модель. Новички могут изменять свои модели, эксперты — оптимизировать промышленные проекты.

7. Fusion 360

Программа бесплатна для личного пользования в течение года, Pro версия стоит около $500 в год.

Страна разработчика – США.

Очередная разработка Autodesk для школ и академических институтов. Это, несомненно, инструмент для экспертов, однако достаточно удобный в использовании для образованного новичка. Fusion 360 — программа для совместного использования, позволяет обмениваться файлами STL через облако для совместного редактирования и оптимизации моделей.

Обладает мощными инструментами для работы практически над любым промышленным 3D-дизайном. Имеет встроенные функции для оценки нагрузки, с которой столкнутся компоненты 3D-модели. Это позволяет дизайнерам находить потенциально слабые места перед печатью. После создания можно легко экспортировать модель в STL-файл или любой другой формат. Программа недавно стала бесплатной для студентов, стартапов и многих других. Если у вас есть некоторый опыт, или вы хотите повысить свои навыки в 3D-дизайне, это 3D-программное обеспечение идеально подойдет.

8. Vectary

Бесплатная программа с премиальными функциями за $12 в месяц.

Vectary появилась в 2014 году и называет себя самой доступной платформой 3D- и AR-дизайна. Это бесплатная веб-программа для 3D-моделирования. Vectary предлагает шаблоны с предварительно отрисованными и освещенными экранами, перед которыми вы можете разместить свои 3D-модели для съемки продукта и других художественных целей. Простой рабочий интерфейс с необходимым набором инструментов делает работу с освещением и моделированием легкой. Вы можете легко экспортировать готовый дизайн или сцену в виде AR-модели.

Бесплатный пакет включает в себя доступ к Vectary Studio для создания и проектирования моделей, а также возможность экспортировать ваши творения в форматы OBJ или STL. Для других форматов вам потребуется обновление. Бесплатно можно создать до 25 проектов, а также получить доступ к библиотеке 3D-активов, материалов и иконок Vectary. Платное обновление дает доступ к инструментам предварительного просмотра AR, а также к функциям совместного использования проектов и командам для лучшей и быстрой обратной связи между несколькими людьми.

9. SelfCAD

Бесплатная программа для сферы образования. Для остальных стоит $4,99 в месяц.

Страна разработчика – США.

SelfCAD фокусируется на том, чтобы быть лучшей браузерной бесплатной программой для 3D-моделирования для студентов по всему миру, которую не надо скачивать. Она популярна в американских школах, обучающих студентов 3D-дизайну. Простая и удобная в использовании, требующая короткий период обучения, SelfCAD имеет все необходимые инструменты для создания моделей. Также в ней есть инструменты нарезки для подготовки файлов STL или G-кода к 3D-печати.

SelfCAD — простая программа для 3D-дизайна с очень понятным интерфейсом, подходит новичкам.

10. BlocksCAD

Программа предоставляется бесплатно. Есть платные учебные версии для школ.

Страна разработчика – США.

BlocksCAD ориентирована на обучение и была создана для учащихся по модели STEM с 3-го по 8-й классы. Это облачное бесплатное программное обеспечение для 3D-моделирования, которое способствует изучению математики, вычислительного мышления, концепций кодирования и проектирования моделей для 3D-печати.

В свободной галерее имеется широкий выбор проектов, которые можно использовать в личных и классных работах, начиная от снеговиков, ювелирных колец, рыб и даже печально известного кафетерия. Отлично взаимодействует с OpenSCAD, предназначена для простой, веселой и удобной работы для детей. 3D-модели можно создавать с помощью красочных, простых в управлении блоков, и экспортировать либо в виде STL-файлов, либо в виде файлов для открытия и редактирования в OpenSCAD. Для новичков BlocksCAD предлагает обширные учебные пособия по основам 3D-моделирования и использованию 3D-программного обеспечения.

11. OpenSCAD

OpenSCAD – бесплатная загружаемая программа. Выглядит устрашающе, поскольку «окутывает» кодами и скриптами. Это мощный инструмент. Но имейте в виду, что он для тех, кто привык к кодированию. Программа была создана еще в 2010 году Мариусом Кинтелем и Клиффордом Вольфом. Регулярно выходят новые обновления и патчи. OpenSCAD любят 3D-дизайнеры, которые предпочитают скриптовый, а не художественный метод проектирования. Стоит также отметить, что 3D-деталь в OpenSCAD можно создать использую лишь мышь, но это не единственная фишка программы.

В целом, мы впечатлены OpenSCAD: она предлагает что-то новое и бесплатно. Однако необходимо, по крайней мере, промежуточное знание языков сценариев. В противном случае лучше использовать один из других вариантов из нашего списка.

12. Wings 3D

Wings 3D — полностью открытое и бесплатное программное обеспечение для 3D-моделирования, которое активно разрабатывается и совершенствуется с 2001 года. Программа не такая современная и удобная в использовании, как Vectary или TinkerCAD, но очень хорошо работает с персонажами, настольными моделями и другими проектами по созданию 3D моделей. Довольно легко работать с функциями по настройке моделей, например, лепкой, соединением, резкой, сгибанием — просто даже для начинающих.

Каждый пункт меню контекстный, поэтому, когда вы щелкаете правой кнопкой мыши, появляются различные опции в зависимости от того, что вам может понадобиться. Этот продвинутый инструмент экономит время и делает программу отличным инструментом для 3D-моделирования для начинающих и экспертов.

Перевод с сайта 3DSourced

‎App Store: Shapr: 3D modeling CAD

***Победитель премии Apple Design*** ***Приложение Shapr3D для iPad — победитель в номинации «Выбор редакторов App Store 2020» — теперь доступно и на ОС macOS***

Вдохновение может застать вас где угодно — за рабочим столом, на объекте, в пути. Но это ни в коем случае не должно затруднять проектирование в САПР. Трансформируйте процесс 3D-моделирования с помощью ведущего инструмента САПР промышленного класса для iPad и Mac. Превращайте замысел в 3D-концепцию за считанные минуты, творите в любом месте и экспортируйте модели для изготовления. Оптимизируйте рабочий процесс: начинайте проектировать на iPad, чтобы затем добавить финальные штрихи на Mac.
Shapr3D — это удобное в использовании приложение для проектирования, совместимое со всем основным настольным ПО САПР, что позволяет импортировать проекты и экспортировать работу напрямую в инструменты визуализации, производства или создания чертежей.

ЗА КАДРОМ
— Проверенные в полевых условиях ядро моделирования геометрических форм Parasolid™ и механизм создания эскизов D-Cubed™ от Siemens™
— Совместимость САПР с поддержкой экспорта файлов с высоким разрешением X_T, STEP, STL, OBJ, 2D DXF, 2D DWG, USDZ, IGES, 3MF, SVG
— Поддержка импорта файлов SLDPRT, SLDASM, STL, STEP, IGES, X_T, 2D DWG, 2D DXF, JPG, PNG
— Автономная работа и локальное сохранение данных на любых официально поддерживаемых моделях Mac с ОС Big Sur (11.0) или более поздней версии
— Удобное моделирование с помощью мыши и клавиатуры

SHAPR3D:
— Сделайте мир своей рабочей площадкой. Разрабатывайте промышленные модели и создавайте прототипы на компьютерах Mac прямо за рабочим столом. Отправляйте проекты на iPad, чтобы продолжить работу в производственном цехе, на совещаниях с клиентом и командой, во время поездок на работу и в любой момент, когда вас посетит вдохновение.
— Вдохновляющие визуализации, способные произвести впечатление на клиентов. Выполняйте эскизы и сразу же утверждайте идеи проектов, ускоряйте процесс проектирования, чтобы быстрее создавать готовые изделия.
— Простая интеграция моделирования на мобильной платформе. Создавайте эскизы и моделируйте концепции в любом месте, чтобы продолжить работу в AutoCAD, Solidworks, NX, Catia, Solid Edge, Fusion360, Rhino3D, Onshape и Sketchup.
— 3D-моделирование, подобное построению 2D-чертежей. Легко создавайте модели, определяя особенности и размеры в графическом интерфейсе, словно карандашом на бумаге — без ввода неудобных команд.
— Простое производство 3D-моделей. Shapr3D создает пространственную геометрию промышленного класса. Экспортируйте 3D-модели в форматы с высоким разрешением STEP, IGES, X_T, STL, OBJ или 3MF для печати прототипов, версий и итогового проекта.
— Используйте дополненную реальность и поддержку экспорта USDZ, чтобы посмотреть модели в реальном окружении и вдохнуть в них жизнь.
— Создавайте и экспортируйте 2D-чертежи в формат DWG, DXF или PDF, чтобы эффективно делиться своими идеями с другими людьми.

Зарегистрируйтесь для получения бесплатной пробной версии подписки Shapr3D: стандартной или для предприятий. Подробнее о тарифных планах подписки можно узнать из нашего руководства: https://support.shapr3d.com/hc/en-us/articles/115001831485.

Информация о подписке: Оплата будет взиматься с учетной записи iTunes после подтверждения покупки. Подписка обновляется автоматически, если не отменена как минимум за 24 часа до окончания текущего периода. Оплата за обновление взимается в течение 24 часов до окончания текущего периода с указанием стоимости обновления.

Условия обслуживания: https://terms.shapr3d.com

3D для 2D художников, или как ускорить процесс рисования?

Какие 3D программы лучше выбрать двадешнику и почему? Как готовить модели под покраску в Adobe Photoshop и как их потом красить? Рассказываем на примере курса Анны Лепешкиной. Советы и материалы из текста можно использовать вне курса.

Работа автора курса Анны Лепешкиной

Зачем знание 3D программ 2D художнику?

Основное преимущество работы с 3D — скорость. С ним можно быстро добиться правильного построения и корректной светотени, что станет отличной базой для дальнейшей обрисовки. Введя 3D в рабочий пайплайн, вы сможете практически «перескочить» через начальные этапы создания рисунка.

Процесс создания иллюстрации с использованием 3D. Это гифка, можно задержаться и посмотреть этапы. Автор Анна Лепешкина

Это кажется слишком легким. Новички до сих пор сомневаются: считать ли 3D-болванки «читерством». В реальной работе таких вопросов не возникает – скорость производства важнее того, как ты добиваешься результата. Особенно если методы положительно влияют на качество: время, сэкономленное на чисто технических вещах вроде построения перспективы, можно пустить на передачу нужной атмосферы, вдумчивый подбор цветов и проработку деталей.

Кроме того, все не так просто: 3D болванки не берутся из воздуха. Создавая их, художники ищут референсы, продумывают будущий рисунок, часто делают серию набросков и уже после начинают моделировать. Все комбинируют 2D и 3D совершенно по-разному. Некоторые профи сразу начинают работать над трехмерной моделью, другие сначала делают грубый набросок в 2D, а уже на его основе – модель под обрисовку. Получается цепочка 2D->3D->2D.

Поиск дизайна и референсы. Автор — выпускница Smirnov School Надежда Полыгалова.

Если профессионалу 3D нужно осваивать сразу много навыков (моделирование, ретопология, маппинг, текстурирование и многое другое — см. ниже), то двадешнику вся эта наука целиком не понадобится. Для создания болванок под обрисовку хватит базового знакомства с 3D инструментами.

Из видео Danny Mac о том, как устроен пайплайн 3D художника, специализирующегося на персонажах.

3D-болванки незаменимы, когда нужно нарисовать несколько концептов с разных ракурсов: вместо того, чтобы рисовать каждый кадр с нуля, художник просто двигает камеру. Сценариев освещения тоже можно выставить несколько.

3D болванка дракона, выбор ракурс и финальный рендер в Adobe Photoshop. Мария Ворончихина

Sketchup, или как моделировать быстро и просто

На курсе 3D для 2D студенты изучают основы работы в нескольких 3D-редакторах. Они отобраны по принципу “быстрого старта в 3D”. Так как курс ориентирован на 2D художников, учить им нужно только моделирование и основы рендера — это не так много. Первый редактор, самый легкий в освоении, — SketchUp. У него есть бесплатная веб-версия, она работает прямо из браузера. Ознакомление с программой можно начать с нее. О разных версиях SketchUp рассказывают тут.

«SketchUp обеспечивает быстрый старт в 3D. Он очень прост, как Paint от мира моделирования»
Анна Лепешкина.

Интерфейс программы не пугает новичков обилием кнопок, весь ее функционал при желании можно изучить за неделю. При этом его хватит для создания простых моделей, основанных на рубленых формах – небольших предметов, стилизованных или не очень зданий. 2D художники (включая комиксистов и мангак) часто используют SketchUp для рисования задников, особенно интерьеров и архитектуры.

Сложность моделей в SketchUp фактически ограничена лишь навыками и терпением автора. Некоторые профессионалы создают в нем очень реалистичные работы.

Работа концепт-художника Rust Shake. SketchUp + KeyShot.

В SketchUp встроен собственный рендерер, но многие художники предпочитают ему сторонние программы. Почему? Модели в самом редакторе не очень детализированы: какая-то перспектива уже есть, но тени выглядят совсем схематично.

Курс начинается с создания 2-3 простых предметов, к которым постепенно добавляется окружение. Модели сделаны в SketchUp. Автор Анастасия Романюта.

Где лучше рендерить, рассказываем ниже.

Нужно смоделировать органические формы? Переходим в ZBrush

Техника моделирования в SketchUp подходит не для всего. Для работы с объектами неправильной формы, персонажами или растительностью лучше воспользоваться технологией 3D-скульптинга. Ее изучают на примере ZBrush. Эта программа широко используется в индустрии, в том числе и многими разработчиками AAA-тайтлов.

Интерфейс этой программы несколько сложнее SketchUp, и разобраться в ней сходу не получится. В конце текста мы добавим ссылки на бесплатные ресурсы, с изучения которых можно стартовать.
Хотя интерфейс “Зебры” сложнее, лепка в этом редакторе похожа на ремесло скульптора, она очень интуитивна. В процессе работы модель «вытачивается» или «лепится» из заготовки с помощью «кистей».

Дерево или дракон? А если оба? Сложные органические формы удобно создавать в редакторах вроде ZBrush.Студенты курса обычно моделируют в нем растительность, но возможны и такие варианты. Рендеринг в KeyShot. Автор Анна Кунцевич.

Уже в режиме моделирования ZBrush отрисовывает модель довольно реалистично — со всеми тенями и бликами. Периодически картинка получается настолько удачной, что студенты вообще пропускают этап рендера, а забирают под обрисовку картинку прямиком из “Зебры”. Но конечно, в редакторе также можно настроить освещение отдельно.

Работа в ZBrush морально готовит студентов к третьей программе: Blender.

Собираем сцены в Blender

Blender подходит для решения большинства профессиональных задач, имеет режим скульптинга и ориентирован на «полный цикл» моделирования. А еще он бесплатный.

В Blender студенты курса собирают более сложную сцену: интерьер или кусочек локации. В работе используются модели, которые уже были создали в SketchUp и ZBrush, моделируются новые предметы или скачиваются бесплатные ассеты и интегрируются в сцену.

Так как сцена готовится под обрисовку, художникам вовсе не нужно моделировать каждый объект самому или добиваться максимального сходства с задумкой. Придать сцене уникальный вид можно уже в Adobe Photoshop, а на этапе подготовки хватит и грубой болванки.

