16 лучших графических редакторов, которые не стоят ни копейки  

Самые продвинутые графические редакторы вроде инструментов компании Adobe стоят немалых денег. Но есть бесплатные и вполне достойные альтернативы, возможностей которых хватит большинству. Издание для фотографов и дизайнеров Creative Bloq выбрало ^{лучшие среди подобных программ и сервисов.}

Бесплатные векторные редакторы

Предназначены для создания и редактирования логотипов, интерфейсов и прочей масштабируемой графики.

1. Gravit Designer

• Платформы: веб, Windows, macOS, Linux.

Gravit Designer — ранее известный как Gravit — это полнофункциональный векторный редактор. Он подходит для любых задач: от дизайна интерфейсов и иконок до работы с презентациями, иллюстрациями и анимацией.

Аккуратный интуитивный интерфейс Gravit Designer можно настраивать под себя. Редактор содержит массу инструментов для создания прекрасных детализированных векторных изображений. Среди них — неразрушающие (их действие можно отменять) функции для работы с булевыми операциями, инструменты «Нож» и «Граф путей» плюс множество режимов заливки и смешивания, а также мощный текстовый движок.

Если вам понадобится получить доступ к работе на ходу, облачный сервис Gravit Cloud позволит вернуться к проекту на любом устройстве.

Gravit Designer →

2. Vectr

• Платформы: веб, Windows, macOS, Linux.

Vectr предлагает все функции, которые только могут понадобиться для создания векторной графики, плюс множество опций для использования фильтров, теней и шрифтов. Этого хватит, чтобы справиться с большинством повседневных дизайнерских задач. Особенно полезны возможности совместного редактирования и синхронизации, благодаря которым можно работать когда и где угодно в тандеме с другими людьми.

Vectr →

3. SVG-Edit

• Платформы: веб.

Если вам нужно быстро создать или отредактировать простой SVG-файл, есть несколько онлайн-редакторов, которые подойдут для этой задачи не хуже Adobe Illustrator. В числе лучших из них — SVG-Edit.

Этот редактор целиком создан на HTML5, CSS3 и JavaScript и не использует серверы для обработки данных. Код SVG-Edit открыт. Поэтому при желании вы можете скачать его и модифицировать, чтобы создать свою версию редактора.

SVG-Edit располагает всеми базовыми инструментами векторного редактора. Но поддерживает только формат SVG.

SVG-Edit →

4. Inkscape

• Платформы: Windows, macOS, Linux.

Этот мощный редактор предлагает множество инструментов и функций, которые часто недоступны в других аналогичных программах. Среди них — альфа-смешивание, клонирование объектов и маркеры.

Полная поддержка различных цветовых моделей делает Inkscape достойной альтернативой Adobe Illustrator как для веб-дизайна, так и в сфере полиграфии. При всей простоте интерфейса в этой программе можно создавать невероятно комплексные работы.

Отдельного внимания заслуживают такие возможности, как преобразование растровых изображений в векторные, создание обводки с переменной шириной и поддержка файлов Illustrator.

Inkscape →

Бесплатные растровые редакторы

Предназначены для создания и редактирования любых немасштабируемых рисунков и фотографий.

1. GIMP

• Платформы: Windows, macOS, Linux.

Бесплатный графический редактор с открытым исходным кодом. GIMP укомплектован богатым набором функций для рисования, цветокоррекции, клонирования, выделения, улучшений и других действий. Интерфейсом GIMP отличается от популярнейшего Photoshop, но долго искать нужные инструменты вам не придётся.

Команда GIMP позаботилась о совместимости, так что вы сможете без проблем работать со всеми популярными форматами изображений. Кроме того, в GIMP встроен файловый менеджер, похожий на Bridge из программ от компании Adobe.

GIMP →

2. Photo Pos Pro

• Платформы: Windows.

Если вы работаете на Windows и не нуждаетесь в таком количестве инструментов, как у GIMP, вашим идеальным редактором может стать Photo Pos Pro. Последний создан с прицелом на редактирование изображений и отлично справляется с типичными задачами вроде регулировки контрастности, освещения и насыщенности. Но Photo Pos Pro подходит и для более сложных манипуляций.

Эта программа может похвастать очень дружелюбным интерфейсом и детальной справкой, которая помогает разобраться новичкам. Если вы сделать Photo Pos Pro ещё функциональнее, к вашим услугам множество расширений и плагинов.

Photo Pos Pro →

3. Krita

• Платформы: Windows, macOS, Linux.

Ещё один редактор с открытым исходным кодом. Krita существует с 1999 года и постоянно совершенствуется, чтобы соответствовать нуждам концепт-художников, иллюстраторов, специалистов по визуальным эффектам, дорисовке и текстурам.

Программа включает набор самых разных кистей и поддерживает множество плагинов: от продвинутых фильтров до вспомогательных инструментов для работы с перспективой.

В числе самых интересных функций — стабилизаторы кистей, которые сглаживают линии, режим зацикливания для создания бесшовных паттернов и текстур, а также всплывающая палитра для быстрого выбора цвета.

Krita →

4. Pixlr

• Платформы: веб, iOS, Android.

Pixlr предлагает более 600 эффектов, наложений и рамок. В этом сервисе можно делать всё, чего стоит ждать от фоторедактора: изменять размер изображений, обрезать их, удалять эффект красных глаз, отбеливать зубы и многое другое.

Если вы знакомы с Photoshop, то очень быстро освоите веб-версию Pixlr. Интерфейсы этих редакторов очень похожи.

Pixlr →

5. Paint.NET

• Платформы: Windows.

Paint.NET является альтернативой программе Paint, встроенной во все версии Windows. Но пусть схожесть названий не сбивает вас с толку: Paint.NET гораздо более продвинутый и полезный редактор.

