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.

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!

Создание объемных виртуальных объектов ещё никогда не было настолько удобным и увлекательным процессом. Благодаря современным программам, сегодня, каждый желающий, может построить уникальную трехмерную модель прямо на своем компьютере.

С каждым днем трехмерная графика становится все более востребованной и доступной. 3D-модели широко используются в игровой индустрии, монтаже фантастических фильмов, архитектуре, дизайне и даже археологии. Широкая доступность 3D-принтеров, только повышает тягу к этому чудесному виду творчества.

Подходящее железо

Если вы серьезно решили заниматься трехмерным моделированием, то для быстрой и комфортной работы, вам потребуется мощный компьютер.
Рекомендуемые характеристики железа:

  • Процессор: Должен быть многоядерным. Если 2 ядра, то минимум по 3гГц. Если ядер 4 и больше, то по 2.3 гГц.
  • Оперативная память: Для комфортной работы без лагов, будет достаточно 4 Гб свободной оперативки.
  • Видеокарта: Оптимальным вариантом конечно же будет серия FX от GeForce, но если цена такой игрушки покажется великоватой, то можно обойтись бюджетными моделями, например nVidia GTX 430.
  • Операционная система: Здесь подойдет любой 64х-разрядный Windows с которым будет совместима программа для моделирования.

Не переживайте если ваш компьютер менее мощный. Работать в программах 3D моделирования можно и с меньшими характеристиками. Единственный минус, что при ограниченных ресурсах, картинка может притормаживать и со временем эти лаги могут серьезно раздражать. Но если ваш энтузиазм и нервы крепки, то смело приступайте к выбору инструмента для работы.

Вибираем инструмент для 3D-моделирования

С развитием 3D печати, разрабатывается все больше программ для работы с трехмерными объектами. Современные инструменты становятся более функциональными и удобными для рядового пользователя. Сегодня каждый разработчик ПО, старается показать свой продукт в лучшем свете, и новички часто путаются в ярком обилии предложений.

Создание 3D-модели объекта по фотографиям относится к дисциплине фотограмметрии. Существует два больших направления в фотограмметрии:

    фототопография, которая помогает составлять карты и планы местности;

    прикладная фотограмметрия, которая нужна в строительстве, архитектуре и криминалистике.

Для производства также используют по фотографии. С помощью набора фото можно произвести точную 3D-модель и создать копию объекта.

Изначально фотограмметрия использовалась только для воссоздания ландшафтов и построения карт. Сегодня она работает лучше, так как мощные цифровые камеры позволяют получить качественное изображение объекта, что упрощает процесс 3D-моделирования.

3D-объект из фотографий — статуэтка по фото

3D-моделирование по фотографии: техники

Основная причина использования этого метода — отсутствие чертежей или самого объекта рядом с 3D-моделлером. Эта технология полезна тем, что позволяет моделировать большие объекты, не снимая замеры. Также она подходит для территорий или объектов, находиться на которых человеку небезопасно.

3D-моделирование по фотографии также используют археологи, чтобы презентовать результаты раскопок.

Сделать 3D-модель по фотографии: применение в кино и играх

Сфера развлечений — еще одна область, где применяется построение 3D-модели по фотографии. В случае с кинофильмами моделирование нужно для спецэффектов и комбинирования кадров. Для игр и мультфильмов нужны люди-прототипы.
На основе их фотографий рисуют персонажей, это добавляет им реалистичности и гармонизирует персонажа. Так, прототипом джина из «Алладина» стал Робин Уильямс, а характерная внешность злой королевы из белоснежки — заслуга Джоан Кроуфорд, звезды первой величины эпохи Золотого Голливуда.

В прошлом, чтобы придумать мультипликационному или игровому герою характеристики живого человека, нужен был художник. Сегодня в этом помогут специальные программы, о них расскажем ниже. А если вам нужен полностью новый персонаж, обратитесь в KLONA: у нас .

Изготовление 3D-модели по фотографии: пример Disney

Разработка 3D-модели по фото: услуги прототипирования

В случае, если у заказчика есть фотографии готового изделия, копия или вариация которого нужна, 3D-модель можно изготовить по ним. Важно, что если деталь сложная, то нужно много фото с разных ракурсов. Конечно же, если есть возможность предоставить 3D-моделлеру само изделие, а не фото, лучше так и сделать.

