Третье измерение TrueSpace
Третье измерение TrueSpace
Программа TrueSpace и похожа, и не похожа на все существующие редакторы 3D. Разработчики компании Caligari ( http://www.caligari.com ) сделали все возможное, чтобы их продукт сочетал в себе одновременно максимально доступный интерфейс и обширный набор инструментов для моделирования и анимации. На наш взгляд, авторы даже несколько переборщили с оригинальным исполнением интерфейса программы.
Так, при первой загрузке Caligari TrueSpace 6.5 (это последняя на сегодняшний день версия) пользователь попадает в некоторое замешательство — все вверх ногами. Большое пространство отведено под окно проекции, а весь инструментарий вынесен в отдельные иконки, которые образуют несколько панелей с инструментами. Эти панели разбросаны по периметру экрана, и понять, что означает та или иная кнопка, с первого раза довольно тяжело. И самое странное обстоятельство — главное меню (Flie, Help) нужно искать не в верхней части экрана, а внизу! Складывается впечатление, что изображение на экране перевернулось. Впоследствии становится ясно, что такое расположение удобнее, чем привычное, но это уже дело вкуса. Если вы захотите вернуть все в привычный вид, выполните следующее действие: вызовите из главного меню окно с настройками File > Preferences, после чего отметьте опцию TopMenu.
Когда начинаешь работать с каким-либо редактором трехмерной графики впервые, прежде всего, необходимо разобраться с управлением положением вида в окне проекции. Если вы — счастливый обладатель трехкнопочной мыши, то приближать (удалять) объекты можно вращая колесико скроллинга. Если передвигать мышь и одновременно удерживать нажатой среднюю кнопку, то редактируемую сцену можно поворачивать вокруг условного центра координат. Кроме вышеуказанного способа, можно воспользоваться иконками на верхней панели инструментов (Eye Move, Eye Rotate, Zoom). Обратите внимание на непонятный элемент в сцене, который расположен в правом нижнем углу окна проекции. Этот "пучок стрелок" также предназначается для управления положением вида. Виртуальный манипулятор, изюминку TrueSpace, можно передвигать в окне проекции в любое удобное для вас место, на отрендеренной картинке вы его, естественно, не увидите. Для удобства его размеры можно увеличить или уменьшить, для чего кликните по нему правой кнопкой мыши и воспользуйтесь вторым значком появившегося меню.
Рабочее пространство в TrueSpace используется очень рационально. Панели с многочисленными иконками не мешают при работе, занимая минимум места. Их можно перемещать по экрану при помощи мышки в любое удобное для себя место. Кроме этого, панели можно и вовсе на время скрыть. При этом панель свернется в крохотную точечку, при подведении к которой все иконки появятся вновь. Для того чтобы скрыть панели, два раза кликните по небольшому выступу Handle, который есть на краю каждой панели.
Чтобы не запутаться в большом количестве всевозможных кнопок на панелях инструментов, возьмите за правило посматривать на всплывающую подсказку в поле главного меню, которая поясняет каждое ваше действие. Если вы все-таки запутались и не можете найти нужной иконки (что вполне вероятно, особенно поначалу:)), кликните по крайнему значку в правом нижнем углу экрана. Все иконки (а их ни много ни мало триста семьдесят семь!) одновременно выстроятся на экране, образуя большущий прямоугольник. Убираются они с экрана аналогичным образом — кликом по той же иконке в правом нижнем углу.
Возможности моделирования
Теперь перейдем к описанию процесса создания трехмерной модели в программе. Моделирование — это одна из сильных сторон TrueSpace. Здесь пользователю доступны все основные приемы создания модели, существующие на сегодняшний день. Помимо NURBS-моделинга, метаболов и возможности работы с subdivision-поверхностями, True Space позволяет работать с инструментом PlastiForm — оригинальной разработкой компании Caligari.
PlastiForm — это еще одна попытка создать инструмент для трехмерной лепки. Принцип его работы довольно прост: достаточно выделить несколько полигонов, которые вы хотите подвергнуть "трехмерной лепке". После этого вы как бы наращиваете материал, используя разный профиль наслаиваемой поверхности. Объекты, созданные при помощи инструмента PlastiForm, в чем-то похожи на модели, сделанные с использованием метаболов. И тот, и другой инструмент лучше всего применять для создания органической модели. Кстати, объекты-метаболы можно сразу и не заметить на панели инструментов — они спрятаны за иконками стандартных примитивов.