Команда разработки делает упор на простоту использования и совершенствует в Paint.NET скорее функции для редактирования снимков, чем возможности дизайна графики. Тем не менее Paint.NET позволяет управлять перспективой, манипулировать пикселями на холсте, клонировать выделенные зоны и так далее.

Благодаря поддержке слоёв, широкому выбору инструментов для выделения и настроек вроде яркости / контрастности и кривых, Paint.NET можно рассматривать как достойную замену Photoshop.

Paint.NET →

6. Sumo Paint

• Платформы: веб.

Sumo Paint быстро работает в вебе и справляется с задачами не хуже настольных редакторов. Но для его запуска вам понадобится Adobe Flash Player. Так что Sumo Paint не для iOS-устройств.

Арсенал настроек и функций Sumo Paint включает карандаши, кисти, текст, градиенты, клонирование, формы и не только. Всё это всегда в зоне видимости на плавающей панели вроде той, что вы могли видеть в Photoshop.

Sumo Paint →

Бесплатные редакторы 3D-графики

Предназначены для работы с 3D-моделями, эффектами и анимациями.

1. SketchUp Free

• Платформы: веб.

SketchUp Free можно назвать идеальной точкой входа в мир 3D-графики. Этот редактор дружелюбно вводит новичка в курс дела и прощает ему все допущенные ошибки. Вы можете начать с простого рисования линий и форм, а потом преобразить их в 3D-объекты.

Если вам понадобится вдохновение, можете бесплатно скачать модели различных объектов из библиотеки 3D Warehouse через форму поиска на сайте SketchUp.

SketchUp Free →

2. Daz Studio

• Платформы: Windows, macOS.

С помощью Daz Studio можно кастомизировать, перемещать в пространстве и анимировать различные 3D-объекты вроде людей, животных, предметов.

Вы можете создавать уникальных персонажей, миры, различные элементы дизайна и многое другое. Но в Daz Studio отсутствуют возможности моделирования и текстурирования, доступные в платных альтернативах. Подробную таблицу со сравнением редакторов смотрите на сайте проекта.

Daz Studio →

3. Hexagon

• Платформы: Windows, macOS.

Hexagon — бесплатный инструмент для 3D-моделирования. В нём есть всё необходимое для создания детализированных моделей, готовых к финальному рендерингу.

Среди инструментов и функций программы вы найдёте возможность быстрого импорта из Daz Studio, заготовки для различных объектов, кисти для ручного моделирования, UV-развёртку (нанесение плоских текстур на трёхмерный объект), продвинутые инструменты рисования и мгновенное затенение (instant ambient occlusion).

Программы Daz Studio и Hexagon созданы одним разработчиком и дополняют друг друга. Вместе они составляют полный бесплатный комплект для работы с 3D-графикой.

Hexagon →

4. Blender

• Платформы: Windows, macOS, Linux.

Blender — это продвинутый бесплатный редактор 3D-графики с открытым исходным кодом, доступный для всех основных платформ.

Разработчики постоянно развивают Blender. Он поддерживает все возможные операции с 3D-графикой: позволяет моделировать, текстурировать, анимировать, рендерить и компоновать.

Blender →

5. Sculptris

• Платформы: Windows, macOS.

Если вам интересно искусство цифровой скульптуры, попробуйте программу Sculptris от разработчика Pixologic. Она подходит одинаково хорошо для любого уровня подготовки. Новички получают хороший стартовый инструмент, а уже опытные цифровые художники — платформу для быстрой и удобной реализации идей.

Sculptris основана на редакторе ZBrush от того же разработчика — самом популярном приложении для цифровой скульптуры. Когда вы будете готовы перейти на следующий уровень, то сможете легко переключиться на ZBrush.

Sculptris →

6. Houdini Apprentice

• Платформы: Windows, macOS, Linux.

Houdini — инструмент для работы с 3D-анимацией и визуальными эффектами, который часто используют при работе над фильмами, телепередачами и другим медиаконтентом.

Стоимость редактора начинается с 2 000 долларов. Но разработчики программы — Side Effects Software — разрешают использовать версию Houdini Apprentice бесплатно. Благодаря ей вы можете получить доступ ко всем функциям полной версии и оттачивать мастерство на личных проектах. Только Houdini Apprentice предназначена исключительно для некоммерческих и образовательных целей.

Houdini Apprentice →

Читайте также

Пристрастные заметки о русских разработчиках САПР / Нанософт corporate blog / Habr

Один из сооснователей ЗАО Нанософт, Дмитрий Попов, написал в facebook заметку из серии «САПР в России»… Понятно, что пристрастно, не претендуя на историческую точность. Но нам показалось, что интересно и вполне подойдет для Хабра под пятничное настроение: кто-то узнает что-то новое, кто-то – вспомнит, а кто-то поймет, что не Боги горшки обжигают. Делимся заметкой в режиме «как есть»…

От автора

Какое-то время назад меня попросили написать про САПР в России для одного независимого портала, но природная лень и то, что эта задача с низким приоритетом, привели к тому, что за несколько месяцев не было написано ни одной строчки. То, что вы читаете, это совсем не изложение фактов, скорее это очень субъективные, с некоторой долей вымысла, воспоминания и размышления. Возможно с легким прохановским послевкусием.

Россия — родина слонов

Меньше всего мне бы хотелось, чтобы эти заметки воспринимались, как еще один аргумент в бессмысленном и глупом споре между теми, кто считает, что Россия настолько сурова, что она может закусить Европой, а на обед сожрать Америку и теми, кто считает, что у нас ничего хорошего не создано, все что делается — делается плохо и руки у нас растут не там, где у всего прогрессивного человечества. Этот спор имеет под собой не больше оснований, чем спор между “физиками” и “лириками” в СССР 60х годов прошлого века. А вы даже не знаете о существовании такого спора? Вот об этом я и говорю.

