Обычные снимки, как бы ни были они хороши, никогда не дадут возможности наглядно представить себе демонстрируемые объекты, так как показанный на них, например, товар нельзя повернуть и увидеть с обратной стороны. Иное дело - объемные представления объектов - модели, которые позволяют рассмотреть предмет со всех сторон. Такие объемные модели незаменимы для демонстрации товаров, предлагаемых компаниями в интерактивных каталогах продукции, публикуемых на web-сайтах, в Интернет-магазинах или прилагаемых к корпоративным презентациям - здесь модели позволяют покупателю получить наиболее полную информацию о товаре. Не менее часто интерактивные объемные модели применяются в энциклопедиях и обучающих программах, где обеспечивают наглядное представление того или иного предмета, состояния, вещества и т.п. Однако на этом список областей, где применяются 3D-модели, конечно, не исчерпывается, - они необходимы при разработке различных строительных объектов, проведении реставрационных работ, создании новых моделей автомобилей и самолетов и совершенно незаменимы в компьютерных играх и анимациях.

В большинстве случаев объемные модели строятся с нуля в соответствующих программах для 3D-моделирования. Данный способ создания очень трудоемок и требует немалых знаний, поскольку требуется построить каркасное представление модели, затем на цифровой каркас наложить специально созданные материалы и на последнем этапе создать иллюзию объемности путем манипуляций с тенями и светом. Гораздо быстрее и проще создавать модели не с чистого листа, а на основе фотографий при помощи особых программных средств, которые могут выполнить часть операций автоматически, анализируя представленную на снимках двумерную информацию и создавая возможный вариант объемной модели - это позволяет существенно ускорить процесс разработки. Правда, таким способом можно построить не любую модель, но для ряда направлений данный вариант генерации моделей открывает весьма широкие перспективы.

Классы программ для создания объемных моделей из фотографий

Теоретически существует два подхода, обеспечивающих получение объемных моделей объектов на основе обычных двумерных снимков. Первый позволяет создавать так называемые псевдотрехмерные модели - им присуща иллюзия объемности, но в действительности они не являются трехмерными. Данный подход в большинстве случаев реализуется путем сшивания фотографий специальными программами-сшивателями в 360-градусные панорамы и актуально применяется при создании круговых обзоров, когда поворот объекта вокруг своей оси позволяет получить достаточно полное представление о его внешнем виде. Круговые обзоры широко используются в Интернете, где придают интерактивность web-страницам, и совершенно незаменимы в интерактивных каталогах, а также применяются в интерактивных презентациях, энциклопедиях, образовательных программах и т.п.

Второй подход обеспечивает создание настоящих трехмерных моделей, которые можно экспортировать в популярные 3D-форматы и в дальнейшем продолжить их обработку в программах трехмерного моделирования. При желании такие модели обычно могут быть экспортированы в Java Applet для просмотра в Интернет-браузерах.

В обоих случаях основой моделей является набор фотографий (количество снимков, как правило, не меньше восьми и зависит от используемого ПО и желаемого результата), а процесс их создания можно разделить на два этапа: непосредственно фотосъемка объекта и генерация модели. Съемка объекта для модели представляет собой очень трудоемкий и крайне ответственный процесс, так как от ее результатов напрямую будет зависеть качество модели. Для получения высококачественных моделей следует придерживаться ряда правил:

камеру нужно устанавливать таким образом, чтобы при выбранной диафрагме все кадры в серии оказались в фокусе - лучше всего, если камера всегда будет в центре снимаемой окружности; при этом в ходе съемки объект должен вращаться вокруг камеры;
если объект не может вращаться вокруг камеры (например, при съемке дома, автомобиля и т.п.), то вращаться должна камера, что сложнее, так как нужно строго выдерживать расстояние от камеры до объекта; кроме того, в этом случае съемку следует проводить рано утром или ближе к вечеру, когда разница между особенностями освещения объекта при различных положениях камеры окажется минимальной;
головка штатива должна быть оснащена «уровнями», которые предназначены для строгого позиционирования камеры в пространстве; для всех трех снимков обязательна синхронизация камеры в горизонтальной и вертикальной плоскостях (выравнивание камеры осуществляется с помощью «уровней»);
углы кругового поворота камеры должны быть строго одинаковы, что регулируется шкалой поворотника;
снимаемый объект (по возможности) должен располагаться на однотонном фоне - такой фон затем гораздо проще удалить, поскольку фоновое изображение для трехмерных моделей не требуется;
созданные снимки должны быть сохранены в одном из популярных графических форматов, например в jpg (он поддерживается любым ПО); все изображения должны иметь одинаковую высоту и ширину и должны быть последовательно пронумерованы;
если предполагается получение настоящих трехмерных моделей, то для съемки нередко требуется поместить объект в центре специального калибровочного стенда, представляющего собой обычный белый лист бумаги с определенной маркировкой (это необходимо для нормального распознавания объекта программой); вариант подобного калибровочного стенда в таком случае всегда приведен в документации к программе.

Псевдотрехмерные модели теоретически могут быть получены в любом пакете для создания виртуальных туров из панорамных фотографий, так как представляют собой особый вариант виртуального тура, в ходе которого осуществляется вращение 360-градусной панорамы. Однако удобнее и быстрее получить их в более узкоспециализированных приложениях, таких как 360 Degrees Of Freedom 360.3D, 3D Photo Builder Professional, Easypano Modelweaver и т.п. Генерация псевдотрехмерных моделей в их среде - процесс достаточно быстрый, простой и не требующий какой-то специальной подготовки. Более того, в таких пакетах могут быть предусмотрены те или иные возможности автоматизации процесса, что актуально, так как число моделей, например для интерактивных каталогов, достаточно велико.

Настоящие трехмерные модели создаются совершенно иным способом: с помощью особых встроенных алгоритмов приложения преобразуют двумерную информацию, содержащуюся в фотографиях, в точно рассчитанные трехмерные точки, линии и плоскости, генерируют полигональную модель, а затем осуществляют ее текстурирование. При этом далеко не все операции проводятся программами в полностью автоматическом режиме - нередко требуется подключение пользователя, которому, возможно, придется поучаствовать в том или ином этапе моделирования - в маскировании и удалении фона, формировании каркаса модели и/или ее текстурировании. Поэтому данный процесс быстрым не назовешь, хотя в целом времени на генерацию 3D-модели таким способом требуется на порядок меньше, чем при обычном трехмерном моделировании. Среди решений подобного рода наиболее интересными нам представляются пакеты 3D Software Object Modeller, PhotoModeler, D Sculptor и REALVIZ ImageModeler.

