Конструктор для создания механизмов

Обновлено: 15.05.2024

Сейчас мы готовим новую площадку для детских занятий. В процессе подготовки стал вопрос выбора платформы, на которой будем обучать. По такому случаю мы подготовили обзор имеющихся платформ с обоснованием выбора. Документ, вроде, интересный получился, решил его здесь опубликовать. Некоторые вещи изложены сильно упрощенно, поскольку текст предназначен не только для хардкорных технарей.

Большая методическая база на русском языке;
От преподавателя требуется не очень высокая квалификация;
Конструктор очень прочный, детям редко удается что-то сломать.

Изначально это все-таки детский конструктор, для серьезных задач не предназначенный;
Конструктор закрытый, ни с чем не совместим, производитель искусственно создает препятствия к тому, чтобы можно было цеплять к нему компоненты других конструкторов и разрабатывать собственные компоненты;
Программировать можно либо в визуальных средах программирования, либо на С++.

Fishertechnic

Есть и другие конструкторы, основной смысл которых — демонстрировать детям какие-то отдельные интересные инженерные элементы. Они имеют достаточно узкое применение, мы их особо не изучали.
Стоимость Fishertechnic примерно соответствует стоимости Лего.

Arduino

Arduino — самая распространенная платформа для взрослой робототехники и электроники, вторая по распространённости среди детей. Разработка полностью открытая, у нее есть множество ответвлений.

Raspberry Pi и аналоги

Raspberry Pi — это компьютер под управлением операционной системы Linux, имеющий размеры баковской карты. На нем можно запускать те же программы, делать те же вычисления, что и на настольном компьютере (есть видеовыходы, аудиовыходы, USB). Малые размеры вкупе с низким энергопотреблением позволяют устанавливать его на подвижных роботов.

Raspberry поддерживает язык программирования Python. Это наиболее перспективный учебный язык программирования. На западе учебные заведения постепенно переводят на него свои учебные программы. Поддержка этого языка, по нашему мнению, является главным достоинством Raspberry.

По сравнению с Ардуино, Raspberry имеет примерно в два раза более высокую стоимость;
Подключать внешние устройства (датчики, моторчики) к ней существенно сложнее, если не использовать специальные модули расширения.

Например, может быть реализован следующий сценарий использования: сначала, когда ребенок только начинает заниматься робототехникой, он работает с Ардуино в графической среде программирования; далее, когда он вырастает из графической среды, подключаем к ардуине Raspberry, и ребенок начинает программировать на Python, использовать различные дополнительные возможности. Если дорогая Raspberry недоступна, ребенок может программировать имеющуюся ардуину на С++.

Механические конструкторы для Arduino и Raspberri

На наш взгляд, наиболее перспективным является недавно появившийся конструктор Multiplo. В отличии от других конструкторов у него основные детали не металлические, а вырезаны из трехмиллиметрового пластика. Благодаря этому их можно вырезать самостоятельно на специальном станке (тем более, что 3Д-модели деталей выложены в открытый доступ, проект опенсорсный). Если специальный станок недоступен, детали можно вырезать руками с помощью лобзика и дрели.
Помимо винтов в Multiplo широко используются пластиковые заклепки, благодаря этому собирать конструктор гораздо интереснее и быстрее.

Стоимость Huna с Ардуино на борту примерно соответствует стоимости Лего. Стоимость Multiplo с Ардуино на борту примерно в полтора раза ниже.

У детей развивается мелкая моторика;
Нигде на производстве не используются крепления как в Лего, везде крепеж на винтах.

Заключение

Мы остановились на варианте arduino + Raspberry Pi + конструктор Multiplo.

До седьмого класса нужно что-то другое, этот вопрос мы пока мало изучали.

Если стоит задача привить интерес к каким-то узким отраслям промышленности, то нужен Fishertechnic или аналог.

Если стоит задача научить детей самих нарезать и печатать детали, то за основу лучше брать Multiplo.

Всех приветствую! Представляю вашему вниманию подборку программируемых электронных конструкторов. Программирование — один из самых перспективных направлений наших дней, так как человечество идет к автоматизации любого процесса, для чего нужно написать отлично работающую программу на эти самые устройства. Но чтобы стать отличным программистом нужно отчетливо понимать каждый шаг и иметь четкое пошаговое представление как будет работать его проект. Конструктор отлично подходит для взрослых и особенно для детей, которые хотят научиться программировать, поскольку дает представление и наглядную работу выполнения той или иной заданной функции при работе с датчиками и исполнительными устройствами.

Колесный робот с всенаправленными колесами

Данная модель конструктора демонстрирует работу всенаправленных колес, они же колеса Илона. Отличительная особенность данного вида колес, по сравнению с обычными, это то, что на колесе закреплены ролики под углом 45°, что позволяет любому транспортному средству передвигаться в любом направлении (или совершать оборот вокруг своей оси) путем подачи напряжения на определенные электродвигателя, в зависимости от выполняемой задачи транспортного средства. Данная моделька колесного робота имеет дистанционное управление через пульт (который идет в комплекте) или приложение на смартфон

Умная солнечная панель с возможностью подзарядки смартфона

Очень интересная модель, так как это полноценная солнечная панель, которая способна адаптироваться к углу солнца, чтобы максимально эффективно принимать солнечные лучи и конвертировать их в энергию. Из дополнительных возможностей следует выделить зарядку встроенного аккумулятора и возможность заряжать устройство напряжением 5 Вольт. Базируется это все на всем известном микроконтроллере Ардуино.

