Лучшие 3д программы. Объемные модели из фотографий

Большинство людей, начинающих знакомство с трехмерной анимацией, бросают это дело, как только узнают, сколько времени и сил нужно потратить на создание 3D-моделей. Действительно, в традиционных пакетах для создания 3D-анимации (таких как 3ds Max, Maya, Blender и пр.), в основном, используется моделирование вручную. За основу моделей берутся примитивы - простые геометрические фигуры - которые затем видоизменяются при помощи специальных инструментов. Процесс этот трудоемкий и требующий усидчивости и терпения.

Однако существуют программы, в которых реализован иной подход к созданию 3D-анимации. Всю «черную» работу по созданию моделей разработчики берут на себя, и пользователю предлагаются уже готовые наборы библиотек, из которых он может выбирать подходящие элементы. Таким образом, если конечная цель - спроектировать дизайн интерьера, не нужно тратить время на моделирование каждого стула и окна, достаточно просто сделать 3D-проект по заданному плану и расставить готовые модели на свои места. А если захотелось создать 3D-анимацию, в которой принимают участие трехмерные персонажи, пользователю может быстренько отредактировать готовые модели, добившись нужных черт лица, и визуализировать проект.

Понятно, что программы для «быстрого» 3D-моделирования не дают так много простора для творчества, как более сложные трехмерные редакторы, но зато они более доступны для широкого круга пользователей и позволяют приобщиться к миру 3D даже тем, чья профессия не имеет к нему никакого отношения.

Когда речь заходит о 3D-редакторах, как правило, подразумевается, что в них есть средства для трехмерного моделирования. В этом смысле DAZ Studio - необычный редактор, ведь в нем нет практически никаких инструментов для моделлинга. Эта программа, скорее, напоминает виртуальную площадку для игры в кукол или в другие ролевые игры. Пользователю предлагаются готовые модели, которые он может размещать в сцене по собственному усмотрению и изменять их позы.

Некоторые модели доступны в DAZ Studio сразу после установки, и на них можно оценить, как работает программа. Попробуйте, например, Genesis (доступен в архиве с дистрибутивом, но устанавливается отдельно). Это - модель человека с множеством детальных параметров для изменения внешнего вида. Изменяя положение нескольких ползунков, можно достигать практически любых форм - от супермена с огромными мускулами до стройной девушки. На модели Genesis также можно потренироваться в изменении поз, заставив персонажа сидеть или лежать. И никаких проблем с некорректной работой костей - все модели используют инверсную кинематику, то есть их виртуальная структура костей естественна. Если поднять руку персонажа вверх, то ладонь тоже поднимется, если вытянуть руку вперед, модель согнет спину так, как это делает человек.

Трехмерные модели можно не только размещать в сцене должным образом, но и одевать. Этот процесс тоже максимально автоматизирован - подберите подходящую одежду, и она сама ляжет по фигуре модели. Если же в каких-то местах возникают ошибки, и ткань проходит через кожу, можно легко подправить это при помощи инструментов программы.

Конечно же, для того чтобы с DAZ Studio было работать интересно, вам понадобятся дополнительные модели. И вот тут-то становится понятно, на чем разработчики зарабатывают деньги. Сама программа бесплатная, модели в ней создать невозможно, а на официальном сайте их можно… правильно, купить. Выбор огромен: тут и фигуры людей, и модели животных, и различные аксессуары, в числе которых транспортные средства, одежда, элементы окружающей среды. В общем, все для создания виртуального мира.

Компания Reallusion хорошо известна своей программой CrazyTalk, которая превращает изображения в говорящих 3D-персонажей. iClone - более сложная программа, хотя создание трехмерных анимированных аватаров - одна из тех задач, которые с ее помощью получается решать особенно хорошо. Просто загрузите в программу фотографию (обязательно нужно, чтобы лицо на портрете было изображено крупным планом), выберите 3D-персонажа, на голову которого будет «натянуто» изображение и подкорректируйте положение основных элементов лица с помощью специальных маркеров. За считанные минуты фотоснимок превратится в 3D-модель, которую можно затем заставить разговаривать и двигаться.

Упор в iClone сделан на анимацию персонажей - программа предлагает сразу несколько вариантов оживления 3D-моделей. Один из них - технология HumanIK, лицензия на которую была приобретена у компании Autodesk, разработчика 3ds Max, Maya и Softimage. В процессе анимации пользователь может почувствовать себя актером, управляющим марионетками. Просто укажите точку на скелете персонажа и задайте для нее нужное движение. При этом разными частями тела можно управлять от отдельности, например, сначала настроить анимацию нижних конечностей, затем перемотать временную шкалу на первый кадр и заняться оживлением верхних.

Трехмерные сцены, создаваемые в iClone, могут содержать практически все те же компоненты, которые обязательны для профессиональных 3D-редакторов. Хотите изменить освещение? Нет проблем! А может, добавить еще одну камеру? Пожалуйста! Проект также может содержать музыкальное сопровождение, но самая потрясающая возможность iClone - поддержка технологии захвата движения. Для этого, правда, понадобится дополнительное оборудование (специальные датчики), но если оно у вас есть, вы сможете с интересом наблюдать, как 3D-персонажи в iClone повторяют за вами все движения. Такой инструмент особенно понравится детям, которые могут сами разыгрывать сценки, а затем смотреть, как их движения переносятся в виртуальный мир.

В отличие от программ, рассмотренных выше, Sculptris не предлагает готовых 3D-моделей. Однако в этой программе реализован столь удобный подход к моделированию, что создавать собственные трехмерные объекты несложно. Вместо того, чтобы придавать модели форму, работая с полигонами, ребрами и вершинами, в Sculptris можно просто лепить объекты как из пластилина. В распоряжении пользователя есть разнообразные виртуальные кисти, имеющие разный профиль.

