Осваивайте программное обеспечение для компьютерной графики — и мир превратится для вас в золотую жилу. Вы сможете моделировать, анимировать и рендерить все, что попадется вам под руку. А потом (при желании) еще и переведете все это на кинопленку и уедете работать в Голливуд.

Моделирование, анимация и рендеринг

Обзор хитов

Олег Татарников

Часть I. Основы 3D-технологии

   Начнем с самого начала

   Сотни и тысячи

   Положись на «железо»

   Сделайте свой выбор

Часть II. Программы для моделирования

   Rhino 3D

      Старое и новое

      Разложим все по полочкам

      Немедленно рендерим

Часть II. Анимация

   Character Studio

Часть III. Звезды-универсалы

   Maya NT 2.0

      Что там, в коробочке?

      В зависимости от других

      NURBS и другие

      Все просто — именно так, как вам нравится

      Запаслись мощностями?

   Softimage|3D 3.8

      Старый и опытный

      Времена динозавров

      По кирпичику

      И многое другое...

      MentalRay

   3D Studio MAX R3

      Усиление мощности

      Изменение рендеринга

      Вперед и вверх

   LightWave 3D 6.0

      Перезаписываемая книга

      Супермоделлер

      NURBS-анимация

   trueSpace 4

      Акселерация до упаду

      Подведем итоги

    Fahrenheit

Сегодня мы публикуем обзор лучших программ в своем классе из различных областей компьютерной графики и анимации и предлагаем вам полезные советы по их использованию. Полный каталог таких программ с демонстрационными версиями вы найдете на нашем CD. Изучайте «матчасть» — и ваша жизнь в корне изменится…

Часть I. Основы 3D-технологии

За последние два года 3D-графика прочно укоренилась в нашей жизни: все больше инженерных и дизайнерских работ выполняется в трехмерном пространстве, и почти в каждой компьютерной игре присутствуют 3D-средства. А как все это работает?

Силу трехмерности трудно переоценить. Она вносит больший реализм в компьютерное искусство и компьютерные игры, революционизирует способы нашего общения с машиной. Компьютерное проектирование и работа с трехмерными объектами практикуется уже в течение нескольких десятилетий, однако лишь в последние два-три года, когда даже базовые модели домашних компьютеров стали достаточно мощными, был достигнут настоящий прогресс в 3D-графике. Но как показывает компьютер трехмерные объекты на плоском экране? И что можно сделать, чтобы извлечь максимум возможного из аппаратной части?

Начнем с самого начала

3D-объект — это объемное тело, обладающее длиной, шириной и глубиной — свойствами, которые в течение многих лет у компьютерных изображений отсутствовали. На самом деле 3D-объекты существуют только в памяти компьютера. Монитор лишь отображает их на плоской поверхности экрана. Трехмерный объект характеризуется присущей ему формой и текстурой поверхности. Форма — это геометрия объекта, которая обычно описывается серией взаимосвязанных точек (вершин) в трехмерном пространстве и многоугольников (граней — замкнутых двухмерных фигур с тремя или более сторонами). Например, куб имеет восемь вершин и шесть граней. Причем для простоты в большинстве случаев в качестве базовых многоугольников выбираются треугольники и соединяются друг с другом по несколько сотен или даже тысяч, образуя сложные трехмерные сетки. Текстура поверхности — это простое описание свойств поверхности подобных многоугольников: их цвета, прозрачности, отражающей способности и так далее.

Чтобы отобразить 3D-объект на экране, компьютеру приходится выполнять некоторые серьезные математические расчеты. Сначала он выясняет, какие части объекта будут видны с заданной точки обзора. Кроме того, объект не будет выглядеть объемным, если в изображении не будет обозначена перспектива. Поэтому компьютер, используя информацию о глубине, корректирует изображение таким образом, чтобы создать на двухмерном экране иллюзию глубины.

Теперь компьютер берет информацию о текстуре и выясняет, как объект взаимодействует со светом: какого цвета он должен быть, какое количество света должно отражаться от каждой его грани, должны ли возникать какие-либо тени и так далее. До этого момента все было просто, но сейчас речь идет о сотнях вычислений даже для такого примитивного объекта, как куб.

Сотни и тысячи

Теперь представьте себе, что перед вами более сложный объект — например коленчатый вал. Сколько многоугольников образует этот объект? Сотни, а может быть, даже и тысячи. Вот почему отображение трехмерных объектов — это очень трудоемкая задача, даже когда речь идет только о визуализации. Если же объект нужно еще и анимировать, компьютеру приходится выполнять такие вычисления до нескольких десятков раз в секунду. А что, если таких объектов не один, а несколько? И что уж говорить о целых 3D-сценах с несколькими источниками света, дымками, туманностями и тому подобными эффектами. А ведь такие сцены сегодня встречаются почти в каждой компьютерной игре.

Отображение трехмерных объектов на плоском экране — настолько сложная задача, что основные компьютерные компании стали встраивать 3D-функции прямо в операционную систему, чтобы программистам не приходилось писать их самостоятельно. Это делается посредством API (Application Programming Interface) — обширных библиотек функций, упрощающих работу с 3D-объектами и их перерисовку на экране. На PC «родным» API является Direct 3D, который (как часть DirectX) поставляется в комплекте с операционной системой Windows 95/98. На компьютерах Mac эта роль отводится QuickDraw 3D.

Однако помимо этого существуют и сотни других 3D API, ориентированных на выполнение какого-либо определенного круга задач, будь то сложное 3D-моделирование или простая «резня» в Quake. Для трехмерных игр важнейшим фактором является скорость: чтобы игра была интересной, необходимо, чтобы объекты на экране перерисовывались как можно быстрее. В задачах же трехмерного моделирования, напротив, важно, чтобы объекты перерисовывались как можно точнее. Поэтому в таких программах не стоит через каждые несколько минут запускать рендеринг, поскольку это очень длительная процедура.

Для ускорения отображения 3D-графики на экране изображения перерисовываются в память на «виртуальные экраны» — фрейм-буферы — аналогично снимкам экранов в памяти компьютера. В одном из фреймов может быть записана базовая форма объекта, в другом — наложенная на него текстура, в остальных — освещение, прозрачность, альфа-канал (проще говоря — маска) и другие эффекты. Таким образом, перед выдачей объекта на экран компьютер может за один полный проход скомпилировать все необходимые графические эффекты и сгенерировать более плавные анимации. Оборотная сторона медали — колоссальные объемы «съедаемой» оперативной памяти, причем чем выше разрешение вашего экрана, тем больше памяти требуется на такие RAM-буферы.

Положись на «железо»

В последние годы уже практически во все графические карты встраиваются 3D-акселераторы, которые берут на себя большую часть работы центрального процессора. На таких картах обычно устанавливается очень быстрый специализированный процессор, дополнительный чип — 2D RAMDAC (цифро-аналоговый преобразователь) и комплект очень быстрой памяти. Сегодня типичная карта имеет 8 Мбайт памяти, а некоторые — по 32 Мбайт и даже больше.

Поначалу 3D-акселераторы использовали 3D API, «родные» для тех платформ, для которых они разрабатывались: на PC применялись акселераторы DirectX, на Mac — акселераторы QuickDraw 3D. Однако быстроразвивающаяся индустрия компьютерных игр породила уйму новых API и соответствующих чипов-акселераторов. Некоторые из них со временем исчезли с рынка, другие до сих пор процветают. Производители аппаратных средств (такие, как 3Dfx) разработали графический чипсет Voodoo (впоследствии ему на смену пришел Voodoo2). Благодаря своей чудовищной скорости и относительно простому для программирования API под названием Glaid этот чипсет завоевал чрезвычайную популярность как среди любителей компьютерных игр, так и среди разработчиков и производителей графических карт.

Однако для 3D-моделирования он не подходит, так как может рендерить изображение только на полный экран, а не в окно. Кроме того, его возможности ограничены всего лишь 16-битным цветом, сравнительно небольшими текстурными картами и несложными моделями (для игр всего этого вполне достаточно, поскольку здесь важнее всего скорость).

К счастью, совсем недавно появилось потенциальное решение и профессиональных проблем: язык описания графических данных OpenGL. Он был разработан в 1992 году компанией Silicon Graphics в виде 3D API для приложений высокого уровня. Кроме возможности отображать объекты с текстурными картами высокого разрешения, точно просчитывать освещение сцен и вводить в них туман, OpenGL обладает еще и кросс-платформной совместимостью. Кроме того, заложенные в нем процедуры обладают достаточной скоростью для того, чтобы использоваться и в играх. Конечно, OpenGL не обеспечивает такой производительности, как 3Dfx Glaid, но небольшие потери в скорости компенсируются той легкостью, с которой этот API можно переносить с одной платформы на другую и даже с одного графического акселератора на другой, так как большинство из них при наличии соответствующих драйверов поддерживает OpenGL.

Сделайте свой выбор

Если вы хотите подобрать себе 3D-акселератор, то вам прежде всего нужно ознакомиться с принятым в данной области жаргоном. Сложный мир трехмерной графики породил массу терминов, странных для непосвященного ума. Из уст производителей и продавцов программного и аппаратного обеспечения для 3D вы услышите такие слова, как «Z-буфер», «билинейное» и «трилинейное фильтрование» и многое другое. К счастью, у всего этого пестрого многообразия есть общий знаменатель. Это, конечно же, frame rate, то есть скорость смены кадров — количество кадров, которое карта может обрабатывать за одну секунду. Этот параметр зависит от того, насколько сложные вещи отображаются на экране, и от сложности моделей, однако многие производители называют средние скорости, характерные для игр, просто в качестве отправной точки.

Лучше всего, если вы сами определитесь с тем, что ищете. Если у вас новая модель PC с портом AGP (Accelerated Graphics Port), то вам нужна карта именно такого типа, поскольку она сможет взаимодействовать с процессором и оперативной памятью вашего компьютера гораздо быстрее, чем карта с PCI-портом (Peripheral Component Interconnect). А чем быстрее взаимодействуют эти узлы, тем быстрее графика отображается на вашем дисплее. Помните, что 3D-программы страшно прожорливы на оперативную память, так что покупайте карты с максимальным объемом RAM. Для серьезного 3D-моделирования и рендеринга мы бы рекомендовали иметь на карте 16 Мбайт памяти или даже больше. Кроме того, хотелось бы, чтобы карта поддерживала OpenGL и к ней прилагался набор приличных драйверов низкого уровня, поскольку в серьезном 3D-мире именно этот API сегодня становится стандартом de facto. Большинство 3D-приложений (и даже некоторые игры) в самом ближайшем будущем будут использовать именно этот API (подробнее о 3D-картах читайте в статье «3D-ускорители»).

