Введение в компьютерную анимацию

Computer animation — «оживление» изображений на экране дисплея, синтез динамических изображений на компьютере («Англо-русский словарь по вычислительной технике» п/р Е.К. Масловского).

1.2.1 Моделирование 2D-3D

Программы двумерного и трехмерного моделирования применяются для дизайнерских и инженерных разработок. Кроме того, они могут дополнить программы трехмерной анимации, полиграфические и презентационные пакеты.

Вообще-то с момента возникновения трехмерной анимации 3D-пакеты сильно потеснили двумерную анимацию, однако стоит сказать о тех двумерных программах, которые используют традиционную технику целлулоидной анимации — это пакеты Animator Pro, который хорош для освоения азов 2D-техники, и мощная программа Animo. Оба пакета работают на PC. Классические примеры работ, сделанных в технике традиционной целлулоидной анимации — это «Белоснежка и семь гномов» и «Ну, погоди!».

3D модели включены в число видео продуктов относительно недавно. Несмотря на то, что визуализация объектов и персонажей известна с незапамятных времен (вспомните о древнегреческой скульптуре или просто – как в детстве мастерили кораблик с бумажным парусом), лишь в последние 30 лет, благодаря современным компьютерным технологиям и программам компьютерной графики и 3D анимации, моделирование объектов совершило резкий рывок вперед.

3D модели и трехмерная анимация, ради которых Джордж Лукас когда-то построил целое здание, содержащее одни компьютеры, с целью визуализации моделей и 3D анимации в «Звездных войнах», теперь доступны любому школьнику, который располагает современным компьютером. Однако, только наличия мощного компьютера еще не достаточно для того, чтобы создавать эффектные и эффективные 3D модели. Главным в трехмерной графике все-таки остается человек. От умений, опыта, фантазии 3D-моделеров, аниматоров, визуализаторов, текстуровщиков зависит успех проекта. Именно поэтому 3D моделирование – это сложный сплав высоких технологий и искусства.

Если необходимы качество и эффективность, стоит обратиться к профессиональному 3D художнику. Создание игровых (low-poly) и фотореалистичных (hi-poly) 3D моделей, архитектурные модели – таковы основные направления 3D моделирования. В их рамках можно выделить неизмеримое количество подвидов и вариантов сочетаний. К примеру, архитектурная анимация жилых зданий и промышленных объектов, интерьеров и фасадов, анимированные 3D модели в мультимедийных презентациях, создание 3D персонажей, анимационные рекламные ролики и видеоклипы и многое другое. Выбор конкретного вида или сочетания видов остается за Заказчиком (и это – поле для его личного творчества).

1.2.1.1 Игровые 3D модели (low-poly)

Игровыми этот вид 3D моделей назван не случайно. Компьютерные игры прочно вошли в нашу жизнь: пожалуй, на сегодняшний день нет ни одного человека, который когда-нибудь не играл в ту или иную компьютерную игру. Кому-то игры помогают уйти от повседневности будней, кому-то позволяют расслабиться после напряженного трудового дня. И практически в любой современной компьютерной игре используется 3D анимация.

Игровые 3D модели, кроме того, все чаще встречаются в музыкальных видео клипах, широко применяется при создании Интернет-сайтов, визуализации объектов, рекламных роликов, создании игр для сотовых телефонов. И уже никак не обойтись без них в мультипликации, даже если и авторы создают впечатление, что мультфильм нарисован руками.

Low-poly (сокр. англ. low polygonal) представляет собой способ 3D моделирования, при котором для создания поверхности объекта используется относительно небольшое количество двухмерных многоугольников (полигонов), составляющих единую 3D модель. «Антипод» low poly – фотореалистичные hi-poly 3D модели, имеющие высокую степень детализации.

Игровые 3D модели (low-poly) идеально подходят, если Вам не требуется высокая степень реалистичности, а достаточно лишь показать красочный образ того или иного объекта. Хорошие компьютерная игра, ролик или мультфильм должны включать в себя массу предметов, экстерьеров, карт, персонажей и прочих объектов. У создателей и разработчиков не всегда хватает времени и возможностей досконально разрабатывать игровые 3D модели. Да это часто и не нужно – ведь их задача, в первую очередь, создание сюжета, построение сцен, проработка характеров и еще многое другое.

Нельзя сказать, что небольшое «разрешение» 3D моделей, созданных в low poly автоматически означает, что одушевленные персонажи и неодушевленные объекты не будут привлекательны и интересны зрителю.

Игровые трехмерные модели – всего лишь способ упростить работу, а следовательно снизить затраты времени и денег для Клиента. Талант дизайнера по компьютерной графике (если конечно он талантлив) способен обеспечить нужную привлекательность 3D картинки и без фотореализма, как художник всего лишь несколькими считанными мазками краски создает впечатление, образ, эмоцию.

Игровые 3D модели создаются как по уже имеющимся эскизам, так и без них. Естественно, в последнем случае, 3D дизайнер предварительно отрисовывает эскиз будущей модели и предоставляет его на согласование клиенту. Опытные специалисты в состоянии разработать и создать любую модель, полностью отвечающую требованиям клиента.

