Delavnica za animacije

Objavljeno: 24.2.2005 12:02 | Avtor: Arnold Marko | Kategorija: Veliki preizkusi | Revija: Marec 2005

Čeprav se tega včasih niti ne zavedamo, so animacije danes dokaj razširjen medij. Srečujemo jih v vseh mogočih filmih, risankah, televizijskih oglasih, glasbenih spotih, pa tudi spletnih predstavitvah in računalniških igrah. Njihova vse večja realističnost jih pogosto naredi komaj razločljive od resničnih posnetkov in tudi zato so predvsem trirazsežne animacije postale priljubljeno orodje za doseganje vizualnih učinkov, ki bi jih sicer morali dosegati ob ekstremno večjih stroških in verjetno celo slabših rezultatih, poleg tega pa omogočajo tudi izvedbo najbolj "nemogočih" idej, ki jih v "resničnem" svetu zaradi fizikalnih omejitev sploh ne bi bilo mogoče izvesti. Nič čudnega torej, da je za izdelavo teh izdelkov na voljo kopica bolj ali manj resnih programov.

Preizkusili smo najzmogljivejše in najbolj priljubljene programe za trirazsežno modeliranje in animacijo, s katerimi se izvede večina animacij, ki jih tako ali drugače videvamo.

Ti programi sicer spadajo med najzahtevnejše računalniške programe sploh - v bistvu gre za prava razvojna okolja, ki jih sestavlja več zahtevnih modulov, te pa med seboj povezuje poenoten uporabniški vmesnik. Trirazsežno animiranje je namreč zelo kompleksno opravilo, ki poteka v več fazah. V grobem so to modeliranje posameznih teles, izdelava scen, animacija in senčenje, vsako od teh opravil pa tudi samo vsebuje več faz, zato programi postanejo precej kompleksni, obsežni in silno zahtevni tako po strojni zahtevnosti kot tudi po zahtevnosti za učenje in obvladovanje dela. Poleg tega morajo biti za profesionalno delo prilagojeni tudi skupinskemu delu, saj animacije večinoma ustvarja večje število ljudi, pri senčenju zahtevnih animacij pa se pogosto uporablja več računalnikov hkrati, ki si med sabo razdelijo računsko zelo zahtevno opravilo senčenja trirazsežnih scen. Programi za trirazsežno modeliranje in animacijo so ne nazadnje eden redkih predstavnikov programske opreme, pri katerih tudi najzmogljivejši računalniki za senčenje zares zahtevnih scen kratko malo ne zadostujejo, oziroma potrebujejo zelo veliko časa, da bi osenčili prav vse slike animacije. Animacija ne nazadnje zahteva veliko število sličic na sekundo - standardno se uporablja 24 slik na sekundo, že za minuto animacije je torej treba osenčiti kar 1440 sličic, za uro pa 86.400.

Modeliranje

Proces izdelave animacije sicer pred samim delom v okolju računalniškega programa ponavadi obsega še vrsto drugih "načrtovalnih" opravil, s katerimi se animacija natančno razgradi tako po poteku, likih, telesih, scenah,... a kar zadeva konkretno izvedbo znotraj "virtualnega" okolja programov za trirazsežno modeliranje in animacijo, je modeliranje prvi v vrsti korakov za ustvarjanje končnih animacij. Modeliranje obsega ustvarjanje posameznih teles, ki so potem uporabljena v sceni.

Modeliranje se ponavadi začne z izdelavo grobih "žičnatih" modelov likov in teles, ki svojo končno obliko dobijo šele v postopku nadaljnje izdelave animacije. V ta namen animacijski programi ponujajo tudi možnosti izdelave "grobih obrisov" nekih likov, ki so v pomoč predvsem, kadar na istem projektu dela večje število ljudi, ki opravljajo zgolj del posla pri animiranju (recimo modeliranje ali animiranje). Tako tistim, ki postavljajo sceno, kot tistim, ki jo animirajo, ni treba čakati na to, da prvi opravijo svoje delo v celoti, temveč se že lahko osredotočijo na svojo dejavnost z grobimi posnetki likov, pri nadaljnjem delu pa te zamenjujejo z dokončno izdelanimi liki. V postopek modeliranja namreč poleg načrtovanja žičnatega modela telesa spada tudi določanje raznih drugih lastnosti, kot so lastnosti materiala na površini telesa (barva, odbojnost, vpojnost, prozornost...), lepljenje tekstur na površino, v animacijskih programih pa je moč telesa opremiti tudi s t. i. "okostjem" (skeleton), ki je nekakšno osnovno ogrodje, ki vpliva na videz, zmožnosti in lastnosti gibanja nekega telesa (če premaknemo, recimo, vrat, se mora premakniti tudi glava). Kot pove že samo poimenovanje, bi bilo najustreznejše "okostje" modela človeka čim bolj realističen posnetek okostja človeka.

