ТОП бесплатных программ для 3D моделирования для начинающих

Моделирование на компьютере для начинающих

Даже самая лучшая программа для 3D-моделирования не сделает из вас высококлассного специалиста — на это уйдут месяцы и даже годы труда. Однако 3D-программы — важный профессиональный инструмент, поэтому выбирать его лучше вдумчиво. У программ разные интерфейсы и возможности; кроме того, у некоторых есть студенческая версия, а это выгодно для начинающих.

При всех различиях, есть и сходства — и это хорошая новость. Если в будущем вам понадобится освоить новую программу, то сделать это будет уже проще.

Обзор лучших бесплатных программ для 3D моделирования по версии Soft reviews

Найти самую простую программу для 3D моделирования сложно, ведь само по себе трехмерное моделирование не такая элементарная вещь. Кажется, что с нынешним развитием технологий можно в пару кликов создать модель самолета, автомобиля или дивана. В реальности основные промышленные программы в этой области ушли совсем недалеко от старых бумажных чертежей.

Данный рейтинг мы составили не по возможностям той или иной программы в промышленном применении, а по понятности для обычного пользователя, чтобы он мог после совсем недолгого изучения применить софт в быту. Также мы учитывали стоимость лицензии и наличие русификации.

А в чём ты моделишь? Статья для новичков, которая может помочь определиться с софтом.

Компьютерная графика, то направление искусства, которому почти нигде не учат на территории стран СНГ, поэтому новичок, решивший овладеть навыком 3D моделирования, вынужден искать информацию из сети. Главной проблемой становится отсутствие структурированного материала на русском языке, а обширное количество программ только больше сбивают с толку.

Эта статья будет полезна только новичкам, в ней я хочу поделиться своим опытом использования программ 3D моделирования и поверхностно, но структурировано, рассказать о том, какие они бывают.

Часть 1. Поиск референсов (вспомогательное изображение: рисунок или фотография, которые художник или дизайнер изучает перед работой, чтобы точнее передать детали, получить дополнительную информацию, идеи.)

Любой пайплайн (конвейер разработки 3D модели) начинается с идеи и подбора референсов. Начиная свой путь моделирования, я часто пренебрегал их поиском или использовал недостаточное количество, что приводило к низкому качеству конечной работы.
Пожалуй, лучшей программой для хранения и быстрого доступа к своим изображениям будет бесплатная pureref. Данный софт позволяет загружать в него неограниченное количество изображений и иметь быстрый доступ к ним.

Часть 2. Софт для 3D моделирования

С референсами мы определились, но в чем же мы буде моделировать?
Программ для 3D моделирования большое количество но все их можно поделить на три условные группы:
1. Программы для полигонального моделирования
2. Программы CAD использующие нурбсовые математические формулы
3. Программы для скульптинга

Начнём по очереди.

Полигональное моделирование.

В полигональном моделировании объекты строятся при помощи полигонов, которые задаются несколькими вершинами.

Выделим несколько самых популярных программ:

1. Autodesk 3dsMax — профессиональное программное обеспечение для 3D-моделирования, анимации и визуализации при создании игр и проектировании.
В основном используют для визуализации интерьера и архитектуры

Как и большинство программ Autodesk является платной.

2. Autodesk Maya — редактор трёхмерной графики, обладает широкой функциональностью 3D-анимации,
моделирования и визуализации.

На данный момент является стандартом геймдева, большинство студий работает именно в ней. Как и 3D Max является платной

3. Cinema 4D является универсальной комплексной программой для создания и редактирования двух- и трехмерных эффектов и объектов.

4. Blender — профессиональное свободное и открытое программное обеспечение для создания трёхмерной компьютерной графики, включающее в себя средства моделирования, скульптинга, анимации, симуляции, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, компоновки с помощью «узлов», а также создания 2D-анимаций.
Программа, с которой и начался мой путь.
Довольно дружелюбный софт для новичка, обладающий высокой стабильностью и весьма широким функционалом

И самое вкусное то, что программа абсолютно бесплатная и доступна в Стиме.
Это самые распространённые, но далеко не все программы полигонального моделирования.

Какую же программу стоит выбрать?
Если ваша главная цель добиться успеха в геймдеве, то без сомнения ваш выбор это MAYA, главный котируемый пакет большинства студий.
Если вы не хотите платить за софт и быстро освоить моделирование то ваш выбор это Blender, к тому же, просматривая вакансии на территории России, многие студии всё чаще начинают работать с блендером.

CAD моделирование

CAD программы используют математические формулы для задания геометрии.
Их главным плюсом является отсутствие полигональной сетки, что даёт возможность не волноваться о топологии (это то, как полигоны формируют 3D модель) во время процесса моделирования.
Изначально эти программы предназначены для использования промышленными станками и 3D принтерами, но и в игровой индустрии им удалось обрести славу.
Выделим наиболее подходящие из них для наших задач.