Часть II. Программы для моделирования

Все современные пакеты, как правило, универсальны, то есть объединяют и моделирование, и анимацию, и рендеринг, а некоторые, кроме того, имеют еще и модули для постобработки, подготовки изображения, композитинга, вывода на видеопленку, запись на CD-ROM или публикацию в сети Интернет. Однако до сих пор существуют и отдельные программы, специализирующиеся лишь на одном из этих процессов или традиционно сильные в одной из этих областей. Поэтому рассмотрим для начала «звезду» чистого моделирования.

Rhino 3D

Название: Rhino 3D, или Rhinoceros

Платформа: PC

Производитель: Azteccad

http://www.rhino3d.com

Rhino 3D, или Rhino, реализует концептуальное проектирование и высококачественное моделирование для любых применений. У этого пакета непривычный интерфейс, но он достаточно прост в освоении, гибок и обеспечивает неизменно высокий результат моделирования. Вы можете создавать, редактировать и рендерить любые комбинации кривых, поверхностей и твердотельных моделей, а затем экспортировать их в любой формат. Rhino — превосходный моделлер, получивший широкую известность благодаря замечательному NURBS-инструментарию, похожему на знаменитый Alias Power Animator. Эта программа сможет провести вас от создания эскизов до воплощения идей в 3D-модели.

Характеристики продукта:

• Полноценный NURBS-моделлер.

• Широкий выбор методов построения кривых.

• Построение кривых по другим объектам при помощи разнообразных методов.

• Редактирование кривых и поверхностей различными методами.

• Поддерживаются и сплошные тела (твердотельные модели) и булевы операции с ними.

• Анализ моделей: количество точек, длина, объем, график кривизны и многое другое.

• Встроенный рендеринг.

• Поддержка 3D-дигитайзеров.

Достоинства:

• Очень мощная, но простая в использовании программа.

• Быстрая даже на неспециализированном оборудовании низкого класса.

• Работает почти со всеми другими CAD-системами.

Недостатки:

• Дороговат для специализированного моделлера.

• Существует версия только для PC и других не планируется.

Требования к системе:

• Минимальные: Pentium-90, 32 Мбайт RAM, 10 Мбайт HDD, Windows 95/98/NT 4

• Рекомендуемые: Pentium-200, 64 Мбайт RАМ.

Такой же странный, как и его название¹, этот специализированный пакет претендует на завоевание рынка в области 3D-моделирования и рендеринга

Rhino долгое время был восходящей звездой в мире CAD и автоматизированного проектирования. Обросший легендами процесс его созревания включал в себя целую серию общественно доступных бета-версий. В конце концов в свет вышла законченная версия 1.0. Но зачем нам еще один моделлер? И действительно ли он представляет собой что-то принципиально новое?

Rhinoceros — это маленький пакет, состоящий всего из одного CD плюс обширное руководство. Причем его документация — одна из лучших, какую нам когда-либо доводилось видеть. Сначала она знакомит вас с правилами пользования интерфейсом, а затем плавно и нежно подводит прямо к моделированию самых сложных фигур.

Интерфейс Rhino заимствован сразу из нескольких систем моделирования: иконки очень похожи на то, что мы видели в MicroStation, а общая атмосфера напоминает Alias. Инструменты для ввода и редактирования работают в соответствии с общепринятыми методами — «видовыми экранами» и «модификаторами».

Старое и новое

Существуют две основные школы моделирования: старая CAD-концепция ручного ввода координат и более современная школа мышления click-and-slide («щелкни и перетащи»). Каким-то непостижимым образом Rhino придерживается сразу обоих направлений. Если вы знакомы с системами CAD/CAM, где управление осуществляется посредством командной строки, то, глядя на окно Command, вы ощутите, что полностью контролируете ситуацию. Если же вы больше привыкли к 3D Studio MAX, то интерфейс вам тоже понравится, поскольку, чтобы добраться до большинства инструментов и средств, вам достаточно будет одного-двух щелчков мыши.

Настоящий подарок в данном интерфейсе — его невероятная скорость, которая станет еще более удивительной, когда вы поймете, что она не акселерирована аппаратно. Даже на относительно маломощном процессоре Pentium II самые сложные NURBS-поверхности струятся по видовым экранам так, словно проливаются из ковша.

Разложим все по полочкам

Основной экран, предназначенный для моделирования, можно разбить на три или четыре окна. Варианты разметки рабочего пространства загружаются из шаблона, который представляет собой просто-напросто стандартную Rhino-модель. Вы можете взять базовый шаблон и организовать свои рабочие видовые панели так, как вам удобно: порезать окна, как нужно, или, наоборот, удалить их с экрана. Свои персональные установки можно сохранять в виде моделей и в дальнейшем применять в качестве шаблонов для других проектов. Возможность изменять и реорганизовывать видовые панели реализована здесь настолько удачно, что решение, принятое, например, в 3D Studio MAX, выглядит после этого грубым и неуклюжим.

Панели инструментов можно перемещать с места на место и делать плавающими. Это означает, что при необходимости вы можете очистить дисплей, сохранив только одно видовое окно, в котором будут видны все необходимые детали. А поскольку все функциональные возможности инструментов доступны и через разворачивающиеся меню, и через командную строку, доступ к ним не представляет никакого труда.

Практические примеры, изложенные в документации, очень хорошо проработаны, и с их помощью вы очень быстро научитесь строить NURBS-объекты. Помимо этого на CD пакета содержатся некоторые дополнительные уроки и материалы в формате PDF. Они особенно полезны, поскольку вы можете прямо на экране переключаться с текста на Rhino и обратно.

Чтобы проработать урок, посвященный какому-либо объекту, требуется не более 30 минут, причем этот объект вполне может служить основанием для вашего собственного проекта. Если же вы чувствуете, что вам требуется дополнительная помощь, то на Web-сайте Rhino вы также найдете массу обучающих примеров.

Немедленно рендерим

Поскольку Rhino строит объекты для дальнейшего использования в других системах, было немного удивительно встретить здесь весьма неплохой рендерер — медленный, но очень качественный. Он поддерживает цвет, текстуры, освещение и переменное разрешение. Конечно, его нельзя сравнить с рендерером 3D Studio MAX или LightWave 3D, но результат получается вполне удовлетворительный.

Программы MAX и Softimage поддерживаются через plug-in-модули импорта. Эти модули могут обрабатывать стандартные файлы Rhino и передавать их в целевое приложение. Мы протестировали plug-in-модуль для MAX и обнаружили, что он в большинстве случаев работает нормально, хотя иногда у него и возникают проблемы с обрезанными NURBS-поверхностями. Да это и не удивительно: ведь MAX не поддерживает некоторые аспекты NURBS-геометрии, которые поддерживает Rhino. Возможно, здесь требуется некоторая доработка — но MAX, а не Rhino.

Чтобы сделать процесс конструирования моделей в Rhinoceros как можно более простым, в ряде случаев были использованы некоторые альтернативные методы. К примеру, здесь можно загрузить в любой видовой экран растровое изображение и затем использовать его в качестве кальки. Если у вас есть различные профили четвероногого или двуногого существа, то по ним можно легко и быстро вытянуть объемную фигуру.

Если же у вас нет чертежей, но есть сам объект, то и для таких ситуаций Rhino поддерживает некоторые передовые методы моделирования — трехмерные дигитайзеры. Программа поддерживает две модели таких устройств: MicroScribe 3D фирмы Immersion и Space Arm фирмы Faro. С их помощью можно снимать точки реальной поверхности и по ним строить NURBS-поверхности. Эти устройства недешевы, но они могут значительно ускорить процесс кодирования объектов.

Вообще, Rhinoceros великолепно сочетает в себе мощь и управляемость, и если в качестве целевой среды вы используете 3D Studio MAX или Softimage, то эта версия — как раз для вас. Возможность экспортировать реальные NURBS-поверхности в оба этих пакета вполне оправдывает использование Rhino в дополнение к их внутренним моделлерам.

Rhino с легкостью выполняет те задачи, в которых другие системы просто по уши вязнут, и предоставляет такой набор функциональных возможностей, который обычно приличествует высокопрофессиональным CAD-системам стоимостью в тысячи долларов. Как инструмент моделирования NURBS-объектов программа представляет собой быстрое и доступное решение, позволяющее создавать сложные искривленные поверхности, не увязая в мелочах.

Программу Rhino раньше называли Nurbzilla. Это имя, возможно, даже лучше соответствует такому математическому монстру, как этот пакет.

    С чего начать…

    У вас есть бутылка?

Часть II. Анимация

По понятным причинам чистых пакетов для 3D-анимации практически нет (за исключением, может быть, специализированных программ, работающих с аппаратурой для оцифровки движения, — motion capture), однако рассматриваемый ниже хотя и является модулем 3D Studio MAX — специально написан для анимации персонажей и даже предъявляет к аппаратуре собственные требования, отличные от базового пакета.

Character Studio

Название: Character Studio

Платформа: PC

Производитель: Kinetix

http://www.ktx.com

Специализированный модуль 3D Studio MAX для анимации двуногих.

Характеристики продукта:

• Модуль Biped для создания скелетов любых двуногих существ.

• Структуру и форму двуногого существа в любой момент можно скорректировать.

• Модуль Physique автоматически выполняет деформацию оболочки.

• Деформация 3D-оболочек.

• Взвешенное наложение.

• Скольжение оболочек.

• Набухающие мышцы.

• Движения сухожилий.

• Анимация по следам шагов.

• Анимация в свободной форме при помощи развитых средств инверсной кинематики.

• Анимация при помощи оцифровки движения (motion capture).

• Интерполяция на основании физических характеристик.

• Наложение нескольких разных движений.

• Поддержка NURBS- и полигональных поверхностей.

Достоинства:

• Великолепная и простая анимация по следам шагов.

• Поддержка оцифровки движения (motion capture) сокращает сроки производства.

Недостатки:

• Ограничение на количество конечностей у модели.

• Может пробить брешь в вашем бюджете.

• Необходим тотальный контроль.

Требования к аппаратуре:

• Минимальные — Pentium 150 МГц, 64 Мбайт RAM, 200 Мбайт HDD, Windows 95/98/NT 4, 3D Studio MAX R2/R2.5.

• Рекомендуемые — два Pentium II, 128 Мбайт RAM, акселератор OpenGL, Windows NT 4.0.