Программы для создания псевдотрехмерных моделей

Разработчик: 360 Degrees Of Freedom

Способ распространения: shareware (демо-версия, добавляющая водяной знак, - http://www.360dof.com/survey/survey.php?dl=3603dproject)

Цена : 360.3D Lite - 69 долл., 360.3D Project - 199 долл.

Работа под управлением: Windows 98/Me/NT/2000/XP

Профессиональный пакет 360.3D продается отдельно либо в составе пакета 360 Degrees Of Freedom Developer Suite и предназначен для генерации интерактивных псевдотрехмерных моделей объектов, незаменимых для демонстрации товаров, предлагаемых компаниями в интерактивных каталогах продукции. Пакет отличается интуитивно понятным, аскетичным и в то же время удобным интерфейсом, видоизменяющимся в зависимости от установленного уровня работы с программой («новичок», «профессионал» и «разработчик»), а подробная документация, дополненная полезными примерами, позволит потратить на его освоение минимум времени. Это в совокупности с простотой и удобством работы, а также широкими возможностями в плане индивидуализации результата позволяет считать приложение 360.3D одним из лучших в своем классе.

Основой круговых обзоров являются фотографии в формате jpg, полученные с любой стандартной цифровой камеры, - число снимков обычно колеблется в интервале от 8 до 14. Процесс разработки обзора на их основе предполагает создание нового проекта, импорт снимков в проект, корректировку параметров обзора и генерацию трехмерной модели объекта, при этом сшивание отдельных снимков производится полностью автоматически. Полученные трехмерные иллюстрации просматриваются в Интернет-браузере при наличии Java-аплета. Они позволяют получить полное представление о демонстрируемых товарах, причем не только за счет автоматического вращения моделей, но и благодаря наличию у пользователя возможности управлять моделью с помощью мыши (вариант интерактивности определяется установленной схемой): например, перетаскивание мыши по горизонтали может приводить к вращению объекта, а по вертикали - к его масштабированию.

Пакет представлен в двух редакциях - 360.3D Lite и 360.3D Project. Вторая отличается бо льшей функциональностью: позволяет использовать эффекты (растворение, динамическое освещение/затемнение, сепия, изменение прозрачности и др.), а также расширять степень интерактивности обзоров за счет более тонкого управления событиями.

Разработчик : Anything3d

Способ распространения: http://download.anything3d.com/3DPhotoBuilder/3DPBTrialPro2_2.exe)

Цена: 109,95 долл.

Работа под управлением: Windows 98/Me/2000/XP/2003 Server

3D Photo Builder Professional - удобное решение для генерации интерактивных круговых обзоров, формируемых на основе серий снятых в разных ракурсах фотографий. Пакет отличается дружественным и удобным в работе интерфейсом и требует минимума усилий, специальных знаний и времени на создание обзора (все действия выполняются под руководством мастеров) и в то же время обеспечивает получение профессиональных результатов. Кроме того, его можно настроить на работу в пакетном режиме. Все это позволяет считать данное приложение эффективным инструментом для обеспечения наглядного представления товаров в интерактивных каталогах продукции посредством круговых обзоров.

3D Photo Builder Professional может работать с любыми камерами и поддерживает широкий набор разнообразных инструментов для хранения, редактирования, предварительного просмотра, экспорта и публикации изображений в Интернете. Использование интеллектуального алгоритма сшивания фотографий в автоматическом режиме, дополненное ручной коррекцией и настройкой параметров представления обзора (размера экрана, фона, скорости вращения и пр.), а также возможностью предварительного просмотра обзора, позволяет добиваться профессионального качества создаваемых псевдотрехмерных изображений. Встроенный графический редактор дает возможность осуществлять цветовую коррекцию, искажение и обрезку исходных изображений, а работа в режиме Web Designer позволяет внедрить в обзоры гиперссылки. Широкий диапазон форматов импорта и экспорта обеспечивает импорт снимков со сканеров, камер и TWAIN-источников и экспорт полученных круговых обзоров в форматы Flash, QTVR, AVI, EXE и др. Кроме того, в программе предусмотрены сохранение изображений в виде zip-архивов, анимационных gif’ов, скринсейверов, а также HTML-файлов и загрузка на ftp-сервер при помощи специального встроенного модуля web-загрузки.

Разработчик : Easypano, Inc.

Способ распространения: shareware (демонстрационная версия - http://www.easypano.com/download/download.aspx?pname=modelweaver&pversion=2.00&key=Free_Trial)

Цена: 99,95 долл.

Работа под управлением: Windows 9х/Me/2000/XP

Пакет Easypano Modelweaver представляет собой инструмент для быстрого создания круговых обзоров, в котором удачно сочетаются широкие функциональные возможности, простота и удобство работы. Он предназначен для профессионалов, но благодаря дружественному интерфейсу программы и подробной справочной системе с ней смогут работать и новички.

Easypano Modelweaver совместим с широким диапазоном камер и позволяет применять основные графические форматы (jpg, gif и png). Кроме того, программа может извлекать изображения из видеофайлов и также использовать их в качестве основы для обзора. Импортированные тем или иным способом снимки вставляются в проект, затем для них определяется базовая точка (уникальная точка, присутствующая на всех фотографиях), задаются параметры обзора и осуществляется автоматическое сшивание снимков в 360-градусную панораму, а затем генерируется обзор. Созданные круговые обзоры обычно экспортируются в Java Applet и просматриваются в Интернет-браузере, а также могут сохраняться в формате QTVR, например в случае включения их в интерактивные презентации, распространяемые на компакт-дисках. Особенности просмотра полностью настраиваются разработчиком: можно задать размеры окна просмотра, изменить дизайн панели управления, определить список отображаемых кнопок, задать функциональные клавиши, добавить логотип и гиперссылку, установить допустимые границы изменения скорости вращения и т.д. Выбор максимально возможного набора кнопок позволяет пользователю при просмотре не только управлять поворотом демонстрируемого объекта, но и изменять его масштаб и регулировать скорость вращения.

