XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Моделирование — процесс замены объекта исследования некоторой его моделью и проведение исследования на модели с целью получения необходимой информации об объекте. Область применения 3D-моделирования необычайно широка. На сегодняшний день 3D-моделирование можно встретить в разных областях от рекламы, производства компьютерных игр и киноиндустрии до дизайна интерьера и архитектуры. Впервые моделирование стало применяться в архитектурной и строительной деятельности и обозначало изображение схемы, чертежа или графика какого-либо предполагаемого объекта. Позже моделирование распространилось и в других науках как метод исследования процессов и явлений окружающей действительности. Моделирование помогает исследователю познать объект изучения, установить взаимосвязь с другими объектами и описать его в наиболее доступной форме.

На рынке существует множество программ для 3D-моделирования, для того чтобы выбрать оптимальную программу необходимо предварительно определиться с критериями, по которым будет происходить сравнение, то есть с требованиями, предъявляемыми к 3D-редакторам.

В качестве одного из основных критериев сравнения графических редакторов был выбран учет уровня начальной подготовки пользователей. Очевидно, что обучающимся с минимальным уровнем компьютерной грамотности будет нелегко освоить программный продукт, не обладающий интуитивно понятным интерфейсом, без русификации, справочных материалов и всплывающих подсказок. Помимо этого, 3D-редакторы, выбираемые для обучения, должны обладать всеми необходимыми функциями для реализации основных задач 3D-моделирования.

Следующим по значимости критерием сравнения программ трехмерной графики можно назвать соответствие системных требований компьютера пользователя требованиям, предъявляемым со стороны разработчика программного продукта. Как правило, наиболее строгие требования предъявляются к аппаратной составляющей компьютера пользователя и распространяются на объем оперативной памяти и характеристики процессора. Очевидно, что в случае, если компьютер пользователя не соответствует даже минимальным характеристикам производителя программного обеспечения, ни один 3D-редактор не сможет корректно работать и выполнять требуемые функции.

Совместимость программного обеспечения в сфере 3D-моделирования также является существенным преимуществом при выборе того или иного программного продукта. Это объясняется тем, что зачастую 3D-редакторы обладают узкой специализацией и не всегда могут обеспечить полную реалистичность созданной модели. Поэтому возможность дополнения функционала за счет применения другого графического редактора оказывается очень удобным инструментом для реализации полноценной 3D-модели.

ZBrush. Программа ZBrush от компании Pixologic — это мощный профессиональный инструмент для создания и редактирования трехмерной графики. В первую очередь программа направлена на работу с так называемой «цифровой глиной», из которой можно буквально вылепливать объекты при помощи разнообразных инструментов. Такая цифровая лепка идеальна для создания людей, животных, и вообще всего органического. Тем не менее, ZBrush может использоваться для твердотельного 3D-моделирования и оснащен для этого специальными инструментами. Огромный набор специальных кистей направлен на достижение максимальной реалистичности при создании 3D моделей, а инструменты наложения текстур и визуализации дополняют функционал программы. ZBrush практически не использует возможности видеокарты, что существенно влияет на скорость работы. Вместо этого основным ресурсом для приложения является оперативная память компьютера, недостаток которой может сказываться на производительности. ZBrush — это очень гибкий пакет 3D графики, который можно настроить согласно своим собственным предпочтениям. Интерфейс программы полностью программируем, настроить можно все, вплоть до размера шрифта. Наряду с такой гибкостью, в программе нет единого алгоритма построения моделей.

TinkerCAD. Tinkercad — это онлайн-сервис по разработке 3D-проектов для начинающих. Использовать продукт можно только после регистрации аккаунта. Официальный сайт содержит массу обучающих материалов, что не составит труда, если специалист решил освоить данный софт. Моделирует электрические схемы, коды и 3D-проекты.

Blender. Blender — это бесплатное программное обеспечение для создания и редактирования трехмерной графики. Программа справляется с анимацией и реалистичными ландшафтами, но уступает в скульптинге персонажей.

На сегодняшний день это полноценный 3D-редактор, в котором пользователя встречает полностью программируемый интерфейс и уникальная внутренняя файловая система. Оболочка программы на первый взгляд может показаться неудобной и непонятной, но после настройки горячих клавиш работать в Blender становится просто и удобно. На официальном сайте находятся в общем доступе обучающие курсы. В качестве языка программирования приложение использует Python, владея которым вы можете создавать собственный инструменты, редактировать интерфейс и сам принцип работы программы. Приятным бонусом является доступность пакета на различных операционных системах обеих разрядностей: освоить программу смогут владельцы компьютеров с ОС Windows, GNU/Linux и Mac OSX.

Maya. Maya является самой распространенной программой для создания спецэффектов, анимаций. Создает реалистичные картинки, подстраивается под любого пользователя, богата своим интерфейсом, однако очень требовательна к устройству, с которого будет происходить работа. Maya ценится за огромный набор инструментов для анимации, текстурирования, а также создания разнообразных спецэффектов. Это серьезный редактор трехмерной графики, в нем грамотно реализована функция визуализации готовых моделей.

