Программы для моделирования человека в 3d. Современные технологии проектирования

Фотограмметрия - это процесс создания 3D -моделей по фотографии. Сегодня фотограмметрия находит широкое применение для решения прикладных задач строительства, архитектуры, а также в искусстве.

Фотограмметрия начала развиваться практически сразу с появлением фотографии, но вначале применялась только для воссоздания ландшафтов и построения топографических карт. Моделирование по фотографии позволяет быстро и просто создавать 3D -модели, частично автоматизируя процесс за счет современного обеспечения. Таким способом трудно создавать сложные модели, но он применяется во многих направлениях.

Изготовление 3D-модели по фотографии : применение техники

3D -моделирование по фотографии применяется в тех случаях, когда нет возможности воссоздать 3 D -модель по чертежам. К тому же, такая технология позволяет проводить моделирование крупных географических или промышленных объектов без проведения натурных измерений. Кроме того, этот вид моделирования полезен для проведения дистанционных замеров в условиях, где пребывание человека может быть небезопасным.

Игры и кино

Построение 3D-модели по фотографии часто применяется в игровой индустрии и мультипликации для прорисовки героев. За основу берутся реальные люди, а точнее их фотографии и с них делается модель. Такой прием позволяет реалистично передать черты лица и мимику.

При создании капитана Шепарда из Mass Effect за основу была взята внешность модели Марка Вандерлоо.

Многие известные актеры подарили внешность персонажам мультфильмов (и не только людям). Люси Лью стала Гадюкой из «Кунг-фу Панда», а Рианна - девочка Тип из м/ф «Дом».

Прототипирование

3D-моделирование по фотографии применяют для создания прототипа изделия. Например, если у вас есть пластиковый корпус и вам необходимо похожее изделие, можно сфотографировать существующий. В итоге вы получите 3D -модель, которую сможете скорректировать. Это поможет оценить функциональность изделия еще до запуска массового производства.

Дизайн

Изготовление 3D-модели по фотографии иногда применяется в промышленном дизайне. Это позволяет быстро оценить масштабы работы по созданию полноценной рабочей модели. Тем не менее, такой способ не подходит для создания сложных изделий. В этом случае лучше создавать 3D -модель с нуля.

Правила создания фотографий для построения 3D-моделей

Если вы хотите получить точную модель объекта, вам нужно придерживаться нескольких правил съемки объекта.

1. Объект всегда должен находиться в фокусе . Лучше всего расположить его на подвижной платформе, а камеру статично закрепить на небольшом расстоянии (если объект маленький). Это позволит вращать объект на заданный угол, и он всегда будет в центре.

2. Если объект слишком большой и его неудобно вращать (например, машина), придется вращать камеру . Это сильно усложняет процесс съемки - в каждом ракурсе нужно строго выдерживать расстояние до объекта, что требует проведения дополнительных расчетов. В таком случае можно рассмотреть другие варианты - вызов специалиста для проведения фотографирования или замеров. Также стоит рассмотреть вариант непосредственного снятия замеров с объекта.

3. Штатив должен быть оснащен «уровнем» для строгого позиционирования камеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

При создании трехмерной модели по фото необходимо как минимум три снимка объекта: сбоку, спереди и сверху. Фото в полупрофиле поможет сделать модель более точной, но не является обязательным для неодушевленных объектов.

Рекомендации

• объект лучше поместить на однотонном фоне ;
• калибровочный стенд (лист бумаги с маркировкой) поможет повысить точность модели;
• полученные изображения лучше конвертировать в формат jpg ;
• все изображения должны иметь одинаковую высоту и ширину ;
• изображения надо обязательно последовательно пронумеровать.

3D-модели по фотографии : программы

Для любительского создания псевдотрехмерных моделей по фотографиям существует разнообразное программное обеспечение. Обычно эти программы просты в освоении, в них все интуитивно понятно . Однако это обеспечение далеко от профессиональных 3D -редакторов и часто используется при создании малобюджетных игр или анимации.

