четверг, 16 июля 2009 г.

Промдизайн: есть ли жизнь на CADе? CATIA vs 3D Max

Небольшой дисклаймер.

1. Эта статья предназначена для промдизайнеров, которые возможно узнают что-то новое о программном обеспечении, которое они считали не применимым
2. Эту статью меня побудили написать довольно частые посты на разных 3D-форумах, в которых постоянно пишутся небылицы, которые лишь вводят в заблуждение начинающих дизайнеров.
3. Эта статья написана не для того чтобы "опустить" одни программы и возвысить другие, а для того, чтобы промдизайнеры увидели, что кроме 3D Max и Rhino есть еще софт, который раньше они дизайнерским никогда не считали, но который, тем не менее, ничуть не хуже (во всех смыслах этого слова), а то и лучше привычных инструментов.
4. Эта статья написана человеком, который не один год юзает приведенный в таблице софт.
5. В этой статье абсолютно сознательно не упоминается стоимость и доступность описываемых программ. Причина понятна. Хотя тема сама по себе интересная и, как ни странно, не имеет однозначной оценки.
6. Надеюсь, эта статья если и не заставит попробовать новые инструменты, то хотя бы просто расширит горизонт восприятия и избавит читателя от некоторых распространенных мифов. Чтобы не было путаницы в понятиях, давайте определимся под CAD-программой понимать CAD-софт т.н. среднего и верхнего уровня (для простоты, скажем, что это такой софт, в котором параметрическое 3D-моделирование тел и поверхностей заложено изначально). Примерами таких программ могут служить SolidWorks, SolidEdge, ProEngineer, CATIA, Unigraphics. Пример программ т.н. нижнего уровня: AutoCAD.

Итак, миф первый.
В CAD-программах может разобраться только заумный инженер


Нет. Возможно раньше так оно и было, но и в "обычных" 3D-программах разобраться было не так-то просто. Давайте сделаем небольшой экскурс в историю и посмотрим на скриншоты ниже. Если даже просто судить по интерфейсу (а лично я могу судить не только по нему, т.к. довелось поработать в двух первых софтинах), то видно, что, во-первых, весь софт на PC строился по образу и подобию "старших братьев" из UNIX, во-вторых, для работы в таких интерфейсах требовалась та самая "заумность", упомянутая в заголовке мифа. Именно поэтому в те годы было так мало 3d-аниматоров, которые отваживались сесть за изучение 3D Studio, а AutoCAD вообще для 3D не использовался за редчайшими исключениями. Но интерфейс программ не топтался на одном месте. И наивно было бы полагать, что он изменился в лучшую сторону только в 3D Studio. Бытует также мнение, что чем сложнее (по внутреннему устройству) программа, тем сложнее в ней разобраться. Такое мнение, как правило, распространяют те, кто привык работать в CAD-системах нижнего уровня. Но я с этим не согласен. Более того, если использовать CAD-программу исключительно для 3D-моделинга, то, к примеру, CATIA или ProE ничуть не сложнее в освоении того-же SolidWorks. Для промдизайнеров: рядом с вами находится целый неизведанный мир, который, вы, возможно из-за боязни сложности, можете так и оставить неизведанным. Не бойтесь! Освоение моделирования в CATIA или SolidWorks ничуть не сложнее освоения 3D MAX!

Миф второй.
CAD-программы не предназначены для дизайна


Предназначены. Этому мифу в немалой степени способствовал еще один миф по которому AutoCAD является чуть ли не единственной CAD программой (видимо, из-за его распространенности). И те, кто брался (обычно ради интереса) его осваивать быстро разочаровывались и понимали, что понятия "дизайн" и "Автокад" никоим образом между собой не пересекаются. Давайте просто оглянемся вокруг. Автомобили, мебель, ноутбук, сотовый телефон и прочие гаджеты так или иначе созданы с применением CAD-программ. Конечно, некоторые промдизайнеры могут сказать "Я делаю дизайн в 3D-Максе, отдаю на производство и там инженер/технолог готовит файлы к производству". Совершим еще одну историческую пробежку и посмотрим на способы построения геометрии в "годы становления 3D" и в нынешнее время. Становится очевидным, что все они (способы) так или иначе перекочевали из CAD-систем в софт, который еще недавно годился только для создания телевизионных заставок. Но вот все ли инструменты перекочевали? К сожалению - нет. Да только мало кто об этом знает. Чтобы это узнать, надо какое-то время поработать в нескольких системах. Те же пользователи 3D Max часто используют для проектирования поверхностей Rhino. Rhino часто ошибочно причисляют к CAD-программам, видимо потому, что CAD-программы считаются годящимися исключительно для моделинга. Интересный момент: популярность Rhino начала расти не из-за того, что у него простой интерфейс, а из-за того, что его изначально позиционировали именно как NURBS-моделер, в котором, кстати, инструментарий до сих пор шире и удобнее многих классических программ-моделеров (в которых моделирование поверхностей является лишь надстройкой). Но гораздо меньше, чем у CAD-систем!