Умный дом

Полноценная мини модель реального умного дома. Конструктор дает представление об автоматизации системы в целом, что необходимо предпринять для удержания комфортных условий нахождения человека в этом доме. Дополнительно следует отметить то, что нет необходимости в паяльнике, так как используется коннекторы и провода.

В нашей сегодняшней подборке рассмотрены самые популярные программы для 3D-моделирования. Вы сможете использовать встроенный функционал для решения различных инженерных задач, создания дизайнерских проектов или просто проявить свои творческие способности, наслаждаясь формированием трёхмерных объектов любой сложности.

Общие сведения:

Основные функции:

Дополнительные возможности:

Поддерживаемые форматы:

Autodesk 3ds Max — профессиональное программное обеспечение с очень мощным функционалом. Предоставляет обилие инструментов для двухмерного и трехмерного моделирования. Используется в совершенно разных сферах, среди которых: разработка компьютерных игр, мультипликация, ТВ-ролики и дизайн интерьера.

Содержит большое количество спецэффектов и фильтров для качественной визуализации. Можно управлять свойствами каждого элемента, редактировать анимированные объекты и настраивать источники света, а также глубину и резкость отображения. Стоит отметить средство симуляции воды, огня, дыма, ветра и так далее.

Ключевые особенности:

Реалистичная динамика и физика;
Быстрая проработка сложных сцен;
Подключение плагинов и скриптов;
Обработка фотореалистичных изображений;
Высокоскоростной рендеринг и композитинг;
Наличие версий для ОС Windows, Linux и Mac OS;
Поддерживается полигональное моделирование деталей;
Можно импортировать и экспортировать файлы из других приложений

Autodesk Autocad — один из эталонов среди систем автоматизированного проектирования. Вы сможете моделировать и проектировать фактически любые объекты, а также решать даже самые узкоспециализированные задачи. Разработчики добавили все необходимые инструменты для надлежащего создания конструкторской документации к вашим работам.

Поддерживается параметрическое черчение и добавление шрифтов TrueType. Присутствует возможность печати 3D модели на 3Д-принтере. Освоить богатый опциями интерфейс, поможет встроенный подсказчик.

Главные преимущества программы Автокад:

Многопользовательский режим;
Впечатляющая функциональность;
Интеграция с социальными сетями;
Удобное создание произвольных форм;
Поддержка большинства существующих форматов;
Ручная регулировка рабочего окна и панелей инструментов;

Autodesk Fusion отлично подходит для конструирования твердотельных объектов. Преимущество софта заключается в тесной интеграции с облачными сервисами компании Autodesk, что открывает доступ к огромной базе разнообразных деталей и материалов для них.

Отдельного внимания заслуживает коллективный режим, предоставляющий неограниченные возможности создания модели и проведения соответствующих расчётов вместе с другими пользователями.

Сильные стороны:

Поддержка 3Д-печати;
Сканирование реальных чертежей;
Вращение камеры на 360 градусов;
Регулярные обновления 3D редактора;
Преобразование проектов в видеоролик;
Установка параметров теплообмена и прочности;
Настройка фокусного расстояния, глубины, резкости и типа освещения.

SketchUp — мощное приложение для создания трёхмерной графики, позволяющее проектировать всевозможные объекты, к примеру: здания, мебель, автомобили и так далее. Довольно популярный инструмент среди дизайнеров и архитекторов.

Отличается развитыми инструментами экспорта и импорта проектов в разных форматах из других программ для 3Д моделирования. Содержит обширную базу физических эффектов, умеет тонко регулировать текстуры, поверхности, сцены и даже самые мелкие детали. Даёт возможность быстро изменять камеру в процессе редактирования.

Основные преимущества Sketch Up:

Функция заливки цветом;
Встроенная база 3D-моделей;
Наличие видеоуроков для новичков;
Установка дополнительных плагинов;
Доступна работа в совместном режиме;
Простой интерфейс, удобное управление;
Позволяет импортировать файлы из Google Earth, Sketchup Make, Adobe In Design, Modo и т.д.

КОМПАС 3D зарекомендовал себя, как одна из лучших утилит среди САПР-приложений. Позволяет создавать сложные изделия и конструкции, а также оформлять для них профессиональную проектную документацию. Обладает дружественным интерфейсом и понятным управлением. Новички могут воспользоваться продуманной системой подсказок, реализованной в виде всплывающих уведомлений.

Создавайте чертежи, спецификации и таблицы. Имеются опции поворота и масштабирования любых объектов. Функция синхронизации даёт возможность открывать доступ к одному проекту с разных ПК и ноутбуков. При необходимости можно подключать дополнительные модули, например: строительный, приборостроительный, машиностроительный.

CINEMA 4D — отличный софт для профессионалов, обладающий мощнейшими инструментами для 3D-дизайна. Вы сможете детально смоделировать различных персонажей, сформировать для них оптимальные анимационные эффекты и задать индивидуальные характеристики буквально для каждой текстуры.

Ключевые достоинства:

Регулирование освещения;
Функция ручной лепки скульптуры;
Интегрированные сетевые рендеры;
Скриптинг на разных языках программирования;
Технология симуляции физического контакта лёгких объектов с ветром.

ArchiCAD — один из самых известных программных продуктов в области САПР. Обеспечит вас средствами для черчения и проектирования конструкций в трёхмерном пространстве. Особенность утилиты заключается в возможности построения сложных стеклянных структур и криволинейных элементов.

Присутствует специальное окно, в котором можно отдельно раскрасить каждый компонент вашего проекта. Опция автосохранения не позволит упустить ни одной добавленной или отредактированной детали.

Autodesk Maya – это отличное ПО для работы с 3D-анимацией и компьютерной графикой. Вы сможете тонко настраивать физику, динамику и геометрию любых предметов. Радует интегрированная система Fluid Effects, отвечающая за реалистичную имитацию водной поверхности и атмосферы.