Используя эти нехитрые инструменты, можно создавать в исходных поверхностях углубления или наоборот, наращивать их, выдавливая наружу. Силой воздействия на объект можно легко управлять. Также настраивается радиус воздействия инструмента, жесткость кисти и другие необходимые параметры.
По умолчанию в Sculptris используется симметричный режим моделирования, который удобен для создания лиц людей или морд животных. В этом случае по центру модели проходит условная плоскость симметрии, и все изменения, которые пользователь вносит с одной стороны модели, симметрично отражаются с другой. Если для текущего проекта предпочтительнее использовать ассиметричный режим, его можно без труда включить.

В Sculptris нет инструментов анимации, а возможности оформления моделей сводятся к рисованию разными цветами по их поверхности. Для текстурирования можно использовать и рисунки из графических файлов. Но в целом, Sculptris, как правило, стоит применять в связке с другими приложениями для создания 3D-графики. Благо, программа поддерживает экспорт в популярный формат OBJ, с которым работают почти всеми 3D-редакторами.

К сожалению, ждать от Sculptris новых возможностей в будущем не приходится. Некогда перспективный проект пару лет назад был приобретен компанией Pixologic, разрабатывающей схожий по функциональности коммерческий продукт ZBrush. С тех пор развитие Sculptris было заморожено, поэтому если хочется больше возможностей моделирования и раскрашивания персонажей, нужно переходить на ZBrush. Проекты, созданные в Sculptris, в коммерческой программе от Pixologic поддерживаются.

Быстрое создание архитектурных проектов

3D-графика - это не только анимация и персонажи, но и виртуальные интерьеры и экстерьеры. Для быстрого создания архитектурных проектов можно использовать бесплатные программы SketchUp и Sweet Home 3D . Первый до недавнего времени разрабатывался компанией Google, и в нем реализован доступ к бесплатному репозиторию моделей Google 3D Warehouse. Прямо из программы можно скачать множество готовых моделей зданий, заборов, предметов мебели, окон, дверей, фонтанов, клумб, деревьев и пр. Тут есть специальный инструмент для быстрого создания стен зданий, а также линейка для соблюдения точных размеров.

У Sweet Home 3D нет такого властного покровителя, как Google, но, тем не менее, проект вполне успешно развивается уже много лет. На сайте проекта можно найти сотни бесплатных 3D-моделей, созданных пользователям программы, а удобная функция импорта поможет внедрить загруженную модель в готовый проект. При помощи Sweet Home 3D удобно строить по чертежу или наброску, в программе есть удобные инструменты для создания комнат, добавления этажей и возведения лестниц.

Железный вопрос

Создание трехмерной графики всегда требует значительных аппаратных ресурсов, даже если речь идет не о профессиональных редакторах, а о программах для «быстрого» создания 3D. Поэтому если в вашем распоряжении есть только старенький ноутбук, работающий под Windows XP, вряд ли стоит устанавливать софт, о котором идет речь в этой статье. Для моделирования в Skulptris, создания анимированных роликов и визуализации их в iClone и Daz 3D лучше всего использовать 64-разрядные системы с большим количеством оперативной памяти. Не помешает и мощный процессор, а также современный видеоадаптер (например, с поддержкой CUDA), который может взять на себя часть вычислений.

В этой статье мы рассмотрим бесплатные приложения для создания 3D-моделей и подготовки их к 3D-печати. Если вы хотите создать уникальный объект и распечатать его на , но не имеете достаточного опыта моделирования, то лучший способ для этого – воспользоваться простым бесплатным 3D-редактором. Выбор графических редакторов для моделирования в настоящий момент достаточно большой. Они предоставляю различную функциональность от примитивного моделирования, до создания сложнейших сцен, не уступающих детализации созданным в профессиональном программном обеспечении. Однако, для 3D-печати достаточно обладать начальными знаниями в моделировании и выбрать графический редактор, обладающий базовыми функциями, но удобный для быстрого и интуитивно понятного создания модели. И так, рассмотрим доступные в интернете популярные программы для подготовки моделей для 3D-печати.

Тинкеркад (TinkerCAD)

Браузерное онлайн приложение
Разработчик Autodesk

Для постижения азов 3D-моделирования, браузерное приложение TinkerCAD от компании с мировым именем Autodesk является отличным выбором. Программное обеспечение TinkerCAD работает как онлайн сервис в браузере и позволяет создавать геометрические 3D-формы, сохранять и обмениваться ими в интернете, а также экспортировать их в формат.stl для последующей печати на 3D-принтере. Однако, простота приложения накладывает на процесс моделирования некоторые ограничения, которые не позволяют раскрыть все ваши художественные замыслы. Процесс моделирования сводится к оперированию примитивами и формирования из них 3D-моделей. Примитивы являются строительными блоками, пользователи могут постепенно наращивать их друг за другом для формирования моделей от простых до более сложных и детализированных. TinkerCAD предлагает уже готовые 3D-объекты, чтобы использовать их в процессе моделирования и вдохновляться на создание новых образов. Приложение имеет встроенную галерею готовых оптимизированных для печати 3D-моделей.

Сайт программы: https://www.tinkercad.com/

Бесплатное приложение CAD моделирования
Подходит для начинающих, но требуются базовые знания английского
Браузерное приложение или приложение для Windows, Mac, Linux и Raspberry Pi
Геометрическое 3D-моделирование
Разработчик 3DSlash

Еще одним замечательным и бесплатным вариантом для начинающих 3D-моделистов является программа 3DSlash. Приложение было анонсировано только в прошлом году. 3DSlash разработана специально для пользователей, не являющихся дизайнерами. Оно подходит для всех возрастов, в том числе детей, демонстрируя концепции 3D-моделирования в увлекательной и игровой форме (приложение 3DSlash основано на популярной игре Minecraft).