Миф третий.
CAD-программы несовместимы с моей привычной средой (Maya, 3D Max, Softimage)


Совместимы. Существует несколько форматов, как полигональных, так и поверхностных, которые без проблем переносятся туда и назад. Если эти варианты вас чем-то не устроят, существует множество программ-конверторов, которые могут решить практически любую проблему совместимости.

90-е годы прошлого века
 
AutoCAD Release 12 (DOS)
Autodesk

3D Studio Release 4 (DOS)
Autodesk

CATIA V4 (UNIX, SGI)
Dassault Systemes
ПолигоныДаДаДа
SolidНетНетДа
NURBSНетНетДа
SubdivНа тот момент еще не изобретен :)
Построение по двухмерным сканированным эскизамНетНетДа
Параметризация*НетНетДа
РендерДа, PhongДа, PhongДа, Raytrace (MentalRay)
Затенение в реальном времениНетНетДа, Gouraud, Phong (OpenGL)
АнимацияНетДаДа
Эргономика**НетНетДа
2009 год
 
AutoCAD 2010 (Win32, Win64)
Autodesk

3D Studio Max 2010 (Win32, Win64)
Autodesk

CATIA V5R19 (Win32, Win64)
Dassault Systemes
ПолигоныДаДаДа
SolidДаНетДа
NURBSНетДаДа
SubdivНетДаДа
Построение по двухмерным сканированным эскизамНетДаДа
Параметризация*НетДаДа
Затенение в реальном времениДа, Phong (OpenGL)Да, Phong (OpenGL, DirectX)Да, Phong (OpenGL)
РендерДа, RaytraceДа, Raytrace (MentalRay)Да, Raytrace (MentalRay)
АнимацияНетДаДа
Эргономика**НетНетДа

* Под параметризацией в данном случае я имею в виду память построений и возможность вернуться на любой (или почти) этап и внести изменения.
** Здесь имеется в виду наличие встроенных средств для анализа эргономики, например, видимость и доступность органов управления, габаритные размеры кабины и т.п.

В таблице приведены три программы, которые я ни в коем случае не хочу сравнивать между собой и противопоставлять одну другой. Именно эти, а не другие программы показаны только потому, что я во всех трех неплохо разбираюсь, хотя имею опыт работы и в Rhino и в XSI. Таблица лишь демонстрирует применимость целой категории софта, которую промдизайнеры часто оставляют вне поля своего внимания. В ней также отображены характерные механизмы и инструменты, которые промдизайнеры используют в повседневной жизни.

Полезные ресурсы, на которых всегда помогут начинающим освоение CAD-ов:
Форум, посвященный различным CAD-системам, а также применению этих систем в дизайне...
Форум, посвященный CAD-системам CATIA и Unigraphics

9 комментариев:

Unknown комментирует...

Интересная статейка. Для творческих идей 3D StudioMaX всё-таки имеет больше уровней свободы., как мне кажется. Вот сайтик с работами www.render.ru, в чем выполняются можно посмотреть. А что касается дизайна, то сами модели лучше наверное в CATIA выполнять (в программе глюков таких как в MaX'е нету), ну и брать сторонний рендер. Но это всё выше написанное, моё мнение, а я ещё новичек. :)

Unknown комментирует...

Александр, боюсь показаться невеждой, но какая есть параметризация в 3дмах???
Дерева фичеров нет, изменения производятся сразу на конечной модели. Или я не достаточно хорошо посмотрел макс?
Так же вы не указали в статье про возможность анализа модели, например продукты DSS SolidWorks и Catia ну очень по разному к этому вопросу относятся (хотя справедливости ради надо сказать что это программы разного уровня), а 3д макс какие есть инструменты анализа поверхностей?
А второй момент, который я для себя не могу прояснить это оптимизация моделей. Я имею ввиду полигональную оптимизацию. Не секрет что время рендера зависит на от количества полигонов значительно, в этом смысле 3дмакс дает возможность что то изменять и доделывать, вот как быть с оптимизацией полигонов в кад программе без прибегания к изучению 3д пакетов?
А вообще тему подняли интересную, отошли от холивара кад программ и задались вопросом CAD vs 3D .)
Респект

car2ner комментирует...