1. Fusion 360
Это программа CAD моделирования от Autodesk.
Ее главными плюсами для меня стало:
-наличие слайдеров для выставления высот, фасок и т.п
-бесплатная версия для не коммерческого использования
-наличие истории проделанных операций.
Минусом является:
-не высокая стабильность работы
-высокое требование к железу компьютера.

2. MoI3D (Moment of Inspiration)
Программа, использующая нурбсовые математические формулы для задания форм и поверхностей.
Главными ее достоинствами является:
-высокая стабильность
-невысокие системные требования
-полная адаптация для графического планшета
-возможность экспорта high poly (модели с плотной высокополигональной сеткой) модели.
Недостатки:
-отсутствие слайдеров для регулирования фасок
-высокая стоимость софта

На данный момент я использую в качестве основного инструмента Fusion 360, но со временем планирую изучить и Moi3D
Для геймдева CAD программы используют относительно недавно, но тем неимение они являются очень полезным софтом для изготовления hard-surface (твердотельных, не органических) моделей и легки в освоении. За два часа вполне возможно выучить базовый функционал Fusion360 и сделать свою первую модель.

Скульптинг

Скульптинг — это один из способов моделирования объектов, который позволяет интуитивно придавать форму и добавлять детали, подобно лепке из пластилина или глины.

Манипуляции с объектом осуществляются за счёт передвижения вершин, на высокополигональном меше (совокупность вершин, рёбер и полигонов, которые составляют один 3D объект), или вокселей (элемент объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве).
Выделю три программы для скульптинга:

1. Blender
Да, в бесплатном блендере по мимо полигонального моделирования есть еще огромная гора всевозможного функционала, в его чилсе и скульптинг.
Плюсы:
— одна программа совмещает в себе большой функционал
-относительно интуитивный интерфейс
Минусы:
-Ограниченный набор инструментов
-Невысокая производительность ( в программах-конкурентах можно использовать мэши с намного более плотной полигональной сеткой)
Хоть блендер и не позиционирует себя как софт для профессионального скульптинга, но это не мешает людем делать в нем шедевры, как пример работа Pablo Dobarro.

2. Zbrush
Программа для 3D моделирования, созданная компанией Pixologic. Отличительной особенностью данного ПО является имитация процесса «лепки» трёхмерной скульптуры, усиленного движком трёхмерного рендеринга в реальном времени, что существенно упрощает процедуру создания требуемого трёхмерного объекта.
Мастодонт игровой индустрии. Именно «зеброй» пользуются почти все игровые девелоперы при создании персонажей или органических объектов.
Плюсы:
-Высокая производительность при скульптинге
-Наличие истории и возможность переключаться между ней
-Огромное количество кистей и их вариаций
-Наличие невероятно мощного функционала, позволяющего упростить моделирование high poly моделей. Например наличие функции polish, создающей фаски для запекания ( об этом дальше в статье). Возможность из high poly сделать хорошую low poly (низкополигональную) модель
-Наличие других встроенных плагинов.
Минусы:
-Тяжелая программа для освоения новичку.
-Не интуитивный интерфейс
-Высокая цена

3. 3D Coat
Коммерческая компьютерная программа для моделирования различных органических объектов и грубых низкополигональных 3D-моделей; предоставляет широкий набор инструментов, которые позволяют пользователям создавать скульптуры, добавляя топологию, создавать UV-карты, интерактивно текстурировать поверхность модели, производить визуализацию статичных сцен и круговую анимацию модели.
Во время скульптинга программа использует не полигоны, а воксели, что делает геометрию не полой внутри.
С 3D Coat я мало знаком, но некоторые его достоинства и недостатки выделить попытаюсь.
Плюсы:
-Программа подойдёт для быстрого создания концепта
-Дружелюбный к новичкам интерфейс
-Широкий функционал по мимо скульпта
-Наличие уникальных возможностей
-Неплохие возможности текстурирования
Минусы:
-Высокая цена

Если вы настроены всерьёз овладеть скульптингом, я бы посоветовал выучить ZBrush, все его недостатки полностью нивелируются огромным функционалом и вариативностью.

Часть 3. Развёртка и запекание

Итак, мы сделали свою первую модель и хотим раскрасить ее, что для этого нужно?
Для начала нам нужно две, почти одинаковых, модели. Одна high poly, на ней будет максимальное количество полигонов и большая детализация, другая low poly, на ней мало полигонов, именно эта модель используется в игровом движке.
Первое, что необходимо сделать перед началом текстурирования, это произвести UV развертку для low poly модели.
UV развертка — это проецирование трёхмерного объекта на двухмерную плоскость.
Выглядит это примерно так.