В 3DSlash, пользователи используют такие инструменты, как молотки или зубила, с помощью которых можно формировать трехмерные блоки. Процесс моделирования является интуитивно понятным, красочным и веселым, а полученную 3D-модель можно совместно использовать в интернете или экспортировать в.stl файл для 3D-печати. На сайте 3DSlash имеется обширная библиотека видео-уроков по 3D-моделированию, которые, безусловно, стоит посмотреть. Единственный минус для соотечественников – это отсутствие в приложении на момент написания данной статьи поддержки русского языка. А если язык вам не помеха, то вперед к творческим успехам!

Сайт программы: https://www.3dslash.net/

123D Design

Бесплатное приложение CAD моделирования
Отлично подходит для начинающих
Бесплатное использование на PC, Mac и IPad
Геометрическое 3D-моделирование
Разработчик Autodesk

123D Design еще один бесплатный инструмент 3D-моделирования от компании Autodesk. Программа немного более продвинутая, чем TinkerCAD, но 123D Design по — прежнему является очень простой и интуитивно понятной для начинающих 3D-моделистов. В приложении существует довольно обширная библиотека готовых 3D-моделей, которые можно редактировать, а также инструменты для создания геометрических 3D-объектов с нуля. Как и в случае с TinkerCAD, готовые 3D-модели из 123D Design могут быть экспортированы в.stl файл для 3D-печати. Приложение доступно для бесплатного скачивания и домашнего использования на платформах PC, Mac и IPad. Из минусов можно отметить только отсутствие на момент написания статьи поддержки русского языка.

Сайт программы: http://www.123dapp.com/design

Бесплатное приложение CAD моделирования
Моделирование с помощью линий и кривых
Разработчик Trimble

Бесплатный 3D-редактор Sketchup, предназначенный для пользователей, имеющих начальные познания в моделировании и продвинутых моделистов, был выкуплен у Google. Популярный инструмент 3D-моделирования Sketchup позиционируется Trimble как «дружественный и всепрощающий». Программа имеет простой интерфейс и объединяет огромный спектр функциональных дополнений и инструментов. Пользователи начинают процесс моделирования с рисования линий и форм, которые затем могут быть выдавлены и вытянуты в ряд сложных геометрических 3D-фигур. Моделирование на основе изменяемых линий, делает Sketchup (особенно платную Pro версию) популярной программой среди архитекторов и инженеров.

Однако то, что Sketchup пользуется популярностью у профессионалов и даже преподавателей, не значит, что программа не подходит для начинающих пользователей. Приложение распространяется совершенно бесплатно и любой желающий может скачать его и поэкспериментировать с его возможностями. А чтобы быстро научиться пользоваться Sketchup, на сайте программы существует множество видео-уроков по 3D-моделированию для начинающих.

Единственным жирным минусом этого замечательного приложения является отсутствие возможности в бесплатной версии экспортировать 3D-файлы в формат.stl для печати, для этого придется купить лицензию Pro.

Сайт программы: http://www.sketchup.com/ru

Blender

Свободное приложение CAD моделирования
Лучше всего подходит для продвинутых или профессиональных 3D-дизайнеров
Бесплатное использование на PC, Mac или Linux
Открытый исходный код

Blender в настоящее время имеет статус самого мощного и самого популярного программного обеспечения. Программа является бесплатным (точнее свободным) графическим 3D-редактором с открытым исходным кодом. Программу не сложно освоить, если вы уже имеете определенные навыки моделирования, но назвать ее приложением для новичков нельзя. Хотя, в интернете сейчас десятки сайтов на русском и английском языках предлагают уроки и видеокурсы для начинающих blender’оводов, что позволяет любому желающему за пару дней научиться сносно моделировать.

В отличие от геометрических 3D-редакторов, Blender представляет собой инструмент цифрового 3D-скульптурирования, что делает его идеальным для создания более органических 3D-фигур. Программа предлагает широчайший набор инструментов, предоставляя своим пользователям полную свободу дизайна: создание моделей для 3D-печати, создания фотореалистичных видео, игровой графики, анимационных фильмов, визуальные эффекты и многое другое. В принципе, если вы готовы потратить время, чтобы разобраться в разнообразии инструментов, то Blender станет вашим лучшим выбором для 3D-моделирования на все случаи жизни. Особенностью моделирования в данном приложении является поддержка всевозможных комбинаций горячих клавиш, ускоряющих процесс создания модели.

Blender позволяет сохранять результат моделирования в формат.stl для 3D-печати, а так же имеет массу подключаемых модулей для удобства моделирования. Программа имеет встроенную поддержку русского языка.

Сайт программы: https://www.blender.org/

3DTin

Бесплатное приложение CAD моделирования
Лучше всего подходит для начинающих
Браузерное онлайн приложение
Геометрическое 3D-моделирование
Разработчик Lagoa

Вернемся снова к простым 3D-редакторам. Приложение 3DTin является бесплатным браузерным инструмент 3D-моделирования, как TinkerCAD и 3DSlash, оно было создано для начинающих и тех, кто ранее имел небольшой опыт 3D-моделирования. Пользователи могут выбирать геометрические фигуры из коллекции, добавлять или удалять их по мере необходимости, чтобы создать свой дизайн. По завершению процесса создания модели, можно добавить ее в общую библиотеку доступную любому желающему. На сайте программы имеются обучающие ролики, которые помогут студентам и начинающим моделистам познакомиться с процессом моделирования. 3DTin позволяет экспортировать модели в.stl файл, а так же в несколько популярных онлайн сервисов для 3D-печати. Программа имеет поддержку русского языка.