Каждый созданный объект поддаётся деформации. Можно пользоваться широким набором визуальных эффектов и слоёв. Доступно создание собственных спецэффектов. Есть возможность разрабатывать плавающие заголовки и логотипы.

Из минусов – высокое потребление ОЗУ и совместимость только с 64-разрядной операционной системой. Также софт довольно сложен в освоении без наличия соответствующих навыков.

FreeCAD – бесплатная система автоматизированного проектирования и 3Д-моделирования. Позволяет легко чертить различные геометрические фигуры. Работает практически с любыми CAD форматами, быстро открывает документы из программ Autodesk 3Ds Max, Cinema 4d, ZBrush и других.

Обладает открытым исходным кодом. На официальном сайте разработчика есть несколько полезных уроков для новичков. Несмотря на английский язык меню, существует много русскоязычных форумов о ФриКАД.

Autodesk 123D – популярный софт для CAD и 3D-моделирования, предназначенный для проектирования и визуализации трёхмерных объектов совершенно разной сложности. Интеграция с облачными сервисами открывает доступ к множеству шаблонов с разнообразными моделями. Примечательно, что большинство из них распространяются бесплатно. Поддерживается печать на 3D принтере.

В Rhinoceros 3D можно моделировать фигуры любой формы. Есть опции редактирования кривых, твёрдых тел, облаков точек, поверхностей и полигональных сеток. Качественно выполнен инструмент 2D черчения. Поддерживается экспорт/импорт файлов из большинства существующих САПР-приложений.

Не потребляет много системных ресурсов, содержит приятную русскоязычную оболочку. Есть версии для моделирования на Mac OS и iOS.

Blender 3D Builder — многофункциональный софт для создания 3D моделей, отличается одной из лучших систем скульптурирования и текстурирования. Нередко используется в области разработки игр. Может похвастаться высоким качеством получаемых анимаций.

Включает в себя продвинутые средства имитации столкновения объектов и физических явлений. Даёт возможность настраивать циклы передвижения персонажа, поддерживает опцию замедления и ускорения в реальном времени.

Главные достоинства:

Функция постобработки видео;
Создание 3Д-анимаций и рендеринга;
Форум для начинающих пользователей;
Небольшой размер установочного файла;
Множество векторных шрифтов и графических примитивов;
Тонко настраиваемые параметры динамики мягких и твёрдых тел.

Paint 3D позволяет в полной мере раскрыть ваши творческие способности. Является удачной смесью популярной рисовалки, редактора изображений и средства создания несложных трёхмерных моделей.

Имеется полезная кнопка «Журнал», с помощью которой можно просматривать все свои действия и записывать видеоролики. Используйте различные маркеры, кисти и карандаши для разрисовки готовых моделей. Делитесь результатами своего творчества с друзьями по соцсетям.

Создатели Wings 3D сделали весьма неплохую утилиту для моделирования. Учитывая «бесплатность» продукта, настраиваемый пользовательский интерфейс и поддержку большинства современных 3Д-фоматов, Вингс3Д можно назвать хорошим решением для новичка, желающего воплотить свой творческий потенциал в реальность.

Есть небольшая база макетов и материалов. Доступны базовые векторные операции, а также регулировка освещения. К сожалению, ПО не получило поддержку анимации, соответственно, здесь нельзя посмотреть, как будет выглядеть персонаж в движении.

DAZ Studio не может конкурировать с «флагманским» софтом в индустрии 3Д-моделирования, зато впечатлит своими уникальными возможностями при создании человеческих частей тела и лица.

Многие пользователи отмечают ДАЗ Студио, как одно из лучших средств для разработки интерактивных моделей людей. Высокое качество 3D-изображений достигается за счёт технологии GPU-ускорения во время рендеринга. Здесь же можно работать со сценами и анимациями.

Visicon Sweet Home — специализированная программа для проектирования дизайна интерьера комнат в 3D. Стоит отметить обширную библиотеку с множеством образцов различной мебели, которую можно расставлять в комнатах по собственному усмотрению.

Простота управления и удобные подсказки быстро введут в курс дела пользователей, не обладающих даже минимальным опытом в сфере моделирования.

LEGO Digital Designer — виртуальный конструктор для создания 3D-моделей из Лего. Вас ждёт огромное количество деталек, до мельчайших подробностей копирующих оригинальный конструктор. Проявите свои творческие способности и яркое воображение, окунитесь в потрясающую атмосферу детства и попробуйте собрать что-то по-истине впечатляющее.

Есть функция объёмного просмотра конструкции. Готовые творения можно выкладывать на страницах официального сайта LEGO (раздел «Фотогалерея») или публиковать в виде картинки в популярных социальных сетях.

LightWave 3D помогает создавать анимированные трёхмерные прототипы с использованием всевозможных эффектов и фильтров. Включает в себя около сотни дизайнерских инструментов, поддерживает PostScript шрифты, умеет запоминать последовательность действий и записывать макросы. В дополнение ко всему имеется опция реалистичной камеры и предварительного просмотра в тонированном и каркасном виде.

Houdini набирает популярность среди любителей и студентов, желающих обучиться основам 3D-моделирования. Сильно уступает более продвинутыми платными аналогами, но всё же предоставляет довольно крупный инструментарий, позволяющий моделировать различные объекты и предметы. Если вас не смущают водяные знаки разработчика на готовых материалах, можете загружать Side Effects Houdini и испытывать его на деле.

