블렌더(Blender)는 CAD 소프트웨어 인가?

3D 모델링 소프트웨어 중에서 블렌더와 CAD는 서로 다르게 애기하곤 한다. 그럼 그 둘은 다를까? 블렌더는 CAD 소프트웨어 일까?

결론적으로, 블렌더는 CAD용 소프트웨어가 아니다. CAD는 기본적으로 곡선 모델링에 기반한 반면, 블렌더는 폴리곤 모델링에 기초한다. CAD 모델들은 수학계산에 의한 도형체의 집합체인 반면, 블렌더 모델들은 교선과 단면의 접합하는 점 요소의 집합체 이다.

Blender 편집화면, 점과 선, 면으로 구성된 폴리곤 집합체이다

FreeCAD – 각 도형과 변화들은 연산방식에 의해 차례차례 처리 되지만, 언제든지 중간 변화를 줄 수도 있다

이제는, 좀 더 자세히 CAD와 블렌더의 차이점에 대해 어떻게 다른지 상세히 알아보고자 한다. 블렌더를 CAD 소프트웨어로 여전히 사용하고 한다면 무엇을 할 수 있고, 문제가 무엇인지 알게 될 것 이다.

블렌더와 CAD 소프트웨어의 차이점은 무엇인가?

간단히 말해서, 블렌더는 건축 또는 엔지니어링을 위한 3D 모델링을 고려하여 고안된 모델링 툴이 아니고, 3차원 시각디자인이 및 애니메이션을 위해 제작된 툴이다. 일단, 이것이 두 소프트웨어가 가진 명확한 차이점 이다.

우리는 예술품을 위해서는 그에 맞는 도구를 사용할 것이고, 정밀한 제작품을 위해서는 또 달리 그에 맞는 도구를 선택할 것이다. 그런데, 블렌더는 예술작품을 만드는 도구쪽에 가깝다. 하지만, 두 가지 소프트웨어는 분명히 공통영역이 있다는 것도 사실이다.

블렌더는 폴리곤과 점요소를 사용하여 형상을 오브젝트 형상을 구현하는 반면, CAD는 작업기록이 제거되지 않으며, 수학식을 사용하여 형상을 구현한다. CAD는 그리고 형상을 선언시 정확한 값을 선언하거나 요구한다.

CAD는 설계도 및 건축도면, 회로기판의 설계 등 다양한 공학적인 도구를 제공하고 있다.
반면, 블렌더는 CAD확장기능을 제공하는 애드온들이 있긴 하지만, 아직 이 영역에서는 CAD에 미치지 못하고 있다.

Blender BIM Addon은 블렌더의 CAD확장기능을 제공하는 대표적인 애드온 중 하나이다. Sverchok 도 유명한 CAD 애드온이다.

CAD Sketcher Gumproad page는 최신 애드온으로 막강한 블렌더 애드온 군단으로 합류했으며, 무료로 제공되고 있다.

Destructive vs Non destructive Workflows(작업 기록의 제거 또는 비제거)

3D 모델링 과정에서 CAD와 블렌더의 중요한 차이점 중 하나가 바로 블렌더는 대부분의 작업에서 작업기록 제거를 요구한다는 것이다.

작업기록의 제거(Destructive workflow)는 모델링에 변화를 가할시 해당 결과를 영구적으로 반영할 것을 요구하는 것이다.

예를들면, 블렌더에서는 모델의 면이나 점요소를  이동시켰을때 이런 변경을 필요에 따라 적용 유예를 할 수가 없다. 그저 모든 변경이 바로 모델링에 반영될 뿐이다. 물론 예외인 경우도 있다. 이런 예외 사항이 블렌더의 배포때 마다 점점 늘어나고 있다.

대표적인 한 예로는, 복수의 수정자(Modifier)를 적용 기능 및 기하노드(Geometry nodes) 추가 기능 등이 이러한 단점을 완전히 바꾸어 놓긴 했다.