Разработчик : Real2Virtual

Сайт программы : http://www.real2virtual.com/modspec3.htm

Способ распространения: shareware (демонстрационная версия - http://www.real2virtual.com/download/r2vdemo.exe)

Цена: персональная лицензия - 95 долл., коммерческая лицензия - 180 долл.

Работа под управлением: Win9x/Me/2000/NT/XP

Пакет Real2Virtual3D предназначен для создания псевдотрехмерных иллюстраций, основой которых могут служить как цифровые фотографии (поддерживаются все камеры), так и отсканированные изображения или рисунки. Возможно создание объемной иллюстрации даже из одной фотографии, хотя полноценный круговой обзор предполагает использование серии фотографий, снятых с различных ракурсов.

Пакет Real2Virtual3D компактен, отличается дружественным интерфейсом, удобен в работе и практически не требует времени на освоение. Создание объемной иллюстрации в нем предполагает выполнение трех этапов: импорт исходных изображений (bmp, jpg), последовательное задание опорных точек, ограничивающих вращаемый в обзоре предмет на всех снимках (для достижения наилучших результатов точки должны быть размещены на всех ключевых участках изображений), а затем автоматическая генерация кругового обзора. Для публикации в web дополнительно производится экспорт в VRML-формат (в процессе экспорта изображения сжимаются, что обеспечивает их быструю загрузку в web). Просмотр объемных иллюстраций может осуществляться как встроенными средствами Интернет-браузера, так и в специальном просмотрщике Real2Virtual Viewer, входящем в поставку. Созданные интерактивные изображения могут не только вращаться, но и просматриваться с разной степенью масштабирования, так что покупатели смогут получить более полное представление о внешнем виде товара.

Разработчик : Iseemedia, Inc.

Способ распространения:

Цена: 99,95 долл.

Работа под управлением: Windows 95/98/2000/NT 4.0/XP

Photovista 3D Objects продается отдельно либо в составе пакета Reality Studio и обеспечивает быстрое создание компактных круговых обзоров для web-сайтов, которые просматриваются в любом Интернет-браузере и интерактивны, что позволяет пользователям управлять вращением демонстрируемых объектов и масштабировать их при помощи мыши.

Основу обзоров составляют фотографии, снятые с разных точек обзора и сохраненные на диске в форматах jpeg или bmp, импортированные с цифровой камеры или извлеченные из avi- или QuickTime-файлов. Снимки загружаются в проект и сшиваются в 360-градусную панораму, которая затем автоматически преобразуется в круговой обзор, - при этом программа самостоятельно удаляет фон, маскируя области снимков, относящиеся к объекту. Встроенные инструменты редактирования позволяют добиться более точного маскирования объекта (если результаты автоматического маскирования оказались недостаточно хороши) и обеспечивают контроль над наклоном изображений, модуль Frame Adjust позволяет регулировать положение осей X и Y на отдельных снимках, а модуль Image Stabilization избавит от проблемы колебаний трехмерного объекта при вращении, вызываемых неверным центрированием при съемке. Круговые обзоры сохраняются в VRML-формат для просмотра их в web, а также могут быть экспортированы в собственный формат программ Reality Studio и/или сохранены в avi-файлах.

Программы для создания трехмерных моделей

Разработчик : Creative Dimension Software Ltd

Сайт программы : http://www.3dsom.com/

Способ распространения: shareware (демонстрационная версия - http://www.3dsom.com/protrialvx/3DSOMProTrial.exe)

Цена: 2700 долл.

Работа под управлением: Windows 2000(Service Pack 4)/XP

Пакет 3D Software Object Modeller (или 3DSOM Pro) - профессиональное решение для быстрого создания трехмерных моделей реальных объектов по фотографиям. Модели могут применяться в интерактивных каталогах, трехмерных компьютерных играх, мультимедийных презентациях и пр. Кроме того, пакет может представлять интерес для музеев (демонстрация старинных предметов утвари, представителей вымершей фауны и пр.) и может оказаться полезным в процессе моделирования одежды и ювелирных украшений (демонстрация образцов изделий) и т.п. 3D Software Object Modeller использует усовершенствованную технологию 3DSOM 1.0, разработанную Canon, обеспечивает гораздо более быстрый путь создания моделей, чем классические пакеты для 3D-моделирования, и не требует серьезной технической подготовки, а потому позиционируется в качестве альтернативного инструмента для трехмерного моделирования. Пакет ориентирован на 3D-дизайнеров, web-дизайнеров и фотографов и позволяет моделировать разнообразные типы объектов, за исключением прозрачных и отраженных объектов, а также объектов с глубокими отверстиями.

Для получения трехмерной модели объекта необходимо иметь порядка 20 его фотографий (в форматах jpeg, png, ppm или bmp), сделанных обычной цифровой камерой в разных ракурсах. Обязательным условием съемки является помещение объекта в центр специального калибровочного стенда, представляющего собой обычный белый лист бумаги со специальной маркировкой. Полученные снимки загружаются в программу, которая автоматически маскирует все изображения, отделяя объект от фона, - недостатки автоматического маскирования (они вполне возможны, если съемка производилась не в идеальных условиях: не совсем однотонный фон, неравномерное освещение и др.) могут быть легко исправлены при помощи целого набора ручных и полуавтоматических маскирующих инструментов. Затем программа самостоятельно генерирует каркас модели, а специальные инструменты позволяют при необходимости вручную откорректировать окончательную геометрию, после чего создаются текстурные материалы и осуществляется текстуризация модели - на этой стадии можно также вмешаться в процесс и видоизменить автоматически созданные материалы и принципы их наложения. По окончании модель либо экспортируется в один из 3D-форматов для дальнейшей обработки в пакетах для 3D-моделирования, либо в Java Applet, если предполагается ее использование в Интернете.

Разработчик : Eos Systems, Inc.