1.2.1.2 Реалистичные 3D модели (hi-poly)

Высококачественные фотореалистичные 3D модели – противоположность игровым 3D моделям. В отличие от последних, при создании реалистичных изображений hi-poly (сокр. англ. high polygonal), используют большое количество полигонов (двухмерных многоугольников), из которых и составляется каркас поверхности трехмерного объекта.

3D модели hi poly позволяют создать изображения, которые практически не отличаются от фотографий и при этом имеют много преимуществ:

ü Трехмерная модель на экране может делать все, что требует фантазия автора, не оглядываясь на законы физики;

ü Даже самые успешные 3D персонажи не требуют гонораров, не болеют, готовы работать 24 часа в сутки и не капризничают;

ü Покупатель может повернуть трехмерную модель любой стороной, заглянуть в самые недоступные места.

Фотореалистичные трехмерные модели – практически единственный способ показать товар «лицом», если Вы продаете потенциальным потребителям (инвесторам) продукты или технологии, которые еще не воплощены в жизнь.

Реалистичная 3D модель – это не только реализация мечты в виртуальной реальности, но еще и высокотехнологичная коммерция. Предоставляя потенциальному покупателю возможность непосредственно «подержать в руках» интересующий его товар (а то, что попало «в руки», уже не хочется выпускать), Вы повышаете свои шансы совершить успешную сделку.

Реалистичные 3D модели также незаменимый помощник при продаже предметов роскоши (товаров категории luxury) или малораспространенных (малоизвестных) предметов. Человек, который может купить 200-футовую яхту, часто не располагает временем, чтобы приехать ее посмотреть (а в центр мегаполиса ее, увы, не доставить). Разумеется, фотографии дадут представление о потенциальной покупке, но именно 3D модель и 3D анимация позволят клиенту пройтись по палубе судна, осмотреть его от форштевня до кормы, совершить виртуальный тур по каютам, заглянуть на мостик и действительно почувствовать себя капитаном в открытом море.

Фотореалистичная визуализация требует тщательного сбора исходной информации. Качество визуализации зависит от полноты и точности данных, описывающих объект 3D моделирования. Наилучшая отправная точка здесь – чертежи, эскизы и фотографии. Чем точнее описан объект, тем большим подспорьем будет его описание для 3D дизайнера. Ведь именно на основе описания, приложенного к техническому заданию, дизайнер создает объекты в трехмерном пространстве в базовом виде, а затем, сверяясь с фото (видео) изображениями, если таковые имеются, добавляет необходимые «штрихи к портрету» 3D модели.

1.2.1.3 Архитектурные модели

3D модели и 3D моделирование играют огромную роль в архитектуре и создании интерьеров. Обычно дом возводится под конкретного Заказчика, а человеку, не знакомому с тонкостями архитектуры, сложно понять чертежи или описания на словах. К тому же, очень часто будущий дом обсуждают всей семьей и весьма не просто объяснить, почему мансарда прекрасной половины никак не стыкуется с гаражом на три машины главы семейства.

Потенциальные инвесторы также предпочитают наглядно видеть, во что они вкладывают деньги. И, порой, один 3D промо-ролик может вызвать больший эффект, чем кипы чертежей, технических обоснований и бизнес-планов.

Именно архитектурное моделирование поможет увидеть, как будет выглядеть еще не построенный дом или здание, а архитектурная анимация позволит пройтись по комнатам и даже выйти на улицу и прогуляться по улочкам еще не достроенного квартала города или поселка.

1.2.1.4 Архитектурная анимация

Архитектурная анимация строительных объектов, как и архитектурная визуализация, призвана помочь показать Заказчику или Инвестору жилой дом, торговый комплекс, промышленный объект или интерьер в самом выгодном свете задолго до момента постройки и сдачи в эксплуатацию. Но если архитектурное моделирование действует методом демонстрации статичных изображений, то дизайн-проект, созданный с помощью архитектурной анимации, еще больше приближает виртуальный объект к реальности, используя возможности движения условной камеры. Таким образом, дизайн проект интерьера или экстерьера становится еще более эффектным и эффективным орудием достижения согласия Инвестора. Архитектурная анимация как никакой другой способ позволяет эффектно показать динамику развития проекта или процесса, чего никогда не достигнуть с помощью слайдовой презентации.

Архитектурная анимация наиболее часто применяется в мультимедийных презентациях, наглядно демонстрируя все преимущества проектируемого здания или дизайна интерьера. В этом случае важную роль приобретают интерактивные возможности архитектурной анимации, когда Заказчик сам может управлять направлением движения и углом обзора виртуальной камеры в режиме real time (здесь и сейчас). Такая возможность для Потребителя самому определять, что и под каким ракурсом посмотреть представляет собой нечто вроде компьютерной игры. Интерактивные презентации требуют большего вложения труда 3D дизайнера и обходятся сравнительно дороже, однако эффект от них превосходит все ожидания: Ваш Клиент практически полностью погружается в атмосферу дизайн-проекта интерьера помещения или фасада здания, получает возможность рассмотреть именно те детали, которые интересны лично ему.