Sculptris – ещё одна простая программа, главное преимущество которой, заключается в невысоких системных требованиях и интуитивно понятном меню. В ней можно быстро и легко создать 3Д-модель и отрегулировать несколько основных параметров, среди которых: цвет, тени, яркость, контрастность и так далее.

Autodesk 3ds Max – мощная и многофункциональная программа, используемая совершенно в различных отраслях 3D-моделирования, дизайна, мультипликации и разработки игр. В плане возможностей обгоняет большинство современных аналогов. Приблизительно схожий инструментарий получили популярные приложения Autodesk Maya, Fusion и CINEMA 4D. Последние немного уступают по количеству встроенных спецэффектов. К слову, Фьюжен, как и Autodesk 123D, должен понравиться любителям совместных проектов, так как напрямую связан с облачными сервисами.

Создатели LightWave и Rhinoceros попытались повторить фактически все опции вышеприведенных приложений. Тут вам и реалистичные тени, эффекты отражения и преломления методом трассировки лучей, ещё и запись макросов. И всё равно софт не дотягивает до ТОПа. Главный минус того же ЛайтВейв – 995 $ за полную версию, как-то многовато, вам не кажется?

Если вас не устраивает тесная интеграция с платным маркетом и вы не желаете пользоваться ограниченным функционалом после окончания пробного периода, обратите внимание на SketchUp и Blender. Хоть и уступают ТОПам, зато позволяют моделировать практически всё, что угодно, причём на всецело бесплатной основе.

Автокад, КОМПАС-3D и ArchiCAD можно отнести к лучшим САПР на сегодня. Дают возможность тонко конструировать детали любой сложности, профессионально настраивать сотни параметров и дополнять ваши работы проектной документацией с учётом всех ГОСТов. FreeCAD является бесплатным аналогом этих трёх программ и несёт в себе много полезных опций для любителя. Если же вам захочется пользоваться им профессионально, потребуются знания языка программирования Python.

Программа Sweet Home создана для дизайнеров интерьера дома. Позволяет заняться подробной планировкой дома, моделирования всех комнат и обстановки в нём.

LEGO Digital Designer понравится как детям, так и взрослым. Здесь можно от души насладиться сборкой деталей известного конструктора Лего, правда приложение можно рассматривать лишь в качестве развлечения. Однако, вы можете заказать изготовление конструктора по вашему макету.

Paint 3D и Wings3D – простые, бесплатные и совместимые с любыми версиями Windows продукты. Станут отличным выбором для новичка в 3Д-моделировании и обучат всем основам данной сферы. Ближайшие аналоги – Houdini и Sculptris, но на английском языке. К слову, все программы запускаются даже на слабых компьютерах. Отдельного внимания заслуживает DAZ Studio. Хоть и достаточно сложен для начинающего пользователя, зато потрясает качеством проработки деталей при создании модели человека.

В наш обзор не вошли программы Art of Illusion, MESHMIXER 3.0, MeshLab, OpenSCAD, MakeHuman и онлайн-сервис TinkerCAD, так как давно не обновляются разработчиками. Также здесь не представлена популярная программа NanoCAD больше подходящая для моделирования математической модели и крутой инструмент Solidworks, способный визуализировать очень качественно, но отпугивающий высокой стоимостью подписки.

Существуют сотни различных бесплатных программных инструментов для 3D-моделирования для новичков, желающих создать свои собственные 3D-модели. Пользователи могут экспортировать свои модели и либо напечатать их на 3D-принтере, либо разместить в интернете, чтобы другие могли загрузить их бесплатно или за деньги.

Эти программы варьируются от простых в использовании для новичков до профессиональных, на изучение которых могут уйти годы. Поэтому мы создали свой список лучших бесплатных программ для 3D-моделирования, чтобы помочь вам сделать выбор.

Некоторые бесплатные онлайн-программы работают полностью в браузере, другие нужно загрузить. Но все они, по крайней мере в краткосрочной перспективе, бесплатны.

Список лучших бесплатных программ для 3D-моделирования в 2021 году:

TinkerCAD — лучшая программа для начинающих

3D Slash — простая программа для начинающих

FreeCAD — бесплатная программа с открытым исходным кодом

Blender — расширенная бесплатная программа

Критерии, которые использовались для оценки:

Простота использования. Бесплатными программами часто пользуются новички, поэтому это важно.

Наличие хорошо проработанного набора инструментов для создания профессиональных 3D-моделей.

Наличие новых инструментов, которые дают возможность использовать совершенно новый подход к созданию 3D-дизайнов.

1. TinkerCAD — лучшая бесплатная программа для начинающих

Страна разработчика - США. Доступна к работе в браузере.

Это одна из многих программ 3D CAD-гиганта Autodesk, TinkerCAD. Инструмент обманчиво выглядит примитивным, прост в использовании, но снова и снова попадает в топ лучших бесплатных программ.

TinkerCAD позволяет создавать детализированные 3D-модели, используя базовые формы, соединяя их вместе. Процесс обучения намного проще, чем в других программах. Она идеально подходит для новичков и детей, для обучения детей 3D-печати. Ее чаще других используют в школах и классах по всему миру. Можете начать работу за считанные минуты в браузере без загрузки. Более того, можно скачать приложение TinkerCAD и поиграть с моделями на смартфоне или планшете!

2. 3D Slash — простая бесплатная программа для начинающих

Основная версия бесплатная, премиум версия требует оплату $2 в месяц.

Идеально подходит для новичков. 3D Slash не похожа на обычную программу, больше похожа на дружественный, интерактивный 3D-мир, где вы можете создавать, что угодно. Команда разработчиков четко продумала, как сделать пользовательский интерфейс максимально естественным, понятным не дизайнерам, без сложного процесса обучения. Функционал интуитивно понятен и удобен.

