Shapr3D: как незначительные детали серьезно меняют восприятие и опыт использования CAD

Сегодня у нас обзор крутейшего CAD-продукта для iPad. И речь, разумеется, пойдет не о классической и всем известной САПР, а об очень перспективной разработке венгерского стартапа Shapr3D, который не только первым в мире представил нативное приложение для моделирования под iOS и MacOS с новейшим процессором Apple M1, но и грамотно реализовал концепцию совместного использования тач-интерфейса и стилуса. Это тот случай, когда вроде бы незначительные детали серьезно меняют опыт использования и восприятие CAD-системы.

Берусь утверждать, что Макбуки и в чуть меньшей степени Айпады — это зачастую выбор профессионалов: программистов, художников и журналистов. Что же касается инструментов CAD/CAM, то вариантов у пользователей продукции Apple, мягко говоря, немного. На Маки обычно ставится Parallels и используются приложения Windows. App Store на iPad предлагает выбор из уже ставших популярными Onshape и Fusion 360, который, кстати, у меня так нормально и не заработал, плюс десяток менее функциональных приложений для создания эскизов, дизайна и просмотра CAD файлов.

Модель Pro линейки iPad принесла в форм-фактор электронного планшета не только мощные вычислительные возможности, сопоставимые с характеристиками десктопов, но и оснащена несколькими полезными аппаратными опциями: стилусом Apple Pencil, полноценной клавиатурой Magic Keyboard с тачпадом и лидаром для воплощения различных AR-сценариев.

В общем, это действительно крутой девайс, и, наверное, грех было бы не использовать его потенциал для задач 3D моделирования. Видимо, примерно в таком же ключе рассуждали основатели Shapr3D, которые справедливо оценили перспективы свободной ниши в маркетплейсе iOS и решили создать профессиональную мобильную CAD-систему, которая бы максимально полно задействовала концепцию, элементы управления и интерфейс iPad. Давайте разберемся, что из себя представляет программный продукт сегодня и каких результатов удалось добиться Shapr3D с момента запуска в 2016 году?

Первым делом после загрузки и инсталляции приложения пользователю предлагается пройти краткий обучающий курс. Здесь определенно можно похвалить разработчиков, так как вводных уроков немного, они интерактивны и позволяют буквально за пару минут освоить базовые приемы работы в системе, осознать удобство и комфорт при синхронной работе пальцами — для навигации и управления видом, и карандашом — для выбора операций, создания и редактирования геометрических элементов. Более того, эти базовые уроки, как и весь интерфейс Shapr3D, качественно переведены на русский язык.

Но есть и пара минусов: во-первых, я не нашел возможности пропустить вводные уроки, и их придется пройти заново, даже если вы уже знаете, как работать в системе (например, в случае переустановки приложения), и во-вторых, когда выбираете в приложении более подробные справочные материалы, вас просто переносят на YouTube-ролики с примерами, причем уже только на английском языке.

После успешного прохождения вводной части появляется возможность создать проект. Shapr3D предлагает всего два варианта лицензирования. Вы можете купить подписку — стоит она 25 долларов в месяц или, если вы платите авансом за полный год, 20 долларов в месяц, таким образом можно сэкономить пятую часть стоимости. Либо остаться в бесплатной версии, разумеется, с рядом ограничений, самые существенные из которых — это невозможность завести более двух проектов, использовать цвета и экспортировать созданную геометрию в популярные CAD форматы.

Хорошая новость в том, что пользователю доступна бесплатная активация пробного периода полной версии, и есть целых две недели для тщательного изучения и тестирования продукта. Плюс бесплатная Basic версия не лимитирует в CAD функционале — остаются открытыми абсолютно все инструменты построения эскизов и 3D моделей.

Техническая сторона вопроса: Shapr3D построен на ядре Parasolid и может классифицироваться как система прямого моделирования. Приложение обладает широким набором инструментов, которые помогут вам построить геометрию с нуля на основе эскизов и 3D элементов, а также изменять существующую или импортированную геометрию путем ее выдавливания, вращения и прочих стандартных операций. Что касается импорта, то Shapr3D способен открывать форматы Parasolid (X_t, X_b), SolidWorks (SLDPRT, SLDASM), STEP, IGES, DXF, DWG, JPG, PNG.

Есть четыре основных инструментальных панели для операций и команд. По умолчанию их можно найти в левой части экрана. Для создания эскизов у вас есть полный набор: от линий, окружностей и дуг до эллипсов и многоугольников, а также модификаторы, такие как смещение и обрезка. Существует два варианта создания сплайна: контрольные точки и подгонка.

Помимо объектов создания эскиза, также доступны ограничения, включая касательность, перпендикулярность, концентричность, параллельность, симметрию, и так далее. Они могут применяться на лету или постфактум.

Есть одна вещь, к которой трудно привыкнуть после опыта в классических десктопных САПР — это рабочий процесс определения размеров для эскизов. Вместо того, чтобы требовать формальные размеры, Shapr3D работает с выделениями и отображает возможные размеры: кликните по линии, получите размер длины; выберите две линии, получите расстояние или угловой размер, и так далее. Если вы формализуете и установите значения, то они сохранятся во время любых последующих изменений этого эскиза.

