8.4. 3D редакторы
Данные программы в репрографическом процессе применяются исключительно для создания законченных композиций макетов со сложными тенями или специфическими материалами (прозрачные, полупрозрачные, хромированные и т.д., которые способны повлиять на другие предметы на макете), элементов меню, если они являются 3d объектами, сложных вступительных роликов с анимацией персонажей и т.д.
Данный вид программ более совместим по форматам между собой. Поэтому, подход обычно таков:
в одной программе готовится шаблон модели;
в следующей – накладываются текстуры и применяются различные улучшения моделей (нанесение реалистичных вмятин, царапин, порезов и т.д.);
в последней же происходит составление общей сцены, выставление света и окончательная подготовка для вывода в графический файл или фильм.
Конечно, форматы не все являются универсальными, но разработчики стремятся к некой универсальности. Среди самых популярных форматов можно выделить OBJ, MAX. Последний стал основным в силу того, что это формат самого первого подобного редактора – 3D Max.
В дальнейшем при разработке программ старались поддерживать тот же принцип, что был заложен 3D Max.
Вкратце можно сформулировать этот принцип так:
рабочая визуальная область разбивается на 4 части: вид сверху, вид слева, вид справа и общий вид перспективы, где отображается общий вид получаемой модели;
каждая область может быть перемещена, скрыта или заменена на другую. Например, часто бывает нужно видеть два вида слева или справа, чтобы адекватно позиционировать объект. Кроме того, виды можно разворачивать во все окно;
формирование объектов происходит за счет применения примитивов и их дальнейшей модификации. Причем изменение происходит не только стандартными инструментами (вдавливанием и поднятием поверхности), но и применением скручивания, а так же часто применяют вырез из одной фигуры другой. В результате иногда приходится рисовать ни одну фигуру, что увеличивает процесс;
за качество фигуры отвечает количество сегментов в ней, т.е полигонов. Существуют низкополигональные, средне- и высоко-. В конечном счете модель может состоять из нескольких миллионов сегментов, но не забывайте, что сцена содержит не одну модель, а много, поэтому конечная продукт будет очень долго подготавливаться к выводу на экран;
модификация объектов также возможна за счет вытягивания или вдавливания группы или одного сегментов;
почти все сложные объекты состоят из ряда более простых. Это обеспечивает более удобное наложение текстур, применение в модели различных видов материалов (об этом немного позже), а также упрощает анимацию. При перемещении или повороте объекта следует объединить их в единую фигуру, иначе собранный предмет снова станет разрозненным;
в подобных редакторах существует понятие наложения текстур на модель, применение вида материала (стекло, металл, матовый или блестящий металл, пластмасса и т.д.) к ней и другие настройки. Следует отметить, что материал и текстура – это кардинально разные понятия. Если применяется текстура (т.е. графический файл) соответствующая металлу, но материал установлен дерево, то отражающая способность от такого объекта будет соответствовать материалу из дерева, и выглядеть будет неестественно;
обычно маленькие шероховатости на объектах создается текстурой, а не изменением формы элемента и только, если имеются явные сколы, трещины меняется форма;
установка освещения. Пожалуй самый сложный процесс. Изначально свет установлен в левом верхнем углу и представляет собой обычный солнечный свет. Его можно изменить на прожектор, лампочка и другие, но, скорее всего, ни один из них оптимального результата не даст. В результате придется устанавливать ни один источник света и менять настройки каждого из них;
наложение тени. Она определяется в зависимости от материала, источника света и расположения фигур на сцене. При этом можно получить реалистичные тени для сложных объектов, примерно, таких как на рисунке ниже. Но стоит отметить, что тени изначально на сцене не видны. Они появляются после подготовки изображения к показу.
Здесь модель без текстуры и поэтому тени и отражения не совсем естественны
последней стадией является rendering изображения или видео. Его время очень продолжительно и зависит от полигиональности модели и их количесве на сцене.
После него сцена с моделями выглядит так.
Как видно отсюда в зависимости от материала накладывается отражение от соседних объектов и единая тень на всей сцене.
Есть, однако, и серьезный недостаток. Разработчики создали очень сложный интерфейс. В нем много повторений, что создает перегруженность меню. Инструменты, хотя и расположены по категориям, однако не совсем рационально, а менять их положение нельзя.
Так же мы не рассмотрели возможность анимации объектов и скелетных моделей. Это связано с тем, что в круг интересов репрографии данная опция не входит.
Кроме такой программы существуют и другие. Например, Autodesk Maya. Этот редактор появился намного позже 3D Max, поэтому инструменты расположены гораздо удобнее, чем у предыдущего редактора. По существу именно она систематизировала их, и это очень понравилось пользователям. В итоге на интерфейс этого редактора стали ориентироваться все разработчики. Даже сам 3D Max. Maya ориентирована была изначально на дружелюбность к пользователям, что правда отразилось в адекватности моделей. Сократилось количество настроек, что вызвало неполный контроль над визуализацией.
Zbrush - еще один прекрасный редактор. Он предназначен в основном для создания симметричных биологических моделей. Однако, применяется и для технологических моделей, их визуализации. Этот редактор еще более сильно усовершенствовал интерфейс, при этом, не потерял функциональности.
Кроме того, этот редактор может достаточно легко справиться с рендерингом сложных сцен, содержащих высокополигиональные модели по 1,5 миллиона в каждой, на относительно слабых ЭВМ. Это происходит из-за того, что в нем применяется новейший метод обработки полигонов.
Будущее программы весьма обнадёживающее, и она уже стала конкурентом многим редакторам.
Вывод по обзору редакторов можно сделать следующий. В репрографии применяются все виды графических форматов, и знание основных редакторов – это залог успеха.
С точки зрения сохранения информации, в нашей дисциплине в основном используются растровые редакторы, так как наша цель - не только сохранить информацию, но и сделать её полностью соответствующей оригиналу. А это может обеспечить только растр.
При создании макетов и репрографической продукции для не электронных носителей или электронных с целью их сохранения, конечно, можно использовать любую из программ. Так как не принципиально, с какого формата информация будет выведена на печать или находиться на хранении, ведь в конце производственной цепочки, так или иначе, будет устройство вывода (принтер, плоттер, устройство печати на одежде, монитор и т.д.).
Однако, очень часто невозможно использовать один редактор для создания всего макета. Ведь они ограничены функциональностью и сферой применения. Поэтому их комбинация – это, нередко единственный выход из положения.
Но есть и настолько специфические области, в которых не применим тот или иной редактор совсем. CAD системы (векторный формат) – идеальный способ создать и сохранить большой чертёж и спецификации для него. Однако, при создании WEB-страниц, электронных книг и файлов справок, основанных на WEB языках, следует использовать только растровую графику, потому что только она может быть обработана их средствами.
Исключением является FLASH, который способен работать с растровой и векторной графикой, но этот формат нельзя использовать в качестве оформления для большинства элементов электронных страниц. По существу он используется как дополнительный модуль к ним.