Компьютерная
анимация. Пробуем вместе
Владимир
УсовЕсли
принять во внимание тот факт,
что быстро растущие
потребности телевизионных
студий в рекламе требуют от
специалистов именно
компьютерной анимации,
становится понятен и вполне
объясним феномен столь бурного
роста на «российских
хлебах»
этого, довольно специфичного,
вида компьютерной графики. К
примеру, на западе средства
рекламы распределены в сторону
игровых (жанровых) и музыкальных
клипов. В то время как у нас - предпочтение
отдано компьютерной анимации.
И это понятно - дело новое,
денежное...
Среди
всех видов применения
компьютерной графики, анимация
занимает одну узенькую нишу,
где-то за CAD-CAM-системами
(автоматизированное
проектирование), системами
построения виртуального
пространства (научные
разработки) и системами
обработки изображений в
реальном масштабе времени
(военные разработки систем
слежения и распознавания
целей). У нас же каждый второй
программист нажимал кнопки,
как минимум, в 3D Studio.
Значительно
большее распространение на
западе получают компьютерные
системы монтажа изображений.
Существуют, созданы и активно
применяются видеомонтажные
комплексы на основе PC и Apple Mac,
где инженеру даны мощные
средства управления
оцифрованными
видеофрагментами, перед тем
отснятыми оператором. В них
есть функции микширования,
вытеснения шторкой и
озвучивания со всевозможными
эффектами. Параллельно
развиваются аналогичные
программные средства (SOFTWARE) для
UNIX-вычислительных платформ.
Такого плана
программно-аппаратные
комплексы, снабженные
надежными средствами быстрой
оцифровки видеоизображений в
реальном масштабе времени (REAL
TIME) -
отличный инструмент для
художника-дизайнера,
заинтересованного в быстрой
обработке отснятого материала.
Поверьте, что
видеомонтажные системы ничуть
не менее интересны художнику,
чем комплексы трехмерной
анимации, а телевизионной
студии нужны гораздо больше. Но
поскольку наша тема - работа с
трехмерной графикой,
рассмотрим подробнее
некоторые принципы.
Во-первых,
художники должны свыкнуться с
мыслью, что с развитием средств
трехмерной визуализации
арсенал инструментов заметно
изменился. Все их работы могут
с легкостью получить новое
измерение -
третье. От плоского,
схематичного (глубину объектов
не передашь) рисунка на плоском
листе художник может легко
перейти к полностью объемной
модели объекта (все же, конечно,
модели; объект же не существует
в реальности
- он создан
в «виртуальном», воображаемом
пространстве компьютера).
Разработчик-дизайнер в
состоянии оценить точность
пропорций объекта, заглянуть «внутрь» него, если
необходимо, «обойти» со всех сторон,
оттачивая форму. Киностудии в
состоянии, построив сцену
предполагаемых съемок,
экспериментировать с освещенностью,
источниками света, перемещать «камеры» в эффектные места
и производить съемку. Ну а дизайнеры могли бы
создать то, что невозможно
создать в реальной
действительности.
Системы
компьютерной машинной графики
достаточно сложны в
построении, довольно неудобны
в установке и наладке, и, не
станем скрывать, нелегки в
освоении. Подобного рода
системы по праву считаются
самыми высокотехнологичными,
ибо вбирают в себя сразу
несколько наукоемких областей
прикладной техники. Это, в
первую очередь, инструментарий
работы с изображением.
Что само по себе не для слабых
компьютеров. Плюс, и это
во-вторых, алгоритмизация
работы с цветом-тоном. Что тоже
не было легко решаемой
проблемой. Если вы художник,
проблема решена лишь частично.
К сожалению, техническая
сложность трехмерных систем во
многом отпугивает художников,
оставляя рабочее место бывшему
программисту, для которого
сложность построения систем - привычное дело.
На самом деле
все не так страшно как может
показаться с первого взгляда,
тем более если дать себе труд
разобраться в сути процессов,
приобрести навыки в работе с
компьютерными системами. Автор
надеется, что ситуация наконец
начнет меняться и на смену «программистам,
занятым не своим делом» придут люди с
развитым вкусом, с
художественными навыками, и
без «алфавитно-цифрового
прошлого».