CrazyTalk - одна из лучших современных программ для создания лицевой анимации . Благодаря инструменту 3D Head Creation пользователи могут создать высокоточные модели, а имитация движения губ позволяет реализовать любой проект.

FaceGen Modeller применяется для разработки персонажей для компьютерных игр. С помощью ползунков можно легко менять внешний облик лица и быстро добиться желаемого результата.

Headshop - еще один редактор для моделирования лиц на основе портретных фото. После загрузки фото пользователю надо расставить опорные точки, после чего можно приступить к редактированию лица.

Strata Foto 3D - программа для создания 3D -моделей с созданием масок. Модели могут быть экспортированы в Photoshop, где их можно разукрасить. Специальный плагин помогает программе определить положение камеры и автоматически воссоздавать объект в трехмерном пространстве. Эта программа может быть использована для создания 3D -моделей для товаров интернет-магазинов.

360.3D - достаточно мощная программа, которая создает трехмерную модель на основе 4-8 фотографий. Программа предусматривает три уровня работы (новичок, профессионал и разработчик), что позволяет затрачивать минимум времени на освоение интерфейса. Программа часто используется для создания виртуальных туров и демонстрации товаров . Есть возможность настроить фон, свет, анимационные эффекты и пр.

123D - бесплатное приложение, которое позволяет создавать 3D -модели по фотографиям с любой техники (смартфон, планшет, камера и т.п.). Это программа от лидера среди основных редакторов трехмерной графики Autodesk . Подходит как для новичков, так и для профессиональных пользователей.

Преимущества и недостатки метода 3D-моделирования по фотографии

3D-моделирования по фотографии имеет свои преимущества в следующих случаях:

• когда отсутствуют чертежи изделия;
• нет возможности провести натурные измерения объекта;
• внутреннее устройство объекта не имеет значения;
• для моделирования лиц при разработке компьютерных игр или мультипликации;
• для создания виртуальных туров (ресторанов или салонов) и демонстрации товаров онлайн-магазинов;
• 3D -модель печатается одноразово и ее не качество играет особой роли.

Во всех вышеперечисленных случаях 3D -моделирование по фото - незаменимый инструмент для быстрого и простого создания модели. К тому же, современное ПО позволяет существенно автоматизировать процесс голосов

3D моделирование — очень популярное, развивающееся и многозадачное направление в компьютерной индустрии на сегодняшний день. Создание виртуальных моделей чего-либо стало неотъемлемой частью современного производства. Выпуск медиа-продукции, кажется, уже не возможен без использования компьютерной графики и анимации. Конечно же, под разнообразные задачи в этой отрасли предусмотрены и специфические программы.

Выбирая среду для трехмерного моделирования, в первую очередь, следует определить круг задач, для решения которых она подходит. В нашем обзоре мы, также, затронем вопрос сложности изучения программы и затрат времени на адаптацию под нее, так как работа с трехмерным моделированием должна быть рациональной, быстрой и удобной, а результат получался качественным и максимально творческим.

Перейдем к разбору самых популярных приложений для 3D моделирования.

Autodesk 3ds Max

Самым популярным представителем 3Д-моделлеров остается Autodesk 3ds Max — самое мощное, функциональное и универсальное приложение для трехмерной графики. 3Д Макс — это стандарт, под который выпущено множество дополнительных плагинов, разработано готовых 3Д-моделей, отснято гигабайты авторских курсов и видеоуроков. С этой программы лучше всего начинать учиться компьютерной графике.

Эта система может использоваться во всех отраслях, начиная от архитектуры и дизайна интерьеров и заканчивая созданием мультфильмов и анимированных видеороликов. Autodesk 3ds Max идеален для статичной графики. С помощью него быстро и технологично создаются реалистичные картинки интерьеров, экстерьеров, отдельных предметов. Большинство разрабатываемых 3Д-моделей создаются именно в формате 3ds Max, что подтверждает эталонность продукта и является самым большим его плюсом.

Cinema 4D

Cinema 4D — программа, которая позиционируется как конкурент Autodesk 3ds Max. Синема обладает практически таким же набором функций, но отличается в логике работы и способах выполнения операций. Это может создать неудобства для тех, кто уже привык работать в 3Д Макс и хочет воспользоваться преимуществами Cinema 4D.