Сайт программы: http://www.3dtin.com/

Бесплатное приложение CAD моделирования
Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
Бесплатное использование на Windows и Mac
Инструменты цифрового 3D-скульптурирования
Разработчик Pixologic

Как и Blender, Sculptris представляет собой инструмент цифрового скульптурирования, что делает его идеальным для 3D-моделирования органических форм и текстур. В режиме «лепки», пользователь может редактировать геометрию 3D-объекта как будто он выполнен из мягкой глины, а затем в режиме «окраски», используя различные кисти можно прямо на поверхности объекта создавать реалистичные текстуры. Sculptris был разработан, чтобы дать возможность начинающим моделистам экспериментировать, получать опыт и навыки 3D-моделирования. В тоже время, для продвинутых пользователей компания Pixologic дает возможность перейти на продвинутый профессиональный продукт ZBrush, но уже на платной основе.

Сайт программы: http://pixologic.com/

Бесплатное приложение CAD моделирования
Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
Полигональное моделирование треугольниками
Разработчик Autodesk

Рассмотренные нами приложения для 3D-моделирования имеют поддержку функций подготовки модели к 3D-печати. Meshmixer в этом смысле отличается от других приложений тем, что оно разработано специально для создания моделей, которые впоследствии будут воспроизведены как физические объекты. Для этого приложение располагает мощными функциями, призванными облегчить создание моделей для 3D-печати. С помощью Meshmixer можно легко исправлять модели, созданные в других программах 3D-моделирования или импортированные из библиотеки моделей 123D Gallery компании Autodesk и оптимизировать их для печати. Наряду с этой функциональностью, Meshmixer является мощным инструментом для создания органических 3D-моделей с нуля, используя сетку треугольников.

Для дальнейшего облегчения процесса 3D-печати, Meshmixer поддерживает множество моделей настольных 3D-принтеров, а также позволяет импортировать полученные проекты в онлайн сервисы для печати на промышленных 3D-принтерах. Резюмируя изложенное, Meshmixer представляет собой мощный и бесплатный инструмент для 3D-моделирования и подготовки объектов для печати, подходящий для использования как начинающими, так и опытными дизайнерами.

Сайт программы: http://www.meshmixer.com/

Бесплатное приложение CAD моделирования
Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
Бесплатное использование на Windows, Mac или Linux
Параметрическое моделирование
Открытый исходный код

FreeCAD с функционалом параметрического моделирования идеально подходит для инженеров или продвинутых дизайнеров, стремящихся сделать сложные, функциональные 3D-объекты для последующей печати. В отличие от стандартного моделирования, параметрическое (процедурное) моделирование является более технологичным методом, который позволяет быстро и эффективно редактировать объекты с помощью истории создания модели и изменения ее параметров. Большой набор профессиональных инструментов FreeCAD предоставляет пользователям практически неограниченную свободу дизайна. Однако, чтобы воспользоваться этими возможностями необходимо пройти более сложное и углубленное изучение, чем на рассмотренных выше приложениях. В помощь новичкам существует сообщество профессионалов, которые подскажут в сложных ситуациях. FreeCAD находится на данный момент в стадии альфа тестирования, но для бытового применения вполне пригодно.

Сайт программы: http://www.freecadweb.org/

Бесплатное приложение CAD моделирования
Лучше всего подходит для программистов
Бесплатное использование на Windows, Mac или Linux
Параметрическое моделирование

Как и все перечисленные выше графические 3D-редакторы, OpenSCAD является надежным, бесплатным приложением для создания твердотельных моделей предназначенных для 3D-печати. В отличие от большинства других программ, OpenSCAD является невизуальным инструментом 3D-моделирования, что делает его идеальным инструментом для кодеров, а не для дизайнеров. Процесс создания объектов в данной программе заключается в написании специального скрипта на языке программирования и последующего его компилирования для визуализации результата.

Параметрическое моделирование в OpenSCAD позволяет легко редактировать объекты и иметь полный контроль над их свойствами. Программа имеет встроенный инструмент экспорта 3D-модели в формат.stl для последующей 3D-печати. OpenSCAD является специализированным приложением для программистов, так что если вы знаете язык программирования, то дерзайте.

Сайт программы: http://www.openscad.org/

В этой статье мы рассмотрели наиболее популярные бесплатные программы для 3D-моделирования и подготовки модели к последующей печати. Но существуют и другие не менее интересные бесплатные и платные приложения и таких очень много. Наиболее интересные на наш взгляд приложения, не вошедшие в этот обзор, мы рассмотрим в наших следующих статьях. Ну а пока, выбирайте лучшее на ваш взгляд приложение, качайте и творите, творите, творите!

3D моделирование под ЧПУ – создание образов будущей детали, которые при помощи программы будут использованы для ее изготовления. Станки с ЧПУ – оборудование, позволяющее осуществлять автономную или полуавтономную трехмерную обработку заготовок. Функции приборов обусловлены наличием системы числового программного управления. Но она не будет работать без 3D моделирования.

Особенности

Создание 3D моделей – сложная задача, известная также под названием прототипирование. Это действие является необходимым перед запуском обработки заготовки. Благодаря 3D моделированию создается пример будущей детали в единичном количестве. На его основе будет выполняться серийное производство. Создание примера выполняется при помощи 3D фрезеровки, относящейся к системам быстрого прототипирования.

Фрезеровка наилучшим образом подходит для изготовления трехмерной модели будущей заготовки. Для выполнения задачи используется фрезерный станок, оснащенный числовым программным управлением. Преимущество агрегата заключается в непрерывной многоэтапной работе. Он позволяет быстро получить качественную и точную деталь, которая будет использована в качестве прототипа.