Ведь недаром отечественный
рынок анимации активно
осваивают «старшие» вычислительные
платформы RISC-компьютеров.
Среди спектра их возможностей
может не потеряться только
опытный художник, или в лучшем случае - режиссер со
вкусом.
Не касаясь
особенностей той или иной
вычислительной платформы
рассмотрим общие особенности,
присущие всем трехмерным
системам. Самое необходимое,
что должно быть всегда под
рукой - это
руководство пользователя по
работе с конкретной
программой. Возьмите за
правило не пользоваться
системами, не снабженными
точным руководством
пользователя. Даже в тех
случаях, когда у вас серьезные
навыки в пользовании той или
иной системой. Есть и другого
рода тонкости. Иногда на
построение фотореалистичной
сцены уходят часы напряженной
работы компьютера. Существует
также масса других
особенностей, досадно мешающих
творческой работе.
Итак, на вашем
столе компьютерный инструмент.
Умышленно не упомянем какой
именно компьютер лучше всего
использовать для этого. Выбор
вычислительной платформы для
трехмерной анимации дело
весьма не простое, к тому же это
тема для серьезной дискуссии.
Скажем просто - в компьютере
минимум 8-16 Mb
оперативной памяти, 24-битовая
графическая система с
ускорителем, быстрый жесткий
диск значительной емкости (640 Mb
по современным масштабам не
покажется вам очень большим
для создания нескольких минут
клипа). Освоить навыки работы с
трехмерной графикой проще
конечно инженеру. Все мы
проходили начертательную
геометрию или
машиностроительное черчение.
Попробуем вспомнить.
Те объекты, с
которыми мы имели дело в
студенческие годы, задавались
в ПРОЕКЦИЯХ и ПЛАНАХ. Вот оно,
основное, с чем придется
сталкиваться художнику на
первых порах. Воображаемый
объект, который опытный мастер
рисует на бумаге уже в
трехмерном измерении, придется
мысленно «рассечь» на планы. Сделайте
проекцию его на основные
плоскости. Дело в том, что для
многих, даже для художников,
существует проблема развития
пространственного
воображения. И то, что уже
мыслится объемной формой,
придется, тратя энергию, «рассекать» на планы. Только
после этого процесс пойдет в
обратном порядке - проекции начнут
склеиваться в образ.
В современных
компьютерных системах, вы при
помощи манипулятора «мышь» вынуждены
вычерчивать фигуры-планы. Для
облегчения ввода часто лучше
воспользоваться графическим
планшетом-дигитайзером, с
точно координированным
указателем (пером). Это
особенно необходимо тем, у кого
фигур множество и все они
сложной формы.
Профессионалы
работают следующим образом.
Заранее вычерченные на листах
бумаги планы заправляют в планшет. Оператор
же наводит перекрестные
указатели на углы, опорные
точки фигуры, и нажимает кнопку
«Ввод». Иногда на эту,
вроде бы простую, операцию
уходит достаточно много
времени.
Маленький
совет: Облегчите себе жизнь. Не
стройте сразу сверхсложный
многоугольный объект. Разбейте
его на несколько геометрически
простых компонентов, планы
которых выглядели бы просто - круги,
прямоугольники, конусы. А потом
«слепите» их вместе. Вам все
равно нужно проходить вторую
фазу -
выбирать правильное положение
фигур относительно друг друга.
К примеру,
нос (треугольник в плане)
придвигается в овалу-лицу и
выравнивается по размеру: овал
всегда больше.
Многие
графические станции в
состоянии на этом этапе в
специальном окне
демонстрировать уже склеенный
трехмерный объект, с объемом и
тенью. «Персоналки» - только в «проволочном
каркасе«.
Подробнее о нем. Не надо забывать, что
вы строите МОДЕЛИ, а не сами
объекты. К примеру, живой,
натуральный футбольный мяч в
компьютере представляется
моделью-набором геометрических
фигур, соединенных в опорных
точках -
каркас модели. Чем больше этих
простых фигур и опорных точек - там сложнее
модель. Тем она более точно и
полно воспроизводит реальный
футбольный мяч. Далее объекты
фиксируются относительно друг
друга. Склейка.