Вы уже купили майку, кепку и кружку с танцующим младенцем Dancing Baby? Теперь встречайте программу, с которой все это началось. И малыш уже готов сплясать для вас румбу…

Хотя с технической точки зрения это только дополнительный модуль (plug-in) для 3D Studio MAX 2, программа Character Studio R2 сама по себе является весьма сложным и изощренным инструментом для моделирования и анимации. Назначение этой программы, как вы, наверное, уже догадались, — создавать и анимировать двуногих героев практически любых форм и размеров, используя при этом самые разнообразные и затейливые методы.

Программа состоит из двух основных модулей — Biped и Physique. Сначала с помощью моделирующих инструментов MAX вы формируете основную внешнюю оболочку своего героя. Для этого потребуется довольно существенный опыт и навык работы, хотя к программе прилагается несколько моделей-образцов (включая, конечно же, и знаменитую модель малыша, танцующего би-боп).

Затем в модуле Biped выстраивается интегрированная иерархическая структура скелета: кости, соединенные между собой так же, как в реальности. Эту структуру можно произвольным образом отлаживать и перестраивать — задавать количество и длину суставов на каждой конечности, походку героя и так далее.

Анимировать модель проще, когда на нее еще не «надета» оболочка, причем делать это можно тремя способами. Первый способ — свободное движение, когда вы обычным путем при помощи стандартных MAX-инструментов Position, Rotation и Inverse Kinematics строите ключевые кадры. Второй способ — расставлять по трехмерному пространству отпечатки шагов. Biped по этим следам будет автоматически анимировать движения героя с учетом гравитации, законов равновесия, положения центра масс и динамики модели. Этот способ полезен для имитации обычной ходьбы и пробежек героя перед прыжком, ударом и другими более сложными движениями.

И последний метод — импорт файлов с оцифрованным движением (motion capture — mocap). В версию 2 включена мощная поддержка для импорта и фильтрации mocap-файлов в формате Biovision или файлов с разметкой (marker files) для последующей постобработки. Не важно, каким методом (или какими методами) вы воспользуетесь, результирующую анимацию можно будет применить к любому двуногому объекту любой структуры. Анимационные данные сами будут адаптироваться в соответствии со структурой анимируемого объекта. При помощи инструмента Motion Flow вы также можете свободно комбинировать отдельные анимационные файлы, причем стыки между ними будут абсолютно незаметны.

После этого в игру вступает модуль Physique. В нем на скелетную основу «надевается» объемная оболочка. Для совмещения этих объектов используются ключевые узлы, такие, например, как локоть или таз. Для успеха этой операции необходимо, чтобы каждая кость скелета подходила по размеру к соответствующей части оболочки. Работа эта кропотливая и отнимает довольно много времени, но зато после ее завершения в модуле Physique поверхностная сетка автоматически будет анимироваться в полном соответствии с движениями скелета, деформируясь и вытягиваясь именно так, как надо.

Последний шаг — настройка таких деформаций оболочки, которые имитируют сокращения мышц, образование складок кожи и другие тонкие эффекты. Этот этап наиболее важен для достижения реализма, однако он также является и самым сложным.

Character Studio — это инструмент, нацеленный непосредственно на профессиональных аниматоров, и для работы с ним не помешает опыт взаимодействия с 3D Studio MAX и глубокие знания в области анатомии и физики. Однако все эти труды и инвестиции могут принести великолепные плоды.

    Учимся ходить

Часть III. Звезды-универсалы

И все-таки, как показала практика, будущее — именно за пакетами-универсалами, и мы рассмотрим их «сверху-вниз», выбрав пять наиболее популярных программ на платформе PC.

Maya NT 2.0

Название: Maya NT 2.0

Платформа: PC/SGI

Производитель: Alias|Wavefront

http://www.aw.sgi.com

Добро пожаловать в высшую лигу, где Maya, выдающийся проект компании Alias|Wavefront, является на сегодняшний день самым мощным и производительным пакетом для 3D-графики и в кино, и на телевидении. Продвинутые системы частиц, богатейшие инструментальные средства для NURBS и полигонального моделирования, непревзойденная инверсная кинематика, уникальное моделирование кожного и волосяного покрова, гибкий открытый интерфейс и широкие возможности программирования с использованием языка сценариев MEL, безусловно, выдвигают этот пакет на передовые позиции. А средства интерактивного редактирования материалов — IPR (Interactive Photorealistic Rendering) — оставляют просто фантастическое впечатление. Кроме того, благодаря тому что пакет Maya полностью переписан под новые технологии, он далеко опережает потенциальных конкурентов как по возможностям интерактивной работы, так и по скорости рендеринга. Причем пакет может быть легко расширен и произвольно настроен пользователем, чтобы как можно полнее удовлетворять любым специфическим требованиям.

Характеристики продукта:

• Maya FX — жесткая и мягкая динамика тел.

• Maya Artisan — лепка объектов путем рисования на их поверхности.

• Maya Fusion — модифицированная версия известной программы Digital Fusion фирмы eyeon для постобработки и композитинга.

• Maya Fur — средство для «выращивания» реалистичных волос и меха.

• Maya Cloth — разработка трехмерной одежды по выкройке и «одевание» 3D-моделей.

• Maya Live — трехмерный ротоскопинг.

• IPR — Interactive Photorealistic Render.

• Мощные средства анимации.

• Развитая система частиц.

• Подстановка объектов вместо частиц и программирование эффектов.

• Управление отображением текстур на экране и в окне Multilister.

• Гибкий язык сценариев MEL.

• Интерфейс, настраиваемый пользователем.

• Полный набор инструментов для NURBS- и полигонального моделирования.

• Сверхбыстрые булевы операции на полигонах и сплайнах.

• Встроенные эффекты типа огня, дыма и пр.

• Многопроцессорный гибкий рендеринг.

Достоинства:

• Все, что только можно пожелать для моделирования и анимации трехмерных персонажей.

• На сегодняшний день это Святой Грааль — источник бессмертия — для всех 3D-аниматоров.

Недостатки:

• Дорого (9000 долл.).

• Требуется длительное обучение.

• За такие деньги руководство могло бы быть и получше.

Требования к системе:

• Минимальные: Pentium-233, приличная графическая карта, 128 Мбайт RAM, Windows NT 4, sp3.

• Рекомендуемые: Pentium II-300, OpenGL-акселератор, 256 Мбайт RAM.

Профессиональный пакет для анимации трехмерных персонажей и создания спецэффектов от компании Alias/Wavefront сегодня продается за полцены, но все равно девять тысяч долларов — не слишком ли это много?

В конце концов цены на программное обеспечение для 3D пошатнулись и начали падать. Первым на этот путь встала фирма ElectricImage (теперь она принадлежит компании Play, Inc.), которая объединила «киношную» — Film и телевизионную — Broadcast-версии своей анимационной системы в единый пакет (дополнив их новым моделлером) и стала продавать его за 2295 долл. вместо прежних семи тысяч. Следующим был пакет Maya компании Alias, который теперь можно купить за половину прежней цены! Наконец, и SoftImage урезал свой базовый 3D-пакет, чтобы он мог конкурировать с Maya. Короче говоря, сегодня лучшее время, чтобы отправиться в магазин за 3D-Нирваной (при условии, конечно, что у вас есть такие деньги).

Однако возникает вопрос: почему падают цены на 3D-приложения? Дело в том, что такие фирмы, как ILM, Disney и Pixar, могут купить только ограниченное количество программного обеспечения, и этот рынок — рынок профессиональных аниматоров — в конце концов начал иссякать. Именно поэтому компания Alias|Wavefront решила завоевать новый рынок сбыта — один из самых больших 3D-рынков в мире — рынок пользователей 3D Studio MAX.

Менее чем за цену двух пакетов MAX (причем если не учитывать стоимость многочисленных дополнительных модулей) небольшая 3D-компания (или даже один, но состоятельный индивидуал) может обзавестись одним полным комплектом Maya. Не думайте, что за эту цену вы получаете только базовый комплект. Нет, теперь здесь и Maya Base, и Maya Rendering, и Maya FX, и Maya Artisan, и Fusion Lite, и конвертер EPS. Все это вместе теперь называется Maya Complete для Windows NT. Существует и другая версия, Maya Unlimited, в которую входят и Maya Cloth, и Fur, и Power Modelling, и Maya Live, и две дополнительные лицензии на модули рендеринга.

В итоге для обеих платформ (Windows NT и IRIX) будет выстроена целая линейка продуктов.

Что там, в коробочке?

Maya — это развитая система для 3D-моделирования, анимации и рендеринга. С самого начала она строилась с целью обеспечения пользователя необходимой производственной средой с высокой степенью гибкости. Ее интерфейс на первый взгляд производит шокирующее впечатление. Для такого дорогостоящего приложения он совсем не выглядит как нечто особенное.

Основное окно, как обычно, поделено на панели и меню. Помимо этого в верхней и нижней частях экрана расположены полоски с основным меню, инструментами для выделения объектов, шкалой времени и лентой прокрутки анимаций. Справа находится вертикальная полоса, на которой показаны все доступные каналы анимации выделенного объекта. Если активизировать сразу все элементы интерфейса, то рабочее 3D-пространство может оказаться довольно-таки маленьким — даже на 21-дюймовом мониторе, однако компания Alias припрятала в рукаве множество разных трюков и фокусов, которые помогут вам работать в Maya более эффективно. Именно из-за этого, в частности, Maya первоначально не производит сильного впечатления. В ней спрятано множество секретов — только щелкни мышью.

В Maya используется система «горячих» окон (HotBox) и «настраиваемых» меню (Marking Menus), которые выскакивают из-под курсора мыши, когда вы нажимаете клавишу «пробел». Сюда входят все меню Maya, так что вы можете убрать с экрана все основные меню и освободить себе побольше рабочего пространства. Кроме того, в HotBox есть пять областей, которые тоже предоставляют доступ к меню и командам. Вы можете свободно перенастраивать Marking-меню и таким образом организовывать до 15 комплектов своих собственных меню, относящихся к различным задачам Maya.

В комбинации с контекстным меню, открывающимся по нажатии правой кнопки мыши, получается, что можно вообще отключить все элементы интерфейса, кроме рабочих окон, сохраняя при этом доступ ко всем инструментам и командам. Невероятная гибкость!