Правильно развернуть модель это целая наука, но об этом не в нашей статье.
Программы для полигонального моделирования обладают достаточно хорошим функционалом для разворачивания меший, но есть и отдельный софт для этого с более обширным функционалом.
Рассмотрим здесь программу rizomuv, специально разработанную для этих целей.
На ютуб канале videosmile есть неплохой мини курс по этой программе, советую к ознакомлению.
Самой главной и, пожалуй, решающей, для меня, функцией стала возможность удобной упаковки развёртки.
А минус в том, что она платная.

Мы развернули low poly, что теперь?
Теперь необходимо перепечь на него информацию с high poly меша, для создания карт нормалей.
Звучит странно, не так ли? Но обо всем по порядку.
Карты нормалей нужны для создания мнимой геометрии на низкополигональном объекте, а для их получения и производится запекание или по английские bake.
Карта нормалей — это такая текстура, которая позволяет за счет игры света эмулировать дополнительные (не существующие изначально) детали на 3d модели.
Ну как у UV развёртки, у карт normal map очень много подводных камней, которых касаться мы сейчас не будем.
На наглядном примере я вам покажу, как выглядят карты, и какой результат мы получаем.

И так на изображении мы видим три плоскости (на самом деле это кубы).
Две из них имеют одинаковые количества вершин и являются одинаковыми мешами. Какие именно?
Правильно, первый и третий! (Но стоп, как, ведь второй и третий одинаковые?!)
В этом и есть вся магия запекания карт нормалей. Мы взяли геометрию со второго высокополигонального куба и перенесли ее на первый, а результатом этой манипуляции стал наш третий объект.
А так это выглядит в режиме редактирования.

Хорошо, с теорией покончено, но где лучше запекать?
Канал Блендер Павлова очень хорошо ответил на этот вопрос.

Спойлер. В программе marmoset toolbag 4. В ней и я запекал карты для этого примера.

А вот так это выглядит наглядно
Вернёмся к тулбагу.
Плюсы:
-Настройка параметров карт нормалей.
-Печёт огромное количество разновидностей карт нормалей
-Возможность фикса багов запечки
-Программа подходит не только для запекания.
Из минусов только то, что она платная, а так прекрасный софт.

Глава 4. Текстурирование модели

В этой главе речь пойдёт о создании PBR текстур на модели.
PBR или Физически корректный рендеринг — метод компьютерной графики, который позволяет отображать объекты более достоверно, моделируя поток света в реальном мире.
Конечно затекстурить модель можно и в Blender и в Maya, но мы рассмотрим специализированный для этого софт.
Начнём мы с бесплатной программы от разработчиков Unreal Engine.
Quixel mixer. Эта программа работающая с библиотекой megascans ( отсканированными реальными материалами, перенесёнными в цифровой вид )
Плюсы:
-Работа с огромной библиотекой отсканированных материалов megascans
-Свободный доступ
Минусы:
-Не особо подходит для текстурирования моделей

Вы могли подумать что программа плохая, но это не так, в ней можно делать очень реалистичные тайловые (бесшовные ) текстуры.
Вот, например текстура, которую я сделал, для старой кирпичной стены.

А вот корявый нож, который я разукрасил в процессе изучения программы. Не судите строго, я только начинал свой путь в то время.

Ну и перейдём к моему любимчику. Программа от легендарного Adobe, стандарт игровой индустрии substance painter.
Данный софт обладает огромными возможностями по текстурированию 3D моделей, но печёт он паршиво, именно им я пользуюсь на постоянной основе.
Разберём его достоинства и недостатки.
Плюсы:
-Большое количество встроенных генераторов
-Возможность использования умных материалов, созданных другими юзерами
-Большая гибкость в настройке генераторов и фильтров
-Возможность экспортировать большое количество различных карт нормалей.
-Банально, но невысокая стоимость стиме.
-Совместимость (мост) с фотошопом
-Ну и просто интуитивно понятная программа.
Минусы:
-Сабстенс требовательный, очень требовательный. Для работы с большим количеством текстурных сетов вам нужен не слабый такой компьютер, желательно с 32 гб ОЗУ и больше.

P.S. Пока открывал проект, чтобы сделать скриншот, эта зараза успела зависнуть три раза.

Глочёк для мастерской контры ( кстати, движок Source не работает с pbr текстурами, по крайней мере со скинами, и тут только карта нормали)

Ладно, победитель очевиден, Substance Painter лидирует по всем параметрам. Но главное при текстурировании уделять большое внимание референсам и помните: никогда не используйте бездумно генераторы, если вы сделали поцарапанный корпус того же пистолета, не ленитесь ручками почитсить места где царапин физически быть не может.
Теперь мы экспортируем текстурки и наша модель полностью готова. Поздравляю!
Не забудьте правильно презентовать свою работу. Хорошо отрендерите ее ( для презентации работы проще всего использовать Marmoset ) и довести до идеала в Photoshop.