Важную роль архитектурная анимация играет при демонстрации крупных строящихся комплексов (таких, например, как заводы или поселки), когда необходимо представить себе множество объектов, оценить расположение и расстояние между ними. Планирование и создание больших сцен – масштабная работа, которая требует досконального изучения проекта будущего коттеджного поселка, завода или городского микрорайона. Здесь не обойтись без топографических карт местности, инженерных чертежей и подробных описаний каждого объекта, включенного в дизайн-проект.

Качественная архитектурная анимация с высокими техническими характеристиками 3D графики может быть использована как основа для создания статичных картинок для печатной и наружной рекламы. В этом случае дизайнеру по компьютерной графике всего лишь нужно будет добавить необходимые детали и пересчитать модели на высокое разрешение. Что требует дополнительного времени, но явно существенно меньшего, чем при производстве статичных 3D картинок с нуля. Кроме того, архитектурные анимационные видеоролики применяются в мультимедийных и видео-презентациях высокой четкости, а также в телерекламе.

Несмотря на относительно небольшой срок существования, 3D моделирование уже получило самое широкое распространение: от красочных мультфильмов и умопомрачительных спецэффектов до визуализации технологических процессов и архитектурной анимации. Вывести презентацию и реализацию любого задуманного проекта на качественно новый уровень – таковы нынешние задачи использования 3D моделирования.

Программы моделирования.

AutoCAD. Среди программ моделирования под Windows легко выявить лидера — мощную систему машинного проектирования AutoCAD фирмы Autodesk. AutoCAD часто рассматривают как графическое ядро систем автоматизированного проектирования (САПР): он реализует основные операции по созданию и редактированию линий, дуг и текста, создает 2D- и 3D-модели; автоматизирует решение многих задач, возникающих в процессе проектирования; позволяет адаптировать и настраивать систему на конкретные приложения, создавая собственные сценарии и макрокоманды. Пакет содержит встроенный язык программирования AutoLISP, который позволяет пользователям формировать новые команды и даже использовать языки программирования высокого уровня.

Sketch!, Ray Dream Designer, MacroModel, FormZ, Crystal 3D Designer. Для трехмерного моделирования на ПК часто используют программу сплайнового моделирования Sketch! фирмы Alias/Wavefront, которая обеспечивает высокое качество визуализации при высоком же разрешении; программу Ray Dream Designer, которая обладает специальным набором средств моделирования и дает фотореалистическое качество изображения; пакеты MacroModel фирмы Macromedia и Form.Z фирмы Auto.des.sys, включающие средства моделирования и деформации трехмерных объектов. На IBM-совместимых компьютерах пользуются также и программой Crystal 3D Designer фирмы Crystal Graphics, которая имеет хорошие средства наложения материалов на поверхности, создания теневых эффектов и визуализации.

1.2.2 Трехмерная анимация

3D анимация – относительно новое направление в современных технологиях и искусстве, несмотря на то, что датой возникновения мультипликации считается 1877 год, когда Эмиль Рейно запатентовал паркиноскоп - прибор для рассматривания рисунков, нанесенных на вращающийся барабан. Дело в том, что только сегодняшний уровень развития компьютерной техники позволил придать 3D анимации прикладное значение.

Компьютерные игры, рекламные ролики, электронные презентации – все это и многое другое не мыслимо без компьютерной анимации. Качественная 3D анимация гарантированно привлечет внимание зрителя, сделает понятными сложные вещи, покажет то, что еще не существует, в простой, доступной и эффектной форме.

Создание 3D анимации – это кропотливый труд помноженный на талант аниматора. Не стоит ожидать, что качественный компьютерный анимационный фильм можно создать за неделю-другую. Но если запастись терпением – результат превысит самые смелые ожидания.

Трехмерная анимация по технологии напоминает кукольную: вы создаете каркасы объектов, накладываете на них материалы, компонуете все это в единую сцену, устанавливаете освещение и камеру, а затем задаете количество кадров в фильме и движение предметов (компьютерная мультипликация, объемные изображения). Посмотреть происходящее можно с помощью камеры, которая тоже может двигаться. Движение объектов в трехмерном пространстве задается по траекториям, ключевым кадрам и с помощью формул, связывающих движение частей сложных конструкций. Подобрав нужное движение, освещение и материалы, вы запускаете процесс визуализации. В течение некоторого времени компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдает вам готовый фильм. Недостаток, следующий из такой техники создания изображения, — это чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов.

1.2.2.1 Технология создания трехмерных реалистичных изображений

В отличие от двумерной анимации, где многое может быть нарисовано от руки, в трехмерной объекты слишком гладкие, их форма слишком правильная и движутся они по слишком «геометрическим» траекториям. Правда, эти проблемы преодолимы. В анимационных пакетах улучшаются средства визуализации, обновляются инструменты для создния спецэффектов и увеличиваются библиотеки материалов. Для создания «неровных» объектов, например волос или дыма, используется технология формирования объекта из множества частиц. Вводится инверсная кинематика и другие техники оживления, возникают новые методы совмещения видеозаписи и анимационных эффектов, что позволяет сделать сцены и движения более реалистичными.