Для создания 3D моделей необходимо наличие специального образования. Выполнить эту работу самостоятельно сложно. Существуют специальные компании, которые занимаются изготовлением 3D моделей под заказ. Для этого используются профессиональные графические программы, благодаря которым заказчик может заранее увидеть, как будет выглядеть будущая заготовка, и при необходимости внеси изменения.

3D фрезерование

3D фрезеровка – способ, при помощи которого создаются заданные объемные формы. Как уже отмечалось ранее, эта задача выполняется с использованием станка с ЧПУ. Материал выбирается самостоятельно. Станки с ЧПУ используются, поскольку имеют высокую точность обработки, и способны обеспечить изделие любой конфигурацией и формой. При этом сложность форм и используемый материал не имеют значения.

При помощи фрезеровки на ЧПУ станках производятся:

технологическая оснастка;
рекламные объекты;
презентационные макеты;
фигурная порезка.

Чаще всего заготовки производятся из:

пластика;
композитных полимеров;
металла;
камня;
древесины.

Этапы

Фрезеровка выполняется в несколько этапов. На первом этапе создается трехмерная инженерная модель, которая впоследствии будет внесена в программу станка с ЧПУ. Для этого используются специальные графические программы на компьютерах.

На втором этапе изготовленная модель проходит подготовку. Выбираются инструменты, при помощи которых на ее основе будет изготовлена деталь. Создается программа, необходимая для пошагового изготовления заготовки.

На третьем этапе осуществляются практические фрезеровочные работы. Первая деталь является пробной, поэтому она производится из пластика. Этот материал является самым дешевым. Пробная заготовка позволит выявить и исправить недочеты, если они имеются.

Четвертый этап – завершающий. Производится чистовая заготовка после внесения необходимых исправлений. На ее основе будут изготовляться остальные детали. От качественного 3D моделирования зависит, насколько точной будет изготовленная деталь.

Числовое программное управление позволяет изготовить деталь без особых усилий, просто задав нужные параметры. При этом качество изделия будет выше, чем при самостоятельной работе. Эта особенность особо полезна для неопытных пользователей.

3D моделирование

Чтобы создать 3D модель используется специальное ПО, предназначенное для профессиональной работы с трехмерной графикой. Самыми популярными программами, устанавливаемыми на компьютер, являются:

CADDS5;
PowerShape;
SolidEdge;
T-Flex CAD;
AutoCAD.

Перечисленные программы позволяют осуществить твердотельное моделирование. Этот тип моделирования необходим для создания трехмерного объекта, который будет отличаться физическими качествами реальной детали. При помощи твердотельного моделирования можно спроектировать модели с высоким показателем детализации. Преимущество таких моделей заключается в отображении малейших составляющих.

Этот тип моделирования имеет и другие преимущества:

создание трехмерной модели с максимальным показателем реалистичности;
возможность простой корректировки трехмерного проекта;
чертежи форматируются в автоматическом режиме;
возможность создавать модели на основе готовых шаблонов;
экономия затрат по времени, необходимых для проектировки.

Система автоматизированного проектирования, известная под аббревиатурой САПР – комплекс инструментов, необходимых для выполнения задачи в автоматизированном режиме. САПР разработан с целью упросить выполнение работы. Производством таких систем занимается фирма Autodesk. Компания занимается созданием программ для проектирования трехмерных и двухмерных моделей. Полученные модели можно использовать для различных станков.

САПР помогают людям, не имеющим опыта в данной сфере. Они упрощают процесс и создают условия для интуитивного использования. С их помощью можно провести измерения на высокой точности. Программы эффективны, даже если выполняется проектирование заготовки со сложными формами. В этом случае гарантировано изготовляются герметичные и целостные модели. Полученные модели используются в качестве составляющей машинного кода.

Практическое применение 3D моделирования

3D моделирование имеет широкий охват сфер деятельности, начиная индивидуальным, и заканчивая общественным использованием. Среди наиболее популярных областей применения находятся:

производство элементов мебельного декора;
изготовление сувенирных и игрушечных изделий;
производство художественной продукции;
изготовление элементов объемной рекламы;
резьба по дереву и металлу.

Несмотря на то, что 3D моделирование чаще всего используется совместно с , оно может не менее успешно сочетаться с другими приборами, оснащенными системами числового программного управления.

Основное преимущество трехмерного моделирования заключается в экономии финансовых средств.

Если ранее перед изготовлением чистовой модели производилось большое количество пробных изделий, на основе которых устранялись ошибки, то теперь эту задачу можно выполнить на компьютере до того, как начнется производство деталей. Таким образом, экономятся не только материалы, но и затраченное время.

Опытные люди предпочитают не экономить на трехмерном моделировании, привлекая к работе специалистов. Экономия повлечет затраты, которые намного превысят стоимость услуг специальных фирм.

Где взять 3D модели

Найти трехмерные модели необходимых деталей можно в свободном доступе в интернете. Многие файлы могут быть заражены вирусами, поэтому следует выполнить проверку сайта перед их скачиванием. Кроме того, в интернете имеются только самые ходовые схемы. Они не всегда выполнены в высоком качестве, и могут не подойти для нужных целей.

Поэтому привлечение профессионалов является более верным решением этого вопроса.

Чтобы создать нужную трехмерную модель, специалистам может потребоваться:

чертеж, эскиз или фотография примера заготовки, которую хочет получить заказчик;
точные габариты изделия;
разрезы детали (если она имеет сложную форму).

