World Builder Professional 2.2

Небо

Реалистическое трехмерное процедурное небо с процедурными облаками управляется компактным набором параметров. Облака могут плыть по небу на заданной высоте, меняя при этом форму. Управляя цветовой палитрой неба и облаков, можно придавать изображению любые оттенки и настроения. В новой версии число слоев облачности неограниченно, а слои могут располагаться на любой высоте. Например, так можно моделировать легкую дымку тумана над водой или облака, скрывающие горную вершину.

О разнообразии небес можно судить по размеру библиотеки, поставляемой с пакетом. А в новой версии пакета модели неба дополнены процедурными звездами.

Вода

Моделирование отражения и анимированная рябь создают весьма достоверную воду. Прозрачность на мелководье и изменение цвета на глубине усиливают эту достоверность до фотографической. При этом, как и в остальных моделях пакета, художнику предоставлена полная свобода для создания необычных художественных эффектов.   

Дороги

В новых версиях существует автоматическая прокладка дорог. При этом автоматически подыскивается оптимальная траектория по поверхности ландшафта. При необходимости эта траектория может быть легко отредактирована вручную. Рельеф под дорогой слегка изменяется, и в нужных местах появляются террасы, выемки или ступеньки на крутом подъеме. Растительность, по желанию художника, может быть удалена с дороги либо полностью, либо частично. Поэтому одинаково легко строить как автомагистрали, так и малозаметные тропинки в лесу.

Автоматическая прокладка пути камеры вдоль дороги позволяет с исключительной скоростью и легкостью снимать ролики с проходом или пролетом вдоль дороги. После создания автоматическую траекторию можно отредактировать по своему усмотрению. При этом специальная процедура предотвращает столкновение камеры с ландшафтом. Возможность легко двигаться по дорогам особенно оценят разработчики игр.

Материалы

Объекты в World Builder можно раскрашивать и текстурировать, помещая на них различные материалы. Материал собирается из строительных блоков — шейдеров. Каждый шейдер описывает определенный набор характеристик поверхности. Например, фотометрия может быть описана одним шейдером, использующим определенную физическую модель отражения и поглощения света поверхностью. Выбирая разные физические модели фотометрии, мы можем изготовить разные фотометрические шейдеры. Другой пример — использование шейдера для помещения текстуры на поверхность. Текстурная карта при этом моделирует «собственный» цвет или окраску поверхности. Универсальность шейдеров демонстрирует менее очевидный пример — профилирование поверхности по данным текстурной карты. В этом случае меняется не столько цвет, сколько геометрия поверхности: узлы сетки во время рендеринга смещаются в соответствии с текстурной картой профиля.

Любой эффект, создаваемый шейдерами, в новой версии можно анимировать. При этом анимируются не только числовые параметры, но и текстурные карты. Вместо статических текстур можно использовать и ролики: .avi-, .flc-файлы или последовательности статических кадров. Вместе с комбинированием разных шейдеров это открывает исключительно широкие возможности для создания анимированных материалов и эффектов.

Качество рендеринга текстур является важным показателем пакета. В добавление к стандартному механизму сглаживания (antialiasing) в новой версии реализован суперсэмплинг и фильтрация текстурных карт, что радикально улучшает качество рендеринга текстур.

Новая черта второй версии — это процедурные 2D- и 3D-текстуры. Они лишены эффекта периодичности, свойственного обычным текстурам при многократном повторении вдоль поверхности, и открывают простор для экспериментов.

Разумеется, с пакетом поставляется обширная библиотека материалов и текстур: от различных видов грунта и скал до всевозможной растительности. Число поставляемых на дистрибутивном диске World Builder текстур достигает нескольких сотен.

