¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

7 сент€бр€ 2012

—офт дл€ промышленного дизайнера

ярослав –ассадин

ярослав –ассадин ќт редакции isicad.ru: ярослав –ассадин, известный промышленный дизайнер, бывший шеф-дизайнер Marussia Motors, обладатель р€да престижных наград, на дн€ опубликовал в своем блоге интересный пост с обзором программного обеспечени€ дл€ промышленного дизайна. — любезного разрешени€ автора перепечатываем его на нашем портале.

—начала стоит сказать, что интернет забит virtual product design, который никогда не будет сделан. „аще всего потому что там нарушены нормы эргономики и соотношени€ цена-качество, но это не мешает выпускать даже книги про несуществующие предметы. ƒл€ презентации таких идей подойдет что угодно, можно лепить хоть в Z-Brush. Ќо промдизайнера интересует именно проектирование — как правило длительный всесторонний процесс, от этапов подготовки технического задани€ до испытани€ опытных образцов, отвечающий требовани€м, стил€, конструкции, технологии производства, логистики, и чЄрт-знает-чего-еще. я рассмотрю софт, необходимый дл€ создани€ реальных продуктов, который знаю.

«абудьте про полигоны
Ёто истори€ дл€ тех, кто работает в motion и broadcast дизайне. ≈ще в game-индустрии, где вес файла критичен, поэтому все упрощаетс€ до посинени€. — ними нужно профессионально работать и набивать руку, чего промдизайнер обычно не делает, и на выходе получаютс€ смешные обмылки.

»нженеры от полигонов чаще всего получают проблемы, посколько при сглаживании геометри€ аппроксимируетс€, то есть становитс€ приблизительной, размеры плывут, искажаетс€ еЄ кривизна и по€вл€етс€ еще р€д проблем, конечно, если вы не делаете простые кубики. »ногда по€вл€ютс€ примеры, как человек по фотографи€м по управл€ющей сетке вылепил, например, 3D автомобиль и сделал очень крутые рендеры, это всЄ годитс€ только в картинку, работать с этим крайне сложно, окажетс€, что все размеры плавают, и непон€тно как сделать из этого конструкцию.

≈сть исключени€, когда полигоны более удобны. Ќапример, это управлени€ массивами мелкой геометрии. Ћампы –осса Ћагроува дл€ Artemide удобно делать именно так. Ќо здесь нужно заранее сидеть с инженером, чтобы договоритс€ о корректном формате и выводе ему данных.

ƒизайнеру, чаще всего, нужно работать с кривыми, обычно это NURBS и прочие разновидности (spline, b-spline, t-spline, зависит от софта), из которых отстраиваютс€ поверхности, и затем, различными способами кро€тс€ и сшиваютс€ в окончательную форму.

—мысл их в том, что это математически точные описани€ линий. »х уже нельз€ искривл€ть как в голову пришло и придетс€ научитьс€ некоему набору правил работы, но это будет компенсироватьс€ правильной кривизной и хорошими соединени€ми.

’ороша€ историческа€ стать€ ƒмитри€ ”шакова на эту тему, дл€ тех кто хочет пон€ть глубже: «NURBS и —јѕ–: 30 лет вместе». “ехнически\теоретически тоже самое можно сделать и в полигонах, но это невыносимо мучительно, это как рисовать идеальные круги от руки, что сведет в могилу любого моделлера.

¬ дизайне предметов существует два глобальных принципа построени€ поверхностей:

  1. сначала создаютс€ кривые в пространстве, из них формируетс€ поверхность (в этом случае поверхность зависит от формы исходных кривых, но часто можно накинуть управл€ющую сетку, отв€затьс€ от кривых),
  2. поверхность строитс€ сразу по точкам, и потом искривл€етс€ по управл€ющей сетке.
“ак или иначе они все попадают в категорию Freeform surfaces, которые затем с помощью разных операций соедин€ютс€ в конечную форму издели€.

ћодули работы с поверхност€ми A-class часто идут отдельно. Ёто один их видов freeform surfaces, просто более продвинутый с возможност€ми делать более гладкие переходы.

—тоит сказать, что существует классы соединений по кривизне. „тобы по-насто€щему пон€ть, как они работают, в идеале нужно учить математику, и знать, например геометрический смысл производной. Ќо, дл€ практического применени€, придумали кодировку G0, G1, G2, G3, G4 по степени гладкости. A-class может адекватно работать с G2, G3, G4 и реально нужен только автодизайнерам, и тем кто делает продукцию, очень требовательную к качеству поверхностей. ¬ остальном особого смысла в этом нет, потому что не все конечные технологии изготовлени€ могут поддержать заданную точность.

’орошее объ€снение про G0-G4 дл€ чайников, 8 минут, не поленитесь:

≈сть freeform модули, где под управлющей сеткой идет сразу объем, шар, цилиндр. Ќапример в CATIA его назвали Imagine&Shape. ќчень похоже на работу с subdivision surfaces.

