V súčasnosti existuje množstvo 3D modelovacích programov, ktoré ponúkajú široké spektrum funkcií a možností. Výber správneho programu závisí od konkrétnych potrieb a cieľov používateľa. Tento článok sa zameriava na porovnanie populárnych 3D modelovacích programov ako Autodesk 3ds Max, Rhinoceros 3D, Cinema 4D, Sketchup a Blender, s cieľom pomôcť pri rozhodovaní, ktorý program je najvhodnejší pre daný účel.
Úvod
V počiatočnom návrhu, vytváraní štúdie a ideového konceptu stavby by nikdy nemala chýbať klasická ceruzka a papier, pomocou ktorých môžeme veľmi rýchlo zaznamenať, načrtnúť nápad, ideu. Na papieri, keď si načrtneme niekoľko variant, môžeme zbadať niektoré nezrovnalosti a hrubé chyby, ktorých by sme sa mohli dopustiť. Následne sa však často prechádza do digitálneho prostredia, kde je možné modelovať a vizualizovať návrhy s väčšou presnosťou a detailmi.
Všeobecné CAD systémy vs. Špecializované aplikácie
Keď používame niektorý všeobecný CAD systém (AutoCad, Microstation) a nemáme k dispozícii niektorú zo stavbárskych nadstavieb, postupujeme klasickou cestou a do niektorej z vrstiev (hladín) kreslíme postupne úsečky, kružnice, oblúky a vytvárame pôdorys objektu. Nakreslíme vonkajšie hrany obvodových stien, skopírujeme ich o hrúbku muriva smerom dovnútra a upravíme vzájomné napojenie stien príkazmi ako sú napr. skrátenie, predlženie prvkov po priesečník. Nakreslíme vnútorné steny, upravím napojenie stien s iným typom materiálu aby zobrazenie vyhovovalo podmienkam STN. Do stien dokreslíme okná, dvere a otvory (keď mám niekoľko projektov za sebou) môžem použiť vopred pripravenú knižnicu týchto stavebných prvkov). Do samostatnej vrstvy umiestnime popis miestností s číselným alebo slovným zobrazením a do inej vrstvy umiestnime šrafovanie samotných miestností. V ďalšej vrstve pomocou príkazov na kótovanie okótujeme objekt, umiestnime vonkajšie kóty celkové, dielčie a samozrejme aj vnútorné kóty, aby sme zachytili umiestnenie vnútorných priečok a ostatných konštrukcií. Tu by sme doporučili použiť dve vrstvy pre kótovanie. Na jednu umiestnim napríklad vonkajšie celkové kóty ktoré charakterizujú (vystihujú) celý objekt, pre použitie napr. pre mierku 1:200 a na druhej vrstve kóty ktoré podrobnejšie zachytávajú (popisujú) konštrukciu, napr. Úmyselne zdôrazňujeme použitie iných a iných vrstiev, pretože vynaložený čas pri práci a umiestňovaní prvkov do rozdielnych vrstiev sa nám neskôr viacnásobne vráti. Napríklad pre vytvorene výkresu slepej matrice pre TZB stačí keď vypneme niekoľko vrstiev s nepotrebnými prvkami ako sú nábytok, šrafovanie stien a miestností a pod. a výkres môžem vytlačiť, vyplotrovať a poslať ďalej profesistom, aby doňho dokreslili svoje profesie. Keď sme ukončil kreslenie jedného pôdorysu, pristúpime ku kresleniu ďalšieho. Keď sa podlažia „podobajú“ môžeme použiť už vytvorený pôdorys a použiť ho ako podklad pre nové podlažie. Buď skopírujeme súbor už s nakresleným podlažím a dám mu nové meno (väčšinou v prostredí windows pomocou Prieskumníka alebo pod.) alebo v novom čistom výkrese si podsvietime už exitujúci pôdorys ako referenčný a obkresľujeme steny a ostatné konštrukcie. To znamená že nemusíme celý výkres kresliť odznovu a vynášať obtiažne všetky čiary a oblúčiky ale použijeme veľa prvkov z už nakresleného výkresu. Týmto sa práca a samotné kreslenie výkresov značne urýchli a zefektívni. Podobným spôsobom môžeme vytvoriť aj varianty na jednotlivé pôdorysy bez toho aby sme ich pracne prekresľovali.