World Builder избегает распространенного в геоинформационных системах (ГИС) картографических подходов к созданию местности, например, greyscale to altitude (цветовое распределение по высоте); материалы делаются с применением растровых рисунков или процедурного шума, однако возможности последнего не так богаты по степени интеграции, как в Bryce или Vue d’Esprit 2. Они могут автоматически видоизменять фронт поверхности по высоте и степени деформации или отображаться в обычных режимах. И хотя вы можете получить практически неограниченное количество типов материалов — даже импортировать их из 3D Studio MAX, однако ни один из них не может автоматически корректировать форму местности, как это сделано в Bryce.

Анимация

Анимация параметров процедурных моделей позволяет моделировать смену времени суток и времен года. Вместе с процедурной анимацией травы можно моделировать порывы ветра или совмещать рост травы с ее колыханием на ветру. Возможности анимации замечательны, — подобно 3D Studio MAX — по ключевым кадрам с просмотровой дорожкой. Многие процедурные растительные объекты могут оживляться при помощи нескольких простых параметров типа «силы ветра», что значительно упрощает и автоматизирует процесс.

Можно анимировать даже параметры карты теней (такие карты используются в приближенном методе построения теней от объектов). Их видимое изображение со стороны источника света вместе с информацией о глубинах создается и сохраняется перед рендерингом сцены. Этот метод вычисления затененной части пространства обычно грубее, чем «честный» ray-tracing, но гораздо более быстрый. Например, можно перемещать теневую карту вслед за движущимся объектом, что позволяет сильно сэкономить на ее разрешении. Кроме того, для одного источника света можно иметь произвольное количество теневых карт, что также позволяет рационально использовать память и добиваться максимально реалистических результатов.

Кроме традиционных камер в новой версии добавлены панорамы: круговая и цилиндрическая в стиле QuickTime VR. Круговая панорама проецирует сцену на боковую поверхность цилиндра и незаменима при создании прокручиваемого кругового фона для игровых приложений. Изображение сцены при создании кубической панорамы проецируется на поверхность куба. При воспроизведении фильма зритель смотрит на объект изнутри. С помощью такой панорамы можно добиваться максимально полной иллюзии погружения, поскольку направление взгляда при воспроизведении фильма ничем не ограничено. Стоит упомянуть и тот факт, что World Builder поддерживает практически все популярные графические форматы, а результат рендеринга может быть записан в нескольких форматах одновременно. Поддержан рендеринг по полям (field-rendering) и альфа-канал, необходимые для записи в стандартные видеоформаты для монтажа и композитинга.

Импорт и экспорт

Как уже упоминалось, ценность ландшафтного пакета невелика, если он лишен средств импорта и экспорта в другие пакеты.

Если модель персонажа сделана в технологии body parts (то есть модель составлена из отдельных жестких частей, шарнирно соединенных между собой), то импорт файла из 3D Studio MAX вместе с моделью позволяет легко получить в World Builder анимированный персонаж. Модель, использующую сплошную деформируемую сетку, World Builder напрямую импортировать пока не может, но позволяет поместить изображение модели в ландшафт на этапе постобработки, через совмещение z-буферов. (Отличие z-буфера от обычного растрового изображения заключается в дополнительной информации о расстоянии до видимой части объекта, сопровождающей каждый пиксел.) Для поддержки этой технологии с World Builder поставляется модуль расширения для 3D Studio MAX, осуществляющий композицию z-буферов. Z-буферная композиция поддерживается также и для пакета Softimage.

В новой версии есть возможность экспортировать карту окружения объекта в формате 3DS MAX. Это позволяет помещать отражение ландшафта на объект, отрендеренный в MAX, и может сделать результат z-буферной композиции гораздо более реалистичным. (Вспомните типичную задачу для рекламного ролика автомобиля: отражение ландшафта на зеркальных поверхностях движущейся машины.)

Добавим, что World Builder также импортирует данные в формате Vista Pro DEM и USGS DEM, то есть открыт путь к импорту оцифрованных данных о реальных ландшафтах.

А благодаря открытой архитектуре возможности дальнейшего импорта и экспорта являются практически неограниченными.