Панель «Инструменты» — самая главная, здесь есть вся классика 3D моделирования: выдавливание, вращение, развертка, лофт и оболочка. Есть также ряд булевых операций: объединение, вычитание, пересечение, а также команды для проекции геометрии, смещения кромки и замены грани.

Панель «Добавить» предоставляет вспомогательную геометрию: плоскости и оси, а также возможность импортировать геометрию из файловой системы iPad. Раздел также позволит вам использовать изображения в качестве справки и, учитывая полезность Shapr3D для разработки концепций, в этом определенно есть смысл.

Панель «Трансформация» содержит привычный функционал для перемещения, масштабирования, отражения и выравнивания геометрических элементов. Разумеется, присутствуют команды отката действий назад и вперед.

Что касается возможностей прямого моделирования, то ничего непривычного или революционного я здесь не обнаружил. Если у вас есть грань, которую вы хотите укоротить или продлить в твердотельной модели, вы можете выбрать ее, и появится маленький значок в виде стрелок, указывающий направления изменения. Перетащите его в деталь, и он вырежет геометрию. Перетащите его от детали, и грань будет продлена. Здесь же в окошке можно указать точный размер. Если вам требуется более сложная трансформация, например, с добавлением уклона, используйте команду выдавливания — на экране появится знак угла уклона.

Классно реализовано управлением цветом, прозрачностью, насыщенностью и светимостью. Три ползунка и цветовая панель с «пипеткой» дают возможность быстро и просто раскрасить 3D модель.

Когда дело доходит до концентрации на конкретной задаче, двойное касание грани пальцем переключает изображение на эту грань, она поворачивается к вам. Нажатие карандашом выделяет ее и предлагает операцию смещения. Если дважды коснуться карандашом, будет выделено все тело. Большинство этих жестов и взаимодействий интуитивно понятны, к ним быстро привыкаешь.

Хотя Shapr3D формально не имеет инструментов моделирования сборок, которые по умолчанию присутствуют в полноценных системах проектирования, здесь достаточно возможностей, чтобы вы могли создавать более сложный набор деталей в одном файле и управлять им.

Очевидно, что это можно сделать на уровне тела, но если вы откроете диалог менеджера «Объекты», то увидите список тел, плоскостей и эскизов. Им присвоены имена по умолчанию, которые можно легко изменить, смахнув запись влево. Это окно также позволяет группировать тела в папки, которые действуют как подсборки.

Так как же получить данные из Shapr3D? Это, пожалуй, самая удивительная часть, учитывая природу системы. В версии Pro вы можете экспортировать свои данные в виде файлов Parasolid (X_t или X_b), STEP, IGES, OBJ и STL высокого качества. Помимо этого, раздел «Экспорт» предлагает подготовку объемной модели для 3D принтера, сохранение эскизов проекта в форматах DWG и DXF, создание снимков экрана с удалением элементов пользовательского интерфейса, что будет полезно для совместного использования с коллегой или включения графики в презентацию.

Впечатляет «фишка» системы — возможность при помощи технологии дополненной реальности поместить 3D модель в определенную среду. Например, расположить созданный объект на столе или полу комнаты. Здесь особая надежда на Apple, что они все-таки представят какое-то прорывное потребительское AR-решение, которое оправдает наличие подобного функционала в ПО и собственно самого лидара в iPad Pro.

Ну что же, подведем итоги. Отрадно, что команда Shapr3D придерживается отличного от конкурентов и предшественников подхода. Фокус на сочетании взаимодействия управления пальцами с точным вводом, предлагаемым Apple Pencil, имеет смысл и качественно меняет восприятие и опыт использования CAD-системы. При этом система точно чувствует различие при касании пальцем и карандашом и выполняет соответствующие действия. Интерфейс выполнен красиво, современно, на него приятно смотреть, с ним удобно взаимодействовать.

Но все-таки я бы рассматривал Shapr3D как инструмент концептуализации и трехмерного мышления, а не как полнофункциональную систему 3D проектирования. Вместо этого просто делайте наброски 2D эскизов, экспериментируйте c 3D моделями, смотрите, что у вас получается. Если у вас уже есть iPad, то Shapr3D позволит вам просматривать файлы CAD, например, из электронной почты с помощью надежных инструментов на основе Parasolid и, потенциально, очень быстро редактировать их. Возможно, вы даже сможете готовить неплохие модели для 3D печати, но точно не запускать в какое-то серьезное производство. По крайней мере, в данный момент.

Судя по публикациям на сайте https://www.shapr3d.com, проект набрал приличную аудиторию в 20 тысяч пользователей c iPad Pro, поднял многомиллионные инвестиции и точно не собирается останавливаться на достигнутом. Уже доступна бета-версия для MacOS, причем с полной поддержкой процессора Apple M1 — а это значит, что «все будет летать», заявлена возможность подключения клавиатуры и мышки. Неплохо.

И здесь у меня возникает вопрос или, скорее, идея — а не пора ли таким российским талантам, как АСКОН и Топ Системы, с их опытом и ресурсами, уйти вперед, сыграть на этом новом перспективном и пока еще незанятом поле экосистемы Apple? Ведь есть же история успеха Parallels.