Rozdiely medzi 3D modelovacími programami
Používatelia často stoja pred dilemou, ktorý 3D modelovací program si vybrať. Každý program má svoje silné a slabé stránky, a preto je dôležité zvážiť, aké sú vaše priority. Otázka, o koľko viac možností budete mať pri prechode zo Sketchupu na 3ds Max, je komplexná a závisí od konkrétnych úloh.
Autodesk 3ds Max
3ds Max je rozsiahly softvér, ktorý sa používa najmä pre vizualizácie v architektúre, hernom priemysle a filmovej produkcii. Ponúka široké možnosti modelovania, textúrovania, animácie a renderingu.
Prečítajte si tiež: Technická dokumentácia: Kotovanie hrúbky plechu
Silné stránky:
- Široká škála nástrojov: 3ds Max ponúka rozsiahly súbor nástrojov pre modelovanie, animáciu a simuláciu.
- Vysoká úroveň detailu: Umožňuje vytvárať veľmi detailné a realistické modely.
- Kompatibilita: Dobre spolupracuje s inými produktmi od spoločnosti Autodesk, ako napríklad AutoCAD a Revit.
- Rozšíriteľnosť: Podporuje rozsiahle množstvo pluginov pre špecializované úlohy.
Slabé stránky:
- Zložitosť: Kvôli rozsiahlemu množstvu funkcií môže byť pre začiatočníkov ťažké sa v programe orientovať.
- Cena: 3ds Max je komerčný softvér a jeho cena môže byť pre niektorých používateľov prekážkou.
Rhinoceros 3D
Rhinoceros 3D, často označovaný ako Rhino, je silný nástroj pre 3D modelovanie, ktorý sa vyznačuje flexibilitou a presnosťou. Je obzvlášť obľúbený v oblasti priemyselného dizajnu, architektúry a šperkárstva.
Silné stránky:
- Presnosť: Rhino je založený na NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) krivkách, ktoré umožňujú vytvárať veľmi presné a hladké povrchy.
- Flexibilita: Ponúka široké možnosti pre modelovanie organických a geometrických tvarov.
- Kompatibilita: Podporuje množstvo formátov súborov, čo uľahčuje spoluprácu s inými programami.
- Grasshopper: Vizuálny programovací jazyk Grasshopper, ktorý je integrovaný s Rhinom, umožňuje vytvárať komplexné parametrické modely.
Slabé stránky:
- Animácia: Rhino nie je primárne určený pre animáciu, hoci animácie sú možné pomocou pluginov.
- Rendering: Základné možnosti renderingu sú obmedzené, ale je možné použiť externé renderovacie nástroje.
Cinema 4D
Cinema 4D je profesionálny 3D modelovací, animačný a renderingový softvér, ktorý je známy svojou užívateľskou prívetivosťou a rozsiahlymi možnosťami. Je obľúbený v oblasti motion graphics, vizualizácií a filmovej produkcie.
Silné stránky:
- Užívateľská prívetivosť: Cinema 4D má intuitívne rozhranie a dobre organizované nástroje, čo uľahčuje učenie a používanie.
- Motion graphics: Ponúka rozsiahle nástroje pre tvorbu motion graphics a vizuálnych efektov.
- Stabilita: Je známy svojou stabilitou a spoľahlivosťou.
- Integrácia: Dobre spolupracuje s Adobe After Effects a inými programami.
Slabé stránky:
- Cena: Cinema 4D je komerčný softvér a jeho cena môže byť pre niektorých používateľov prekážkou.
- Modelovanie: Hoci ponúka solídne nástroje pre modelovanie, nemusí byť tak rozsiahly ako 3ds Max alebo Rhino.
Sketchup
Sketchup je intuitívny a ľahko použiteľný 3D modelovací program, ktorý je obľúbený v oblasti architektúry, interiérového dizajnu a stavebníctva. Je známy svojou jednoduchosťou a rýchlosťou modelovania.
Silné stránky:
- Jednoduchosť: Sketchup je veľmi ľahko sa naučiť a používať, aj pre začiatočníkov.
- Rýchlosť: Umožňuje rýchlo vytvárať 3D modely.