„аще всего, на YouTube показывают как с помощью этой технологии кто-то делает из шарика либо страшную канистру, либо жуткий фотоаппарат. ќсновна€ проблема этой технологии таже что и с полигонами, это руки человека, очень легко сделать биоморфное, очень нелегко что-то более серьЄзное. ѕоэтому их нужно использовать очень аккуратно, чаще всего в некоторых местах, и с помощью других модулей соедин€ть с остальными поверхност€ми, и это их плюс, они интегрированы в систему.

“вердотельное моделирование (Solid modelling)
Ёто часть пакетов разных CAD систем, SolidWorks, Autodesk lnventor и подобные. »зобретено инженерами дл€ решени€ своих задач. »х особенность в том, что объекты в программе имеют объем, и соотвественно весовые, масс-инерционные и иные характеристики дл€ расчетов. “ам нет поверхности нулевой толщины. »нструментарий при этом изначально затачивалс€ под механо-инжиниринг, и потому прекрасный дл€ проектировани€ железок, но очень скудный на работу с поверхност€ми. Ѕывает, что особо сложные кривые формы там вообще невозможно построить. ѕоэтому в таких комплексах догружают модули работы с поверхност€ми, которые потом конвертируютс€ в твердые тела, но об этом чуть ниже. ƒизайнеру этот тип моделировани€ поможет, если продукт очень простой по геометрии. »з плюсов — бешена€ скорость моделировани€ (то что делать в поверхност€х за полдес€тка операций здесь решаетс€ одним кликом) и сама€ совершенна€ параметризаци€.
ѕараметризаци€
√еометри€ построенна€ таким способом, называетс€ «параметрическа€ (Generative) геометри€». Ќаверное, это самое важное изобретение человечества в моделлинге. —мысл этой технологии во взаимосв€зи первого шага с последним, каждый софт мечтает о таком, но не у всех нормальна€ реализаци€. «десь все строитс€, примерно, как набор инструментов NURBS, но все шаги задаютс€ параметрами и потом можно откатитс€ назад без ущерба дл€ всего процесса. Ёто сложнее продумывать, но все с лихвой окупаетс€ гибкостью процесса. ѕараметризаци€ бывает разна€, нас интересует частный случай — иерархическа€, или в наличие дерева проектировани€.

Ќа примере это выгл€дит так. ƒопустим, вы сделали дизайн мобильника и смоделировали корпус. ≈сли сразу работали с инженером, то у вас есть приблизительна€ начинка, вы отдаете модель, дальше процесс идет без вас. Ќо в жизни, чаще всего, происход€т форс-мажоры. Ќапример, оказалось, у поставщика нет аккумул€тора вашего размера, у него есть только большой и он не помещаетс€, у вас ползут пропорции, не лезет экран, и так далее по цепочке. ≈сли все сделано не в параметрическом софте, то все делать заново, будет перестройка всех кривых и поверхностей фактически с нул€. ≈сли было сделано грамотное дерево конструировани€, то мен€€ размер одной части, все остальное (по заданному вами заранее правилу) всЄ тоже будет двигатьс€. ¬торой существенный плюс параметризации, возможность поиска сразу в 3D. Ѕывает что нарисованное в объеме смотритс€ ужасно, и все что нужно «подвинуть влево». ќперативно мен€€ часть, у вас не будет разваливатьс€ вс€ модель.

ѕараметризировать можно геометрию с исходными измер€емыми данными, а именно сплайны по конкрентым точкам (координатам в пространсве) и операции построени€ поверхностей из них. »ногда параметризаци€ частична€, например сплайны нельз€ задать параметрами, но можно параметризовать операции построени€, обрезки, соединени€. Solid Modelling и многие CAD модули, почти всегда с полной параметризацией, они просто так устроены. Freeform, A-class, Shape и прочие с управл€ющей сеткой не могут быть параметризованы, оп€ть же, только операции с ними, поэтому freeform surfaces можно только использовать в общей модели, как часть процесса, помеща€ их в нужные места.

¬ каких-то крупных проектах невозможно добитс€ идеальной параметризации, либо угрохать все врем€ на построение взамосв€зей в дереве конструировани€, что не всегда даже нужно. ѕоэтому здесь обычно ищут баланс между затратами сил и времени.

ѕро софт
3DSMax, Maya, LightWave и подобное дл€ киноиндустрий не лучший вариант. ƒа, там есть инструменты работы с кривыми, но они ориентированы на другие цели, оттого неудобны дл€ проектировани€, и в целом, это крупные системы дл€ медийных задач.  роме того, не смотр€ на существование вс€ких конвертеров, очень часта€ проблема — перевод исходных файлов в форматы, нужные инженеру.