Okostje je osnovno ogrodje za gibanje "živih" likov.

Tako teksture kot tudi oblikovanje okostij sta dve poglavji, kjer so animacijski programi v zadnjih letih doživeli zelo očiten napredek. Teksture so tako postale veliko bolj zapletene in lahko vsebujejo več ravnin, ki bodisi vplivajo druga na drugo (če so svetlobno prepustne), lahko pa vsebujejo tudi več različnih sličic, ki se lahko zamenjajo (torej gre za neko vrsto animacije že na ravni površine telesa). Tudi pri določanju materialov je seznam možnosti vse daljši. Tako prav vsi resni animacijski programi ponujajo zelo širok izbor vnaprej določenih materialov, ki so zbrani v obsežnih knjižnicah, vse materiale pa je mogoče dodatno spreminjati in ustvarjati povsem nove. V ta namen je mogoče nastaviti praktično vse lastnosti, ki si jih lahko pri nekem materialu sploh zamislimo. Podobno velja za okostja. Pri teh je napredek usmerjen predvsem v to, da lahko natančneje vplivamo na soodvisnost posameznih kosti in njihov vpliv na "meso" (oziroma, bolje rečeno, površino, ki obdaja osnovno ogrodje). Animacijski programi v osnovi vsebujejo ponavadi vsaj osnovna okostja, kot so, recimo, okostje ženske ali moškega - ti pa so seveda lahko dobra osnova za razvoj tudi bolj "nestandardnih" vrst. Vsekakor pa je z izboljševanjem okostij samo gibanje likov postalo mnogo natančnejše in bolj dovršeno, kot je bilo v preteklosti.

Prek urejevalnikov materialov lahko telesom določimo zelo natančne posnetke realističnih površin.

Modeliranje sicer poteka v zelo podobnih grafičnih okoljih, ki že vseskozi temeljijo na načelu, znanem že iz tehničnega risanja na papir. Tako je zaslon večinoma razdeljen na več delov, ki prikazujejo različne zorne kote gledanja na telesa (ponavadi naris, tloris, stranski ris in prostorski pogled), ki jih lahko uporabnik poljubno obrača in zumira. Za natančnejše delo je mogoče ponavadi hitro preklopiti med različnimi prikazi modeliranja (štiri poglede lahko, recimo, s pritiskom na eno tipko nadomestimo z enim ali dvema večjima pogledoma na telo), za natančno postavljanje teles pa si pomagamo z raznimi pomožnimi mrežami, orodji za merjenje razdalj in kotov, posamezne parametre trirazsežnih teles pa je ponavadi mogoče spreminjati tudi ročno. V trirazsežnosti je računalniško modeliranje sicer nekoliko bolj zahtevno kot v dveh razsežnostih, saj so zasloni računalnikov ploske naprave. Tako si pri manipulaciji s telesi pomagamo z raznimi "pomagali", kot so pomožne puščice, ki se pojavljajo ob telesih, ki jih narišemo v navidezni prostor. Če, recimo, v programih za dvorazsežno risanje neki lik prestavimo tako, da ga kratko malo "primemo" z miško, moramo v trirazsežnosti najprej izbrati os, po kateri bomo lik premikali. Podobno zahtevnejša so tudi druga opravila, kot so vrtenje ali večanje in manjšanje likov. Prav pri enostavnosti manipuliranja s telesi so razlike med animacijskimi programi nekoliko večje. Če je, recimo, v Cinemi 4D manipulacija z miško zelo enostavna, se drugi preizkušeni programi pri tem opravilu odrežejo slabše, saj je treba za vsako opravilo najti ustrezen gumb v vmesniku. Je pa v Cinemi zato slabši ročni nadzor nad posameznimi parametri, ki ga profesionalci zaradi same hitrosti dela dokaj radi uporabljajo.

Pri modeliranju se uporabnik sicer poslužuje vrste različnih likov, ki jih programi premorejo. Tako v njih najdemo osnovne like, kot so krogle, stožci, valji in podobni liki, večkotnike, ki omogočajo ustvarjanje površin različnih oblik, v sodobnih programi pa za modeliranje zahtevnih oblik ponavadi modelirajo s pomočjo površin NURBS. Te temeljijo na t. i. "posebnih linijah" ali "zlepkih", ki se v tuji literaturi ponavadi imenujejo z angleško kratico "spline" (special line). Kljub temu da se imenujejo "linije", gre v bistvu za krivulje, ki pa imajo več členov (so torej polinominalni). Prav zaradi tega lahko z njimi ustvarjamo približke zelo kompleksnih oblik. Posebna oblika zlepkov, ki se danes najraje uporabljajo v svetu trirazsežnega modeliranja, so t. i. krivulje NURBS (non-uniform rational b spline) in iz njih izhajajoče površine ali celo liki NURBS. Krivulje NURBS so se sicer prvič pojavile v programih podjetja Alias v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja. S pomočjo teh krivulj, površin in likov je mogoče z razmeroma malo osnovnimi podatki, kot so točke na krivulji, kontrolne točke in vozliščni vektorji ustvariti vse vrste tako osnovnih geometrijskih likov kot tudi povsem proste oblike. Zato so tudi zelo primerne za izdelavo enotnih algoritmov za kar se da veliko število trirazsežnih oblik, ki jih lahko z njimi ustvarimo.

