Создание трехмерной графики — 3ds Max 2011 и 3ds Max Design 2011. Часть 1

В этом году графическому пакету трехмерного моделирования и анимации 3ds Max от компании Autodesk исполняется ровно двадцать лет. За это время вышло 17 версий программы. Последние три года 3ds Max выпускается сразу в двух версиях: собственно, 3ds Max 2011 , и 3ds Max Design 2011 . Несмотря на то, что обе версии имеют много общих возможностей, 3ds Max и 3ds Max Design предназначены для решения разных задач. Рассмотрим сначала общие возможности обеих версий, а затем опишем их отличия.

На данный момент 3ds Max является одним из лидеров на рынке пакетов по созданию и визуализации трёхмерных объектов. 3ds Max использовался при создании многих известных компьютерных игр (Alan Wake, Dragon Age) и анимационных фильмов, а также для создания визуальных эффектов в большом кино («2012», «Аватар», «Алиса в стране чудес»).

3ds Max может использоваться в различных сферах: как уже упоминалось выше, при создании анимационных фильмов и моделей для компьютерных игр, для фотореалистичной визуализации архитектурных проектов и работ дизайнеров различных профилей (мебель, интерьеры, изделия).

Размер установочного пакета каждой версии программы чуть больше одного гигабайта. В установочный пакет сразу включены все дополнительные программы: Visual C++ Redistributable Package, DirectX End User Runtimes, .Net 3.5. Эти программы установятся автоматически, если на компьютере пользователя нет таких же или более новых версий.

Процесс установки стандартен, но есть и важное отличие от других программ. Вместе с 3ds Max можно установить и Backburner. Эта программа позволяет ускорить процесс визуализации сложных сцен путем распределения вычислений между несколькими компьютерами. Если вы ставите 3ds Max на компьютер, подключенный к сети, то установка Backburner просто необходима, ведь двадцать минут визуализации одного кадра не самой сложной сцены — далеко не предел. А визуализация видеороликов может продолжаться несколько дней.

Для установки Backburner на другие компьютеры необязательно иметь дополнительные лицензии. Т.е. можно иметь лицензию только на одном компьютере, и при этом использовать вычислительные мощности нескольких машин.

Читайте также:  Зона свободного общения

Основная рабочая область 3ds Max поделена на четыре окна — видовые экраны (Viewports). Каждый видовой экран позволяет смотреть на трёхмерную сцену с разных сторон.

В любом пакете создания трёхмерной графики идёт работа в виртуальном пространстве (сцене). При этом существует проблема навигации, так как пространство, в котором создаются объекты — трёхмерное, а устройство ввода (мышь) работает в двухмерном пространстве. В разных программах навигация по сцене устроена по-разному. Бывает, навигация осуществляется ужасно, как, например, в Blender . В 3ds Max ориентироваться и перемещаться по сцене довольно просто. Для этого есть несколько дублирующих инструментов.

Основные инструменты сосредоточены на панели в нижнем правом углу. Выбирая эти инструменты, можно использовать зум, панорамирование, вращение выбранного в данный момент видового экрана.

Второй важный инструмент навигации — ViewCube. ViewCube позволяет выровнять плоскость видового экрана относительно координатных плоскостей виртуального пространства, что позволяет быстро перейти к стандартным видам: спереди, справа/слева, сверху.

Последний навигационный инструмент, который стоит упомянуть — SteeringWheel. SteeringWheel имеет интересную особенность — Rewind (перемотка), которая позволяет вернуться к различным точкам обзора, с которых пользователь смотрел на сцену ранее.

Первый этап работы со сценой — создание трёхмерных объектов. Для создания объектов в 3ds Max есть несколько различных техник.

Основная и самая простая техника — полигональное моделирование. При этом способе простой объект (параллелепипед, сфера) разбивается на многоугольники. Далее, меняя местоположение отдельных вершин, ребер и граней объекта, ему придается нужная форма.

При полигональном моделировании сначала создается простой объект. Для этого используется вкладка Create на панели в правой части экрана. Затем объект конвертируется в редактируемый полигональный объект. После этого на вкладке Modify на той же панели можно использовать инструменты полигонального моделирования: редактирование отдельных вершин/ребер/граней объекта.

