В последние три-четыре года в мире трехмерной графики произошла тихая революция - технологии высококачественной трехмерной анимации, бывшие раньше нераздельным доменом Silicon Graphics, стали доступны для пользователей платформы Wintel. На рынке появилось достаточное количество продуктов для 3D-анимации, для того, чтобы из них уже можно было выбирать.

В этом кратком обзоре мы поговорим о восьми универсальных программах трехмерной анимации для Windows-NT. Некоторые из этих продуктов существуют также и в версиях для Windows-95, но максимальной производительности достигают именно в NT. Продукты очень сильно различаются как по цене, так и по качеству. Так, например, продукты профессионального уровня, такие, как LightWave 3D, Softimage 3D и 3D Studio MAX, позволяют редактировать функциональные кривые, контролирующие вращение, местоположение и другие характеристики объектов, участвующих в анимации, а также позволяют достаточно просто создавать и анимировать органические объекты.

Такие продукты класса high-end позволяют использовать мультипроцессорную обработку и геометрические акселераторы для ускорения обсчета при интерактивной работе с освещенными объектами, а также возможность распределенного рендеринга. В случае же SoftImage, кроме того, для хранения всех составных элементов используется специальная база данных, ориентированная на сложные проекты, в которых участвует одновременно несколько аниматоров. Если вы заняты разработкой графики для игр, вам понравится возможность этих пакетов экспортировать графику в форматах Direct-3D.

Однако если нет необходимости в создании анимации, а можно ограничиться статическими сценами, возможно, не стоит пускать в ход длинный рубль для закупки упомянутых выше пакетов. Иллюстратору может больше понравиться недорогой Ray Dream Studio, позволяющий рисовать в углу, образованном тремя координатными плоскостями, чем 3D Studio MAX с его интерфейсом в лучших традициях САПР. Возможно также, что вам понравятся инструменты, позволяющие производить произвольные деформации а-ля скульптура, доступные в trueSpace 2. Особенно если учесть, что качество рендеринга, очень существенное для статической графики, сильно меняется от пакета к пакету и практически не зависит от цены.

Еще совсем недавно возможность расширять 3D-пакет пользовательскими процедурами, такими как модули рендеринга сторонних поставщиков и контроллеры анимации, была доступна только в пакетах класса high-end. Но в последнее время возможность подключения дополнительных модулей стала доступна практически для всех программ 3D-анимации.

Необходимо также отметить определенные недостатки, существующие на ниве 3D-графики. Главнейший из них - отсутствие стандартизированного интерфейса обмена между различными продуктами. Экспортировать сцену из одного пакета в другой иногда практически невозможно, что лишает пользователя столь необходимой возможности использования пакетов комплексно. На сегодняшний день наиболее общепринятым является формат .3DS пакета 3D Studio MAX фирмы Kinetix, который, впрочем, проблему не решает. С выходом Windows SDK для Apple Quick Draw и осуществлением планов фирмы Microsoft на введение ее собственного формата обмена 3D-данными, ситуация, возможно, улучшится.

Следует заметить, что упомянутые выше форматы не передают никакой информации, касающейся анимации.

После краткого вступительного слова перейдем непосредственно к описанию пакетов 3D-графики.

Extreme 3D

Macromedia Inc.

В идеале пакет 3D-графики должен быть прост в использовании и предоставлять широкий спектр возможностей для художника. Но на практике обычно создателям продукта приходится жертвовать одним во имя другого. Extreme 3D ($699) несколько отличается от всех остальных продуктов - он не предоставляет ни богатства функций, ни простоты использования. Правда, как альтернативу этим возможностям, пакет имеет возможность распределенного рендеринга и поддерживает мультипроцессорную обработку.

Extreme 3D использует модель закраски по Фонгу и кривые на основе сплайнов. Программа существует в версиях для Windows-3.1, 95 и NT, а также для Apple. Вид по умолчанию - маленькое окошко с сетчатой рабочей плоскостью, предоставляющее непосредственный 2D-взгляд на 3D-мир. Вы можете перемещать 2D рабочую поверхность и изменять масштаб сетки, а при помощи Windows Setup - изменять размер пиксела. Однако большинство пользователей предпочтут установить традиционную раскладку экрана с четырьмя видами - слева, сверху, спереди и в три четверти. Качество интерактивного рендеринга также может быть перенастроено - от габаритного параллелепипеда до обсчета источников света. Можно изменять масштаб изображения как всего окна, так и выделенной области, при этом величина увеличения/уменьшения задается вводом цифрового значения.

