Программа для моделирования городов: 21 лучшая программа для 3D-моделирования

обзор компьютерных программ для 3D проектирования

Содержание:

1. Программы для 3D моделирования: делаем выбор
2. Autodesk 3ds Max — программа для проектирования
3. Проектирование с помощью AutoCAD
4. Blender — мощный инструмент для работы с трехмерной графикой

Программы 3D моделирования не смогут сделать человека специалистом, но это высококлассный инструмент, который может пригодиться каждому специалисту для строительства или создания интерьера. Важно правильно подобрать хорошие программы для моделирования с оптимальным набором функций и опций. Для занятия моделированием понадобятся сложные программы, а пользователю необходимо научиться работать с таким софтом и разобраться в его функционале.

Программы для 3D моделирования: делаем выбор

При выборе необходимо ориентироваться на конкретные параметры:

• Удобство работы и расширенный функционал;
• Насколько быстро работает программа;
• Требовательность программы к ОС, потянет ли ее ваш ПК;
• Реалистичность картинки и привлекательность готового продукта;
• Язык интерфейса;
• Платная и бесплатная лицензии на приложение.

На рынке есть известные, популярные программы, которые выполняют разноплановые задачи по созданию трехмерного изображения и дизайна.

Autodesk 3ds Max — программа для проектирования

Autodesk 3ds Max cчитается одной из самых старых и распространенных версий 3D программы. Разработчики предлагают бесплатную версию для новичков на 3 года. При регистрации новому пользователю достаточно указать, что он студент и можно свободно пользоваться всеми бесплатными опциями графики. Чаще всего используется для неподвижных проектов в архитектуре. Встроенный V-Ray позволяет создавать реалистичные картинки. К минусам программы относят невозможность скульптурировать людей и животных. Есть поддержка анимации, полный ассортимент функционала. Среди полезных функций есть технология Exposure для расчета освещенности.

Проектирование с помощью AutoCAD

AutoCAD — это популярная программа для 3d проектирования среди дизайнеров и инженеров. Редактор значительно облегчает процесс построения чертежей. Отлично подходит для проектировщиков в промышленной сфере и строительстве домов. Полезная дополнительная функция – интеграция с прочими программами Autodesk. Программа относится к профессиональным, но лицензия на нее стоит дорого. Работать можно со слоями модели, поэтому 3d программы с удовольствием используют спецы в разных областях. Программы для компьютерного моделирования на рынке представлены множеством вариантов, но это одно из лучших предложений для 3D проектирования по всем параметрам, включая обзор.

Blender — мощный инструмент для работы с трехмерной графикой

Blender полностью бесплатная программа, которая замечательно справляется с анимацией и помогает моделировать реалистичные ландшафты. При этом скульптинг персонажей на более низком уровне. К основным преимуществам относят: простой интерфейс, возможность создать спецэффекты VFX, возможность создавать и загружать плагины. Программа отличается обширным функционалом, но многие пользователи отмечают плохую проработку одежды и кожи персонажей. На официальном сайте есть возможность полностью пройти обучающие курсы, которые помогут работать с данным редактором и создавать объекты в трехмерной плоскости. Здесь же можно скачать официальную версию приложения.

Каждая программа для 3d моделирования по функционалу отвечает тем или иным задачам. Одни программы лучше для дизайнеров, а другие подходят лишь архитекторам. При выборе следует оценить наличие бесплатного обучающего софта, технические характеристики, которые обеспечат стабильную работу программы 3D проектирования и скачивание при конкретном программном обеспечении. Важно помнить, что использование обучающего пакета в целях продвижения коммерческой деятельности означает нарушение политики компании, выпустившей данный софт. Владение навыками работы с программами пригодится на производстве, для настройки задания по фрезерной обработке на станке с ЧПУ.