Метаболы по большей части повторяют основные примитивы — сфера, цилиндр, параллелепипед. Кроме этих объектов, в сценах можно использовать примитив под названием Metamuscle. Он нужен, в первую очередь, для имитирования мускулов и создания персонажной анимации.
Создатели TrueSpace старались создать универсальный редактор трехмерной графики, который максимально упростил бы работу 3D-аниматора. Именно поэтому программа имеет большое количество библиотек со всевозможными заготовками.
Среди готовых моделей можно найти даже необычную группу заготовок Mouldings, которая содержит всевозможные профили картинных рам.
Одна из библиотек заготовок — Персонажи (Characters). На основе всевозможных готовых персонажей (от крутого тинейджера до генерала, обвешанного орденами и медалями) даже начинающий тридешник сможет с легкостью смоделировать анимацию живых существ. Тем более, что одним из нововведений TrueSpace 6.5. является улучшенная инверсная кинематика. Помимо большого числа моделей персонажей, имеются специальные заготовки движений скелета (бег, прыжки и т.д.). Аналогичный прием захвата движений motion capture (движения человека, перенесенные на виртуальный скелет) используется в популярном модуле персонажной анимации Character Studio для 3dsmax, а также в программе Poser.
Что касается последнего, то пользователям TrueSpace вряд ли потребуется когда-нибудь его установить. Как известно, "Позер" — это трехмерный редактор, специализирующийся исключительно на анимации людей и животных. Очень часто начинающие аниматоры любят подолгу дергать примитивные модели за руки и ноги (а если есть — и за хвосты:)). Те самые модели TrueSpace, о которых шла речь выше, можно также заставлять по-разному двигаться.
Другая особенность "Позера" — возможность создания несложной мимики. Facial Animator, встроенный в TrueSpace, тоже прекрасно справляется с этой задачей. Работает он следующим образом: после запуска этого модуля можно воспользоваться Мастером создания голов (Custom Head Wizard) или же выбрать одну из заготовок Facial Animator. После того как голова появится в окне проекции, с ней можно делать все, что угодно. Если воспользоваться кнопкой Head Geometry Setup, получим доступ к многочисленным параметрам, позволяющим корректировать отдельные участки лица (высоту лба, размеры носа, мочку правого уха и т.д.). Кнопка Expression Setup, как несложно догадаться, позволяет придать модели различное выражение лица: радости, злости, удивления и т.д. Каждая такая "эмоция" устанавливается значением соответствующего ползунка.
Однако, помимо общего настроения, у тридешного персонажа должна быть природная естественность. В жизни мы не только улыбаемся или хмурим брови, но и подмигиваем, ухмыляемся, кривим рот и поднимаем левую бровь. Все это может делать и наша модель. Для этого выбираем нужный раздел (жесты, выражение лица и пр.), а в нем — дважды кликаем по подходящей заготовке.
Но и это еще не все, что можно сделать в модуле Facial Animator. Созданную вами модель можно не только анимировать, но даже наложить на нее текстуру и даже… озвучить! Сначала о текстуринге. К этому процессу авторы TrueSpace подошли с чувством юмора. Режим Head Texturing, в котором накладываются текстуры, больше напоминает какую-то компьютерную забаву. Текстурой служат фотографии человека в профиль и анфас.
Сверху схематически изображено приблизительное расположение основных участков лица на модели. Все, что нужно сделать, — это совместить нарисованные глаза, нос, рот и уши с соответствующими участками фотографии и нажать на кнопку Apply Texture.
Теперь об озвучке. Для того чтобы персонаж заговорил, переключитесь в режим Speech и в списке Select Speech engine выберите строчку MS speech synthesis engine. Теперь в поле Text of Speech можно набрать любой текст на английском языке и нажать кнопку Talk. Свершится чудо: модель произнесет набранные слова, причем ее мимика при этом будет в точности соответствовать мимике человека. Персонаж может говорить женским и мужским голосом, а также с разной скоростью и громкостью.
Но и на этом возможности Facial Animator не исчерпываются. Надеемся, что читателю самому будет интересно покопаться в этом модуле и смоделировать свою личную голову профессора Доуэля.
