#DevStory: Как создавать 3D-модели на телефоне с помощью приложения in3D
Всем привет! Меня зовут Илья и я являюсь одним из разработчиков в команде in3D. С 2019 года мы развиваем технологию, которая позволяет создавать трёхмерные модели человека с помощью обычного смартфона. С тех пор мы сильно продвинулись вперед, а наши модели стали более естественными и реалистичными. Давайте вместе посмотрим на прогресс нашей команды и основные этапы усовершенствования применяемой нами методики 3D-моделирования.
Разработчики приложения для 3D-моделирования in3D рассказали, как добились фотореалистичности от своих аватаров
Спойлер для самых нетерпеливых: тут можно посмотреть как выглядит наше приложение и результат, а так же сравнение с некоторыми другими приложениями для сканирования:
Как сделать 3D-аватар
Сначала был взрыв
Самые первые эксперименты от основателя in3d (скачать) были сделаны на основе пары облаков точек, сделанных с помощью Kinect.
Затем мы совмещали их и пытались симулировать пару кусков ткани — их движения, складки и т.д.
Сначала 3D-модель ткани выглядела вот так
Вот так выглядел первый зародыш виртуальной примерочной, в будущем сделанной нашей командой в несомненно лучшем качестве:
На следующем этапе 3D-модель стала выглядеть лучше
Было принято стратегическое решение — сделать продукт, который позволит каждому человеку сделать свою фотореалистичную 3D-модель. Так сказать, начало Metaverse.
Одна из основных проблем, с которой мы столкнулись в самом начале, была связана с качеством работы датчика глубины на телефоне. Он давал слишком много шума. Для создания хорошей модели нужно уметь соединять облака точек с разных кадров, убирать шум и оставлять максимально много деталей, что оказалось не так-то просто. Первые аватары не имели чёткой текстуры, и основная работа заключалась в создании правильной формы.
Сделать правильную форму объекта было довольно сложно
Правильная 3D-форма
Потом наши 3D-модели обрели нормальную форму
Нам удалось побороть шум и склеить много кадров во что-то похожее на тело человека.
Затем началось большое количество итеративных улучшений, решений технологических проблем и создания расширяемой инфраструктуры для приложения. Так как наша технология действительно сложная, на всем протяжении обработки данных используются видеокарты, и часть команды сфокусировалась на ускорении, другая продолжала улучшать качество моделей.
В какой-то момент это дало свои плоды — мы начали очень хорошо и консистентно понимать все про форму человека из данных. Дело осталось за малым — убедить мир, что мы делаем это лучше всех на таких шумных данных.
Основной майлстоун в 2020 году это запуск приложения, нам удалось довести все до финального продукта, попасть в App Store и начать тестировать технологию на разных юзерах. Выходило все лучше и лучше, но все еще были разные случаи, когда алгоритм не справлялся и модель не собиралась. Мы набирались данных и опыта решения множества граничных случаев. Так же из основного — у нас выделился в отдельный этап процесс сканирования головы и визуальный результат сильно улучшился.
В этом же году начались первые реальные применения нашей технологии — аватары стали насколько точными (ошибка до 1 см), что стартап Unspun начал с помощью наших моделей снимать мерки людей для пошива джинсов, ведь началась пандемия — сложно приехать в офис в Калифорнии, особенно если ты не в Калифорнии.
Наши 3D-модели отлично чувствуют себя в играх
Так же мы старались найти другие интересные применения, экспорт в игры:
- Second Life
- VRChar
- GTA V
Фотореалистичный аватар
Добиться от аватаров фотореалистичности было сложнее всего
У наших аватаров теперь есть отличная форма, сильно улучшенная за предыдущий год — с это формы можно снимать мерки тела, много работы проводилось над визуальным улучшением аватаров и их текстуры.
Основной вехой прогресса в 2021 году на данный момент стало создание виртуальной примерочной — как по мне, так это что-то вроде проекта, о котором сотни стартапов говорило, но ни у кого не получилось распространенного продукта.
Сделали мы это вместе с командой digital дизайнеров Replicant.
Скачать in3D
Нам удалось реализовать автоматизированную примерку одежды на персональные аватары и оформить это в весьма приятный опыт для пользователя (тут я предлагаю взять и оценить самому).
App StoreРазработка приложений для iOSСмартфоны Apple
Как создать 3D модель – Volume
Я уже рассказывал о том, где можно скачать 3D модель, но что делать если вы не нашли то, что вам нужно? В этой статье мы поговорим о 3D редакторах. Сразу уточню – речь пойдет не о флагманах 3D моделирования таких, как 3D Studio MAX, MAYA, AutoCAD, Solidworks и др.. Главными критериями для отбора были – бесплатность и простота освоения.