Опыт создания и применения трехмерных моделей городов

Тема: общие вопросы

Автор: Г. В. Сапрыкина, «Ракурс», Россия. 2014

В последние годы 3D технологии существенно расширили границы своего прикладного использования. Трехмерное моделирование стало доступно не только для отдельных сооружений и сетей инженерных коммуникаций, но и для целых городов. Эти модели нашли свое применение в городском планировании, архитектурном и градостроительном проектировании, в муниципальном управлении, образовании.

Мы рассмотрим опыт зарубежного партнера «Ракурса» — компании Zmapping, которая с 2003 г. занимается созданием трехмерных цифровых моделей городов. Компания производит сложные 3-мерные модели городов и позиционирует результаты своей работы как наиболее детальные и высокоточные.

Создание 3-мерных объектов Zmapping основано на классической фотограмметрической технологии обработки космических и аэрофотоизображений. Для своих работ компания использует программное обеспечение PHOTOMOD и AutoCAD. Уравненные в PHOTOMOD снимки оцифровываются в стереорежиме с использованием классификатора для тематического подразделения объектов по слоям. Трехмерные векторы экспортируются в формат DXF, который является базовым форматом продуктов компании Autodesk. В процессе обработки векторов в AutoCAD: опускания крыш на поверхность земли и достраивания стен, — происходит трансформация векторов в трехмерные твердотельные объекты. В зависимости от пожеланий заказчика трехмерные объекты могут быть текстурированы наземными, аэрофото — и космическими снимками, экспортированы в другой формат.

Интерактивность моделей достигается за счет использования свободно распространяемых инструментов TurnTOOL, которые легко встраиваются в функционал программы Autodesk 3ds-Max. С их помощью конечная модель может быть открыта в обычном интернет-браузере. В том же интернет-браузере существует возможность осуществлять простейшие операции по манипулированию моделью: масштабирование, вращение, полет над моделью, проход по модели на уровне земли.

Точность созданных трехмерных моделей коррелирует с точностью исходных данных и соответствует требованиям к детальности, предъявляемым заказчиком. Один и тот же дом может быть представлен как простейший параллелепипед или же, как сложный объект с мельчайшими деталями — трубами и слуховыми окнами. Для исходной фотограмметрической обработки используются снимки с разрешением на местности от единиц до десятков сантиметров. Размеры создаваемых моделей ограничиваются только требованиями заказчика: от сотни квадратных метров на местности до размеров целого города и даже страны.

Области применения трехмерных моделей достаточно разнообразны, порой неожиданны. Сколько-нибудь унифицированной их классификации не существует, поэтому мы будем отталкиваться от представлений о ней компании Zmapping.

Высотный анализ

Одной из наиболее распространенных областей применения цифровых моделей трехмерных объектов является высотный анализ, позволяющий проводить мониторинг зон затопления, рассчитывать объемы возможных земляных работ, проектировать дренажные системы. Ключевым в данном случае является сравнение фактических высотных показателей объектов местности с абстрактной информацией.

Планирование и проектирование

Трехмерные модели местности успешно используются в комплексном архитектурном планировании и проектировании зданий и сооружений. Следующая серия изображений показывает насколько легко можно спланировать тот или другой участок земной поверхности, исключая реальные объекты из текущего градостроительного плана или добавляя к существующим объектам совершенно новые. Созданные модели позволяют проанализировать пространственные и визуальные характеристики будущих архитектурных объектов. При этом настоящая методика касается не только зданий, зафиксированных на крупномасштабных картах и планах. Ее можно с успехом применять и к другим сооружениям: паркам, дорогам, водным объектам. Фотореализм текстурированных объектов позволяет спланировать цветовые и стилистические решения будущих построек, гармонично вписывающихся в существующее окружение, оценить их эстетическую выразительность.

Оценка видимости

Простая, но не менее значимая область применения моделей трехмерных объектов, особенно для архитекторов — оценка видимости. Высотное здание, показанное красным цветом, спроектировано в непосредственной близости от церкви (выделена зеленым цветом). Каким образом изменится местный пейзаж при том или ином угле обзора? Будет ли нанесен вред историческому виду центра города? Вставка архитектурной модели в трехмерную модель города позволяет ответить на эти вопросы в течение нескольких минут. Оценка видимости может быть проведена из любой точки в любом направлении.

