Мнение эксперта

Начальник группы разработчиков браузера Cortona сотрудник компании ParallelGraphics Роман Долгов

Честно говоря, сотруднику компании, представляющей один из упомянутых в данной статье конкурирующих подходов к Web3D, выступать в качестве «третейского судьи» не совсем этично. Однако практически полное отсутствие в настоящий момент независимых (то есть не заинтересованных в продвижении одного из существующих форматов) профессиональных аналитиков в области Web3D — причем не только у нас, но и на Западе — оставляет заинтересованному читателю только две возможности: или анализ независимый и непрофессиональный, или профессиональный и пристрастный.

На мой взгляд, второй вариант все-таки предпочтительнее. Именно поэтому я и дал согласие на написание предлагаемого вашему вниманию комментария, поставив перед собой «сверхзадачу» быть настолько объективным, насколько это вообще возможно.

Сначала несколько общих замечаний, необходимых для понимания текущей ситуации в целом.

Во-первых, нельзя не упомянуть тот факт, что разнообразие подходов к 3D-графике, в том числе и ориентированной на использование Интернета, не ограничивается упомянутыми в настоящей статье форматами.

Так, в последнее время в области разработок, основанных на принципиально ином подходе к представлению 3D — так называемом Image-Based rendering (другие названия — трехмерная текстура, voxel), наблюдается заметное оживление. Этот подход заключается в описании объекта как совокупности точек, каждая из которых задает положение в пространстве и цвет. В принципе, очень похоже на обычную двухмерную компьютерную картинку с той лишь разницей, что каждая точка изображения имеет дополнительное измерение — глубину.

Более того, форматов, основанных на «классической» технологии полигонального рендеринга, то есть на представлении объектов в виде набора пространственных многоугольников (полигонов) — именно к ним относятся все форматы, описанные в данной статье, — существует гораздо больше. Это и традиционные CAD-форматы, адаптированные для Интернета (прекрасный пример — GDL, язык описания 3D, используемый лидером рынка архитектурных CAD-систем фирмой GrafiSoft), и совсем «свежие», анонсированные буквально два месяца назад Flash3D (Macromedia) и Adobe Atmosphere (Adobe), и окруженный завесой тайны MPEG4 (Mpeg4 consortium)...

Очевидно, что сложившаяся на сегодняшний день ситуация с форматами Web3D (отображенная в настоящей статье достаточно верно) может радикально измениться уже в ближайшее время.

Во-вторых, говоря о Web3D, необходимо отдавать себе отчет в том, что Интернет-рынка трехмерной графики в настоящий момент не существует. Ни один из игроков сегодня не получает сколько-нибудь серьезных прибылей — в лучшем случае доходов хватает на то, чтобы сводить концы с концами, в основном же все живут за счет инвестиций. Чтобы убедиться в этом, достаточно просмотреть финансовые отчеты Viewpoint или Cycore — это открытая информация, опубликованная на сайтах компаний.

Именно поэтому так называемая война форматов Web3D в настоящий момент напоминает дележку шкуры неубитого медведя. Хотя, вообще говоря, ничего удивительного в этом нет: для искусственного формирования потенциально перспективного рынка подобное поведение мелких компаний выглядит типичным и вполне естественным. С одной стороны, надо расставить локти как можно шире — «чтоб не отобрали», с другой — необходимо привлечь внимание потенциального инвестора, ведь до светлого завтра еще надо дожить.

Наша же основная задача — проанализировать и сравнить форматы не с точки зрения вложенных в рекламную кампанию средств или агрессивности маркетинга, а с точки зрения их реальных возможностей и целесообразности их применения для решения практических задач.

Поэтому наиболее объективным здесь представляется следующий подход: определить некоторый набор характеристик, представляющих наибольшую важность с точки зрения практического применения того или иного формата, и рассматривать форматы именно с точки зрения полноты (и качества) имеющегося набора.

Кроме того, необходимо четко различать «потребительские качества», определяемые спецификой формата, и специфику его конкретной реализации. В самом деле, утверждение «формат N обеспечивает наилучшее качество визуализации» представляется в корне неверным, поскольку ни один из рассматриваемых форматов не имеет здесь заведомых преимуществ. Определение «наилучшее качество» в данном случае означает не превосходство формата, а превосходство одного программного обеспечения над другим с точки зрения используемых алгоритмов и их реализации. Это, безусловно, очень важный фактор, однако ситуация может измениться (и меняется очень динамично!) с выходом новых версий программ.

Итак, попробуем определить, какие же свойства формата определяют его качество или «потребительскую ценность».

Наиболее важным (речь идет о визуальном представлении) следует признать доступный автору (художнику, дизайнеру) набор выразительных средств. К ним относятся возможные способы описания геометрии объекта (в виде набора полигонов, тел вращения, аналитических поверхностей и т.д.), а также дополнительные возможности, определяющие внешний вид объекта: текстуры (и возможность управлять наложением текстур), материал (цвет, блики, отражения и прозрачность), модель освещения, различные источники света и т.п.