Сборка более сложной сцены в Blender.Рендеринг в Keyshot. Автор Настя Шепелина

Часто задаваемый вопрос: стоит ли учить Blender, если вы уже знаете другие 3D редакторы?

Ответ: однозначно, да. Просто потому, что он бесплатный. Если в офисе вы захотите и дальше работать по пайплайну 3D + 2D, встанет вопрос о лицензиях. Работодатели не всегда могут обеспечить 2D художников лицензионной версией платных 3D редакторов. Например годовая лицензия на AutoDesk 3DSMax на одного пользователя из РФ стоит 72 053 рубля. А бесплатный Blender вам, скорее всего, поставят.

«На курсе ставится задача расширить кругозор студента в 3D. Изучив несколько программ, студент сможет понять, что ему удобно делать и где»
Анна Лепешкина

Все 3D программы похожи друг на друга. После Blender можно попробовать 3DSMax или Maya, а после ZBrush – Autodesk MudBox, или 3D-Coat для рендера.

Частые ошибки на этапе моделирования

Ошибка: пытаться проработать в 3D все детали.
Ответ: не делайте так, это сильно замедляет моделирование. Помните, что какие-то вещи действительно проще нарисовать от руки – после рендеринга вас ждет еще большая работа по обрисовке.

«Что-то делаем в 3D, что-то – в Photoshop и из всего получаем максимум пользы. Универсальное правило: если сложно сделать в 3D – оставь на Photoshop. Например, смоделировать веревки будет гораздо дольше, чем просто их нарисовать»
Анна Лепешкина

Ошибка: многие переживают, что работа идет медленно. А от руки быстрее…
Ответ: конечно, поначалу работа по пайплайну 3D+2D может занимать больше времени, чем обычно. К логике моделирования и новому интерфейсу нужно привыкнуть. Как только это произойдет – скорость увеличится.

Рендеринг. Где и как?

На курсе студентам на пробу предлагается два варианта: KeyShot и встроенный в Blender рендерер Cycles. В качестве бонуса изучается также Marmoset Toolbag.

Рендеринг превращает угловатую схематичную модельку в пригодную для обрисовки заготовку с красивым оклюженом и точной перспективой. Рендеринг в Keyshot. Работа студента.

Весомым преимуществом KeyShot является простота освоения. В программу встроены среды — заранее настроенные схемы освещения. Благодаря им можно быстро настроить освещение под обрисовку. Оно должно быть мягким, рассеянным, без резких перепадов в светотени. На этапе обрисовки будет сложно вытащить детали из пересвеченных или провалившихся в тень участков — проще перерендерить сцену или нарисовать поверх с нуля.

Хотите понять, как работают среды в Key Shot? Вот официальный вебинар от разработчика:

Если хотите попробовать KeyShot, скачайте триальную версию — функционал там полный, но программа добавит ватермарк на результат рендеринга.

Рендеринг в Blender отличается более тонкой ручной настройкой освещения. Тут нет сред, как в KeyShot, поэтому времени уходит чуть больше, зато студенты учатся работать с источниками света разных типов и правильно их располагать. Это позволяет еще сильнее упростить себе задачу в Photoshop, добавив, например, зажженные свечи еще на этапе сборки сцены и рендеринга.

«Освещение в первую очередь должно хорошо показывать объем и детали модельки, остальное, включая дополнительные источники света, – уже на усмотрение студента»
Анна Лепешкина

Как быть с материалами?

При рендеринге под обрисовку обычно используется стандартный серый цвет. В этом пайплайн с 3D напоминает классический метод создания картинки от тонового подмалевка.

Работа с дополнительными источниками света. Рендеринг в Blender. Автор Юлия Яковлева.

Иногда студенты добавляют на модель базовые цвета и текстуры уже на этом этапе, но с этим лучше быть осторожным: такой подход не даст нужной живописности и разнообразия оттенков, которые все равно придется добавлять в Photoshop.

Рендеринг в Blender. Работа студента.

Частые ошибки при работе с освещением

Выставляя свет под обрисовку, нужно соблюдать определенный баланс: новички часто ошибаются, делая свет слишком жестким. Добавить контраста всегда можно в Photoshop, а вот убрать его гораздо сложнее.

Слишком мягкого света тоже нужно избегать: он лишит заготовку объема и сделает детали трудноразличимыми.

Переходим к обрисовке модели. Снова скетчинг

Правильной работе с болванкой в Photoshop посвящена вторая часть курса. Начинать следует с проработки тех деталей, которые были отложены на предыдущем этапе. При этом не стоит воспринимать болванку как раскраску – она скорее выполняет роль скетча, который можно и нужно дорабатывать.

Правильная работа с болванкой: к рендеру добавлены детали и даже достаточно крупные объекты, но перспектива и свет без изменений. Рендеринг в KeyShot. Автор Надежда Полыгалова.

Главное – не забывать о плюсах 3D, которые можно свести на нет, слишком сильно корректируя рисунок.

Типичные ошибки на этапе обрисовки:

• Пытаться поменять свет и перспективу. В лучшем случае, рисунок станет разрозненным: где-то останется созданный компьютером свет, а где-то – нарисованный от руки. Если без изменений не обойтись – лучше вернуться в 3D-редактор и сделать новый рендер.
• Не рисовать поверх болванки. Бывает, что студенты бояться испортить 3D модель: тратят много времени, но по факту ничего не меняют. С этим тоже надо бороться, в первую очередь — подбором понятных референсов.

Добавляем цвет

Закончив дорабатывать базу, можно приступать к раскрашиванию. Наиболее простой способ – использовать режимы наложения слоев. Подойдут режимы hard light (жесткий цвет), color (цветность) и overlay (наложение) или их комбинации. Еще можно воспользоваться покраской с помощью карт градиентов.

Варианты работы с трехмерной моделью. В первом случае цвет накладывается поверх самой модели, во втором более схематичную болванку сначала перерисовывают. Автор Анна Лепешкина

Типичные ошибки на этапе покраски

После рендера поверхность болванки везде равномерно серая и не разделена по материалам и тону. А вам надо ее разделить и поправить контрасты в соответствии с особенностями материалов. Сразу может быть непонятно, как это сделать.

Справиться с этим помогает простое упражнение: сделать несколько цветовых (с разными цветами) и тоновых (с разным контрастом) вариантов одного предмета.

Цветовые и тоновые варианты предмета. Автор студент курса Денис Шикхаибов

Влияет ли 3D на стиль?

«3D может быть полезно как в стилизации — оно помогает подобрать более интересные формы, так и в реализме — за счет использования реалистичных моделек для концептов»
Анна Лепешкина

Часто после обрисовки модель практически не видно, поэтому не стоит бояться, что 3D сильно поменяет стиль автора. На что может повлиять использование трехмерной базы, так это на аккуратность работы и четкость линий, но это ценится практически в любом стиле.
Работа студента в относительно реалистичном стиле:

3D привносит в рисунок ровные четкие грани и правильную перспективу, усиливая реализм, если это необходимо.

А здесь любопытная стилизация:

3D подходит для стилизованных работ. Художнику легче создать сложные и интересные формы Автор Алексей Леонтьев.

Создаем сложную сцену. Курсовая работа

Выпускная работа Насти Шепелиной.

Освоив несколько техник и программ, можно собрать композицию практически любой сложности. Поработать в понравившихся редакторах и отработать новые навыки позволяет третий этап – курсовая работа. В качестве стандартной темы предлагается нарисовать детализированный интерьер, но многие не ограничиваются этим, моделируя персонажей или целые иллюстрации. На этом этапе студентам предоставляется практически полная свобода творчества, ограниченная лишь сроками сдачи работ.

Все успеть помогает возможность импортировать модели в Blender. И вновь не обязательно использовать модели, созданные самим студентом: можно пользоваться бесплатными библиотеками, чтобы заполнить интерьер стандартными предметами вроде бутылок, книг и прочих мелочей.
Каждый раз моделировать типовые предметы с нуля — та еще морока. Поскольку студентам нужны болванки под обрисовку, авторство моделей большой роли не играет – они все равно будут перерисованы в Photoshop. Главное, чтобы автор ассета не запрещал такое использование.

В этом интерьере студентка использовала модели, которые создавала на предыдущих этапах курса, что позволило ей быстрее наполнить сцену. Автор Юлия Яковлева

Выпуск

Закончив курс, можно пополнять портфолио и писать в резюме о том, что вы знакомы с моделированием в 3D — это станет плюсом при трудоустройстве. Но только при одном условии: это должно быть портфолио 2D-художника. Если вы хотите стать именно 3D художником, вам нужно будет многое изучить дополнительно — курс рассчитан на 2D художников и оставляет за кадром большой набор функций и программ, необходимых для оптимизации моделей под игровые движки, подготовку их для анимации и прочие вещи.

Не все работодатели внимательно читают резюме. Добавив на работу в портфолио иконки программ и этапы работы в 3D, вы наглядно покажете свои навыки. Автор Андрей Вольников

Что нужно, чтобы записаться на курс?

— Базовые знания в рисовании, без которых не получится правильно обрисовать болванку и не испортить ее.
— Желание оптимизировать свой пайплайн, ускорить работу и изучить новые инструменты.
— Интерес к 3D и желание попробовать моделирование.
— Желание освоить новые редакторы и техники, если небольшой опыт моделирования уже есть.

Полезные материалы по теме 3D для 2D. Посмотреть:

Канал автора курса Анны Лепешкиной. Уроки, спидпейнты, тизеры к ее играм.
Канал Flipped Normals — много полезных видео по работе в 3D.

Видеоролик Джейсона Брюбейкера о том, как использовать 3D модели при рисовании комиксов:

Четыре видеоролика Pixel Pusher о том, как он использует 3D в 2D работах
Как концептеру внедрить 3D в 2D пайплайн. Интро:

Создание мира, часть 1. Дизайн с 3D в пайплайне 2D художника

Создание мира, часть 2. От 3D подмалевка до 2D концепта.

Создание мира, часть 2. Создание финальной иллюстрации.

Спидпейнт. Концепт домика. В пайплайне SketchUp и Adobe Photoshop

Марко Буччи разбирает три способа покраски ч/б подмалевка:

Марко Буччи о том, как двадешнику быстро попробовать Blender:

Полезные материалы по теме 3D для 2D. Почитать

Серия уроков по основам ZBrush на 3D Total.
Серия уроков по основам Blender на 3D Total.

Экспорт моделей Компас-3D для рендеринга в Luxion KeyShot 2

В этом уроке я попытаюсь рассказать Вам о том, как просто и быстро можно совершить экспорт модели, сделанной в Компас-3D, для последующего рендеринга.

В нынешнее время для современных заказчиков проектов, будь то архитектурное проектирование, автомобиле- или машиностроение, требуются не только «сухие» чертежи и документация, но и визуализация разработки. Так как Компас-3D сугубо инженерная программа, многие могут столкнутся с потребностью преобразования проекта в реалистичную картинку. Ниже будет раскрыт основной метод экспорта моделей для достижения выше описанной цели.

Ещё с тех пор, когда я только начал увлекаться 3D-моделированием в Компас-3D, мне захотелось взглянуть на готовые модели не только в рабочем окне программы, но и в реальности. Первый опыт работы с рендерингом я начал получать, работая в прикладной библиотеке Компас-3D. Известная пользователям Компас-3D «Фотореалистика» и ее эффекты казались мне в то время «невообразимыми». Но, по мере освоения сферы 3D, я узнал, что существуют приложения значительно серьезнее, приложения, с помощью которых возможно получить более реалистичную картинку.

Итак, для совместной работы Компас-3D с другим редакторами потребовались иные форматы экспорта. На примере модели, созданной в Компас, я продемонстрирую основные этапы ее экспорта. Но все по порядку. Открыв модель, пересохраняем ее в формате IGES.

В результате этой нехитрой операции открываем SolidWorks и находим сохраненный ранее файл в формате IGES.

После перестроения модели в Solid Works, картинка должна выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

Как видно из рисунка, после экспорта модели целостность деталей не нарушена, цвета, назначенные в Компас-3D, сохранились. Некоторые грани и поверхности в дереве построения могут быть определены как ошибочные. Это связано с тем, что все экспортируемые материалы в SolidWorks воспринимаются не как твердотельные, а в виде оболочки. Но в нашем случае важна целостность модели и корректное отображение для последующего рендеринга. Когда же мы видим, что все в порядке, то можем смело сохранять модель в базовый формат сборки SolidWorks – SLDASM.

Такую схему конвертации использую и поныне. На вопрос «Почему я выбрал именно такой формат?» отвечу так: во-первых, с форматами SolidWorks работают многие популярные 3D редакторы как моделирования, так и рендеринга. А, во-вторых, в отличие от не менее популярного формата step, формат IGES более приспособлен к SolidWorks и дает возможность работать в рендер-приложениях с отдельными плоскостями, поверхностями, цветами и текстурами. При перебрасывании последнего, модель определяется как монолит, сбрасывая за собой все настроенные предварительно цвета и свойства материала, что в свою очередь не дает возможности творить. ?

Просматривая работы в сети Интернет, сделанные мастерами 3D Max, у меня возникло желание «опробовать» много различных рендер-программ – как простых, так и более сложных, требующих весьма больших ресурсов ПК и, конечно же, большего опыта. Мною были протестированы такие программы, как Maxwell для SolidWorks, Blender, Google SketchUp, а также более профессиональные, например, Autodesk Showcase. У всех были как плюсы (например, высококачественные изображения, детализация), так и минусы (ресурсоёмкие приложения, некорректная работа после экспорта форматов). В конце концов мой выбор пал на Luxion KeyShot 2. Данная программа привлекла меня простым и доступным функционалом, не уступающим таким брендам, как AutoDesk.

Итак, вернемся к нашей модели, открыв ее в KeyShot.

После вышеперечисленных преобразований, включив воображение, можно смело начинать работать над моделью. Проявив фантазию, подобрав различные цвета, текстуры, освещение и многие другие эффекты, мне удалось добиться такого результата, приведенного ниже, чего желаю и всем читателям данной публикации!

 

 

P.S. Для тех, кто хочет стать Мастером КОМПАС-3D! Новый обучающий видеокурс позволит вам легко и быстро освоить систему КОМПАС-3D с нуля до уровня опытного пользователя.

Другие интересные материалы

Как выбрать лучшую программу для рисования 3D?

В конечном итоге, лучшая программа для трехмерного (3D) рисования — это программа, которая будет производить тип вывода, необходимый для конкретной цели. В общих чертах, функции любой данной программы трехмерного рисования можно разделить на те, которые относятся к моделированию, и те, которые относятся к визуализации. Для базового трехмерного рисования могут быть полезны программы, которые работают только с геометрическими примитивами, такими как кубы, сферы и текст, потому что у них нет обширного набора инструментов, которые могут быть более запутанными, чем полезными. С другой стороны, для таких приложений, как моделирование персонажей и создание рельефа, программа трехмерного рисования, которая включает в себя передовые инструменты и функции манипуляции с сеткой, такие как обвязка неоднородных реляционных B-сплайнов (NURBS), может сделать готовые модели более плавными и динамичными. Когда модель закончена, следует рассмотреть возможность программы трехмерного рисования визуализировать модель в виде статического изображения или анимации, поскольку функциональные возможности в этой области от одной программы к другой могут сильно различаться.