Построение
модели при помощи программного
комплекса - это сложный
процесс. Кроме того, вы
вынуждены выполнять все
построения в виртуальном
компьютерном пространстве. Это
безусловно, не способствует
идентичному сходству с «живым» объектом. Многие
специалисты сравнивают
компьютерное моделирование с
вырезанием и склеиванием
домиков из картона. Очень
точное сравнение. Ну и конечно,
различные программные
средства накладывают свою
специфику на выполняемые
работы. У разных программ -
разный инструментарий.
Вычерчивание
простейшего примитива - это только начало
построения трехмерного образа.
Далее в дело вступают
встроенные алгоритмы
построения сложных фигур.
Например, вращение. Цилиндр
получится при вращении
прямоугольника. Конус - вращением
треугольника. Алгоритмы (читай
- инструменты) могут быть самые
разные -
экструзия (EXTRUSION выдавливание),
сложение, вычитание фигур и др.
Программа Topas в специальном
окне предлагает
инструментарий алгоритмов,
среди которых средства «развертки» (sweep), благодаря
которым достаточно лишь
вычертить (или обвести с
планшета) контур-сечение. Она
создает трехмерный объект,
разворачивая его вокруг
невидимой, воображаемой оси.
Рабочие
станции NEXT STATION COLOR предлагают
программные средства INTUITIV'3D,
где имеются возможности
перемещать даже эти
воображаемые оси! И не только
передвигать, но и «резать», дополнять «ветками». Понимаете, какой
сложности можно построить
фигуры? К слову сказать,
операционная среда NextStep
пополнилась не так давно
отличными системами
трехмерного моделирования,
дизайна и анимации. Совершенно
не известный в России пакет
FRONTFACE фирмы графических
разработок nPOINT Ltd. обладает
уникальной опцией «приклейки» передвигаемого
объекта к контекстно близкой
фигуре-поверхности. Аналогично
команде «приклейки
к гайдлиниям» в издательских
пакетах. Если вы работаете с «мышью» и не слишком точно
переместили объект, не заметив
зазора между ним и, к примеру, «полом», то FRONTFACE точно
отработает приклейку объекта к «пункту назначения». Художнику не
нужно объяснять, что означает
существенное снижение брака в видеоизображении.
К примеру, у всех в памяти
рекламная заставка одной из
передач, где золотая монетка
падает на мраморный пол.
Соответственно падению,
движется и следующая за
монеткой тень. Но вдруг монетка
начинает движение вверх,
имитируя отскок от пола, и при
этом видно, что тень так и не
коснулась монетки! FRONTFACE
автоматически не допустил бы
этого.
Много
лестного сообщают
пользователи программ фирмы
STONE DESIGN, доступной на NEXT,
содержащей интерфейс RenderMan (эта
технология почти стала
стандартом описания объемных
моделей). Учитывая, что
MEGAPIXEL-монитор, снабжающий любой
NEXT, помимо качественной
графики, еще и PAL/NTSC - выходом, системы
трехмерного моделирования в
NEXTSTEP -
серьезная альтернатива RISC - вычислительным
платформам. Прикиньте цену.
Но вернемся к
моделированию. Изображения
можно не строить, если их
конвертировать из других
программ CAD/CAM-систем. Кроме того,
можно воспользоваться уже
созданными независимыми
фирмами отличными моделями. На
рынке предлагаются библиотеки
добротных трехмеров по всем
разделам жизни.
Пользователь-дизайнер
выбирает нужные и загружает в программу.
Когда
элементы изображений - объекты созданы,
пользователь приступает к
ПОСТРОЕНИЮ СЦЕНЫ. Ибо до этого
момента объекты-каркасы «висели» в черном поле
вашего экрана. Так же как из
простейших элементов мы
выстраивали сложный объект - проводили
моделирование, точно так же
строят сцену, «натаскивая» туда
объекты-модели. Для новичков,
конечно, не обойтись без
сложностей. Ибо все
описываемые действия
проводятся в виртуальном, да и
к тому же плоском пространстве
экрана. Положение осложняется
еще и тем, что все модели,
присутствующие в сцене,
представляют собой лишь
проволочные каркасы.