3D-модель по фотографии: промдизайн

Создание 3D-модели по фотографии поможет быстро сориентироваться и оценить сроки разработки реальной модели. Для прикидки перед основным моделированием это хороший вариант. Однако это не подходит для сложных изделий с большим количеством неровностей, углов или для дизайнерских предметов. В подобных случаях проще будет создать 3D-модель с нуля.

Построение 3D-модели по фотографии: правила

Для получения качественной и точной 3D-модели нужно придерживаться определенных правил.

    Делайте фотографию в фокусе. Удобнее всего выполнить это условие, если объект расположить на вращающейся платформе. Камеру нужно поставить недалеко и расположить ее на штативе. Так объект всегда будет в центре, и можно будет поймать все нужные углы. Важно, что способ подходит только для небольших объектов.

    Большой объект может не получится вращать. Если платформу для автомобиля найти еще реально, то вращать жилое здание не получится, если вы не Халк, конечно же. Поэтому придется вращаться вокруг объекта, держа всегда одинаковую дистанцию, с какой бы стороны ни велась съемка. Если все это вызывает затруднения, то можно вызвать фотографа компании KLONA, и он сделает снимки вместо вас. Также, если фотографировать совсем не получается, можно снять замеры с изделия.

    Фотокамеру нужно позиционировать в вертикальной и горизонтальной плоскости , поэтому штатив должен быть с уровнем.

Обязательными являются как минимум 3 фотографии предмета: нужен вид сбоку, спереди и сверху. Необязательным, но желательным, является фото в полупрофиль.

    Результат будет лучше, если поместить объект на однотонном фоне.

    Фон с маркировкой — калиброванный стенд, он поможет получить более точную 3D-модель.

    Высота и ширина всех изображений не должны отличаться.

    Важно пронумеровать все изображения, разместив их последовательно.

Создание 3D-модели по фотографии: обзор программного обеспечения

В этом разделе мы расскажем о программах, которые помогут превратить набор фотографий в 3D-модель, однако важно помнить, что они любительские и используются для малобюджетных проектов. И если вам нужна качественная 3D-модель, с помощью которой нужно изготовить партию изделий, обратитесь в студию КЛОНА. С нами вы быстрее получите требуемый результат.

В любом случае потребуется редактирование полученной 3D-модели, а для сложных моделей этот процесс может затянуться.

Если внутри модели есть детали или что-то, что нужно отразить, то придется моделировать вручную.

3D-модели, полученные после фотомоделирования, могут значительно отличаться габаритами от исходного предмета.

3D-моделирование по фотографии: преимущества

    Позволяет создать 3D-модель габаритного объекта.

    Дает возможность , не сталкиваясь с ними вживую.

    Позволяет не проводить замеры предмета.

    Сделать 3D-модель по фотографии можно, не имея чертежей.

    Разрешает не обращать внимания на внутреннее устройство объекта.

1

Для начала вам потребуется сделать от 20 до 40 снимков объекта с разных точек, используя камеру с матрицей в 3–6 мегапикселей. Фотографируйте модель по кругу; следите за тем, чтобы объект занимал большую часть пространства кадра. После каждого кадра делайте небольшой шаг влево, чтобы разница между углами от центра объекта составляла около 15 градусов. За один обход модели съёмки по кругу вам нужно сделать около 20–30 кадров. После того как вы закончили снимать с низкой точки, отснимите модель сверху с захватом макушки.

Фотографируемый человек должен
сидеть абсолютно неподвижно
и должен быть хорошо освещён

3

Отсняв объект, загрузите одну из популярных программ по захвату, самая доступная из которых, - 123D Catch компании Autodesk. Эта простая программа сама сделает практически всю работу.

4

После загрузки в 123D Catch все снимки автоматически конвертируются в 3D-модель в облаке. Однако если вы посмотрите на получившуюся модель с разных сторон, обязательно найдутся искажения. Они появляются из-за того, что программа не смогла в автоматическом режиме правильно выстроить точки.

Придётся расставлять дополнительные точки вручную. Для этого выбираем фотографию, расположенную ближе всего к искажённой зоне, выбираем пункт Check manual points. В новом окне появятся три фотографии: на главной нужно выбрать точки, на вспомогательных показать их местоположение. Далее вспомогательные фотографии необходимо пролистать и также выставить на них точки.