1. Tinkercad
Оф. сайт: https://www.tinkercad.com/
Онлайн редактор, довольно шустрый, очень легко осваивается. Достаточно пройти первый видео урок (это займет не более 15 мин) и вы уже сможете хоть как-то работать в этой программе.
Есть другие уроки, которые открывают дополнительные фичи и возможности программы.
Программа позволяет создавать “примитивы” сочетать их друг с другом булевыми операциями. Есть инструмент для создания объемного текста, с несколькими шрифтами.
Созданную модель можно загрузить к себе на компьютер как STL/OBJ/X3D/VRML, или как SVG для порезки лазером.
Есть библиотека сообщества с 3D моделями, которые вы можете скопировать к себе в профиль и модифицировать по своему усмотрению.
Можно импортировать свои STL/SVG-файлы, но насколько я понял, редактировать вы их не можете.
С момента написания этой статьи AutoDesk доработал этот редактор добавив возможность писать кирилический текст, рисовать кривые, появилась линейка.
Резюме: Лучший выбор для тех кто не хочет устанавливать себе софт на компьютер или нужно что-то быстренько нарисовать, не сложное.
2. 123D Design
Оф. сайт: http://www.123dapp.com/design (Больше не поддерживается)
Этот редактор нужно скачивать и устанавливать, дистрибутив “весит” 330Мб.
Я бы назвал его – “продвинутая версия Tinkercad”, учитывая что оба эти редактора принадлежат Autodesk®. Более того, 123D Design изначально тоже был онлайн-редактором.
Он умеет все, что умеет Tinkercad и еще: генерирует текст по всем шрифтам установленным в системе, поддерживает кириллицу. Также можно назначать материалы объектам (а не только цвет), позволяет рисовать кривые, сглаживает углы, снимает фаски. Тут есть линейки и инструменты позиционирования объектов, что позволяет точно располагать объекты на рабочем пространстве, в т.ч. относительно друг друга. Можно делать фигуры методом лофтинга, разрезать их плоскостью, генерировать стенки для объекта. В общем, присутствует базовый набор нормальной CAD-программы.
Можете сохранить модель в свою онлайн библиотеку, или на локальный компьютер в формате *.123dx, или экспортировать ее в STL-файл (SAT-формат только для премиум аккаунта). Позволяет импортировать SVG-файлы,
Также есть библиотека готовых моделей, пополняемая сообществом, которую вы может использовать в своих целях и библиотека примитивов от самой программы (правда доступ ко всем объектам вы получите только на премиум-аккаунте).
Есть 3 обучающих ролика по 3-4 минуты, которые учат базовым навыкам работы с программой.
Что мне не понравилось, так это – “тормознутость”, при сравнительно несложной модели весь интерфейс работает рывками. Программа постоянна что-то отправляет/подгружает из Интернета.
Резюме: Базовый функционал CAD системы, легко осваивается, если вам не хватает Tinkercad, то это то, что вам нужно. Но есть одно но, он больше не поддерживается разработчиком.
3. Designspark Mechanical
Оф. сайт: http://www.rs-online.com/designspark/electronics/eng/page/mechanical
Редактор нужно устанавливать на локальный компьютер, архив дистрибутива “весит” 517 Мб. Этот редактор – урезанная копия своего “старшего” брата Spaceclaim. Я считаю Spaceclaim – самой удобной системой проектирования на данный момент. Поэтому Designspark, хоть и является “жалким подобием” своего “старшего брата”, при этом на порядок лучше 2-х ранее рассмотренных программ.
Данный редактор может все, что и предыдущие за исключением одного досадного нюанса – с текстом он вообще никак не работает.
Поэтому есть только 2 варианта, либо рисовать текст самому с помощью кривых, либо делать текст в другом редакторе и затем импортировать. Одним из главных преимуществ я считаю возможность построения срезов, это очень помогает при моделировании сложных многокомпонентных деталей. Очень гибко настраивается рабочее пространство система измерений, кратность, точность. Есть инструмент нанесения размеров, зеркалирование, вращение по оси со смещением.
Поддерживается импорт из IDF, IDB, EMN, OBJ, SKP, STP, STL, различные графические и видео форматы. Экспорт возможен в DXF(работает странно), PDF, OBJ, SKP, STL (с очень подробными настройками), XAML, JPG, PNG.
С освоением не все так гладко, как у предыдущих – большие возможности требуют более основательного изучения. Тем не менее на сайте есть все необходимые материалы и потратив 1 час, уже можно приступать к моделированию.
Отдельного внимания заслуживает библиотека компонентов. Она содержит множество компонентов (от разъемов до направляющих и дисплеев), благодаря этому вы можете проектировать свое устройство используя стандартные узлы, которые можно купить в магазине.
Также программа может генерировать список элементов, которые вы использовали в своем решении, по которому вы их сможете заказать через Интернет (конечно не в нашей стране, пока).