Художникам, может быть,
придется туго - они мало работали
с инженерной графикой, с
чертежами, проекциями,
измерениями. Но вот
выпускникам бывшей «Строгановки» в этом отношении
значительно проще - они
специалисты по «промграфике». В любом случае,
даже у художника,
поработавшего в программах
создания трехмерных объектов
возникает и разовьется со
временем ПРОСТРАНСТВЕННОЕ
ВООБРАЖЕНИЕ. Очень необходимое
качество при построении сцены.
Однако какие
бы трудности не препятствовали
построению сцены, рано или
поздно они разрешаются.
Погрешности плоского экрана
компенсируются возможностями
развитого программного
обеспечения (ПО). Всю сцену
можно вращать. И тогда
фрагменты, расположенные в
глубине появляются на переднем
плане. И можно легко
детализировать сцену.
TOPAS 4.0 фирмы
AT&T, равно как и другое ПО,
позволяет приближаться и
удаляться от сцены. Поэтому,
если нужная грань объекта (не
забывайте: все они -
проволочный каркас) не видна
отчетливо или перекрыты
другими гранями, можно «развернуть» модель, увеличить
вид.
Уникальная
система Ray Dream Designer (компании Ray
Dream) позволяет редактировать
модель, даже если она помещена
в сцену. Причем, можно
деформировать (подогнать по
размеру) отдельные части
модели. При этом не придется
опять затягивать модель в
сцену! Ray Dream позволяет не хуже
WAVEFRONT VISUALIZER интерактивно
деформировать объекты - сплющивание,
изгиб и прочие фокусы. Ведь
очень часто бывает, что на «на глаз» довольно сложно
прикинуть пропорции будущих
моделей. К примеру, стул
располагают в интерьере комнаты.
И тут выясняется, что стул не
пропорционально высок - его сиденье выше
стола! Вот где нужна
интерактивность размещения
объектов.
Запомните:
сцена одна. И те изменения, что
вы вносите на одном ее «конце» будут видны со
всех других сторон! Этот эффект
обратной связи на первый
взгляд как-будто не важен.
Однако он скажется на качестве
моделей, сцены в целом. К
примеру, дизайнер поленился «долепить» объект, надеясь на
то, что под эффектным углом
зрения «брак» не будет заметен.
Но сцена-то вращалась. И в «окно» телевизора
непременно «въедет» какой-нибудь
оторванный фрагмент.
Довольно
сложно проанализировать сцену
в 3D Studio. Ее неудобно вращать и
перемещать. Это далеко не Next,
где в системе STONE DESIGN в одном
окне я вижу свой фрагмент, а в
других специальных окнах ту же
сцену со всех четырех углов.
Это как зеркало заднего обзора
в автомобиле. В системе FRONTFACE,
упомянутой выше, в аналогичных
окнах можно видеть сцену в предварительном
освещении с предварительной
(произвольной)
текстурой (режим PREVIEW). Это
выглядит как кожаные кресла в
чехлах в кабинете вождя: они
вроде бы есть, но детали не
видны. В процессе создания,
деталировки сцены режим PREVIEW
совсем не лишняя возможность,
особенно для людей с недостаточно
развитым пространственным
воображением.
Один нюанс.
Если вы «слепили» объект из
нескольких фигур, то
необходимо задать соотношение
частей к целому.
Поэтому во многих системах
присутствует команда GROUP. Тот,
кто не «нажал» такой кнопки,
пусть приготовится к разным
неожиданностям при развороте
сцен. Цветы стояли в вазе, но
при приближении «выехали» из нее и повисли «в воздухе». Особенно часты
ошибки в ландшафтных сценах.
Лужи «бегут» из-под колес
автомобилей, деревья «бегут» следом. Возможно
ли это представить без
компьютера?