►►►►►

Кроме того, технология открытых систем позволяет работать сразу с несколькими пакетами. Можно создать модель в одном пакете, разрисовать ее в другом, оживить в третьем, дополнить видеозаписью в четвертом. И, наконец, функции многих профессиональных пакетов можно сегодня расширить с помощью дополнительных приложений, написанных специально для базового пакета. См. Объемные изображения.

3D Studio и 3D Studio MAX. Один из самых известных пакетов 3D-анимации — 3D Studio фирмы Autodesk. Программа была создана для работы в среде DOS, обеспечивала весь процесс создания трехмерного фильма: моделирование объектов и формирование сцены, анимацию и визуализацию, работу с видео. Существует широкий спектр прикладных программ (IPAS-процессов), написанных специально для 3D Studio. Следующим шагом было создание программы той же фирмы под названием 3D Studio MAX для Windows NT. Создавалась она в течение нескольких лет и, на данный момент, претендует на роль конкурента мощным пакетам для рабочих станций SGI. Интерфейс программы един для всех модулей и обладает высокой степенью интерактивности. 3D Studio MAX реализует расширенные возможности управления анимацией, хранит историю жизни каждого объекта и позволяет создавать разнообразные световые эффекты, поддерживает 3D-акселераторы и имеет открытую архитектуру, то есть позволяет третьим фирмам включать в систему дополнительные приложения.

Новая версия 3D Studio MAX предлагает еще больше усовершенствованных возможностей, которые удовлетворяют возрастающим нуждам создателей трехмерных моделей и аниматоров, а также разработчикам интерактивных игр. Открытая архитектура 3D Studio MAX позволяет аниматорам воспользоваться преимуществами использования более чем ста подключаемых приложений, чтобы быстро и легко добавлять впечатляющие эффекты. Более того, с помощью 3D Studio MAX SDK они могут даже создавать свои собственные приложения-модули, чтобы придавать оригинальный вид своим творениям.

3D Max - программа трёхмерной графики - может использоваться:

ü в архитектурном проектировании;

ü в подготовке рекламных и научно-популярных роликов для телевидения;

ü в компьютерной мультипликации и художественной анимации (спецэффекты, фантастические чудовища и т.д.), например, спецэффекты к фильму "Мумия" сделаны в этой программе;

ü в компьютерных играх;

ü в компьютерной графике и Web-дизайне.

Electric Image, SoftImage, trueSpace, Prisms, Three-D, RenderMan, Crystal Topas. Для создания трехмерной анимации на ПК возможно использовать пакет Electric Image Animation System, включающий большой комплекс анимационных средств, спецэффекты, инструментарий для работы со звуком и генератор шрифтов с настраиваемыми параметрами. Существенным недостатком этой программы является отсутствие хороших средств моделирования, но зато есть возможность импорта свыше тридцати различных форматов моделей. Пакет также поддерживает работу с иерархическими объектами и средствами инверсной кинематики. В свою очередь, программа Softimage 3D фирмы Microsoft работает на платформе Windows NT. Она поддерживает моделирование на базе полигонов и сплайнов, создание спецэффектов, работу с частицами и технологию переноса движения с живых актеров на компьютерных персонажей.

В недалеком прошлом для трехмерной анимации на ПК использовались: пакет trueSpace фирмы Caligary, программа Prisms фирмы Side Effects; пакет Imagine фирмы Impulse; пакет Three-D фирмы Macromedia, отлично совместимый с программой для моделирования MacroModel той же фирмы; пакет RenderMan фирмы Pixar, версия которого существует и для UNIX-машин; программа Crystal Topas фирмы Crystal Graphics, возможности которой сравнимы с 3D Studio.

На сегодняшний момент существует огромное количество программных продуктов для создания и работы с 3D. Рассмотрим некоторые из них: Dreamweaver 8, Flash 8, Fireworks 8, Contribute 3.

Dreamweaver 8 — это один из ведущих инструментов для разработки веб, позволяющий пользователям эффективно проектировать, создавать и поддерживать отвечающие самым высоким стандартам веб-сайты и приложения. С помощью Dreamweaver 8 веб-разработчики могут выполнять весь комплекс работ от начала до конца. Эта программа позволяет создавать и поддерживать стабильную работу как базовых веб-сайтов, так и сложных приложений, которые обеспечивают пользователям наилучшие возможности в соответствии с наиболее современными технологиями. Используя Dreamweaver 8 вы сделаете больше: новые инстурменты и оптимизированный рабочий процесс значительно сокращают время, необходимое на выполнение обычных задач. Данные XML интегрированны с технологией drag-and-drop. Приближение позволяет лучше контролировать все нюансы дизайна и оставаться сфокусированным на коде с помощью Code Collapse. Также у пользователей Dreamweaver 8 есть возможность добавлять Flash Video всего пятью щелчками мыши.

Начиная с поддержки основанного на технологии CSS дизайна и заканчивая возможностями ввода кода вручную, Dreamweaver обеспечивает все необходимые инструменты, которые нужны профессионалам в интегрированной, динамичной среде. Разработчики могут использовать Dreamweaver с серверными технологиями по своему выбору для создания мощных Интернет-приложений, которые соединяют пользователей с базами данных и другими массивами информации.