Еще одна категория заготовок — источники света. С проблемой правильного размещения их сталкивается каждый, кто начинал работу в 3D. Всякий раз, когда создается сцена, тот или иной объект остается в тени или, наоборот, оказывается слишком залитым светом. Для того чтобы сцена выглядела реалистичной, требуется так расположить источники света, чтобы она была освещена равномерно. 3D-аниматоры, которые умеют правильно подобрать освещение, пользуются особым спросом:), поскольку это — большое искусство. Этой теме посвящено много статей и советов, однако однозначного решения до сих пор не найдено. Программисты Caligari предложили свой вариант разрешения проблемы. Как уже было сказано, TrueSpace снабжен большой библиотекой сцен, в которых уже предварительно определенным образом выставлено несколько источников света. Выбирая нужный вариант, сцену можно с легкостью снабдить дневным или местным освещением.
Еще одна возможность программы — решение физических задач, как-то: соударение предметов, свободное падение и т.д. Нельзя сказать, что просчитанная динамика является идеальной, но для несложных сцен, в которых суперреалистичность не требуется, такой модуль просчета вполне можно использовать.
Работа с материалами
Редактор материалов довольно скромен, и с его помощью вам вряд ли удастся сделать фотореалистичный объект в сцене. Сколько бы вы ни старались, подбирая текстуру для модели, скажем, автомобиля, все равно он будет в большей или меньшей степени напоминать пластмассу. Тем не менее, на каждый недостаток найдется свое достоинство: при всем при этом редактор материалов относительно прост в обращении. Назначение нового материала производится путем перетаскивания из ячейки материалов на объект. Библиотека материалов в программе разбита на категории: металл, органика, камни (metals, organic, stones, space) и т.д.
Рендеринг
Алгоритм визуализации трехмерных объектов, прямо скажем, не впечатляет. Программа может выполнять просчет сцены в обычном режиме Scanline и в режиме RayCast. Первый способ просчета картинки занимает мало времени и дает удовлетворительный результат. Вторым же способом рендеринг проходит заметно дольше, используя при этом метод просчета с учетом топологии траектории проходящего луча. Кроме того, движок рендеринга умеет точно высчитывать тени объектов, применяя метод "гибридного радиосити" (Hybrid Radiosity). Используя в сцене источники света SkyLight и AreaLight, можно добиться неплохой имитации дневного освещения и мягких реалистичных теней (Soft Shadows).
Фоном отрендеренной в редакторе картинки может служить определенный цвет, указанный шейдер, градиентный переход, растровое изображение или небо (оно создается при помощи генератора облачности).
Наше резюме
Говорить о Caligari TrueSpace можно долго, поскольку возможности программы не ограничиваются всем вышеперечисленным. Где может применяться такой трехмерный редактор? Безусловно, предлагаемый широкий выбор инструментов для моделирования, а также гибкая система управления анимацией в сцене пригодятся, в первую очередь, тем, кто занимается разработкой компьютерных игр и проектированием архитектуры (подтверждением тому может служить тесная интеграция последней версии TrueSpace с AutoCAD). Попробовать поработать с TrueSpace может каждый желающий ( http://forms.caligari.com/ts5demo/form_download.asp?adsource=&v=TS65 ). На указанный вами e-mail разработчики вышлют серийный номер для триал-версии. А еще с сайта разработчика ( http://www.caligari.com/Help/Tutorials/tS5Tutorials.asp?Cate=HTutorials ) можно бесплатно скачать небольшие видеоуроки, которые демонстрируют основные возможности TrueSpace и поясняют работу с некоторыми инструментами.
Несмотря на то, что TrueSpace очень далеко до таких профессиональных редакторов, как 3D Studio или даже Cinema 4D, программа представляет собой универсальное законченное решение. Конечно, второго Шрека в TrueSpace создать не удастся, но декорации к 3D-шутеру могут получиться весьма неплохие. Ну, а уж если нужен незатейливый рекламный плакат или простенький ролик, то с этим заданием TrueSpace справится на отлично. При этом его цена составляет почти шесть сотен долларов, что, как нам кажется, многовато для 3D-редактора с такими возможностями.