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CAD에서는 보통 어떤 변경이라도 되돌리기, 다시실행을 사용할 수 있는데 비하여, 블렌더는 현재의 작업상에서 되돌리기, 다시실행은 가능하지만, 마지막 변경을 그대로 두고, 그 이전의 변경에 대한 되돌리기 및 다시실행을 할 수는 없다.

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CAD는 각각의 기능목록을 포함하여 모델을 구현한다. 따라서, 개별기능과 설정을 조정하며 모델링을 진행할 수 있다. 예를들면, 한 모형에 hole을 냈고, 그 뒤에 표면에 많은 변경작업을 진행했더라도, 이미 작업한 hole의 사이즈와 위치를 언제든지 조정할 수 있다.

블렌더는 이를 위해 수정자(Modifier)를 가지고 있으며, 이를 사용하여 기본 모델의 직접적인 변경 없이 비슷한 활용이 가능은 하지만, 수정자를 지나치게 많이 사용할 수 밖에 없게 된다.  왜냐하면, 수정자 적용 후에도 변경은 언제든 있을 수 있고, 이는 3D 모델링에서는 어쩔 수 없는 것이기 때문이다.

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블렌더는 그렇다면 CAD의 유사 소프트웨어 인가?

간단히 말해, 블렌더는 CAD의 유사제품이 아니다. 그저 작업기록 비제거 도구(Non destructive tool)을 일부 가지고 있을 뿐이다.

단순히, 어느 것이 더 좋다는 우열을 결정하는 것이 편한 결론이지만, CAD와 3D 시각디자인 그리고 애니메이션은 완전히 다른 영역이다.
블렌더의 수정자 도구는 어쨌든 CAD의 기능들과 닮았고, 점점 더 작업기록 비제거를 하는 방향으로 나아가고 있다.

하지만, 정밀성에 대해서는 여전히 말이 많은 상황이고, CAD로 어쨋든 사용을 고집하더라도 능률적인 CAD 도구들은 여전히 부족한 상태이다.

블렌더는 CAD보다 어려운가?

각 프로그램의 사용난이도는 아무래도 사용자의 능숙도와 도구사용 친숙성에 달려 있다. 두 프로그램들 모두 3D 작업을 위한 편리한 컨셉을 제공하고 있다.

CAD는 측정 및 수학적인 공학설계에 매우 편리하므로, 이러한 방식에 익숙하다면 CAD 사용은 그리 무리가 없을 것이다.

블렌더 모델링에서는 대부분의 시작은 결과물이 나올 때까지는 추상적인 상태이므로. 측정하고 수학적인 변경을 가하는 행위들은 변경 처리를 위하여 손을 매우 바쁘게 움직을 수 밖에 없게 된다. 그래서 모델의 형태가 의도한 되로 됐는지는 주로 육안 확인에 의존하게 된다. 여기에 상당한 숙련이 필요하며 시간을 소모하게 된다.

공학설계자들은 블렌더를 사용하는가?

블렌더는 공학설계를 위한 다양한 기능을 제공해 주지 못함에도, 렌더링에는 매우 적합한 도구이다.
대부분의 CAD 프로그램들은 이렇게 진보된 렌더링도구를 포함하지 않고 있다. 블렌더는 CAD 작업에서 바로 이 부분에 빛을 발한다.

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CAD로 작업된 모델을 블렌더로 가져와서 표면에 재질을 입히고 광원효과를 줄 수도 있다. CAD로 제작되지 않은 나무 모형과 같은 주변물들은 애셋을 활용하여 배치하고 렌더링하거나 다양한 데코레이션 효과를 만들어 낼 수도 있다.

이러한 렌더링작업 및 개인취미 수준의 프로젝트를 제외 한다면, 블렌더는 상업적인 공학적 설계에 사용되지 않고 있다.

가장 널리 쓰이는 CAD 프로그램은 무엇인가?

AutoCAD, Solidworks, FreeCAD 그리고 Sketchup이 가장 널리 쓰이는 프로그램들이다.
어떤 작업을 하느냐에 따라 가장 적합한 프로그램은 달라진다.  2D 작업환경에서는 AutoCAD가 가진 기능은 공학 설계에서 아주 우수하다.