Линия продуктов Flash включает Flash Player 8, Flash Professional 8 (в этот продукт входит новый кодер Flash 8 Video) и Flash Basic 8. Эта программа позволяет интегрировать анимацию, видео, текст, аудио и графику для последующуего использования в различных устройствах: от настольных РС до мобильных телефонов. Flash предоставляет огромные возможности для интерактивного маркетинга и презентаций, создания запоминающейся рекламы, электронного обучения, развлечений, бизнес-приложений, интерактивного видео и многого другого. Благодаря расширенной поддержке таких Интернет-стандартов как XML, web-сервисы, ECMAScript, Flash развивается на шаг впереди существующих технологий. Flash Professional 8 — это наиболее современная среда для создания интерактивных веб-сайтов, цифрового и мобильного контента и наиболее серьезный релиз Flash за всю историю существования этого программного продукта. Он характеризуется самыми прогрессивными изменениями за всю историю Flash: улучшенными анимацией и текстовыми инструментами, новым механизмом рендеринга текста, такими графическими фильтрами как размытие, падающие тени, скосы и блеск. Как приоритетная новинка для компании Macromedia, Flash Professional 8 включает много новых брендированных характеристик: впечатляющие эффекты фильтров, интегрированное и независимое видео-кодирование, дополненное поддержкой альфа-прозрачности, высококачественный рендеринг текста с улучшенным контролем наложения, улучшенные инструменты для работы с текстом и новый видео plug-in для экспорта файлов Flash Video из профессиональных видео-продуктов.

Fireworks 8 позволяет найти наилучший баланс между отличным качеством изображения и его минимальным размером в то время, когда вы создаете, редактируете и оптимизируете изображения для веб. При этом пользователь всегда максимально контролирует качество выполнения проекта. Используйте огромные возможности Fireworks 8 для создания анимации и всплывающих меню с помощью интуитивных визуальных инструментов. Также Fireworks 8 позволяет использовать универсальные возможности редактирования с Dreamweaver 8 и Flash Professional 8 для максимального повышения эффективности. Fireworks 8 обладает рядом новых и улучшенных свойств, которые делают эту версию действительно заслуживающей внимания. Новые свойства включают такие эффекты как плавные переходы и тени, возможность импорта более широкого перечня форматов файлов (QuickTime Image, MacPaint, SGI и JPEG 2000), всплывающие меню в формате CSS, а также новые возможности редактирования изображений, свойства автоформ, панели специальных символов для более удобной работы. Также к новым чертам последней версии Fireworks можно отнести панель редактирования изображения, большее количество доступных для импорта форматов файлов, оптимизированный процесс совместной работы, улучшенную поддержка CSS (всплывающие CSS-меню) и ActionScript, сохранение векторных атрибутов при перемещении объекта между Flash и Fireworks. Также Fireworks 8 включает 25 новых переходных режимов, поддержку специальных символов и свойств автоформ, компоненты мобильного интерфейса, простые кнопки, анимацию, панель свойств автоформ, автоматическое присвоение названий слоям. Flash 8 включает наиболее обновленные шрифты, позволяет работать с множественными выделениями (сохранять, восстанавливать, называть и удалять множественные выделения в PNG файлах).

Contribute 3 освобождает дизайнеров и разработчиков от необходимости заниматься поддержкой веб-ресурсов, позволяя другим сотрудникам легко производить апдейт контента в контролируемой среде с сохранением интегрированности веб-сайта. С помощью Contribute 3 веб-сайты всегда остаются обновленными и актуальными. Теперь веб-ресурсы легко сделать максимально оптимизированными благодаря основанному на шаблонах, защищенному процессу публикации в веб, который одинаково необходим как небольшим отделам, так и крупным предприятиям. Contribute 3 обеспечивает гибкость и контроль содержания веб с помощью таких свойств как простые WYSIWYG возможности цикла просмотр-редактирование-публикация. Также программа предлагает пользователям контроль администратора для окончательной проверки перед размещением, интеграцию с Microsoft Office и продуктами Macromedia, разделение ресурсов для повышения эффективности и стандартизации, поддержку cross-platform и multi-browser, а также возможности расширения клиентской и серверной частей для поддержки связности LDAP/Active Directory и других интеграционных компонентов. Дополнительные продукты Contribute Publishing Service и Web Publishing System обеспечивают профессионалам в области web и IT- менеджерам централизованный контроль для эффективного управления Интернет-ресурсами предприятия. Contribute 3 включает такие возможности как присвоение различных статусов и полномочий различным пользователям и группам пользователей, простая процедура согласований публикаций, улучшенные возможности редактирования и т.д.

Программы для создания объемных шрифтов. В дополнение к пакетам трехмерной анимации существуют узкоспециализированные программы, например для создания объемных шрифтов. К программам такого рода относятся Typestry фирмы Pixar, Adobe Dimensions, Add Depth фирмы Ray Dream и Crystal Flying Fonts фирмы Crystal Graphics.