По сравнению со своим легендарным конкурентом, Cinema 4D может похвастать более совершенным функционалом в создании видеоанимаций, а также способностью создавать реалистичную графику в режиме реального времени. Уступает же Cinema 4D, в первую очередь, своей меньшей популярностью, из-за чего количество 3Д-моделей под эту программу намного меньше, чем для Autodesk 3ds Max.

Sculptris

Для тех, кто делает свои первые шаги на поприще виртуального скульптора, идеально подойдет несложное и веселое приложение Sculptris. С помощью этого приложения, пользователь сразу погружается в увлекательный процесс лепки скульптуры или персонажа. Воодушивившись интуитивным творением модели и развивая свои навыки, можно перейти на профессиональный уровень работы в более сложных программах. Возможности Скульптрис достаточны, но не полны. Результат работы — создание одиночной модели, которая будет использоваться при работе в других системах.

IClone

IClone — это программа, разработанная специально для создания быстрых и реалистичных анимаций. Благодаря большой и качественной библиотеке примитивов, пользователь может ознакомится с процессом создания анимации и приобрести свои первые навыки в этом виде творчества. Сцены в IClone создаются легко и увлекательно. Хорошо подойдет для первоначальной проработки фильма на этапах эскизирования.

IClone хорошо подходит для изучения и использования в простых или малобюджетных анимациях. Однако его функционал не так широк и универсален, как в Cinema 4D.

ТОП-5 программ для 3D моделирования: видео

AutoCAD

Для целей строительного, инженерного и промышленного проектирования применяется самый популярный чертежный пакет — AutoCAD от компании Autodesk. Эта программа обладает мощнейшим функционалом для двухмерного черчения, а также проектирования трехмерных деталей разной сложности и назначения.

Научившись работать в AutoCAD, пользователь сможет проектировать сложные поверхности, конструкции и прочие изделия материального мира и оформлять к ним рабочие чертежи. На стороне пользователя — русскоязычное меню, справка и система подсказок по всем операциям.

Эту программу не стоит применять для красивых визуализаций, как Autodesk 3ds Max или Cinema 4D. Стихия Автокада — рабочие чертежи и подробная разработка модели, поэтому для эскизных разработок, например, архитектуры и дизайна лучше выбрать более подходящий для этих целей Sketch Up.

Sketch Up

Sketch Up — это интуитивная программа для дизайнеров и архитекторов, которая используется для быстрого создания трехмерных моделей предметов, конструкций, зданий и интерьеров. Благодаря интуитивному процессу работы, пользователь может воплотить свой замысел достаточно точно и графически понятно. Можно сказать, что Sketch Up — самое простое решение, используемое для 3d моделирования дома.

Скетч Ап обладает возможностью создания как реалистичных визуализаций, так и эскизных чертежей, что выгодно отличает его от Autodesk 3ds Max и Cinema 4D. В чем уступает Sketch Up, так это в низкой детализации объектов и не столь большим количеством 3Д-моделей под свой формат.

Программа имеет простой и дружественный интерфейс, она проста в изучении, благодаря чему обретает все больше сторонников.

Sweet Home 3D

Если требуется несложная система для 3D-моделирования квартиры, на эту роль отлично подойдет Sweet Home 3D. Даже неподготовленный пользователь сможет быстро начертить стены квартиры, разместить окна, двери, мебель, нанести текстуры и получить эскизный проект своего жилья.

Sweet Home 3D — решение для тех проектов, в которых не требуется реалистичная визуализация и наличие авторских и индивидуальных 3Д-моделей. Построение модели квартиры основывается на встроенных библиотечных элементах.

Blender

Бесплатная программа Blender является очень мощным и многофункциональным инструментом для работы с трехмерной графикой. Количеством своих функций он практически не уступает большим и дорогим 3ds Max и Cinema 4D. Эта система вполне подойдет как для создания 3Д-моделей, так и для разработки видеороликов и мультфильмов. Несмотря на некоторую нестабильность работы и отсутствие поддержки большого числа форматов 3Д-моделей, Blender может похвастать перед тем же 3ds Max более продвинутым инструментарием создания анимаций.

