Мир абсолютного 3D. Сравнение лучших программ трехмерной графики

Современный мир невозможно представить без компьютеров. Чтобы проследить совершенствование технологий в сфере трехмерной графики, достаточно проследить за эволюцией анимационного и художественного кино. Вспомните “ Терминатор 2 ” — это был один из первых фильмов, в котором применялись революционные спецэффекты: киборг Т-1000 из жидкого металла мог принимать любую форму. Тогда мало кто догадывался, как это было сделано. Прошли годы, мир сделал шаг вперед. Новое поколение уже не удивляется, наблюдая за парящим в воздухе Нео из “ Матрицы ”, стареньких же Т-1000 молодежь лепит чуть ли не на коленке в домашних условиях. Еще и удивляется, как можно было заплатить сотни тысяч долларов за столь простые спецэффекты. Многие из читателей, которые изучали 3D Studio Max вместе с нами (на страницах предыдущих выпусков журнала), уже имеют более-менее четкое представление о том, что представляет собой профессиональная программа создания трехмерной графики. Все прекрасно понимают, что, когда на рынке есть лидер, обязательно есть и конкуренты. Также и в сфере 3D-разработок: на арене выступают три сильнейших команды: 3DS Max от компании Discreet , LightWave от NewTek и Maya от Alias/Wavefront. Каждый из них пытается захватить лидирующую роль, однако пока лучше всего это получается у 3DS Max, который уже давно доминирует в области 3D-разработок. Несмотря на это, Maya и LightWave сумели также занять свою достойную нишу, например считается, что Maya — лидер в создании высококачественных фильмов, а LightWave больше подходит для телевизионных роликов. На втором плане оказались такие программы 3D-графики, как Softimage , Bryce и Maxon Cinema4D. Это вовсе не означает, что они хуже. Просто не так раскручены. Сегодня мы попытаемся провести небольшой сравнительный анализ величайших 3D-разработок современности. Все они настолько качественны, что бессмысленно заявлять, что одна из программ лучше другой, можно лишь перечислить их основные особенности, а уж вы сами решайте, какую из утилит предпочесть. Я специально уклоняюсь от упоминаний конкретных версий каждой программы, так как разработчики не дремлют, и на рынок постоянно поступают все новые и новые дополнения и обновления. 3D Studio Max 3DS Max, который до недавнего времени именовался 3D Studio Max, занимает доминирующее положение в своей области, предоставляя широчайший набор инструментов для разработчиков всех уровней: от начинающих, делающих первые шаги в необъятный 3D-мир, до профессионалов высочайшего уровня, уверенно бороздящих просторы трех измерений.

Красавец 3DS Max. Туз в колоде программ трехмерного моделирования.
Несмотря на то что 3DS Max достаточно дорогой продукт, он уже успел завоевать любовь и популярность во всем мире. Цена в данном случае понятие относительное. Разработчики пакета смотрят на пиратское распространение своего продукта сквозь пальцы. Хотите моделировать? Сколько угодно, никто не поинтересуется, откуда вы взяли копию “Макса” — купили на Горбушке или стянули из интернета. Не поинтересуются до тех пор, пока вы не захотите легализовать свои творения и заработать на них звонкую монету. Тут уж будьте любезны заплатить 3500$ за официальную версию программы. Вот такой оригинальный и очень либеральный подход к вопросу распространения. Репутацию лучшего 3D-пакета 3D Max завоевал еще в начале 90-х годов прошлого века, когда первые версии этой программы были сделаны для MS DOS. После того как разработчики переписали код для Windows , 3D Max значительно упрочил свои позиции. Шли годы, программа продолжала расти и совершенствоваться.