Сергей Бондаренко,
Марина Двораковская,
blackmore_s_night@yahoo.com
Программа TrueSpace и похожа, и не похожа на все существующие редакторы 3D. Разработчики компании Caligari ( http://www.caligari.com ) сделали все возможное, чтобы их продукт сочетал в себе одновременно максимально доступный интерфейс и обширный набор инструментов для моделирования и анимации. На наш взгляд, авторы даже несколько переборщили с оригинальным исполнением интерфейса программы.
Так, при первой загрузке Caligari TrueSpace 6.5 (это последняя на сегодняшний день версия) пользователь попадает в некоторое замешательство — все вверх ногами. Большое пространство отведено под окно проекции, а весь инструментарий вынесен в отдельные иконки, которые образуют несколько панелей с инструментами. Эти панели разбросаны по периметру экрана, и понять, что означает та или иная кнопка, с первого раза довольно тяжело. И самое странное обстоятельство — главное меню (Flie, Help) нужно искать не в верхней части экрана, а внизу! Складывается впечатление, что изображение на экране перевернулось. Впоследствии становится ясно, что такое расположение удобнее, чем привычное, но это уже дело вкуса. Если вы захотите вернуть все в привычный вид, выполните следующее действие: вызовите из главного меню окно с настройками File > Preferences, после чего отметьте опцию TopMenu.
Когда начинаешь работать с каким-либо редактором трехмерной графики впервые, прежде всего, необходимо разобраться с управлением положением вида в окне проекции. Если вы — счастливый обладатель трехкнопочной мыши, то приближать (удалять) объекты можно вращая колесико скроллинга. Если передвигать мышь и одновременно удерживать нажатой среднюю кнопку, то редактируемую сцену можно поворачивать вокруг условного центра координат. Кроме вышеуказанного способа, можно воспользоваться иконками на верхней панели инструментов (Eye Move, Eye Rotate, Zoom). Обратите внимание на непонятный элемент в сцене, который расположен в правом нижнем углу окна проекции. Этот "пучок стрелок" также предназначается для управления положением вида. Виртуальный манипулятор, изюминку TrueSpace, можно передвигать в окне проекции в любое удобное для вас место, на отрендеренной картинке вы его, естественно, не увидите. Для удобства его размеры можно увеличить или уменьшить, для чего кликните по нему правой кнопкой мыши и воспользуйтесь вторым значком появившегося меню.
Рабочее пространство в TrueSpace используется очень рационально. Панели с многочисленными иконками не мешают при работе, занимая минимум места. Их можно перемещать по экрану при помощи мышки в любое удобное для себя место. Кроме этого, панели можно и вовсе на время скрыть. При этом панель свернется в крохотную точечку, при подведении к которой все иконки появятся вновь. Для того чтобы скрыть панели, два раза кликните по небольшому выступу Handle, который есть на краю каждой панели.
Чтобы не запутаться в большом количестве всевозможных кнопок на панелях инструментов, возьмите за правило посматривать на всплывающую подсказку в поле главного меню, которая поясняет каждое ваше действие. Если вы все-таки запутались и не можете найти нужной иконки (что вполне вероятно, особенно поначалу:)), кликните по крайнему значку в правом нижнем углу экрана. Все иконки (а их ни много ни мало триста семьдесят семь!) одновременно выстроятся на экране, образуя большущий прямоугольник. Убираются они с экрана аналогичным образом — кликом по той же иконке в правом нижнем углу.
Возможности моделирования
Теперь перейдем к описанию процесса создания трехмерной модели в программе. Моделирование — это одна из сильных сторон TrueSpace. Здесь пользователю доступны все основные приемы создания модели, существующие на сегодняшний день. Помимо NURBS-моделинга, метаболов и возможности работы с subdivision-поверхностями, True Space позволяет работать с инструментом PlastiForm — оригинальной разработкой компании Caligari.
PlastiForm — это еще одна попытка создать инструмент для трехмерной лепки. Принцип его работы довольно прост: достаточно выделить несколько полигонов, которые вы хотите подвергнуть "трехмерной лепке". После этого вы как бы наращиваете материал, используя разный профиль наслаиваемой поверхности. Объекты, созданные при помощи инструмента PlastiForm, в чем-то похожи на модели, сделанные с использованием метаболов. И тот, и другой инструмент лучше всего применять для создания органической модели. Кстати, объекты-метаболы можно сразу и не заметить на панели инструментов — они спрятаны за иконками стандартных примитивов.