Резюме: Если вы хотите делать, что-то серьезное, но не хотите/не можете купить Spaceclaim – Designspark Mechanical – решение для вас.
Какое программное обеспечение использовать для 3D-печати: полное руководство
Дэвид Роберсон13 Май 2021 г.
Руководство
Прежде чем приступить к 3D-печати, вам нужно убедиться, что вы собрали все необходимые программные «ингредиенты», которые помогут вам процесс печати, от подготовки вашей 3D-модели до управления самими принтерами.
К ним относятся:
Программное обеспечение CAD для создания 3D-модели (вы также можете использовать существующую 3D-модель, если вы не хотите или не нуждаетесь в ее разработке)
Программное обеспечение для нарезки
Программное обеспечение для удаленного управления вашим принтером (это необязательно, но может быть удобно)
В этой статье мы рассмотрим каждый из этих компонентов, а также коснемся того, как платформа Ultimaker создает бесшовный сквозной поток между оборудованием, программным обеспечением и материалами, позволяющий вам раскрыть магию 3D-печати и реализовать инновации.
Что такое «слайсер»?
Слайсер для 3D-печати, также известный как программное обеспечение для нарезки или подготовки к печати, представляет собой программу, которая преобразует 3D-модель в язык, понятный вашему 3D-принтеру.
Программное обеспечение для нарезки, такое как Ultimaker Cura, в цифровом виде разрезает модель на плоские слои, которые принтер затем может распечатать один за другим. Однако с платформой Ultimaker программное обеспечение для нарезки не всегда требуется благодаря интеграции, позволяющей печатать непосредственно из САПР или цифровой библиотеки Ultimaker.
Подготовка 3D-печати с использованием программного обеспечения Ultimaker Cura
Какое программное обеспечение САПР лучше всего подходит для проектирования 3D-печати? Программное обеспечение САПР или автоматизированного проектирования позволяет создавать 3D-модели с нуля. Существует множество типов программного обеспечения САПР, каждое из которых имеет свои преимущества.
AutoCAD, созданный Autodesk, является, пожалуй, самым известным среди них, поскольку это была одна из первых программ САПР, доступных для персональных компьютеров, выпущенная в 1919 году.82. Другие платформы САПР включают:
Fusion360 — отлично подходит для проектирования и создания эффективных механических деталей
3ds Max — используется во всех типах создания 3D-моделей, включая дизайн видеоигр, архитектуру и 3D-печать
TinkerCAD — бесплатный инструмент САПР на основе браузера, который позволяет пользователям создавать 3D-модели различных форм. Популярно среди новичков в области САПР и среди учащихся STEAM
Blender — бесплатное программное обеспечение для создания 3D-моделей с открытым исходным кодом
Siemens NX — для проектирования и создания сложных 3D-моделей
Solidworks — для проектирования и создания профессиональных деталей для промышленного использования
Catia — передовое программное обеспечение для проектирования, используемое для создания поверхностей и инженерных систем
Таким образом, вы получите максимальную отдачу от модели, которую выберете для разработки и печати.Также проверьте, с какими типами файлов совместимо ваше программное обеспечение для нарезки, чтобы вы могли превратить свои 3D-проекты в 3D-печать.
Проект в программе САПР (левый экран), программа для нарезки (справа) и готовая печать
Как проектировать детали для 3D-печати?
При проектировании для 3D-печати существуют рекомендации, которые помогут вам получить наилучшие результаты от вашего 3D-принтера и деталей, которые он создает. Конструктивные детали, оптимизированные для 3D-печати, улучшат показатели успешной печати, снизят затраты за счет снижения потерь и повысят скорость цикла разработки вашего продукта.
Учитывать объем сборки. Размер ваших 3D-отпечатков не должен превышать объем сборки вашего принтера. Обязательно узнайте его размеры, а затем создайте деталь, которую можно распечатать в пределах этих размеров за один раз, или запланируйте использование модульности (печать, а затем объединение отдельных частей).
Заранее определитесь с ориентацией. Поскольку FFF печатает слой за слоем, определение ориентации печати на раннем этапе помогает выбрать дизайн, выравнивание текста и функции привязки.
Оцените требования к поддержке выступа. Печатные детали FFF самонесущие под углом до 45 градусов. Свесы менее 45 градусов должны поддерживаться снизу поддерживающим материалом.
Следуйте рекомендациям по поддержке моста. Для большинства основных филаментов печать FFF не требует поддержки при соединении материалов в пределах зазора 10 мм.
Обратите внимание на размер сопла. При разработке небольших элементов следует учитывать высоту, толщину стенки и размер патрубка. Сопла большего размера будут печатать быстрее, чем сопла меньшего размера, но за счет увеличения минимальной толщины и высоты ваших моделей.