В Bryce можно создавать великолепные фотореалистичные пейзажи.
Описывая основные возможности “Макса”, стоит упомянуть об удобном механизме анимации персонажей, называемом инверсной кинематикой ( IK Chains ), который позволяет построить логически связанные последовательности костей, суставов и составных частей механизмов. В области 3D-моделирования 3DS Max предоставляет все необходимые инструменты, в том числе Editable Poly ( Редактируемый полигон ), Editable Mesh ( Редактируемый каркас ), Editable Patch ( Редактируемый лоскут ), NURBS и Editable Spline ( Редактируемый сплайн ). Каждый объект, созданный вами, может быть изменен с помощью десятков интересных модификаторов. Melt ( Расплавить ), Bend ( Изогнуть ), Displace ( Выдавить ). Нажимаете пару кнопок, и объект приобретает причудливую, совсем не похожую на изначальную форму. Кроме того, к услугам игростроевцев различные объемные деформации ( Space Wraps ), такие как Bomb ( Бомба ), Ripple ( Рябь ), Wave ( Волна ), а также системы частиц ( Снег , Спрей , Облако и много еще чего). Для анимации персонажей на основе скелета существует дополнительный модуль Character Studio , а для имитации динамики (столкновение объектов, воздействие сил) — модуль Reactor. Для каждого человека, занимающегося 3D-графикой, 3DS Max предлагает огромный набор возможностей. Не важно, кто вы: профессиональный текстурировщик, моделлер, аниматор или визуализатор фотореалистичных изображений — для каждого в редакторе найдется подходящий набор инструментов. 3DS Max — универсальный пакет. Поскольку, вероятно, уже каждый из вас имеет представление об этой замечательной программе, я поставлю здесь точку в своей хвалебной оде и перейду к описанию не менее интересных 3D-пакетов, многие из которых вам, вероятно, еще незнакомы.

Гигант мира трехмерных редакторов — Maya.
ВЕРДИКТ: Король 3D. Туз в карточной колоде объемного моделирования. Универсальный редактор, подходящий практически всем. Но… есть одно но! Стремясь к универсальности, невозможно приближаться к идеалу в частном. В некоторых отдельно взятых аспектах другие 3D-моделлеры обходят “Макса”. Но никогда в целом! Rhinoceros Данная программа 3D-моделирования считается одним из лучших пакетов работы с NURBS. NURBS — это кривые или поверхности, построенные согласно математическим функциям, настройка которых осуществляется с помощью контрольных точек или контрольной сетки. Самое неожиданное, с чем сталкивается начинающий пользователь Rhino , — это интерфейс с командной строкой. Каждую операцию, которую вы хотите выполнить, необходимо вводить вручную. На первый взгляд подобный подход кажется абсурдным. Но только на первый! В действительности командная строка хорошо заменяет тысячи различных менюшек, которые заполоняют экран в других пакетах 3D-графики и мешают работе. К примеру, вы хотите сгладить острые углы. Для этого вы просто вводите нужную команду, указывая степень закругления, и тут же получаете превосходный результат. Rhino предлагает расширенный набор средств моделирования. Вы можете смешивать ( Blend ) поверхности, преобразовывать объекты из кривых, выдавливать объем согласно линии, создавать объекты на основе сечений ( Loft )… Изучив редактор, вы поймете, насколько простым и удобным является метод моделирования с помощью NURBS. Различные плагины, например Flamingo , дают возможность производить качественную и быструю визуализацию с настройкой фона, солнечного света, неба, облаков, глубины резкости, мягких теней, точного отражения. ВЕРДИКТ: Rhinoceros — очень полезный профессиональный продукт. Особенно рекомендуем его тем, кто либо привык работать, либо только хочет освоить принципы моделирования при помощи NURBS. Softimage Последняя версия этого многофункционального пакета 3D-графики имела большой успех, так как предлагала комбинацию множества улучшений с высокой скоростью работы. Не станем перечислять все стандартные возможности пакета, так как они во многом схожи с возможностями других 3D-редакторов, а остановимся лишь на интересных свойствах. Одной из особенностей пакета является наличие XSI Explorer ( Проводника ), который может отображать иерархическое дерево для выбранного объекта, схематический или визуализированный вид, а также Object ( объектный ) 3D вид. Каждый вид имеет свои собственные настройки. Особенности управления камерой включают наличие таких интересных возможностей навигации, как Walkthrough ( Прохождение ): Fly ( Полет ), Walk ( Прогулка ) и Drive ( Поездка ). Эти три режима позволяют управлять камерой в обычной 3D-action игре типа Quake и Unreal. Другая интересная возможность Softimage — симуляция толпы ( Crowd Simulation ). Представьте себе войско пехоты, состоящее из тысяч бегущих, стреляющих, падающих солдат, которые ринулись в атаку. В Softimage вы можете управлять порядком, в котором трансформации (движение, вращение, масштабирование) применяются на объект. Из средств моделирования программа предлагает знакомые всем инструменты работы с полигонами и NURBS-кривыми. Если говорить о дизайне персонажа, то и тут Softimage на высоте. Используется параметрическая система создания сложных фотореалистичных персонажей. Они получаются затекстурированными и готовыми к работе. Если вам нужен высокий мускулистый персонаж с широким подбородком и храбрым носом, вы просто настраиваете соответствующие параметры. А если вы хотите изменить его в короткого худосочного инопланетянина с огромной головой и маленьким носом — нужно просто изменить парочку настроек. Из средств визуализации Softimage включает такие фотореалистичные визуализаторы, как Mental Ray. Различные улучшения касаются карт теней и новых шейдеров (способов визуализации). Очень интересным является Game-шейдер реального времени, позволяющий создавать продукты для приложений Direct 3D (для Windows или XBox ). Стоит упомянуть и о разнообразных системах частиц, присутствующих в этой программе. Вы можете легко управлять каждой частицей по отдельности. Частицы могут сталкиваться друг с другом или стараться избежать столкновения. Кроме того, частицы могут сталкиваться с объектами и даже волосами персонажей без всяких проблем. Все частицы имеют 3D-вращение. Графика 3DS Max