Способ распространения: shareware (демонстрационная версия программы - http://www.photomodeler.com/demo01.html)

Цена: определяется вариантом лицензирования

Работа под управлением: Windows 2000/NT 4.0(sp6+)/XP

Одно из наиболее известных в мире приложений в сфере фотограмметрического ПО - пакет PhotoModeler - предназначен для получения трехмерных моделей-эскизов на основе фотографий. Он хорошо зарекомендовал себя в самых разных областях компьютерного моделирования: механике, архитектуре и реставрации зданий, археологии и антропологии, видео и мультипликации, судебной экспертизе, машиностроении и др. Например, при реставрации зданий с его помощью можно по сохранившимся рисункам в 3D-модели воссоздать облик архитектурного сооружения, а в судебной практике данное приложение очень активно используется для воссоздания картины места происшествия. Пакет позволяет работать с любым количеством фотографий, полученных при съемке самыми разными камерами, в том числе и одновременно в одном проекте. При необходимости можно создать модель даже по одной-единственной фотографии, что не редкость в археологии и антропологии (при недостатке исходного материала), хотя качество, конечно, будет хуже. Если в ходе работы над проектом появился новый исходный материал, то в любой момент можно добавить новые снимки. Результат работы программы зависит от множества факторов: разрешения и числа исходных фотографий, углов между ними, числа опорных точек и четкости описания камер.

Создание трехмерной модели в PhotoModeler - операция трудоемкая в силу того, что многие действия приходится выполнять вручную, и осуществляется в несколько этапов. Вначале необходимо получить и отсканировать фотографии. Идеальный вариант - наличие такого числа фотографий, чтобы каждая большая отдельная плоскость объекта была запечатлена не менее чем с двух разных точек. Затем определяются параметры камеры, при этом допускается использование разных камер для различных снимков, определяются размеры объекта, для которого создается 3D-модель, и задается местоположение каждой из камер. После этого также вручную расставляются ключевые опорные точки и устанавливается тип связи между отдельными группами точек в виде линий или плоскостей. На последнем этапе на основе опорных точек, линий и плоскостей программа генерирует трехмерную модель, которую можно будет экспортировать в CAD-программу. Оценить полученный результат позволяет модуль 3D Viewer, благодаря которому несложно рассматривать и вращать любые модели.

PhotoModeler поддерживает импорт изображений в форматах bmp, cal, jpg, mac, pcd, pct, pcx, png, ppm, psd, rbg, sgi, tga и tif и экспорт в форматы dxf (2D и 3D), 3ds, Wavefront Obj, vrml (1&2), iges, raw, 3dm и stl. Дружественный интерфейс в совокупности с возможностью использования мастера проектов позволяет сравнительно быстро разобраться с принципами работы программы, хотя работа в ней менее трудоемкой, конечно, не становится. В освоении программы помогут подробный Help и серия мультимедийных уроков, входящих в комплект поставки.

Разработчик : D Vision Works Limited

Способ распространения: shareware (демонстрационная версия - http://www.d-vw.com/download/files/DS2demo.exe)

Цена: Standard - 500 евро, Professional - 900 евро

Работа под управлением: Windows 95/98/Me/NT/2000/XP

Пакет D Sculptor позволяет быстро создавать текстурированные 3D-модели объектов реального мира на основе обычных фотографий. По сравнению с аналогичными программами исходные объекты могут иметь сложную структуру (например, сложные органические формы), процесс разработки осуществляется гораздо быстрее, а технология создания модели напоминает работу в двумерных графических пакетах, что упрощает процесс освоения программы. Поэтому D Sculptor было бы удобно иметь в списке графических решений тем дизайнерам, которые работают преимущественно в 2D-пакетах, но иногда нуждаются и в трехмерных моделях. По замыслу разработчиков, D Sculptor больше подходит для генерации 3D-моделей для каталогов продукции и Интернет-приложений, а также в ряде случаев может применяться для создания моделей для компьютерных игр.

Создание трехмерной модели осуществляется в пять шагов. Сначала нужно сфотографировать объект с разных ракурсов - при съемке объект должен располагаться в центре специальной плоскости с круговой маркировкой, а число снимков должно быть не менее восьми - и загрузить jpg-изображения в проект. На втором этапе D Sculptor анализирует снимки и самостоятельно обнаруживает маркеры. Затем при помощи стандартных инструментов создания выделенных областей требуется вручную маскировать объект в каждой фотографии, тем самым разграничив для программы области снимка, относящиеся к модели и расположенные вне ее. По окончании следует выбрать команду Generate Model, и программа создаст модель. Количество полигонов в модели можно изменять в интерактивном режиме, что весьма удобно, так как для Интернета требуются модели с небольшим числом полигонов, в то время как для работы в 3D-приложениях, наоборот, необходимо создание высококачественных многополигональных моделей. На финише модель экспортируется в один из распространенных 3D-форматов (например, для дальнейшего редактирования в 3D Studio) или в Java Applet для просмотра в Интернет-браузере. D Sculptor также поддерживает формат Macromedia’s Shockwave для совместимости с Macromedia Director 8.5 и выше.

Пакет представлен в двух редакциях - Standard и Professional, профессиональная редакция обеспечивает более высокую точность моделирования благодаря наличию возможности разделения модели на подобъекты.

Разработчик : RealViz Corp.

Способ распространения: shareware (демонстрационная версия отсутствует)

Цена: 290 долл.

Работа под управлением: Windows 2000(SP2)/XP, Mac OS X 10.2

RealViz ImageModeler - известное решение для создания 3D-моделей по фотографиям. Пакет ориентирован преимущественно на 3D-дизайнеров и может оказаться полезным в самых разных сферах: для моделирования архитектурных сооружений, создания трехмерных круговых обзоров для web, подготовки фотореалистических фонов как основы для дальнейшей дизайнерской работы, а также для создания анимации и спецэффектов. Кроме того, RealViz ImageModeler может применяться для точного распознавания 3D-объема и последующего размещения в этом объеме других трехмерных моделей.