Блендер может оказаться сложным в изучении, так как имеет сложный интерфейс, непривычную логику работы и нерусифицированное меню. Зато благодаря открытой лицензии он может быт успешно использован в коммерческих целях.

NanoCAD

NanoCAD можно считать очень урезанной и переработанной версией многофункционального AutoCAD. Конечно же, Нанокад не обладает даже близким набором возможностей своего прародителя, но подойдет для решения небольших задач, связанных с двухмерным черчением.

Функции трехмерного моделирования также присутствуют в программе, но они настолько формальны, что рассматривать их как полноценные 3Д-инструменты просто нельзя. Нанокад можно посоветовать тем, кто занимается узкими чертежными задачами или делает первые шаги в освоении чертежной графики, не имея возможности приобрести дорогой лицензионный софт.

Lego Digital Designer

Lego Digital Designer — это игровая среда, с помощью которой можно собрать конструктор Лего на своем компьютере. Это приложение можно лишь условно отнести к системам для 3Д-моделирования. Цели Lego Digital Designer — развитие пространственного мышления и навыков комбинирования форм и в нашем обзоре нет конкурентов для этого чудо-приложения.

Данная программа прекрасно подойдет для детей и подростков, а взрослые могут собрать из кубиков дом или машину своей мечты.

Visicon

Visicon — это очень простая система, используемая для 3d моделирования интерьера. Визикон нельзя назвать конкурентом для более продвинутых 3Д-приложений, зато он поможет справиться неподготовленному пользователю с созданием эскизного проекта интерьера. Его функционал во многом похож со Sweet Home 3D, однако Visicon обладает меньшим количеством возможностей. При этом, скорость создания проекта может оказаться быстрее, благодаря простому интерфейсу.

Простейшим способом создания несложных объемных объектов и их сочетаний в среде Windows 10 является использование интегрированного в операционную систему редактора Paint 3D. С помощью инструмента можно быстро и легко создавать, а также редактировать модели в трехмерном пространстве.

Приложение прекрасно подойдет пользователям, которые осуществляют первые шаги в изучении 3D-моделирования за счет простоты освоения и встроенной системы подсказок. Более опытные пользователи могут использовать Paint 3D в качестве средства быстрого создания набросков трехмерных объектов для дальнейшего использования в более продвинутых редакторах.

Вот мы и рассмотрели самые популярные решения для 3D моделирования. В качестве итога составим таблицу соответствия этих продуктов поставленным задачам.

Эскизное моделирование интерьера — Visicon, Sweet Home 3D, Sketch Up
Визуализация интерьеров и экстерьеров — Autodesk 3ds Max, Cinema 4D, Blender
Предметное 3D-проектирование — AutoCAD, NanoCAD, Autodesk 3ds Max, Cinema 4D, Blender
Cкульптурирование — Sculptris, Blender, Cinema 4D, Autodesk 3ds Max
Создание анимаций — Blender, Cinema 4D, Autodesk 3ds Max, IClone
Развлекательное моделирование — Lego Digital Designer, Sculptris, Paint3D

Начнём пожалуй с самого извесного 3Д пакета Blender . Это бесплатный , профессиональный пакет для трёхмерного моделирования, который включает в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, компоновки с помощью «узлов» ( Node Compositing)и т.д. В настоящее время пользуется наибольшей популярностью среди бесплатных 3D редакторов в связи с его быстрым и стабильным развитием, которому способствует профессиональная команда разработчиков.

Blender безусловно одна из самых популярных программ для работы с 3D-объектами на базе открытого программного обеспечения. программа существует в версиях для Windows, Mac OS X, Linux, FreeBSD, Irix, Solaris. Этот программный пакет обладает всеми базовыми инструментами, применяемыми в других профессиональных редакторах. В распоряжении пользователя есть все базовые объекты такие, как кубы, кольца, цилиндры и т.д. А благодаря системе плагинов функционал Blender можно значительно расширить. Немаловажно, что программа постоянно обновляется.