Несмотря на то, что Extreme 3D не поддерживает NURBS или метасферы (metaballs), с созданием простых объектов и их последующим связыванием в сложную форму с помощью инструмента связи проблем не возникает. Инструменты наложения текстуры, растягивания и вращения, а также создания поверхности позволяют относительно просто создать достаточно замысловатый 3D-ландшафт. Кроме того, объекты достаточно просто деформировать после упрощения их геометрии. Программе сильно не хватает инверсной кинематики и динамики, но она предлагает некоторые решения для автоматической деформации. Например, мяч может автоматически сплющиваться в момент отскока от поверхности.

При анимации пути можно редактировать так же, как и обычные сплайны. Одно из главных достоинств анимации в Extreme 3D - команда авторотирования, которая позволяет задать поворот любого объекта вокруг оси x, y или z на заданный угол за заданное число фреймов.

Деталирование и анимация источников света и камер производится посредством задания ключевых кадров, - так же, как и для обычных объектов. Создание направленной на объект камеры заключается в элементарном drag'n'drop, зато перемещение камеры вдоль сложной кривой с высокой точностью может стать практически невыполнимой задачей.

Процесс наложения текстур оформлен очень просто и логично, но на практике может стать причиной вашего дурного настроения. Например, Macromedia предоставляет CD с большим набором текстур и карт поверхностей. Но в программе начисто отсутствует простой визуальный каталог, в котором можно просмотреть содержимое всех файлов с подходящими расширениями. Из-за этого подбор текстуры отнимает иногда массу времени и сил и служит постоянным источником ошибок.

Механизм рендеринга Extreme 3D представляется одновременно быстрым и многогранным. Отрендеренные объекты выглядят красочно и (при подходящих отстройках) реалистично. Недостатком программы можно считать отсутствие непосредственной поддержки VRML.

На сегодняшний день пакет продается как самостоятельный продукт, а также в составе двух других пакетов - FreeHand Graphics Studio ($955) и Director Multimedia Studio ($1495). Минимальные системные требования пакета скромны - i486, 16 Mб RAM, 20 Mб HDD, MS Windows 3.x.

Lightwave 3D

NewTek Inc.

Этот пакет ($1495) предоставляет многие из тех возможностей, которые необходимы для работы художника или для разработки коммерческих трехмерных роликов, но ему не хватает некоторых простых, но необходимых функций - например, инструмента объединения объектов в группы, что усложняет работу.

Lightwave 3D 5.0 состоит из двух приложений - Modeler для моделирования объектов и Layout для конструирования сцен и анимации. При перетаскивании объектов туда и сюда между этими двумя приложениями главное - не забыть выполнить команду Save All Objects в Layout (которая не имеет ничего общего с Save Scene). В противном случае вы утратите многие сделанные вами модификации.

Такое разделение труда между двумя приложениями не было бы столь отталкивающим, если бы они были более схожи в части интерфейса. Например, Modeler предоставляет стандартную раскладку экрана с четырьмя видами, а в Layout вид только один. В Modeler присутствует функция Undo, в Layout ее нет. В Layout положение опорной точки объекта можно задать как визуально, так и вводом цифровых значений, а в Modeler - только в цифровом виде. Зато оба приложения объединяет наличие дикого количества неперемещаемых диалоговых окон, которые шлепаются на экран точно по центру, начисто закрывая обзор.

В Modeler можно создавать объекты точно так же, как и в 3D Studio MAX или Softimage, но, кроме того, он предлагает некоторые дополнительные оригинальные решения. Возьмем, например, создание растягивающейся руки. Общепринятый метод - преобразовывать сферу, состоящую из NURBS-полигонов, перемещая их. Хоть Modeler и не поддерживает непосредственного создания NURBS-полигона, его инструмент MetaNURBS позволяет преобразовывать любой полигон на основе четырех точек в NURBS-полигон и обратно, чего не позволяет ни один другой продукт!

К несчастью, задание сложного пути для движения объекта является очень трудоемким в Lightwave, т.к. часть необходимых для этого функций сосредоточена в Modeler, а часть - в Layout. И все же самое печальное в Modeler - отсутствие возможности объектов по имени или при помощи специального инструмента.