Для создания модели требуется серия фотографий, снятых в разных ракурсах вокруг объекта и сохраненных в одном из форматов: tga, sgi, png, jpg, pict, pgm, ppm или cin. Снимки импортируются в проект, и программа автоматически осуществляет их калибровку, определяя параметры камеры (положение, длину фокуса и пр.), и устанавливает систему координат. На следующей стадии вручную выставляются калибровочные маркеры (они необходимы для определения опорных точек, по которым производится расчет полигонов) и осуществляется автоматическое построение каркасной модели - при этом окончательная доводка геометрии выполняется вручную при помощи стандартных инструментов полигонального редактирования. Затем производится текстурирование модели - текстуры автоматически извлекаются из фотографий и полученные материалы присваиваются отдельным подобъектам, при этом пользователь может изменить параметры проецирования средствами встроенного UV Mapping Editor. Созданная модель экспортируется в 3D-форматы для дальнейшей обработки в пакетах 3D Studio Max, Lightwave 3D, Maya, SOFTIMAGE I XSI, Macromedia Shockwave 3D и др. или в VRML-формат для публикации в web.

Создание модели – первый важный шаг на пути к изготовлению изделия, но вот незадача: у всех имеется свое мнение на счет выбора программы для 3D-моделирования. Ну что же, сколько людей, столько и мнений. В этой статье мы подготовили для вас список 25 самых лучших, на наш взгляд, программ для 3D-моделирования. Устраивайтесь поудобнее – и приступим!

Возглавляют список – естественно – Blender и SketchUp!
Да, это так: у Blender самое большое и активное сообщество, и это сообщество не устает делиться информацией. В результате у Blender самые объемные форумы, самые познавательные ролики на YouTube и больше всего завязок на Google поиск.

Своей популярностью Blender обязана двум причинам: во-первых, в этой программе столько инструментов для работы, что перед пользователями открываются просто безграничные возможности; во-вторых, это бесплатная программа с открытым исходным кодом. С другой стороны, Blender сложновата для новичков, и на ее освоение требуется время.
SketchUp получает второе место в нашем рейтинге. Эта программа славится своим дружественным интерфейсом (важный плюс для новичков) и обладает целым арсеналом инструментов. И что самое главное, у нее есть бесплатная версия.

Не стоит недооценивать программы для начинающих!
Бесплатные онлайн приложения вроде Tinkercad обладают самыми необходимыми инструментами для моделирования и значительно облегчают процесс работы. Они дают хороший толчок к дальнейшему обучению. После их освоения новички смогут гарантированно освоить и другие, более сложные программы. Таким образом, Tinkercad занимает почетное 8 место после AutoCAD, Maya, 3DS Max, Inventor и SolidWorks.Не стоит недооценивать нишевые продукты!
Начнем с ZBrush – самой популярной программы для цифрового 3D-скульптурирования, которая надежно обосновалась на 9 месте. Если вам нужно смоделировать фигурку, магическое существо, персонажа компьютерной игры, то это наилучший выбор.

После ZBrush, Cinema 4D, 123D Design и OpenSCAD идет Rhino (13 место). Здесь стоит кое о чем упомянуть. Мы решили разделить Rhinoceros и Grasshopper , так как у этих двух программ разный подход к моделированию, и даже взгляды их сообществ во многом расходятся. С другой стороны, Grasshopper можно рассматривать исключительно как плагин для Rhinoceros. В этом случае наше мнение становится необъективным, и Rhino и Grasshopper следует воспринимать как единое целое.

С 14 по 20 строки список выглядит следующим образом: Modo, Fusion 360, Meshmixer (бесплатная программа для обработки цифровой сетки от Autodesk), LightWave, Sculptris (бесплатная программа для скульптурирования от создателей ZBrush), Grasshopper (графический алгоритмический редактор для Rhino) и FreeCAD.
Программа MoI3D (также известная как Moment of Inspiration) занимает 21 строку списка. Ее создатели явно не являются сторонниками агрессивной маркетинговой стратегии. У нее даже нет официальной странички в Facebook или Twitter. Большая часть ее сообщества пришла из дискуссионного клуба MoI и по ссылкам в интернете.

Последние места в списке занимают 3Dtin, Wings3D, K-3D и BRL-CAD.

Итак, какие выводы можно сделать:

У 3D-моделлеров большой выбор программ, между которыми идет жесткая конкуренция.
У бесплатных программ (таких как Blender) значительно больше поклонников.

Чтобы понять, какая из этих программ подходит именно вам, загляните на ее официальный сайт, ознакомьтесь с ценами, посмотрите на модели, которые можно создать с ее помощью… И лишь потом принимайте решение. Удачи вам!

Для создания компьютерной графики используют множество различных приложений. Условно их можно разделить на следующие группы:

Программы для цифрового скульптинга (Pixologic ZBrush, Autodesk Mudbox).
Игровые движки (Unreal Engine 4, Unity 5, CryEngine 3).
Узкоспециализированные приложения, «заточенные» под конкретные задачи (анимация жидкостей - RealFlow, создание текстур - Mari и пр.).
Универсальные 3D редакторы (Cinema 4D, 3Ds Max, Maya, Houidini и т.д.).

Первые три группы разберем в следующих статьях. А сегодня предлагаем обзор универсальных 3D редакторов (Full 3D Suites).

Универсальные 3 D редакторы, как правило, содержат все необходимое для CG: инструменты моделирования, анимации и визуализации.

На вопросы: «Какой из пакетов лучший? Что выбрать?» нет правильных ответов. Выбор инструмента зависит от многих факторов: личных предпочтений CG-художника, поставленных целей, финансовых возможностей и т.д.

функционал программы;
удобство пользования (интуитивный интерфейс и т.д.);
доступность, цена.

Большинство специалистов в своей работе используют сразу несколько программ: некоторые вещи проще и быстрее делать в сторонних приложениях (детализация, постобработка, симуляция и пр.). Поэтому не ограничивайте себя рамками только одного пакета. Тем более, что выбор инструментов сегодня просто огромный.

Самые популярные 3D пакеты:

3 Ds Max

3Ds Max - «пионер» среди 3D редакторов, очень популярный инструмент, №1 в выборе многих начинающих и продвинутых специалистов. Занимает ведущие позиции в сфере дизайна и архитектурной визуализации. Часто используется в игровой индустрии.

Возможности:

моделирование на основе полигонов, сплайнов и NURBS,
мощная система частиц,
модуль волосы/шерсть,
расширенные шейдеры Shader FX,
поддержка новых и усовершенствованных механизмов Iray и mental ray.
анимация толпы,
импорт из Revit и SketchUp,
интеграция композитинга.

И многое другое.