Не менее важным является и наличие развитых средств анимации, то есть «оживления» трехмерной геометрии. Наибольший интерес здесь представляют так называемая key-frame-анимация (анимация «по ключам»), основанная на задании положения объекта в определенные ключевые моменты времени и интерполяции промежуточных позиций, и morphing — геометрическая деформация объекта.

Непосредственное отношение к анимации (и не только к ней) имеет и иерархическое представление объектов — возможность создавать сложные объекты из более простых, связывая их отношением подчиненности. (Подобного рода иерархическое описание набора объектов в 3D принято называть сценой.) Простейший пример — анимированная модель человеческой руки. Кисть руки может двигаться относительно предплечья, но должна составлять с ним единое целое, если сгибается локоть. Нетрудно заметить, что анимация подобного рода в принципе невозможна без определения иерархии объектов (в данном случае — «плечо — предплечье — кисть»).

Вообще, потребность дизайнеров в динамических изменениях создаваемого ими контента (к сожалению, не могу подобрать русский аналог) не ограничивается только анимациями. В идеале формат должен обеспечивать полную динамику: произвольное изменение внешнего вида, набора, иерархии объектов, динамическую загрузку/отгрузку объектов и даже создание объектов «на лету». Понятно, что обеспечение такой свободы действий возможно только при поддержке форматом средств программирования — языков описания сценариев, или скриптов (scripts), способных оперировать объектами и свойствами объектов.

С динамическим поведением тесно связаны и возможности интерактивности, то есть взаимодействия с пользователем. В самом простом случае это навигация (изменение положения наблюдателя относительно объекта), в более сложных — управление поведением объектов и модификация сцены.

И пожалуй, последняя из относящихся к «дизайнерским» (если можно так выразиться) возможностям — поддержка сторонних медиа-форматов (звук, видео, Flash).

К «техническим» (в отличие от описанных выше «художественных») возможностям форматов следует отнести следующие: компактность, возможность прогрессивной загрузки и детализации (streaming), открытость (возможность создания и редактирования без использования специальных программных средств) и распространенность (поддержка сторонними производителями), объем, простота установки, доступность и качество необходимого программного обеспечения, а также (речь идет о Web-ориентированных форматах!) возможности Web-интеграции (то есть средства взаимодействия с HTML, Web-сервером и т.п.).

И наконец, последняя группа — назовем ее «бизнес-характеристики» — определяет затраты, необходимые для использования того или иного формата в коммерческих (в самом широком смысле) целях. Наиболее серьезные затраты связаны, по-видимому, с созданием контента и включают в себя целый ряд аспектов, таких как трудоемкость разработки, требования к квалификации разработчика и стоимость необходимого ПО.

Прочие расходы связаны с лицензированием технологий и в значительной степени зависят от используемой фирмой-производителем бизнес-модели.

Теперь, когда мы определились с критериями сравнения, перейдем к рассмотрению форматов.

MetaStream (компания Viewpoint)

Изначально этот формат создавался для хранения сканированных 3D-изображений, что, собственно, и определяет его сильные и слабые стороны.

К достоинствам формата прежде всего относится его ориентированность на работу с очень подробной трехмерной сеткой и качественным (детальным) текстурированием (данными, типичными для 3D-сканера). Благодаря продвинутым алгоритмам сжатия формат позволяет довольно компактно представить очень большие объемы данных, а главное ноу-хау фирмы — алгоритмы прореживания и восстановления вершин трехмерной сетки — обеспечивает эффективный streaming (прогрессивную загрузку) геометрии. (Справедливости ради следует отметить, что эти алгоритмы не были разработаны с нуля, а являются развитием известной теории триангуляции Дюлоне.)

Однако подход, базирующийся на представлении объекта в виде пустой оболочки, имеет многочисленные ограничения и не позволяет организовать развитую иерархию объектов, сложные анимации, развитое интерактивное поведение — в общем, динамику сцены. Все средства анимации и интерактивности сцены, предоставляемые Viewpoint, не являются «родными» для их формата, скорее следует говорить о некой достаточно чужеродной надстройке над базовым форматом. Этим и объясняется тот странный на первый взгляд факт, что трехмерная сцена описывается двумя (а не одним!) файлами. XML-файл содержит описание иерархии, узлами которой являются геометрические объекты, находящиеся в одном или нескольких внешних файлах формата MetaStream. Интерактивность и анимация обеспечиваются написанием программ на ECMAScript (JavaScript), размещенных в том же XML-файле. Таким образом, создание сложных динамических сцен трудоемко, производится только вручную и только с привлечением квалифицированных специалистов.