Анимация в программе Softimage также реализуется на должном уровне: предлагаются функции настройки режимов анимации, управления кривыми и цепями инверсной кинематики. Softimage хорошо взаимодействует с другими пакетами: вы можете сразу импортировать файлы OBJ (формат Maya ) без установки дополнительных модулей. ВЕРДИКТ: Softimage — серьезный конкурент лидерам в мире 3D-редактирования. Программа, с одной стороны, мало уступает лидерам в базовых функциях, с другой — у редактора имеется множество нестандартных дополнительных возможностей, которых не найти в других утилитах. **_

_Cinema 4D __Maxon Cinema 4Dшироко применяется при создании качественной 3D-анимации в фильмах, мультфильмах и научно-фантастических сценах. Редактор использует такие каналы, какBBC**,NBC,Foxи дажеDisney. Утилита предлагает три основных типа моделирования:HyperNurbs, полигональное и сплайновое. Помимо стандартных средств анимации, к Cinema4D существуют множество полезных дополнительных модулей, таких какCinema4D Dynamics, позволяющий имитировать реалистичное поведение объектов согласно физическим законам. Cinema4D Dynamics включает такие интересные возможности, как анимация твердого и мягкого тела, одежды, пружин. На все это могут действовать силы, например ветер, тяга и гравитация. Объекты будут вести себя согласно их свойствам (аэродинамическим, эластическим). Следует отметить, что если вы собираетесь использовать динамику, то ваш компьютер должен быть достаточно мощным (не менее 1 Гб оперативной памяти для нормальной работы), так как система достаточно требовательна к ресурсам. Разработчики утверждают, что визуализация в этой программе — самая быстрая, и, похоже, не врут.ВЕРДИКТ:Хороший 3D-редактор, который, увы, слабо подходит для игрового моделирования. Но если вы собираетесь создавать анимационный ролик для игры, то обратить внимание на Cinema 4D определенно стоит.Bryce ПрограммаBryceот компанииMetatoolsпредставляет из себя отличный пакет для создания фотореалистичных 3D-пейзажей. Главной особенностью этого пакета является наличие огромного количества библиотек заготовок объектов —пресетов(preset). К примеру, категории библиотек включают различные варианты неба, тумана, облаков, воды, земной поверхности, камней, скал, гор, растений. Кроме того, присутствует стандартный набор примитивов: кубов, сфер, цилиндров, пирамид, а также возможность импортировать объекты из других программ, например фигуру персонажа изPoser. Следующим этапом работы в Bryce является редактирование объектов. Вы можете вращать, перемещать и масштабировать объекты, выравнивать их положение. К примеру, функцияSnap to Land(Ground) заставляет объект падать вниз, пока он не очутится на поверхности земли. К тому же есть функции настройки ландшафта и источников света. Редактор материалов также имеет большое количество библиотек, которыми можно быстро покрыть любые объекты. Особое внимание разработчики уделили созданию и настройке неба для сцены. Здесь присутствуют инструменты для затемнения, смягчения, пользовательской настройки неба, включения атмосферных эффектов — тумана, облаков, инея… Режим фотореалистичной визуализации включает настройки механизмаraytrace(трассировка лучей). Позиционирование камеры позволит вам наблюдать 3D-ландшафт с наилучшего ракурса. Особое место в Bryce занимает редактор ландшафтов (Terrain editor). Прежде всего необходимо определить рельеф, для чего можно воспользоваться возможностью загрузить свой собственный***.bmp-файл, который содержит информацию о рельефе (черно-белое изображение: белые области символизируют горы, черные — низины). Вы можете сгладить или, наоборот, сделать более острыми вершины, а также воспользоваться кривыми Гаусса, добавить шум (нерегулярность) рельефу, внести другие интересные изменения. Заключительным этапом является наложение фильтров и материалов на созданный ландшафт при помощи редактора материалов.ВЕРДИКТ:Если хотите поразить родных и друзей великолепным фотореалистичным пейзажем, созданным вашими руками, Bryce — ваш выбор! Ну и конечно, никто не мешает моделировать трехмерные ландшафты для игр различных жанров.Maya ПакетMayaотAlias/Wavefrontнаходится в постоянной борьбе за первое место с ведущими пакетами 3D-графики. Благодаря своему профессиональному подходу ко всем аспектам создания сцены — от моделирования и анимации до финальной визуализации — редактор ни в чем не уступает своим конкурентам, даже во многом превосходит их. Факты говорят сами за себя: Maya применяется практически в каждом фильме и компьютерной игре, где присутствует сложная компьютерная графика и спецэффекты. Такие мегахиты, как “Властелин колец 2: Две крепости”, “Звездные войны 2: Атака клонов”, “Человек-паук” и “Ледниковый период” были сделаны с использованием этого пакета. Уже этого достаточно, чтобы выбрать Maya в качестве своей любимой программы 3D-графики. Но все-таки разберем основные особенности редактора. Графика Maya