В известном
продукте компании Silicon Beach для
компьютеров Apple Macintosh
предусмотрены целые иерархии
Group. Чем всегда отличался Super 3D -
так это возможностью к
созданной группе объектов «прилепить» еще один. Другой
удачный Mac-овский конкурент Sculpt
3D (фирма Byte
by Byte) позволяет группировать
объекты расположенные далеко
один от другого.
Совсем другая
идеология заложена в ПО
компании THOMSON DIGITAL IMAGE. При
создании сцены приходится
одному материнскому объекту «назначать» несколько
дочерних, тем самым привязывая
их. Эта технология значительно
сложнее простого GROUP ибо
создает иерархию моделей
сцены. Этап подчинения
(аналогичная идеология) нужно
выполнять и в UPFONT - системе
компании ALIAS RESEARCH, да и в
некоторых других.
Иерархический принцип
позволяет накладывать условия
на дочерние объекты при
вращении сцены. Подобный
подход, конечно, более
реалистичен в
изображениях-клипах. Зато GROUP -
значительно проще. Однако
часто отличные продукты
используют и то и другое. Качество,
удобство программного
обеспечения в том и
заключается, чтобы
предоставить пользователю
некие библиотеки ограничений,
которые можно использовать
накладывая на дочерние
объекты. А если система
позволяет запоминать фрагмент
как элемент библиотеки - дизайнеры оценят
удобство по достоинству!
Если
поговорить о возможностях
ввода текстов, то отметим, что
ранее художники не могли
пользоваться широким спектром
гарнитур. Для 3D Studio приходилось
либо долго мастерить шрифты,
конвертируя их из формата в
формат, либо строить как модель
каждую букву. В менее развитых
системах до сих пор нельзя
вызвать текстовое окно и
набрать строку. Зато
вышеупомянутый TOPAS теперь
пользуется шрифтами PostScript- не
лишнее удобство пользователю.
Если
выбранная вами программа в
состоянии создавать объект из
текста с помощью систем
трассировки контуров, то лучше
воспользуйтесь экструзией
(выдавливание). Тексты примут
необходимую глубину. Однако
если есть необходимость
экономии времени - приобретите
трехмерные шрифты в том
формате, который опознается
вашей системой. И проблема
будет снята.
Многие
трехмерные шрифты входят в
стандартный комплект поставки
Например, STRATAVISION 3D по желанию
легко снабжается богатой
коллекцией шрифтов STRATATYPE 3D. SWIVEL
ART компании Paracomp уже содержит
значительное количество
шрифтов. Так же как и пакет
SHOWPLACE знаменитой фирмы PIXAR.
Итак,
взглянем на наши творения.
Модели построены и собраны в
сцену. Иерархия задана,
библиотеки объектов
использованы, текст
расположен. Что еще?
Теперь
окрашивание и обклейка всех
этих объектов текстурой.
Создание ПОВЕРХНОСТИ. Пожалуй,
это самый ответственный этап
работы. Вот где должны
проявиться все ваши таланты.
Однако серьезность работы во
многом зависит от возможностей
программно-аппаратных средств.
Подобные средства более или
менее развитые встречаются
практически во всех упомянутых
системах на разных
вычислительных платформах.
Однако отметим, что для мощных
RISC-машин средства
текстурирования более развиты
и углублены.
В программе
REALITY 3D фирмы STONE DESIGN для
компьютеров NeXT только для
одних «камешков» более сотни
подуровней создания типа и
оттенков. Причем, что
удивительно, REALITY 3D позволяет
иметь также объемную текстуру.
При сильном увеличении (если
это необходимо по сюжету) можно
увидеть щербатую поверхность
камней. Помимо простых опций по
изменению оттенка и тона
окраски вам доступны все типы
керамики, мрамора и вообще
всего-всего «твердого». Если задача -
изваять глиняный горшок, то
есть возможность покрыть его
сверху глазурью!