Начнем с “доисторических времен”, когда даже родители поколения “айфонов-айпадов-с-пеленок” сами были в пеленках и ползунках. Back to the USSR!

Если кто-то считает, что САПР в России появился благодаря Autodesk, которая начала продавать AutoCAD темным российским инженерам незадолго до развала Советского Союза, то это не так. Совсем не так. САПР, как и секс в СССР был, причем был очень серьезно. Но это был совсем не такой САПР, как мы его знаем и любим сейчас. В нем не было интерактивности, практически совсем. Что остается? Правильно, расчеты, автоматизированные расчеты. И основная идея была — оптимизации всего, начиная от эффективности использования вычислительных ресурсов и кончая оптимизацией конструкции проектируемого изделия.

Дипломники технических ВУЗов всей страны разрабатывали программы, которые теоритически должны были становиться компонентами больших САПР. Например автор этих строк написал в качестве диплома некое подобие APT, работающее на МИНСК 32 и и выдающее управляющую программу для станка с ЧПУ. О незабываемй стрекот перфоратора! Это был отнюдь не престижный столичный ВУЗ, а значит САПР занимались вполне себе массово, заканчивались 70-ые и СССР тогда еще даже не начинал разваливаться на глазах, как прокаженный на последней стадии заболевания.

Не всё способствовало этим занятиям, не было графических дисплеев, не то чтобы совсем, но практически. Ну их массово в то время не было нигде, но в СССР — особенно. И тут мы подходим к воспоминаниям о будущем. Так вот СССР находился в состоянии где-то 8-9 этапа международных санкций, по аналогии с сегодняшней ситуацией. Вся вычислительная техника и программное обеспечение попадали под так называемый запрет КОКОМ. То есть эти технологии не могли быть проданы легально в СССР. Легально. Если нельзя, но очень хочется, то для этого есть спецслужбы. Поэтому вся необходимая техника как раз в тех министерствах, где ее ни в коем случае, с точки зрения США, быть не должно – в Министерстве среднего машиностроения (ядерное вооружение), Министерстве авиационной промышленности (ракеты и самолеты) и далее по списку, была. Конечно по более высокой цене, но “ведь нам на всех нужна одна победа, одна на всех, мы за ценой не постоим”. На заметку — санкции реально бьют не по тем, на кого они рассчитаны, а в первую очередь по тем, кто ни к чему не причастен. Жертвы среди гражданского населения, так сказать. Но на войне, как на войне…

Поступление вычислительной техники из США окольными путями в СССР было засекречено, поэтому ее не было в ВУЗах, готовивших инженеров для несекретных отраслей народного хозяйства и они по старинке таскали колоды перфокарт в своих портфелях, занимали очередь для выполнения своих задач и были счастливы, когда удавалось договориться с операторами на допуск в ночную смену. Точно такая же ситуация была и с аспирантами. И с учеными… Хотите в такое будущее?

Но у всего в жизни есть две стороны, инь и янь. Полная янь положения САПР в СССР породила совершенно уникальное поколение разработчиков, правда дальнейшая его судьба была совсем не такая, как они хотели. Для многих действительность превзошла самые смелые мечты, а для других… Но ведь это жизнь, а не голливудский блокбастер, кто сказал, что всем хорошим должно быть в конце концов хорошо?

Вернемся на 30 лет назад. Вы можете себе представить, что отлаживаете программу с итерацией в одни сутки? А именно так и было. Вы можете себе представить, что программа должна занимать даже не мегабайты, а килобайты? Что программа должна сама решать, какой выбор из возможных вариантов делать, а не спрашивать подсказки от инженера, интерактивности то нет? Бывшие инженеры, а ныне программисты понимали, что без серьезной математической подготовки им просто нечего здесь делать. Помимо углубления в дискретную математику, они старались постоянно расширять свой математический кругозор в поисках святого грааля для решения всего. Вариационное исчисление, теория нечетких множеств, построение специфических алгебр для моделирования производственных процессов, теория искусственного интеллекта и еще много чего. Это я перечислил небольшую долю тех разделов математики, которые использовались в диссертациях по САПР моих друзей по кафедре одного московского ВУЗа. Эти люди были совсем непохожи на выпускников с дипломом по САПР сейчас. Они были принципиально другими. Некоторые из них напоминали Левшу из книги Лескова, они реально могли подковать блоху — смоделировать процесс резания металла при токарной обработке на ЭВМ Электроника 60 с 64 КБайт адресуемой памяти.

Постепенно появились графические дисплеи, эмулирующие команды терминалов Tektronix и на ЭВМ СМ4, цельнотянутом советском аналоге DEC PDP 11, стало возможо работать с интерактивной графикой. До конца СССР оставались считанные годы. И в это время появились первые PC, первые графические редакторы, Unix на PC для особо продвинутых и не успели мы портировать что-то свое, как откуда-то к нам попал AutoCAD.

Какова была наша реакция на первый AutoCAD для PC? Он выглядел забавно. Мы понимали, что нарисовать что-то один раз быстрее на кульмане, но вот если можно использовать стандартные элементы, то наверное AutoCAD будет полезен. Но это не САПР. Это совсем не САПР, как его понимали в то время. Где реальная помощь инженеру в расчетах, наиболее трудоемкой части его работы? Где поиск вариантов конструкции? Как вообще эта поделка может помочь при проектировании технологического процесса? Довольно неудобный электронный кульман. В общем реакция динозавров на появление первого млекопитающего.

Один из первых интерфейсов AutoCAD - меню справа, курсор управляется с командной строки...