Плюсы: огромный функционал, множество плагинов и обучающей информации.

Минусы: не так прост в освоении, «старожилу» требуются серьезные обновления.

Autodesk Maya

Maya - промышленный стандарт 3D графики в кино и телевидении. Maya популярна среди крупных студий и масштабных проектов в рекламе, кино, игровой индустрии. Пакет идеален для создания анимации.

Возможности:

полный набор инструментов для NURBS- и полигонального моделирования;
мощные средства общей и персонажной анимации;
развитая система частиц;
технология Maya Fur (создание меха, волос, травы);
технология Maya Fluid Effects (моделирование жидкостей, атмосферы);
широкий набор средств создания динамических спецэффектов;
UV-текстуры, нормали и цветовое кодирование;
многопроцессорный гибкий рендеринг.

Плюсы: огромный функционал и возможности.

Минусы: длительное и сложное обучение, высокие требования к системе, высокая цена.

Cinema 4 D

Cinema 4 D - один из самых лучших и удобных 3D пакетов на сегодняшний день. Огромный функционал: от моделирования, анимации, эффектов до «лепки» и модуля BodyPaint 3D. У более понятный и удобный интерфейс нежели у 3Ds Max и Maya. Широко используется в моушен-дизайне, киноиндустрии и рекламе.

Возможности:

полигональное и NURBS-моделирование;
BodyPaint 3D (модуль для создания разверток UV и текстурных карт);
генерация и анимация объектов;
персонажная анимация;
динамика мягких и твердых тел;
модуль для создания реалистичных волос;
система частиц Thinking Particles;
неплохой встроенный визуализатор.

Плюсы: легкость в освоении, интуитивный интерфейс, отличный функционал, множество обучающих материалов, тесная связь с Adobe After Effects, Houdini и т.д.

Минусы: неотлаженная система перехода между версиями.

Modo

Modo - полноценный продукт для моделирования, рисования, анимации и визуализации. Включает также инструменты скульптинга и текстурного окрашивания. Благодаря удобству пользования и высокой производительности, у Modo репутация одного из самых быстрых инструментов моделирования. Modo популярен в сфере рекламы, разработки игр, спецэффектов и архитектурной визуализации.

Возможности:

полигональное и моделирование SDS;
современные инструменты анимации;
динамика твердых и мягких тел;
система рисования;
материал Fur (мех) для создания волос, травы и меха;
инструменты лепки;
быстрая и качественная визуализация.

Плюсы: мощный и понятный инструментарий, высокая производительность.

Минусы: мало информации.

Side Effects Houdini

Houdini - мощный профессиональный пакет для работы с 3D графикой, в его основе процедурная, нодовая система. Houdini идеально подходит для создания сложной динамики, симуляции: частиц, жидкости, дыма, огня, имитации природных явлений и т.д. А также это отличный инструмент для создания впечатляющих визуальных эффектов. Основная область применения Houdini - киноиндустрия.

Возможности:

полигональное и NURBS-моделирование,
анимация (ключевая, процедурная),
персонажная анимация,
система частиц,
динамика твердых и мягких тел, тканей, шерсти/волос, газов и жидкостей,
работа с объемным звуком,
мощный рендер движок Mantra,
встроенный инструмент композитинга.

Плюсы: высококлассные спецэффекты и анимация.

Минусы: мало информации, высокая цена.

Softimage

Softimage (Autodesk Softimage, ранее Softimage/XSI) - программа для 3D анимации и создания визуальных эффектов в game-индустрии, кино и телевидении.

У Softimage была одна из самых лучших систем анимации. Благодаря уникальной системе ICE (Interactive Creative Environment — платформе визуального программирования, основанной на нодах) пакет предлагал широкую функциональность, гибкость, высокую производительность и качество.

Возможности:

мощное полигональное, а также процедурное моделирование в среде ICE;
физика и динамика частиц и геометрии;
нелинейная анимация;
инструменты лицевой анимации Autodesk Face Robot;
встроенный MentalRay.

В 2008 году компания Autodesk выкупила Softimage у Avid за 35 млн. долларов. В 2015 Autodesk объявила о прекращении продаж лицензий на Softimage и фактически избавилась от одного из самых сильных игроков на рынке. На официальном сайте предлагается перейти на 3Ds Max или Maya.

LightWave

Lightwave 3D - инструмент для 3D анимации и визуальных эффектов от компании NewNek. С давних пор является промышленным стандартом в кино и телевидении.

Новый усовершенствованный пакет LightWave 2015 предлагает огромные возможности: от динамического моделирования, персонажной анимации, визуальных эффектов до разработки игр и архитектурной визуализации.

Возможности:

интуитивный двойной интерфейс (modeler и layout);
мощное полигональное моделирование;
развитая система анимации;
система частиц;
система снаряжения персонажа Genoma 2;
усовершенствованный рендеринг;
интерактивное динамическое наследование (Interactive Dynamic Parenting);
гибкая система Bullet Dynamics;

Плюсы: огромный функционал, удобный двойной интерфейс.

Минусы: не так популярен в нашей стране и странах СНГ, мало информации.

Blender

Единственный в списке бесплатный 3D пакет, который практически не уступает по функционалу платным приложениям. Blender включает в себя средства для 3D моделирования, анимации, а также набор опций для создания игр, визуальных эффектов и скульптинга. Отличная альтернатива «монстрам» 3D анимации. Благодаря поддержке Blender Foundation, программа очень быстро и стабильно развивается.

Возможности:

полигональное моделирование, сплайны, NURBS-кривые и поверхности;
режим лепки;
система частиц;
динамика твердых и мягких тел: жидкость, шерсть/волосы и т.д.;
скелетная анимация;
встроенные механизмы рендеринга и интеграция со сторонними визуализаторами;
редактор видео;
функции создания игр и приложений (Game Blender).

Плюсы: доступность, открытый код, кроссплатформенность, небольшой размер (около 50 мегабайт), широкий функционал, возможность создания игр.

Минусы: отсутствие документации в базовой поставке.