Последнюю версию BLENDER можно загрузить с сайта Blender.org

Следующий трехмерный редактор в нашем обзоре это MeshLab - редактор трехмерной графики, предназначенный для обработки неструктурированных 3D моделей, полученных в результате трёхмерного сканирования. В программе присутствует набор инструментов редактирования, чистки, исправления, проверки, рендеринга и конвертирования такого рода моделей (мешей). Базой для программы служит система Visualization and Computer Graphics Library (VCG lib) - система для отображения и обработки через OpenGL треугольно и тетраэдрических сеток.

В программе MeshLab реализована функция рендеринга в реальном времени NPR Rendering, использующая принцип построения изображения методом штриховки посредством OpenGL шейдеров с возможностью рендеринга изображений в очень высоких разрешениях. Также программа может обрабатывать большие, многополигональные 3D модели.

В программе MeshLab реализована функция рендеринга в реальном времени NPR Rendering, использующая принцип построения изображения методом штриховки посредством OpenGL шейдеров с возможностью рендеринга изображений в очень высоких разрешениях. Также программа может обрабатывать большие, многополигональные 3D модели.MeshLab поддерживает большое количество форматов импорта/экспорта, включая формат Universal 3D (.u3d). Распространяется программа в соответствии с лицензией GPL, как open source проект и доступна на основных платформах Windows, Linux и MacOSX (на базе процессоров intel).

На сегодня MeshLab это популярный продукт, получивший основное применение в технических областях и обработке данных. Помимо своего основного назначения - обработки неструктурированных 3D-моделей Meshlab отлично подойдет для редактирования, восстановления, проверки и визуализации, построения поддержек для печати 3Д модели, а также конвертирования моделей.

Чтобы скачать MeshLab необходимо заглянуть на сайт

Google SketchUp Make - программа для моделирования относительно простых трёхмерных объектов — строений, мебели, интерьера. В марте 2006 года была приобретена компанией Google вместе с небольшой фирмой @Last Software. В апреле 2012 Google продал SketchUp компании Trimble Navigation за 90 млн долларов. Существуют две версии программы — бесплатная для некомерческого использования, ограниченная по функциональности SketchUp Make (прежде всего относительно экспортирования в другие форматы), и платная SketchUp Pro.

По сравнению со многими популярными пакетами данный обладает рядом особенностей, позиционируемых её авторами как преимущества.

Основная особенность — почти полное отсутствие окон предварительных настроек. Все геометрические характеристики во время или сразу после окончания действия инструмента задаются с клавиатуры в поле Value Control Box (поле контроля параметров), которое находится в правом нижнем углу рабочей области, справа от надписи Measurements (панель измерений).

Программа SketchUp превращает 3D-моделирование в удовольствие: мощное, высококачественное программное обеспечение тоже может приносить удовольствие в использовании - секрет в том, что инструменты и возможности SketchUp интуитивно понятны, они работают так, как вы ожидаете.

Возможности SketchUp :

• экспорт моделей в 3DS, DWG, DXF, OBJ, XSI, VRML и FBX;
• экспорт анимаций и пошаговых руководств в MOV и AVI;
• использовать моделирование органических объектов (Sandbox) и инструменты Film & Stage;
• импорт и экспорт GIS-данных;
• печать и экспорт растровых изображений с разрешением выше, чем на дисплее;
• бесплатная техническая поддержка в течение двух лет после приобретения программы платной версии Google SketchUp;

Получайте модели онлайн абсолютно бесплатно: вы можете строить модели с нуля или скачать готовые. Пользователи со всего мира делятся своими моделями на сайте Google 3D Warehouse.

Начните моделировать прямо сейчас: десятки видео уроков, обширный справочный материал, сообщество пользователей по всему миру.

Загрузить последнюю версию Google SketchUp можно на сайте http://www.sketchup.com/

ПРИМЕЧАНИЕ: Google SketchUp является бесплатным ПО только для личного использования.