Чрезвычайно
развитые средства создания и
раскраски текстуры предлагает
THOMSON DIGITAL IMAGE. И для машин IBM RS/6000
POWER SERIES, и для машин SILICON GRAPHICS IRIS
SERIES прекрасно зарекомендовала
себя система TDI EXPLORE. Системы
подобного уровня создадут вам
трехмерную текстуру на ваши
объемные объекты. Причем,
художник держит все «кнопки» управления
созданием поверхности в своих
руках. Контроль на любом этапе.
В систему входит большое число
библиотек заданных трехмерных
и двухмерных текстур. И,
безусловно, можно ввести
множество новых.
Намного
сложнее процесс присвоения
текстур для системы WAVEFRONT,
доступной RISC-машинам компании
HEWLETT-PACKARD, DEC, SILICON GRAPHICS (обзор
вычислительных платформ см. N1).
Неудобство заключается в том,
что придется «вывалиться» из системы
анимации, чтобы создать
сложную поверхность в
дополнительной системе VISUALIZER
PAINT (или более дорогостоящий
ADVANCED PAINT). Сама по себе система
ADVANCED VISUALIZER позволит изваять
простенькие текстуры или «втянуть» их со сканера в
плоской форме. Отметим, правда,
что все отдельные части WAVEFRONT «запускаются» из единого WAVEFRONT
DIRECTOR. Но все это - отдельные модули.
Оболочка DIRECTOR, конечно дает
интерфейс пользователя типа
POINT-AND-CLICK (укажи и нажми), но это
далеко не NEXTSTEP с его DRAG-AND-DROP
(захвати и перемести).
WAVEFRONT предоставляет, конечно, (и тоже за отдельную
плату) ADVANCED MATERIAL
LIBRARIES(библиотеки материалов).
Во всех
системах имеется возможность
ввести изображение в
соответствующем формате,
которое может служить
текстурой объемной модели. Но
поскольку подобная текстура - плоское
изображение, наложенное на
поверхность, она не дает 100%
реалистичности объекта в
сложных случаях - кора дерева,
песок и многое другое. Поэтому
мы особое место отводим
системам легко задающим
трехмерные текстуры или
сечения (SHADERS). Это в первую
очередь уже упомянутый RAY DREAM
DESIGNER, INFINI-D компании SPECULAR
INTERNATIONAL, SCULPT 3D (также
упоминавшейся), UPFRONT компании
ALIAS.
Для того
чтобы подчеркнуть сложность
проблемы фотореализма, средств
задания трехмерной структуры
заметим -
это не просто прорисовка
прожилок дерева, а набор
математических алгоритмов,
описывающих характеристики
дерева (расположение, тип
волокон, цвета годовых колец). И
если вы «разрежете» трехмерный объект
с трехмерной текстурой, то
внутри, увидите
соответствующий рисунок
прожилок (дерево, мрамор и прочее). Вот в чем
фокус! Просто «обклеенные» цветной картинкой
модели внутри ничего не
содержат.
Кроме того, в
системе постоянно работают
дополнительные алгоритмы
задания шероховатостей (как
описано для систем STONE DESIGN). Это
то, что не создать вручную. А в
случае использования
алгоритмов вы контролируете
шероховатость - от сморщенной
кожуры лимона до кратеров
вулканов.
Во всех
сложных системах можно
указывать СВОЙСТВА объектов.
Например, степень прозрачности
и то как будет отражаться свет
от этой поверхности.
Представьте себе зеркальный
елочный шарик, и прикиньте
возможные отражения на его
поверхности. Здесь мы
подбираемся вплотную к
следующему важному этапу - заданию
источников ОСВЕЩЕНИЯ. Все
специалисты, более или менее
наслышанные о проблеме,
отмечают развитые системы
освещения пакета ALIAS. С помощью
UPFRONT можно имитировать
расположение солнца в определенное
время суток. Для конкретного
географического места!
Пользователь вводит широту и долготу, а затем
указывает нужное время.
Фотореализм
сцены во многом определяется
системами освещения (тоже
отдельные алгоритмы, целый
комплекс). Как правило, на этом
этапе потребуется вся
вычислительная мощность
вашего компьютера. IBM PC AT/486 в
режимах «трассировки
лучей»
может работать часами. Поэтому
профи и не удовлетворяются 3D
Studio, а проявляют интерес к
старшим вычислительным
комплексам.