Если предоставляются изображения, необходимо сделать как можно больше фотографий с разных ракурсов. Так профессионалам будет проще разобраться, что именно необходимо изготовить.

Для самостоятельной работы потребуется специальная программа. Рекомендуется первоначально поработать с двухмерной графикой, если опыт в этой сфере отсутствует. Ранее перечисленные программы доступны в бесплатном доступе в интернете.

Трехмерным моделированием производятся файлы, которые могут сохраняться в разных форматах. Для ее преобразования в программу используется САМ-система. Она превратит файл в программу, с которой сможет взаимодействовать станочный прибор с ЧПУ. При загрузке программы прописываются размеры, которые должна иметь заготовка, и другая дополнительная информация, необходимая для системы.

Чтобы создать трехмерную модель для 3D-печати, необходимо специальное программное обеспечение. Существуют простые и сложные приложения и онлайн-ресурсы для разработки и редактирования 3D-объектов. В этом обзоре мы предлагаем подборку программ по 3D-моделированию, которые могут использовать и начинающие, и профессионалы.

Далеко не у всех приложений из этого списка прямая связь с 3D-печатью, иногда для создания качественной модели необходимо совмещать ряд пакетов. Старые и новые приложения, которые мы рассмотрим в обзоре, подходят для разработки 3D-моделей разных степеней сложности.

Для программ по 3D-моделированию характерны такие функции и возможности:

создание трехмерной графики - трехмерные модели сцены и 3D-объектов для нее;
рендеринг (визуализация) - разработка проекции модели;
обработка и коррекция изображений;
подача готового изображения на устройство вывода: принтер или дисплей.

У разных программ и приложений своя степень сложности и специфика. Некоторые из них разработаны, чтобы создавать анимацию, другие подходят, чтобы проектировать сложные механизмы.

Также программы различаются подходами к моделированию, предлагая пользователю твердотельное, скульптурное или процедурное. Твердотельное позволяет создавать простые геометрические фигуры и объекты на их основе, скульптинг хорош для проектирования арт-объектов и фигур, где не нужна высокая точность. Самый продвинутый вариант для создания 3D-моделей - процедурный. Он используется профессионалами, которые проектируют сложные механизмы, машины, точные детали. Результат обычно записывается с помощью специального алгоритма.

Лучшие программы для «чайников»:

Autodesk Viewer . Это ПО, которое помогает открыть любую трехмерную модель в окошке браузера. Используется как просмотрщик с расширенными функциями. Загрузив в программу изображение объекта, его можно вращать, измерять, масштабировать. Также возможен совместный просмотр.

ShareCAD . Бесплатный ресурс для просмотра трехмерных моделей в CAD, 3D, векторном или растровом форматах. Позволяет создавать ссылки на изображения. Но поддерживает небольшой размер файлов - до 50 Мб.

3dviewer.net - сайт не только для просмотра, но и для редактирования загруженных моделей. Его интерфейс простой и понятный, сам ресурс работает быстро. 3dviewer предоставляет пользователям несколько простых инструментов, которые помогут изменить изображение.

Autodesk 123D Tinkercad - редактор в браузере, который позволяет создать 3D-модель онлайн. После этого она полностью готова к печати.

Autodesk 123D Sculpt представляет собой простую программу для скульптинга, то есть создания 3D-моделей арт-объектов, людей, животных.

Autodesk 123D Catch - приложение для мобильных телефонов, с помощью которого можно совершать 3D-сканирование.

Autodesk 123D Design - легкая в использовании программа, с помощью которой можно разрабатывать 3D-модели для ряда популярных 3D-принтеров.

Autodesk 123D Meshmixer - ее предназначение - подготовка моделей к 3D-печати и их доработка.

3DTIN - редактор в браузере, функционально похож на Tinkercad.

Sculptris - программа от создателей Zbrush, доступная для бесплатного скачивания. В ней можно потренировать свои навыки 3D-скульптинга.

Google SketchUp - достаточно простая 3D-программа, созданная гигантом IT-индустрии. С ее помощью можно начать осваивать 3D-графику.

Wings 3D представляет собой утилиту для простых и сложных 3D-моделей. С ней создание трехмерных моделей будет похоже на детскую игру. В программе есть набор болванок, которые можно сложить в необходимую вам фигуру.

Art of Illusion - простая, удобная, а главное, бесплатная программа для 3D-моделирования, анимации и рендеринга. У нее широкий набор функций и возможностей, традиционно характерных для коммерческих приложений.

RaySupreme 3D - приложение, которое упрощает 3D-графику. Пользователи ПК могут создавать 3D-сцены, введя текстовое описание на английском языке. Функциональность RaySupreme также представлена полигональным моделированием, созданием тел вращения, экструдированием, булевыми операциями.

Программы для тех, кто в теме:

Приложения 2018 года для создания 3D-моделей:

Makerpad . Продукт, созданный учеными из Индианы. Позволяет делать 3D-модели с помощью планшета или смартфона. Приложение с простым и понятным интерфейсом использует в работе камеру телефона, а также встроенный в него гироскоп и сенсорный экран.

Clara.io . 3D-моделирование онлайн с этим редактором практически ничем не отличается от работы в программе. Правда, для получения полного набора инструментов необходимо будет купить хотя бы базовый пакет. Чтобы начать им пользоваться, нужно зарегистрироваться. Доступен бесплатный тарифный план.

Canvas (на основе Structure Sensor) . Обновленный вариант 3D-сканнера для iOS называется Canvas. Он рассчитан на тех, кто хочет заниматься дизайном интерьера. Приложение подойдет как новичкам, так и тем, кто всерьез занимается строительством, дизайном и архитектурой. Оно позволяет просканировать помещение и получить его полную 3D-модель (формат CAD).