- Rozšíriteľnosť: Podporuje množstvo pluginov, ktoré rozširujú jeho funkčnosť.
- Knižnica 3D modelov: Má rozsiahlu online knižnicu 3D modelov, ktoré je možné jednoducho importovať do projektu.
Slabé stránky:
- Obmedzené možnosti: V porovnaní s inými programami má Sketchup obmedzené možnosti modelovania a animácie.
- Presnosť: Pri modelovaní komplexných tvarov môže byť dosiahnutie vysokej presnosti náročné.
Blender
Blender je bezplatný a open-source 3D modelovací program, ktorý ponúka široké spektrum funkcií pre modelovanie, animáciu, rendering a postprodukciu. Je obľúbený v oblasti herného priemyslu, filmovej produkcie a vizualizácií.
Silné stránky:
- Bezplatný: Blender je úplne zadarmo a open-source, čo z neho robí atraktívnu voľbu pre študentov a nezávislých tvorcov.
- Široká škála nástrojov: Ponúka rozsiahly súbor nástrojov pre modelovanie, animáciu, rendering a postprodukciu.
- Aktívna komunita: Má rozsiahlu a aktívnu komunitu používateľov, ktorí prispievajú k vývoju programu a poskytujú podporu.
- Multiplatformový: Funguje na rôznych operačných systémoch, ako Windows, macOS a Linux.
Slabé stránky:
- Zložitosť: Kvôli rozsiahlemu množstvu funkcií môže byť pre začiatočníkov ťažké sa v programe orientovať.
- Užívateľské rozhranie: Užívateľské rozhranie môže byť pre niektorých používateľov menej intuitívne ako u iných programov.
Prechod zo Sketchupu na 3ds Max
Prechod zo Sketchupu na 3ds Max prinesie používateľovi rozsiahlejšie možnosti v oblasti modelovania, animácie, simulácie a renderingu. 3ds Max ponúka pokročilé nástroje pre tvorbu detailných a realistických modelov, ako aj pre animáciu a simuláciu fyzikálnych javov.
Prečítajte si tiež: Recept na Kari Polievku
Čo 3ds Max ponúka navyše:
- Pokročilé modelovacie nástroje: 3ds Max ponúka rozsiahlejšie možnosti pre modelovanie komplexných tvarov a povrchov, vrátane nástrojov pre modelovanie pomocou polygonov, NURBS kriviek a subdivision surfaces.
- Animácia a simulácia: 3ds Max ponúka pokročilé nástroje pre animáciu postáv, objektov a kamery, ako aj pre simuláciu fyzikálnych javov, ako sú napríklad pád, pohyb a interakcia objektov.
- Rendering: 3ds Max ponúka rozsiahle možnosti pre rendering realistických obrázkov a animácií, vrátane podpory pre rôzne renderovacie enginy, ako napríklad Arnold, V-Ray a mental ray.
- Skriptovanie: 3ds Max podporuje skriptovanie pomocou jazyka MAXScript, čo umožňuje automatizovať úlohy a vytvárať vlastné nástroje a funkcie.
- Plugin ekosystém: Pre 3ds Max existuje rozsiahle množstvo pluginov, ktoré rozširujú jeho funkčnosť a umožňujú špecializované úlohy, ako napríklad modelovanie organických tvarov, simuláciu tekutín a odevov, a tvorbu vizuálnych efektov.
Čo by bolo ťažké dosiahnuť v Sketchupe:
- Realistické vizualizácie: Vytvorenie vysoko realistických vizualizácií s detailnými textúrami, osvetlením a tieňmi by bolo v Sketchupe veľmi náročné alebo nemožné.
- Komplexné animácie: Animácia postáv, objektov a kamery s realistickými pohybmi a interakciami by bola v Sketchupe obmedzená.
- Simulácia fyzikálnych javov: Simulácia fyzikálnych javov, ako sú napríklad pád, pohyb a interakcia objektov, nie je v Sketchupe možná.
- Automatizácia úloh: Automatizácia úloh a vytváranie vlastných nástrojov a funkcií je v Sketchupe obmedzená.