Среди средств моделирования в Maya присутствуют средства редактирования NURBS — кривых и полигонов, а также различные сложные механизмы наложения текстур и настройки их координат (UV texturing). Уникальная технология рисования (Paint technology) позволяет получать текстуры, не прибегая к помощи посторонних программ — с помощью мощного средства3D Paint Tool**. Что касается анимации, то и здесь Maya на высоте. К вашим услугам прямая и инверсная кинематика, специальные деформаторы, которые позволяют создать вторичное движение, типа вибрации мускулов или движения волос на ветру. Средства визуализации позволяют получить качественный фотореалистичный ролик.ВЕРДИКТ:Maya — основной конкурент 3DS Max. Удовлетворяет нуждам как 3D-моделлеров и дизайнеров, так и аниматоров и художников-визуализаторов.LightWave Последний в нашем обзоре, но один из первых по значимости и популярности пакетLightWaveот компанииNewTek. Его профессиональная репутация обусловлена применением его в таких известных фильмах, какSea Quest,Babylon 5, “Зена — королева воинов”, “Геракл” и даже “Титаник”. LightWave также с успехом применяется при создании различных ТВ-роликов и компьютерных игр. Основной новинкой последней версии являетсяSpreadsheet Editor, облегчающий работу со сложными сценами. Трудно представить себе работу со сценой, включающей множество персонажей, движущихся объектов, десятки источников света со всеми их логическими взаимосвязями, без этого средства. Spreadsheet Editor позволяет увидеть целую сцену в упрощенном виде и делать изменения каждому объекту как части группы или класса. Для упрощения процесса анимации в LightWave встроена функцияMotion Mixer, позволяющая, например, создавать последовательности движения персонажа, а также описывать движение толпы или создать вторичное движение, типа взмаха хвоста при беге собаки. Инструменты визуализации — одна из самых главных черт пакета, выделяющей его на фоне конкурентов. Lightwave работает с последними технологиями, напримерHDRI ( High Dynamic Range Images ). Различные дополнительные средства помогут вам создать реалистичную траву для ландшафтов и волосяной покров персонажей. LightWave предлагает удобную схему управления системами частиц, например вы можете нумеровать частицы и манипулировать ими по отдельности. Сложная система расчета столкновений позволяет имитировать различные физические явления, например физику мягких и твердых тел. Графика Poser

