Who is who

Валерий Минин

Разделить программы 3D-графики можно по-разному: по назначению, по функциональности, по области охвата. Мы разделим их на два разряда : "Монстры" и все остальные - "Немонстры". Упомянем лишь программы, работающие под домашними самыми распространенными операционными системами, т. е.  Windows.

"Монстры"

Это программы старшего уровня как по функциональности, так и сложности в освоении и в работе. Зато их возможности почти безграничны - они могут все или почти все, фактически включая в себя всех "немонстров". Так как направленность "монстров"  -  создание визуальных эффектов высокой степени сложности и реалистичности, то они оснащены мощными средствами анимации, причем в широком смысле этого слова, т. е. эффектами, длящимися во времени (в отличие от статичной картинки, выхватившей мгновение). Это эффекты для анимационного кино и компьютерных игр (которые, в конечном счете, полностью являются порождением 3D-графики), в отличие от кино, где посредством компоузинга 3D-графика вписывается в реально отснятые кадры.

Вкратце остановимся на программах старшего уровня. В первую очередь стоило бы назвать Softimage, как наиболее полную, независимую и авторитетную. Но, думаю, лучше начать с программы более открытой, демократичной и менее сложной в освоении с нуля, т. е. с 3DS MAX (рис. 1).

Вследствие явно CAD-овского происхождения эта программа почти полностью завоевала рынок так называемой архитектурной визуализации. Это оправданно по многим причинам: легкость работы с автокадовскими чертежами, интуитивно понятное твердотельное моделирование, когда множество настроек находится уже в теле примитива и такие функции, как снятие фаски (со столешницы, например), являются делом щелчка в одном цифровом поле. Радует само количество примитивов. Удобный и наглядный редактор материалов кажется лучшим из всех программ обзора. Будучи изначально NT-шной программой, 3DS MAX относительно нетребовательна к ресурсам. Также работает на ее популярность хорошая оптимизация последней третьей версии под Windows'98 , что является шагом выхода трехмерной графики на бытовые, "домохозяйковские" операционные системы.

В мире кино-, видеоэффектов позиции 3DS MAX с каждым годом укрепляются. Коренной скачок произошел с выходом последней, третьей версии этого программного продукта, где за счет детальной переработки интерфейса и инструментария программа вышла на качественно новый уровень, что немедленно сказалось на финансовой успешности этого проекта.

Тем не менее еще остаются некоторые "но": NURBS-моделирование, т. е. моделирование сложных плавных форм (например, живых организмов), пока страдает рядом ограничений и недоработок. Блок динамики (т. е. имитации реальных физических взаимодействий  -  столкновений, отталкиваний)  недостаточно гибок и функционален. Программа еще не работает с динамикой мягких тел. Блок Schematic View - всего лишь иллюстративен и недотягивает до hypergraph'а в Maya, который является полнофункциональным менеджером связей всего со всем. Однако все эти "но" сводятся на нет "прелестями" открытой архитектуры 3DS MAX, вследствие чего масса сторонних разработчиков создает разнообразнейшие подключаемые модули  -  plugins, идеально встраиваемые в тело самой программы, дополняющие и расширяющие ее функции. Список этих plugins огромен, их возможности практически безграничны, судите сами: Character Studio  -  мощнейший инструмент анимации персонажей с реалистичной динамикой и инверсной кинематикой, интегрированный с Motion Capture (аппаратный комплекс для переноса и оцифровки движений реального актера с помощью специального костюма).

• Hypermatter  -  динамика мягких тел.
• Splash  -  имитация жидкостей и брызг.
• Chag Fur  -  волосы, мех, шерсть.
• Tree Factory  -  растения.
• Clothreyes  -  ткани, материи.
• Metareyes  -  мускульные системы по clay-технологии.
• Sand blaster  -  сложная универсальная система частиц, распад и соединение объектов а-ля "Мумия".
• PyroCluster  -  дым и туманности.
• Luminaire  -  расчет света и взаимоотражений по технологии Radiocity (учет вторичного освещения и реальных осветительных приборов) и т. д.