На официальном сайте имеется лицензия для студентов, которая выдается на 3 года бесплатно.

3Ds Max. 3Ds Max — это программное обеспечение для 3D-моделирования, анимации и рендеринга, созданное и разработанное для игр и визуализации дизайна. Программное обеспечение очень полезно для проектирования зданий, инфраструктуры и строительства, а также для разработки продуктов и планирования производства.

Кроме того, 3Ds Max помогает пользователям создавать массивные игровые миры, детализированных персонажей, настраивать окружение здания, создавать сцены, в которых много людей, имитировать физические свойства жидкостей, таких как вода, масло и лава. Программа легка в изучении на начальных этапах, позже могут понадобится дополнительные курсы или материалы, обучающие уроки есть в общем доступе. Лицензия для студентов выдается на 3 года.

Таблица 1

Достоинства и недостатки программ для 3D моделирования

Название	Плюсы	Минусы
TinkerCad	Не нужно скачивать отдельным софтом. Бесплатное пользование. Поддерживает 3D-принтер. Имеет бесплатные обучающие видео от производителя. Подходит для новичков.	Малый функционал. Нет возможности работать в оффлайн-режиме.
Blender	Бесплатная версия. Реалистичная картинка на выходе. Большой функционал. Простой интерфейс. Возможность создания спецэффектов VFX. Возможность добавления плагинов.	Недостаточная проработка деталей кожного покрова или одежды персонажей. Персонажи в основном мультяшные. Частые обновления. Регулярная доработка и изменения, несомненно, повышают актуальность программы, однако они же постоянно меняют интерфейс или вводят новые, не до конца понятные функции. В результате пользователям приходится каждый раз заново привыкать к системе.
ZBrush	Наличие детализированного скульптинга. Широкий выбор кистей. Авторитетность на рынке (большинство 3D аниматоров используют zbrush для создания персонажей). Наличие возможности самостоятельного создания собственных кистей либо добавления пакетов скачанных. Большое количество кистей, что позволяет прорабатывать самые мелкие участки кожного покрова.	Высокая стоимость. Сложности, возникающие при освоении программы у людей без опыта. Слабая палитра и рендер.
Maya	Высокий функционал анимации. Повышенная скорость работы. Повышенный функционал в скульптинге. Возможность поддерживать самые популярные мультимедийные форматы. Можно создавать плавающие заголовки и логотипы. Большое количество видео-уроков, которые могут посмотреть все желающие.	Интерфейс английский, отсутствие русскоязычной версии. 30-ти дневная пробная версия программы. Высокий уровень системных требований. Нет встроенного vray.
3Ds Max	Встроенный vray позволяет создавать реалистичные картинки. Простота использования. Большое количество обучающего материала. 3D анимация и динамика. Общие инструменты анимации. Настраиваемый интерфейс, рабочий процесс и конвейер. Библиотека активов. Настраиваемые рабочие пространства. Поддержка дисплея с высоким разрешением. 3D моделирование, текстурирование и эффекты.	Недостаточная анимация для создания полноценных мультфильмов. Не подходит для скульптурирования людей и животных. Высокая цена на профессиональный пакет.

Таблица 2

Технические характеристики

Название	Условия распространения	Операционные системы	Поддержка анимации	Поддерживаемые форматы	Полнота функционала
Blender	Бесплатно	macOS, Windows, Linux, Steam	есть	OBJ, FBX, PLY, STL	Полный
TinkerCad	Бесплатно	Онлайн	нет	STL, OBJ, X3D colors, VRNL colors, SVG	Базовый
Maya	Платно/бесплатная версия для студентов	Windows, macOs, Linux	да	3DS, OBJ	Полный
3Ds Max	Платно/бесплатная учебная лицензия	Windows, macOS, Linux	да	3DS, OBJ	Полный
ZBrush	Платно	Windows, macOS	да	OBJ, 3DS, dfx, psd	Полный

Подводя итог, трехмерная графика получает всё большее применение в различных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все более необходимым для полноценного развития личности. Важно помнить, что от выбранной программы на начальном этапе зависит успех развития в этой области. При анализе существующих программ для 3D моделирования, лучшим вариантом стала Blender.

Список литературы:

Все о программе 3Ds Max [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://junior3d.ru/article/3Ds-Max.html (дата обращения 26.03.21).

Обзор 10 лучших программ для 3D-моделирования [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://3dclub.com/blog/top-programm-dlya-3d-modelirovaniya (дата обращения 26.03.21).

Сравнительный анализ свободного программного обеспечения для 3D-моделирования [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nsktvs.ru/node/49 (дата обращения 26.03.21).

Краткий обзор программы AUTODESK MAYA [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://3ddevice.com.ua/blog/3d-printer-obzory/autodesk-maya-obzor/ (дата обращения 26.03.21).

Код для цитирования: Скопировать