BRL-CAD - кроссплатформенная 3D САПР с открытым кодом для моделирования составных объёмных тел методом конструктивной блочной геометрии (CSG). BRL-CAD включает в себя интерактивный геометрический редактор, параллельную трассировку лучей, рендеринг и геометрический анализ. Весь проект распространяется в исходном коде. Работает на платформах BSD, IRIX, GNU/Linux, Mac OS X, Solaris и Windows NT.

Хотя BRL-CAD может использоваться для различных инженерных и графических приложений, но основной целью пакета по-прежнему остается поддержка баллистического и электромагнитного анализа. BRL-CAD в основном коллекция библиотек, инструментов и утилит, которые работают вместе, чтобы создать, трассировку лучей, и анализировать геометрию, и манипулировать файлами и данными. В отличие от многих других 3D-приложений для моделирования, BRL-CAD использует CSG, а не контурное представление. Это означает, что BRL-CAD может "изучить физические явления, такие как баллистическое проникновение и тепловое, радиационное и другие типы транспорта".

Пакет BRL-CAD распространяется в исходном коде и двоичной форме и доступен для загрузки на сайте http://brlcad.org/

Autodesk 123D Design это новое бесплатное приложение из линейки продуктов 123D, которое представила компания Autodesk. С помощью этого приложения можно заняться моделированием, а также изготовлением предметов на 3D-принтере или станке с лазерной резкой. Для удобства пользователей компания Autodesk предложила версии, адаптированные для Mac, Windows, iPad. Кроме того, по уверениям разработчиков, можно работать непосредственно в окне браузера. Правда, пока только Chrome.

Упрощение процесса 3D-проектирования достигается путем предоставления пользователям исходных базовых форм и примеров моделей, а также тематических конструкторов, таких как "Роботы" или "Дома". Дополнительные наборы доступны на онлайновом ресурсе 123D.

Приложение доступно для Windows, Mac и iOS (iPad), совместимо с такими продуктами, как 123D Sculpt, 123D Catch, 123D Make через общую облачную память. В программе 123D есть поддержка сервисов 3D-печати и лазерной резки, что позволяет за несколько кликов воплотить идею в ее осязаемое воплощение. Онлайновое сообщество, растущее с каждым днем,предоставляет готовые модели от более 300 тысяч пользователей.

Все прогрукты Autodesk доступны для загрузки на сайте производителя: http://www.123dapp.com/design

K-3D - это программа, представляющая собой редактор для работы с трёхмерными изображениями. Является полнофункциональным и мощным редактором для создания анимированных 3D моделей. Программа включает в себя много шаблонов и моделей, а также может расширять свои возможности моделирования с помощью установки различных плагинов.

Распространяется под лицензией GPL, программа бесплатна для персонального и коммерческого использования.

Поддерживаемые форматы файлов: . obj , . gts , . raw , . jpeg , . png , . tiff . Реализована система подключаемых плагинов для расширения функционала. Программа доступна для скачивания на сайте http://www.k-3d.org/

OpenSCAD - это программа твердотельного 3D моделирования, которая очень популярна среди RepRap сообщества. В отличие от других 3д программ, мышка в OpenSCAD используется лишь для просмотра готовой детали, а само рисование происходит на базе составленной программы на языке OpenSCAD.

Принцип работы OpenSCAD очень прост - в программе мы задаем специальные команды на рисование геометрических примитивов, над которыми мы можем выполнять операции вращения, перемещения, масштабирования. Кроме этого программа позволяет осуществлять над фигурами «арифметические» команды, например, сложение, вычитание.

OpenSCAD даёт пользователю полный доступ к процессу моделирования, гибко настраивая необходимые опции. Программа имеет 2 режима моделирования: конструктивная стереометрия, а также метод формирования объекта при помощи 2D-контура. OpenSCAD поддерживает работу с форматами: . dxf , . stl , . off .