Фотомонтаж

Фотомонтаж по сути своей является продолжением оценки видимости. Фотомонтаж позволяет увидеть, как будет выглядеть проектируемое здание на фоне окружающей застройки при том или ином инженерном решении: увеличении/уменьшении высоты, добавлении архитектурных элементов.

На следующей серии изображений показано как фотомонтаж помогает оценить проект реконструкции здания и ответить на вопрос: корректна ли высота проектируемого здания относительно его окружения.

На первом изображении фотомонтаж вида проектируемого здания, выполненный обычными средствами. Берем наземную фотографию, выполненную из той же точки. Ориентируем модель соответственно фотографии, учитывая настройки и позицию камеры при фотографировании. Встраиваем 3D-модель проектируемого здания в модель города, сохраняя месторасположение, масштаб и ориентировку здания. Это дает точное представление о размерах и позиции здания относительно окружения. Снова ориентируем модель как на фотографии, вырезаем модель здания и переносим на фотографию. Сравниваем исходный фотомонтаж с получившимся и обнаруживаем, что запроектированное здание гораздо выше, чем было изначально представлено на фотомонтаже.

Визуализация

Визуализация — ключевая область применения трехмерных моделей городов. По большому счету она пересекается со всеми другими областями применения трехмерных моделей. В плане визуализации трехмерные изображения несравнимо более наглядны и узнаваемы, чем соответствующие им 2-мерные планы, что позволяет неподготовленным пользователям легче ориентироваться в пространстве и принимать верные решения. При чем современное программное обеспечение позволяет создавать качественные реалистичные трехмерные модели городов с высоким уровнем детализации.

В видеоролике представлен визуальный ряд вариантов преобразования автомобильной парковки в деловой центр и обустройство территории. Опыт градостроительной деятельности показывает: чем точнее и реалистичнее исходная модель, тем легче создать на ее основе реальный архитектурный объект. Возможность создания анимаций с их последующей публикацией в интернет делает эту область применения чрезвычайно перспективной.

Анализ инсоляции зданий и территорий

Расчет инсоляции необходим при проведении работ по градостроительному развитию территорий, особенно в условиях плотной городской застройки, и является обязательным разделом в составе предпроектной и проектной документации. Будучи пропорциональными и точными по своей географической привязке трехмерные модели позволяют рассчитывать инсоляцию зданий, сооружений и территорий на определенный момент времени или в течение определенного промежутка времени, определять время максимальной и минимальной освещенности объектов, количество интервалов инсоляции и процент инсолируемой территории, а также помогают при проектировании солнцезащитных мероприятий. 

Проектирование организации дорожного движения

Любое строительство, реконструкция и ремонт дорожной сети требуют грамотной организации дорожного движения. От этого зависит, насколько безопасной и удобной станет транспортная инфраструктура для участников дорожного движения.

Трехмерные модели существующей местности с легкостью интегрируются с проектируемой схемой организации дорожного движения. Полученную модель можно представить для публичных консультаций. Заказчиком моделей на территорию, прилегающую к супермаркету ASDA, является городской совет Манчестера. Трехмерная модель позволяет не только лучше понять схему транспортных потоков на данном участке, но и виртуально проследовать по новым маршрутам предполагаемой схемы дорожного движения.

Публичные консультации

Возвращаясь к проведению публичных слушаний и консультаций, следует заметить, что все архитектурные проекты, будь то схема организации дорожного движения или проект озеленения территории, непосредственно перед своим воплощением в жизнь размещаются в интернете, транспорте и других общественных местах. Это нужно для того, чтобы получить от местных жителей отзыв о проекте, своевременно внести в него соответствующие изменения и дополнения. Для широкой аудитории трехмерное представление пространства наиболее понятно. 