Ну что ж, мой дорогой друг, спасибо за прочтение. Буду рад любому фитбеку и пожеланиям, так же жду конструктивной критики и советов.
От себя хочу добавить, что работа 3D художника это очень тяжкий и недооценённый, незнающими людьми, труд и мне хотелось бы, чтобы у тебя, читатель, все получилось в нашей нелёгкой деятельности.

Лёгкость в обучении

Даже если вам никогда не приходилось работать с трёхмерными пространствами, вам поможет встроенная обучающая система Show-n-Tell. С помощью простых уроков, которые шаг за шагом будут показаны и объяснены на экране, вы поймёте принцип работы в этой системе от А до Я.

Сведения о 3D-моделях

Понятие 3D , так прочно обосновавшееся в нашей жизни, является сокращением от английского 3-dimensional ( в трех измерениях ). Как известно еще со школьных уроков геометрии, чтобы квадрат стал кубом, к обычной длине и ширине необходимо добавить высоту, которая и выступает в качестве третьего измерения.

За 3D-модель можно смело принимать любую скульптуру, а этот жанр искусства появился несколько тысячелетий назад. Архитекторы очень часто прибегают к построению макетов, чтобы более точно представлять конструкцию здания.

В современном мире, где технологии с каждым днем упрощают человеческую жизнь, 3D -моделированием занимаются компьютеры. Строить объемные изображения можно буквально на «пустом месте», руководствуясь приблизительными данными о визуализации объекта ( к примеру, спроектировать персонажа видеоигры, у которого нет прототипа в реальном мире ). Данный прием называется компьютерным моделированием.

Существует еще такой вариант, как создать 3D-модель , основываясь на многочисленных фотографиях объекта с различных ракурсов.

3D-моделирование применяется во многих областях человеческой жизни. Перечислим некоторые из них:

• Архитектура. Никто не отрицает преимуществ макетов, однако, если заказчик вдруг пожелает увеличить размер комнаты или добавить пару-тройку этажей, архитектору придется заново конструировать картонную модель. А используя компьютерные программы, можно управиться за несколько кликов;
• Игры и кино. Анимация в наше время по своему качеству начинает превосходить реальный мир ( смотрите на фильм «Аватар» ). Любого человека можно сделать персонажем компьютерной игры, перенеся все особенности реальной внешности в виртуальный мир;
• Военная тактика. 3Д -моделирование местности помогает стратегам лучше спланировать маневры, соотнести риски и принять наиболее правильное решение;
• Дизайн. Здесь можно представлять все, что угодно: от модных платьев и украшений до интерьеров помещений. Так как творец по своей природе – очень беспокойная и переменчивая натура, то перед непосредственным созданием дизайнер должен быть на 100% уверен, что точно представляет готовое изделие. А 3D -моделирование выступает лучшим помощником в этом деле.

Cписок полезных ссылок

— сообщество и текстовые уроки, выпускают журнал про 3D; — блог о 3D-графике; — еще один сайт на русском языке.

Не все курсы одинаково полезны. Качество не всегда зависит от цены материала, но в большинстве за доступ к самым крутым урокам придется заплатить.

• DigitalTutors.com, который сейчас стал называться Pluralsight Creative; — курсы по 30+ часов; — еще одна компания, предоставляющая услуги онлайн-обучения; — и еще одна; — школа онлайн-искусств; — куча качественных бесплатных уроков про текстуры на youtube.com; — тут ищите разнообразные уроки по Marvelous Designer.

Большинство популярных курсов переведено на русский, но опять, не всегда бесплатно. Переводы можно купить в клубе «Перевод Всем», уже готово огромное количество курсов. В открытом доступе что-то удается нагуглить, а что-то нет. Базовые курсы точно можно найти. После прохождения первых курсов легко получится переключиться на английский, материалов на нем намного больше и они актуальнее. Плюс к этому, большинство работодателей желают общаться именно на английском.

На следующем этапе вас подстерегает проклятие новичка в виде прохождения одних только курсов и чтобы его избежать, постарайтесь быстрее перейти к созданию готовых продуктов. Если вы изучаете 3D только для игр, начните с создания карт к ним, например с помощью Source SDK. У вас есть опыт программирования? Сразу переключайтесь на игровые движки вроде Unreal или Unity. Когда вы получите первые отзывы от использования ваших работ, вы с новой силой захотите совершенствоваться в таком нелегком деле как компьютерная графика.