Этот список можно продолжать и продолжать. Такое многообразие plugins очень оправдывает себя с финансовой точки зрения, когда покупатель, оплатив саму программу,  докупает дополнительные модули, исходя из конкретно возникших задач, не тратясь сразу на ненужные в данный момент функции. К тому же фирма Discreet Logic, близкая к Kinetix, представляет на рынке две программы, очень близко, сквозным образом интегрированные с 3DS MAX  -  Discreet Effect и Discreet Paint  -  нелинейный монтаж, компоузинг и мощный графический редактор с уникальными функциями рисования на видеотреке. Имея две эти программы в добавление к 3DS MAX, вы получаете полнофункциональную универсальную 3D-станцию с фантастическими возможностями по нефантастической цене. Пожалуй, можно поверить шутливому утверждению родителей MAX'а: "Если кто-то говорит, что с помощью МАХ'а нельзя сделать то-то и то-то, то обязательно найдется тот, кто это сделает".

Softimage 3D

Это пришедшая с силиконовых станций самая уважаемая программа 3D-графики (рис. 2). Такая уважаемая , что и сказать особо нечего. Идеальное NURBS-моделирование еще с первых версий. Встроенный блок визуализации с Radiocity, мощнейший блок частиц, выведенный в отдельную подпрограмму. Абсолютно самодостаточный продукт, идеально интегрированный с профессиональным железом. К железу требователен, 128 Мбайт оперативки  -  минимум, при котором программа кое-как шевелится. Предпочтительна работа в мультипроцессорных машинах.

Для освоения с нуля программа трудна как из-за своей глобальности, так и из-за полного отсутствия учебных материалов на русском языке. Последняя версия Softimage-XSI (Sumatra) обещает стать революционной, полностью оставив позади ближайших конкурентов. Лучше всего скажет об этой программе список фильмов, полностью или частично созданных с ее помощью: "Матрица", "Парк Юрского периода", "Бэтмэн", "Годзилла", Джуманджи", "101 далматинец", "Люди в черном",  "Бэйб", "Пятый элемент", "Маска", "Тень", "Титаник", "Каспер", "Спасая солдата Райана" и многие другие. Работает только под Windows NT.

Maya

Анонсирована третья версия этой замечательной программы. Изначально силиконовская, Maya (рис. 3) идеально прошла адаптацию под Windows NT, почти ничего не потеряв. Агрессивная рекламная политика Alias/Wavefront, подкрепленная модной  подачей программы, сделала свое дело  -  Maya стала в последний год самой громкой, самой упоминаемой и обсуждаемой программой 3D-графики в мире. Причиной тому ставка на новаторство решений и на универсальность. Разработчики умудрились вобрать в программу все новейшие достижения, большинство решений является ноу-хау команды разработчиков. Maya - действительно продукт, где все в одном флаконе. Модуль Cloth  -  динамика мягких тел, встроенные сверхреалистичные эффекты огня, дыма, тумана, молний. Особо поражает модуль Paint, аналогов которому не существует. Основываясь на скриптах собственного языка программирования Maya, дизайнер имеет возможность рисовать на рабочей плоскости или на любых объектах, причем как классическими кистями (масло, акварель, пастель), так и разнообразными объектами, коих в библиотеке великое множество, например деревья, цветы, травы, облака, огонь, стекло, даже продукты питания. Получающиеся объекты имеют все свойства трехмерного предмета (отбрасывание теней, реакция на воздействия различных полей и т. п.), при этом, являясь не геометрией, а математикой, не тормозят сцену, не делают ее неподъемной. Модуль Fur  -  непревзойденный инструмент для создания волос и меха. Действуя подобно эффектам Paint, т. е. не создавая геометрии, модуль Fur очень гибок, что позволяет добиться удивительной реалистичности.

NURBS-моделирования в Maya считается лучшим на сегодняшний день, недаром графики, работающие над "Star Wars Episode 1" выбрали именно эту программу для моделирования многочисленных рас существ, населяющих этот фильм. Кроме того, читатель имел возможность познакомиться с Maya по эффектам в фильме "Мумия", где с помощью ее системы частиц были созданы полчища жуков-скарабеев и песчаная буря-чудовище.

Интерфейс Maya являет собой своеобразный конструктор, где предусмотрено все, вплоть до создания собственных кнопок, а интерактивный рендерер избавляет от длительных ожиданий при отладке сцены.