Но AutoCAD был не безнадежен, у него имелся встроенный интерпретатор LISP. Ну да, среди нас только повернутые на проблематике искусственного интеллекта были знакомы с LISP, но этот язык исключительно прост синтаксически и его можно было освоить за пару дней. Как говорили, это язык для истинных адептов ИИ, потому что “искусственным интеллектом занимаются те, кому своего не хватает”. В первоначальной реализации от Autodesk LISP был чудовищно медленным, падучим. Было ясно, что ничего серьезного на нем написать невозможно. Но позже он стал именно тем оружием, которое позволило AutoCAD затоптать конкурентов в нише САПР для PC. И это оружие победы выковали для Autodesk два российских научных сотрудника по фамилии Петров и… Петров.

Петров в квадрате и Ричард Хендисайд

Осенью 89 года на территории Конференц-центра АЗЛК, тогда еще вполне себе живого завода, высадился десант Autodesk в сопровождении цирка дрессированных партнеров. Командовал этой операцией один из основателей Autodesk Ричард Хендисайд. Очередь из инженеров, студентов и аспирантов технических ВУЗов на эту выставку была длиннее, чем к мавзолею Ленина. Для тех, кто там побывал, это было первое знакомство с интерактивным САПР, пусть убогим, но реально существующим. Дисплеи 20”, плоттеры и дигитайзеры и все это работает не со шкафами СМ4 или ЕС ЭВМ, а с серой коробкой IBM PC, стоящей на стандартном советском столе-парте из ДСП. Оказывается для AutoCAD уже есть компании, которые пишут программы на LISP, расширяющие его функционал до уровня параметрического проектирования (Cyco Software), неужели LISP на что-то годится? На большинство неискушенных советских инженеров это производило впечатление не меньшее, чем блеск бус на папуаса. Но некоторые поняли, что в этом есть большие возможности, что можно начинать писать программы, которые будут использовать AutoCAD как интерактивный графический редактор, а расчетные программы, ранее требовавшие сложного ввода массивов исходных данных получат их непосредственно из чертежа и результат тоже будет на этом чертеже. Вот только LISP…

Одним из таких разработчиков был Петр Петров, работавший в слегка закрытом НИИ над созданием сквозной САПР для специфической отрасли машиностроения. У него был приятель, тоже по фамилии Петров, по имени — Юрий. И так получилось, что они до этого имели опыт в разработке компиляторов. В общем посмотрели они на этот LISP в AutoCAD и поняли, что для того, чтобы его использовать для более-менее серьезных приложений у него должна быть возможность преобразовывать исходный код в нечитаемый для всех вид (закрыть его), а лучше компилировать в непосредственно выполняемые команды. То есть сделать специализированный компилятор LISP для AutoCAD. Идея не лучше и не хуже большинства других, рождающихся за рюмкой чая на посиделках программистов и научных сотрудников. И может быть так она и осталась в виде прототипа, который существовал бы в недрах слегка закрытого НИИ, но все уже менялось в СССР. Появилось СП (совместное предприятие) Параллель, которое стало первым партнером Autodesk. Сотрудники Параллели переводили AutoCAD на русский язык и начали его внедрять.

Возможно, что такого распространения AutoCAD в России не получил бы, если бы не талант Ричарда Хендисайда собирать вокруг себя интересных людей. Он верил, что для того, чтобы хорошо продать товар недостаточно его продемонстрировать, работе с ним надо научить. А так как у самого Autodesk тогда было совсем мало ресурсов, то надо искать партнеров, чем больше, тем лучше, надо расширять круг тех, кто поможет приспособить AutoCAD к местным условиям. И он стал помогать местным разработчикам показывать свои программы на выставках. Для этого Autodesk предоставлял места на своих стендах небольшим фирмам, которые предлагали то, что помогало AutoCAD. Это были производители графической периферии и программного обеспечения, комплиментарного AutoCAD. В СССР это были программы, железо “Сделано в СССР” было совсем не передовым. В один из приездов Ричарда его познакомили с парой Петровых. У них на тот момент не было законченного решения для компиляции и выполнения LISP-программ для AutoCAD, но они гарантировали, если получат доступ к внутренним функциям AutoCAD, то смогут сделать это в очень ограниченные сроки. Даже если они не получат доступ, то тоже смогут, но это будет чуть дольше.

А дальше было вот что. Ричард обсудил эту идею с другими отцами-основателями и двое Петровых отправились в Сосалито, Калифорния доводить свое решение до релиза. Надо сказать, что они уже к этому времени взломали код AutoCAD и смогли подключать откомпилированные модули LISP напрямую, но об этом Ричарду не сказали. Все, что требовалось, это на самом деле была скорее отладка, чем доработка. В общем они сделали все за рекордный срок и в основном посвятили свою длительную командировку изучению жизни аборигенов Кремниевой долины.