Классика для 3D-моделирования:

Autodesk 3D max . В этой программе есть практически все, что нужно для работы с технологией 3D-печати, а установка дополнительных плагинов позволит существенно расширить ее функциональность. Подходит для трехмерного принтинга, но только если сначала проверить модель с помощью специальных инструментов.

Autodesk Maya тоже имеет обширный набор функций, в индустрии чаще всего применяется для того, чтобы создавать анимации и спецэффекты.

Autodesk Inventor - программа, ориентированная на документацию (проектирование и выпуск). Совместима с AutoCAD и поддерживает формат DWG. Ее используют уже больше 25 лет, чтобы моделировать трехмерные параметрические объекты, для которых характерна высокая степень сложности.

Autodesk Mudbox позиционируется как профессиональная графическая программа, с помощью которой можно моделировать высокополигональные (high poly) цифровые скульптуры и производить текстурное окрашивание 3D-моделей.

Blender - популярная бесплатная программа, для которой создается большое количество расширений, увеличивающих ее возможности. Приложение непросто освоить без специальной подготовки, но возможности программы широки - создание анимаций, проектирование ювелирных изделий, сложных объемных моделей.

Zbrush - программа от компании Pixologic. Для нее характерна имитация процесса «лепки» 3D-скульптуры, который усиливает движок трёхмерного рендеринга в режиме реального времени. Это позволяет существенно упростить процедуру создания 3D-объекта.

Luxology Modo - программа от Luxology LLC, с помощью которой производится создание 3D-моделей и их рендеринг. Работа ведется в среде MacOS X и Microsoft Windows. Над разработкой Modo трудилась группа инженеров, которые ранее работали над LightWave 3D.

Rhinoceros - коммерческое программное обеспечение, которое используется для трехмерного NURBS-моделирования разработки Robert McNeel & Associates. Сферы применения: промышленный дизайн, архитектура, корабельное проектирование.

MAXON Cinema 4D - это универсальная комплексная программа, позволяющая создавать и редактировать трёхмерные эффекты и объекты. Подходит для рендеринга по методу Гуро, а также поддерживает анимацию и высококачественный рендеринг. Интерфейс MAXON Cinema 4D намного проще, чем у аналогов. Также в программу встроена поддержка русского языка, благодаря которой она обрела популярность среди русскоязычной аудитории.

LightWave 3D - полнофункциональный профессиональный редактор трехмерной графики, который разработала компания NewTek. Предназначение последних версий - работа в среде Microsoft Windows и MacOS X, также может функционировать в среде Linux под Wine.

Silo - это программное обеспечение для 3D-моделирования разработала компания Nevercenter. От других подобных пакетов Silo отличается акцентом на быстрое моделирование.

Aartform Curvy 3D - это программа, в которой можно быстро зарисовать фигуры и преобразовать их в 3D-модели. Идеально подходит для начинающих 3D-художников.

3D-Coat дает возможность детализировать и наложить текстуры на объекты, которые были созданы в других программах 3D-моделирования.

Программы для асов

Приложения 2018 года для создания 3D-моделей:

Grasshopper - программа для создания моделей для 3D-принтера на профессиональном уровне (в среде Rihno). С помощью Grasshopper можно сделать буквально все - от простых форм до сложных алгоритмических конструкций. Работа в приложении идет по принципу создания алгоритмов, программа используется в архитектуре и промышленном дизайне.

MeshLab . Программа для обработки и изменения неструктурированных 3D-моделей, которые получены путем трехмерного сканирования. Приложение для 3D-моделирования предоставляет широкий выбор инструментов, позволяет конвертировать файлы и сохранять в разных форматах.

Программа Inspire 2018 от Altair основана на симуляторе, она генерирует и модифицирует дизайн. ПО характеризуется мощностью и понятным интерфейсом. Программа подходит для использования на промышленных предприятиях, а также для среднего и малого бизнеса. Позволяет дизайнерам работать быстро и предоставляет широкий выбор инструментов.

Классика для 3D-моделирования:

Autodesk Softimage|XSI . Многие студии используют ее для решения широкого круга задач. Главная особенность программы - Interactive Creative Environment (ICE), интерактивная творческая среда, позволяющая расширять ее возможности даже без навыков программирования.

Side Effects Houdini - это программа для создания 3D-моделей высокой сложности. Подходит для процедурного моделирования.

CATIA . Система проектирования, которую разработала фирма DassaultSystemes. В ней можно описывать изделия, после чего моделировать их на разных этапах. По сути, CATIA - это линейка программных продуктов, которая соответствует требованиям основных промышленных отраслей.

SolidWorks - утилита, основанная на трехмерном твердотельном и поверхностном параметрическом проектировании. С ее помощью конструкторы создают объемные детали и составляют сборки в виде трехмерных электронных моделей. В дальнейшем их можно применять для того, чтобы делать двухмерные чертежи и спецификации в соответствии с требованиями ЕСКД.

Обучающие видео помогут сориентироваться, как создавать 3D-модели с помощью специальных программ и ресурсов. Сайты, где можно найти такие уроки: videotuts.ru, 3dshka.ru, 3ddd.ru, c4dru.info, render.ru.

Люди давным-давно научились изображать разнообразные предметы, которые встречаются в повседневной жизни. Чтобы в точности передавать все геометрические параметры объектов, были разработаны правила составления чертежей, на которых объемные фигуры получают свое отображение в многочисленных проекциях.

В течение многих лет объем изображали художники, однако полотно, на котором писались картины, всегда оставалось двумерным, и на объект можно было смотреть только с одного ракурса. С развитием технологий появилось значительно больше возможностей в области моделирования.

При помощи компьютерных программ можно строить 3D-модели, которые более наглядно представляют объекты и даже окружающее пространство:

О построении таких моделей и пойдет речь в данной статье.

Сведения о 3D-моделях

Понятие 3D , так прочно обосновавшееся в нашей жизни, является сокращением от английского 3-dimensional (в трех измерениях ). Как известно еще со школьных уроков геометрии, чтобы квадрат стал кубом, к обычной длине и ширине необходимо добавить высоту, которая и выступает в качестве третьего измерения.

За 3D-модель можно смело принимать любую скульптуру, а этот жанр искусства появился несколько тысячелетий назад. Архитекторы очень часто прибегают к построению макетов, чтобы более точно представлять конструкцию здания.

В современном мире, где технологии с каждым днем упрощают человеческую жизнь, 3D -моделированием занимаются компьютеры. Строить объемные изображения можно буквально на «пустом месте», руководствуясь приблизительными данными о визуализации объекта (к примеру, спроектировать персонажа видеоигры, у которого нет прототипа в реальном мире ). Данный прием называется компьютерным моделированием.

Существует еще такой вариант, как создать 3D-модель , основываясь на многочисленных фотографиях объекта с различных ракурсов.

3D-моделирование применяется во многих областях человеческой жизни. Перечислим некоторые из них:

Архитектура. Никто не отрицает преимуществ макетов, однако, если заказчик вдруг пожелает увеличить размер комнаты или добавить пару-тройку этажей, архитектору придется заново конструировать картонную модель. А используя компьютерные программы, можно управиться за несколько кликов;
Игры и кино. Анимация в наше время по своему качеству начинает превосходить реальный мир (смотрите на фильм «Аватар» ). Любого человека можно сделать персонажем компьютерной игры, перенеся все особенности реальной внешности в виртуальный мир;
Военная тактика. 3Д -моделирование местности помогает стратегам лучше спланировать маневры, соотнести риски и принять наиболее правильное решение;
Дизайн. Здесь можно представлять все, что угодно: от модных платьев и украшений до интерьеров помещений. Так как творец по своей природе – очень беспокойная и переменчивая натура, то перед непосредственным созданием дизайнер должен быть на 100% уверен, что точно представляет готовое изделие. А 3D -моделирование выступает лучшим помощником в этом деле.

Компьютерное 3D-моделирование

Для того чтобы создать 3D-объект , необходимо воспользоваться компьютерной программой, которая предоставит необходимый инструментарий и шаблоны для проектировщика. Рассмотрим некоторые программы, которые позволяют осуществить компьютерное моделирование.

Blender . Бесплатный 3D -редактор, вклад в совершенствование которого может сделать любой разбирающийся программист:

К преимуществам данного программного продукта можно отнести кроссплатформенность и низкие требования к аппаратному обеспечению (железу ). Обладает достаточно широкими (для бесплатного редактора ) возможностями, включая моделирование движущихся объектов.

3ds Max . Данный редактор имеет обширный функционал, ориентированный, прежде всего, на проектирование архитектурных сооружений и интерьеров помещений:

Имеет внушительное количество различных дополнений (в том числе и для визуализации природных катаклизмов ). Для новичка, к сожалению, редактор достаточно сложен в освоении.

CINEMA 4D . Программа, главным образом, ориентирована на создание 3D -моделей в играх и фильмах, при этом на удивление легко осваивается новичками. Последняя версия приложения вышла в 4 вариантах, каждый из которых «заточен » под определенный вид трехмерной разработки (анимация, дизайн и т. д. ):

Цена этого редактора, по сравнению с конкурентами, также приятно удивляет.

Maya . Мощнейший инструмент в руках профессионала, который позволяет моделировать практически любой объект:

Многие известные киностудии используют данный редактор при создании анимации.

3D-моделирование из фотографий

Если вам требуется создать объемную копию объекта из реального мира, не следует конструировать всё с нуля, ведь можно воспользоваться фотографиями, на которых четко запечатлены основные детали. В серьезных проектах профессионалы для такой работы используют множество фотографий с различных ракурсов, а затем с помощью сложных программ комбинируют полученные данные в одно изображение.

Но как быть, если вы не обладаете необходимым опытом и знаниями, но хотите получить, например, трехмерную модель головы человека?

Создание 3D -моделей из фотографий возможно и без специальных знаний с помощью простых в освоении программ. Ниже приведены некоторые подходящие редакторы:

FaceGen Modeller . Данная программа активно применяется при разработке лиц персонажей для малобюджетных компьютерных игр. После того, как пользователь выберет подходящие параметры головы и лица, можно «наложить » фотографию человека:

При этом, для хорошего результата работы понадобится 3 изображения: 2 в профиль и 1 анфас.

FaceShop . Редактор используется для создания трехмерных лиц на основе фотографии. После загрузки качественного изображения, пользователю необходимо расставить опорные точки (кончик носа, уголки рта, зрачки):

После того, как программа сгенерирует 3D -лицо, есть возможность дальнейшего редактирования и наложения фильтров.

Strata Foto 3D . Программа автоматически создает трехмерные объекты на основе нескольких фотографий:

Все, что нужно от пользователя перед тем, как сделать 3D -модель – сфотографировать объект с нужных ракурсов и загрузить снимки в редактор.

Project Photofly . Данное решение отличается тем, что перевод фотографий в трехмерные изображения производится не на компьютере пользователя, а на удаленном сервере, что позволяет решать проблему низких возможностей аппаратного обеспечения клиентов:

Таким образом, 3D-моделирование позволяет с помощью компьютерных программ как создавать реалистичные копии объектов реального мира, так и осуществлять проектирование абсолютно новых предметов, ландшафтов и персонажей.