Конструкция с учетом диаметра отверстий. Как правило, отверстия, напечатанные на 3D-принтере, не должны быть меньше 2 мм.
Если требуются точные отверстия, рекомендуется проектировать отверстия меньшего размера, чем предполагалось, и выполнять последующую обработку с помощью операции сверления.
Избегайте острых углов. Острые углы можно моделировать в САПР, но печать может деформироваться. Увеличение площади поверхности, соприкасающейся со станиной, снизит вероятность коробления.
Подробно ознакомиться с этими и другими факторами можно в нашем блоге о дизайне для 3D-печати.
Какое программное обеспечение мне нужно для запуска 3D-печати?
Это зависит от того, какую часть рабочего процесса 3D-печати вам необходимо выполнить.
Если у вас уже есть доступ к 3D-модели, вам, как правило, потребуется программное обеспечение, которое может нарезать эту модель, чтобы ваш принтер мог начать работу. После того, как вы начали печатать, вы также можете использовать программное обеспечение для удаленного управления вашим 3D-принтером (или принтерами).
Но, как мы видели ранее, шага нарезки можно избежать, если в вашем CAD-инструменте установлена интеграция с 3D-принтером.
Если у вас уже есть доступ к файлу для 3D-печати (например, к G-коду на USB-накопителе), вы также можете продолжить печать без использования какого-либо программного обеспечения для нарезки, поскольку ваш цифровой файл уже готов к печати.
Удаленное управление 3D-принтерами с помощью программного обеспечения Ultimaker Digital Factory
Удаленное управление 3D-принтерами
Принтеры Ultimaker S-line, Ultimaker 2+ Connect и Ultimaker 3 могут использовать сетевое подключение для доступа к облачным службам на цифровой фабрике Ultimaker. Связав принтер с вашей учетной записью Ultimaker, вы сможете управлять им удаленно из-за пределов локальной сети.
Хотите узнать больше о программном обеспечении для 3D-печати?
Загрузите наш бесплатный информационный документ «Важные функции программного обеспечения для 3D-печати», который поможет вам выбрать лучшее программное обеспечение для 3D-печати для нужд вашего бизнеса, а также изучить настройки, профили печати и другие функции, которые помогут вам получить максимальную отдачу.
из вашего опыта печати.
Получить технический документ
Новый 3D-принтер? Вот как создавать свои собственные печатные формы
Недавно у меня была возможность провести некоторое время с 3D-принтером Micro, моим первым набегом на мир превращения катушки пластиковой нити во что угодно.
Мне было очень весело загружать существующие проекты с таких сайтов, как Pinshape и Thingiverse, но в конце концов мне захотелось создавать свои собственные объекты. К сожалению, у меня нет степени в области САПР или доступа к каким-либо программам для 3D-дизайна.
Хорошие новости: оказывается, вам не нужен ни тот, ни другой. Autodesk Tinkercad — это бесплатный веб-инструмент для проектирования, который позволяет создавать 3D-объекты, а затем загружать эти творения в удобном для печати формате. Вот как начать.
Шаг 1: Зайдите в Tinkercad и зарегистрируйте бесплатную учетную запись, используя Facebook, Twitter или адрес электронной почты.
Шаг 2: Служба немедленно проведет вас через урок, который поможет вам освоить базовую навигацию, а затем еще один урок, посвященный управлению камерой и так далее.
Шаг 3: Когда вы будете готовы создать свой собственный объект, вернитесь на панель инструментов Tinkercad, затем нажмите «Создать новый дизайн». Инструмент немедленно отправит вас на страницу дизайна со случайно назначенным (и часто забавным, например, Tremendous Snaget-Fulffy) именем для вашего проекта. Вы можете изменить имя, нажав
Шаг 4: Теперь пришло время начать сборку вашего объекта. Панель инструментов с правой стороны содержит широкий ассортимент сборных форм, которые можно перетаскивать на рабочую плоскость и изменять по мере необходимости. (Вы также можете импортировать существующие фигуры SVG (2D) или STL (3D), если они у вас есть.
) Для целей нашего руководства нажмите Геометрический , затем перетащите шестиугольную призму на рабочую плоскость.
Шаг 5: Обратите внимание, что фигура имеет пять белых «ручек»: по одной в каждом углу и одну в центре вверху. Когда вы наведете курсор мыши на любой из них, вы увидите соответствующие измерения. Нажмите и перетащите любой из углов, чтобы изменить размер призмы в этом направлении; щелкните и перетащите и отцентрируйте один, чтобы отрегулировать высоту. (То, что выглядит как черная капля над центральной ручкой, используется для подъема и опускания объекта относительно рабочей плоскости.)
Увеличить изображение Скриншот Рика Бройды/CNET