Rhinoceros. ќчень попул€рный из-за своей дешевизны (1000$) и пон€тности. ƒелает все «ну так». Ќо в сложном проектировании лезут кос€ки, что-то не будет сшиватьс€, где то тупн€к, плюс параметризаци€ на нуле, все перестраивать и пошло-поехало. ≈сли человек до этого пользовалс€ иным софтом, то от –ино его начинает колотить, как € наблюдал не раз на практике.

Autodesk Alias Surface 2013

Autodesk Alias Surface 2013

—емейство Autodesk Alias. –азные сборки сто€т по разному; примерна€ вилка от 3000$ до 50000$. Ёто наверное лучший, софт дл€ работы с поверхност€ми, хот€ € не фанат интерфейса и количества шагов иногда простейших операций. ≈динственный минус, по моей оценке, что за€вленна€ параметризаци€ на деле несовершенна. ѕоэтому профессионалы часто стро€т так, чтобы стереть проблемный участок без ощутимых потерь дл€ всего объекта и оперативно восстановить. ≈ще у Alias отличный Help.

CAD cистемы, дорогие и нередко огромные. “ипичные представители NX (Unigraphics), Creo Elements/Pro (бывший Pro\E), CATIA и SolidWorks (Dassault systemes)

ќни проектируют всЄ в буквальном смысле, от первой кривой, до готового издели€ в станке. Ќабираютс€ из модулей, необходимых в конкрентном проектировании (всЄ учить нет смысла) и заточены под коллективную работу разных специалистов. ќни же в свою очередь иногда вход€т в еще большие мульти-платформы PLM, обеспечивающие весь цикл жизнеде€тельности. »х суть в том, что они включают в себ€ взаимосв€занную систему позвол€ющую выдать законченный продукт и использовать его в других част€х всего процесса. Ќапример, на CATIA разрабатывают самолеты, поезда и термо€дерные реакторы.

CATIA V6

CATIA V6

≈сли дизайнер умеет работать в нужных модул€х такой системы то у него освобождаютс€ возможности дл€ сложных больших проектов, где задействованы дес€тки людей.

¬о-первых, можно легко интегрировать и использовать в работе уже готовые инженерные компоненты, если такие имеютс€. –аботать по конкретным размерам и ограничени€м. ¬о-вторых, есть параметризаци€, и р€д способов сокращени€ времени в проектировании, в основном за счет интеграции. ѕоверхности сделанной в A-class модуле может быть придана толщина в соседнем твердотельном, и затем передана дальше в проектирование. »ли, например, с твердотельного объекта можно выдернуть поверхность и работать с ней отдельно.  оличество таких фишек исчисл€етс€ сотн€ми. ¬-третьих, инженеры с вами будут разговаривать на одном €зыке, что немаловажно.

CAD это сложно и дорого, поэтому сложилось, что на практике у дизайнера свой софт, у инженера свой. ќбычный разумный пример — Alias или Rhino (дизайнер, поверхности) + —AD (разработчик инженер). ѕлюс этой св€зки — будут отличные поверхности. ћинус тут же в интеграции первого и второго. ≈сли возникнет нужда что-то помен€ть, то возникает р€д вопросов. »ногда можно решить их в CAD, иногда нет, и придетс€ обратно кидать в исходный софт. —обственно, это случай с мобильником, описанный выше.

”ровни глубины разработки различные, иногда дизайнеру нужно показать идею, иногда нужно сделать сразу финальные поверхности с заданной точностью. ¬ конкретной работе нужно смотреть что лучше под задачу.

¬сЄ очень отличаетс€ по сложности: в разработке табуретки, веро€тно, нет смысла использовать Catia, разве что этот табурет с космического корабл€. Ћучше нарисовать, примитивно смоделировать, или даже сделать макет своими руками ≈сли что-то из промтоваров, типа mp3-плеера или типа того, то вполне сгодитс€ Rhino, чтобы сделать рендер, вырастить прототип на 3d принтере и передать инженеру. Ќу а если вас угораздило проектировать скоростной поезд, то веро€тно в вашей компании будет сто€ть CAD система.

—уществует еще куча софта, но он, так или иначе работает по тем же принципам.

Cтоит также отметить что не всем дизайнерам вообще нужно моделировать, есть специальные высокооплачиваемые специалисты моделлеры. ” нас пока мало именно по дизайну, в основном они все сид€т в кино-теле индустрии. Ёто выбор затрат энергии и сил, и если нужно сконцентрироватьс€ на креативе, иде€х, то некоторых людей моделирование модет сковывать, так же как некотрых наоборот раскрепощать, всЄ индивидуально.

PS: нет времени выписывать все нюансы, дополнени€ и замечани€ привествуютс€.

ƒобавить комментарий

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: „то можно назвать Ђчудо-оружиемї отрасли —јѕ–?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.