Метаболы по большей части повторяют основные примитивы — сфера, цилиндр, параллелепипед. Кроме этих объектов, в сценах можно использовать примитив под названием Metamuscle. Он нужен, в первую очередь, для имитирования мускулов и создания персонажной анимации.
Создатели TrueSpace старались создать универсальный редактор трехмерной графики, который максимально упростил бы работу 3D-аниматора. Именно поэтому программа имеет большое количество библиотек со всевозможными заготовками.
Среди готовых моделей можно найти даже необычную группу заготовок Mouldings, которая содержит всевозможные профили картинных рам.
Одна из библиотек заготовок — Персонажи (Characters). На основе всевозможных готовых персонажей (от крутого тинейджера до генерала, обвешанного орденами и медалями) даже начинающий тридешник сможет с легкостью смоделировать анимацию живых существ. Тем более, что одним из нововведений TrueSpace 6.5. является улучшенная инверсная кинематика. Помимо большого числа моделей персонажей, имеются специальные заготовки движений скелета (бег, прыжки и т.д.). Аналогичный прием захвата движений motion capture (движения человека, перенесенные на виртуальный скелет) используется в популярном модуле персонажной анимации Character Studio для 3dsmax, а также в программе Poser.
Что касается последнего, то пользователям TrueSpace вряд ли потребуется когда-нибудь его установить. Как известно, "Позер" — это трехмерный редактор, специализирующийся исключительно на анимации людей и животных. Очень часто начинающие аниматоры любят подолгу дергать примитивные модели за руки и ноги (а если есть — и за хвосты:)). Те самые модели TrueSpace, о которых шла речь выше, можно также заставлять по-разному двигаться.
Другая особенность "Позера" — возможность создания несложной мимики. Facial Animator, встроенный в TrueSpace, тоже прекрасно справляется с этой задачей. Работает он следующим образом: после запуска этого модуля можно воспользоваться Мастером создания голов (Custom Head Wizard) или же выбрать одну из заготовок Facial Animator. После того как голова появится в окне проекции, с ней можно делать все, что угодно. Если воспользоваться кнопкой Head Geometry Setup, получим доступ к многочисленным параметрам, позволяющим корректировать отдельные участки лица (высоту лба, размеры носа, мочку правого уха и т.д.). Кнопка Expression Setup, как несложно догадаться, позволяет придать модели различное выражение лица: радости, злости, удивления и т.д. Каждая такая "эмоция" устанавливается значением соответствующего ползунка.
Однако, помимо общего настроения, у тридешного персонажа должна быть природная естественность. В жизни мы не только улыбаемся или хмурим брови, но и подмигиваем, ухмыляемся, кривим рот и поднимаем левую бровь. Все это может делать и наша модель. Для этого выбираем нужный раздел (жесты, выражение лица и пр.), а в нем — дважды кликаем по подходящей заготовке.
Но и это еще не все, что можно сделать в модуле Facial Animator. Созданную вами модель можно не только анимировать, но даже наложить на нее текстуру и даже… озвучить! Сначала о текстуринге. К этому процессу авторы TrueSpace подошли с чувством юмора. Режим Head Texturing, в котором накладываются текстуры, больше напоминает какую-то компьютерную забаву. Текстурой служат фотографии человека в профиль и анфас.
Сверху схематически изображено приблизительное расположение основных участков лица на модели. Все, что нужно сделать, — это совместить нарисованные глаза, нос, рот и уши с соответствующими участками фотографии и нажать на кнопку Apply Texture.
Теперь об озвучке. Для того чтобы персонаж заговорил, переключитесь в режим Speech и в списке Select Speech engine выберите строчку MS speech synthesis engine. Теперь в поле Text of Speech можно набрать любой текст на английском языке и нажать кнопку Talk. Свершится чудо: модель произнесет набранные слова, причем ее мимика при этом будет в точности соответствовать мимике человека. Персонаж может говорить женским и мужским голосом, а также с разной скоростью и громкостью.
Но и на этом возможности Facial Animator не исчерпываются. Надеемся, что читателю самому будет интересно покопаться в этом модуле и смоделировать свою личную голову профессора Доуэля.