К ресурсам Maya требовательна, при RAM менее 128 Мбайт отказывается работать вообще. Рабочая платформа - Windows NT. Заканчивается перевод под Apple Mac OS. Для освоения с нуля программа довольно трудна как по причине авангардности своей идеологии, так и снова из-за полного отсутствия учебных материалов на русском языке. Но работая с ней, получаешь истинное удовольствие первооткрывателя.

LightWave 3D

Шестой  релиз  этой старейшей программы 3D-графики (рис. 4) сделал то, до чего не дошли еще руки конкурентов. Оставив модульность программы (т. е. вынос блока моделирования в отдельную подпрограмму Modeler, впрочем вызываемую из общего окна программы), была совершена маленькая революция при визуализации во вьюпорте. Поклонники LW первыми могут видеть, не прибегая к длительному рендерингу, такие ресурсоемкие эффекты, как Volume Light (объемный свет), Fog (туман), причем все это в реальном времени. Новаторством стала и реализация эффекта каустика, т. е. реалистичных бликов, отбрасываемых отражающими или прозрачными объектами. Встроенный блок Radiocity работает довольно быстро и реалистично, конечно, не дотягивая по качеству до такого спеца в этой области, как Lightscape. Количество плагинов под LW почти столь же велико, как и для 3DS MAX, что очень расширяет возможности программы. Основная масса поклонников этой программы  -  пользователи, преданные ей с ее первых релизов. Модульность программы вызывает  двоякое чувство: с одной стороны, это явная забота о ресурсах, когда в памяти находится лишь  нужная часть программы, с другой стороны, для оперативных изменений в геометрии нужно снова загружать блок моделирования и пересохранять объект. Это бывает весьма утомительно для начинающих пользователей, еще не умеющих предвидеть все этапы работы. Также затрудняет творчество невозможность оперативной работы с историей объекта. Эту программу рекомендуем спокойным целенаправленным графикам, абсолютно точно отдающим себе отчет, что они хотят получить в результате, так как в некоторых случаях внесение изменений задним числом в сложных сценах затруднительно.

С помощью LW были сделаны эффекты в культовом сериале "Babylon". LW работает как под Windows, так и под Apple Mac OS.

Real3D

Уникальный подход финских  разработчиков ставит эту программу в особое положение. Дело в том, что Real3D - единственная программа, где во главу угла ставятся реальные свойства предмета (рис. 5). Уже при создании объекта ему назначается набор реальных свойств  -  масса, упругость, трение. Все взаимодействия в сцене выстраиваются с учетом этих свойств. Удивительно быстрое и мягкое NURBS-моделирование. Система частиц Phenomena универсально имитирует такие традиционно труднореализуемые 3D-эффекты, как коллизии жидкостей, брызги  -  модули Float, Splash, следы, оставляемые одними объектами на других  -  Trails. Граница между частицами и геометрией практически стерта  -  любой компонент сцены может участвовать в любых коллизиях в качестве частицы, и это с полным учетом силовых полей и физических свойств. Например, жидкость из бутылки легко перелить в бокал. Колесо, имеющее первоначальное ускорение, остановится, учитывая гравитацию  и шероховатость поверхности. Управление анимацией  также можно приблизить к реальному миру, связав начало, длительность или окончание действий с любым параметром выбранного объекта, например факелы могут поочередно воспламеняться по мере приближения к ним героя. Реализуется такая возможность с помощью модуля Starter. Глубина цвета в последней анонсированной версии Real3D V4  составит 256 бит. Также предполагается встроенный модуль Radiocity. Процедурные текстуры  получат невиданную гибкость, основываясь на собственном программном языке, где каждый параметр управляется как с помощью кривых графиков, так и математических формул. К необычности этой программы стоит отнести ее традиционно невысокую цену. Недаром студия Walt Disney широко использует уникальные возможности Real3D в своей работе. Рабочая платформа Windows NT.

Вот, пожалуй, и все на сегодня из жизни "монстров". Следует упомянуть, что все программы старшего уровня адаптированы для работы в мультипроцессорных системах и имеют широкие возможности в настройке сетевой визуализации.

Из "немонстров" сегодня нам подвернулся Bryce R4...