1.2.2.2 Внешние модули 3DSMAX

Сегодня даже домашний компьютер можно оснастить достаточно мощной графической подсистемой, превратив его в настоящую графическую станцию для создания сложнейших “голливудских” спецэффектов. Бурный рост компьютерных технологий и удешевление вычислительных мощностей вызвали рост популярности таких пакетов трехмерного моделирования, как 3DSMAX, SoftImage, Lightwave и др.

Теперь любой 3D-художник по мере сил и собственного терпения может создавать на компьютере профессиональные трехмерные изображения и ролики, изучив хотя бы один из перечисленных пакетов. Но с развитием средств компьютерного моделирования появляются новые задачи, требуются все новые и новые поражающие воображение эффекты. Тем, что можно было сделать вчера, сегодня уже никого не удивишь. Производители пакетов трехмерного моделирования уже не успевают встраивать новые функции, требующиеся для создания эффектов, в свои продукты — и тут на помощь приходят мобильные внешние модули (plugins). Существует целый ряд фирм, специализирующихся на производстве вспомогательных модулей для популярных пакетов трехмерного моделирования. Некоторые из них уже давно снискали заслуженную популярность у пользователей (еще по классической 3D Studio), другие только выходят на этот рынок. Каждый модуль оптимизируется под свою определенную задачу (например, создание компьютерного волосяного покрова, меха, эффекты старения). Через некоторое время производимый им спецэффект переживает пик популярности, благодаря удобству и простоте модуля, и переходит в разряд стандартных. Число таких локальных задач постоянно растет, и для их решения разрабатываются соответствующие внешние модули, что значительно упрощает работу 3D-художника и делает возможным ранее невозможное.

Те, кто работал с программой 3DSMAX 2.0 (текущая версия 2.5) фирмы Kinetix, вероятно, по достоинству оценят безграничные возможности этого пакета самого по себе. Однако, как показывает практика, для создания некоторых профессиональных специальных эффектов понадобятся уже специализированные модули расширения. Само по себе понятие модуля расширения (plug-in) не является чем-то принципиально новым, сторонними производителями уже давно выпускается огромное их количество для наиболее популярных программ, однако в таком море продукции иногда трудно разобраться и понять, зачем нужен тот или иной модуль. Учитывая это обстоятельство, мы пытаемся рассказать хотя бы о некоторых, наиболее интересных внешних модулях пакета 3DSMAX.

Сам по себе внешний модуль состоит из набора файлов, обычно с расширениями.dlo и.dlg. Если у модуля нет специального инсталлятора, то достаточно скопировать его файлы в директорию 3DSMAX2/Plug-ins и перезапустить пакет. Иногда модуль инсталлируется в отдельную директорию — нужно будет прописать некоторые пути к файлам, используемым модулем, в plugins.ini в корневой директории 3DSMAX2. После того, как модуль проинсталлирован, а пакет 3DSMAX перезапущен, остается только найти то место в среде 3DSMAX, где модуль появляется. Это не всегда так легко, как, скажем, в Adobe Photoshop, где все новые модули появляются в меню Filters. В 3DSMAX это может быть совершенно произвольное место, в зависимости от функций, которые выполняет модуль. Но, как правило, это вкладки Modifiers, Helpers, либо Motion. После того, как модуль найден, можно переходить к изучению его меню, настроек и принципов работы.

Специфика работы с внешними модулями пакета 3DSMAX состоит в том, что версии Kinetix 3DSMAX 1.2 и 2.0 (2.5) принципиально различаются, поэтому модули, работавшие под 3DSMAX 1.2, не будут работать под 2.0 (нет совместимости). Это обстоятельство следует учитывать при выборе модуля. Стандартом на данный момент является 3DSMAX 2.0 (хотя у некоторых пользователей на столах уже появилась версия 2.5), поэтому при выборе какого-нибудь модуля следует убедиться, что его версия совместима с 3DSMAX 2.0. Сторонние фирмы-производители внешних модулей для 3DSMAX, как правило, не меняют название своих детищ, а выпускают каждый раз новую версию, модифицированную и дополненную.

Даже с первого взгляда очень просто определить, совместим ли модуль с 3DSMAX 2.0: если в каталоге рядом с модулем прямо не указано, для какой из разновидностей 3DSMAX его следует использовать, то посмотрите на номер версии: если он больше 1.0, то есть было уже несколько дополнений, то скорее всего (но не всегда), модуль работает под 3DSMAX 2.0; если же версия модуля 1.0 или вообще не указана, то он, вероятно, предназначен для 3DSMAX 1.0-1.2. В затруднительных случаях обращайтесь к сопровождающей модуль документации. Кроме того, некоторые plug-ins, которые раньше были внешними, теперь являются стандартными.

Некоторые из наиболее эффектных модулей (Outburst, Fur 2.0, Ultrashock, DirtyReyes, ClothReyes) и принципы работы с ними мы и рассмотрим.