Полигональное моделирование из-за своей простоты является самым распространённым методом моделирования и используется повсеместно.

Читайте также:  Обновленный Fiat 500 заметили на автовозе за две недели до премьеры

Также в 3ds Max доступно моделирование с помощью модификаторов и сплайнов (как простых, так и NURBS).

После того как объект получил нужную форму, на него нужно наложить текстуру. Для наложения текстур в 3ds Max используется редактор материалов, который открывается горячей клавишей M .

С помощью редактора материалов можно создать поверхности самых разнообразных материалов: металла, древесины, стекла. Для этого нужно отредактировать свойства материала: непрозрачность, неровность поверхности, отражение света, свечение и другие.

В 3ds Max 2011 редактор материалов претерпел ряд существенных изменений, подробнее о которых будет рассказано ниже в разделе о нововведениях.

После создания объектов часто требуется анимировать сцену. Анимирование, наверное, самый трудоёмкий процесс при создании трёхмерной графики. Разработчики из Autodesk сделали всё возможное, чтобы облегчить и ускорить процесс анимирования объектов. Например, в 3ds Max доступна технология Motion Capture. Тема анимации слишком широка, чтобы даже кратко касаться её в обзорной статье, для более подробного ознакомления с темой можете найти демонстрационные и обучающие ролики в интернете.

Здесь же стоит упомянуть частицы и физику. С помощью системы частиц можно имитировать различные явления: огонь, брызги, снег и многие другие. Также в 3ds Max встроена система физики Reactor, которая позволяет имитировать ветер, движение водной поверхности, силу тяжести, корректное физическое взаимодействие различных тел. Помимо Reactor к 3ds Max можно подключить более современный модуль физики — PhysX от компании NVIDIA. Модуль бесплатный, нужно только зарегистрироваться на сайте NVIDIA, заполнив анкету. Каждая анкета проверяется, ответ приходит дня через два.

После создания моделей и их анимации иногда необходимо подготовить сцену для визуализации. Для этого нужно установить источники освещения и расставить камеры — точки обзора, с которых зритель будет наблюдать финальный результат.

В 3ds Max можно использовать множество источников света. Все источники делятся на две большие группы: стандартные и фотометрические. Источники из второй группы предназначены для более фотореалистичных сцен, но и время визуализации таких источников больше.

Читайте также:  Скорость, ловкость и спортивный азарт демонстрировали школьники | Кубанские новости, последние новости Краснодарского края | ГТРК

Если смоделированная анимированная и освещённая сцена будет использоваться в компьютерной игре или в других программах, то сцена экспортируется в нужный формат. 3ds Max позволяет экспортировать в большое число форматов, что обеспечивает взаимодействие с различными программами: LightScape, Maya, AutoCAD, Adobe Illustrator и многими другими. Помимо этого можно использовать дополнительные плагины, которые позволяют экспортировать модели в популярные форматы, используемые в компьютерных играх (DirectX, Unreal Engine).

Заключительным этапом работы со сценой является визуализация (rendering). Визуализация — самый вычислительно затратный этап. 3ds Max позволяет визуализировать как один кадр, так и их последовательность.

В настройках визуализатора можно указать формат, разрешение изображения/видео; камеру, с позиции которой будет вестись визуализация. Также можно настроить и более специфические параметры: сглаживание, визуализация текстур и теней, вывод только части объектов.

Процесс визуализации очень ресурсоёмкий и заключается в следующем: в каждой точке финального изображения высчитывается цвет пикселя на основе материалов, применённых к объектам, и взаимодействия лучей света разных источников. Чем больше в сцене источников света и текстур с различными эффектами, тем дольше будет происходить визуализация.

3ds Max даёт возможность использовать два разных визуализатора: Scanline и Mental Ray. Scanline обрабатывает сцену построчно сверху вниз. Mental Ray просчитывает финальное изображение сегментно, что позволяет визуализировать сразу каждый объект. Отличия Scanline и Mental Ray хорошо видны в процессе визуализации. При этом результат, полученный с использованием Mental Ray, выглядит более реалистично.

Помимо стандартных визуализаторов можно использовать и другие. Среди дизайнеров особой популярностью пользуется V-Ray .

Источник: www.softkey.info