В то же время вы не ограничены только базовыми формами. Можете создавать впечатляющие и более сложные объекты. Стандартная версия бесплатная, премиум - с небольшой ежемесячной оплатой. Также доступны школьные и профессиональные тарифные планы.

3. FreeCAD — бесплатная программа с открытым исходным кодом

FreeCAD была выпущена еще в 2002 году, и несмотря на то, что все еще находится в стадии бета-тестирования, ее разработка значительно продвинулась. Она предназначена для того, чтобы сделать процесс создания 3D-версий реальных объектов максимально эффективным и простым.

Очень полезная функция - возможность начать со статического 2D-эскиза, из которого затем можно построить конечную 3D-модель. FreeCAD хорошо работает в Windows и Mac, можно легко экспортировать модель в виде файлов STL, OBJ или даже DXF, например, для ЧПУ.

Хотя FreeCAD была разработана в основном для станков, ее можно использовать и для 3D-печати. Более того, FreeCAD - программа с открытым исходным кодом, поэтому можно работать с Python.

FreeCAD идеально подходит для пользователей с некоторым опытом проектирования, так как часть инструментов может оказаться сложной для начинающих. Но в целом это очень мощный бесплатный инструмент для 3D-моделирования.

4. SketchUp

Основная версия бесплатная, версия Pro стоит $299 в год. Страна разработчика – США.

Программа - ветеран индустрии программного обеспечения для 3D-моделирования, была создана в 2000 году компанией Lastsoftware. В 2006 году ее выкупил Google, чтобы внедрить этот универсальный и мощный инструмент в свои сервисы. С тех пор она была продана Trimble Inc., которая и предложила бесплатную версию. SketchUp - отличный выбор для начинающих дизайнеров. Ее, как и TinkerCAD, освоить легче, чем большинство других 3D-программ. Содержит практически все инструменты, которые могут понадобиться.

Несмотря на то, что SketchUp пользуются в основном архитекторы, она приобретает все большую популярность в 3D-печати. Инструменты удивительно хорошо подходят создателям 3D-CAD-файлов. Вы можете загрузить расширение SketchUp STL, чтобы создавать файлы в STL.

SketchUp имеет простой интерфейс, не перегруженный информацией. Вы можете легко разобраться в нем за несколько часов и в первый же день создать очень реалистичную 3D-модель.

5. Blender — расширенная бесплатная программа

Страна разработчика – Нидерланды.

Возможно, это самое популярное программное обеспечение для 3D-дизайна. Blender имеет огромное активное сообщество, которое делится своими STL-файлами и 3D-моделями, а также информацией в интернете. Быстрый поиск Google и YouTube выдаст тысячи ссылок, где пользователи демонстрируют свои 3D-проекты и обмениваются опытом работы в Blender 3D. Такая популярность обусловлена прежде всего тем, что программа на 100% бесплатная и с открытым исходным кодом. В ней можно создать практически все, что угодно. Выбор инструментов огромен.

Процесс обучения более сложный, чем у предыдущих программ. Однако благодаря своему набору инструментов Blender универсальная программа для 3D-моделирования. Она используется в различных областях, начиная от создания VFX для фильмов, видеоигр, дизайна 3D-моделей, заканчивая 3D-печатью. Кроме того, Blender поставляется с интегрированным игровым движком, а также детализированными инструментами для моделирования и возможностью редактирования видео. Это невероятное бесплатное программное обеспечение идеально подходит для разработчиков игр и опытных 3D-моделистов.

6. MeshMixer

Страна разработчика – США.

Meshmixer – уникальная программа, не вписывающаяся ни в одну конкретную категорию. Еще одна разработка Autodesk, Meshmixer выгодно отличается от конкурентов тем, что позволяет редактировать существующие модели с помощью различных инструментов, включая анимацию, выгибание/заполнение, восстановление. Meshmixer хорошо подходит для модификации конструкций и обеспечения качества. Полезна как для начинающих, так и для экспертов. Позволяет улучшать и готовить свои модели к 3D-печати.

Еще одно важное преимущество программы – возможность ее использования в топологической оптимизации. Благодаря простым инструментам, детали можно сделать легче и экономичнее. Это особенно полезно для последующей 3D-печати в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная промышленность, где очень важен вес модели.

В целом, Meshmixer - универсальный вариант для тех, кому нужно улучшить 3D-модель. Новички могут изменять свои модели, эксперты - оптимизировать промышленные проекты.

7. Fusion 360

Программа бесплатна для личного пользования в течение года, Pro версия стоит около $500 в год.

Страна разработчика – США.

Очередная разработка Autodesk для школ и академических институтов. Это, несомненно, инструмент для экспертов, однако достаточно удобный в использовании для образованного новичка. Fusion 360 - программа для совместного использования, позволяет обмениваться файлами STL через облако для совместного редактирования и оптимизации моделей.

Обладает мощными инструментами для работы практически над любым промышленным 3D-дизайном. Имеет встроенные функции для оценки нагрузки, с которой столкнутся компоненты 3D-модели. Это позволяет дизайнерам находить потенциально слабые места перед печатью. После создания можно легко экспортировать модель в STL-файл или любой другой формат. Программа недавно стала бесплатной для студентов, стартапов и многих других. Если у вас есть некоторый опыт, или вы хотите повысить свои навыки в 3D-дизайне, это 3D-программное обеспечение идеально подойдет.

8. Vectary

Бесплатная программа с премиальными функциями за $12 в месяц.