В зависимости от других

Работать с объектами на экране можно с помощью графических 3D-манипуляторов. Они доступны в любой момент, когда вам нужно что-то переместить, масштабировать или повернуть на экране. Манипуляторы масштабирования и перемещения (Scale и Translate) изображаются в виде осей в точке опоры объекта или в центре множества выделенных в данный момент объектов. Выделенные объекты помечаются по каждой из осей красным, зеленым и синим цветом и всегда остаются видимыми сквозь остальные объекты независимо от того, в каком режиме они находятся — каркасном или тонированном.

Манипулятор поворота Rotate отображается в виде группы из трех кругов, расположенных под углом 90 градусов друг к другу (по каждой из трех осей), плюс четвертый круг, который всегда повернут перпендикулярно к текущему направлению обзора. Редактировать объекты в трехмерном пространстве при помощи 3D-манипуляторов очень просто, так как вы можете захватить рукоятку любой из осей и отмасштабировать, переместить или повернуть объект только по той оси, которая вас в данный момент интересует (независимо от вашего текущего положения в перспективном виде). Таким образом, манипуляторы, не отменяя ортогональных проекций, предоставляют возможность работы в одном, только большом, окне Perspective View.

Ориентироваться и перемещаться в 3D-пространстве здесь тоже очень легко, правда, как и в других программах, разработанных первоначально для системы IRIX (UNIX), вам понадобится трехкнопочная мышь. Пока одна ваша рука парит над клавишей Alt (или «пробел» в HotBox), при помощи различных комбинаций кнопок мыши вы можете выполнять команды Dolly, Zoom, Tumble и Track. Путешествия по Maya легко сочетаются с HotBox, с интерактивными окнами предварительного просмотра в тонированном виде и с процессом моделирования при помощи манипуляторов и осуществляются естественным и интуитивным образом.

Архитектура Maya основана на концепции так называемых узлов зависимости (Dependency Nodes), согласно которой каждое событие процесса анимации или моделирования можно описать как поток данных через систему узлов, где выход одного узла является входом другого. Может, это и скучно звучит, но такая концепция дает невероятную степень скрытого контроля над процессом моделирования и анимации.

В окне Hypergraph дается наглядное представление узлов и связей между ними, причем связи можно тем или иным образом модифицировать. К примеру, простая NURBS-сфера состоит из узла Transform, узла Input и узла Shape. Если вы добавите к сфере текстуру, в гиперграфе появится сразу несколько новых узлов, соответствующих освещению, материалу, рендерингу и так далее. Чтобы не запутаться, вы можете рассматривать узлы под различными углами зрения: например, можно сделать так, чтобы видны были только узлы, влияющие на атрибуты шейдинга сферы и их соединения — входящие, исходящие и двусторонние.

NURBS и другие

Программа Maya предоставляет среду для полноценного процедурного моделирования с использованием NURBS-поверхностей и многоугольников. Поверхности можно «сшивать» друг с другом и строить между ними плавные переходы; стыки граней можно скруглять и делать на них фаски — и все это под вашим полным контролем. При помощи инструмента Extrude Polygon можно из куба построить космический корабль — просто выделяя и вытягивая отдельные грани. Кроме того, изощренный набор 3D-манипуляторов позволяет управлять экструзией, поддерживая симметрию с обеих сторон модели. Когда строительство полигональной модели в низком разрешении будет завершено, ее можно будет сгладить, придать ей более органичную, округлую форму. После этого все операции редактирования, выполненные вами над моделью, окажутся в списке Construction History. Помимо этого для каждого узла редактирования — например для операции экструзии или снятия фаски — можно открыть список атрибутов, которые при желании также можно отредактировать.

Операции моделирования и все манипуляции в сцене выполняются молниеносно, особенно с использованием OpenGL-акселератора. Все материалы и шейдеры здесь превосходны, и, хотя окончательный рендеринг в Maya не так скор, как хотелось бы, вы можете воспользоваться уникальным средством — IPR, которое позволяет настраивать материалы в уже отрендеренной сцене. Система управления материалами и текстурами (она называется Multilister) была не очень интуитивна и вызвала немало головной боли, но в версии 2 программы Maya реализована новая, гораздо более простая система материалов, а интерфейс drug-and-drop в сочетании с уже упомянутым IPR поможет вам легко справиться с любыми трудностями.

Все просто — именно так, как вам нравится

После того как вы все рассчитаете, интерактивный процесс размещения текстур и аппаратный процесс их рендеринга и отображения станут для вас совершенно простыми и открытыми. Кроме того, Maya полностью поддерживает неявные сетки (так называемые UV-координаты), и вы получите абсолютный контроль за процессом размещения текстуры с помощью окна Texture View или того же IPR. В окне Texture View UV-точки модели демонстрируются как бы через проекцию текстуры. После этого можно выделять UV-точки и перемещать их таким образом, чтобы модель совпала с текстурной картой. Геометрия модели при этом не меняется, просто текстура очень точно укладывается на ее поверхность. А применяя IPR, вы увидите все изменения непосредственно на реальном объекте вашей сцены.

Анимация в Maya крайне глубока, то есть анимировать можно практически все. При этом используется либо интерактивно настраиваемая динамика, либо технология ключевых кадров. Конечно, Maya предназначена прежде всего для анимации персонажей, и для этой цели здесь предусмотрено множество специальных инструментов. К примеру, для анимации персонажей с бесшовными оболочками в Maya используются скелеты с суставами. Суставы управляют определенными точками поверхности модели. При помощи таких инструментов, как Flexors (Сгибатели), Wire deformers (Деформаторы каркасной сетки), Sculpt deformers (Скульптурные деформаторы) и Lattices (Пространственные решетки), персонажам можно «наращивать мышцы», покрывать их морщинами и создавать очень красивые складки на сгибах. Кроме того, при помощи Expressions (программируемых выражений) можно сделать так, чтобы эти складки зависели от движений суставов, и их не нужно будет выстраивать вручную по ключевым кадрам.

Преобразования лиц (так называемый морфинг) выполняются инструментом Blend Shapes, который может управляться при помощи элементов пользовательского интерфейса. На самом деле заданный пользователем интерфейс может управлять практически всем, чем угодно, поэтому, если сделать всю тяжелую работу заранее, можно устроить так, чтобы у вас остался всего лишь относительно простенький набор регуляторов-ползунков и кнопок, которые заставят вашего героя бегать, прыгать, петь и даже взрываться!

Запаслись мощностями?

Допустим, вы можете позволить себе подобную программу. А как у вас с аппаратурой? Будет ли Maya работать на дешевой PC? Мы запускали эту программу на PII 233, и, хотя рендеринг тянулся ужасно долго, моделирование, анимация и вся динамика выполнялись с необыкновенной легкостью.

Если у вас есть по крайней мере 128 Мбайт памяти (что на самом деле является необходимым минимумом для серьезных графических работ), единственным сдерживающим фактором для использования программы Maya (в частности, с модулем Artisan) будет для вас выбор графической карты. Настоятельно рекомендуем вам OpenGL-акселератор класса Diamond Fire 4000 или Elsa Gloria XL (а наилучшие результаты получались на карте ASUS V-5200 c 96 Мбайт RAM, Dual Glint + Glint Gamma, которая стоит примерно 2500 долл.). Только в этом случае вы сможете работать в модуле Artisan с надлежащим комфортом.

Таким образом, Maya представляет собой наиболее полный и мощный набор инструментов для всех областей 3D-графики, анимации и визуальных эффектов. Это, несомненно, лучший пакет на сегодняшний день для профессионалов в области компьютерной графики, объединяющий все последние достижения в одном интерфейсе. Конечно, такая программа стоит дорого, но она того стоит! Причем с появлением Maya NT 2.0 окончательно стирается грань между профессиональными графическими станциями и настольными компьютерами. Теперь с уверенностью можно сказать: профессиональная графическая станция — это то, где может работать пакет Maya!

    Быстрая лепка скульптур в модуле Artisan

    Maya+OpenGL=…

    Будь динамичнее!

    Редактирование поверхностей

Softimage|3D 3.8

Название: Softimage|3D 3.8

Платформа: PC/SGI

Производитель: Softimage

http://www.softimage.com

Многоугольники-полигоны, «заплатки»-патчи, NURBS-поверхности и «пузыри»-метаболы (metaclay), превосходная анимация и впечатляющие спецэффекты — все это реализовано в Softimage. Программа обладает широкой известностью в игровой промышленности и используется для создания и анимации персонажей в кино и на телевидении. Единственным недостатком пакета на платформе PC являются ее завышенные требования к ресурсам компьютера: необходимо наличие приличных 3D-акселераторов с поддержкой OpenGL, большой объем памяти и по возможности высокая мощность процессора. Однако и программисты, и аниматоры неизменно рекомендуют этот пакет.

Характеристики продукта:

• Сокращение многоугольников (упрощение модели).

• Новые обучающие программы по архитектуре и анимации героев.

• Реконструированные примитивные скелетоны.

• Действия — Actions.

• Новые конвертеры игровых форматов файлов.

• Карты рендеринга (Render maps).

• «Цифровая глина» — MetaClay.

• Twister  — интерактивный рендеринг.

• Программируемый рендеринг MentalRay.

• Развитые средства анимации персонажей.

Достоинства:

• Одна из лучших систем анимации, доступных на рынке на сегодняшний день.

Недостатки:

• Архаичный интерфейс.

• Высокие требования к системе.

• Недостаточно быстрая визуализация.

• Требуется большой монитор.

• Дорого.

Требования к системе:

• Минимальные: рабочая станция с процессором Intel Pentium Pro или Digital Alpha; Windows NT3.51 SP4, Windows NT 4.0 SP3; приличный графический акселератор OpenGL; 64 Мбайт RАМ; 1 Гбайт HDD; файл виртуальной памяти (своп-файл) как минимум в 200 Мбайт.

• Рекомендуемые: процессор Pentium II; 128 Мбайт RAM.

Softimage — одна из лучших программ 3D-графики. Но на подходе уже Sumatra — программа той же самой фирмы, но нового поколения. Так стоит ли платить деньги за новый Softimage?

Программа Softimage|3D широко известна как одна из лучших анимационных систем. С помощью этого пакета (право собственности на который сегодня принадлежит гиганту post-production — фирме Avid) создано огромное количество великолепных спецэффектов для целого ряда художественных фильмов, компьютерных игр и телевизионных передач. В последней версии программы ее и без того колоссальный инструментарий, особенно полезный для разработчиков компьютерных игр, еще больше обогатился.

К сожалению, для успешной работы в этом пакете необходима мощная рабочая станция (тестирование проводилось на Intergraph TDZ 2000 GL2 с одним 450-мегагерцевым процессором Xeon и мощной графической картой).