Основным отличием LightWave от других описанных выше программ является то, что он не является единой программой, а состоит из трех основных модулей — Modeler , Layout и Hub. В Modeler создаются модели объектов. Сцена создается в Layout и содержит заранее созданные объекты, источники света и камеры. Главное достоинство такого подхода к интерфейсу, что пользователь освобожден от нагромождения меню, панелей инструментов и прочего, в результате чего освобождается место для пространства, где отображается само содержимое сцены — то, над чем вы работаете. Если вы создаете модель, то кнопки и панели, отвечающие за анимацию, будут только мешать и уменьшать обзор. Кроме того, это экономит оперативную память и ускоряет время загрузки. Что касается Hub, то это программа, которая позволяет переключаться между Layout и Modeler. ВЕРДИКТ: LightWave на сегодняшний день один из лидеров на рынке 3D-программ. Неплохая альтернатива “Максу” и “Майя”, особенно если вы не любите утилиты “все в одном”, а предпочитаете разделять процессы моделирования и анимации трехмерных объектов. Poser __ Вспомните игру The Sims. Не важно, любили вы ее или ненавидели, не видеть ее вы не могли. Так вот, эта игра — первая часть — с ее многочисленными аддонами предлагала вам создавать дома и занятия для десятков виртуальных людей. Однако возможности по настройке самого персонажа в The Sims были весьма скромны, поэтому каждому всегда хотелось создать персонажа по своему образу и подобию. **

ПрограммаPoserотCurious Labsдает вам уникальную возможность с помощью нескольких щелчков мыши воплотить в жизнь вашу мечту. Интерфейс программы крайне прост и дружелюбен. В центре экрана находится окноDocument**, в котором представлен персонаж и все остальные составляющие сцены. Рядом расположены различные инструменты, позволяющие быстро подгружать заранее заготовленные позы, настройки камеры и панели интерфейса. Также тут присутствуют средства для настройки фона, земли, теней и цвета каркасной сетки. Кроме того, основной интерфейс включает управление светом, типом отображения объектов и манипуляцией персонажем и его отдельными частями. Среди типов отображения присутствуют сетка-каркас, скрытые линии, мягкое изображение и даже “мультяшный рисованный” вид. Набор манипуляций включает функции поворота, перемещения, масштабирования, закручивания, а также отличные средства для морфинга. Общая структура программы состоит из набора виртуальных комнат:Face Room,** Hair Room**,Material Room,Cloth RoomиSetUP Room. Чтобы понять принцип работы утилиты, давайте разберемся в назначении каждой из них.Face Roomпредлагает средства настройки вида и выражения лица человека. Категории морфинга включают настройки носа, глаз, ушей, рта и даже языка и морщин. Другая категория включает настройки для настроения: радость, грусть, страх, ярость и отвращение. КомнатаCloth Roomотвечает за одежду персонажей. Все люди создаются голыми или одетыми. Процесс одевания очень прост: вы просто добавляете нужную одежду в сцену. Причем при движении персонажа одежда ведет себя очень реалистично. Элементы одеяния содержат сложные настройки по взаимодействию с персонажем и реакцию на внешние силы, например ветер. КомнатаHair Roomдобавляет персу волосы, аMaterial Roomпозволяет раскрасить тело и одежду. Итоговая настройка производится вSetUP Room, где проверяется настройка костного скелета, структуры костей и силы взаимодействия их со скелетом. В Poser вы можете создавать не только людей, но и животных и даже придавать людям позы различных зверюг — смотрится очень забавно. Отличная документация к пакету позволит сократить ваше время на знакомство с программой. Думаю, вас заинтересовали возможности пакета, и вам давно уже не терпится попробовать себя в роли творца. Poser к вашим услугам!*ВЕРДИКТ:Поразительно простой редактор, идеально подходящий для моделирования персонажей в компьютерных играх и анимационных роликах. Сборка персов осуществляется при помощи контекстных меню. Большая часть процесса — автоматизирована, что заметно упрощает моделирование начинающим пользователям. * * ** Как видите, начинающему 3D-моделлеру есть из чего выбирать. Несмотря на то что подавляющее большинство игроделов отдают предпочтение “Максу”, далеко не во всех случаях он является идеальным выбором. Сегодня мы рассмотрели рынок платных 3D-редакторов. Но существуют и бесплатные 3D-пакеты. Они чуть проще, обладают меньшим количеством возможностей, не столь идеально отлажены… Казалось бы, кому могут понадобиться такие программы? Ответ прост — всем, кто собирается продавать свою игру. Например, вы решили выпустить “шаровару” — дешевую бегалку/прыгалку или стратегию. Разоряться в таких случаях на лицензионную версию того же “Макса” не рационально. Проще проделать всю работу в бесплатной утилите, которая, к слову сказать, может мало в чем уступать профессиональному дорогому 3D-редактору, и все доходы от продаж игры класть к себе в карман. Скажем больше — на наш взгляд, бесплатные 3D-редакторы иногда даже в чем-то выигрывают у коммерческих. Они меньше весят, проще в освоении, часто их программный код полностью открыт… Но это уже тема для совсем другого разговора.