Итак, если коротко:

3Ds Max - компьютерные игры, интерьеры, визуализация.
Maya - анимация, киноиндустрия, телевидение, клипы.
Cinema 4D - спецэффекты в кино и телевидении, моушен-дизайн, реклама.
Modo - реклама, игры, спецэффекты в кино.
Houdini - визуальное программирование, спецэффекты в кино.
Softimage - анимация и спецэффекты в кино, телевидении, играх.
LightWave - спецэффекты в кино, телевидении.
Blender - персонажная анимация, создание игр.

В заключение хочется отметить: 3D редактор - всего лишь инструмент, раскрыть потенциал которого может только сам дизайнер, CG художник. Освоив в полной мере один пакет, изучить другие не составит труда.

Удачи Вам в обучении и работе!

Невозможно представить какую-либо значимую сферу производства, в которой на этапе конструирования не применяют объемную графику. Разработка любого объекта становится доступнее при трехмерном представлении каждого элемента, значимой детали. На каждом этапе создания продукта, будь это несложный механизм или ракетный двигатель, ориентируются на многогранный макет. Он представляет собой многовекторный чертеж, имеющий не только номинальную высоту, длину и ширину, но и визуальное воплощение. В этой статье мы расскажем, как появилась первая компьютерная реалистичная фигура, в каких сферах технология нашла свое применение и какие программы используют проектировщики.

Мы часто слышим это сочетание – 3D. Оно является сокращением английского 3-dimensional, что дословно переводится как «три размера». К этой фразе прибавляют дополнительные слова: звук, изображение, шутер, шоу, принтер и так далее – вариантов масса. Но остается основной смысл: при употреблении этого метода происходит переход из схематического, однолинейного пространства в более реалистичное. Эта способность «одухотворять» неживое ставится в основу многих начинаний. Но визуализация нашла свое начало и получила наибольшую востребованность именно в конструировании объемного образа.

Оно широко применяется в следующих отраслях:

индустрия развлечений;
медицина;
промышленность.

Расскажем о каждой группе подробнее.

Кинематограф, компьютерные игры и анимация: заслуги 3D моделирования

Все виртуальные пространства и несуществующие герои созданы с помощью особой техники использования полигонов. Так называются обыкновенные геометрические фигуры с тремя или четырьмя гранями, которые соединяются под разными углами в один объект. Чтобы он пришел в движение, необходимо менять параметры у составляющих – вытягивать, перемещать, вращать. Так как все они связаны, то действие похоже на натяжение паутины – остальные сегменты деформируются в соответствии с первым.

Чем меньше площадь каждого отдельного куска, тем больше их общее количество, а значит, выше точность изображения. В таких случаях принято говорить о качестве графики – в некоторых играх можно ее делать выше и ниже. Это актуально в тех случаях, когда мощность компьютера не позволяет быстро отображать все фрагменты. Нельзя сказать, что небольшое количество полигонов – модели low poly, хуже чем High poly, когда деталей во много раз больше. Для части анимации достаточно общего вида героя, если он второстепенный или один из многих. Главного персонажа, как правило, рисуют более подробно. Сверху графических фигур накладываются текстуры, которые завершают образ.

Первым САПРом для профессионального и любительского пользования стал AutoCAD. Со временем стали появляться его качественные аналоги и второсортные подделки. Сводный список софтов мы приведем ниже, сейчас ограничимся указанием на очень удобную для 3D моделирования программу – ZWCAD Professional.

Она не уступает «Автокаду» в функционале, но существенно отличается по стоимости, которая у популярного бренда выше. Это разработка компании ZWSOFT, которая поддерживает свои позиции на рынке ПО с 1993 года и реализует свои продукты более чем в 80 странах мира. В 2017 году появилась новая усовершенствованная версия «ЗВкада». Основное направление разработки – это трехмерное конструирование. Которое, кстати, применяется не только в индустрии развлечения, но и здравоохранении.

Визуализация в медицине

Она развивается в двух основных направлениях:

точечная или комплексная томография;

конструирование и создание протезов.

Современные 3D-сканирования позволяют обнаружить дефекты органов и тканей, которые скрыты при простом рентгене или УЗИ. Появление таких технологий сделало возможным определение заболевания в тех ситуациях, когда ранее проводились диагностические операции. Широкое распространение они приобрели в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Для удобства обращения с новшеством больницы не ограничиваются компьютерными макетами, а приобретают принтеры для объемной печати.

Воплощенный в жизнь результат томографии может стать основой для создания импланта, например, зуба, который будет идеально подходить по размерам пациенту. В более сложном варианте технология помогает смоделировать протез конечности, слуховой аппарат, вены, нервы и даже искусственный сердечный клапан. Активно развивается биопечать – в ней вместо красок используются живые человеческие клетки. Но первый этап конструирования остается за компьютерными 3D программами. Здесь, как и при построении мультипликационных героев, используется полигональное моделирование. Искривление пластин показывает дефекты тканей. Воздействие на фрагменты позволит создать объемную фигуру идеального импланта, а вращение и передвижение частей покажет, как будет двигаться протезированная рука.

Главными пользователями являются инженеры, электрики, строители, работники дорожных служб – специалисты технической направленности. Их инструмент – это твердотельные или полые конструкции, обладающие математически точными параметрами, расчетными данными и реальной направленностью на работу. Поэтому, особенно важным для этой категории пользователей является не внешний вид модели, а возможность применения формул, работы с ними, срезовые чертежи, графика, а также проверка всего механизма на любом этапе разработки. Таким образом, цель проектировщика – это не только визуализация объекта, но, в большей степени, измеримая и рабочая информация о нем.

Работа в CAD (русскоязычная аббревиатура – САПР) предполагает профильное образование. Она будет эффективна, когда специалист не только видит образ, но знает материал, с которым ведется макет, особенности использования изделия и многие другие нюансы. Поэтому программы разряда ZWCAD с широким спектром действий и большим количеством инструментов, компании заказывают комплектами, чтобы обеспечить ПО весь отдел. Их же устанавливают на компьютеры студентов технических и архитектурных ВУЗов, чтобы будущие специалисты сразу конструировали в удобной и многофункциональной среде. Ориентируясь не только на индивидуального покупателя, но и на массовые поставки, ZWSOFT разработал гибкую политику лицензирования и существенно снизил цены на серийные закупки.

При работе в Системах Автоматизированного Проектирования инженер получает электронно-геометрическую модель. Что это такое в объемном 3D моделировании поможет понять список действий, который с ней можно совершить:

Выполнить чертежи любого среза, в любом изображении под выбранным углом. Таким образом необходим один макет вместо массы разрозненных графиков. Поэтому с одним файлом, используя разные слои, могут одновременно работать разные специалисты, и даже разные отделы.

Подогнать параметры всего изделия, изменив ввод одной данной величины.

Производить расчеты любого показателя или коэффициента. Как в статичном положении, так и в прогнозируемом движении.

Написать пакет для компьютерного управления станком или другим техническим оборудованием (ЧПУ).

Использовать 3D-принтер и воссоздать объемную модель для презентации или показательного конструирования.Что такое план 3-д моделирования

Каждая работа не обходится без алгоритма действий. Часто последовательность условна, особенно в творческих профессиях, однако даже там конструирование объекта происходит по следующим этапам:

4. Анимация, если она необходима. Если это статичный объект, то возможно показать, как он приходит во взаимодействие со сторонними элементами. На этом этапе дополнительно можно рассчитать трение, КПД и другие коэффициенты.

5. Устранение мелких недостатков и визуализация – вывод итогового объекта.

6. Дополнительным этапом может быть распечатка на 3Д-принтере.

История объемного моделирования развивается на наших глазах. Это технология будущего. Работать в формате 3D сейчас удобно, интересно и востребовано. Главное, выбрать подходящую программу для наиболее эффективного проектирования.

Сегодня я хочу рассказать как создать любую, какую Вы только пожелаете 3D фигуру из простого изображения - заготовки (Данный урок актуален для пользователей Adobe Photoshop CS5 Extended.

1. Немного теории без которой никак…
Все трехмерные (3D) объекты, которые мы хотим создать должны быть вначале нарисованы в фотошопе в градациях серого. Что это значит? Все просто, трехмерные объекты в фотошоп рисуются на основании заданных цветов которые лежат от черного к белому, но обязательно в градациях серого (не путайте с черно-белым изображением). На скриншоте который расположен ниже показан этот спектр цветов:

Именно этот спектр цветов является рабочим для создания 3D объектов.
Чем темнее вы выберете цвет, тем больше будет вмятина в 3D объекте, и наоборот, чем светлее будет выбранный цвет, тем больше это место будет возвышаться на 3D объекте. Таким образом мы можем создавать рельефы, выпуклости и вогнутости на 3D объекте.
Необходимо заметить, что все 3D объекты имеют стандартный геометрический набор в четырех направлениях:
- плоскость
- двусторонняя плоскость
- цилиндр
- сфера
на основании которых строятся модели, исходя из того, какую модель нам предстоит построить. Это значит, что имея заготовку в виде рисунка в градациях серого, мы можем построить из него четыре различных фигуры. Для того, что бы это все понять, перейдем к практике.

2. Подготовка рабочей среды программы к работе.
Если у Вас еще не включена отрисовка OpenGL, включаем ускорение трехмерных объектов: Edit (Редактировать)>Preferences (Установки)>Performance (Производительность) , ставим галочку и нажимаем Ok.

Нам понадобится палитра для работы с 3D объектами. Если у Вас ее нет сделайте следующее: Window (Окно)>3D .

3. Создание заготовки.
Создаем новый рисунок: File (Файл)>New (Новый (Cntr+N) ), выставляем такие параметры:

Вы можете задать другие параметры, но помните, чем больше наше изображение, и его разрешение тем тяжелей и дольше компьютер будет обрабатывать нашу фигуру.

Нарисуйте на холсте кистью с твердыми краями и большого диаметра, нажав клавишу Shift, следующий рисунок (выбирайте для каждой полосы цвет, который указан у меня на скриншоте):

Это и есть наш рисунок - заготовка.

4. Создание 3D объектов.
В палитре 3D объектов, установите такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Теперь повращайте ее инструментами:

Теперь верните состояние когда у нас была простая заготовка. В палитре 3D объектов, выставите теперь такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Посмотрите на фигуру которая получилась:

Как Вы видите более темные цвета посажены глубже, а более светлые наоборот более выдвинуты вперед. Попробуйте проанализировать фигуру, глядя на нашу заготовку и сравнивая ее с фигурой.

Теперь вновь верните состояние когда у нас была простая заготовка. В палитре 3D объектов, выставите теперь такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Посмотрите на фигуру которая получилась:

Теперь снова верните состояние когда у нас была простая заготовка. В палитре 3D объектов, выставите теперь такие настройки, и нажмите кнопку создать:

Посмотрите на фигуру которая получилась:

Как Вы видите более темные цвета посажены глубже, а более светлые наоборот более выдвинуты в перед. Попробуйте проанализировать фигуру, глядя на нашу заготовку и сравнивая ее с фигурой.

5. Теперь я думаю Вы поняли принцип по которому фотошоп строит трехмерные объекты. Для закрепления материала, покажу такой пример:

Для того, чтобы нам воссоздать такую же мы должны проанализировать следующим образом: Сверху и снизу у фигуры места среднего диаметра относительно всей фигуры, а значит на заготовке он должен быть средним цветом (не сильно темным, не сильно светлым). Далее барабан с впадинами, значит барабан самый выпуклый и значит цвет на заготовке у него самый светлый (но не слишком светлый поскольку диаметр барабана будет чрезмерно большим). Очень глубокие впадины до основания говорят о том, что цвет впадин должен быть на заготовке черный или около того. Ну и разумеется из четырех вариантов построения фигур (плоскость, двусторонняя плоскость, цилиндр, сфера), мы выберем - цилиндр. На основе этих анализов создаю такую заготовку:

Используя логическое мышление мы можем создавать абсолютно любые 3D фигуры. Хочется посоветовать Вам попрактиковаться. Представьте в уме любую вымышленную фигуру и рассуждая как делал это я, воспроизведите заготовку и постройте на её основе фигуру, посмотрите совпадает ли она с задуманной Вами фигурой, если нет попробуйте еще раз и таким образом Вы приобретете навык работы с 3D объектами и без труда сможете создавать фигуры по Вашей задумке.

Желаю Вам успехов, надеюсь урок Вам понравился. Другие мои уроки, посвящённые 3D моделированию, вы можете посмотреть .