Интеграция с ГИС

Трехмерные модели, созданные в Zmapping, представляют собой интерактивные геопривязанные CAD- модели, которые могут быть объединены с базами данных для создания единой интегрированной геоинформационной среды. Большинство объектов (рельеф, здания и сооружения, древесная и кустарниковая растительность, элементы инфраструктуры) моделируются раздельно друг от друга. Это значит, что к каждому из них можно привязать индивидуальную базу данных с неограниченным набором полей и атрибутов.

Прототипирование объектов

Нередко презентация общественно значимых объектов требует создания их физических моделей. 3D CAD — файлы свободно конвертируются в формат STL, и реальный прототип может быть отпечатан на цветном 3D- принтере. В качестве материалов могут быть использованы как прозрачные так и цветные виды пластика, статичные и легко меняющие свою форму, водостойкие и обладающие высокой степенью температурного сопротивления.

Планирование мероприятий в чрезвычайных ситуациях

Специфические особенности трехмерных моделей делают их идеальным инструментом для планирования мероприятий в условиях чрезвычайных ситуаций. Модели Zmapping реалистичны и полностью интерактивны, что позволяет интегрировать их с программным обеспечением, специализирующимся на симуляции и прогнозировании стихийных бедствий, организации планов эвакуации и проведения спасательных операций. Связь модели с геоинформационной системой позволяет быстро получить необходимую информацию по каждому объекту. Бесчисленное количество ситуаций можно просчитать в камеральных условиях без выезда в конкретное место. С помощью трехмерных моделей можно определять маршруты передвижения, в том числе крупногабаритной и специальной техники, измерять высоту строений и расстояния между заданными точками, рассчитывать безопасные расстояния от мест катастроф для размещения аварийного штаба и удаленно руководить спасательными операциями.

Расследование криминальных ситуаций

Обладая интерактивными трехмерными моделями городских территорий, можно с успехом воссоздавать сценарии происшествий и криминальных ситуаций на улицах города, моделировать зоны обстрела, зоны видимости из конкретных точек.  

Телекоммуникация

Телекоммуникационные компании используют трехмерные модели городов при проектировании размещения линий связи и телекоммуникационных мачт, расчете зон покрытия сотовой связью.

Научно-исследовательская деятельность и обучение

Ученые и инженеры используют трехмерные модели для осуществления своих экспериментов в режиме, максимально приближенном к реальности, не оказывая вредного воздействия на окружающую среду. В результате интеграции трехмерных моделей объектов со специализированным программным обеспечением можно создать модели распространения шума и загрязняющих веществ, модели скорости и направления движения ветра в узких городских каньонах. Эксперименты могут быть повторены на физических моделях-прототипах. Исследовательская деятельность может охватывать огромные географические территории. Кроме того, трехмерные модели позволяют организовать обучение летчиков в форме виртуальных полетов над местностью.

В представленном материале приведены далеко не все примеры возможного использования трехмерных моделей, а только те, которые уже с успехом используются заказчиками компании Zmapping, клиентура которой насчитывает более 200 частных и государственных компаний и организаций (в том числе муниципалитеты Нотингема, Шеффилда, Ньюкасла и Бирмингема, полиция лондонского метрополитена и агентство Лондона по строительству).

Компания «Ракурс» благодарит компанию Zmapping (Великобритания) и лично Raju Pookottil за предоставленные материалы.

Рубрики

Процедурный 3D Генератор Городов | 3D City Design для городской среды

Перейти к содержимому

Оставаться в курсе

Передовое программное обеспечение для трехмерного проектирования городов

Подпишитесь на бесплатную пробную версию

ArcGIS CityEngine — это передовое программное обеспечение для 3D-моделирования, предназначенное для создания массивных, интерактивных и иммерсивных городских сред за меньшее время, чем при использовании традиционных методов моделирования. Города, которые вы создаете с помощью ArcGIS CityEngine, могут быть основаны на реальных данных географической информационной системы (ГИС) или демонстрировать вымышленный город прошлого, настоящего или будущего. Добавьте мощное процедурное создание городов ArcGIS CityEngine в свои любимые инструменты для городского проектирования, используя его многочисленные интеграции.

