Сверчок, импортозамещение Grasshopper

От нас скрывали

Мало кто знает, но существует аналог Grasshopper (Rhinocerros) и Dinamo. Этот инструмент развивается уже более 10 лет. И в отличие от упомянутых, имеет полностью открытый исходный код.

Представляю вам СВеРЧОК (Система векторного рабочего черчения и объёмного конструирования). Сверчок - мощный инструмент для архитектора, позволяющий визуально программировать узлами.

Не погрешу против истины, что: "Кто понимает ценность свободного программного обеспечения, тот компьютерно грамотный".

Ключевые возможности Sverchok (Blender)

Sverchok — это не просто надстройка для работы с сетками (mesh), а полноценная параметрическая CAD-система, узлы которой генерируют и оперируют различными типами геометрических данных.

1. Типы генерируемой геометрии

Вопреки распространенному мнению, Sverchok работает не только с полигональными сетками. В его основе лежат различные типы данных:

Сетки: Конечно сами пресловутые сетки (вершины, рёбра, полигоны) и обширный арсенал узлов для работы с ними, анализ, модификация, прочее.
Матрицы: Матрица - это аналог Plane грасхопера, но по сути это большая математическая концепция, управляющая геометрией. *
Кривые (Curves): Поддерживаются различные виды сплайнов, включая NURBS, Catmull-Rom и Безье . Есть узлы для их создания, интерполяции, сопряжения (fillet) и оценки. *
Поверхности (Surfaces): Инструментарий включает построение поверхностей по сетке кривых (NURBS, бирациональные поверхности Coons Patch, поверхности по сечениям и прочее). *
Твердотельные объекты (Solids): Эта функциональность реализована через интеграцию с библиотекой FreeCAD. Это позволяет выполнять булевы операции (CSG), создавать сечения и использовать ядро геометрического моделирования OpenCASCADE Technology (OCCT) прямо из нодов Sverchok. *
Поля (Fields): Поддержка скалярных и векторных полей для более сложных симуляций и анализа данных.

Ключевые возможности и философия Сверчка (Блендер)

Самодостаточность и интеграция: Sverchok позволяет строить алгоритмы, напрямую используя математическое описание кривых, сеток, полей и поверхностей. Интеграция с FreeCAD добавляет мощь профессионального CAD-ядра.
Гибридный подход: Пользователь может свободно смешивать в одном графе высокоточные NURBS-поверхности (из узлов Sverchok или FreeCAD) и полигональные сетки (из Blender API или Bmesh), выбирая оптимальный инструмент для каждой задачи.
Обмен данными (Brep/NURBS/IFC): Возможность обмениваться данными с профессиональными BIM и CAD форматами, такими как IFC, DXF, SVG и BREP, через интеграцию с FreeCAD, ifcopenshell, собственным кодом, написанным командой Сверчка (в том числе простой экспорт ifc без сторонних библиотек).
Скриптинг: Как и в Grasshopper, есть возможность писать собственные узлы на Python, но в отличие от Grasshopper, это не добровольное рабство в пользу Макнил и Риноцерроза, но свободный инструмент, который запускается под свободным инструментом Блендер и в свободной среде Линукс. Хотя и работает под Виндовс и Макосью так же хорошо.

Ключевые возможности и философия Grasshopper (Rhino)

Родная NURBS-среда: Grasshopper изначально построен на ядре геометрического моделирования Rhino (NURBS). Это его "родная" геометрия, и все операции с кривыми и поверхностями являются нативными, а не реализованными через внешние библиотеки. Это обеспечивает высокую точность и предсказуемость, особенно на этапе моделирования.
Экосистема профессионального инжиниринга: Благодаря тесной интеграции с Rhino, Grasshopper имеет огромную экосистему плагинов, ориентированных на конкретные инженерные расчеты (структурный анализ, МКЭ, анализ освещенности, оптимизация формы), которые часто работают напрямую с NURBS-геометрией без промежуточной конвертации в mesh.
"Запекание" (Baking): Процесс финализации геометрии в Grasshopper подразумевает её перенос в статичные объекты Rhino. В Sverchok, работающем внутри Blender, этот процесс может быть более гибким благодаря глубокой интеграции с объектной моделью Blender (bpy), но концептуально задача та же.

Сравнительная таблица (типы данных)

Критерий	Grasshopper (Rhino)	Sverchok (Blender)
Базовая геометрия	Нативные NURBS-кривые и поверхности (ядро Rhino).	Гибридная: Нативные NURBS-кривые/поверхности (собственные узлы) + Твердотельные объекты через интеграцию с FreeCAD + Полигональные сетки.
Экосистема	Огромное количество коммерческих и бесплатных плагинов для узкоспециализированного инжиниринга (структурный, климатический, оптимизация).	Свободные коммерческие плагины, + глубокая интеграция с Blender API и FreeCAD открывает доступ к миру open-source библиотек (OpenCASCADE, SciPy и др.).
Рабочий процесс	Тесная, но дискретная связь с Rhino. Геометрия "запекается" для дальнейшего использования.	Глубокая интеграция с Blender. Параметрические объекты могут теснее взаимодействовать со сценой Blender (материалы, освещение, частицы).
Основная специализация	Архитектурное и инженерное проектирование, требующее точных NURBS-поверхностей и доступа к профессиональным расчетным пакетам.	Архитектурное проектирование, позволяюее гибридный подход (mesh + CAD) и глубокую интеграцию с инструментарием 3D-графики (рендеринг, анимация), и также вывод чертежей и моделей в BIM/CAD среды.