Vizualizácia a Rendering
Vizualizácia je postup, pomocou ktorého dosiahneme, že 3D model nadobudne realistickú podobu. Výstupom vizualizácie môže byť samotný rastrový obrázok, ale aj animácia t.j. V prvom rade je potrebné vytvoriť kvalitný priestorový 3D model exteriéru alebo interiéru. V podstate sa ľubovoľne zložitý 3D priestor skladá z dielčích pomerne jednoduchých 3D prvkov, ktoré navzájom vhodne umiestnime a poskladáme. Keď máme umiestnené 3D prvky vo výkrese, môžeme s nimi samozrejme ľubovoľne manipulovať, posúvať, kopírovať, otáčať, zrkadliť podobne ako s rovinnými 2D prvkami. Väčšina CAD systémov či už všeobecných alebo špecializovaných obsahuje pre úpravu 3D prvkov objemový modelár, ktorý obsahuje príkazy pre úpravu 3D prvkov. Pomocou booleovských operácii (príkazov) ako sú zjednotenie, prienik a rozdiel prvkov môžeme tieto 3D prvky dodatočne upravovať a tak získať rôznorodé prvky. S 3D prvkami môžeme vykonavať rôzne Booleovské operácie ako sú napr. Vo všeobecnosti väčšina CAD programov a programov pre vizualizáciu má možnosť umiestniť tzv. globálne svetlo a umiestniť umelé svetelné zdroje ako sú reflektor, vzdialené svetlo, bodové svetlo a plošné svetlo. Ďalším a podstatným krokom je priradenie materiálov, textúr a nastavenie ich vlastností tak aby materiál, textúra vyzerala na 3D modely prirodzene a vierohodne. Materiály, textúry a ich parametre sa nastavujú v dialógovom okne s mnohými parametrami.
Nastavenie Pohľadov Axonometrie a Perspektívy
Pre dosiahnutie „pekných“ vizualizácií niekedy nestačí vytvoriť kvalitný 3D model, nasvietiť ho a použiť textúry. Aby sem dosiahli maximum z vykonanej práce musíme nájsť také pohľady ktoré vystihujú charakter stavby alebo konštrukcie a ktoré ju ukážu v tom najlepšom svetle. Niekedy aj z menej prepracovaného modelu môžeme správnym nastavením pohľadov dostať veľmi pekné efektné obrázky, výsledky. Veľmi vierohodne pôsobia pohľady nastavené z „ľudskej perspektívy“ t.j. keď oko pozorovateľa je približne vo výške očí. V prípadoch keď potrebujeme vystihnúť väčšie územie, plochu, môžeme nastaviť vtáčiu perspektívu a pozrieť sa na model zhora. V iných prípadoch je efektné nastaviť „žabiu“ perspektívu a pozrieť sa na model zdola, akoby zo zeme. Na model sa môžeme pozerať z väčšej diaľky alebo zblízka. Keď sa pozeráme z diaľky, rovnobežné hrany prvkov sa menej zbiehajú, tzv. „úbežníky“ majú svoje centrum viac po okrajoch, približujeme sa ku axonometrii. Naopak keď sa pozeráme zblízka, rovnobežné hrany prvkov sa viac zbiehajú.