Подпишитесь на бесплатную пробную версию

Создавайте интерактивные 3D-города

Создавайте сразу огромный город вместо того, чтобы моделировать каждое здание по отдельности. ArcGIS CityEngine обеспечивает быструю корректировку архитектурного стиля или других особенностей вашего города, поэтому вы можете легко создавать несколько сценариев проектирования.

• Проектирование городской среды

  Создание 3D-моделей для демонстрации запланированных изменений и альтернативных вариантов дизайна. Информируйте свои проекты с помощью 3D-представлений нормативных условий и условий землепользования. Поделитесь несколькими вариантами дизайна с вашей командой или заинтересованными сторонами, чтобы собрать отзывы.

• Создание основного 3D-контента

  ArcGIS CityEngine интегрируется с вашим текущим конвейером создания. Добавьте здания-герои или другие активы, чтобы создать вокруг них трехмерный контекст. Экспортируйте работу обратно в свое высококачественное программное обеспечение для визуализации или игровые движки. Автоматизируйте рабочие процессы с помощью процедурных сценариев и Python.

• Сделайте процедурную генерацию городов своими любимыми инструментами

  ArcGIS CityEngine легко интегрируется с уже используемыми вами инструментами городского проектирования, добавляя мощные возможности 3D-моделирования городов в существующие рабочие процессы.

  См. интеграции

предыдущий

следующий

Постройте целый город за 5 шагов

Выберите область

Найдите интересующую вас область. Используйте функцию «Получить данные карты», чтобы импортировать данные базовой карты и рельефа.

Эскиз и дизайн

Добавьте или зарисуйте свои улицы, городские кварталы и участки.

Добавить 3D

Преобразование 2D-данных в 3D-модели. Добавьте крыши, уличную мебель, растительность и другие 3D-объекты.

Добавить детали

Текстурируйте свои здания и фасады. Добавьте больше деталей, чтобы оживить ваши 3D-модели.

Экспорт

Экспорт готового 3D-города в Интернет, приложения виртуальной реальности (VR), игровые движки или базу геоданных.

Практический пример

Реалистичная имитация вертолета

3D-художник использует ArcGIS CityEngine для заполнения баз данных местности зданиями и другими элементами ландшафта в поле зрения пилота.

Читать рассказ

Интегрировано с ArcGIS и др.

ArcGIS CityEngine — это автономное настольное приложение, которое может импортировать любые геопространственные векторные данные, чтобы ускорить создание вашего города. ArcGIS CityEngine полностью поддерживает файловую базу геоданных Esri (включая текстурированные мультипатчи) и формат шейп-файлов Esri. Подключите ArcGIS CityEngine к ArcGIS Online, чтобы получать 3D-данные местности и базовые карты, а также публиковать 3D-сцены в облаке. Или объедините его с вашими любимыми инструментами городского дизайна, используя наши плагины и API.

Посмотреть интеграции

Создание с помощью инструментов 3D-моделирования городов

Оставаться в курсе

Создавайте с помощью инструментов 3D-моделирования

С легкостью создавайте красивые реальные или воображаемые среды. Экономьте время, создавая большие городские среды с помощью процедурного моделирования и сценариев.

• Создайте город

  Создавайте и создавайте целые города из предварительно определенных шаблонов всего за несколько кликов. Мастер города CityEngine — это самый простой способ создать процедурный город.

• Получить данные карты

  Создавайте трехмерные макеты городов по всему миру за считанные минуты. Используйте подписку ArcGIS Online, чтобы вырезать и импортировать спутниковые изображения и 3D-ландшафт. Кроме того, импортируйте данные об улицах и зданиях из OpenStreetMap.

• Редактирование на лету

  Создание эскизов и текстур 3D-моделей зданий с помощью инструментов редактирования, включенных в CityEngine. Созданные вами новые 3D-геометрии можно сохранить обратно в Файловую базу геоданных.