Примерно такие виды изучали Петровы, гуляя по Сосалито

Возможно это был первый случай, когда Autodesk заплатил российским разработчикам за использование их программных компонентов в AutoCAD. Но самое интересное, что это был не последний контракт Петровых по продаже Autodesk компонентов для работе с AutoLISP. То, что было сделано, обеспечило защиту исходного кода сторонних разработчиков. Они теперь могли продавать свои программы, написанные на LISP не опасаясь, что результаты их труда можно будет легко скопировать. Число энтузиастов AutoCAD начало стремительно расти, стало зарождаться международное сообщество разработчиков AutoCAD. Благодаря компилятору LISP-программы выполнялись намного быстрее и с их помощью стало возможным совершать вполне серьезные вычисления. А два русских парня по фамилии Петров, каждый по своему преодолевали начало эпохи перемен. Тихая заводь, которой был СССР, превратилась в бурлящий водоворот 90-х, когда преподаватели кафедр, кандидаты технических наук по САПР торговали на рынках в свободные от посещений дни, открывали кооперативы по продаже персональных компьютеров, тушенки, сигарет и до последнего пытались получить хоть какое-то финансирование своих проектов от родного государства или зарубежных компаний, но в конце-концов просто уезжали из страны, пополняя русскую диаспору в Parametric Technologies, Microsoft, Apple…

Autodesk Петровых не забывал, контракт на техническую поддерку с ними по началу не был подписан, поэтому они еще несколько раз получали заказы на адаптацию своего кода под каждую следующую версию AutoCAD. Не удивлюсь, если окажется, что такой выгодный для Петровых контракт и слегка невыгодный — для Autodesk был сделан Ричардом Хендисайдом намеренно, поскольку в то время никто в СССР не имел ни малейшего понятия, сколько на самом деле стоит их квалификация. И чтобы те три копейки, полученные по первоначальному контракту не стали бусами для папуасов, взамен за которые был получен золотой слиток, Хендисайд подложил небольшую бомбу под финансовый департамент Autodesk, в результате чего временный творческий коллектив Петров+Петров получал все более серьезные контракты на доработку однажды проданного кода.

Это мои домыслы, но Ричард Хендисайд — это один из немногих бизнесменов, с кем меня сталкивала судьба, и который вызывал чувство безусловного уважения как человек, поэтому возможно, что все было именно так.

VisualLISP или Петров возвращается

Удивительным в этой истории с Петровым и Autodesk является то, что она не закончилась с появлением программного интерфейса к AutoCAD на языке С, AutoLISP выжил. Даже переход AutoCAD с DOS на Windows и использование большого числа инструментов, имеющихся в Windows, не превратил LISP в пережиток прошлого. Слишком много разработчиков и продвинутых пользователей AutoCAD “подсели” на LISP. Они научились обходить ограничения, присущие реализации AutoLISP, поняли преимущества, которые дает интерпретируемый язык, оценили его гибкость при абсолютном минимуме синтаксиса.

Принудительное расставание с ключевым отцом-основателем, архитектором экзотических программных интерфейсов AutoCAD: AutoLISP, Diesel и DCL, Джоном Уолкером не помогло избавить AutoCAD ото всех странных средств разработки, более того они в полулетаргическом состоянии дожили и до наших дней. Кстати, хорошо, что Уолкер не успел внедрить объектно-ориентированную среду для разработки приложений на основе языка с обратной польской записью Forth, вместо C++, как он собирался. Это стало бы кошмаром для разработчиков.

А тогда, во второй половине 90х среди основных пожеланий пользователей было требование современной среды разработки для AutoLISP. Напрасно Autodesk уговаривал сообщество разработчиков переходить на Visual Studio, грехи прошлого в виде тысяч строк, написанных на AutoLISP тянули назад. А Microsoft не торопился добавлять LISP в число поддерживаемых Visual Studio языков. Как пелось в популярной в те времена песенке: “I need a hero!” Нужен был былинный богатырь, который спасет всех — Autodesk от несвойственной им разработки по созданию современной среды программирования и отладки для языка, доставшегося им в наследство от эксцентричного Уолкера и пользователей-разработчиков, вынужденных использовать инструменты из прошлого компьютерного века для написания и отладки программ на LISP. Воистину “I need a hero!” И Россия откликнулась на этот зов.

Водоворот 90х разорвал творческий коллектив Петровых на компоненты. Петр Петров решил попытаться реализовать великую американскую мечту и отправился в США, чтобы стать еще одним из тех русских, которые создают превосходство американского САПР. На этот раз все было по-взрослому. Была открыта компания Basis Software Inc., которая занималась в основном чем вы думаете? Правильно, она разрабатывала современную среду визуального программирования на LISP — Vital-LISP! К слову это был не единственный проект, более того, это был на самом деле побочный результат, но… Они хотели сделать ту самую точку опоры, которая была нужна Архимеду, для того чтобы перевернуть Землю. К сожалению планка была поставлена слишком высоко, поэтому мы уже никогда не узнаем, что произошло бы с САПР, если бы Basis Software удалось реализовать задуманное.

Однако первый компонент был создан — визуальная среда программирования на LISP, но деньги стали заканчиваться, финансирование для продолжения проекта было неоткуда взять. И старый друг оказался лучше новых двух — Autodesk увидел в разработке от Basis Software решение всех своих проблем. Они купили Vital-LISP, переименовали его в VisualLISP и включили в AutoCAD. Огромное число пользователей по всему миру вновь почувствовало себя комфортно, не только AutoCAD идет в ногу с со временем, но и старичок AutoLISP нарядился по последней моде от Microsoft.

Да, Петя Петров опять сделал это, он опять продал свой LISP Autodesk. А вы говорите, что снаряды не падают два раза в одну воронку, или что в одну реку нельзя два раза войти. Все возможно, если за это возьмется Петр Петров!

Развитие САПР, до чего дойдем? / Habr

Моя инженерная практика заставила меня поработать с очень разными продуктами САПР (ProE, UG, SolidW, Revit, Advance steel, AutoCAD, MachCAD, SCAD). Одни инструменты я использую постоянно, другие время от времени, если просят провести проверку или анализ. Знание инструмента проектирования это в первую очередь понимание логического языка программы и если вы владеете несколькими программами, то изучить остальные не представляет сложности, так как по факту меняются только иконки и их расположение. Чем больше программ вы знаете, тем больше специфических задач вы можете решить. Десятилетняя практика использования САПР позволила мне сделать некоторое представление о их развитии, собственно этим и хотел поделиться.