OUTBURST Модуль Outburst имеет собственную, самодостаточную систему частиц (Particle Systems), принципы работы с которой разработчики во многом позаимствовали у другого мощного 3D-пакета SoftImage. Модуль предназначен для создания всевозможных эффектов тогда, когда необходимо применение автономной системы активных частиц. В общем случае, это нужно, если аниматор хочет правдоподобно воспроизвести движение разнообразных по свойствам потоков частиц чего-либо в какой-либо среде, подчиняющейся определенным законам и интерактивно взаимодействующей с этими потоками (магнитые поля, гравитация, ветры, завихрения в пространстве, вес частиц, вязкость и т.п.). При этом движение каждой отдельно взятой частицы, ее влияние и взаимодействие с другими частицами этого или других потоков всей системы (соударения, магнитное притяжение и др.) просчитываются индивидуально, в зависимости от параметров потока, к которому частица принадлежит (вес, скорость, размеры, упругость и др.).

При помощи такой системы частиц можно описать и смоделировать, например, следующие явления, встречающиеся в природе: клубы дыма от сигареты или паров воды, струи дождя, косяки рыб в воде или рои мошек в лесу, турбулентные потоки в воздухе, движение облаков, факел, спрей, стелющийся туман, водопады и водовороты, смерчи и ураганы, галактику со звездами и прочие природные, погодные и иные эффекты. При этом в качестве одной частицы можно использовать как точку, так и любой произвольный геометрический объект (например, смоделировать трехмерную пчелу).

Помимо влияний среды, которые будет испытывать объект, можно анимировать его индивидуальную геометрию (заставить пчелу махать крылышками и жужжать), причем независимо, или с некоторой задержкой по времени, относительно других объектов (все пчелы в рое будут махать крыльями и жужжать в разной фазе, их движения не будут повторяться, что придаст рою еще большую разрозненность и случайность, создавая впечатление абсолютного хаоса). Таким образом, например, трехмерный Винни-Пух, путешествующий на шарике и помещенный в такой рой пчел, будет выглядеть более естественно, так как среда его обитания (рой пчел) не будет раздражать глаз нереалистичностью своего движения. Можно порассуждать о возможностях модуля и дальше, но, понятно, что необходимые вычислительные мощности прямо пропорциональны количеству и сложности структуры трехмерных объектов, используемых в сцене. Если несколько небольших потоков в сцене еще можно просчитать на мощном домашнем PC, то для чего-то большего за более или менее приемлемое время вам потребуются более мощные системы.

Первое, что приходит в голову при словах “описание движения потока системы частиц” — всевозможные сложные физические законы, необходимость разбираться в механизме движения частиц, учет различных факторов. Однако на самом деле, все это уже было один раз проделано разработчиками, а пользователю остается только манипулировать с несложными настройками меню.

FUR Еще недавно создание волосяного покрова, меха, травы было огромной проблемой. Теперь в арсенале 3D-художника есть модуль Fur, который как раз и предназначен для решения этой задачи. Можно достаточно просто генерировать волосы, например, на голове человека, на теле животных. Можно их анимировать и заставлять колыхаться на ветру — тысячи волосинок одной простой операцией. Однако для достижения реалистичности все же потребуется приложить немало усилий: пригладить волосы на голове — и то требует терпения и усидчивости.

Если под рукой нет генератора ландшафтов, совместимого с 3DSMAX, то и здесь вам поможет Fur — создать травяное поле ему вполне по силам. Цвет травинок также можно задавать от корня до верхушки; сами травинки будут отбрасывать и получать тени, что часто является проблемой при интеграции травы, созданной генератором ландшафтов и сцены в MAX. Теперь такой проблемы нет.

Работать с Fur несложно. После инсталляции выделите объект или грани объекта, которые предстоит покрыть волосами — например, часть головы модели девушки.

Волосы можно анимировать обычным образом. Например, “колыхать” их можно, изменяя положение соответствующих векторов Leaning и Bending при нажатой кнопке Animate, а заставлять расти — изменяя максимальную длину волос в каком-либо произвольном кадре. Однако все это требует большого терпения и усидчивости, так как сделать даже очень простое подобие прически в Fur – дело весьма кропотливое. Отдельной проблемой остается сглаживание границы волос прически на поверхности головы человека. Иначе можно получить голову куклы, утыканную волосами. В любом случае, сглаживание достигается манипуляциями с цветом корней волос (чтобы не было резкого отличия между цветом основания волоса и цветом головы модели человека) и правильно подобранной картой плотности – по краям прически плотность должна быть соответствующей. Ресницы же, напротив, делаются довольно просто, не требуя никаких особых завитков и завихрений.

Так что возможности, открываемые модулем, огромны — надо только правильно их использовать.

ULTRASHOCK Данный модуль встраивается в VideoPost систему 3DSMAX и предназначен для постобработки сцены: создания эффектов дыма, огня, всевозможных вспышек и прочих ошеломляющих эффектов (смерч), (вспышка) требующих взаимодействия с системами частиц. Отличие от Outburst заключается в том, что все это просчитывается и накладывается уже поверх отрендеренной картинки или ролика (в плоском виде), а не в самой трехмерной сцене, что может существенно сэкономить время рендеринга

DIRTYREYES Большинство изображений, созданных на компьютере, отличаются излишней четкостью линий, идеальностью и непогрешимостью. Это режет глаз и сразу выдает их происхождение. Теперь есть возможность вносить в трехмерную модель сцены некоторые возмущения, чтобы при рендеринге она выглядела не так идеально.