• Текстурные фасады

  Создавайте правила фасадов зданий на основе изображений или существующих текстурированных моделей. Фасадные правила можно применять и к другим строительным конструкциям. Расширьте свои правила дополнительными сведениями и используйте их для сообщения информации о здании.

предыдущий

следующий

Визуализация и измерение сценариев

Создание нескольких вариантов дизайна в рамках одной сцены и их сравнение. Отображение сценариев рядом для визуального сравнения и анализа.

• Измерение в 3D

  Измерение расстояний, площадей и путей с помощью интерактивных инструментов. Все инструменты измерения включают «лазерные линии» для просмотра и количественной оценки высоты 3D-объектов относительно других объектов.

• Создание мгновенных отчетов

  Сравнение предложений по планированию и анализ проектов. Создавайте настраиваемые отчеты на основе правил для автоматического расчета таких величин, как плотность или площадь пола.

• Создание панелей мониторинга

  Настройка панелей мониторинга с учетом сценариев и одновременное отображение отчетов по нескольким сценариям. Сравните производительность проектов друг с другом в режиме реального времени во время проектирования.

• Визуализируйте зонирование в 3D

  Оцифруйте генеральные планы вашего города или района. Убедитесь, что здания соответствуют требованиям. CityEngine позволяет задавать, визуализировать, анализировать и сохранять правила зонирования в 3D.

предыдущий

следующий

Максимальная интеграция

Испытайте полную интеграцию в ваши текущие конвейеры и рабочие процессы, экспортируя сцены CityEngine в стандартные для отрасли форматы 3D-данных.

• Работа с совместимыми форматами

  Интеграция с другими инструментами 3D и САПР. CityEngine поддерживает OBJ, Collada (DAE), DXF, а также VOB для Vue. Собирайте текстуры в одну папку для удобного повторного использования и обмена. Collada поддерживает создание экземпляров активов, несколько наборов UV и группировку.

• Стройте города для игр и фильмов

  Импортируйте здания героев и экспортируйте целые города. Используйте Autodesk FBX для обмена на игровые движки и инструменты VFX. Также экспортируйте в Alembic или Pixar RenderMan. Поддерживает расширенные материалы, создание экземпляров активов, несколько наборов UV, группировку, двоичное кодирование и встраивание текстур.

• Подключение к ArcGIS

  Экспорт слоев 3D-объектов в виде файлов пакета слоев сцены (SLPK). Загрузите SLPK в ArcGIS Online или ArcGIS Enterprise, где создается и размещается сервис 3D-потоков. Просматривайте или комбинируйте слои сцены с дополнительными веб-слоями в других приложениях Esri.

• Визуализируйте зонирование в 3D

  Оцифруйте генеральные планы вашего города или района. Убедитесь, что здания соответствуют требованиям. CityEngine позволяет задавать, визуализировать, анализировать и сохранять правила зонирования в 3D.

предыдущий

следующий

предыдущий

следующий

предыдущий

следующий

Продемонстрируйте свои проекты

Публикуйте свои 3D-модели в Интернете. Другие могут взаимодействовать с ними, понимать ваши планы и замыслы и участвовать в улучшении всего проекта.

• Поделитесь своими 3D-сценами города

  Сцены CityEngine можно публиковать непосредственно в Интернете для обмена 3D-моделями, результатами анализа или проектными предложениями с лицами, принимающими решения, или общественностью.

• Погрузитесь в виртуальную реальность

  Погрузитесь в виртуальный 3D-город с помощью приложения ArcGIS 360 VR. Эти уникальные возможности виртуальной реальности создаются в CityEngine и размещаются в ArcGIS Online. Все, что вам нужно, это простой смартфон в паре с гарнитурой.

• Подключение к ArcGIS

  Экспорт слоев 3D-объектов в виде файлов пакета слоев сцены (SLPK). Загрузите SLPK в ArcGIS Online или ArcGIS Enterprise, где создается и размещается сервис 3D-потоков. Просматривайте или комбинируйте слои сцены с дополнительными веб-слоями в других приложениях Esri.