Vectary появилась в 2014 году и называет себя самой доступной платформой 3D- и AR-дизайна. Это бесплатная веб-программа для 3D-моделирования. Vectary предлагает шаблоны с предварительно отрисованными и освещенными экранами, перед которыми вы можете разместить свои 3D-модели для съемки продукта и других художественных целей. Простой рабочий интерфейс с необходимым набором инструментов делает работу с освещением и моделированием легкой. Вы можете легко экспортировать готовый дизайн или сцену в виде AR-модели.

Бесплатный пакет включает в себя доступ к Vectary Studio для создания и проектирования моделей, а также возможность экспортировать ваши творения в форматы OBJ или STL. Для других форматов вам потребуется обновление. Бесплатно можно создать до 25 проектов, а также получить доступ к библиотеке 3D-активов, материалов и иконок Vectary. Платное обновление дает доступ к инструментам предварительного просмотра AR, а также к функциям совместного использования проектов и командам для лучшей и быстрой обратной связи между несколькими людьми.

9. SelfCAD

Бесплатная программа для сферы образования. Для остальных стоит $4,99 в месяц.

Страна разработчика – США.

SelfCAD фокусируется на том, чтобы быть лучшей браузерной бесплатной программой для 3D-моделирования для студентов по всему миру, которую не надо скачивать. Она популярна в американских школах, обучающих студентов 3D-дизайну. Простая и удобная в использовании, требующая короткий период обучения, SelfCAD имеет все необходимые инструменты для создания моделей. Также в ней есть инструменты нарезки для подготовки файлов STL или G-кода к 3D-печати.

SelfCAD - простая программа для 3D-дизайна с очень понятным интерфейсом, подходит новичкам.

10. BlocksCAD

Программа предоставляется бесплатно. Есть платные учебные версии для школ.

Страна разработчика – США.

В свободной галерее имеется широкий выбор проектов, которые можно использовать в личных и классных работах, начиная от снеговиков, ювелирных колец, рыб и даже печально известного кафетерия. Отлично взаимодействует с OpenSCAD, предназначена для простой, веселой и удобной работы для детей. 3D-модели можно создавать с помощью красочных, простых в управлении блоков, и экспортировать либо в виде STL-файлов, либо в виде файлов для открытия и редактирования в OpenSCAD. Для новичков BlocksCAD предлагает обширные учебные пособия по основам 3D-моделирования и использованию 3D-программного обеспечения.

11. OpenSCAD

OpenSCAD – бесплатная загружаемая программа. Выглядит устрашающе, поскольку «окутывает» кодами и скриптами. Это мощный инструмент. Но имейте в виду, что он для тех, кто привык к кодированию. Программа была создана еще в 2010 году Мариусом Кинтелем и Клиффордом Вольфом. Регулярно выходят новые обновления и патчи. OpenSCAD любят 3D-дизайнеры, которые предпочитают скриптовый, а не художественный метод проектирования. Стоит также отметить, что 3D-деталь в OpenSCAD можно создать использую лишь мышь, но это не единственная фишка программы.

В целом, мы впечатлены OpenSCAD: она предлагает что-то новое и бесплатно. Однако необходимо, по крайней мере, промежуточное знание языков сценариев. В противном случае лучше использовать один из других вариантов из нашего списка.

12. Wings 3D

Wings 3D - полностью открытое и бесплатное программное обеспечение для 3D-моделирования, которое активно разрабатывается и совершенствуется с 2001 года. Программа не такая современная и удобная в использовании, как Vectary или TinkerCAD, но очень хорошо работает с персонажами, настольными моделями и другими проектами по созданию 3D моделей. Довольно легко работать с функциями по настройке моделей, например, лепкой, соединением, резкой, сгибанием - просто даже для начинающих.

Каждый пункт меню контекстный, поэтому, когда вы щелкаете правой кнопкой мыши, появляются различные опции в зависимости от того, что вам может понадобиться. Этот продвинутый инструмент экономит время и делает программу отличным инструментом для 3D-моделирования для начинающих и экспертов.

Мощная среда для 3D‑моделирования, востребованная в игровой и киноиндустрии, промышленном производстве и дизайне интерьеров. Она позволяет создавать реалистичные модели и объёмные анимации любого уровня детализации, строить сложнейшие сцены с тысячами объектов, имитировать различные среды и частицы, применять текстуры и выполнять рендеринг с трассировкой лучей во встроенном компоненте Arnold.

2. Autodesk Maya

Цена: от 205 долларов в месяц, есть бесплатная 30‑дневная пробная версия.
Уровень: для профессионалов.
Платформы: Windows, macOS, Linux (Red Hat Enterprise, CentOS).

Популярная среда для подготовки объёмных моделей, анимаций, симуляций, рендеринга сложных сцен. Maya используют прежде всего 3D‑дизайнеры и художники, которые создают игры, спецэффекты и образы для кино. В программе можно моделировать мощные взрывы, реалистичное движение одежды или волос, поверхность воды с мелкими волнами или полёт пули — для этого есть специальные инструменты и модули.

3. Autodesk AutoCAD

Цена: от 210 долларов в месяц, есть бесплатная 30‑дневная пробная версия.
Уровень: для профессионалов.
Платформы: Windows, macOS.

Система автоматизированного проектирования для создания 3D‑моделей и чертежей. В ней удобно создавать сложные проекты, разбивать их на простые составляющие, добавлять обозначения, связывать с реальными координатами на местности.

Программа широко применяется в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. Стартаперы и энтузиасты создают здесь и небольшие модели для 3D‑печати или лазерной резки. Кроме того, в AutoCAD можно работать с результатами 3D‑сканирования.

4. DesignSpark Mechanical

Цена: бесплатно.
Уровень: для профессионалов и любителей.
Платформа: Windows.

