Программы трехмерного моделирования, применяемые в архитектурном проектировании (на примере Autodesk 3ds Max и Rhinoceros)

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Программы трехмерного моделирования, применяемые в архитектурном проектировании (на примере Autodesk 3ds Max и Rhinoceros)

Лобков A.О., Базилевич М.E.

ТОГУ, г. Хабаровск, Россия

В статье рассматриваются программы, предназначенные для трехмерного моделирования, в получившие широкое распространение в архитектурном проектировании -- Autodesk 3Ds Max (3Ds Max) и Rhinoceros (Rhino). Проводится краткий сравнительный обзор этих программ. Рассматриваются сфера их применения, задачи и функциональные возможности данного программного обеспечения (ПО) в сфере создания трехмерных изображений и визуализации, особенности пользовательского интерфейса, а также взаимодействие ПО с различными файловыми расширениями.

Ключевые слова: программное обеспечение, трехмерное моделирование, визуализация, архитектурное проектирование, файловые расширения.

Lobkov A. O., Bazilevich M. E. PNU, Khabarovsk, Russia

THREE-DIMENSIONAL MODELING PROGRAMS, USED IN ARCHITECTURAL DESIGN (ON THE EXAMPLE OF AUTODESK 3DS MAX AND RHINOCEROS)

The article deals with programs designed for three-dimensional modeling, widely used in architectural design -- Autodesk 3Ds Max (3Ds Max) and Rhinoceros (Rhino). A brief comparative review of these programs. We consider sphere of their application, objectives and features of the software in the creation of threedimensional imaging and visualization features of the user interface, as well as the interaction of the software with different file extensions.

Keywords: software, three-dimensional modeling, visualization, architectural design, the file extensions.

Введение

Выбор программного обеспечения (ПО) для реализации курсового или рабочего архитектурного проекта связан в первую очередь с масштабом самого проекта, особенностями поставленных перед проектировщиком задач, а также техническими характеристиками его рабочего ПК. Конечно, особенно актуальна проблема выбора ПО для студентов младших курсов, только начинающих знакомится с широким инструментарием компьютерной графики и моделирования. Распространенное мнение о том, что любая 3D-программа имеет неограниченный спектр возможностей для решения любых задач, связанных с трехмерной графикой, при ближайшем рассмотрении оказывается неверным, поэтому представляется необходимым провести сравнительный обзор двух программ, наиболее часто применяемых архитекторами и дизайнерами для трехмерного моделирования -- Autodesk 3Ds Max (3Ds Max) и Rhinoceros (Rhino).

1. Сфера применения и задачи ПО

Программа 3Ds Мах пользуется заслуженной популярностью среди специалистов различных направлений, в том числе, и архитекторов. Этот графический редактор подходит для решения большинства задач, связанных с трехмерным моделированием и анимацией. В стандартный пакет ПО входит и подсистема рендеринга (визуализации изображений). Для создания фотореалистичных визуализаций, специально для 3Ds Мах, разработаны плагины Vray и Corona, а также обширные библиотеки готовых моделей и материалов [1]. Недостатком программы является наличие большого количества кнопок, разнообразных инструментов и способов моделирования, что, безусловно, затрудняет изучение 3Ds Мах.

Rhino -- редактор трехмерного NURBS-моделирования с возможностью выполнения визуализации и анимации, обладающий широкими возможностями для CAD проектирования (выполнение чертежной документации). Для простоты изучения разработчиками программы McNeel & Associates был создан встроенный учебник с анимацией и видеороликами, подробно рассматривающими все функции и возможности этого графического редактора [3].

Отзывы пользователей 3Ds Мах и Rhino, размещенные на сайте G2 Crowd [4], позволили авторам получить данные о широте распространения и частоте применения этих двух программ в различных сферах. Полученные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Сфера применения программного обеспечения

2. Экономическая составляющая

Существенным отличием между рассматриваемыми в данной статье лицензионными программами является способ их распространения. Программа Rhinoceros продается единым пакетом с неограниченным сроком использования, в то время как лицензия программы 3D Max нуждается в постоянном продлении срока действия по средствам периодической оплаты (табл. 2). Поэтому, если пользователь планирует долгосрочную работу с продуктом, в финансовом плане лидирует Rhinoceros. По заявлению разработчиков McNeel & Associates, пакет должен обеспечивать 90% функциональности при 10% стоимости. Не стоит забывать и о необходимых дополнительных вложениях на приобретение плагинов для рендеринга как, например, Vray.

Таблица 2. Стоимость лицензии ПО [4,5]

3. Особенности интерфейса

3ds Мах является одним из первых 3D-редакторов, получивших распространение еще в 1990-е гг. Интерфейс программы создан на основе проверенной конструкции, которая может не вписываться в предпочтениях людей, привыкших к новым 3D-программам, имеющим более обтекаемые интерфейсы. Помимо своего широкого спектра различных функций и возможностей 3ds Мах также имеет «устаревшие» опции, включенные в программу, чтобы помочь в обратной совместимости с более старыми версиями.

По имеющимся данным [4], большинство пользователей программы сходятся во мнении, что в ней слишком много кнопок. В отличие от Rhinoceros, где существует возможность ввода команды для модели, визуализации и т.д., 3ds Мах требуется чрезмерное количество щелчков, которые могут замедлить процесс моделирования. Огромное количество функциональных возможностей и, как следствие, большое число различных инструментов, добавленных в течение многих лет существования программы, «перегрузили» интерфейс, сделав его достаточно сложным в изучении (рис. 1).

