CC BY
233
ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА
УДК 378.14
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ
Истратова Е.Е., кандидат технических наук
Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств Черний Ю.С., старший преподаватель
Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств
Аннотация: В статье приведены результаты сравнительного анализа российского рынка свободного программного обеспечения, применяемого для 3D-моделирования, выявлены программные продукты, занимающие лидирующее положение, также определены характеристики графических 3D-редакторов и требования, предъявляемые к ним со стороны пользователей.
Ключевые слова: программы для 3D-моделирования, свободное программное обеспечение, графические 3D-редакторы.
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 SD-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).
Google SketchUp I Blender I Wings 3D i Sweet Home 3D K-3D
I Free CAD K3Dsurf
Ил. 1. Структура российского рынка свободных программ для SD-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 SD-моделирования (ил. 2). В качестве основных критериев, характеризующих SD-редакторы, была использована информация о сложности освоения, наличии русифицированной версии и поддержке форматов других графических программ.
Критерии 30-редакторы
Google SketchUp Blender Wings 3D Sweet Home 3D K-3D Free CAD K3DSurf
ОС Windows, Mac OS X Кроссплат-форменное ПО Windows, Мае OS X, Linux Кросс платформенное ПО Linux, Windows NT Windows NT, Linux Кросс платформенное ПО
Сайт sketchup. aoo ale.com http://www.bl ender. ora http://www.wi nas3d.com http://www.s weethome3d. com/ru www.k-3d.ora http://www.fre ecadweb.ora http://k3dsurf. sourceforae. net
Сложность в освоении Нет Есть Нет Нет Нет Есть Есть
Русифицированная версия Да Да Русификатор отдельно Да Нет Да Нет
Поддержка форматов Да Да Да Нет Нет Да Нет
Ил. 2. Характеристика программ для SD-моделирования
Таким образом, на основании проведенного сравнительного анализа свободных программ для SD-моделирования можно сделать вывод о том, что рассмотренные графические SD-редакторы можно разделить на две принципиально отличающиеся друг от друга группы по уровню сложности решаемых с их помощью задач. Программы для SD-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 SD-редакторы, как: Google SketchUp, Wings SD, Sweet Home SD, K-SD.
Программы для SD-моделирования, относящиеся ко второй группе, могут быть использованы для обучения профессиональному SD-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 offree 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-modelingprograms, free software, graphic 3D-editors.