Например, можно “помять” корпус автомобиля или поверхность лица человека, убрать острые углы сглаживанием, заретушировать стыки поверхностей, особенно если они должны выглядеть единым целым одного живого организма и двигаться, — при этом можно сделать так, чтобы вершины сопрягающихся поверхностей

перемещались по некоторому закону (в зависимости от областей влияния) так, чтобы оставалось впечатление “складок” тела при движении. Компьютерные художники хотят, чтобы их изображения выглядели все более и более реалистично, чтобы эффект “идеальности” был максимально уменьшен. С этой целью был создан и модуль Dirtyreyes. Он предназначен для придания объекту эффекта “старости”. Если вы когда-нибудь копались на чердаке и держали в руках какую-нибудь пыльную и грязную древнюю посудину или статуэтку, то вы хорошо представляете себе, что можно сделать с новой идеальной вещью при помощи этого модуля. Он просчитывает положение частичек древней грязи, черноты и копоти на предмете и может запросто превратить новую серебряную ложку из сервиза в ее древнее потускневшее подобие.

Краткий перечень других модулей для 3DSMAX 2.0 и их возможностей:

Splash — создание всевозможных всплесков, волнений, воронок на водной поверхности;

Metaballs — представление трехмерной модели в виде набора различных по свойствам и силе взаимодействия шариков по всему объему объекта. Плавность линий и контуров при движении модели достигается построением общей для всех пограничных шариков пространственной касательной. Таким образом, модель как бы сглаживается за счет большого количества разнообразных шариков, равномерно распределенных по всему объему и заполняющих его;

Character Studio — универсальный модуль, предназначенный для анимации, в основном, двуногих персонажей (количество ног фиксировано; количество пальцев, наличие хвоста и рук, количество, размеры и форма хребетных костей регулируется).

Привязанность к двум ногам объясняется встроенной системой перемещения, разработанной специально для двуногих персонажей.

Она напоминает некую систему танцевальных па: достаточно расставить по сцене контрольные ступни-шаги каждой из ног (левая и правая), задать тип движения персонажа (шагом, бегом, ползком, вприпрыжку) и герой сам пропрыгает по заданным “следам” с учетом своего веса. Затем на скелет героя натягивается его внешняя оболочка — детализированная трехмерная модель, и анимация готова.

Bones — еще один модуль, предназначенный для анимации персонажей любой формы и любой сложности. В его основе лежит скелет из “костей” произвольной структуры, которые притягивают вершины объекта по всему объему с различной силой. При расчете положения каждой вершины учитывается влияние всех “костей” хребта.

1.2.3 3D Рекламные ролики

Рекламный ролик с применением технологий трехмерной анимации – пока еще новое слово в производстве рекламы. Каждый день мы сталкиваемся с огромным количеством рекламных сообщений. Человеческий мозг просто перестает воспринимать всю поступившую информацию, и большая часть рекламы проходит мимо Потребителя. Огромные деньги тратятся впустую. 3D рекламный ролик – отличный вариант выделиться среди общей массы.

Основные преимущества анимационных рекламных роликов:

ü Сильное визуальное отличие 3D анимации от обычных рекламных роликов, идущих по телевидению. Как следствие – акцентирование внимания зрителя и запоминание именно Вашего товара или торговой марки.

ü Относительно низкая стоимость по сравнению с классической технологией. Заказывая 3D рекламный ролик, вы экономите на артистах, операторах, гримерах, выездном питании, проявке, перегоне и многом, многом другом.

ü Сокращение времени изготовления ролика. В большинстве случаев сделать хороший 3D анимированный рекламный ролик быстрее, чем при обычном способе съемки на камеру.

ü Отсутствие жесткой зависимости от съемочного времени и рабочих графиков артистов – Вы в любой момент можете внести коррективы в сценарий и соответственно изменить видеоряд без особых временных затрат.

ü Постоянный текущий контроль каждого этапа и сцены. Производство 3D анимационного рекламного ролика отменяет необходимость ожидать этапа монтажа, чтобы понять, получилось ли все так, как было Вами задумано.

ü Возможность задействовать в рекламном 3D ролике объекты, персонажей и события, которых не только невозможно снять обычным способом, но которых просто не существует в физическом мире. Копирайтеры и сценаристы, работающие над созданием сценария вашего 3D рекламного ролика, больше не ограничены в своей фантазии законами реальности. В трехмерной реальности пули меняют траекторию на лету; люди, предметы и животные способны превращаться один в другого, левитировать, путешествовать во времени и многое другое.

ü Наконец, совершенно уникальные возможности дает 3D анимация при производстве рекламных роликов товаров, предназначенных для детей.

Широчайшие перспективы открывает объединение реальной кино- или видеосъемки с компьютерной анимацией и 3D графикой. Обычные товары в фантастических ситуациях; выдуманные компьютерные персонажи, рекламирующие реальные товары или услуги – все это позволит именно Вашей компании достучаться до сознания Потребителей.

Изготовление рекламных роликов является одновременно работой и творческой, и технической. Будет ли рекламный ролик эффективным и интересным, зависит от правильной разработки сценария, от расчета времени для каждой сцены, от постановки кадра.