Мы рассматривали Extreme-версию программы. В отличие от базовой в нее входят некоторые существенные функциональные возможности, такие как системы частиц, модуль рендеринга MentalRay и MetaClay. Однако для нормальной работы нам потребовалась приличная графическая станция с профессиональным 3D-акселератором.

Старый и опытный

Программа Softimage|3D достаточно «стара»: ее начали разрабатывать примерно десять лет назад, и с тех она постоянно совершенствуется, все в большей и большей степени удовлетворяя нужды профессионалов в такой стремительно развивающейся области, как компьютерная анимация (хотя, как показывает опыт фирмы Alias|Wavefront, ее уже пора переписывать заново).

Компания Softimage уже приступила к разработке программы, призванной заменить Softimage|3D на этом поле, так что версия 3.8 станет последней ее версией. Выход в свет системы нового поколения под кодовым названием Sumatra запланирован в скором будущем, поэтому у Softimage|3D 3.8 остается очень мало времени, чтобы доказать свою ценность. Тем не менее некоторые свойства этой программы — такие как программируемые анимации (animation sequencing) и «действия» (actions) — содержат намек на то, что будет реализовано в системе Sumatra, и смогут помочь самым нетерпеливым составить представление о том, каким образом будет строиться работа в 3D в недалеком будущем.

Если вникнуть в суть методологии Softimage, первое, что поражает, — это внимание к деталям, относящимся к технологическому процессу и производительности. Хотя некоторые могут счесть это оскорбительным по отношению к свободе их личных желаний, доступ к сценам, моделям, текстурам и всем остальным составным частям проектов осуществляется строго предопределенным и контролируемым образом. Вы не просто бессистемно сохраняете объекты и сцены на свой жесткий диск — вы обязаны непременно создать базу данных, которая сообщит программе, где что лежит.

Когда вы пользуетесь Softimage, вы располагаете своим собственным каталогом баз данных (Database Directory), содержащих сцены, объекты, результаты рендеринга, а также соответствующие подкаталоги. Возможно также существование и других баз данных. При помощи менеджера баз данных (Database Manager) можно прямо из Softimage создавать и уничтожать каталоги, переносить базы данных из каталога в каталог и элементы баз данных из базы в базу.

В процессе изучения пакета мы постоянно открывали для себя все новые небольшие процедуры и технологические методики, несомненно демонстрирующие глубину и полноту понимания авторами программы того производственного процесса, в котором задействован Softimage|3D. Сюда относится и возможность сохранять различные версии файлов. Например, если будет установлен номер текущей версии 5, то каждый раз, когда вы будете выполнять операцию сохранения, будет образовываться новый файл, а предыдущая версия останется целой и невредимой. Когда будет сохранено предельное количество версий, самая старая из них будет удалена. Эта возможность программы носит название set and forget («включи и забудь») и означает, что вы можете в любой момент вернуться к предыдущим вариантам своих моделей или сцен, не заботясь специально о сохранении версий.

Времена динозавров

Все это, конечно, хорошо, но есть в Softimage и кое-что не очень приятное. Во-первых, это интерфейс. Тут двух мнений быть не может: интерфейс архаичный, похожий на динозавра, — и не только из-за возраста, но и из-за своих размеров и неповоротливости. Забудьте о современных интерфейсах, настраиваемых по желанию пользователя. Здесь вы получите полный WYSIWYG, то есть что видите — то и имеете. Монитор, имевшийся в нашем распоряжении, не мог давать разрешение больше чем 1280x1024, а интерфейс программы позволял работать только с двумя разрешениями: 1024x768 и 1280x1024.

Конструкция основного окна перенесена практически без изменений с рабочих станций: в центре — четыре видовых окна, внизу — шкала времени, вверху — цветная полоса с переключателями модулей, а по бокам — колонки с ячейками меню. Эти ячейки могут разворачиваться, открывая доступ к различным инструментам и командам программы. Каждому модулю соответствует свой собственный набор ячеек меню. Кстати, модули — это пять разделов, из которых, собственно, и состоит полный анимационный пакет Softimage. Модули носят названия Model (Модель), Motion (Движение), Actor (Актер), Matter (Материал) и Tools (Инструменты).

Моделирование выполняется в модуле Model, рендеринг и текстурирование — в модуле Matter и так далее. Первое, что приводит в замешательство, — это доступ к ячейкам меню, поскольку, когда активизируется разворачивающаяся панель, курсор исчезает. Когда вы двигаете мышью, высвечиваются соответствующие команды, и щелчком мыши можно выбрать ту или иную из них, после чего курсор появляется снова.

Следует отметить, что Softimage использует трехкнопочную мышь, и каждая ячейка меню обладает «памятью», так что если на любой из них щелкнуть средней кнопкой, то активизируется последняя команда, выполненная из этой ячейки. Колоссальная экономия времени! Кроме того, для модификации действий мыши и выполнения операций Softimage использует так называемые Supra-клавиши (клавиши быстрого доступа, или «горячие» клавиши, как мы привыкли их называть). Используя эти клавиши в комбинации с трехкнопочной мышью, можно перемещаться по Softimage очень быстро.

По кирпичику

Для построения объекта в программе предусмотрено такое количество разнообразных инструментов, какое только возможно в 3D-системе высшего калибра. Инструменты эти поддерживают и полигональные, и сплайновые, и NURBS-объекты.

Среди наиболее заметных из них можно назвать следующие: построение плавных переходов между NURBS-кривыми (NURBS blending); деформация объектов на основании кривой или поверхности; деформация сетки (lattice deformation), а также усовершенствованный алгоритм сокращения многоугольников (polygon reduction). Последний алгоритм, появившийся в новой версии, особенно выгоден для разработчиков игр, где эффективность многоугольников имеет первостепенное значение.

В отличие от других 3D-пакетов, в которых для анимации компьютерных героев используются скелеты, в Softimage модели анимируются путем прямого связывания вершин гладких поверхностей этих моделей с заданными скелетными сочленениями. Тем самым, с одной стороны, ликвидируются многие распространенные проблемы, такие как нежелательное воздействие деталей скелета на соседние области, хотя, с другой стороны, при этом возникают новые проблемы, например: как создать органичные кожные и мускульные покровы?

Некоторые из этих проблем легко преодолеваются путем использования объемной и кластерной анимации. Кластеры — это заданные пользователем группы точек, которые можно анимировать как единое целое. Они особенно полезны при анимации мимики, поскольку можно шевелить сразу целыми группами мышц на лице, например уголками губ, бровями и так далее. После того как вы зададите, какие точки входят в кластер, он будет представлен на дисплее в виде единого нуль-объекта с управляющими рукоятками (для большей визуальной простоты сами точки исчезнут).

И многое другое...

Что же еще спрятано в этой колоссальной программе? Помимо анимации по ключевым кадрам здесь возможна процедурная анимация. Например, процедура Flock Q-Stretch, которая моделирует инерционный эффект, а также столкновения объектов и динамику движений под воздействием гравитации.

Конечно же, здесь присутствует полный комплект инверсной кинематики, необходимый в любом серьезном 3D-пакете для анимации героев, но помимо этого в программе предусмотрены еще и выражения. Этот чрезвычайно мощный инструмент позволяет управлять любым анимируемым параметром любого объекта посредством любого параметра другого объекта. Например, положение одного объекта может определять степень видимости другого объекта, а угол поворота в суставе скелета может влиять на форму поверхности мускулатуры. Комбинация кластеров и выражений дает пользователю высочайший уровень контроля за анимируемыми объектами: они становятся подвластными вам, как куклы-марионетки.

Кроме того, вы можете создавать в своих сценах элементы графического интерфейса — простейшие ползунки и переключатели, которые с помощью выражений можно связать с кластерами. Например, перемещение ползунка по оси X может влиять на координату Y рукоятки кластера. Таким образом, можно, например, заставить своего героя моргать. Построив длинную цепочку связанных параметров, можно управлять самыми разными аспектами объектов и строить самый невероятные по сложности движения: от прыжков до чихания.

Анимация выполняется традиционным методом ключевых кадров, и для этого в Softimage предусмотрены такие же средства управлением временем, как и в программе LightWave. Внизу экрана расположена шкала времени с ползунком и кнопками Play. Нажимая команды меню Save Key, вы задаете ключевые кадры и фиксируете ключевые значения анимируемых атрибутов. Нажав среднюю кнопку мыши, можно повторить выполнение той же самой команды меню, что значительно облегчает процесс фиксации ключевых кадров.

Если же вы захотели посмотреть, что у вас получается, вам понадобится Dope Sheet. В этом окне демонстрируется временное положение ключевых кадров на шкале времени. Именно здесь применяется новая функциональная возможность программы — Actions.

Action (то есть действие, или операция) — это набор анимаций объекта (таких, например, как бег, ходьба, чихание или удары кулаком), сохраненный в виде удобного, единого «пакета». Этот пакет можно перемещать, дублировать, переносить в Dope Sheet и таким образом очень быстро строить из блоков пробные наброски анимаций.

Но что действительно приятно в программе Softimage — это ее способность интерполировать движения между отдельными действиями. Например, у вас есть эпизод, где герой бежит, а затем чихает. Между этими действиями существует зазор. Этот зазор автоматически заполняется куском, в котором два действия — бег и чихание — интерполируются друг с другом. Таким образом, между действиями образуется плавный переход. К сожалению, действия пока нельзя накладывать друг на друга, но в системе нелинейной анимации Sumatra и эта возможность будет реализована.

MentalRay

Рендеринг в программе Softimage всегда был реализован достаточно хорошо, а с появлением алгоритма просчета лучей — MentalRay его качество еще больше повысилось. Только RenderMan дает качество лучшее, чем MentalRay, но для достижения оптимальных результатов его нужно серьезно программировать. MentalRay поддерживает свою собственную библиотеку алгоритмов шейдинга процедурных текстур, а научившись писать свои собственные шейдеры, вы еще больше повысите коэффициент полезности этого свойства программы.

Помимо этого в комплект Extreme входят система частиц и МetaClay. Это очень мощная система работы с «цифровой глиной» из метаболов для интуитивного и органического моделирования, которая (в сочетании с аппаратной поддержкой OpenGL) работает в реальном времени. Каждый шар можно масштабировать в любом направлении, и вы можете устанавливать разрешение возможных поверхностей, полученных в любой момент времени.

Для разработчиков игр в программе также предусмотрены новые конвертеры форматов, включая поддержку DirectX5, плюс специальное средство под названием RenderMap. Этот модуль пересчитывает карты объектов с поверхностями, а также информацию о яркости и тенях, которая включается в текстуру. Все это придает играм особый реализм, не требуя дополнительного рендеринга.