Среда для автоматизированного проектирования, «вдохновлённая» AutoCAD. Возможностей здесь меньше, но и работать в программе проще. За счёт этого даже те инженеры, у которых нет опыта взаимодействия с подобным ПО или традиционными станками для черчения, смогут создать трёхмерную модель или адаптировать готовый проект для собственных нужд. DesignSpark Mechanical популярна среди энтузиастов 3D‑печати.

5. Blender

Цена: бесплатно.
Уровень: для профессионалов и любителей.
Платформы: Windows, macOS, Linux.

Проект с открытым исходным кодом для создания 3D‑графики и 2D‑анимаций. Поддерживает все необходимые инструменты для разработки с нуля — от моделирования и скульптинга до симуляции, рендеринга, постобработки и монтажа видео.

Программа весит менее 200 МБ, при этом у неё весьма достойные возможности. Так, здесь есть даже система волос на основе частиц, инструменты для динамики твёрдых и мягких тел, рисование текстур на моделях, поддержка Python для создания логики в играх и автоматизации задач.

6. ArchiCAD

Цена: от 20 тысяч рублей в месяц; есть бесплатная пробная версия — 30 дней для коммерческого использования или до 2 лет для студентов, преподавателей, учебных заведений.
Уровень: для профессионалов и любителей.
Платформы: Windows, macOS.

Пакет для проектирования зданий и сооружений. Позволяет создавать трёхмерные модели любой сложности и делить их на части для детальной проработки: например, показать многоэтажный дом на ландшафте, планировку отдельных квартир, интерьеры комнат. Также результаты работы можно выгружать в ПО для анализа — это поможет оперативно найти и устранить ошибки в проектировании. Наконец, в ArchiCAD есть средства автоматического создания документации и визуализации проектов.

7. SketchUP

Цена: от 119 долларов в год, есть бесплатные версии для личного использования и обучения.
Уровень: для любителей и новичков.
Платформы: Windows, macOS.

Простой пакет для 3D‑моделирования и архитектурного проектирования. В ней можно за несколько минут набросать чертёж будущего дома, расставить мебель, определиться с планировками и не только. Вместе с тем возможностей SketchUP достаточно и для промышленных нужд: программу используют в строительстве и архитектуре, ландшафтном дизайне и создании мебели, обработке дерева на станках и 3D‑печати.

8. Autodesk Fusion 360

Цена: от 60 долларов в месяц; есть бесплатная пробная версия — 30 дней коммерческого использования или 1 год в личных целях.
Уровень: для профессионалов и любителей.
Платформы: Windows, macOS.

Комплексный облачный пакет для CAD, CAM, CAE и PCB: автоматизированного проектирования, подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, расчётов, анализа и симуляции физических процессов в трёхмерном пространстве, создания печатных плат. Позволяет разрабатывать машины и механизмы, собирать 3D‑конструкции из деталей, представлять эргономичные обтекаемые формы с помощью сплайнов. Также поддерживает твердотельное моделирование выдавливанием, вращением, сопряжением и другими привычными инструментами.

9. Cinema 4D

Цена: от 60 евро в месяц, есть бесплатная 14‑дневная пробная версия.
Уровень: для профессионалов и любителей.
Платформы: Windows, macOS.

Эту программу изначально разрабатывали для моушен‑дизайна, создания моделей и анимаций для кино и игр. Но благодаря простому интерфейсу и невысоким системным требованиям Cinema 4D завоевала и мир рекламы.

Программа поддерживает моделирование, скульптинг, рисование, создание композиций, трекинг и анимацию, позволяет выполнять качественный рендеринг, реализовать необычные трёхмерные эффекты. Также в среде можно писать код на Python, C++ и не только, внедрять собственные скрипты, плагины и другие инструменты.

10. Houdini

Цена: Houdini Core — от 1 995 долларов в год; Houdini FX — от 4 495 долларов в год; есть бесплатная версия Houdini Apprentice для обучения и хобби.
Уровень: для профессионалов.
Платформы: Windows, macOS, Linux.

Масштабный программный пакет для создания персонажей и сцен для кино, телевидения и видеоигр, в том числе в виртуальной реальности. Его главное отличие — встроенная среда визуального программирования: чтобы моделировать было проще, можно составить код из блоков.

Houdini поддерживает полигональное, сплайновое и физическое моделирование, частицы, вокселы, а также анимацию. В новой версии появилась процедурная генерация персонажей, интерактивные кисти для рисования тканей, проводов и мягких тел, быстрые алгоритмы рендеринга.

11. ZBrush

Цена: от 40 долларов в месяц, есть бесплатная 30‑дневная пробная версия.
Уровень: для профессионалов и любителей.
Платформы: Windows, macOS.

Программа, в которой можно в буквальном смысле вылепить нужную 3D‑модель. Специальных знаний для старта, в общем‑то, не требуется, но при этом ZBrush позволяет профессионально проектировать фигуры людей, животных и другие объекты, а затем экспортировать их для создания трёхмерных анимаций в других пакетах.

Модели в ZBrush состоят из точек, которые хранят 3D‑координаты, а также цвет, глубину, ориентацию и материал. Они помогут создать реалистичный объект и раскрасить его, используя текстуры и штрихи. Программа автоматически добавит естественные тени и блики.

12. SculptGL

Онлайн‑редактор для лепки объектов из виртуальной глины. Привлекает простотой и доступностью: всё, что вам нужно, — это браузер и немного свободного времени.

Возможностей у SculptGL меньше, чем у ZBrush, но и работать с ним проще. Здесь можно создать объект из прототипа, например шара, разделить модель на части, чтобы редактировать каждую из них отдельно, наложить текстуры, выполнить рендеринг. Программа доступна на 10 языках, включая русский и английский.