Solidwors는 복잡한 3D 오브젝트 제작에 훌륭하다. 모델의 각 기능별 가지를 제공하여 쉬운 변경작업을 지원하기 때문이다.
이외에도 많은 CAD 프로그램들이 있으므로 무엇을 작업할지, 가용한 예산은 어느정도인지에 따라 결정하면 될일이다.

3D 프린팅을 위해 블렌더를 사용 가능한가?

블렌더는 CAD 처럼 무한확대를 지원하지 않지만, 3D 프린팅에 활용할 수 있다.

3D 프린팅 작업 순서는 블렌더에서 모델을 만들고, 3D 프린팅 프로그램으로 작업물을 옮겨 프린팅 가능하게 끔 컨버젼을 해주면 된다. 이 작업에는 프린팅 지지대는 물론 슬라이싱작업을 통해 프린팅 레이어로 바꿔주는 것들을 포함한다.

하지만, 3D 프린팅에서는 부드러운 표면의 쉐이딩을 처리 할 수 없다. 따라서, 3D 프린터의 정밀도 보다 블렌더 모델링에서 더 조밀하게 노드를 구성하지 않으면, 블렌더 모델링의 각진 폴리곤이 프린팅된 결과물에서 보여질 것 이다.

3D 프린팅을 위한 모델링은 교점이나, 두께가 없는 면, 내부면, 내부라인과 같은 non-manifold 데이터들이 제거되 있어야 하며, 그렇지 않으면 3D 프린팅 프로그램에서 슬라이싱 중 여러가지 에러를 불러올 것이다. 블렌더는 애드온을 통해 이런 3D 프린팅을 위해 이런 불필요한 데이터를 찾아내고 제거하는 기능을 사용할 수 있다.

결론

훌륭한 3D 모델링 프로그램이지만, CAD로서의 기능은 아직은 부족하고, 다른 CAD 프로그램들이 제공하는 주요 기능이 아직은 없다.

블렌더는 폴리곤 기반의 모델링 프로그램이므로 결과의 정밀도는 모델링에 달려 있다. 반면에 CAD 모델은 수학적 방식으로 구현하므로, 정밀도를 유지하면서 언제든지 필요한 사이즈로 출력할 수 있다.

그러므로, 블렌더는 시각디자인 및 신속하지만 정확성을 요구받지 않는 작업에 적합하다. CAD는 정밀하고 정확한 작업결과 비제거 설계에 적합하다.

원문은 내가 작성한 글은 아니고,  Is Blender a CAD software? – Artisticrender.com 에서 작성한 글에 대한 번역이다.

나는 3D 모델링을 업으로 삼는 사람도 아니고, 업으로 삼을 생각도 없으며 그져 취미이다 보니 하지만, 모델링 프로그램의 유지비가 취미치고는 부담스러운 수준이기에 알게 된 것이 블렌더 였다. 유지비도 들지 않고, 잘 모르는 것은 검색만 해봐도 블로그나 유투브 등이 워낙 풍부해, 국내 서점에서 흔히 볼 수 있는 뭐뭐뭐뭐 따라하기 같은 도서가 없음에도 배워나가는데 큰 지장이 없었다.

특히, 블렌더를 배워나갈 수록 탑재한 많은 기능을 하나하나 씩 배우며, 필요한 단축키는 반복 연습을 하게 되어 점점 활용 능숙도도 올라가고 이사람 저사람의 유투브를 오브젝트를 취급함에 있어 다양한 스타일들이 불편없이 다가올때 블렌더로 뭐든 할 수 있겠다는 생각이 들기 시작했지만, 어느 순간 아주 간단한 모델링을 하나 하는데도 CAD도 이렇게 번거로울까라는 생각이 들게 되었다. 특히 모델링 중 치수 변화가 필요할 때…..어…이건 좀 아니지 않나하는 생각이 들었는데 위에 본문을 검색하여 찾아내게 된 것 이다.

결국 나는 본 글을 읽고 블렌더는 잠시 접고 FreeCAD를 배우기 시작하게 되었다.