Рис. 1. Интерфейс 3Ds Max 2017, интерфейс Rhinoceros 5

Пользовательский интерфейс Rhino, напротив, довольно прост. Выполнение операций может осуществляется при помощи панели инструментов, меню или командной строки. Через панель инструментов в Rhino осуществляется доступ к наиболее часто используемым командам и установкам. Пользоваться панелью инструментов более предпочтительно, чем меню или командной строкой. При задержке курсора напротив любой кнопки, на экран выводится подсказка с описанием ее функции. Все панели инструментов в Rhino, полностью настраиваемые (рис. 2). Командная строка в Rhino отображает состояние программы. Всякий раз, когда исполняется команда ее имя отображается в командной строке. Пользователь программы имеет возможность выбора пользоваться ему панелью инструментов или же меню.

4. Функциональность ПО

Простота установки и удобство пользования ПО за частую являются основными факторами при выборе той или иной программы. Данные полученные в ходе изучения отзывов пользователей программ 3D Max и Rhino [4], позволили сравнить две эти программы по нескольким критериям (табл. 3).

--Программа Rhino включает в себя широкий спектр CAD (САПР) инструментов, при этом она интуитивна и проста в освоении. Даже на начальном этапе использования, Rhino позволяет достичь достаточно хороших результатов в краткие сроки. 3ds Мах располагает обширными средствами для создания разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей, реальных или фантастических объектов окружающего мира, с использованием разнообразных техник и механизмов. К основным принципам моделирования следует отнести следующие методы:

--моделирование на основе так называемых «сеток кусков» или Editable patch;

--моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов;

--моделирование на основе сплайнов (Spline) с последующим применением модификатора Surface (данный метод удобен при создании объектов со сложными перетекающими формами, которые трудно создать методами полигонального моделирования);

--моделирование на основе сплайнов с последующим применением модификаторов Extrude, Lathe, Bevel Profile или создания на основе сплайнов объектов Loft. Этот метод широко применяется для архитектурного моделирования.

К преимуществам Rhino относится простота управления объектами NURB (поверхности произвольной формы, основанные на математических вычислениях), что делает поверхности гладкими и наиболее качественными. Как и в Rhino, 3D Max так же есть возможность моделировать по методу NURBS, но, следует отметить, что данный метод несколько неудобен, и, поэтому, им мало кто пользуется.

Таблица 3. Функциональность программного обеспечения по десятибалльной шкале (на основе пользовательских отзывов)

Еще одним важным аспектом функциональности программ трехмерного моделирования является их взаимодействие с другим ПО. 3D Max и Rhino взаимодействуют со многими файловыми расширениями (см. табл. 4).

Таблица 4. Взаимодействие ПО с файловыми расширениями [4,5]

5. Рендеринг

архитектурный программный проект

Визуализация изображений является неотъемлемой частью работы над архитектурным проектом. Обе рассматриваемые программы имеют широкие возможности и особенности рендеринга, отметим некоторые из них. Безусловно, в сравнении с Rhino, 3D Max лидирует. Большое количество каталогов (библиотек) моделей объектов и сцен, текстур, материалов совместно с плагинами для визуализации Vray и Corona позволяют создавать фотореалистичные изображения и различные эффекты (ночное изображение, атмосферные осадки, дым и т.д.). Тем не менее, очевидным недостатком 3D Max является большое время, необходимое для выполнения визуализации, а многие пользователи ПО отмечают, что во время работы с ним часто возникают проблемы со сложными настройками освещения. Выполнение визуализации требует от пользователя не только знаний самой программы и специальных настроек рендеринга, но и знаний физики, понимания законов светотени. Рендеринг в Rhino, напротив, не вызывает никаких сложностей и не требует дополнительных настроек. Итоговые изображения получается достаточно высокого качества, однако, по фотореалистичности существенно проигрывают изображениям, созданным в 3D Max.

Заключение

Проведенный в статье сравнительный обзор показал, что обе программы имеют достаточно широкий спектр инструментов и возможностей для трехмерного моделирования и визуализации изображений, необходимый для успешной работы над архитектурным проектом. Каждая программа имеет ряд преимуществ и недостатков, поэтому и выбор того или иного программного обеспечения, в конечном счете, будет определятся предпочтениями самих пользователей.

Список использованных источников и литературы:

1. Мидовская О. С. 3ds Мах 2017. Дизайн интерьеров и архитектуры. -- Санкт-Петербург: Изд-во Питер, 2017. -- 416 с.

2. Ron K. C. Cheng Inside Rhinoceros 5. England: Publisher Cengage Learning, 2014. -- 656 c.

3. Интервью с создателем Rhinoceros на русском языке [Электронный ресурс] II Блог. -- URL: http://3d-jeweLru/rhinoceros/sozdatel-programmy-rhinoceros-rus-interaew.htol (Дата обращения: 20.12.2016)

4. Best Software Reviews [Электронный ресурс] // G2 Crowd. -- https://www.g2crowd.com (Дата обращения: 20.12.2016)

5. Rhino or 3ds max is better for architects? [Электронный ресурс] // Quora. -- URL: https://www.quora.com/Rhino-or-3ds-max-is-better-for-architects (Дата обращения: 15.12.2016)

Размещено на Allbest.ru