Инверсная кинематика в Lightwave куда менее гибка, чем в 3D Studio MAX или Softimage 3D. Lightwave 3D позволяет ограничивать только углы поворота, а не положения или смещения. Также отсутствует вид, на котором связи представлены в виде дерева. С другой стороны, в него встроена возможность создания мускулов, которая появляется в 3D Studio MAX только с приобретением Character studio Plug-in ($995).

Модуль рендеринга Lightwave представляется достаточно симпатичным. Масса настроек позволяет сделать именно то, чего вы добиваетесь. Можно выполнить предварительный просмотр нескольких вариантов, прежде чем выбрать окончательный.

Кроме того, у Lightwave есть еще несколько преимуществ. В отличие от Kinetix, NewTek представляют свой пакет в нескольких версиях для различных платформ. Существует огромное количество plug-in модулей. Lightwave стоит дешевле, чем остальные профессиональные пакеты, кроме того, он требует меньше лошадиных сил для своей работы, что немаловажно. Минимальные системные требования - i486, 16 Mб RAM, 50 Mб HDD, MS Windows NT 3.51 или новее.

Ray Dream Studio

Fractal Design Corp.

Это очень примечательная система. При достаточно низкой цене ($499) и относительно богатых функциональных возможностях она предоставляет пользователю интерфейс, по удобству не имеющий себе равных среди кросс-платформных программ 3D-анимации. Это единственное приложение, в котором присутствуют мастера создания сцен и 3D-логотипов, и они работают очень даже прилично.

Для работы в пространстве трех измерений создатели Ray Dream Studio выбрали несколько нетрадиционный подход, оказавшийся очень эффективным. Рабочая область представляет собой изображение как бы угла, образованного двумя стенами и полом. Внутри этого угла размещается сами моделируемые объекты, а на его стенках отображаются их проекции. Перемещать объект можно как непосредственно, так и сдвигая его проекции. Кроме того, в программе можно открыть окна, отображающие традиционные виды.

Программа содержит стандартную коллекцию готовых примитивов и даже добавляет к ней свой собственный оригинальный октагональный объект. Кроме того, можно создавать объекты, рисуя при помощи соответствующего инструмента на основе сплайнов. Каждую точку сплайна можно в любой момент переместить. Кроме того, для облегчения вашей работы есть специальный инструмент для рисования плоских поверхностей. Как только вы завершаете рисование фигуры, программа автоматически применяет к ней выдавливание. Затем можно продолжить деформацию, используя для контроля над ней вид в перспективе. Различных способов деформации достаточно много, некоторые из них нетрадиционны (например, спиральное выдавливание). В отличие от основанного на работе с полигонами trueSpace 2, RayDream не позволяет проводить деформации путем сдвигания узлов на сетке.

Всем объектам (включая камеры и источники света) присвоены уникальные имена, которые можно видеть в окне, показывающем иерархическое дерево объектов. Для каждого объекта введена собственная линейка времени, на которой отображаются все связанные с ним события.

Анимация RayDream полностью основана на ключевых кадрах. Можно просмотреть путь, по которому перемещается объект, но нельзя его нарисовать или отредактировать непосредственно. Существует возможность быстрого предварительного просмотра анимации с приемлемым качеством.

Несмотря на низкую стоимость, Ray Dream является мощным продуктом с некоторыми возможностями управления, доступными только в продуктах класса high-end. Очень проста в использовании инверсная кинематика и наложение текстур на объекты и поверхности. Причем, в последнем случае при достаточно быстрой машине вы можете мгновенно видеть результат проведенной работы. Существуют и другие интересные возможности, на которых я для сокращения объема обзора не стану останавливаться.

Ray Dream может выдавать изображения в различных форматах - начиная от .BMP и заканчивая .AVI. При этом предусмотрены даже геометрические буфера для канальных операций Adobe Photoshop и VRML.

Есть, конечно, и недостатки. Например, попытка сделать продукт более простым за счет использования drag'n'drop и мастеров потерпела неудачу. Инструкция составлена не слишком хорошо, поэтому понять некоторые сложные функции достаточно трудно, что может повредить вашей анимации, особенно если учесть, что UNDO запоминает только самую последнюю модификацию.

Несмотря на это, Ray Dream - несомненно высококачественный продукт, в пользу которого также говорит понимание и грамотное использование стандартизированного пользовательского интерфейса Windows его создателями.

Системные требования - i486, 12 Mб RAM 40 Mб HDD, MS Windows 3.1 или старше.

(Продолжение следует)

Денис МАРГОЛИН