Добрый день, Евгений. Про параметризацию в 3DMax. Конечно, привычной параметризации, к которой мы привыкли в CAD-пакетах там нет. Тем не менее, присутствует некий аналог дерева построения, который именуется, стэком модификаторов. Каждый последующий модификатор применяется к результату предыдущего. Т.е., к примеру, имеем куб (Cube), к которому применен модификатор изгиба Bend, а затем модификатор скручивания Twist. В этом случае можно вернуться на любой уровень стэка Cube/Bend/Twist и внести изменения, которые скажутся на всех последующих уровнях, например, поменять степень наклона или увеличить количество полигонов в кубе. Конечно, в CAD-системах параметризация более сложная и сквозная - например, можно связать диаметр отверстия в кубике с его высотой и т.п. Но раньше в полигональных 3D-моделерах не было даже того, что можно делать сейчас в 3DMaxе: при каждой последующем действии система напрочь "забывала" о предыдущей команде и после каждого действия над моделью она превращалась в обычную полигональную сетку "без памяти" построения.

Возможность анализа поверхности (как визуальная, так и математическая, вроде непрерывности кривизны и т.п.), несомненно, важный момент для промдизайна и я его несомненно, добавлю в эту сравнительную таблицу.

Рендер+количество полигонов. Это, как Вы правильно заметили, относится к оптимизации и сильно зависит от конкретного софта (неважно, идет ли речь о CAD-системах или классических полигональных моделерах). В той же CATIA есть возможность как при отображении, так и при рендере задавать степень апроксимации математических поверхностей (NURBSов) и даже делать апроксимацию динамической (шар "далеко" - 16 треугольников, "близко" - 1024), которое скажется на сглаженности/угловатости и, разумеется, на времени рендера и на "тормозах" при отображении в реальном времени. В полигональных моделерах подход к оптимизации схожий, но алгоритмы сильно все-таки отличаются. В частности, в 3DMax есть модификатор Optimize, который позволяет радикально уменьшить кол-во полигонов в модели, при этом лишь незначительно уменьшив качество.

car2ner комментирует...

2 MaXComp
На сайт render.ru смотреть, конечно, можно, но вот работ по промышленному дизайну там как раз меньшинство. Именно поэтому в статье я неоднократно повторял, что речь идет именно о промдизайне, а не о художественных работах, которые в изобилии представлены на render.ru. Естественно, я не стал бы предлагать создание, к примеру, инопланетного мохнатого существа в CAD-системе :)

Анонимный комментирует...

полезно, с удовольствием почитал...в понедельник начну ставить софт на новый комп - если что - постучу за помощью ;*)

sky_debugger

Анонимный комментирует...

Давольно продолжительно и глубоко работал в CATIA v4. Нет там и не было никакой параметризации. Ни в правильном ни в неправильном смысле. А "Построение по двухмерным сканированным эскизам", так об этом впервые слышу. Конечно вручную никто обводить контур не запрещает. Либо автор применяет какой-то хитрый инструмент, про который я, да и мои коллеги никогда не слышали, но он силтно бы пригодился нам в работе, т.к. часто работаем со сканами.

Анонимный комментирует...

Про параметризацию в CAD'ах читайте хотя бы здесь.
Дак, забыл сказать, что в CATIA v4 есть дерево построений только для трёхмерного объекта. Откатиться там невозможно, только отменить последнее действие.

Анонимный комментирует...

Извините за спам, забыл ссылку вставить: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5

car2ner комментирует...

2Анонимный В CATIA V4 я никогда не работал (в отличие от 3D Studio DOS и AutoCAD DOS) поэтому с параметризацией мог напутать. Тем не менее цитата из приведенной Вами ссылки: "История параметрического моделирования началась в 1989 году, когда вышли первые системы с возможностью параметризации. Первопроходцами были Pro/ENGINEER (трехмерное твердотельное параметрическое моделирование)".

В моей статье говорится не столько конкретно о CATIA, сколько о CAD-системах в целом и о том что все технологии, которые сейчас используются в 3Д-моделерах (к примеру, NURBS, параметризация) были изобретены и отработаны в CADах в такие времена, когда разработчики других программ даже не слышали об этом.

"А "Построение по двухмерным сканированным эскизам", так об этом впервые слышу. Конечно вручную никто обводить контур не запрещает."

Разумеется вручную.