Методы «трассировки лучей» работают по
следующей схеме. Воображаемый
луч направляется из «камеры» на сцену и
обратно. Это и определяет
световые эффекты, возникающие
при освещении объектов
находящимися в сцене
источниками. При этом неважно,
где расположен осветительный
прибор. Алгоритмы определяют
тени, яркие блики и отражения.
Более сложные системы
рассчитают и преломления
лучей. Например, ложка в стакане с чаем
кажется изогнутой - результат
преломлений. К несчастью, 3D Studio
не в состоянии провести расчет
ни преломлений, ни отражений.
Не те мощности процессоров!
Автор знаком с художниками,
которые преломления строят
сами. Это довольно трудоемкий и
длительный процесс. К тому же
результат, сделанный «на глазок» выглядит с
фотографической точностью. А
переотражения? Даже если
система дает вам возможность
работать с аэрографом (AIRBRUSH), не
всегда художник в состоянии
воспроизвести всю тонкость
освещения моделей даже с
натуры.
Итак, о методе
«трассировки
лучей». Мы
уже упоминали о траектории
прохождения лучей. Вернее об
алгоритмах, рассчитывающих
это. Компьютер повторяет эту
операцию для каждой точки
экрана. Эта точка, на жаргоне
компьютерной графики,
называется элементом
изображения или «пикселом». Ну и поскольку
изображение большое - трассировка
лучей не самая быстрая
процедура. Чем больше
изображение по размеру, тем
дольше пауза в диалоге
художник - компьютер. Добавим
только, что как правило,
высокотехнологичные системы
анимации работают с этим
методом. А на младших
вычислительных платформах в
основном работают методы
закрашивания (или затенения).
К проблеме
фотореализма нельзя подходить
без внесения в сцену некоторых
дополнительных эффектов.
Например, так называемого «возмущения», или, как говорят
многие, «реакция
на возмущение». Самый простой
пример, который приводится в
пояснение термина - это то, что капли
дождя могут отскакивать от
поверхности объекта.
Нельзя не
поговорить о системах
формирования ландшафта. Это те
сильные стороны, которых пока
лишены пользователи IBM и Apple Mac.
Такие алгоритмы включены в
многие развитые системы
анимации, призванные повысить
фотореалистичность
изображения. В системе TDI EXPLORE
уже присутствует некоторое
количество заготовок
трехмерных ландшафтов. А в поставляемый
отдельно от TDI системе AMAP
реализованы алгоритмы
формирования ландшафта, листвы
на деревьях, травы. Существуют
и развиваются системы «динамических
объектов» - дождь, снег,
туман, взрывы, текущая вода и
прочее. Все это художник по
желанию может встроить в сцену.
Все вместе дает
фотореалистичность картин - предмет гордости
пакета TDI.
На совершенно
неизвестных в России
графических станциях I/EMS
MICROSTATION фирмы INTERGRAPH работают
пакеты MODELVIEW и ALIAS STUDIO, дающие,
по тестам некоторых
компетентных изданий Запада,
самые отличные результаты.
Вообще же к системам,
работающим на самом высоком (в
плане фотореализма) уровне,
следует отнести технологии ALIAS,
WAVEFRONT, PIXAR (систему RENDER MAN), и
только за ними TDI.
Немного менее
реалистичные результаты дают
системы «персоналок». Они работают, как
правило, методами закраски
(затенения). Системы эти
работают по трем алгоритмам:
закраска плоским фрагментом,
закраска по методу Гуро и
способ закраски Фонга (самый
сложный из всех этих).
И только
после задания всех
вышеперечисленных параметров
вы вызываете RENDER - обработку
изображений и терпеливо ждете
конечного результата.
Далее - дело техников:
запись на диск, «сброс» фрагментов на
слайд-рекордер. Обсуждение
слайдов со сценаристом и
режиссером и принятие
окончательного решения. Затем
уже и «сброс» свего ролика на
TAPERECORDER, на видеомагнитофон.
Вот вкратце
вся технология работы.
Приступим вместе?