Программа доступна для UNIX систем, Windows , MacOS X - http://www.openscad.org/

MakeHuman это бесплатное и открытое программное обеспечение для создания реалистичных 3D моделей людей в иллюстрациях, анимациях и играх. Есть возможность экспортировать модели для Blender, XSI, Max и др.
Разработка началась в 2001 году, а релиз первой официальной версии произошел спустя целых 12 лет. В MakeHuman насчитывается 1170 различных эффектов морфинга при моделировании: возраст, пол, высота, вес, пропорции тела и лица, глаза, нос, рот, подбородок, уши, шея и многое другое.

Всего за две минуты работы с этой программой, даже полный новичок в 3D, сможет создать реалистичную трехмерную модель человека.

Программа постоянно обновляется и улучшается. Процесс работы начинается с создания 3D-модели на базе шаблона, получаемого при начале работы с программой. Готовая модель может быть экспортирована в . obj , . mhx , . bhv , . dae .

Программа доступна на Windows, OSX, Linux. Стоит упомянуть, что проект полностью написан на Python. Сайт проекта http://www.makehuman.org/

Sculptris - интересное приложение, предназначенное для трехмерного моделирования. Программа является одной из самых простых в своем роде, так как не требует от пользователя каких-либо специальных знаний. Дело в том, что Sculptris не заставляет моделировать в прямом смысле этого слова. Программа как бы дает вам возможность "лепить" будущую трехмерную модель. Такой метод построения модели еще называют "скульптингом" (именно от него и пошло название программы).

В начале работы перед пользователем появляется шар, который можно "обрабатывать" при помощи всевозможных инструментов, делать выемки, обрезать ненужные части, получая таким образом нужные формы. После того, как модель будет закончена, вы сможете "натянуть" на нее текстуру. Перед началом использования Sculptris рекомендуем познакомиться с панелью инструментов и выяснить предназначение каждого инструмента.

К преимуществам приложение также можно отнести тот факт, что создание моделей в нем занимает гораздо меньше времени, нежели в профессиональных решениях, таких как 3D Max. Кроме того, в отличие от множества прочих программ своей категории, Sculptris распространяется совершенно бесплатно. Все вышеперечисленные особенности делают данное решение отличным выбором для всех, кто увлекается моделингом.

Sculptris имеет возможность работы с файлами формата . obj. За последней версией программы стоит заглянуть на сайт разработчика: http://pixologic.com/sculptris/

TinkerCAD - это онлайн редактор предназначенный для создания трехмерных моделей в браузере и их материализации посредством 3D-печати. С недавних пор TinkerCad принадлежит Autodesk и входит в популярное семейство 123D.

Возможности основной бесплатной версии Tinkercad позволяют пользователям:

• создавать неограниченное количество проектов;
• использовать весь функционал импорта и экспорта;
• использовать ShapeScripts..

Сервис Tinkercad создан с использованием технологии WebGL, которая позволяет работать работать с трехмерной графикой непосредственно в браузере. Для работы с сервисом не требуется устанавливать никаких дополнительных приложений и достаточно лишь браузера, поддерживающего WebGL (Chrome, Firefox или Opera 12 Alpha).

Пользователи могут создавать трехмерные модели в окне браузера, сохранять проекты на сервере или же загружать их на свой компьютер в формате STL. Кроме этого Tinkercad позволяет работать напрямую с несколькими сервисами трехмерной печати: Ponoko, Shapeways и i.Materialise. Также программа позволяет напрямую работать с 3Д принтерами MakerBot.

Tinkercad бесплатен для некоммерческого использования - https://www.tinkercad.com/

Wings3D - очень простой и приятный редактор 3D-графики. Рекомендован для начинающих 3D-дизайнеров.Wings 3D бесплатная программа 3D-моделирования с открытым исходным кодом, на которую повлияли программы Nendo и Mirai от компании Izware. Программа получила название по названию технологии обработкиполигонов, применённой в программе. Большинство пользователей называют её просто Wings.

Wings 3D доступна для многих платформ, включая Windows, Linux и Mac OS X. Программа использует окружение и язык программирования Erlang.

Важным качеством данной программы является поддержка . stl , . obj , .3ds и других популярных форматов. Другими важными особенностями являются: поддержка контекстного меню, горячие клавиши и настраиваемый интерфейс.

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.

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!