Еще одна категория заготовок — источники света. С проблемой правильного размещения их сталкивается каждый, кто начинал работу в 3D. Всякий раз, когда создается сцена, тот или иной объект остается в тени или, наоборот, оказывается слишком залитым светом. Для того чтобы сцена выглядела реалистичной, требуется так расположить источники света, чтобы она была освещена равномерно. 3D-аниматоры, которые умеют правильно подобрать освещение, пользуются особым спросом:), поскольку это — большое искусство. Этой теме посвящено много статей и советов, однако однозначного решения до сих пор не найдено. Программисты Caligari предложили свой вариант разрешения проблемы. Как уже было сказано, TrueSpace снабжен большой библиотекой сцен, в которых уже предварительно определенным образом выставлено несколько источников света. Выбирая нужный вариант, сцену можно с легкостью снабдить дневным или местным освещением.
Еще одна возможность программы — решение физических задач, как-то: соударение предметов, свободное падение и т.д. Нельзя сказать, что просчитанная динамика является идеальной, но для несложных сцен, в которых суперреалистичность не требуется, такой модуль просчета вполне можно использовать.
Работа с материалами
Редактор материалов довольно скромен, и с его помощью вам вряд ли удастся сделать фотореалистичный объект в сцене. Сколько бы вы ни старались, подбирая текстуру для модели, скажем, автомобиля, все равно он будет в большей или меньшей степени напоминать пластмассу. Тем не менее, на каждый недостаток найдется свое достоинство: при всем при этом редактор материалов относительно прост в обращении. Назначение нового материала производится путем перетаскивания из ячейки материалов на объект. Библиотека материалов в программе разбита на категории: металл, органика, камни (metals, organic, stones, space) и т.д.
Рендеринг
Алгоритм визуализации трехмерных объектов, прямо скажем, не впечатляет. Программа может выполнять просчет сцены в обычном режиме Scanline и в режиме RayCast. Первый способ просчета картинки занимает мало времени и дает удовлетворительный результат. Вторым же способом рендеринг проходит заметно дольше, используя при этом метод просчета с учетом топологии траектории проходящего луча. Кроме того, движок рендеринга умеет точно высчитывать тени объектов, применяя метод "гибридного радиосити" (Hybrid Radiosity). Используя в сцене источники света SkyLight и AreaLight, можно добиться неплохой имитации дневного освещения и мягких реалистичных теней (Soft Shadows).
Фоном отрендеренной в редакторе картинки может служить определенный цвет, указанный шейдер, градиентный переход, растровое изображение или небо (оно создается при помощи генератора облачности).
Наше резюме
Говорить о Caligari TrueSpace можно долго, поскольку возможности программы не ограничиваются всем вышеперечисленным. Где может применяться такой трехмерный редактор? Безусловно, предлагаемый широкий выбор инструментов для моделирования, а также гибкая система управления анимацией в сцене пригодятся, в первую очередь, тем, кто занимается разработкой компьютерных игр и проектированием архитектуры (подтверждением тому может служить тесная интеграция последней версии TrueSpace с AutoCAD). Попробовать поработать с TrueSpace может каждый желающий ( http://forms.caligari.com/ts5demo/form_download.asp?adsource=&v=TS65 ). На указанный вами e-mail разработчики вышлют серийный номер для триал-версии. А еще с сайта разработчика ( http://www.caligari.com/Help/Tutorials/tS5Tutorials.asp?Cate=HTutorials ) можно бесплатно скачать небольшие видеоуроки, которые демонстрируют основные возможности TrueSpace и поясняют работу с некоторыми инструментами.
Несмотря на то, что TrueSpace очень далеко до таких профессиональных редакторов, как 3D Studio или даже Cinema 4D, программа представляет собой универсальное законченное решение. Конечно, второго Шрека в TrueSpace создать не удастся, но декорации к 3D-шутеру могут получиться весьма неплохие. Ну, а уж если нужен незатейливый рекламный плакат или простенький ролик, то с этим заданием TrueSpace справится на отлично. При этом его цена составляет почти шесть сотен долларов, что, как нам кажется, многовато для 3D-редактора с такими возможностями.
Сергей Бондаренко,
Марина Двораковская,
blackmore_s_night@yahoo.com
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 34 за 2003 год в рубрике soft :: графика