Soflimage — безусловно, мощная и развитая 3D-система, способная удовлетворить самого требовательного пользователя. Поскольку цены на продукты такого рода постоянно колеблются, она вполне в состоянии быстро себя окупить. В свете ожидаемого появления пакета Sumatra ценность новой версии Soflimage может оказаться под вопросом, однако Twister — интерактивный рендеринг следующего поколения — будет работать и в сочетании с версией 3.8. (Это объясняется тем, что данная версия выходит в свет прямо перед Sumatra.) В общем и целом Softimage — совершенно сногсшибательная программа как по своим возможностям, так и по удобству применения. Ее можно охарактеризовать как одну из самых мощных в данном секторе рынка. Если вы можете позволить себе такую роскошь, то наверняка не будете разочарованы.

    Высокоточные трансформации и функциональные кривые

    Softimage|3D 3.8 Extreme

    Анимация губ посредством ключевых конфигураций

3D Studio MAX R3

Название: 3D Studio MAX R3

Платформа: PC

Производитель: Kinetix

http://www.ktx.com

Программа для моделирования, анимации и рендеринга для PC под управлением Windows 95/NT.

Сегодня MAX — это один из самых популярных, если не самый популярный пакет 3D-графики и анимации. Старейшая программа на платформе PC работает теперь не только с «сетками» (полигонами), но и с неоднородными рациональными B-сплайнами (NURBS), что позволяет использовать ее для сложного моделирования. А к услугам профессионалов в области видео — и трекинг движения, и продвинутый рендеринг, и тысячи других возможностей, которые с успехом используются в кино и на телевидении. Результаты работы этого пакета вы можете увидеть во многих голливудских фильмах (таких, например, как «Затерянные в космосе» — Lost in Space).

МАХ обладает богатейшими возможностями моделирования и анимации. Для создания объектов можно использовать полигональные сетки, кривые Безье, частицы и NURBS-поверхности. Когда объект создан, к нему можно применить ряд модификаторов, которые, не разрушая объект, доводят его форму до требуемого вида. Эти модификаторы сохраняют порядок своей работы в стеке, и в любое время их можно редактировать. Пример того, как это можно использовать, — изгибание и скручивание цилиндра. Даже после того как операция выполнена, можно вернуться назад и увеличить число полигонов, «разбив» исходные на несколько частей (tesselate), чтобы добиться большей гладкости. Когда вы наконец получили нужную форму, можно свернуть стек, чтобы упростить сцену и уменьшить нагрузку на процессор. МАХ дает вам доступ к вершинам и позволяет входить в режим подобъектов для тонкого редактирования.

Все операции, даже операции над вершинами, можно анимировать. Для этого нужно лишь перейти к требуемому кадру и настроить объект либо воспользоваться сложными операциями инверсной кинематики, которые задаются при помощи функциональных кривых или математических выражений в окне Track View. Этот вид проекта напоминает редактор ключевых кадров (dope sheet) — в нем выводятся все ключевые кадры каждого анимируемого параметра. Кроме того, МАХ предлагает набор фильтров, которые помогают придать ошеломляющему потоку информации удобоваримую форму.

МАХ умеет обмениваться файлами практически с любой программой; поддерживаются все обычные параметры ввода и вывода. Файл любого поддерживаемого типа можно использовать как текстуру или как фон. Если в качестве фона используется AVI-файл со звуком, этот же файл можно загрузить на звуковую дорожку в иерархии Track View. Этот могучий метод синхронизации изображения с речью — видеосъемку артиста, произносящего фразы, — можно напрямую сравнивать с анимируемым персонажем.

В программе легко работать с любыми текстурами. Можно назначить определенному объекту или уровню (face level) UV-координаты для текстурирования. Для объекта может быть задано несколько наборов координат, причем можно смешивать два канала, создавая гладкие переходы между текстурными картами. МАХ поддерживает плоскостные (planar), сферические, цилиндрические и кубические (box) методы отображения сеток и заплаток (patches), а также полную UV-параметризацию NURBS-объектов. Материалы в программе могут быть анимированы, и для каждого материала поддерживается 12 типов карт. Для отражающих и преломляющих материалов можно применять избирательную трассировку лучей. В МАХ входит материал под названием Matte/Shadow, который можно использовать для построения теней у прозрачных объектов, с полной передачей фона (что идеально подходит для маскирования зеленого экрана).

Открытая архитектура, удобный интерфейс, огромное количество внешних модулей и дополнений (plug-ins) — буквально на все случаи жизни, обеспечили этому пакету небывалый успех и бешеную популярность во всем мире.

Новые возможности 3D Studio MAX R3:

• Использование внешних ссылок: включение специфических объектов или сцен из других файлов.

• Широкие возможности по созданию сценариев и макроопределений: сценарии могут задаваться кнопкой на панели, редактироваться и применяться к любому объекту.

• Настраиваемый интерфейс: создание собственных инструментальных панелей, перемещение и состыковка любых средств управления, скрывание и удаление чего угодно; загрузка и сохранение конфигурации.

• Переработанный рендеринг: четыре новых шейдера и 11 новых фильтров для сглаживания (антиалиасинга); настройка сглаживания; новые типы материалов; интерактивные эффекты рендеринга.

• Органическое моделирование: NURMS для интерактивного сглаживания сеточной (полигональной) модели; улучшенное быстродействие NURBS; новые параметры патчей и сплайнов; изменение поверхности текстурой (displacement map) для любой геометрии.

• Отображение сцены в виде иерархической блок-схемы.

• Аппаратный рендеринг простой полигональной модели для игровых применений изнутри MAX с использованием специальной графической платы.

• Более простое наложение текстурных координат и управление выравниванием.

• Таблица внешних ссылок для использования различных файлов при моделировании.

• Деформации кожи и управление костями при анимации персонажей и расширение возможностей динамики.

Достоинства:

• В тех случаях, когда сам МАХ не может справиться с задачей, обязательно находится бесплатный или условно-бесплатный модуль, идеально подходящий для этой цели.

• Большое количество литературы, учебных курсов и методических пособий.

Недостатки:

• Для работы требуется серьезное обучение.

• Слабая инверсная кинематика.

Требования к системе:

• Минимальные: Pentium-200, приличная графическая карта, 64 Мбайт RAM, Windows 95/98 или Windows NT 4.0 SP3.

• Рекомендуемые: Pentium II, OpenGL-акселератор, 128 Мбайт RAM.

И вот, наконец, появилась третья версия 3D Studio MAX, которая меняет лицо популярного 3D-пакета. Является ли она выражением всех чаяний его пользователей?

Компания, прежде известная как Kinetix анонсировала новую версию своего знаменитого пакета — 3D Studio MAX R3. Discreet — медиа-подразделение Autodesk, куда теперь вошла и Kinetix (см. врезку «Игра имен»), объявило о том, что туда включено много новых возможностей, необходимых разработчикам игр и визуальных эффектов. Новый пакет обладает новым, более удобным и гибким интерфейсом, значительно повышена его производительность и полностью переработан модуль рендеринга.

Однако в то время как вторая версия (R2) предоставила пользователям тысячу новых возможностей, R3 меньше концентрируется на новом содержании, а больше — на повышении удобства работы и легкости использования пакета MAX. «Изюминкой» этих новшеств является новый, полностью настраиваемый пользователем интерфейс.

Теперь вы можете создавать свои собственные инструментальные панели, просто перемещая на них нужные кнопки или выбирая для них команды из списка. После формирования новой панели вы можете разместить ее где-нибудь на экране или состыковать с уже существующей. Полученные конфигурации могут быть сохранены, и в результате программа будет распространяться с различными типами интерфейсов, которые будут эмулировать другие пакеты. Кроме того, добавлено контекстное меню, способное порождать собственный список опций для каждого конкретного объекта или команды и появляться по щелчку правой кнопки мыши на нем.

Усиление мощности

MAXScript, появившийся еще во второй версии, в R3 значительно усилен благодаря MacroRecorder. Да, это был мощный язык, но он требовал массу времени на освоение, а теперь его использование станет проще и вы сможете автоматически генерировать результат. Используя MacroRecorder, вы получаете возможность записать практически любую последовательность своих действий, модификаторов или команд (включая и работу в дополнительных модулях — plug-ins), а затем сохранить ее в стандарте MAXScript. После этого полученный сценарий (описание ваших действий) можно поместить на инструментальную панель в виде «умной» кнопки и применить к любому объекту. Другими словами, новый интерфейс — полностью независимый и объектно-ориентированный (подобный подход — rumoured — будет включен и в LightWave 6.0).

Из других небольших, но полезных изменений следует выделить: возможность панорамирования вокруг объекта при моделировании, визуализацию трансформаций, блокировку при создании любой поверхности для простого выравнивания, визуализацию отсечения и высвечивание (увеличение яркости) выбранных плоскостей. Из полезных «заимствований» можно отметить также появление окна Schematic View, позволяющего просматривать сцену в виде блок-схемы объектов с отображением их иерархии.

Изменение рендеринга

Одним из наиболее часто критикуемых аспектов 3D Studio MAX всегда был рендеринг (визуализация сцены). В R3 он полностью переработан с сохранением прежнего быстродействия, но со значительным увеличением числа параметров. Все шаги рендеринга (сэмплирование, шейдеры, алгоритмы построения теней и сглаживания) в новой версии являются дополнительными модулями (plug-ins) и допускают произвольную замену или написание заказных программ.

В результате появились четыре новых шейдера, которые тонко изменяют визуализацию заключительного изображения: Strauss, расчет многослойных бликов (multi-layer specular highlights), Shellac и Oren-Nayler-Blinn, а для реалистичного отображения металлических эффектов добавлен еще и Anisotropic. Одиннадцать новых фильтров для сглаживания (антиалиасинга) производят различные действия — от знакомого по предыдущим версиям 3D Studio MAX вида до стиля а-ля LightWave crispness, или полной «размытости».

Появились также новые эффекты рендеринга, которые интерактивно добавляются уже на этапе постобработки и мгновенно появляются при визуализации. Это означает, что при добавлении нового эффекта теперь нет необходимости заново пересчитывать изображение — он появляется немедленно, поверх уже готовой картинки. Среди таких эффектов, вошедших в базовую поставку MAX, можно выделить звезды (Star), имитацию глубины резкости (Depth of Field) или «зернистости» кинопленки (Film Grain), уже знакомых пользователям по дополнениям.

