Творчество и современность

     Современная трехмерная графика активно применяется не только для создания изображений на листе печатной продукции или на экране компьютера, но и для разработки твердотельных элементов, к которым относятся как детали машин и отдельные механизмы, так и целые здания и сооружения. Именно поэтому на сегодняшний день трехмерная графика активно используется в таких сферах, как архитектурная и медицинская визуализация, виртуальная археология. Подобные изменения в современной индустрии привели к тому, что на сегодняшний день многим организациям и фирмам требуются специалисты, обладающие необходимыми знаниями и навыками работы с пакетами трехмерного моделирования, поскольку реализуется трехмерная графика именно при помощи специальных 3D-редакторов.

     До настоящего времени на рынке профессиональных 3D-программ лидирующие позиции занимали в основном коммерческие программы для 3D-моделирования. Однако сейчас ситуация начала меняться в пользу 3D-редакторов, поставляемых на основании свободных лицензий. Это объясняется тем, что данные ИТ-решения не только не уступают по своему функционалу проприетарным продуктам, но и распространяются бесплатно.

     Цель исследования заключалась в определении наиболее доступного по цене и качеству свободного программного обеспечения для 3D-моделирования на основании проведенного сравнительного анализа и выявления требований к этим ИТ-решениям.

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

     Так как задача сравнительного анализа заключалась в определении наиболее эффективных программ для обучения 3D-моделированию, то 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. При анализе рейтинга свободных программ для 3D-моделирования все перечисленные критерии были учтены.

     В результате обзора российского рынка 3D-редакторов были выбраны наиболее популярные программы для 3D-моделирования, относящиеся к свободному программному обеспечению:

• Google SketchUp,

• Blender,

• Wings 3D,

• Sweet Home 3D,

• K-3D,

• Free CAD,

• K3DSurf.

      Google SketchUp – это программа, которая имеет понятный и простой в использовании интерфейс, полный набор инструментов. Также в программе доступен импорт и экспорт различных форматов двухмерной растровой и трехмерной графики, в частности (3ds, dwg, ddf, jpg, png, bmp, psd), предусмотрена возможность использования плагинов, установки теней в соответствии с заданными широтой, долготой, временем суток и года. В программе предусмотрена функция загрузки и использования многочисленных готовых скриптов, созданных другими пользователями, есть пополняемые библиотеки компонентов, материалов и стилей. Google SketchUp легко интегрируется с программой Google Earth, что можно использовать при моделировании зданий [1].

     Blender в настоящее время имеет статус самого мощного и самого популярного программного обеспечения. Программа является графическим 3D-редактором с открытым исходным кодом, имеет широчайший набор инструментов, предоставляя своим пользователям полную свободу от создания моделей для 3D-печати до создания фотореалистичных видео, игровой графики, анимационных фильмов, визуальных эффектов. 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 также имеет массу подключаемых модулей для удобства моделирования. Программа имеет встроенную поддержку русского языка [2].

     Wings 3D – мощный 3D-редактор, предназначенный для моделирования объемных фигур, обладает интуитивно понятным интерфейсом, имеет полный набор стандартных и дополнительных инструментов [3].

    SweetHome 3D обладает удобным и интуитивно понятным интерфейсом и предназначена для дизайнеров и архитекторов, используется для моделирования дизайна интерьера. Программа обладает открытым исходным кодом и, соответственно, является полностью бесплатной, имеется возможность работы онлайн в браузере [4].

    K-3D – мощная программа для 3D-моделирования, анимации и рендеринга, которая позволяет создавать анимированные 3D-модели и выполнять весь спектр операций с трехмерными объектами в режиме реального времени. В данную программу уже встроены геометрические примитивы и различные модели и шаблоны [5].

     Free CAD 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 Free CAD предоставляет пользователям практически неограниченную свободу дизайна [6].

     K3DSurf – профессиональная программа, предназначенная для визуализации и редактирования математических моделей в трех, четырех, пяти и шести измерениях; поддерживает параметрические уравнения и работу с изоповерхностями [7].

     Структура рынка представлена на диаграмме (ил. 1).

Ил. 1. Структура российского рынка свободных программ для 3D-моделирования

     Как видно из диаграммы, наиболее популярными программными продуктами являются Google SketchUp, Blender и FreeCAD, доли рынка которых составляют 25, 21 и 18% соответственно.

     В таблице приведена более подробная характеристика каждой из перечисленных программ для 3D-моделирования (ил. 2). В качестве основных критериев, характеризующих 3D-редакторы, была использована информация о сложности освоения, наличии русифицированной версии и поддержке форматов других графических программ.

Ил. 2. Характеристика программ для 3D-моделирования

     Таким образом, на основании проведенного сравнительного анализа свободных программ для 3D-моделирования можно сделать вывод о том, что рассмотренные графические 3D-редакторы можно разделить на две принципиально отличающиеся друг от друга группы по уровню сложности решаемых с их помощью задач. Программы для 3D-моделирования, относящиеся к первой группе, подойдут для обучения тех, кто обладает минимальными знаниями и навыками работы с трехмерной графикой. Отличительной особенностью данных программ являются: наличие удобного, простого и интуитивно понятного интерфейса, а также низкие системные требования, предъявляемые к компьютеру потенциального пользователя. К данным ИТ-решениям можно отнести такие 3D-редакторы, как: Google SketchUp, Wings 3D, Sweet Home 3D, K-3D.

     Программы для 3D-моделирования, относящиеся ко второй группе, могут быть использованы для обучения профессиональному 3D-моделированию пользователей, уже обладающих базовыми знаниями и навыками работы с трехмерной графикой. Помимо наличия более широкого ассортимента инструментов такие 3D-редакторы совместимы со многими другими графическими пакетами и способны поддерживать многопользовательский режим работы. К данной группе относятся следующие 3D-редакторы: Blender, Free CAD, K3DSurf.

Библиографический список

1. Google SketchUp [Электронный ресурс]. URL: http://www.sketchup.google.com/ (дата обращения: 04.05.2017).

2. Blender [Электронный ресурс]. URL: http://www.blender.org/ (дата обращения: 04.05.2017).

3. Wings 3D [Электронный ресурс]. URL: http://www.wings3d.com/ (дата обращения: 04.05.2017).

4. Sweet Home 3D [Электронный ресурс]. URL: http://www.sweethome3d.com/ru/ (дата обращения: 04.05.2017).

5. K-3D [Электронный ресурс]. URL: http://www.k-3d.org/ (дата обращения: 04.05.2017).

6. Free CAD [Электронный ресурс]. URL: http://www.freecadweb.org/ (дата обращения: 04.05.2017).

7. K3DSurf [Электронный ресурс]. URL: http://www.k3dsurf.sourceforge.net/ (дата обращения: 04.05.2017).

COMPARATIVE ANALYSIS OF FREE SOFTWARE FOR 3D-MODELING

Istratova E.E., Candidate of Engineering Sciences

Novosibirsk state university of architecture, design and art

Cherniy J.S., Senior Lecturer

Novosibirsk state university of architecture, design and art

Abstract: The article presents the results of the comparative analysis of the Russian market of free software used for 3D-modeling, identified software products that occupy a leading position, also determined the characteristics of 3D-graphics editors and the requirements, that imposed on them by users, and represented the frequency of the electronic course usage by students and the main purposes of their visits.

Keywords: 3D-modeling programs, free software, graphic 3D-editors.