Системы САПР можно разделить на 3 уровня по их внутренней логике и функционалу:

— Системы низкого уровня с закрытой математической моделью построений. Это рисовалки. Их логика очень проста — вы берете, по сути, карандаш и рисуете только не на бумаге, а в векторном пространстве. Вся логика построений исходит исключительно из ваших соображений. Чтобы работать в этих программах вы уже наперед должны определиться с размерами объектов, их характеристиками и геометрией. Т.е. все черчение сводится к многократным итерациям (подгонкам) чертежа под задуманный образ. Безусловно, все это приводит к огромному количеству ошибок. Однако применение различных умных шаблонов для типовых задач (планировка помещений, узлы металлоконструкций) значительно упрощают данный способ черчения.

Например, для соответствия ГОСТ и СНиП хорошо подходит шаблон СПДС. Данные системы проектирования (AutoCAD, Компас, Sketchup и др.) больше подходят для выполнения строительных чертежей, где большинство норм и правил уже прописано и, по сути, все пространство проектирования вертится вокруг уже придуманных узлов, связей, сечений и т.п. Все это породило новый подход к проектированию — это BIM технология, ее следует вынести за рамки, так как ее логика сильно отличается от остальных систем проектирования. О ней чуть позже.

— Системы среднего уровня (самая известная — SolidWorks, хотя в последние годы он практически дотянулся до систем высокого уровня, а так же Invertor и др.). Они имеют открытую математическую модель (дерево модели). Т.е. на любом этапе рисования вы можете отследить предыдущие шаги построения. Данные системы своей логикой принципиально отличаются от систем низшего уровня. Здесь вы работаете, как бы с твердыми телами. Т.е. в математику модели заложена целостность геометрии объектов построения и любые пересечения или не соответствия «твердости» невозможны. Отсюда и термин «твердотельное моделирование». По факту работая в этих программах, инженер обращается с электронными копиями настоящих моделей, что позволяет применять к проектированию сборочную логику. Как это будет происходить на производстве, так и должно быть реализовано в модели. Это убирает огромное количество проблем и уменьшает количество ошибок при проектировании. Однако от самого инженера в этом случае требуется широкий спектр знаний в области требований к объекту проектирования. Эти системы сделали существенный шаг к уменьшению трудоемкости проектных работ по сравнению с системами первого уровня, однако не решили вопроса оптимизации изделий по параметрам, это сделали системы высшего уровня.

— Системы высшего уровня с открытой математической моделью построений с возможностью сквозного анализа модели по установленным критериям (прочность, технологичность, геометрические ограничения и т.д.). Полные возможности данных систем используют только очень продвинутые пользователи и, как правило, только в отраслях с высокими ограничениями и сложными задачами (авиационная, космическая, атомная и т.д.). Т.е. эти системы это передовой край систем проектирования они самые совершенные и сложные. Сложность их заключается в том, что при моделировании программа «заставляет» вас четко определять связь геометрических объектов. Т.е. прежде чем реализовать задуманное в 3D модели вы должны хотя бы приближенно представлять поэлементный характер изделия. Каждая модель характеризуется не менее чем тремя определяющими размерами привязки (плоскость эскиза, глубина эскиза и сам определяющий размер эскиза), каждое позиционирование (сборка) — не менее трех связанных поверхностей или образующих. Для изделия в 10 сборочных единиц минимальное количество определяющих связей – 90 (10х3х3). На практике их всегда больше. В связи с этим, чтобы все собралось верно, очень важно правильно выстраивать связи объектов учитывая огромное количество параметров (прочность, эксплуатация, собираемость, технологичность). Все это заставляет думать и думать крепко, зато верно выстроенная модель способна к адаптации – ее легко менять в зависимости от появления новых требований или ограничений. Именно эти системы при условии верного моделирования позволяют максимально оптимизировать изделие по огромному количеству параметров. К этому типу продуктов относятся три программных комплекса: Unigraphics (NX), ProEngineer, Catia. Логика этих трех систем очень схожа, поэтому выбор, какой пользоваться обычно сводится к личному удобству.

И, наконец, BIM- системы. Это принципиально другой подход к проектированию. По факту BIM системы это структурированные библиотеки возможных решений, которые привязаны к объектам проектирования. Т.е. каждый объект проектирования обладает некоторым набором параметров и характеристик, которые уже в него заложены и пользователю остается только выбрать эти параметры из предлагаемых библиотек в зависимости от назначения элемента или требований заказчика. К таким системам относится Revit, Advance steel, Tekla structures. Эти системы очень упрощают жизнь и несколько снижают требования к квалификации инженера, так как сами уже подразумевают решения проектных задач. По факту работа в данных программах сводится к верному определению параметров конструкции из предлагаемых библиотек. Данные системы удобны именно для строительных объектов, так как объем библиотек строительных решений не велик. Чего этим системам не хватает, так это нормального анализа на требования прочности и устойчивости. Для анализа конструкторских решений по прежнему удобно использовать другие программные продукты (Lira, SCAD).

Это настоящее систем проектирования, а что же нас ждет в будущем? Основная задача систем САПР это сокращение времени проектирования. В этом плане все современные системы превосходят кульман и логарифмическую линейку в сотни раз. Для этого используется три основных инструмента:

— Создание библиотек решений в рамках ограничений, норм и правил проектирования.
— Создание адаптивных сквозных моделей, способных к адаптации.
— Создание коммуникативных сред проектирования (Windchill или Teamcenter и др.).