В области моделирования остаются ставшие теперь стандартными NURBS-поверхности, но, кроме того, добавлены и так называемые NURMS-сетки. NURMS (Non-Uniform Rational Mesh Smooth) — это неоднородная рациональная сглаженная сеть, в общих чертах представляющая собой расширение тех полигональных инструментов, которые были в MAX с самого начала. Surface Tools (инструментальные средства для работы со сплайновыми поверхностями) получили новый объект — Editable Patch и много новых средств для работы со сплайнами и сплайновыми путями. Работа с NURBS значительно ускорена, а полезное средство текстурного искажения геометрии (displacement mapping) распространяется теперь на объекты любого типа.

MAX R3 наконец получил долгожданную систему «костей» для анимации персонажей и систему управления деформацией кожи, подобную той, что была реализована в Character Studio. Кроме того, значительно улучшена динамика: добавлены эффекты имитации «мягких тел» (soft-body), позволяющие моделировать ткани, одежду и другие гибкие поверхности.

Вперед и вверх

3D Studio MAX R3 не может, конечно, обладать всеми возможностями других пакетов, но компания Discreet внимательно прислушивается к пожеланиям своих пользователей (которых уже более 90 тысяч во всем мире), выполняет их требования и делает все возможное, чтобы поддержать популярность своего пакета.

    RenderMan и MentalRay приходят в MAX

LightWave 3D 6.0

Название: LightWave 3D 6.0

Платформа: PC/Mac/Amiga

Производитель: NewTek

http://www.newtek.com

По информации компании NewTek, LightWave используют более 40 тысяч цифровых художников, что само по себе является хорошим стимулом для продвижения этой недорогой, но вполне профессиональной программы. И действительно — это широкомасштабный, популярнейший инструмент для создания весьма замысловатых моделей, превосходной анимации и потрясающих эффектов для телевидения (вспомните сериал «Вавилон-5»), компьютерных игр и продукции для больших экранов.

LightWave — хороший инструмент пространственного моделирования, анимации и рендеринга. Первоначально разработанный как приложение к пакету Video Toaster на платформе Amiga фирмы Commodore, LightWave безусловно перерос своих родителей и по праву считается одним из лучших 3D-пакетов. Только тот факт, что и на Mac, и на PC вы можете воспользоваться услугами достаточно мощного 3D-пакета по приемлемой цене, выдвигает LightWave в безусловные лидеры по соотношению «цена/возможности».

Благодаря исключительно мощным средствам моделирования возможности анимации персонажей и способности использовать направленные источники света (spotlights) как проекторы изображений и видео как карты текстур эта система доминирует и на рынке программ постобработки (post-production) для телевещания.

LightWave состоит из двух модулей — Modeller и Layout. Вы строите объекты в Modeller, сохраняете их, затем загружаете в Layout, где их можно анимировать. Эта программа построена на основе ключевых кадров и включает в себя много возможностей, таких как инверсная кинематика, морфинг и MetaNurbs, что делает создание и анимацию персонажей одной из сильных сторон LightWave. Когда-то LightWave работал только на компьютерах Amiga (и был одним из первых 3D-пакетов, перенесенных оттуда на Windows NT), а сегодня он доступен практически на любой платформе. Богатое прошлое ощущается в необычном внешнем виде и в уникальной структуре экрана программы. И хотя экран может показаться неудобным тем, кто переходит на LightWave с других программ 3D-графики, рендеринг в этой программе заслуживает самых высоких оценок.

Последняя версия LightWave 5.6 упрочила позиции пакета на платформе Mac и добавила целый ряд новых возможностей: продвинутое NURBS- и сплайн-моделирование, анимационные дополнения и превосходный рендеринг. Примечательно и то, что Newtek выпускает и «облегченную» версию своего популярного пакета — Inspire 3D, где за четверть цены вы получаете весьма приличный инструментарий и возможность льготного обновления по мере того, как вы перерастаете поставленные ограничения, — это пакет для 3D-моделирования, анимации и рендеринга, который дает профессиональные средства для проектировщиков графического дизайна, мультимедийных приложений и оформления Web-страниц. И одно только то, что «облегченный» пакет поддерживает выходное разрешение до 8000x8000 пикселов, не позволяет так просто от него отмахнуться. Последняя программа, впрочем, больше предназначена для Web-дизайна, позволяет сохранять объекты в формате VRML 2.0 и обладает обширными библиотеками готовых объектов.

Несмотря на то что интерфейс пакета LightWave несколько устарел, он по-прежнему сохраняет огромную армию приверженцев на всех платформах.

Новые возможности LightWave 6.0:

• Интегрированные Caustics, HyperVoxels и Streamer-эффекты рендеринга.

• OpenGL-визуализация в любом окне с отражениями, дымкой и оптическими эффектами.

• MetaNURBS в Layout.

• Полное текстурирование и редактирование поверхности в Modeller.

• Изменение материала (на пробном шарике) в реальном времени во время редактирования (включая изменения рельефа — bump и отражения — environment).

• Различные окна в Layout.

• Различные камеры.

• UV-координаты.

• Удалено ограничение на количество точек объекта в Layout.

• «Горячие ключи», определяемые пользователем в Layout.

• Перенастраиваемый интерфейс.

• Веса в контрольных точках MetaNURBS-объектов.

• Расширение интерактивности и обратной связи.

• Независимые каналы анимации.

• Новые средства для управления движением и функциональные кривые.

• Управление градиентом в Modeller и Layout.

Длительное ожидание LightWave 3D v6.0 наконец завершилось. Некоторые новые свойства пакета, давно уже ставшего промышленным стандартом, просто поражают (особенно если учесть, что это самая дешевая система 3D-анимации). Причем компания NewTek обещает в скором времени еще большее количество новых возможностей.

Перезаписываемая книга

Новая версия была в основном переписана заново, чтобы обеспечить радикальные усовершенствования, нацеленные на простоту использования при значительно возросшей гибкости и мощности системы. Новая система рендеринга включает теперь HyperVoxels 2 (который был раньше дополнением), может обрабатывать все обычные объемные эффекты (volumetric) плюс настоящий caustics — и все это намного быстрее благодаря встроенным алгоритмам Streamer и HyperVoxels. Новый механизм рендеринга может быть также оптимизирован на очень низком уровне, чтобы обеспечить радикальное повышение быстродействия.

Интерактивность работы также значительно повысилась, особенно с применением OpenGL-дисплея, который теперь сразу отображает даже отражения, дымку и знаменитые оптические эффекты (lens flares). Ограничения на углы вращения в инверсной кинематике (IK) вы можете теперь устанавливать интерактивно, графически на экране. И вообще, средства IK значительно расширены; теперь можно легко «оживлять» цепочки и кости и свободно использовать комбинацию прямой и инверсной кинематики.

Супермоделлер

Теперь в моделлере значительно большее количество инструментальных средств функционирует в интерактивном режиме, что не означает, впрочем, отказа от задания и числовых значений при желании. Новый инструмент по имени Symmetry позволяет, например, сразу построить симметричный объект и избежать промежуточного моделирования, зеркального отражения, объединения половинок и пр.

Но самое удобное, что моделирование теперь разрешается и в окне 3D-перспективы; на объекты в моделлере теперь можно класть материалы и любое окно может отображать модели в полностью текстурированном OpenGL-виде. Кроме того, вы можете расставлять теперь веса у контрольных точек MetaNURBS-объектов, чтобы заострить углы и грани без изменения геометрии.

Однако, к сожалению, базовой структуры программы новая версия не изменила: по-прежнему LightWave делится на два отдельных модуля — Layout и Modeller, но их интерфейсы и возможности теперь несколько приближены друг к другу.

Layout теперь поддерживает различные виды и многократные камеры, а Modeller получил новый инструментарий для работы с поверхностями и поддержку текстурирования с возможностью OpenGL-визуализации. Кроме того, при текстурировании добавлена поддержка UV-координат и введено некоторое редактирование текстурных карт — например, изменение яркости и контрастности изображения теперь производится непосредственно изнутри программы LightWave.

NURBS-анимация

Из других возможностей можно отметить возможность импорта в Layout MetaNURBS-объектов, так что теперь нет необходимости переводить их для анимации в полигональную форму. Кроме того, отпадает необходимость в неуклюжем Morph Gizmo, поскольку многократные формы для трансформации будут теперь храниться в одном файле объекта. Вы можете анимировать процент перехода при морфировании объектов в новом редакторе движения — Timeline/Motion Editor, который показывает наконец независимые анимационные каналы и функциональные кривые для них со сплайновыми маркерами Безье-типа.

В завершение можно упомянуть еще копирование атрибутов каналов и расширение средств управления. Интерфейс, как и во многих других современных программах, полностью настраиваемый и показывает контекстные меню, облегчающие доступ ко всем инструментальным средствам.

trueSpace 4

Название: trueSpace 4

Платформа: PC

Производитель: Caligari

http://www.caligari.com

Главное отличие trueSpace 4 от предыдущих версий этой популярной программы — мощные средства рендеринга (в том числе алгоритм трассировки лучей и излучательности). Программа имеет средства для NURBS-моделирования и анимации по ключевым кадрам. Специальные возможности включают проверку на пересечение (collision detection), отрисовку текстуры непосредственно на 3D-модели, инверсную кинематику, создание кожного покрова (skinning) и «цифровую глину» (plastiforming). trueSpace известен своим своеобразным интерфейсом, который, впрочем, несложен в освоении даже для начинающих пользователей.

Характеристики продукта:

• Рендеринг

  • Гибридный алгоритм излучательности (radiosity), просчет хода луча (raytracing) и тонирование (шейдинг) по Фонгу.

  • Развитые средства объемного (Volumetric) шейдинга и шейдинга анизотропных отражений.

  • Слои материалов.

  • Тени, туман и сглаживание движения (Motion blur).

  • Фрагментарный, проекционный, небесный, точечный, локальный и бесконечный свет.

  • Поддержка многопроцессорных конфигураций.

• Моделирование

  • NURBS

  • Развитые средства выделения объектов.

  • Рисование на трехмерных объектах.

  • Живая оболочка «пузырей»-метаболов (Live Skin metaballs).

  • «Цифровая глина» — PlastiForm.

  • Булевы операции.

• Дополнительные 3D-модули (plug-ins)

  • Анимация и инверсная кинематика.

  • Скелетные конструкции с деформируемой кожей и мускулатурой.

  • Функциональные кривые.

  • Язык сценариев Python.

  • Траектории на основе сплайнов.

  • Иерархическая анимация.