Одним из наиболее важных аспектов при выборе программы для трехмерного рисования является сложность интерфейса моделирования. Большинство программ предоставляют базовые инструменты моделирования и предварительно сгенерированные примитивы, шрифты и материалы. Для более сложных фигур, которые, возможно, потребуется построить многоугольник за многоугольником с отдельными треугольниками, жизненно необходима программа моделирования, которая поддерживает редактирование сетки. Кроме того, для анимации несколько более продвинутых 3D-программ позволяют использовать систему взвешивания вершин и скелетные системы, поэтому модели можно маневрировать и анимировать согласованно и реалистично. Форматы файлов, которые поддерживаются в программе рисования, должны быть совместимы с любыми используемыми внешними программами, потому что может быть неприятно пытаться преобразовать трехмерную сцену или модель между многими доступными форматами.

Как только модель завершена, может потребоваться ее рендеринг для создания окончательного изображения или анимации. Некоторые программы предоставляют встроенный рендер, в то время как другие имеют специальные методы для использования внешнего рендерера или экспорта файлов в отдельный формат файла рендеринга. Если программа трехмерного рисования использует внутренний механизм рендеринга и не предоставляет способ указать внешний рендер, то необходимо тщательно оценить качество внутреннего рендера, чтобы убедиться, что он может создавать полезные изображения и хорошо управляет текстурами.

В зависимости от объема проекта, который будет создан в программе трехмерного рисования, следует изучить ограничения программы. По разным причинам некоторые программы трехмерного рисования имеют ограничения на количество вершин, многоугольников или даже объектов, которые могут содержаться в сцене. В маленькой сцене это не может быть проблемой. Однако для более масштабной сцены это может привести к снижению качества или невозможности создать сцену в том виде, в каком она предусмотрена.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

15 лучших программ для 3D-рендеринга для профессионалов

Программное обеспечение

для 3D-рендеринга может помочь архитекторам и профессионалам в области дизайна воплотить свои трехмерные модели в жизнь с помощью реалистичных изображений или видео.

Это стало основным методом представления, в отличие от прежних норм, когда 3D-рендеринг использовался только в дорогостоящих проектах, требующих эксклюзивных функций рендеринга.

А почему бы и нет?

Клиенты, покупатели и лица, принимающие решения, развиваются вместе с технологиями.Они хотят видеть, как ваш дизайн выглядит реалистично для различных целей, например для дома или офиса, игр, дизайна продукта и т. Д.

Это порождает необходимость соответствовать этому спросу и использовать лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга, которое может помочь вам представить ваши модели реалистично с большей точностью, гибкостью, детализацией, контекстом, освещением и другими элементами.

Итак, давайте обсудим программное обеспечение для 3D-рендеринга и то, как оно может вам помочь.

Что такое 3D-рендеринг?

3D-рендеринг относится к процессу создания трехмерных или двухмерных изображений модели или дизайна, чтобы проиллюстрировать, как они будут выглядеть реалистично.Это делается после того, как проект смоделирован в программном обеспечении САПР или 3D-моделировании, чтобы представить проект, такой как здание, интерьер здания, фасад и т. Д., До начала строительства.

3D-рендеринг может отображать дизайн фотореалистично с помощью специального программного обеспечения для 3D-рендеринга. Он правильно захватит 3D-элементы, используемые в дизайне, и представит их для демонстрации. Чтобы сделать рендеринг более реалистичным, вы можете добавить текстуру, определенное освещение, цвета, погоду, эффекты размытия движения и многое другое.Вы также можете сделать визуализированные изображения масштабируемыми, управляемыми и интерактивными, чтобы максимально использовать возможности вашего дизайна.

Типы 3D-рендеринга

3D-рендеринг бывает трех типов — твердотельный, поверхностный и каркасный. Все эти методы выполняют 3D-рендеринг по-разному с разными методами редактирования. Следовательно, вместо того, чтобы бить их, вы должны выбрать только один из них, исходя из ваших требований.

• Твердый 3D-рендеринг: Он использует основные геометрические формы в 3D, такие как коробки, цилиндры, конусы, клинья, сферы, концентрические круги и т. Д.Вы можете добавить каждую форму для создания более сложной архитектуры и форм. Кроме того, вы можете вращать 2D-объект или перетаскивать его и создавать твердые тела, вращая или сдвигая его. Это самый удобный и самый быстрый метод 3D-рендеринга.
• Поверхность 3D-рендеринга: Он определяет края и поверхности 3D-дизайна и позволяет визуализировать дизайн в 360-градусной виртуальной реальности, панораме и т. Д. Это элегантный метод, в котором используется многоугольная сетка, состоящая из плоских граней.
• Каркасный 3D-рендеринг: Он используется для создания каркасного описания 3D-дизайна и не включает никаких поверхностей.Вместо этого он содержит линии и точки, соединенные кривыми, покрывающими форму объекта. На завершение уходит больше всего времени по сравнению с двумя вышеупомянутыми методами.

Как выполняется 3D-рендеринг?

Все начинается с 3D-моделирования или проектирования, представляя поверхность или объект в трехмерном пространстве. Дизайн состоит из точек и линий, образующих поверхность, треугольник, квадрат, изогнутую поверхность и другие геометрические формы.

По окончании моделирования вы можете улучшить его с помощью освещения, окраски и наложения текстуры.Затем вы можете визуализировать эти модели с помощью программного обеспечения для 3D-рендеринга. Он преобразует модель в изображение, видеофайл или пошаговое руководство, чтобы эффективно представить их для лучшего понимания и сделать более реалистичным.

Процесс рендеринга может занять секунды, часы и даже дни в зависимости от того, сколько вычислений требуется для изображения, а также от качества и скорости программного обеспечения. Следовательно, выбор эффективного программного обеспечения для 3D-рендеринга имеет решающее значение.

Кроме того, дизайнеры проходят несколько итераций в модели, если обнаруживают, что что-то не так, или улучшают некоторые элементы.В конечном итоге они визуализируют последнюю деталь, чтобы продолжить процесс строительства.

Где используется 3D-рендеринг?

Независимо от того, являетесь ли вы архитектором, инженером, дизайнером интерьеров или 3D-художником, вам нужен качественный 3D-рендеринг для ваших моделей. Это уже не роскошь, а необходимость для презентаций и презентаций для клиентов.

• Он используется в различных отраслях, включая недвижимость, производство и производство, развлечения, такие как игры и фильмы.
• Архитектурная индустрия — один из крупнейших пользователей большого количества программного обеспечения для 3D-рендеринга, такого как Lumion.
• В отрасли здравоохранения также используется программное обеспечение для 3D-рендеринга для создания полностью реализованных 3D-изображений инструментов, имплантатов, отсканированных частей тела, протезов и т. Д., Доступных для медицинских работников с повышенной точностью модели.

Программное обеспечение также используется в других отраслях, таких как автомобильный дизайн, производство, дизайн продукции, реклама, издательское дело, строительство, мода, геология, дизайн интерьера, обучение технике безопасности, виртуальная реальность и т. Д.

Разница между 3D-моделированием, рендерингом и анимацией

3D-моделирование, рендеринг и анимация — популярные термины в архитектуре и дизайне.Иногда кажется, что они пересекаются по своей цели, особенно если вы новичок в этой отрасли.

Люди могут использовать их как взаимозаменяемые, но с технической точки зрения они разные. На самом деле 3D-моделирование, рендеринг и анимация относятся к серии процедур для создания 3D-представления дизайна или сцены.

• Трехмерное моделирование включает создание объекта или модели с использованием различных геометрических фигур в трехмерном пространстве с помощью программного обеспечения для трехмерного моделирования.
• 3D-рендеринг включает отображение 3D-модели или дизайна в форме изображений, видео или игр.
• Анимация — это манипулирование дизайном или моделью, чтобы сделать ее подвижной, изменяя ее масштаб, положение, поворот или форму.

Итак, если вы ищете программное обеспечение для 3D-рендеринга, есть возможность выбрать автономный движок для рендеринга или использовать тот, который связан с ПО для 3D-анимации. Если вы выберете последнее, вам, возможно, придется пойти на компромисс с некоторыми функциями, потому что вы получаете другие возможности анимации вместе в программном обеспечении.

Но вместо того, чтобы использовать универсальный инструмент, вы можете выбрать специализированное программное обеспечение для 3D-рендеринга, которое включает в себя все функции, чтобы предложить вам превосходный опыт рендеринга.

Итак, вот список лучших программ для 3D-рендеринга, которые вы можете попробовать.

Autodesk 3D-рендеринг

Программное обеспечение Autodesk для 3D-рендеринга предлагает затенение, тени, наложение текстур, размытие движения, отражения и другие параметры визуальных эффектов, чтобы вы могли проектировать визуализацию, симуляторы, фильмы, видеоигры и т. Д.

Он обеспечивает программный рендеринг, аппаратный рендеринг, облачный рендеринг и векторный рендеринг. Autodesk предлагает вам множество программ для рендеринга, таких как Arnold, 3DS MAX, Maya, Revit, Vred, Autodesk Render, Alias ​​и другие.

Воспользуйтесь бесплатной пробной версией для каждого программного обеспечения для рендеринга, которое вы выберете, чтобы получить четкое представление о том, как оно работает, и лучше понять, выбирая правильное программное обеспечение.

Коллекция V-Ray

V-Ray Collection предлагает безграничные возможности, предоставляя вам полную творческую гибкость и свободу мгновенного доступа к 15 продуктам Chaos с единой лицензией. Он позволяет вам свободно работать между различными 3D-приложениями, симуляцией жидкости, исследованием сцены в реальном времени и фотореалистичным рендерингом.

Вы можете легко делиться своими проектами и работать с другими без проблем, использовать передовые технологии и быстро получать доступ к новым выпускам. Легко настроить без даты истечения срока действия или версий.

Набор включает V-Ray для различных дизайнерских приложений, таких как Maya, 3ds Max, Revit, Rhino, Modo, Blender, Nuke, Houdini, Unreal и Cinema 4D. Используйте Phoenix для моделирования жидкости с такими эффектами, как огонь, жидкости, дым, океаны, туман и т. Д., Что доступно для Maya и 3ds Max.

Кроме того, вы можете использовать Vantage для подготовки вашей сцены к работе в реальном времени. Другие продукты в этом наборе: Chaos Cosmos для добавления 3D-контента в ваши проекты, возможность использования сложных материалов, таких как металлы, кожа, пластмассы и т. Д., И Chaos Cloud для облачного рендеринга в один клик.

Получите V-Ray Collection с 15 продуктами по цене 699 долларов в год.

Maverick Studio

Если вы ищете программное обеспечение для рендеринга для улучшения визуализации вашего продукта, Maverick Studio здесь для вас.Это настольное приложение с ускорением на GPU с интуитивно понятными инструментами перетаскивания.

Его собственный симулятор наполнен интерактивными инструментами, которые позволяют импортировать 3D-модели и файлы САПР для рендеринга потрясающих снимков или превращать презентации с использованием качественных моделей с наименьшими усилиями. Вам больше не нужно тратить время на УФ-картирование или плохо выглядящие швы; Встроенная система uvmap Maverick Studio помогает выбрать трехплоскостную проекцию и настроить масштаб материала.

Без каких-либо сложностей при снятии фаски вы можете легко закруглить любой край, чтобы автоматически усилить реалистичность изображения.Он предлагает множество параметрических материалов, которые легко настроить в соответствии с вашими расчетами. Кроме того, используйте режим поверхности в инструменте перемещения, чтобы разместить объект в любом месте, следуя форме базового объекта.

Используйте библиотеку атмосферы, чтобы изменить сцену, изменив настройки освещения. Решение для улавливания теней помогает интегрировать 3D-объекты с задними панелями или уже существующими фотографиями, чтобы вы могли настроить свет для получения идеальной комбинации.

Используйте параметры градиента и нормального освещения, чтобы получить более четкое изображение 3D-объекта с реалистичной визуализацией.Maverick Studio предоставляет вам композитор атмосферы, лайтбокс, наборы трассировок, проекторы, микшер света, блики и цветение, глубину резкости, смещение, импорт текстур PBR, анимацию поворотного стола, наборы рендеринга, фон и PSD.

Арнольд

Есть ли у вас спрос на полнометражные визуальные эффекты и анимацию?

Почему бы не попробовать Арнольда?

Арнольд в основном используется во многих фильмах, таких как «Облачно, возможны осадки в виде фрикаделек», «Гравитация», «Тихоокеанский рубеж» и «Дом монстров». Он доступен в Windows, Mac OS X и Linux и поддерживает плагины для 3ds Max, Houdini, Cinema 4D, Katana и Maya.

Он обеспечивает потрясающее качество изображения и легко настраивается в соответствии с сегодняшними производственными потребностями. Либо используйте его напрямую, либо получите API, если вы разработчик. Это помогает профессионалам получить простую анимацию и конвейер VFX с меньшим набором элементов пользовательского интерфейса.

Arnold предлагает такие функции, как мех и волосы, размытие в движении, рассеяние подповерхностей, объемы, гибкость, масштабируемость, расширяемость, экземпляры, эффективность памяти, смещение и подразделение, отложенная загрузка геометрии, AOV и автономный рендеринг командной строки.

Загрузите 30-дневную бесплатную пробную версию, чтобы узнать больше об инструментах и ​​интуитивно понятном управлении. Выбирайте между однопользовательскими и многопользовательскими подписками по начальной цене 45 долларов в месяц.

Блендер

Получите пакет для создания 3D с открытым исходным кодом — Blender, который поддерживает весь конвейер 3D, например оснастку, моделирование, анимацию, рендеринг, симуляцию, отслеживание движения и композитинг бесплатно. Он предлагает Cycles Render Engine для получения ультрареалистичного рендеринга.

Вы получите предварительный просмотр области просмотра в реальном времени, рендеринг GPU и CPU, поддержку HDR-освещения и шейдеров PBR, а также поддержку рендеринга VR.Его инструменты моделирования облегчают вашу работу по созданию, преобразованию и редактированию ваших моделей.

Также включены следующие параметры: слайд по краю, сетка, вставка, заливка моста, расширенные кисти и инструменты для скульптинга, динамическое разбиение и разбиение с несколькими разрешениями, создание сценариев Python для пользовательских инструментов и 3D-рисование с маскировкой и текстурированными кистями.

Blender включает в себя отслеживание объектов и готовую к работе камеру, которая позволяет вам отслеживать отснятый материал, импортировать отснятый материал, маскировать области и проверять движения камеры в реальном времени.

Выберите из ручного и автоматического отслеживания, мощной реконструкции камеры, решателей со штатива и планарного отслеживания, предварительного просмотра отснятого материала в реальном времени и трехмерной сцены. С помощью высококачественных инструментов анимации и оснастки вы можете снимать короткометражные фильмы, художественные фильмы, сериалы и рекламу.

Используйте такие параметры, как интерполированные кости B-сплайном, пользовательская форма кости, синхронизация звука, редактор кривых, огибающая, автоматическое и скиннинг скелета. Более того, получите полную поддержку анимации вместе с Onion Skinning, комбинируйте 3D и 2D в окне просмотра и используйте цвета и слои для заливки и обводки.