Сравнительная таблица экосистем расширений: Grasshopper vs Sverchok

Категория / Расширение	Grasshopper (Rhino)	Sverchok (Blender)
Базовые и вспомогательные	Огромное количество утилит: Human, LunchBox, Elefront (управление данными и геометрией), GhPython (скриптинг на Python).	Extra (доп. утилиты), bmesh (доступ к API полигонального моделирования Blender).
Анализ окружающей среды	Ladybug Tools — мощнейший инструмент для анализа погодных данных (температура, ветер, влажность) на основе EnergyPlus Weather данных.	Ladybug sverchok — порт для Sverchok. Позволяет проводить аналогичный анализ, но глубже интегрирован в среду Blender для визуализации результатов.
BIM и IFC (OpenBIM)	IfcHopperShell (на базе IfcOpenShell) — позволяет создавать IFC-совместимую геометрию (например, IfcExtrudedAreaSolid) прямо в Grasshopper . Также GeomGym GSA для конвертации IFC в аналитические модели .	Sverchok-IFC (на базе IfcOpenShell/Bonsai) — глубокая интеграция с BlenderBIM. Позволяет не только создавать, но и читать/изменять IFC-модели, используя параметрические возможности Sverchok.
Работа с облаками точек	Ограничена. Обычно требует написания скриптов на C# или Python. Использование Open3D затруднено из-за IronPython (не поддерживает стандартные библиотеки Python) .	Open3D — полноценный порт или интеграция. Благодаря нативному Python в Blender, Sverchok может напрямую использовать мощные алгоритмы Open3D для обработки облаков точек и mesh (регистрация, фильтрация, реконструкция).
Инженерный анализ и расчеты	IDEA StatiCa (расчет стальных узлов и соединений) , Oasys GSA (структурный анализ) , Karamba3D (МКЭ), RFEM интеграция .	FreeCAD ядро — уже обсуждали. Менее специализированные, но гибкие инструменты на основе SciPy/NumPy, а также вывод геометрии для работы в других программах типа Лира-САПР.
Специализированные инструменты	Dendro (вумерное моделирование на OpenVDB) , IG-Mesh (продвинутая обработка mesh) , Groundhog (ландшафтная архитектура).	Megapolis — изначально создавался для Sverchok. Инструментарий для генерации городов, дорожных сетей и кварталов на основе параметрических правил.

Ключевые выводы из таблицы

Происхождение экосистемы: Экосистема Grasshopper — это классическая "платная" или "профессиональная" индустрия, где плагины часто являются коммерческими продуктами, интегрированными в крупные инженерные компании (IDEA StatiCa, Oasys). Экосистема Sverchok глубоко интегрирована в open-source мир Blender и Python, что дает доступ к таким библиотекам, как Open3D и IfcOpenShell, более нативно.
BIM и IFC: Оба инструмента движутся в сторону OpenBIM через IfcOpenShell. Однако Sverchok-IFC в связке с Bonsai (бывший BlenderBIM) предлагает, возможно, более глубокую двустороннюю связь, так как Blender сам становится BIM-редактором. Grasshopper же чаще используется для генерации геометрии с последующим экспортом в IFC. Тем не менее, в Сверчке есть и собственный быстрый экспорт IFC, который часто даёт минимально необходимый результат.
Работа с данными реального мира (Open3D, Ladybug): В Sverchok есть нативная поддержка Python, что и приводит часто к более тесной интеграции. В то время как пользователи Grasshopper вынуждены писать сложные обходные пути на C# для работы с Open3D, Sverchok может напрямую использовать эту библиотеку. С Ladybug ситуация обратная: это "родной" инструмент для Grasshopper, а в Sverchok он является портом, но с лучшей визуализацией в Blender. Кроме того, более развитая узловая система дляч блендера, эксплуатирующая ladybug под названием VI-Suite, что работает в той же экосистеме, что и Bonsai и Sverchok - в Blender.
Городское планирование: Оба инструмента имеют специализированные расширения. Megapolis является ярким примером инструмента, который, возникнув в экосистеме Sverchok, предоставляет возможности, сравнимые с аналогичными плагинами для Grasshopper.

Итоговое резюме

Grasshopper опирается на единое коммерческое NURBS-ядро Rhino и огромную индустрию плагинов вокруг него. Доминирует в сфере профессионального инженерного анализа (структурные расчеты, стальные конструкции), где требуются сертифицированные и коммерчески поддерживаемые инструменты. Его экосистема богата, но часто требует покупки лицензий.
Sverchok предлагает гибридный подход, сочетая собственные свободные разработки с мощью open-source библиотек (FreeCAD/OCCT), и глубоко интегрирован в среду 3D-моделлинга и рендеринга Blender. Выигрывает за счет глубокой интеграции с open-source экосистемой Python. Это делает его невероятно гибким инструментом для задач, требующих использования передовых научных библиотек (Open3D, IfcOpenShell, SciPy), и обеспечивает более плавный рабочий процесс с визуализацией в Blender.

Сверчок вполне пригоден для работы, выпуска чертежей, моделей, создания фасадов, скульптур, мебели, ювелирных изделий.

Телеграм канал (смешно, но факт, там собрано больше всего диалогов о Сверчке на русском языке, был бот, который помогал с документацией)

Зеркало на MosHub, в перспективе при блокировке Гитхаб будем там.