  • Анимируемые деформации, метаболы, материалы, источники света, камеры и т.д.

Достоинства:

• Реалистичный рендеринг.

• Аппаратная акселерация.

• Наличие алгоритма излучательности (radiosity).

• Объемный свет.

• Язык сценариев Python.

Недостатки:

• Старый двухмерный интерфейс.

• Особый упор на размещение объектов «на глазок» (хотя и с возможной привязкой с запрещением проникновений).

• При моделировании природных процессов возникают непредсказуемые эффекты.

• Новые функциональные возможности значительно увеличивают время рендеринга.

• Нет поддержки «рендер-ферм».

Требования к системе:

• Минимальные: Windows 95/98/NT 4, Pentium 120 МГц, 32 Мбайт RAM, 20 Мбайт HDD.

• Рекомендуемые: Рentium II, 64 Мбайт RАМ, 3D-акселератор.

В новой версии trueSpace — пакета для моделирования, рендеринга и анимации трехмерных конструкций — компания Caligari предлагает вам невероятную мощь за хорошую цену...

Создание и анимация реалистичных 3D-изображений на PC всегда было сильной стороной таких программ, как LightWave и 3D Studio MAX, однако ни один из этих продуктов не относился ни к разряду дешевых, ни к разряду простых в применении. Если же вам нужна серьезная мощь за более приемлемую цену, то, возможно, вам стоит взглянуть на trueSpace 4.

С каждой новой версией trueSpace значительно расширяет набор своих функциональных возможностей, и версия 4 — не исключение. Однако в данной версии компания Caligari не удовлетворилась простым добавлением новых возможностей, а внесла изменения в самое сердце своего приложения.

Главный фокус всех этих изменений сосредоточился на интерфейсе, который был тщательнейшим и уникальнейшим образом перестроен. Внутри трехмерного «мира» появилась палитра 3D-инструментов, которые всегда оказываются под рукой у пользователя в процессе работы с объектами. По терминологии trueSpace эти инструменты называются widgets, то есть «штуковины». С их помощью можно делать очень многое, но не все. В программе оставлена и значительная часть старого 2D-интерфейса, который в полной гармонии сосуществует с новым 3D-интерфейсом, причем вы можете по своему выбору работать в trueSpace как в трех-, так и в двухмерном варианте.

Управляющие «штуковины» — это сама простота и бесхитростность. Правым щелчком мыши на объекте вы открываете «штуковину» — набор маленьких 3D-объектиков, обозначающих параметры, которыми можно манипулировать. Поместив курсор на любой из объектов, вы можете оживить соответствующую картинку и в анимированном виде посмотреть, во что превратится выделенная вами область в результате заданной модификации. Это очень изящный прием, и единственное, в чем можно обвинить фирму Caligari, — это в том, что замысел этот не был доведен до логического конца. Авторы программы попытались избавиться от загромождающего экран двухмерного мусора и перейти к работе целиком в трехмерном мире. Этого, к сожалению, не произошло, и в конце концов получился худший вариант обоих миров: ограниченная система 3D-меню плюс 2D-меню, которые загромождают все жизненное пространство экрана.

Мы полагаем, что в следующей версии компания Caligari полностью избавится от 2D-меню и построит функциональную иерархию на базе «штуковин»-widgets. Если же они смогут еще и модифицироваться по желанию пользователя, то будет совсем замечательно. Сейчас же widgets работают вполне нормально, но им необходимо обеспечить полный контроль.

Самая же серьезная западня в trueSpace 4 — это старый 2D-интерфейс, который остался практически неизмененным. Конечно, в оправдание этого факта можно привести убийственный аргумент: дескать, этот интерфейс достиг высшей точки своего совершенства и, следовательно, не нуждается в эволюции. Но если так, то почему он кажется таким неуклюжим? Почему панель выбора текстур расположена так далеко от инструментов рисования? Почему все иконки выглядят так нечетко даже при использовании 32-битного цвета? Список незаделанных пробоин можно продолжать до бесконечности, причем большинство из них просто очевидно.

Акселерация до упаду

Новая для данной версии возможность — использование аппаратной акселерации Direct3D для пробного рендеринга сцен в реальном времени. Качество изображений получается приемлемым, хотя особенно замысловатые текстуры не поддерживаются. В качестве альтернативных библиотек можно использовать OpenGL или Intel 3DR. Нам неизвестно, существуют ли другие производители аппаратуры, поддерживающие стандарт 3DR, но OpenGL поддерживается очень многими картами. Пользователям Windows NT повезло — эта платформа до сих пор не поддерживает Direct3D. Быстрое и надежное отображение в реальном времени больше всего полезно для тестирования, поскольку вы получаете четкую картину того, как объекты позиционированы в сцене.

Оно также полезно и для процесса моделирования, хотя здесь все дело портит отсутствие четкого обозначения выделенных объектов. Пользователь часто вынужден возвращаться к каркасной модели, чтобы, прежде чем приступать к выполнению той или иной операции, убедиться в том, что в данный момент выделен нужный объект. Эти аспекты подпадают под общее определение «применимости» программ, и trueSpace, к сожалению, к таковым явно не относится.

Тем не менее главное достижение trueSpace 4 по сравнению с предыдущими версиями — это лицензирование нового механизма рендеринга под названием LightWorks Pro. Этот модуль умеет расправляться с ситуациями с весьма изощренным освещением и поддерживает такие функциональные возможности, как гибридный алгоритм излучательности (hybrid radiosity) и объемные структуры (volumetrics). Модуль предоставляет пользователю некоторые очень продвинутые параметры шейдинга (тонирования): такие, например, как анизотропные отражатели, то есть вещества, которые по-разному отражают свет в зависимости от угла падения. Однако, с другой стороны, trueSpace, к сожалению, больше не поддерживает plug-in-модули Adobe Photosbop.

LightWorks создает в высшей степени реалистичные изображения исключительно высокого качества. Единственное, о чем стоит сразу предупредить, — при использовании самых продвинутых функциональных возможностей значительно увеличивается время рендеринга. LightWorks — приложение многозадачное, но как именно происходит конвертация задачи быстрого рендеринга на многопроцессорных машинах, можно только догадываться. Если вы исповедуете идею «рендеринг-фермы» (render farm), когда в одной упряжке задействуется несколько PC, связанных в сеть, то вы будете очень разочарованы, узнав, что фирма Caligari эту идею не поддерживает. Это, кстати, может существенно сказаться на применимости trueSpace в профессиональной анимации.

Основные анимационные инструменты trueSpace — это ключевые кадры и скелетные модели. В список можно внести также инструмент Simulation (Моделирование), который предназначен для анимации столкновений объектов и манипуляций с атмосферными явлениями (например, с ветром). Присвоив объекту некие специальные характеристики, можно, например, легко сделать так, чтобы он скатывался по ступенькам или с откоса. Эта великолепная простота компенсируется полнейшим отсутствием контроля над тем, что в действительности происходит с вашими объектами, и, к сожалению, полным отсутствием какой-либо деформации.

Удовольствие от возможности буквально за секунды построить подпрыгивающий резиновый шар длится очень недолго, и вы в конце концов начинаете понимать, что шар не сплющивается при ударах об пол. Это станет вашим главным разочарованием, если вы когда-либо видели или пользовались Hypermatter для 3DS MAX фирмы Kinetix. После того как программа моделирования обработает решение, она преобразует его в кривые Безье, что обеспечивает по крайней мере возможность искажать объекты кадр за кадром. Кроме того, эти кривые позволяют исправлять некоторые странности в движениях, которые иногда появляются при автоматическом моделировании. Помимо этого большие трудности возникают, когда объекту нужно остановиться. Иногда те объекты, которые по идее должны столкнуться, проскакивают один сквозь другой или «перемешиваются» друг с другом.

В программу включены и другие моделирующие инструменты, такие как плотность воздуха и атмосферные эффекты, с помощью которых можно, к примеру, смоделировать воздействие ветра на лопасти ветряной мельницы. Эти инструменты работают гораздо лучше, чем программа обработки столкновений, и с их помощью можно легко и эффективно построить вращающийся пропеллер самолета. Данная методика работает и в обратную сторону: вращающиеся лопасти генерируют давление, толкающее самолет вперед, а вертолет вверх.

Но, к сожалению, тут же быстро обнаруживаются существенные ограничения, присущие данному модулю. После того как мы построили вертушку, мы обнаружили, что точка ее крепления абсолютна и вы не можете заставить вращаться составные части, находящиеся между собой в родственных отношениях (которые породили одна другую или были порождены одним и тем же объектом). Такая негибкость делает все эти замечательные удобства практически неприменимыми.

Подведем итоги

В последнее приложение включено множество великолепных функциональных возможностей, таких как NURBS, язык сценариев Python и инверсная кинематика. Некоторые из этих возможностей более полезны, другие менее, но ни одна из них не сравнится с модулем рендеринга LightWorks, который ставит программу trueSpace 4 в один ряд с 3DS MAX и LightWave. К сожалению, он не превращает ее ни в хороший моделлер, ни в искусного аниматора. Моделирование в trueSpace можно сравнить с лепкой скульптур из сливочного масла при помощи отбойного молотка...

На успех проектов, включающих в себя процессы моделирования и анимации, значительное влияние оказывает та точность, с которой вы можете создавать и позиционировать свои объекты. В этом смысле программа trueSpace 4 склонна к совершенно непредсказуемым действиям, что ведет лишь к разочарованию пользователей, а отнюдь не к повышению их производительности.

Что же касается достоинств… Все хорошие 3D-системы сейчас поддерживают объемный свет, и благодаря новому модулю рендеринга trueSpace великолепно справляется с этой задачей.

Данная программа хороша как стартовая площадка для ознакомления с 3D-моделированием, но, с другой стороны, для этого существуют более дешевые программы, такие, как, например, Bryce 3D. Моделирование природных процессов — вещь хорошая, но здесь этим можно заниматься только в том случае, если все, что вы моделируете, будет иметь жесткую структуру, что для большинства традиционных применений совсем нехарактерно. Короче говоря, trueSpace, как и многие другие программы на этом рынке, выглядит как дилетант, который хватается за любое дело, но ничего не доводит до конца. Впрочем, этим характеризуется абсолютное большинство современных 3D-пакетов. Жесточайшая конкуренция заставляет их реализовывать все новые и новые возможности, а общая структура, продуманность интерфейса, надежность и адекватность пакета заложенным в него функциям неизменно отстают.

    Моделирование тел в движении

    LightWorks Pro

    Освещение и рендеринг

КомпьютерПресс 7'1999