Все это позволило максимально сократить время проектирования и модернизации изделий.
Однако эти системы хороши, если они применяются на предприятии со своей «школой», т.е. со своей базой решений, требованиями к геометрии, технологии и прочими ограничениями. Если в рамках существующей системы проектирования и производства вы надумаете создать что-то принципиально новое, то столкнётесь с огромными трудностями, вам придется менять «школу», а это очень сложно. Т.е. нужно очень четко понимать, что именно ограничения в проектировании создают возможность выработки устойчивых принципов и рекомендаций к проектированию. Что в свою очередь ограничивает поле возможных решений. В противном случае система сводится к высокой степени неопределённости, которую человеческий разум разрешить просто не может, но именно в ней может находится наиболее эффективное техническое решение.

Фактически сейчас человеческий разум достиг предела применения в качестве главного генератора проектной мысли. Это случилось потому, что наше мышление ограничено количеством логических решений, к анализу которых мы способны. В среднем человек способен просчитать последствия решений на три шага, далее лежат решения с высокой степенью неопределённости.

Расширить эти пределы позволяют математические модели, позволяющие строить длинные программные связи. Т.е. проектирование превратилось в программирование, только вместо кода используются физические параметры среды, самого объекта проектирования и его эксплуатационных требований. Это позволяет проводить огромное количество итераций в поисках оптимального решения. Однако и данный подход себя исчерпал так, как математические модели все равно строятся на общих представлениях человека о том, как должно быть верно.

Таким образом, все проектные решения ограничены представлениями инженеров, о том какими они должны быть, а не максимально оптимальными в рамках данных условий. Т.е. проектные решения ограничены технологией и косностью мышления участников проектирования. Появление 3D печати резко расширило границы технологий и предоставило возможность создавать уникальные изделия. Как только было снято ограничение по технологической форме детали, появились системы поиска оптимальных форм по нагрузке или другим параметрам. Однако форма и материал это еще не комплексное решение проектной задачи, а лишь локальная оптимизация.
Так куда дальше должны стремиться системы проектирования? Так как основной заказчик сложных проектных работ это крупные компании, а крупные компании стремятся уменьшить издержки, то, безусловно, основной заказ к разработчикам следующий:

— Глубокая интеграция проектирования и производства (для уменьшения ошибок проектирования относительно технологических решений).
— Проектирование оборудования совместно с проектированием изделия. Фактически все сводится к тому, что новые качественные оптимальные решения возможны только если меняется их технология производства. Т.е. параллельно должны вестись два процесса проектирования, станочное и самого изделия.
— Применение ИИ для выхода за рамки «школы» проектирования. Т.е. системы ИИ должны быть использованы для:
— на первом этапе — выделения шаблонных проектных решений и их оптимизации в рамках сложившихся на предприятии решений.
— выход из шаблонных решений в сторону комбинирования шаблонов.
— Переход от комбинирования шаблонов к созданию новых гибких моделей проектирования.

По факту проектирование со временем лишится человеческого лица в плане инженерных задач, а начнет больше походить на программирование, т.е. физические и твердотельные модели вообще исчезнут, а будут сразу создаваться математический комплекс решений в рамках математической среды проектирования. Задача человека сведется к составлению наиболее полных и информативных технических заданий, все остальное программный комплекс должен делать сам.

Возможно, это кажется утопией. Но уже сейчас элементы этого не далекого будущего мне приходилось использовать. Например, у меня стояла задача в рамках технологических ограничений составить модель композиционного крыла. Я делал математическую модель в MachCAD, параметризированную модель в ProE, связывал эти файлы на прямую и через макросы и получал на выходе чертежи, которые работали в определенном диапазоне геометрических значений. Таким образом, данная модель для дальнейших пользователей – черный ящик.

Пользователь просто мог выбрать тип профиля, размах, требования к механизации, а на выходе получал чертежи крыла. При этом сам я в большей степени выступал программистом, чем инженером. Если бы в эту схему включить расширенную технологию и системы оптимизации мы бы и получили продукт будущего, но, безусловно, это не простая задача.

Развитие САПР должно быть направленно на исключение человеческого фактора ошибки из систем проектирования. Безусловно, ИИ справится с задачей проектирования эффективнее. Но данное развитие имеет огромное количество противоречий от этических до экономических. Представьте если все проектное бюро «Туполева» или «Сухого» можно будет заменить группой программистов и инженеров аналитиков – потеря рабочих мест, «а вдруг все сломается», «а вдруг ядерный взрыв, а мы кульманы из подвала достанем…». Данные противоречия имеют системный характер и практически не разрешимы. Думаю, мы еще не скоро увидим по-настоящему новые системы проектирования. Релизы всех названных выше программ содержат все меньше и меньше качественных изменений и больше сводятся к удобству пользования и модернизации имеющихся шаблонов.

И, напоследок, хотелось бы отметить одну очень сложную и очевидную проблему русской проектной школы – она так и не имеет своего программного комплекса высшего уровня. У Европы есть NX и Catia у США – ProE – это не просто программные продукты это воплощение школы проектирования и представлений о процессе автоматизации проектирования. И, безусловно от русских разработчиков, хотелось бы получить систему, которая сразу будет на шаг впереди, что-что а догонять у нас, как правило, получается.

Графические программы для досуга и профессиональной деятельности

Каждый день люди сталкиваются с множеством различных изображений: картинка, фотография или сканированный рисунок, который использовали в рекламе или на этикетке продукта. Все эти изображения созданы с нуля человеком, который использовал для этого графические программы (редакторы):

Программа «графический редактор» — это программное обеспечение, которое предоставляет пользователю три основных функции:

• создание;
• редактирование;
• просмотр графических файлов.

Цифровые изображения делятся на три типа:

• растровые;
• векторные;
• трехмерные.

Редакторы также делятся на группы в зависимости от того, для обработки какого вида графики они разработаны:

• растровые графические редакторы;
• векторные графические редакторы;
• гибридные графические редакторы.