Parametre pre Rendering
Nastavenie parametrov pre rendering v značnej miere ovplyvní výzor a veľkosť výsledného obrázku. Vieme ovplyvniť zobrazenie lesku, odrazy, tiene a ich ostrosť, priehľadnosť a iné parametre. Môžeme nastaviť rôzne výpočtové algoritmy pre výpočet renderingu v závislosti od čoho aký výsledný obrázok požadujeme. Základný spôsob zobrazenia je tzv. „drôtený model“, kde vidím všetky telesá akoby vytvorené z tenkého drôtu. Tento spôsob zobrazenia je najrýchlejší ale aj najmenej prehľadný hlavne pri veľkých modeloch. Viac náročný na výpočet je zobrazenie „skrytých hrán“, v tomto prípade vidím iba hrany prvkov ktoré sú viditeľné, ostatné hrany sú skryté (alebo môžem ich dať zobraziť napr. čiarkovanou čiarou). V týchto dvoch vyššie uvedených metódach nie je vidieť materiály a vplyv svetiel na 3D model. Jednou z metód keď sa prejavia aj použité materiály, textúry a čiastočne aj vplyv svetiel je konštantné tieňovanie (rendering). V tomto spôsobe sú prvky pokryté materiálmi a textúrami ktoré sme im priradili, takže vidíme či sme ich správne nastavili a použili pre prvky vo výkrese. Vidíme aj prvky s priehľadným materiálom ale zatiaľ nevidíme zrkadlové plochy. Vplyv svetiel je len čiastočne zobrazený, vidíme prvky ktoré sú viac osvetlené a ktoré sú menej nasvietené, zatiaľ nevidíme tiene od rôznych zdrojov osvetlenia. Phongovo tieňovanie (rendering) je spôsob (metóda) pri ktorej sa plne zobrazí vplyv svetiel a tieňov ale zrkadlové plochy sú „tupé, ploché“ nič sa v nich neodráža. Jednou z časovo náročnejších ale aj vizuálne krajších spôsobov tieňovania (renderingu) je metóda „Raytrace“. Je založená na sledovaní svetelného lúča aj po odraze od hladkej zrkadliacej plochy, takže na prvkoch na ktorých je použitý materiál so zrkadliacami vlastnoťami vidíme odraz okolitých predmetov a prvkov. Tiene sú ostrejšie a presnejšie ako pri vyššie uvedenom Phongovom tieňovaní. Ďalším spôsobom tieňovania (renderingu) je metóda Radiosity, táto sa vyznačuje tým že algoritmus výpočtu zohľadňuje odraz svetla od hladkých plôch, takže svetlo sa od nich odrazí a nepriamo sú osvetlené aj miesta a prvky ktoré nie sú priamo osvetlené. Vidieť to najmä v rohoch, kútoch prvkov a miestností, kde sú tiene mäkšie a prirodzenejšie. Táto metóda je najviac náročná na čas a výkon procesora a vyžaduje pomerne veľké skúsenosti a zručnosť pri nastavovaní parametrov tohto typu tieňovania (renderingu).
Uloženie a Vylepšenie Obrazu
Uloženie obrazu na pevný disk a jeho prípadné vylepšenie retušovanie v programe pre úpravu rastrových obrázkov. Keď máme nastavené aj pohľady, som spokojný s 3D modelom aj s materiálmi a textúrami môžeme uložiť to čo vidíme na obrazovke na pevný disk. Uložiť daný obrázok môžeme vo väčšine programov v rôznych formátoch. Samozrejme, myslíme formát pre rastrové obrázky. Jedným z najčastejšie používaných formátov sú JPEG, TIFF a BMP, ale možnosti sú veľmi široké. Popísať vlastnosti, výhody a nevýhody jednotlivých formátov by bolo veľmi zdĺhavé a nie je ani účelom a cieľom tejto časti publikácie sa tejto problematike podrobne venovať. Najobjemnejší je BMP, nemá možnosť kompresie. TIFF formát má možnosť uložiť obrázok ako komprimovaný (stlačený) alebo nekomprimovaný (nestlačený). Pre komprimáciu je veľa metód, môže dojsť ku čiastočnej strate kvality obrázku. JPEG je jedným z najviac súčasne používaných formátov pre rastrové obrázky a to hlavne kvôli objemu a širokej palete nastavenia spôsobu komprimácie. Miera komprimácie samozrejme ovplyvňuje kvalitu obrázku. Vo všeobecnosti platí že keď chcem ukázať obrázky na obrazovke počítača (samostatné obrázky, html verzia, flash verzia,) môžem nastaviť aj veľkú kompresiu, nebude to mať veľký vplyv na výsledný vizuálny vnem(efekt).
Prezentácia Finálnej Vizualizácie
Je mnoho spôsobov ako prezentovať finálnu vizualizáciu, záleží to samozrejme vždy od typu a účelu úlohy. Jednou z najčastejších foriem je klasicky vytlačiť obrázok na tlačiarni a poprípade zalaminovanie kvôli trvácnosti. Ďalší spôsob ako prezentovať svoju prácu je pripraviť prezentačnú verziu a napáliť ju na CD alebo umiestniť na web. Tu sa ponúka viacero možností a programov pre vytvorenie prezentácie napr.
Prečítajte si tiež: Recept: Kuracie s karí omáčkou