13. Wings 3D

Цена: бесплатно.
Уровень: для любителей.
Платформы: Windows, macOS, Linux.

Среда с открытым исходным кодом для моделирования и текстурирования. С ней удобно создавать реалистичные прототипы: например, представить заказчику варианты образов персонажей, чтобы определиться с концептом и дальше работать с ним.

В Wings 3D вы также можете писать код на языке Erlang для более точного моделирования. Среда не поддерживает анимацию, поэтому для создания сцен в динамике фигуры придётся экспортировать в другое ПО.

14. FreeCAD

Цена: бесплатно.
Уровень: для любителей.
Платформы: Windows, macOS, Linux.

Параметрическая среда для технического моделирования и автоматизированного проектирования. В её основе — граничные представления, то есть модели показываются с помощью их границ. Но можно использовать и полигональные сетки, если для вас такие привычнее.

Значительная часть FreeCAD написана на Python. Если вы знаете этот язык программирования, сможете добавить функции, чтобы расширить возможности среды. Также есть менеджер дополнений: в нём можно обогатить выбор модулей и макросов для работы в различных областях — от архитектуры до проецирования объёмных моделей на плоский чертёж.

15. Sweet Home 3D

Цена: бесплатно.
Уровень: для новичков.
Платформы: веб, Windows, macOS, Linux.

Программа с открытым исходным кодом, в которой можно быстро составить новый интерьер и рассмотреть его с разных сторон. Очень актуально перед ремонтом, перепланировкой или даже перестановкой мебели.

В Sweet Home 3D вы сможете создавать плоские и объёмные планы помещений, экспортировать их в различные форматы, генерировать видеоролики для презентации проекта. Также на официальном сайте доступны каталоги готовых объектов (мебели, техники и так далее).

16. LEGO Digital Designer (LDD)

Цена: бесплатно.
Уровень: для профессионалов, любителей и новичков.
Платформы: Windows, macOS.

Программа для создания любых моделей и сцен из кубиков LEGO. Поможет найти идеальную форму и просчитать количество деталей, чтобы затем собрать проект из конструктора.

В базе — готовые блоки разного размера, в том числе части фигурок людей, деревья, лестницы, окна, двери и не только. При создании новой модели можно выбрать стандартный режим, Mindstorms (чтобы были доступны детали только из наборов этой серии) или Extended (без ограничений по цвету и типам блоков).

17. 3D Slash

Цена: от 2 долларов в месяц, есть бесплатная пробная версия с ограниченным набором функций.
Уровень: для новичков.
Платформы: веб, Windows, macOS, Linux, Raspbian.

Очень лёгкая и нетребовательная в освоении программа для создания моделей из блоков. Позволяет быстро разрабатывать простые прототипы с чистого листа или из заготовок, убирая или добавляя отдельные фрагменты. Подойдёт для знакомства с миром 3D‑моделирования, позволит быстро набросать трёхмерную сцену или модель — прототип для печати на 3D‑принтере, обсуждения и дальнейшего улучшения.

18. Paint 3D

Графический редактор, который с 2017 года входит в состав Windows 10. Но если вы по каким‑то причинам удалили его из ОС или не обновляли систему, можно загрузить его с официального сайта.

Интерфейс программы предельно прост, а набор инструментов поможет быстро создать несложную фигуру, надпись и так далее. Также можно выбрать готовый объект, чтобы использовать в рамках сцены или доработать. Наконец, Paint 3D позволяет наложить цифровые объекты на картину реального мира и получить смешанную реальность.

19. Autodesk Tinkercad

Максимально простой и яркий 3D‑редактор, разработанный для обучения трёхмерному моделированию. Он доступен онлайн, так что производительность вашего ПК не имеет значения, устанавливать плагины или расширения не придётся.

В веб‑приложении можно создавать сложные объекты из простых примитивов, генерировать фигурки для Minecraft. Кроме того, в Tinkercad поддерживается блочное программирование вроде Scratch. Вы можете составить последовательность из готовых блоков кода, и этот алгоритм будет применяться для создания модели. Также программа позволяет экспортировать работы для 3D‑печати или лазерной резки. Наконец, есть готовые уроки и планы обучения — будут полезны для преподавателей.

20. Autodesk Meshmixer

Цена: бесплатно.
Уровень: для любителей и новичков.
Платформы: Windows, macOS.

Популярный пакет, в котором удобно готовить mesh‑файлы, например с расширениями вроде .stl и .obj, для печати на 3D‑принтере. В программу можно загружать готовые модели и оптимизировать их, чтобы достичь максимального качества итоговой фигуры.

Meshmixer позволяет улучшить поверхность, создать в модели пустоты, чтобы ускорить печать, измерить формы отдельных частей, выполнить трансформацию и не только. Кроме того, можно проанализировать объект, узнать его ключевые параметры (толщину, стабильность и другие) и доработать фигуру перед отправкой на 3D‑принтер.

21. Autodesk ReCap Pro

Цена: от 20 долларов в месяц, есть бесплатная 30‑дневная пробная версия.
Уровень: для любителей.
Платформа: Windows.

Программа для 3D‑сканирования объектов и лазерного исследования пространств. Позволяет установить камеру или прибор для определения расстояний с помощью лазера: они просканируют пространство, и вы получите точную 3D‑модель для дальнейшей работы.

Autodesk ReCap Pro используют, если хотят напечатать на 3D‑принтере объект реального мира, получить схему помещения для планирования интерьера, улучшить механизм. Программа также умеет создавать трёхмерные ландшафты по фото с дронов.

Читайте также: