Секреты рендеринга в системе CATIA. Издание первое

Как и обещал, написал нечто вроде туториала или мастер-класса по некоторым основным вопросам рендеринга в CATIA. Название, конечно, немного пафосное, но для меня действительно было подвигом написать этот туториал. Буду рад любой конструктивной критике, дополнениям, замечаниям, вопросам и т.п. Пишите все, что сочтете нужным в комментарии к этому посту. С учетом всего написанного, я подготовлю вторую версию туториала.

Оглавление

1. От автора 2. Встроенный рендеринг CATIA 3. Как добиться «мягких» теней? 3.1 «Обустройство» сцены. 3.2 Камера 3.3 Подбор и расстановка освещения. 3.4 Окружение (Environment) 3.5 Материалы 3.6 Настройки рендеринга 4. Как получить реалистичное стекло? 4.1 Настройка материала и рендера 4.2 Цветное стекло 4.3 Ну и где же каустика? 4.4 Как насчет дисперсии?

5. Как правильно накладывать текстуры и стикеры? 5.1 Процедурные (фрактальные) текстуры 5.2 Текстура-картинка 5.3 Стикеры: удобство или головная боль? 6. Как еще улучшить качество картинки? 6.1 Настройка геометрического движка CATIA 7. Как рендерить по сети? 7.1 Настройки 7.2 Проблемы 8. Полезные советы 9. Фичи, баги 10. Копирайты и благодарности

Читать в онлайне... (по этому адресу также есть альтернативные ссылки на скачивание)


Скачать с Яндекс.Диска
Скачать с Google Drive

Формат файла: PDF
Размер: 9,3 Мб

AutoVue Electro-Mechanical Pro 19.2 Demo. Просмотровщик CAD-файлов

Для тех, кто не любит читать комментарии: данную программу в качестве альтернативы Deep Exploration CAD Edition порекомендовал посетитель моего блога galeon, за что ему огромное спасибо. Как назло, сейчас у меня нет возможности скачать то и другое для тестирования, поэтому прийдется ограничиться информацией с сайта и скриншотами :-(

  

Итак, AutoVue (принадлежит Cimmetry Systems) предназначен для быстрого просмотра файлов, созданных в трехмерных пакетах, в том числе, CAD-программах. Среди прочих форматов поддерживаются:

• CATIA
• Pro/ENGINEER
• Unigraphics
• Inventor
• Solid Edge
• SolidWorks
• Mechanical Desktop
• IGES

Причем поддерживаются самые последние версии перечисленных программ. Полный список поддерживаемых форматов. Кроме просмотра файлов, можно делать другие несложные манипуляции, например вставлять в документ комментарии, производить замеры и т.п.

Официальный сайт: http://www.cimmetry.com
Прямая ссылка (не уверен, что сработает)
Размер: 89 Мб
Регистрация: требуется заполнить форму, после чего идет редирект на страницу скачивания
Другое: триальная демо-версия (15 дней)

Deep Exploration CAD Edition 5.0. Просмотровщик CAD-файлов

Несколько раз натыкался на просмотровщики файлов с трехмерной графикой, но они, как правило, ограничивались форматами 3DS, OBJ и VRML. Меня же интересовала возможность просмотра файлов, созданных в CAD-программах и не какого-то там Автокада, а CATIA или UGS. Сегодня ночью нашел интересный CAD-вьюер производства Right Hemisphere. Сразу скажу, что я его еще не скачал, но зато почитал о его возможностях. Заявлена поддержка импорта следующих форматов:

• AutoCAD (DWG, DXF, DWF до 2007 версии)
• Inventor (IAM, IPT до 11 версии)
• Parasolid (X_B, X_T, XMT, XMT_TXT до 16 версии)
• ACIS (SAT, SAB до 16 версии)
• Solid Edge (PAR до 16 версии)
• SolidWorks (SLDASM, SLDLFP, SLDPRT, SLDDRW до 2007 версии)
• IGES (Method A: Version 5.1, 5.2, and 5.3.)
• STEP (AP204, AP214)
• CATIA (CATPart, CATProduct до 17SP5 версии!)

ну и еще очень много. Полный список здесь...

 

Кроме своей основной функции, программа позволяет проводить над открытыми файлами некоторые манипуляции: просматривать сборки, скрывать/показывать отдельные детали, производить измерения и т.п. Если кто-то скачает Deep Exploration раньше меня, поделитесь, плиз, впечатлениями. Особенно интересует возможность работы с файлами CATIA.

Официальный сайт: http://www.righthemisphere.com
Страница с описанием: http://www.righthemisphere.com/products/dexp/de_cad.html
Размер файла: 180 Мб
Регистрация: требуется
Другое: триальная версия

OptiTex: CAD для создания одежды

Продолжаем знакомиться с необычными программами. Сегодня в нашем зоопарке программный пакет производства OptiTex. Это настоящая CAD-система для моделирования и подготовки к производству одежды и других изделий из ткани. Сложно судить о программе по одним лишь описаниям, скриншотам и демо-версии одного модуля. Но с другой стороны я тоже не белошвейка, поэтому обзор носит исключительно субъективный характер.

Итак, в модульной системе OptiTex можно не только создавать выкройки будущей одежды, но и делать примерки на виртуальных моделях, производить различные расчеты, с учетом свойств разных тканей, оптимизировать размещение выкроенных фрагментов на рулоне ткани и даже имитировать виртуальный подиум, на котором виртуальная-же модель продемонстрирует, например, вечернее платье во всей красе в движении.

Как было сказано, программа предназначена не только для одежды. В частности, на некоторых скриншотах показан процесс моделирования тканевой обивки кресла автомобиля. Видимо, пакет может пригодится и в производстве обычной мебели, где из-за высокой стоимости материалов требуется повышенная точность моделирования, например дивана из натуральной кожи.

  

Официальный сайт: www.optitex.com
Размер: 19 Мб (демо-версия модуля Runway Designer)
Регистрация на сайте: требуется для скачивания демо-версии, а также графических и видео- материалов.

2DArtist Magazine, Октябрь 2007. Электронный журнал

Отличный электронный журнал с упором, как видно из названия, на двухмерную графику и все, что с ней связано. В журнале найдете много интересных работ, а также туториалы и ссылки на другие интересные тематические ресурсы.

Ссылка на страницу скачивания...
Прямая ссылка на октябрьский номер...
Язык: английский
Формат файла: PDF
Размер файла: 19 Мб (архив ZIP)
Регистрация на сайте: не требуется
Архив журналов 2006 — 2007 г.

Quidam 1.5.2 — альтернатива Poser'у?

На рынке программ по моделированию человека уже давно стоит относительное затишье. Рынок завоеван программой Poser (нынешний владелец e-Frontier) и ее двойником от DAZ. От версии к версии (а сейчас существует уже есть 7-ая) происходят лишь косметические обновления.

Quidam, рожденный компанией N-Sided, призван по новому взглянуть на сам подход к созданию модели человеческого тела. Вот основные функциональные особенности данног пакета:

• все модели строятся, базируясь на технологии Subdiv, соответственно, качество моделей должно быть очень высоким;
• есть возможность создавать рельеф, рисуя прямо по 3D-поверхности примерно как в Z-Brush;
• скелетное управление моделью для придания нужной позы;
• управление детализацией (можно получать качественные lowpoly модели);
• современный интерфейс, лишь отдаленно напимнающий Poser, очень простой, понятный и невероятно удобный;
• высокая скорость работы.

Сейчас доступна для скачивания demo-версия 1.5.2, однако, судя по анонсам, готовится к выходу версия 2, в которой существенно улучшен функционал, добавлены новые модели и т.п.

Официальный сайт: http://www.n-sided.com/
Страница для скачивания: http://www.n-sided.com/3D/demo.php
Размер файла: 264 Мб
Ограничения демо-версии: 30 дней работы; невозможность 3D-экспорта; «водяные знаки» на изображении; доступны только несколько моделей, поз и т.п.

Несколько бесплатных объемных моделей автомобилей

В японском онлайн-магазине http://www.cgdatabank.com/ можно найти огромное количество 3D-моделей автомобилей (в основном японского же производства). Нас, правда, интересует только один раздел сайта — бесплатный. Здесь на регулярной (предположительно) основе выкладываются автомобили для скачивания на условиях trial (как может быть модель триальной для меня загадка, но в любом случае речь идет о некоммерческом использовании). Тем не менее, мне удалось скачать вот таких красавцев (на картинке) в формате 3D MAX (возможны альтернативы: OBJ, DXF, formZ).

3DCreative, Октябрь 2007. Журнал, посвященный 3D-графике

Продолжаем тему электронных журналов, посвященных компьютерной графике. Отсюда можно скачать октябрьский номер 3DCreative (к сожалению, во free-доступе только lite-версия). Хорошо иллюстрированный журнал, с туториалами и интересными ссылками.

Язык: английский
Формат файла: PDF
Размер файла: 19 Мб (архив ZIP)
Регистрация на сайте: не требуется
Архив журналов 2005 — 2007 г.

CGArena, Октябрь 2007. Журнал по компьютерной графике.

Вышел октябрьский номер журнала, посвященного компьютерной графике CGArena.

Язык: английский
Формат файла: PDF
Размер файла: 25 Мб (архив ZIP)
Регистрация на сайте: требуется бесплатная регистрация.

Журнал почти ежемесячный. Доступны для скачивания все предыдущие выпуски.

Что такое IOR и с чем его едят. Таблица значений IOR

Во многих системах рендеринга встречается аббревиатура IOR. И при создании нового материала, нужно что-то вписать в соответствующее поле. Вот о том что писать мы и поговорим.

IOR расшифровывается как Index Of Refraction (показатель преломления вещества) — величина, равная отношению фазовых скоростей света в вакууме и в среде. И рассчитывается по формуле: IOR=Sin(a)/Sin(b), где a — угол падения падения луча, b — угол преломления (см. рисунок).

Вычислять вручную мы его, конечно, не будем. Добрые люди сделали это за нас, осталось только найти в Интернете эти значение в удобоваримом виде.

Невод, заброшенный в Google принес следующее:
Ссылка 1 — переведенная на русский язык таблица значений IOR для довольно большого количества материалов.
Ссылка 2 — обширный англоязычный список и, наконец,
Ссылка 3 — самый полный из найденных список (сайт китайский, поэтому ссылку я поставил с переводом Гугля на английский).

Показатель преломления в Википедии...

Таблица плотности различных материалов

На днях понадобилось создать модель в CATIA с применением материалов, которых нет в стандартном каталоге. Справочника по плотности различных материалов под рукой не оказалось, поэтому полез в Интернет. По русскозяычному запросу «таблица плотности материалов» на первых местах в поисковиках выводятся ссылки, связанные с проблемами вывоза отходов. Мило, но это немного не то, что мне было нужно. Дальше — теплее http://cyberkolbasa.com1.ru/books/raznoe/15_plotnost_mat.zip — хорошо, но в списке не оказалось материалов, ради которых поиск затевался. Англоязычный поиск сразу вывел на http://www.simetric.co.uk/si_materials.htm с подразделами на древесину, воду (при различной температуре), другие жидкости (более 150 видов), металлы. Среди привычных инженеру материалов встречается и экзотика — хотите узнать плотность рыбы, табака или белого картофеля? Пожалуйста! Все это добро — в нормальных единицах измерения (СИ, кг/м3). И вообще, сайт интересный в плане объема справочной информации, связанной с размерами и измерениями, есть, например, сравнительная таблица размеров одежды и обуви. Конечно, с англоязычными названиями пришлось повозиться, зато я нашел то, что хотел. Если кто подскажет схожий русскоязычный ресурс — буду благодарен.

И еще — в ближайшем времени мне понадобится и другая справочная информация, в частности, коэффициенты преломления материалов (IOR, index of refraction). Все ссылки, которые найду опубликую в этом блоге.

9.11.2009 Один из читателей подкинул еще одну полезную ссылку по этой же теме

Проверка HyperShot на «профпригодность»

HyperShot 1.2 Beta Trial тестировался на типовой для меня задаче: довольно сложная модель CATIA, вывод в формат STEP, применение материалов и окружения, рендеринг.

Испытания проводились на весьма слабой, по современным меркам, машине: Celeron (P4) 1,8 ГГц, 512 ОЗУ, GForce 4MX440 16 Мб видеокарта. Тем не менее результаты поразили: в сравнении с традиционными системами рендеринга (обычно MentalRay, встроенный в систему CATIA или MaxwellRender) выигрыш во времени составил от 500 до 10000 %. По нынешним меркам, когда борьба в производительности идет за единицы процентов, это, несомненно, прорыв, революция.

На изображениях — модель пассажирского реактивного самолета Dassalt Systemes Falcon 7x. В «жизни» выполнена из прозрачного акрила, толщиной от 3 до 5 мм. Для данного тестирования взята из-за сложности рендеринга — в изделии около 200 деталей, каждая отражает и преломляет проходящий свет. В настройках HyperShot Render единственный измененный параметр (остальные оставлены по умолчанию) это Ray bounces — выставлен на 50 (по умолчанию 8). Время обсчета верхней картинки — 18 минут. Для примера, при аналогичном качестве MentalRay считает около 4 часов, MaxwellRender — еще больше.

С непрозрачным материалом (белый пластик) время обсчета составило от 2 до 10 минут (DOF). Какой-нибудь горячий Core 2 Duo справился бы с этой задачей, наверное, секунд за 20 :-)

  

Налицо явное преимущество качества над количеством. Хорошо, что встречаются еще программы, которые могут «раскрутить» «железо» на всю катушку.
Описание HyperShot в моем блоге...
Официальный сайт HyperShot...

Speos: симулятор света или «правильный рендерер»

Часто приходится слышать, как люди с пеной у рта доказывают какая программа рендеринга лучше — VRay, MentalRay, Final Render или что-то еще, указывая, что вот это использовалось при создании спецэффектов в «Матрице» или «Парке Юрского периода». Но то — фильмы и спецэффекты. А как обстоят дела в реальном мире? Что используют инженеры (не дизайнеры) для моделирования, например, освещения кабины самолета или фар автомобиля?

Гугление по словам «physically based render» выводит на знакомый MaxwellRender и недавно вышедший (и жутко на него похожий — от интерфейса до способа «раскрутки») FryRender. Даже «light simulator» ведет на сайт Maxwell'а. Однако изучение изображений галерей убеждает, что к заданному мной вопросу эти программы не имеют отношения. Но вот в списке встречается совсем незнакомый адрес — http://www.optis-world.com/ Дизайн сайта не впечатляет, но это похоже именно то, что я искал. Флагманский продукт SPEOS — настоящая CAD-система для моделирования света.



Вот неполный перечень отраслей, в которых производитель рекомендует применять свой программный продукт:

• Сложные оптические системы;
• Производство LCD-дисплеев (моделирование подсветки);
• Освещение приборных панелей (от приборов самолетов до подсветки клавиатуры сотового телефона);
• Автомобилестроение (моделирование ветрового стекла, фар, приборов, зеркал заднего вида);
• Освещение трасс, стадионов;
• Лазерная техника;
• Приборы с инфракрасным и ультрафиолетовым излучением.

SPEOS позволяет применять материалы и добавлять источники света к объектам, созданным в других CAD-системах, производить анализ и выводить результат в удобном формате — от схем и диаграмм до фотореалистичного изображения. В последнем случае есть возможность получить изображение, созданное с учетом психофизических особенностей человеческого зрения.



Программа существует как отдельный продукт (с возможностью импорта моделей в привычных форматах CAD), так и в виде полностью встраиваемых модулей. Пока поддерживаются продукты Dassault Systemes — SolidWorks и CATIA.

И на закуску: Optis предлагает совершенно непривычное для 3D-дизайнера устройство (именно устройство, а не программу) — Squale. Посмотреть принцип его работы можно на коротком видеоролике, но в двух словах можно сказать, что это устройство для получения свойств материалов из реального мира. Т.е. прикладываем его к автомобилю с понравившимся цветом, нажимаем кнопку и получаем материал со всеми свойствами исходного объекта. Мечта да и только! Единственный недостаток — это его «совместимость» исключительно со Speos'ом - т.е. к 3D Max'у его не прикрутить :-(

Официальный сайт Optis..
Галерея...

ZBrush 3.1 Документация, туториалы

ZBrush 3.1 — программа для построения объемных органических моделей с уникальными возможностями и нестандартным интерфейсом.

Именно необычный и на первый взгляд сложный интерфейс послужил поводом к поиску туториалов и другой доступной документации. Вот несколько ссылок, которые удалось раскопать:

ZBrush 3 Reference Manual 070307 (Zip, 2 Mb)
ZBrush 3 Reference Manual 070307 (PDF 3 Mb)
ZBrush 3 Practical Manual 070307 (Zip, 7 Mb)
ZBrush 3 Practical Manual 070307 (PDF, 11 Mb)

А также замечательный сайт, посвященный ZBrush (правда на английском языке, зато со множеством скриншотов, из которых все понятно): http://www.zbrush.info/docs/index.php/Main_Page

На нем, в частности, размещен подробный туториал по созданию модели «Birth» (на картинке)

HyperShot - raytracing в реальном (почти) времени

Для пользователей CAD-программ процедура визуализации (рендеринга) всегда была делом нетривиальным. Оно и понятно — назначение этих пакетов другое. Но всегда хотелось увидеть свое изделие «как в жизни» еще до выхода в производство. Вот здесь и начиналась «засада» — встроенные средства рендеринга сильно упрощены, даже примитивны, перегон же в более «правильные» программы, вроде 3D-Max сопряжен со своими косяками — геометрия передается неточно, поверхности часто переносятся вывернутыми наизнанку и т.п.

Зная об этих проблемах, некоторые фирмы выпустили дополнительные плагины (для того же Макса), например PowerTranslator, более или менее успешно справляющийся с геометрией. Остается еще рендеринг...


И вот панацея, решающая проблемы и с геометрией и с рендерингом найдена.
HyperShot производства Bunkspeed позволяет легко и правильно открывать файлы IGES и STEP, присваивать материалы и рендерить.

  

Основанный на трассировке лучей, HyperShot поддерживает все «фичи» самых современных систем рендеринга — HDRI, Global Illumination, Caustic, Dispersion, DOF и др. Добавим сюда простой и удобный интерфейс, просто немыслимую скорость обсчета и получим отличного помощника инженера и, конечно, промдизайнера. Есть и небольшая ложка дегтя — не поддерживаются материалы с собственным свечением (self illumination) и вообще любые источники света кроме HDRI. Но проект находится в бета-версии, так что все возможно.

Сие чудо можно скачать в версии 1.2 (около 120 Mb, Trial с некоторыми ограничениями)
Официальный сайт...
Галерея отрендеренных картинок...
Проверка HyperShot на «профпригодность»...