Средство визуализации индиго

Если вы ожидаете программного обеспечения для рендеринга с фотореалистичным рендерером CPU и GPU, которое нацелено на качество изображения путем имитации физики света, теперь это возможно с помощью Indigo Renderer. Он предлагает темный режим пользовательского интерфейса, предварительный просмотр материалов, миниатюры светлых слоев, цветовые кривые RGB, быструю навигацию с помощью трекбола и другие полезные функции.

Вы получите лучшую производительность рендеринга с использованием графических карт AMD или Nvidia и моделей камер благодаря фотографическому и интерактивному подходу в сочетании с абстрактными настройками.Кроме того, вы сможете испытать бесконечные возможности, такие как система солнца и неба, рендеринг с использованием нескольких графических процессоров, точная камера, дифракция диафрагмы и инструменты композитинга.

Кроме того, он также предлагает редактирование и рендеринг, анимацию, бесшовную сеть, смещение и подразделение, плоскости сечения, ортогональный вид, сферический вид и освещение IES.

Керкифея

Render with Kerkythea прост и бесплатен без ущерба для качества изображения.Kerkythea использует точные источники света и материалы и предоставляет все необходимые инструменты для настройки сцены, такие как редактор материалов, настройки рендеринга, редакторы, средство просмотра GL в реальном времени и т. Д., В едином интерфейсе.

Это полнофункциональное приложение для визуализации моделей, доступное для Linux, Mac OS X и Windows. Kerkythea поддерживает модели .obj или .3ds, а также используется как плагин для SketchUp.

Материалы играют важную роль при рендеринге, чтобы различать каждый объект; поэтому Kerkythea предоставляет систему редактирования материалов, так что вы будете иметь полный контроль над окончательным материалом.Получите такие параметры, как UV-отображение, настройки прожектора, мастер солнца и неба, сферический вид, смещение положения камеры, библиотеку моделей, предустановки и многое другое.

Красное смещение

Redshift создан для удовлетворения ваших требований. Это мощный рендерер с ускорением на графическом процессоре, который поддерживает студии любого размера и творческих людей для использования функций и интегрируется с приложениями компьютерной графики.

Его функциональность позволяет получать фотореалистичные результаты при имеющихся ресурсах.Он поддерживает расширенные, а также сложные возможности текстурирования и шейдинга для качественного рендеринга. Он интегрируется с 3D-приложениями, так что вы можете перейти к любому программному обеспечению, не заплатив ни копейки.

Он поддерживает некоторые интеграции: Autodesk Maya, Autodesk 3DS Max, Cinema 4D, SideFX Houdini и Blender. Redshift также предлагает глобальное освещение, текстуры и геометрию вне ядра, прокси, объемный рендеринг, рендеринг волос, смещение и тесселяцию, запекание, гибкость для каждого объекта, SDK, шумоподавитель Altus, физические материалы и многое другое.

Enscape

Расширьте возможности вашего дизайна с помощью рендеринга в реальном времени, сосредоточившись на создании, проектировании и строительстве с Enscape. Он напрямую подключается к программному обеспечению для моделирования, чтобы улучшить рабочий процесс проектирования и визуализации.

Escape предлагает самый быстрый и простой способ превратить ваши модели в потрясающие трехмерные объекты. Он также предлагает такие функции, как библиотека материалов, капитальный ремонт редактора материалов, который необходим во время рендеринга.

Вы можете добиться высочайшего качества визуализации с помощью NVIDIA DLSS (Deep Learning Super Sampling), использовать галерею для создания более качественных презентаций и многое другое.В соответствии с вашими потребностями в дизайне, заданная атмосфера позволяет плавному потоку ветра и ощущению сцены.

Получите инструменты рабочего процесса, такие как совместные аннотации (орто-виды, пользовательские ресурсы, информация BIM, материалы и т. Д.), Библиотеку активов (растительность, мебель, транспортные средства, оборудование для фитнеса, освещение, здания и т. Д.) И дорожную карту.

Цена начинается с 39,90 долл. США в месяц при ежегодной оплате за одну машину.

Maxwell Render

Не боретесь с бесчисленными настройками параметров и сложной терминологией компьютерной графики, чтобы продемонстрировать свои творческие способности.Maxwell Render разработан для дизайнеров, художников и архитекторов, чтобы они могли ощутить реальность в своих моделях с меньшими затратами времени на настройку и простым в использовании интерфейсом.

Механизм рендеринга Maxwell сочетает освещение с материалами для создания очень реалистичных и точных изображений. Он совместим с приложениями CAD или 3D и используется в различных секторах, таких как ювелирные изделия, автомобильная промышленность, дизайн интерьера и т. Д.

Multi-GPU core обеспечивает более быстрые результаты, сохраняя физическую точность, и предоставляет точные результаты за секунды.Вы также найдете реализацию шумоподавителя в новой версии Maxwell. Для получения идеального качества вам понадобятся некоторые предметы первой необходимости, и у Maxwell они есть для вас.

Вы получаете такие опции, как интерактивный огонь, случайные цвета, многослойность, случайные UV-развертки, трехмерное размытие движения, физическое небо, объемные изображения, море, волосы, трава, мех, импорт сцены V-ray и многое другое. Расширенные функции включают импорт реального потока, открытое подразделение Pixar, улучшенный рабочий процесс, высокое разрешение (4k), экономию памяти, дополнительную выборку, глубокий композитинг, каналы, сценарии Python и алембик.

Попробуйте Maxwell Render с 30-дневной бесплатной демонстрацией и получите ожидаемый результат.

KeyShot

Если вы хотите иметь программное обеспечение для рендеринга, которое можно было бы использовать с большей гибкостью без каких-либо осложнений, KeyShot — это ответ. Это важное программное обеспечение для рендеринга, которое используется при разработке продукта для получения реалистичных результатов. Он предоставляет вам возможности 3D-рендеринга в реальном времени, что обеспечивает мгновенные результаты и сокращает время создания визуальных элементов продукта.

KeyShot поддерживает более 30 ведущих форматов файлов 3D и предлагает бесплатные плагины.Получите 750 предустановленных вариантов материалов и тысячи других материалов в KeyShot Cloud, а также расширенные возможности.

KeyShot предлагает детализацию продукта, так что идеальное изображение будет в конце. Вы можете легко применять текстуры, вариации и надписи и испытать скорость при создании изображений или анимации. Загрузите KeyShot, чтобы увидеть его скорость для Mac OS и Windows.

LuxCoreRender

LuxCoreRender — это беспристрастный и физически основанный движок рендеринга.Он может моделировать поток света на основе современных алгоритмов в соответствии с физическими уравнениями и, следовательно, создавать изображения фотографического качества, которые выглядят реальными.

Перенос света помогает получить реалистичное изображение без особых усилий. LuxCoreRender использует CUDA и / или OpenCL для запуска нескольких доступных графических процессоров и / или процессоров, чтобы вы могли испытать отличную производительность во время рендеринга.

Он предлагает текстуры и материалы, группы освещения, освещение, камеры, экземпляры, размытие движения, эффект линз, глубину резкости, отображение тонов, кроссплатформенность и т. Д.LuxCoreRender — бесплатное программное обеспечение как для коммерческого, так и для частного использования.

RenderMan

Вы ищете гибкий рендерер для своей продукции?

RenderMan может оправдать ваши ожидания благодаря своей выдающейся производительности и функциям. Используйте его для визуальных эффектов, масштабируемости, анимации и многого другого. Он предоставляет инструменты прямо от ILM и Pixar, в том числе легкий транспорт и материалы.

RenderMan работает с комплексными API-интерфейсами и новейшими инструментами с открытым исходным кодом, поэтому вы можете создавать сложные среды для совместной работы, обеспечивающие гибкость конвейера.Это дает вам MaterialX Lama, новую систему слоистых материалов, которая отвечает вашим потребностям в визуальных эффектах следующего уровня.

Инструмент предлагает объемы и частицы, интеграторы, контрольные точки, затенение волос, смещения, шумоподавление, вторичные проходы, эффект размытия движения и т. Д., Чтобы дать вам полный контроль над производством. Получите некоммерческий RenderMan бесплатно или выберите платный пакет для профессионалов.

Люмион

Вдохните жизнь в рендеринг с помощью программного обеспечения Lumion.Превратите свою первоначальную мысль в большую презентацию, импортировав свою модель из программного обеспечения САПР и добавив к ней визуальные эффекты.

Выбирайте из 1250 материалов и 6300 объектов в библиотеке, чтобы оживить экстерьеры, пейзажи, городские проекты и интерьеры. Вы также можете добавить кинематографические эффекты, 60 атмосферных эффектов для выражения эмоций и красоты вашей модели.

Lumion устраняет барьеры между вашим мышлением и сложной структурой.С помощью бесплатного программного обеспечения для рендеринга вы можете снимать реалистичные изображения и сделать свой архитектурный проект уникальным, но красивым.

Купите его один раз и используйте неограниченное время, включая библиотеку материалов и эффектов рендеринга. Вы можете воспользоваться 14-дневной бесплатной пробной версией, предоставив полную информацию с ограниченным количеством материалов и эффектов.

Мартышка

Marmoset предлагает Toolbag 4 — инструмент для 3D-рендеринга в реальном времени, который поставляется с 30-дневной бесплатной пробной версией для новых пользователей.Это совершенно новый движок рендеринга и отслеживания лучей, который работает на современных графических процессорах и обеспечивает более быстрые результаты благодаря встроенной поддержке устройств NVIDIA RTX.

Инструмент обеспечивает более высокий уровень качества изображения с улучшенными отражениями, затенением, каустикой, глобальным освещением, рассеянием и т. Д. Этот стандартный рендерер в игровом стиле предлагает настраиваемый AO, диффузное отражение света, плавное сглаживание и прозрачность, а также улучшенный CGX.

Заключение 👩‍🏫

Оживите свои проекты с помощью реалистичных элементов, контекста и других деталей, используя лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга, подобное тому, что мы обсуждали.Вы можете использовать информацию выше, чтобы выбрать наиболее подходящий для ваших требований и бюджета.

6 Лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга 2021 года (некоторые из них бесплатны!)

Лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга — важный инструмент для профессионалов в огромном диапазоне отраслей — архитектура, кино и VFX, видеоигры, автомобильный дизайн, мода — список можно продолжить на. Он позволяет пользователям брать созданные пользователями 3D-модели и воплощать их в жизнь в полностью реализованных 3D-средах или изображениях.

Существует множество доступных программных решений для 3D-рендеринга, каждое из которых по-своему уникально.Поэтому, когда дело доходит до выбора программного обеспечения для 3D-рендеринга, вам необходимо принять во внимание ряд факторов, чтобы убедиться, что вы выберете лучшее для себя.

Вы ищете программное обеспечение, которое предлагает рендеринг CPU, GPU или и то, и другое? Какие функции рендеринга вам нужны? Какие типы материалов вам нужны? С какими программами 3D-моделирования и САПР совместимо программное обеспечение для рендеринга? Это лишь некоторые из соображений, которые вам нужно учесть.

Конечно, нужно подумать и о цене.Высококачественное коммерческое программное обеспечение для 3D-рендеринга может стоить тысячи долларов, поэтому доступно не всем. К счастью, есть несколько вариантов высококачественного программного обеспечения с открытым исходным кодом, которые можно использовать совершенно бесплатно.

В этом руководстве мы раскрываем лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга, доступное на данный момент, которое охватывает как бесплатные, так и коммерческие решения. Мы рассмотрим ключевые аспекты каждой программы, чтобы помочь вам найти лучшее программное обеспечение для работы с 3D. Но перед этим давайте подробнее рассмотрим, как именно работает программное обеспечение для 3D-рендеринга.

Что такое программа для 3D-рендеринга?

3D-рендеринг — это последний этап процесса 3D-анимации. По сути, он включает в себя преобразование 3D-моделей, которые можно просматривать только в специальном программном обеспечении, в полностью реализованные изображения, а видео может просматривать любой, например, в виде фильма на нашем телевизоре, ноутбуке или смартфоне.

3D-рендеринг используется вместе с программным обеспечением 3D-моделирования и САПР. После завершения моделей дизайнеры и разработчики вставляют объекты и символы в графически соответствующие настройки.

Лучшее программное обеспечение для рендеринга 3D-моделей позволяет пользователям добавлять эффекты, такие как освещение, текстурирование и погода, чтобы оживить окружающую среду, а 3D-рендеринг-изображения обычно интерактивны, доступны для навигации и масштабируются.

Приложения для 3D-рендеринга

3D-рендеринг используется в самых разных отраслях. Наиболее широко используется в индустрии развлечений, особенно в фильмах и видеоиграх. В наши дни практически каждый фильм или видеоигра, использующая компьютерную графику или анимацию, использует программное обеспечение для 3D-рендеринга в производственном процессе.

Еще одна отрасль, которая широко использует программное обеспечение для 3D-рендеринга, — это архитектура. Некоторые программы для рендеринга, например Lumion, созданы специально для архитекторов. В то время как архитекторы используют программное обеспечение САПР для создания первоначальных проектов, моделей и чертежей, программное обеспечение для 3D-рендеринга позволяет им воплощать эти проекты в жизнь в формате, который легко доступен и понятен.

Еще одно интересное применение программного обеспечения для 3D-рендеринга — в сфере здравоохранения. Его можно использовать в процессе создания полностью реализованных трехмерных изображений протезов, отсканированных частей тела, инструментов и имплантатов, которые легко доступны для различных медицинских работников, потенциально помогая повысить точность и эффективность процедур.

Другие отрасли, использующие программное обеспечение для 3D-рендеринга, включают моду, дизайн продукции, дизайн интерьера, автомобильный дизайн, геологию, производство, строительство, издательское дело и рекламу.

Лучшее бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга

Blender — Лучшее бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга

• Программное обеспечение для 3D-рендеринга Цена: Бесплатно!

Вам не нужно много денег, чтобы получить высококачественное программное обеспечение для 3D-рендеринга. Blender — это бесплатное, но мощное и широко используемое программное обеспечение, которое является отличным вариантом, если вы работаете с ограниченным бюджетом.Это программное обеспечение представляет собой набор для создания трехмерных изображений, который поддерживает весь трехмерный конвейер, включая моделирование, оснастку, анимацию, моделирование, рендеринг, композицию, отслеживание движения и редактирование видео.

Это программное обеспечение имеет мощный беспристрастный механизм рендеринга, известный как Cycles, который обеспечивает невероятно реалистичный рендеринг. Некоторые из основных функций включают предварительный просмотр области просмотра в реальном времени, однонаправленную трассировку пути с множественной выборкой важности, шейдеры PBR и поддержку освещения HDR, а также поддержку визуализации VR.

Blender также предлагает рендеринг как CPU, так и GPU, с многоядерным рендерингом CPU с ускорением SIMD, рендерингом GPU с NVidia CUDA и AMD OpenCL, поддержкой нескольких GPU и унифицированным ядром рендеринга для CPU и GPU.

Это бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга также имеет высокие оценки с точки зрения удобства использования. Платформа имеет интуитивно понятный интерфейс с различными значками и интерактивными инструментами, которые помогут вам начать работу, поэтому это одно из самых простых в использовании программ для 3D-рендеринга и хорошее решение для новичков.Вы также можете настроить рабочие пространства по своему вкусу.

В качестве программного обеспечения с открытым исходным кодом пользователи Blender могут использовать активное сообщество программы. Есть раздел новостей и блога, где вы можете быть в курсе последних событий и лучших проектов, есть список рассылки образовательных ресурсов, а также есть руководство по Blender, написанное волонтерами, которое содержит полную документацию для конечных пользователей.

LuxCoreRender — высококачественное программное обеспечение для физического рендеринга

LuxCoreRender — еще одно популярное бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга, мощное, простое в использовании и оснащенное полезными функциями

Это программное обеспечение предлагает физический рендеринг, что означает, что оно построено на физических уравнениях которые моделируют транспортировку света.Это означает, что программное обеспечение полностью поддерживает рендеринг с расширенным динамическим диапазоном и позволяет точно фиксировать широкий спектр явлений, таких как подповерхностное рассеяние и объемные изображения, обеспечивая фотореалистичные результаты.

LuxCoreRender предлагает различные типы материалов, от обычных материалов, таких как матовый и глянцевый, до физически точных изображений стекла, металла и автомобильной краски. Вы можете смешивать и изменять все материалы, используя текстуры. Все материалы также поддерживают отображение неровностей и нормалей.

Некоторые из расширенных функций, предлагаемых LuxCoreRender, включают отображение тонов и размытие при движении, глубину резкости и эффекты линз.Он использует OpenCL для работы на любом количестве доступных процессоров и / или графических процессоров, что сокращает время рендеринга благодаря более высокой производительности графических процессоров по сравнению с рендерингом только для CPU.

Еще одним преимуществом этого программного обеспечения является то, что оно поддерживает динамическое и интерактивное редактирование сцены, что позволяет вам в любой момент сделать паузу и продолжить. Он даже позволяет записывать текущее состояние визуализации в файлы, чтобы вы могли продолжить визуализацию позже, либо на том же компьютере, либо на другом.

Это программное обеспечение поддерживает как беспристрастный, так и предвзятый рендеринг, чтобы упростить процесс.Вы также можете использовать экземпляры объектов в этом программном обеспечении для 3D-рендеринга.

Лучшее платное программное обеспечение для 3D-рендеринга

Iray — Качественный рендерер с трассировкой лучей на GPU

• Цена: от 295 долларов в год

Разработанный NVidia, Iray — это предвзятый рендерер GPU, который является одним из лучших программ для рендеринга 3D CAD. у новичков, студентов и любителей, не обладающих экспертными знаниями в области рендеринга, а также у профессионалов.

Однако, хотя он может быть удобен для новичков, качество Iray не следует недооценивать.Эта интуитивно понятная технология рендеринга, основанная на физических принципах, использует шумоподавление AI, CUDA, NVidia OptiX и язык определения материалов (MDL) для создания фотореалистичных изображений с большой скоростью и эффективностью, что делает ее одним из самых реалистичных программ для 3D-рендеринга.

Чтобы объяснить это более подробно, шумоподавление AI — это использование ядер Tenor на новейшем оборудовании NVidia, чтобы привнести мощь глубокого обучения как в финальный кадр, так и в интерактивную фотореалистичную визуализацию. Это ускоряет завершение финальных изображений и сглаживает интерактивный рендеринг, обеспечивая более быстрое понимание композиции и освещения вашей сцены.

NVidia MDL определяет свойства материала, от цвета поверхности до светового излучения поверхностей. Сюда также входят геометрические свойства поверхности, которые обычно не моделируются при геометрическом описании поверхностей, включая смещения, карты рельефа и вырезы.

Несмотря на то, что Iray является средством визуализации графического процессора, разработанным для сценариев использования в реальном времени, он также обладает многими функциями, типичными для решений ЦП, включая каустику, объемность, создание экземпляров и подповерхностное рассеяние.

Iray ориентирован на архитектуру, машиностроение, строительство, образование, производство и развлечения. Он использовался при проектировании нескольких автомобилей и является одним из лучших программ для 3D-рендеринга автомобилей. На веб-сайте NVidia можно найти информацию о некоторых проектах, в которых он участвовал.

Arnold — Программное обеспечение для рендеринга Fast CPU Ray Trading

• Цена: 45 долларов в месяц или 360 долларов в год

Arnold — это высококачественное программное обеспечение для рендеринга, разработанное Solid Angle, дочерней компанией Autodesk.Он поддерживает плагины для ряда лучших программ для 3D-моделирования, включая Maya, 3DS Max, Houdini, Cinema 4D, Katana и Softimage.

Это программное обеспечение было первоначально разработано для студии VFD Sony Pictures Imageworks и может использоваться для создания практически всего, что вы можете себе представить.

Arnold основан на быстром движке рендеринга с трассировкой лучей на базе ЦП. Это означает, что он может выполнять рендеринг в реальном времени, поэтому любые изменения, которые вы вносите во время процесса, автоматически включаются в вычисления, что ускоряет общий процесс рендеринга.

Arnold широко используется в кино- и телеиндустрии благодаря своей способности эффективно вычислять перенос света в сценах компьютерной графики и поддерживать объемные модели для создания потрясающе реалистичных изображений. Он использовался для компьютерной графики в голливудских фильмах, таких как «Гравитация», а также в анимационных фильмах, таких как «Дом монстров» и «Облачно, возможны осадки в виде фрикаделек». Он также использовался при создании популярной видеоигры The Witcher 3.

Еще одним примечательным аспектом этого популярного программного обеспечения для 3D-рендеринга является то, что его редактор материалов основан на узлах.Доступно множество предустановок, и активное сообщество пользователей постоянно добавляет их, что делает работу пользователя более настраиваемой и интуитивно понятной. Это также надежное программное обеспечение, способное бесперебойно работать даже при использовании очень больших наборов данных.

V-Ray — Лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга

• Цена: 745 долларов в год за версию V-Ray Collection

Разработанный Chaos Group, V-Ray широко считается одним из лучших программ для 3D-рендеринга на рынке. Market и предоставляет современные решения для рендеринга для кино, VFX, архитектуры, автомобильного дизайна, моды, дизайна интерьеров и других отраслей.

Это лучшее программное обеспечение для 3D-рендеринга использует предвзятый движок, который включает в себя варианты гибридного рендеринга CPU и GPU + CPU. Он использует технологию адаптивной трассировки лучей и запатентованный интеллект сцены для создания невероятно реалистичных изображений, которые почти неотличимы от реальной фотографии. Он также может точно рассчитать распределение света и физические свойства любого материала.

Это исключительно высокое качество означает, что V-Ray широко используется профессиональными командами и использовался при создании многих голливудских блокбастеров, включая Дэдпул, Железный человек 3 и Исход: Боги и короли, что дает вам представление о том, как насколько мощно это программное обеспечение.Его даже использовали в дизайне кроссовок Nike Air Max!

К счастью, его удобный интерфейс, относительно низкая цена и различные варианты приобретения делают его доступным для новичков и любителей.

Это программное обеспечение для 3D-рендеринга и анимации совместимо с большинством основных программ для создания 3D-изображений, включая 3DS Max, Maya, Revit, SketchUp, Cinema 4D и Houdini. Вы можете либо приобрести версию Collection, совместимую со всеми программами, либо за меньшую плату приобрести лицензии V-Ray, которые совместимы только с определенным другим программным обеспечением 3D.

Lumion — Лучшее программное обеспечение для архитектурного и 3D-рендеринга интерьеров

• Цена: 1817 долларов за стандартную версию, 3636 долларов за Lumion Pro

Lumion — популярное программное обеспечение для архитектурного 3D-рендеринга, быстрое, простое в использовании и позволяющее вам 3D-дизайн в изображения, видео и 360-градусные панорамы, которые вы можете просматривать в очках виртуальной реальности, за считанные секунды.

Это программное обеспечение совместимо с рядом программ САПР, включая популярные программы, такие как Autodesk Revit, ArchiCAD, 3DS Max, Vectorworks и Rhinoceros, поэтому вы можете легко загружать свои архитектурные проекты в программу визуализации.

Программное обеспечение для 3D-рендеринга Lumion предлагает обширную библиотеку материалов и объектов, включая материалы, людей, освещение, траву, небо, воду, растения, автомобили и многое другое. Вы также можете добавить широкий спектр спецэффектов. Программа способна обрабатывать ландшафты, населенные тысячами этих объектов.

Одно из преимуществ Lumion — его скорость и простота использования. Это одно из самых быстрых программ для 3D-рендеринга в мире, а его интуитивно понятный интерфейс означает, что оно идеально подходит для архитекторов и дизайнеров, желающих выполнять рендеринг собственными силами.Он также отображается в режиме реального времени, так что вы действительно можете разработать внешний вид проекта.

Доступны две версии Lumion — стандартная и Pro версия. В то время как стандартная версия предлагает только треть библиотеки контента с 1,928 моделями и ограниченными функциями рендеринга, Lumion Pro предлагает всю библиотеку контента с 5840 моделями и расширенными функциями рендеринга, такими как расширенные специальные эффекты и возможность объединять файлы проекта для использования в команде. .

Если вам понравилась эта статья:

Подпишитесь на нашу рассылку и получайте последние новости о 3D-печати, руководства для покупателей и подарки прямо на свой почтовый ящик:

9 лучших бесплатных программ для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом

3D-решения играют решающую роль в художественном проектировании.Эта передовая технология позволяет дизайнерам создавать и публиковать проекты творчески и без усилий. Это вызывает волну в архитектуре и смежных областях. Универсальные инструменты этой незаменимой технологии предлагают динамические модели. Это стало важным в дизайне интерьеров, медицине, недвижимости и розничной торговле.

Отчеты

показывают, что к 2025 году рынок программного обеспечения для 3D-рендеринга достигнет 5,72 миллиарда долларов США и будет расти со среднегодовым темпом роста 22,62%.

Что такое программа для 3D-рендеринга? Программное обеспечение

для 3D-рендеринга — это способ создания изображения на основе трехмерных данных, хранящихся в компьютере.Этот инструмент используется в области архитектуры, видеоигр, симуляторов, фильмов и телевизионных эффектов, а также визуализации дизайна.

В процессе анимации этот метод считается последним шагом, который помогает придать окончательный вид в виде визуальных эффектов моделям и анимации. Визуальные эффекты представлены в виде штриховки, теней, отражений, размытия движения и наложения текстур.

Кто пользуется ПО для 3D-рендеринга? Программа для 3D-рендеринга

может использоваться в следующих отраслях:

Основные функции программного обеспечения для 3D-рендеринга

Основные особенности программного обеспечения для 3D-рендеринга:

Тип 3D-рендеринга

3D-рендеринг можно разделить на несколько категорий:

Почему программное обеспечение для 3D-рендеринга важно? Программа для 3D-рендеринга

предлагает различные преимущества.Давайте обсудим, как!

3D-рендеринг в реальном мире

Техника 3D-рендеринга считается одним из самых популярных методов демонстрации продуктов, новых изобретений и свойств. Помогает в отображении предлагаемых инженерных проектов.

Вместо того, чтобы создавать и разрабатывать реальные рабочие модели проектов и чертежей, было бы более рентабельно создавать изображения 3D-рендеринга в области архитектуры и автомобильного дизайна.Даже инженеры используют технологию 3D-рендеринга для разработки технических решений предлагаемых проектов.

Приложение для 3D-рендеринга поддерживает области, связанные с прототипированием продуктов, аэронавтикой и медицинской визуализацией. Это помогает в разработке и отображении опыта виртуальной реальности.

На рынке представлены сотни программ для 3D-рендеринга, из которых лишь некоторые являются бесплатными с открытым исходным кодом. В этой статье вы можете изучить список высококачественных бесплатных программ для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом, которые подойдут для вашего малого и среднего бизнеса.

Сравнительная таблица бесплатного и открытого ПО для 3D-рендеринга

Бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом

1. Блендер (бесплатный и открытый исходный код)

Если вы ищете бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом для художников и небольших команд, то Blender — это подходящий выбор. Эта кроссплатформенная платформа поддерживает моделирование, анимацию, оснастку, композитинг, рендеринг, редактирование видео, симуляцию, а также создание игр.Он считается одним из лучших программ для 3D-рендеринга, который позволяет пользователям добиваться сверхреалистичного рендеринга благодаря встроенному движку отслеживания пути.

Это приложение хорошо подходит для частных лиц и небольших студий. Это многофункциональное и интуитивно понятное приложение создано совместными усилиями художников, студентов, аниматоров, художников, игровых художников, экспертов по визуальным эффектам и других профессионалов. В нем есть инструмент «жирный карандаш» для 2D-анимации в полном 3D-конвейере.

(Источник: Blender)

Особенности:

• Визуализация
• Моделирование
• Скульптура
• Анимация и оснастка
• Моделирование
• Монтаж видео
• Создание сценариев
• Создание игры
• Настраиваемый пользовательский интерфейс
• Отслеживание движения камеры и объекта
• Инструмент для смазки-карандаша
• Динамика и эффекты
• Интеграция с инструментами нескольких конвейеров
• VFX (визуальные эффекты)

2.D5 Render (бесплатно и с открытым исходным кодом)

D5 render — это бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом, которое позволяет создавать фотореалистичные визуальные эффекты с помощью рендеринга в реальном времени. Он поставляется с рядом высококачественных отобранных и оптимизированных анимированных 3D-ресурсов. Он позволяет загружать текстуры PBR с высоким разрешением непосредственно из известных источников, таких как Quixel, CCOTexture и т. Д.

С помощью современного алгоритма моделирования D5 render невероятно просто создавать красивые изображения. Хотя его версия для сообщества бесплатна, вы можете выбрать платный профессиональный план, который включает в себя больше функций и дополнительных преимуществ.

Рендер Source-D5

Особенности:

• Глобальное освещение
• Оптимизация эффекта водного материала
• Улучшение отражения стекла
• Истинные перемещения
• Безлимитный рендеринг изображений в высоком разрешении
• Полный набор функций постпроизводства
• Базовый материал / Пользовательская библиотека
• Поддержка сообщества

3 Aqsis (бесплатно и с открытым исходным кодом)

Aqsis — это бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга, которое соответствует стандарту интерфейса RenderMan, определенному Pixar Animation Studios.Это кроссплатформенное решение состоит из множества компонентов.

Двумя основными инструментами этого программного обеспечения для фотореалистичного 3D-рендеринга являются инструмент рендеринга aqsis и экспортер RIBMosaic для Blender. Он также содержит средство визуализации, компилятор шейдеров и другие типы вспомогательных компонентов.

(Источник: Aqsis)

Особенности:

• Программируемое затемнение
• Размытие в движении
• Истинные перемещения
• Качественная фильтрация и фильтрация текстур
• Полностью программируемая поддержка шейдеров
• Обработка произвольных пользовательских данных для управления постобработкой
• NURBS (Неравномерный рациональный базисный сплайн)
• Динамика и эффекты
• Освещение и моделирование
• Трубопровод
• Растушевка и текстурирование
• CSG (конструктивная твердотельная геометрия)
• Процедурные плагины

4 LuxCoreRender (бесплатно и с открытым исходным кодом)

LuxCoreRender — это программное обеспечение для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом, которое построено на физических уравнениях (моделирует поток света в реальном мире), которое помогает в формировании передачи света.Это бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга поддерживает рендеринг с расширенным динамическим диапазоном (HDR).

Это приложение может моделировать поток света, что помогает создавать реалистичные изображения фотографического качества. Он основан на современном алгоритме и может работать на любом количестве процессоров или графических процессоров. Бесплатно вы можете использовать его в приложениях с открытым исходным кодом и коммерческих приложениях. Приложение позволит вам выразить свои художественные идеи. Он поддерживает ортогональные камеры и камеры окружения для удобства архитекторов.

(Источник: LuxCoreRender)

Особенности:

• Физический рендеринг
• Гетерогенная визуализация
• Luxcore API
• Галерея (автомобильная, интерьер, экстерьер, визуализация продукта, персонажи, аннотация)
• Предвзятый и непредвзятый рендеринг
• Алгоритм рендеринга
• Материалы и текстуры
• Освещение, световые группы и объемы
• Отображение тонов
• Размытие Real Motion, глубина резкости и эффекты линз

5 Wings 3D (бесплатно и с открытым исходным кодом)

Если вы ищете мощное и простое в использовании решение для 3D-рендеринга, то Wings3D — подходящий выбор, так как он служит в качестве продвинутого средства моделирования подразделений.Это удобное приложение имеет простой интерфейс и полный набор инструментов для моделирования и выбора сетки.

В этом бесплатном решении для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом вы найдете широкий спектр инструментов моделирования, встроенное средство отображения AutoUV и настраиваемый интерфейс. Пользователь может использовать его в личных и коммерческих проектах. С помощью функции AutoUV пользователь может вырезать и развернуть изображение поверхности модели, которое можно экспортировать для рисования и текстурирования.

(Источник: Wings 3D)

Особенности:

• настраиваемый
• УФ картограф
• Цвета вершин
• Материалы и освещение
• Инструменты выделения и сетки
• Контекстно-зависимый интерфейс
• Интуитивно понятный интерфейс

6 appleseed (бесплатно и с открытым исходным кодом)

appleseed — это бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом, предназначенное для анимации и визуальных эффектов.Даже отдельные пользователи и небольшие студии могут получить полный и полностью открытый пакет рендеринга из этого приложения.

Существуют различные типы режимов рендеринга этого приложения — однопроходный рендеринг, многопроходный рендеринг, прогрессивный рендеринг, ограниченный по времени прогрессивный рендеринг, интерактивный рендеринг, редактирование сцены во время интерактивного рендеринга, спектральный рендеринг и RGB (красный, зеленый, и синий) рендеринг.

Приложение имеет физический движок рендеринга глобального освещения. В разработке этого приложения участвует небольшая международная команда талантливых добровольцев из индустрии анимации и визуальных эффектов.Это приложение используется в различных популярных проектах, таких как реклама, рекламные ролики, анимационные короткометражки и документальные телепередачи.

(Источник: appleseed)

Особенности:

• Легкий транспорт
• Режимы рендеринга
• Подповерхностное рассеяние
• Профили подповерхностного рассеяния
• Объемная визуализация
• Не фотореалистичный рендеринг
• Модели с отражением
• Размытие в движении
• Производственные особенности
• Модели камер
• Источник света Модели
• Инструменты визуализации
• Взломать
• Взаимодействие

7 Mandelbulb 3D (бесплатно)

Mandelbulb 3D — это бесплатное программное обеспечение для 3D-рендеринга, созданное для построения трехмерных фрактальных (бесконечных узоров) изображений.Приложение создает десятки нелинейных уравнений для фрактальных объектов, которые вас удивят. Освещение, цвет, зеркальность, глубина резкости, тени и эффекты свечения — все это включено в среду 3D-рендеринга. Это позволяет пользователю полностью контролировать эффекты изображения.

Это кроссплатформенное приложение для настольной компьютерной графики используется для вычисления и визуализации сложных фракталов в трех измерениях. Основная функция этого программного обеспечения — создание фрактальных изображений.Он также импортирует и экспортирует некоторые формы 3D-данных.

(Источник: Mandelbulb 3D)

Особенности:

• Анимация
• Моделирование
• Трубопровод
• Проекционные инструменты
• Рендеринг
• Создание сценариев
• Оттенок
• Текстурирование
• Рабочий процесс
• Динамика и эффекты
• Освещение

8 Kerkythea (бесплатное ПО)

Kerkythea — это бесплатное программное обеспечение, позволяющее создавать высококачественные рендеры.В наиболее эффективные сроки это полнофункциональное приложение нацелено на обеспечение наилучшего качества рендеринга. Вы найдете это приложение привлекательным для вашей художественной работы с 3D-рендерингом.

Решение упрощает задачу качественного рендеринга, предлагая необходимые инструменты, помогающие автоматизировать настройку сцены. Программа просмотра GL в реальном времени, редактор материалов, редакторы и общие настройки / параметры рендеринга служат необходимыми инструментами для художественной работы. Он использует физически точные материалы и освещение для качественной работы.

(Источник: Kerkythea)

Особенности:

• Анимация
• Техника обработки
• Создание сценариев
• Текстурирование
• Моделирование
• Поддерживаемые изображения, источники света и формы
• Камеры
• Простая настройка рендеринга

9 Arnold (30 дней бесплатно)

Arnold — это усовершенствованный модуль рендеринга трассировки лучей Монте-Карло (рендеринг трехмерных сцен), созданный для обеспечения полнометражной анимации и визуальных эффектов.Он быстро и легко визуализирует сложные сцены для художников.

Это приложение для 3D-рендеринга имеет гибкий и расширяемый API, стандартный шейдер поверхности, процедуры перестановки и назначения материалов, а также переопределения. Встроенный криптомат помогает в автоматическом создании подложек идентификаторов, что помогает в размытии движения, глубине резкости и прозрачности. Пользователи могут легко выявлять проблемы с производительностью и оптимизировать процессы рендеринга, используя обширный набор инструментов.

(Источник: Арнольд)

Особенности:

• Масштабируемый трассировщик лучей
• Размытие в движении
• Тома и экземпляры
• Адаптивная выборка
• Выражения LightPath
• Скрипты и затенение
• Освещение и моделирование
• Управление камерой
• Динамика и эффекты

Помимо упомянутого выше списка бесплатных программ для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом, набирает популярность еще одна программа — Lumion.Ниже вы можете ознакомиться с его характерными чертами.

Lumion (Популярные)

Lumion — это быстрое программное обеспечение для 3D-рендеринга красивых изображений и видео. Пользователи могут быстро рендерить захватывающие изображения жилых домов, ландшафтов, городских пространств или интерьеров. С помощью этого приложения пользователь может добавлять текстурные материалы и объекты и применять потрясающие эффекты.

Эта программа для визуализации предназначена для архитекторов и дизайнеров.Пользователь сочтет это решение простым в использовании и легким в освоении.

Из всех основных программ САПР, таких как Revit, ArchiCAD и Sketchup, это приложение предлагает безупречный импорт. Он помогает преобразовывать 3D-проекты САПР в красивые изображения, видео и панорамы 360.

(Источник: Lumion)

Особенности:

• Рендеринг в реальном времени
• Сверхбыстрый рендеринг
• Быстрый рендеринг 3D
• Массовые визуализации
• Полная совместимость
• Огромная библиотека содержимого
• Преобразование 3D-проектов САПР
• Анимация
• Импорт / экспорт данных
• Ландшафтный дизайн

Заключительное заявление

Техника 3D-рендеринга создает фотореалистичные изображения для целевой аудитории.Его используют при просмотре мультфильмов, листании журнала, просмотре рекламных щитов по утрам в дороге или при просмотре социальных сетей по телефону.

С помощью программного обеспечения для 3D-рендеринга пользователи могут взаимодействовать со своими моделями под любым углом и могут вводить точные измерения своих 3D-моделей. Дизайнеры могут быстро удовлетворить потребности своих клиентов, настроив 3D-модель. По сравнению с бумажными дизайнами гораздо проще распространять дизайны, созданные с помощью онлайн-инструмента для 3D-рендеринга.

Список бесплатного программного обеспечения для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом в этой статье позволяет дизайнерам вставлять различные объекты и символы в графическую среду. Изображения импортируются из программ 3D-моделирования.

Если вы предпочитаете более продвинутые функции программного обеспечения для 3D-рендеринга, изучите платформу GoodFirms, где вы найдете тщательно подобранный список лучших приложений для 3D-рендеринга, доступных на рынке. Если вы столкнулись с любым из вышеупомянутых бесплатных программ для 3D-рендеринга с открытым исходным кодом, не стесняйтесь поделиться своими ценными взглядами на то же самое.

Если вы ищете другие категории программного обеспечения, то щелкните здесь.

8 отличных вариантов программного обеспечения для 3D-моделирования

Возможность создавать проекты с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования может быть огромным преимуществом для любого графического дизайнера. Он позволяет создавать фотореалистичные иллюстрации и макеты, которые привлекают клиентов, а также расширять свой набор навыков для создания чертежей для продуктов и дизайна окружающей среды.

Существует много типов программного обеспечения для 3D-моделирования, но мы собираемся познакомить вас с некоторыми из самых популярных.

1. Sketchup

Sketchup mockup: расширение точки

Sketchup — это удобное приложение, которое можно бесплатно загрузить и которое отлично подходит для новичков в 3D-моделировании. Более продвинутые версии стоят денег, но вы все равно можете создавать отличные визуализации и анимацию с помощью бесплатной версии.

2. Блендер

Снимок экрана: Создание реалистичной головы в Blender (через Blender Cookie)

Blender — еще одно бесплатное приложение для 3D-моделирования.Возможности включают лепку, анимацию, фотореалистичный рендеринг и редактирование видео. Для тех, кто готов подняться на ступеньку выше, программное обеспечение также позволяет создавать полноценные 3D-игры, редактировать видео и реалистичные симуляции (например, жидкость, дым и волосы).

3. AutoCAD

Снимок экрана: Обзор AutoCAD 2014: обзор пользовательского интерфейса

Autodesk AutoCAD — одно из самых универсальных и широко используемых приложений для трехмерного моделирования. Его используют инженеры, экологические, промышленные и графические дизайнеры.В качестве дополнительного бонуса они предлагают онлайн-видео, чтобы познакомить вас с основами работы с программным обеспечением.

4. Rhino

Скриншот: Дизайн учебной машины с Rhino (через icreatia)

Rhino — это программа для трехмерного моделирования на основе кривых, которая создает математически точные модели трехмерных поверхностей. Он используется в архитектуре, промышленном, продуктовом, мультимедийном и графическом дизайне. Rhino предлагает целую библиотеку онлайн-уроков, живые классы, обучающие руководства и многое другое, чтобы помочь вам начать работу.

5. Revit

Revit: визуализация проекта

Revit

Autodesk специализируется на архитектурном проектировании и проектировании конструкций, в частности на информационном моделировании зданий (BIM). Функции позволят вам перейти от бесплатных концептуальных эскизов к анализу устойчивой энергетики с множеством возможностей совместной работы и совместной работы.

6. 3Ds Max

3DS Max: моделирование сеток и поверхностей

3ds Max® от Autodesk — это программное обеспечение для 3D-моделирования, анимации, моделирования и рендеринга, используемое в промышленном дизайне, кино, играх и анимированной графике.Дизайнеры могут воплотить свои творения в жизнь с помощью более правдоподобных текстур, человеческих движений, распущенных волос и меха, моделирования частиц и многого другого.

7. Майя

Autodesk Maya: навигация по интерфейсу и рабочему пространству Maya

Maya 3D, также разработанная Autodesk, представляет собой программное обеспечение для трехмерного моделирования, анимации, рендеринга и моделирования. Maya 3D очень похожа на 3ds Max, но менее удобна для начинающих. Он используется при разработке видеоигр, анимационных фильмов и визуальных эффектов, а также предлагает более совершенные инструменты для создания персонажей и эффектов.Вы можете начать изучение некоторых основ здесь.

8. Кинотеатр 4D

MAXON: Cinema 4D Studio

CINEMA 4D, разработанная MAXON, представляет собой приложение для 3D-моделирования, анимации и рендеринга, доступное в «4-х вариантах» — для художников анимированной графики, архитекторов, дизайнеров и 3D-аниматоров.

Он широко используется в киноиндустрии и помогает создавать анимацию в таких фильмах, как Железный человек, и Облачно, возможны осадки в виде фрикаделек. Более впечатляющие работы, сделанные в C4D, можно увидеть здесь.

Заключение

Многие из этих приложений частично совпадают по своим возможностям и могут использоваться во всех областях графики, окружающей среды и дизайна продукции. Дизайны, созданные с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования, могут иметь множество различных приложений, поэтому очень важно заранее спросить своих клиентов о предполагаемом конечном использовании дизайна.

Клиентам могут потребоваться 3D-проекты для чего угодно, от презентаций и анализа дизайна до готовых к производству файлов.Во время передачи обязательно загружайте файлы проектов в формате PNG и JPG с высоким разрешением и спрашивайте их, нужны ли им исходные файлы 3D или файлы любых других форматов, например PSD.

Идея обучения программному обеспечению для 3D-моделирования может быть пугающей, но потенциальные выгоды для бизнеса любого графического дизайнера могут быть огромными. Как и в случае с Adobe Suite, знание основ 3D может иметь большое значение. Существует множество бесплатных программ, так почему бы не начать с одного из них и перейти к более продвинутым программам?

Используете ли вы программное обеспечение для 3D-моделирования, которого не было в этой статье? Поделитесь этим ниже и расскажите, почему это круто!

Featured image: 3D-рендеринг, созданный с помощью 3Ds Max.Слева направо: концепт-кар Джомара Мачадо; Женская анатомия Сал; Дом White Shake House от Glorybound (через area.autodesk.com)

Программное обеспечение для 3D-печати — ПО для 3D-моделирования / Слайсеры / Хосты для 3D-принтеров

Обзор лучших программных инструментов для 3D-печати

Каждая 3D-печать начинается с 3D-модели, созданной в программе моделирования. Несколько лет назад нам пришлось потратить много денег и времени на приобретение и изучение программного обеспечения для моделирования. Сейчас доступно множество простых в использовании программ для моделирования, многие из которых бесплатны.Этот список включает некоторые из лучших вариантов и отсортирован по цене, а бесплатные — в алфавитном порядке.

В списке также указано, использует ли программное обеспечение твердотельное моделирование, тип трехмерного моделирования, при котором всегда создаются модели, которые являются «многогранными» или «водонепроницаемыми». Многогранная модель — это такая, в которой все стенки модели имеют некоторую толщину, необходимую для 3D-печати. Напротив, программное обеспечение, использующее полигональное моделирование, может создавать стены нулевой толщины; это хорошо для создания компьютерной графики для игр и фильмов, но бесполезно при 3D-печати моделей.Модели манифольдов можно создавать с помощью программного обеспечения для моделирования полигонов, для этого требуется больше шагов и опыта. Все программное обеспечение в этом списке может создавать модели для 3D-печати, но каждая модель, созданная с помощью программного обеспечения для твердотельного моделирования, пригодна для 3D-печати.

Кроме того, мы отметили, для какого уровня навыков пользователя предназначено каждое программное обеспечение: новичков, любителей, продвинутых пользователей и профессионалов. В общем, самые простые в использовании параметры находятся вверху, а наиболее эффективные — внизу, хотя повсюду встречаются некоторые выбросы.Большую часть этого программного обеспечения можно попробовать бесплатно, и для каждого из них есть бесплатные обучающие видео.

Быстрый переход к:

Программа для 3D-моделирования

Эти инструменты предназначены для создания моделей для 3D-печати. Некоторые из них довольно просты в использовании, а другие подходят только для профессиональных пользователей с многолетним опытом.

Tinkercad

• Цена: Бесплатно
• Твердотельное моделирование: Да
• Предназначен для: Начинающих
• В чем его особенность: Он разработан, чтобы позволить любому создавать модели для 3D-печати, и служит введением в твердотельное моделирование.

Это приложение для 3D-дизайна на основе браузера, предназначенное для начинающих. В программе реализована интуитивно понятная концепция построения блоков, позволяющая разрабатывать модели из набора основных форм. В Tinkercad есть множество учебных пособий и руководств, которые помогут любым начинающим новичкам получить дизайн, который им нужен. Он даже позволяет с легкостью обмениваться файлами и экспортировать их.

Обладая библиотекой, содержащей буквально миллионы файлов, пользователи могут находить формы, которые им больше всего подходят, и манипулировать ими по своему желанию.Он также имеет прямую интеграцию со сторонними службами печати, позволяя вам печатать и иметь свой отпечаток у дверей одним нажатием кнопки. Несмотря на то, что это может быть слишком просто до точки ограничения, это отличный способ узнать о 3D-моделировании.

Блендер

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Нет
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Это открытый исходный код, многофункциональный и включает инструменты для создания скульптур, анимации, моделирования, рендеринга, отслеживания движения и редактирования видео.

По сути, Blender охватывает многие аспекты создания 3D, включая моделирование, анимацию и симуляцию среди других. Это программное обеспечение с открытым исходным кодом требует сложного обучения и идеально подходит для пользователей, которые чувствуют себя готовыми перейти к разработке сложных 3D-моделей. Ознакомьтесь с нашими руководствами по Blender для страницы 3D-печати.

Blender — это фактически бесплатное программное обеспечение для 3D-моделирования, которое изначально предназначалось для 3D-анимации и рендеринга с использованием методов полигонального моделирования. Несмотря на свое происхождение как программное обеспечение для художников, оно считается вполне доступным.Одна из интересных особенностей программы — опция фотореалистичного рендеринга. Это придает моделям вид реализма, которого могут достичь немногие бесплатные программы.

BRL-CAD

• Цена: Бесплатно
• Твердотельное моделирование: Да
• Предназначен для: Опытных пользователей
• В чем его особенность: Разработан и используется армией США для поддержки баллистических и электромагнитных анализов. Также включает инструменты трассировки лучей и геометрического анализа.

Это программное обеспечение с открытым исходным кодом представляет собой усовершенствованную систему твердотельного моделирования с интерактивным редактированием геометрии. Судя по всему, он используется военными США для моделирования систем вооружения, показывая, что он довольно надежен, но при этом очень продвинут. BRL-CAD предлагает высокий уровень точности благодаря использованию определенных координат для упорядочивания геометрических фигур.

Он предлагает большую библиотеку простых и сложных форм, которые пользователи могут воплотить в свои собственные проекты. Они могут принимать разные формы и комбинировать их на досуге.Раньше программное обеспечение было довольно дорогим, однако несколько лет назад оно было переведено на открытый исходный код. В ее арсенале более 400 инструментов. Он также работает на больших скоростях, особенно с учетом того, насколько плотны его функции.

DesignSpark Механический

• Цена: Бесплатно
• Твердотельное моделирование: Да
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Библиотека 3D-моделей от промышленных поставщиков и возможность создавать спецификации для проектов.Также доступны электрические и CAD-инструменты для печатных плат.

Это отличное и бесплатное программное обеспечение САПР идеально подходит как для профессионалов, так и для продвинутых любителей. Пользовательский интерфейс относительно прост, а программное обеспечение работает быстро, что означает эффективное проектирование. У вас также есть возможность создать ведомость материалов, в которой рассчитывается стоимость печати потенциальных проектов 3D-дизайна.

DesignSpark Mechanical позволяет пользователям использовать встроенную библиотеку для смешивания с собственными чертежами.Еще одна функция, которая может оказаться полезной для новых пользователей, — это функция вытягивания, которая позволяет пользователям создавать 3D-модели только на основе поверхности. Он многофункциональный для бесплатного программного обеспечения и довольно удобен для начинающих.

FreeCAD

• Цена: Бесплатно
• Твердотельное моделирование: Да
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Модели полностью параметрически и пересчитываются по запросу с помощью стека отмены / повтора.Другие функции включают роботизированное моделирование, архитектурные инструменты и модуль траектории для CAM (автоматизированное производство).

Инструмент параметрического 3D-моделирования с открытым исходным кодом, позволяющий создавать реальные объекты любого размера. Параметрический компонент упрощает редактирование вашего дизайна. Просто перейдите в историю своей модели и измените параметры, и у вас будет другая модель. Как следует из названия, на самом деле это совершенно бесплатно. Плюс в том, что ни один из инструментов не заблокирован за стеной заработной платы, поэтому вы можете настраивать свои модели по своему желанию.

Это не лучший вариант для профессиональных целей, но это отличный инструмент для обучения. Несмотря на то, что это базовые опции и элементы дизайна, стоит попробовать, если вы новичок и не хотите вкладывать деньги во что-то, прежде чем окунетесь в воду.

OpenSCAD

• Цена: Бесплатно
• Твердотельное моделирование: Да
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Созданные для программистов модели создаются с помощью сценариев набора текста.

OpenSCAD — бесплатное программное обеспечение с множеством функций и уникальным способом создания моделей. Это программное обеспечение использует программный подход к 3D-моделированию, что делает его уникальным дополнением к этому списку программных инструментов для 3D-печати. Вместо традиционного интерфейса интерактивного моделирования пользователи пишут код в файле сценария, который описывает параметры трехмерного объекта. После того, как вы ввели свой код, вы можете просмотреть созданные вами формы, нажав кнопку «скомпилировать».

Еще одна замечательная функция OpenSCAD — это возможность импортировать двухмерные чертежи и выдавливать их как трехмерные.Он использует профиль детали из чертежей, сделанных в стандартной программе для создания эскизов, и для этого использует файл SXF. Благодаря тому, что OpenSCAD уделяет больше внимания программированию, одним может понравиться, а другим — оттолкнуть. Тем не менее, это по-прежнему мощный инструмент.

Крылья3D

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Нет
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Моделирование полигонов позволяет создавать более органичные формы.Доступ к стандартным инструментам можно получить из контекстного меню.

Wings3D — еще один инструмент многоугольной модели с открытым исходным кодом. Несмотря на то, что это бесплатное программное обеспечение, оно поставляется с широким набором инструментов для создания сетки и выделения. Такие инструменты, как зеркало, упрощают симметричное моделирование. Поскольку это программа для начинающих, она очень удобна в использовании и требует стабильного обучения. Такие функции, как настраиваемые горячие клавиши и простой в использовании интерфейс, указывают на его статус идеального инструмента для начинающих.

Несмотря на простоту использования, у него нет недостатка в полезных функциях, таких как плоская резка, пересечение, вставка, изгиб, протягивание, округление и отвес, что делает его пригодным для некоторых очень впечатляющих моделей.Он также поддерживает очень широкий спектр форматов файлов как для импорта, так и для экспорта. Несмотря на его простой и незамысловатый вид, его определенно стоит проверить, если вы только начинаете.

3D Slash

• Цена: Бесплатная веб-версия; Премиум-лицензия стоит 24 доллара в год, а коммерческая лицензия — 240 долларов в год
• Твердотельное моделирование: Да
• Предназначен для: Начинающих и любителей
• Что делает его особенным: Модели создаются путем «срезания» 3D-блоков для придания им нужной формы.

3D Slash фокусируется на предоставлении программного обеспечения для проектирования с уникально интересным пользовательским интерфейсом и достаточным количеством расширенных функций для работы с высоким уровнем точности. Вы также можете создавать логотипы и трехмерный текст с помощью этого программного обеспечения. 3D Slash можно использовать бесплатно и идеально подходит для новичков, однако существует ряд ценовых пакетов, в которые добавляются функции для совместного или коммерческого использования в зависимости от потребностей потребителя. Кроме того, бесплатные версии имеют ограничения в отношении функций, более высоких разрешений и цветов, которые вы можете применить.Это интуитивно понятный интерфейс со стилем вырезания блоков для создания фигур, что делает его достаточно простым в использовании для всех.

Даже если вы не можете найти творческую искру, чтобы создать дизайн с нуля, существует множество файлов, доступных для загрузки, которые вы можете импортировать, а затем разрезать на что-то новое. Новые функции, такие как режим курсора, который значительно упрощает дизайн интерьера, являются отличным дополнением. Помимо возможности работать в стандартном режиме, его также можно использовать с гарнитурами VR.Хотя блочный стиль может быть ограничен с точки зрения диапазона форм, которые можно сделать, и менее приятен для глаз, он, тем не менее, эффективен и практичен. Есть немного программного обеспечения, которое так же быстро от концепции до конца, как 3D-косая черта.

SketchUp

• Цена: Бесплатная веб-версия; Pro версия стоит 299 долларов в год
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Начинающих и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Интуитивно понятный и мощный, с библиотекой моделей, созданных пользователями и изготовителями.

SketchUp — еще одно хорошее программное обеспечение для моделирования, поскольку оно поддерживает баланс между удобством использования и функциональностью, что делает его идеальным для большинства уровней квалификации. Программное обеспечение отличается легкостью обучения, а для профессионалов за дополнительную плату доступны расширенные функции. Он особенно хорош для разработки архитектурных проектов интерьера и экстерьера, но также имеет инструменты для множества других целей.

Все сложное может занять много времени, но более простые конструкции не отнимают слишком много времени.Также доступны бесплатная версия SketchUp Make и платная версия с дополнительными функциями SketchUp Pro.

Fusion 360

• Цена: Бесплатно для личного использования и стартапов, 595 долларов в год за коммерческую лицензию
• Твердотельное моделирование: Да
• Назначено: Любителям профессионалам
• Что делает его особенным: Множество функций, таких как моделирование и создание инструментов, генеративное проектирование, моделирование, сборки, совместная работа, 3D-печать и CAM.

Это уникальное дополнение к списку программных инструментов для 3D-печати. Fusion 360 — это облачная программа трехмерного САПР, которая использует возможности облака для объединения команд дизайнеров и совместной работы над сложными проектами. Еще одним преимуществом облачной платформы является то, что Fusion хранит всю историю модели, включая изменения в ней. Доступны многочисленные варианты дизайна, включая моделирование произвольной формы, твердое тело и сетку.

Fusion 360 работает на основе ежемесячной подписки.Разработчики также регулярно обновляют функции, улучшая их по мере появления новых выпусков. Он работает на нескольких платформах и позволяет пользователям получать доступ к своей информации где угодно.

MoI 3D

• Цена: $ 295
• Твердотельное моделирование: Да
• Предназначен для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Может создавать гладкие сетки на основе моделей САПР и удобен для перьевого планшета.

Сокращенно от «Момент вдохновения», MoI предлагает элегантный пользовательский интерфейс и мощный набор инструментов САПР для пользователей, специализирующихся на полигональном моделировании. Программа поставляется с расширенными логическими функциями, которые позволяют быстро создавать модели с твердой поверхностью. Это удобное программное обеспечение, использующее систему моделирования NURBS.

Хотя это не бесплатно, но дешевле, чем у некоторых из его конкурентов. В нем много функций, но он не загроможден бессмысленными функциями. Система, использующая кривые и логические значения, также ускоряет рабочий процесс.

Rhino3D

• Стоимость: $ 995
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Опытных пользователей и профессионалов
• Что делает его особенным: Очень мощный и полный функций для моделирования, анализа, рендеринга, 3D-захвата, CAM и 3D-печати.

Компания, разработавшая это программное обеспечение, позиционирует его как самого универсального в мире разработчика 3D-моделирования. Программное обеспечение доступно для загрузки в различных пакетах на их веб-сайте по разным ценам.Программа использует точную математическую модель, известную как NURB, позволяющую манипулировать точками, кривыми, сетками, поверхностями, твердыми телами и т. Д. Самыми разными способами. В конечном итоге, учитывая диапазон конструктивных особенностей, доступных в Rhino3D, трудно оспорить его заявления о непревзойденной универсальности при создании сложных 3D-моделей.

Пользователи отметили, что программное обеспечение может быть очень сложным для изучения. Это естественный компромисс между возможностями и удобством для пользователя, которые приходится делать многим дизайнерам при создании детализированного программного обеспечения.Хотя это не самое точное программное обеспечение для определения намерений пользователей, оно является одним из лучших на рынке.

Modo

• Цена: 599 долларов в год или 1799 долларов за бессрочную лицензию
• Твердое моделирование: Нет
• Назначено: Любителям профессионалам
• Что делает его особенным: Процедурное моделирование и удобные для художников инструменты для моделирования, анимации, текстурирования и рендеринга.

Modo предоставляет креативные инструменты моделирования трехмерных многоугольников и поверхностей с разбиением с большой гибкостью, позволяя создавать как органические модели произвольной формы, так и прецизионные сетки с использованием одного и того же программного обеспечения.Это программа профессионального уровня с рядом функций, разработанная для продвинутых 3D-дизайнеров, и цена отражает это.

Несмотря на то, что это не самое удобное программное обеспечение, оно содержит большой набор функций и при этом работает без сбоев. Скорость программного обеспечения особенно очевидна с точки зрения текстур запекания. Он также работает с партнерским программным обеспечением и расширениями в качестве дополнительных настроек.

Кинотеатр 4D

• Цена: 720 долларов в год или 3945 долларов за бессрочную лицензию
• Твердое моделирование: Нет
• Назначено: Любителям профессионалам
• Что делает его особенным: Интуитивно понятный интерфейс, параметрическое моделирование и процедурный рабочий процесс.

Это чрезвычайно мощный инструмент трехмерного моделирования, позволяющий создавать сложные трехмерные конструкции. Достаточно ровная кривая обучения Cinema 4D делает его доступным для новичков, которых пугает программное обеспечение с расширенными функциями. Программа регулярно обновляется бесплатными пакетами обновлений, которые помогают оптимизировать ее работу в различных операционных системах.

Удобные для пользователя параметры представляют отпечатки очень доступными способами. Параметры масштабирования и затенения значительно упрощают моделирование. Инструмент для скульптинга — отличный пример того, почему это программное обеспечение идеально подходит для редактирования моделей и уже существующих файлов.

SolidWorks

• Цена: 1295 долларов в год или 3995 долларов за бессрочную лицензию
• Твердотельное моделирование: Да
• Назначено: Любителям профессионалам
• Что делает его особенным: Мощное дерево редактирования и инструменты для производства, сборки, моделирования, сметы, CAM и 3D-печати.

Переходим к SolidWorks. Это программа САПР, которую часто используют профессиональные 3D-дизайнеры.Включено множество дополнительных функций, таких как инструменты проверки конструкции и обратное проектирование. Solidworks поставляется в трех разных пакетах, в зависимости от того, какие именно функции вам нужны.

Solidworks тяготеет к индустриальной стороне вещей. Это практично и подробно. В то время как большинство программ имитируют кривые через плавно наклонные плоские конструкции, Solidworks использует систему нурб, которые создают средние значения кромок для получения фантастически детализированных кривых. Он устраняет только полигональное моделирование, вместо этого выбирая размерные эскизы.В результате изменение размера становится намного проще.

Майя

• Цена: 1545 $ / год
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Опытных пользователей и профессионалов
• Что делает его особенным: Процедурные эффекты и мощные инструменты для создания мира и персонажей.

Maya, в первую очередь предназначенная для профессионалов в области анимации, полезна для многих аспектов 3D-моделирования, особенно с точки зрения математически гладких поверхностей и форм.Maya изначально задумывалась как программа для 3D-анимации, но она также очень полезна для 3D-печати. Таким образом, многие параметры интерфейса больше напоминают скульптуру и анимацию.

Maya больше подходит для художественной печати. Он имеет быстрый движок рендеринга и лучше всего подходит для детализированных моделей со многими сложностями. Обратной стороной является то, что это очень дорого (в конце концов, это же программное обеспечение, используемое для высокобюджетных фильмов CGI |). Тем не менее, он позволяет реалистично отображать отражение и цвет в программном обеспечении с плавной работой.

3DS Макс

• Цена: 1545 $ / год
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Опытных пользователей и профессионалов
• В чем его особенность: Опытные пользователи и профессионалы

Еще одна программа, ориентированная на анимацию, 3DS Max предлагает отличные функции трехмерного моделирования, такие как инструменты затенения, параметрическое моделирование сетки и моделирование полигонов. Это программное обеспечение только для Windows является фаворитом разработчиков видеоигр, многих телевизионных коммерческих студий и студий архитектурной визуализации.

Изобретатель

• Цена: $ 1985 / год
• Твердотельное моделирование: Да
• Предназначен для: Опытных пользователей и профессионалов
• Что делает его особенным: Создан специально для проектирования изделий и инженерных приложений и оснащен инструментами для моделирования и производства.

Программа Inventor 3D CAD позволяет проектировать механическое оборудование в 3D на профессиональном уровне. Программа поставляется с вариантами моделирования произвольной формы, прямого и параметрического моделирования.Кроме того, вы также получаете средства автоматизации и моделирования.

Разработанный Autodesk, Inventor поставляется в различных пакетах в зависимости от уровня подготовки (студенческий, профессиональный и т. Д.). Одна из замечательных особенностей Inventor — это то, как они улучшают программное обеспечение с учетом отзывов пользователей. Новые версии включают улучшения визуального представления данных и возможность легко ссылаться на сторонние разработки без необходимости конвертировать форматы файлов.

Слайсеры и хосты для 3D-принтеров

Второй раздел этого списка лучших программных инструментов для 3D-печати посвящен программам, которые помогут вам выполнить 3D-печать.Слайсеры — это самый простой способ перейти от 3D-модели к печатной детали, потому что они берут модель САПР, разрезают ее на слои и превращают модель в G-код. Программное обеспечение слайсера также включает настройки 3D-принтера, такие как температура, высота слоя, скорость печати и т. Д., В G-код. 3D-принтер может считывать этот G-код и создавать модель слой за слоем, следуя инструкциям, установленным в G-коде.

Ultimaker Cura

Несмотря на название, Cura можно использовать практически с любым 3D-принтером, поскольку это слайсер с открытым исходным кодом.Программа идеально подходит для начинающих, потому что она интуитивно понятна и быстра. Прежде всего, им легко пользоваться. Более опытные пользователи могут получить доступ к еще 200 настройкам для улучшения своих отпечатков.

Упростить3D

Simplify3D — чрезвычайно мощный инструмент премиум-класса для нарезки, который помогает значительно улучшить качество 3D-печати. Simplify3D не только разбивает ваш САПР на слои, он также исправляет любые проблемы с вашими моделями и позволяет вам предварительно просмотреть конечный результат, помогая в дальнейшем выявить любые другие проблемы.Опытным пользователям нужно будет решить, стоит ли платить за премиум-функции по сравнению со слайсерами с открытым исходным кодом.

Slic3r

Это программное обеспечение с открытым исходным кодом включает в себя добавочную нарезку в реальном времени, предварительный просмотр в 3D и многое другое. Это один из наиболее широко используемых программных инструментов для 3D-печати. Постепенная нарезка в реальном времени гарантирует, что при изменении параметра нарезку не нужно начинать с нуля. Пересчитывается только G-код для затронутых деталей. Конечным результатом является быстрая, гибкая и точная программа нарезки.

Рептье

Это программное обеспечение слайсера с открытым исходным кодом поддерживает три различных механизма нарезки; Slic3r, CuraEngine и Skeinforge. Repetier также может одновременно обрабатывать до 16 экструдеров с различными типами и цветами волокон, и вы можете визуализировать конечный результат перед печатью. Требуется много настроек и много доработок, что делает Repetier идеальным для более продвинутых пользователей. Вы также получаете удаленный доступ к своим принтерам с помощью Repetier host.

KISSlicer

Это программное обеспечение для нарезки хорошо выполняет свою работу, хотя пользовательский интерфейс довольно прост.Тем не менее, если вам просто нужен слайсер, обеспечивающий отличные результаты, используйте KISSlicer. Обратите внимание, что базовая версия предназначена только для станков с одной головкой. Для машин с несколькими головками вам понадобится PRO версия.

ideaMaker

Этот бесплатный слайсер распространяется Raise3D и обеспечивает быстрое и простое нарезание для большинства 3D-принтеров. Члены группы могут совместно использовать профили печати, а опоры могут быть размещены автоматически или вручную. Инструмент адаптивной высоты слоя позволяет программному обеспечению настраивать высоту слоя в зависимости от уровня детализации модели, повышая качество печати при минимальном времени печати.Также доступен удаленный мониторинг и управление.

OctoPrint

Бесплатный веб-интерфейс с открытым исходным кодом, позволяющий удаленно управлять и контролировать 3D-принтеры. Он совместим с большинством 3D-принтеров и позволяет пользователям просматривать свои отпечатки с помощью встроенной веб-камеры. Печать можно запускать, приостанавливать и останавливать удаленно, а также доступны плагины для отслеживания статистики печати и отправки push-уведомлений о ходе выполнения задания.

3D-принтер OS

Это отличное программное обеспечение для управления облачным 3D-принтером стоит недешево.Основная идея — управление всем процессом 3D-печати с помощью одной платформы. Пользователи могут редактировать и восстанавливать проекты, вырезать файлы STL из облака и даже отправлять файлы на печать из любой точки мира. Программное обеспечение также имеет возможность обмениваться файлами САПР.

История по теме

Проектирование для аддитивного производства (DFAM)

История по теме

Рекомендации по проектированию для 3D-печати нитей, смолы и порошкового слоя

История по теме

Как решетчатые конструкции, напечатанные на 3D-принтере, улучшают механические свойства

Каковы лучшие альтернативы программному обеспечению для 3D-рендеринга на 2021 год?

Люмион 3D

Это популярное программное обеспечение для рендеринга, которое особенно полезно для архитекторов, которым нужно работать с множеством предметов экстерьера.Его простой пользовательский интерфейс и мощные инструменты позволяют легко создавать уникальные дизайны без особых усилий. Кроме того, он совместим практически со всеми доступными на рынке программами для рендеринга, включая САПР. Таким образом, независимо от вашего программного обеспечения САПР или предыдущего опыта рендеринга вы можете импортировать свои модели в Lumion и в считанные минуты приступить к лепке и формированию реального или концептуального контекста вокруг них.

Арнольд

Arnold — отличное программное обеспечение, разработанное в первую очередь для геймеров, которое позволяет выполнять 3D-рендеринг в реальном времени, упрощая внесение изменений в текущие вычисления во время рендеринга.Это дает пользователям больший контроль над этапом компоновки и позволяет им добиться желаемого внешнего вида с меньшими затратами времени. Arnold упрощает все, будь то простые элементы управления или чистый, согласованный API. Arnold также поддерживает объемное изображение и имеет редактор материалов на основе узлов, что делает процесс чрезвычайно интуитивно понятным.

Корона рендерер

Поскольку это относительно новое программное обеспечение в индустрии архитектурной визуализации, Corona Renderer не так хорошо известен, как другие альтернативные имена в этом списке.Corona — одно из самых быстрых программных решений для рендеринга, доступных в настоящее время, даже несмотря на то, что в нем отсутствуют такие функции, как рендеринг скорости.

Визуализация

Viz Render — это продукт Autodesk. Это универсальная платформа для композитинга, 3D-рендеринга и воспроизведения видео в реальном времени, которую можно использовать в различных сценариях создания графики и видео. Он включает в себя несколько конвейеров рендеринга, которые могут работать одновременно.

Mental Ray

Хотя существует путаница между Mental Ray и Mental Ray, она заняла свою нишу в мире программного обеспечения для рендеринга.Создатели программного обеспечения попытались создать мощный движок рендеринга с широким набором инструментов и функций. Он имеет простой в использовании пользовательский интерфейс, что делает его более доступным для новых пользователей. Mental Ray основан на технологии NVidia CUDA и может выполнять рендеринг на GPU и CPU.

Лучшее программное обеспечение для 3D-моделирования и рендеринга в 2021 году

Независимо от того, новичок вы или имеете опыт в 3D-моделировании, для получения наилучших результатов вам понадобится подходящее программное обеспечение. Но есть много разных вариантов на выбор!

Хорошая новость в том, что вы обязательно найдете программу, которая соответствует вашим потребностям и бюджету.

Статьи по теме:

Посмотреть все ресурсы

Лучшее программное обеспечение для 3D-моделирования и рендеринга для дизайнеров, архитекторов и цифровых художников

Вот краткое описание лучшего программного обеспечения для 3D-моделирования и рендеринга на 2021 год.

Autodesk 3DS Max

(Изображение предоставлено Autodesk)

Autodesk 3ds Max — надежная программа для создания анимации и 3D-рендеринга. Он очень подробный, со всеми необходимыми функциями, но не слишком сложен в использовании.

3ds Max идеально подходит для быстрого рендеринга и моделирования. Обширный набор инструментов позволяет проявить творческий подход с полным контролем над результатом.

Однако это недешево. Вы можете платить ежемесячно, ежегодно или купить подписку на 3 года. В любом случае это продвинутое программное обеспечение для рендеринга будет стоить вам больших денег.

Майя

(Изображение предоставлено Autodesk)

Maya — это мощная программа для 3D-моделирования, требующая длительного обучения. Он идеально подходит для создания анимаций, симуляций и 3D-моделей.

Он также может отображать ваши готовые продукты, так что они готовы к употреблению в мир!

Но не рекомендуется новичкам и любителям. Это сложное программное обеспечение, и потребуется время, чтобы его освоить.

Revit

(Изображение предоставлено Autodesk)

Другая программа Autodesk, Revit, идеально подходит для создания 3D-моделей архитектуры BIM. Он поставляется с удобной интеграцией и облачными инструментами для совместной работы для простоты использования.

Это к тому же очень дорогое удовольствие, поэтому проверьте, подходит ли Revit вашим потребностям!

Unreal Engine

(Изображение предоставлено Epic Games)

Unreal Engine — одно из самых популярных программ для моделирования и рендеринга в реальном времени.Он имеет широкий спектр применения, от создания анимации и игр до трехмерных архитектурных моделей.

Он также мощный и доступный, с сотнями бесплатных руководств, которые помогут вам начать работу. Это также делает его идеальным для начинающих.

Но самым большим преимуществом является то, что им можно пользоваться совершенно бесплатно. Это не будет стоить вам ни цента, если вы не выпустите игру и не заработаете много денег.

Unreal Engine будет требовать 5% роялти только в том случае, если ваш валовой доход превышает 1 миллиард долларов.Но это не относится к большинству людей, поэтому вы можете использовать его бесплатно!

Единство

(Изображение предоставлено: Unity Technologies)

Unity завоевала популярность среди разработчиков игр благодаря мощному набору инструментов. Это отличный вариант для 3D-моделирования и рендеринга.

У него короткая кривая обучения, что позволяет легко начать использовать эту программу. Но функции впечатляют и позволяют создавать любые модели или трехмерные модели, которые вы только можете себе представить.

Простой и эффективный интерфейс упрощает навигацию и использование Unity.Это настоящий бонус по сравнению с некоторыми из более сложных программ.

Он также имеет преимущество совместимости с компьютерами Mac, Windows и Linux. Итак, это универсальное решение.

Блендер

(Изображение предоставлено Blender)

Blender — это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом для создания анимации и 3D-рендеринга. В нем есть все необходимые инструменты, от трехмерного моделирования и фотореалистичного рендеринга до редактирования видео.

Это программное обеспечение имеет важную библиотеку расширений и одинаково хорошо работает в Linux, Windows или Mac OS.

SketchUp

(Изображение предоставлено Trimble)

SketchUp — отличная программа для 3D-моделирования. Вы можете использовать его для легкого проектирования и создания 3D-моделей любого типа.

Это простой инструмент, но с расширенными функциями. Это позволяет любому попробовать свои силы в 3D-моделировании. Вы также можете настроить свой рабочий процесс с помощью полезных расширений.

Для рендеринга проектов SketchUp вам необходимо подключить плагин рендеринга, например VRay. Как только вы это сделаете, вы получите универсальное решение для 3D-моделирования и рендеринга.

Corona Renderer

(Изображение предоставлено Чоасом)

Corona Renderer — это механизм рендеринга, который без проблем работает с другим программным обеспечением для моделирования. Пользовательский интерфейс прост и понятен,

Эта программа обеспечивает высококачественные фотореалистичные результаты. Он содержит множество полезных функций, которые дают вам больше контроля и улучшают визуализированный продукт.

Месячная подписка доступна по доступной цене и предлагает отличное соотношение цены и качества. Доступно как для новичков, так и для профессионалов.

VRay

(Изображение предоставлено: Хаос)

VRay — еще одна фантастическая программа для рендеринга. Он популярен среди крупных и малых компаний в отрасли.

Он универсален и совместим с большинством программ для анимации и творчества. Кроме того, он дает превосходные результаты благодаря технологии адаптивной трассировки лучей.

Эта функция отличает его от других, рассчитывая распределение света для получения реалистичных результатов.

Это недешево, но более доступно, чем самые дорогие программы.Это делает его хорошим средством рендеринга среднего уровня, подходящим для любого уровня навыков.

Итоги лучшего программного обеспечения для 3D-моделирования и рендеринга

Итак, у вас есть краткое изложение лучшего программного обеспечения для 3D-моделирования, а также лучшего программного обеспечения для архитектурного рендеринга в 2021 году. Если вы нашли эту статью полезной, дайте мне знать в комментариях или оставьте свои вопросы ниже.