Гибридные графические редакторы, как несложно догадаться, позволяют работать с растровыми и векторными изображениями.

Отличие растровой графики от векторной заключается в том, что растровое изображение – это множество пикселей различных цветов и оттенков, которое и формирует графический образ. Векторное изображение — это набор объектов, имеющих характеристики внешнего вида: форма, размер, цвет, толщина линии, цвет заливки.

Существует большое количество программ для работы с изображениями, двухмерной и трехмерной графикой, чертежами, как для профессионалов, так и для обычных пользователей. Ниже представлены наиболее популярные из них.

• Первая программа для графического рисования — Microsoft Paint. Это простейший, но в то же время многофункциональный программный продукт для редактирования растровых изображений, который входит в состав операционной системы Windows:

Основными недостатками этого редактора является отсутствие слоев и поддержки прозрачности; нельзя задать размер, создавая изображение; отсутствует заливка градиентом. Этот программный продукт не предназначен для решения сложных задач в обработке графики.

Он подойдет в тех случаях, когда нужно быстро обрезать изображение или скомбинировать одно из нескольких, либо нарисовать простенький рисунок.

• The GNU Image Manipulation Program (GIMP). Этот пакет более функционален, нежели стандартный Paint, и является альтернативой Adobe Photoshop:

Программа имеет множество функций, которые помогают решать задачи от обработки фотографий и создания коллажей до разработки дизайна для веб-страниц. Но, конечно же, существуют более мощные и специализированные программы для графического дизайна.

• Adobe Photoshop — самый популярный растровый графический редактор, имеющий несколько инструментов для работы с векторными изображениями:

Большинство пользователей используют программу как фоторедактор, не подозревая о его «трехмерных» возможностях. На данный момент расширенная версия Photoshop может применяться для разработки веб-дизайна, создания видео.

• Autodesk 3ds Max – это профессиональная программа, которая ориентирована на работу с трехмерной графикой, а именно создание 3D-объектов различной формы и сложности, и придание им реалистичного вида. Хорошо овладев инструментами этого редактора, можно создавать изображения, которые трудно отличить от фотографии. Также в пакете можно работать с анимацией, создавать персонажей игр и мультфильмов, моделировать движения. Данная программа является отличным инструментом для дизайнеров интерьера. Ниже представлен интерьер, разработанный при помощи 3ds Max:

• MyPaint – программа для художников, которые начинают знакомиться с ремеслом рисования картин и создания любой другой графики на компьютере. Этот пакет имеет простой и удобный интерфейс, который не загроможден функционалом такого типа, как: выделение, фильтры, масштабирование. То есть, присутствует набор только для рисования:

Большим плюсом является неограниченный в размерах холст и огромный набор кистей, с возможностью их настройки. MyPaint поддерживает режим работы с графическим планшетом.

• Corel Painter пользуется большой популярностью среди художников. Конечно, данная программа может работать с графическим планшетом, так как она предназначена для создания цифровой живописи и имеет для этого свыше 200 различных инструментов. Также в редакторе реализован функционал для работы со слоями и масками. Огромным плюсом данного продукта является возможность создавать собственные инструменты.

Раскрывая тему о графических редакторах, нельзя не упомянуть о программах для черчения.

• Autodesk AutoCAD – популярная графическая программа для чертежей. Этот редактор поддерживает двух и трехмерное проектирование, имеет большое количество профессиональных инструментов, поддерживает работу с облачными хранилищами, таблицами Excel, имеется возможность коллективного проектирования. Программа подходит для большого круга пользователей, так как имеет множество надстроек и удобный интерфейс, необходимый для решения поставленных задач. Большим недостатком этого продукта является высокая стоимость, которая оправдана качеством. Поэтому AutoCAD – незаменимый инструмент в области проектирования:

• КОМПАС – еще одна известная программа для создания чертежей, использующая в качестве основы трехмерную модель объекта, при изменении которой динамически изменяется и двухмерный чертеж. Редактор является отличным конкурентом в плане качества и набора инструментов для AutoCAD, но имеет тот же недостаток – высокая цена. Также оба этих пакета могут «устроить стресс» для компьютера по причине высоких требований к производительности.

Все перечисленные выше редакторы, за исключением Paint, 3ds Max и Компас, имеют версии, совместимые с операционной системой Mac OS. Это не является проблемой, так как найти похожие графические программы для Mac, которые не уступают по функционалу версиям для Windows, не займет много времени.

• Paint Pad. Многие пользователи, которые решили познакомиться с Mac OS, сталкиваются с тем, что после установки операционной системы не находят в ее составе какого-либо графического редактора. Есть решение, и оно называется Paint Pad — это такой же растровый редактор, как и Paint.

• Cinema 4D – это программа, по своему функционалу похожа на 3ds Max. Стоит уточнить, что Cinema 4D имеет версию и для Windows. Программа работает с трехмерной графикой и анимацией:

Подключаемые модули дают возможность моделирования динамики тел различной жесткости, создания таких эффектов, как пыль и дым, модуль для прорисовки волос. Очевидный плюс этого редактора – простой и понятный интерфейс.

• LibreCad. Эта программа позволит создать строительные, инженерные чертежи, а также планы и схемы объектов. Редактор подойдет как для начинающих проектировщиков, так и для профессионалов:

Одним из неоспоримых плюсов этого программного обеспечения для работы с двухмерной графикой и чертежами является то, что оно распространяется бесплатно.

На сегодняшний день существует большое разнообразие программ для работы с графикой. В данной статье были представлены наиболее популярные, удобные и мощные средства обработки рисунков, чертежей, трехмерных объектов, а также программы для художников и дизайнеров. Пользователю остается лишь выбрать подходящий инструмент.