Организация работы

Обучившись работе с программой, серьезный человек вправе ожидать повышения эффективности от ее использования. Кроме традиционных характеристик типа скорости рендеринга и требований к «железу», далеко не последнюю роль играет то, как в пакете предлагается организовать работу (workflow). World Builder предлагает пользователю дифференциальное проектирование. Этот метод значительно ускоряет работу c 3D-графикой.

Обычно добавления в сцену происходят локально: здесь поменяли материал, там подвинули объект или добавили новый. В большинстве пакетов после этого придется рендерить заново всю сцену. Идея дифференциального проектирования состоит в сохранении в z-буфере уже просчитанной и зафиксированной части сцены. Новый добавляемый в сцену объект редактируется и раскрашивается на фоне z-буфера. За счет этого достигается высокая точность в подборе материалов, положения и ориентации объекта. Если оценивать такой подход при настройке материала, то преимущество перед традиционным модулем редактора материалов — принципиальное, так как цветовой баланс объектов достигается несравненно более точно и быстро.

После настройки объекта его изображение вместе с информацией о глубине фиксируется в z-буфере. В результате в цикле «добавить объект — настроить его — перейти к новому» достигается значительная экономия времени, так как каждый раз рассчитываются лишь изменения в предыдущей сцене. Отсюда происходит и название этой технологии. Она поддержана всего двумя удобными в использовании кнопками, делающими ее применение исключительно простым. Типичный сеанс работы в программе выглядит как чередование шагов дифференциального проектирования. Причем дифференциальное проектирование помогает при разработке, но никак не сказывается на скорости финального рендеринга. Применение пирамидального z-буфера в новой версии значительно ускоряет рендеринг сложных сцен. Поддерживается и многопроцессорный рендеринг, также особенно эффективный для сложных сцен. Высокое качество распараллеливания ускоряет рендеринг на двухпроцессорной машине почти в два раза.

Однако World Builder — это все же больше инструментарий художника, чем, например, наукообразный World Construction Set или претенциозный полуавтоматический Bryce 3D. Конечно, многие предпочтут Bryce (в основном, думаю, по качеству изображения, получаемого по умолчанию: как бы «чудо» и «на халяву»), однако World Builder явно более профессионален и предоставляет значительно больше возможностей для продвинутого пользователя.

Технологии по требованию

Деревья, трава и другая растительность в World Builder могут быть настоящими трехмерными объектами, и при этом сложность сцены не возрастает катастрофически!

В заключение хочется, однако, подчеркнуть, что существует некоторый разрыв между потенциальными возможностями, заложенными в пакете World Builder, и тем, что он может убедительно выполнять. С одной стороны, никакая другая программа не предлагает такое полное моделирование механики жидкостей, определяемую пользователем растительность, полную двухстороннюю интеграцию с 3D Studio MAX и LightWave, а также выбор ландшафтов, воды, небес, водопадов, радуг и др., причем в стандартном исполнении.

С другой стороны, многие из этих возможностей в заключительном изображении выглядят недостаточно убедительно. Слои облачности довольно плоские, и, кроме простой вуали (тумана), других атмосферных тонкостей нет. Однако видно, что в пакете заложен громадный потенциал: та же вода, например, страдающая от недостатков алгоритма рендеринга, сильно выиграла в новой версии при применении жидкостных эффектов.

Ни в одном пакете нельзя предусмотреть всего, что может понадобиться пользователю. Поэтому большинство популярных пакетов имеет открытую архитектуру, что позволяет дописывать модули расширения, работающие в составе основного пакета. Новая версия World Builder также открыта и может дополняться модулями расширения. Вы можете создать и собственную растительность, используя возможности встроенного сценарного языка L-системы (этот язык очень похож на Logo, и к программе прилагается соответствующее руководство), или писать собственные спецэффекты, требующиеся для определенного проекта, а также заказать такой модуль разработчикам программы World Builder.

КомпьютерПресс 1'1999