Površine NURBS predstavljajo enega osnovnih gradnikov trirazsežnih modelov zapletenih oblik.

Prav vsi preizkušeni programi pa so v zadnjih različicah dobili tudi nekatera dodatna orodja, ki olajšujejo vplivanje na videz trirazsežnih površin. Če je namreč za ustvarjanje pravilnejših oblik dovolj že vplivanje na točke večkotnikov in krivulj NURBS (ali drugih teles), je bilo natančno izrisovanje manj pravilnih oblik (recimo potez obraza) vedno precej zahtevno opravilo. Načrtovalci so pri tem opravilu šli v smeri, ki izhaja iz sveta animacije z glino. Tako je na voljo vse več orodji, kot so razni čopiči in noži, s katerimi lahko neko površino obdelujemo, kot bi uporabljali glino - dodajamo plasti, jih odvzemamo, režemo ... S tem so uporabniki dobili možnost, da so njihovi liki in telesa videti veliko bolj zapleteno kot dotlej. Isti namen imajo tudi razni "posebni" materiali, s katerimi razširjajo zmogljivosti sodobnih programov za trirazsežno modeliranje in animacijo. Predvsem gre za razširjene materiale, ki pa so zaradi svoje kompleksnosti manj primerni za "klasično" modeliranje, z uporabo standardnih prijemov. Tu mislimo, recimo, na lase, krzna, blago in podobno, ki jih lahko likom dodajamo zelo enostavno, znajo pa se prilagajati telesom, pri postopkih animacije pa lahko upoštevajo tudi sile, ki delujejo nanje in se ustrezno odzovejo (ob premiku glave se lasje premikajo drugače). Sicer pa lahko danes že na ravni samih teles določimo razne fizikalne lastnosti telesa, kot so masa, težišče, trenje ipd., ki jih program potem zna upoštevati pri sami animaciji.

"Dinamična telesa" je mogoče ustvariti z določanjem različnih fizikalnih lastnosti nekega telesa, ki lahko vplivajo na gibanje telesa ob animiranju.

Oblikovanje scen in njihovo oživljanje

Naslednji korak po izdelavi teles je njihova razporeditev v virtualni prostor - to je oblikovanje scen. To obsega tudi določanje osvetlitve, postavljanje kamer, pri animacijskih programih pa ponavadi tudi izvedbo animacije - tj. določitev "ključnih" sličic animacije, ustvarjanje karakterjev in njihove soodvisnosti in tako naprej. Eden izmed pomembnejših vidikov postavljanja scen je tudi osvetljevanje, saj kar v največji meri vpliva na končni estetski videz določene animacije in njeno realističnost. Svetloba namreč kar najbolj vpliva tudi na čustveno dojemanje neke scene s strani gledalca, podobno kakor v fotografiji, na filmu ali na odru. Animacijski programi za ta namen ponujajo precejšen izbor različnih vrst luči (z razpršeno svetlobo, usmerjene luči, točkaste, ambientalne ...), ki jim lahko uporabnik določi praktično vse lastnosti, kot so domet, barva, intenzivnost ... Podobno velja tudi za kamere, ki rabijo za ustvarjanje končnega videza animacije. V sceno lahko seveda postavimo večje število kamer, ki lahko imajo različne goriščne razdalje objektivov, kamere pa znajo tudi zumirati, lahko jih prestavljamo - v bistvu torej animiramo tudi te in na tak način še dodatno vplivamo na dinamičnost animacije.

Za animiranje scen se uporabljajo pregledni urejevalniki animacij.

No, kot smo omenili že pri modeliranju, je za doseganje bolj realističnih animacij danes na voljo tudi kup drugih "dobrot", kot so upoštevanje fizikalnih lastnosti teles (tako v scene kot tudi telesa lahko "vstavljamo" razne vrste dejavnikov, kot je, recimo, veter, gravitacija...) ter določanje njihove soodvisnosti. V "urejevalnikih karakterjev" (v 3ds max je to, recimo, t. i. "character studio") lahko ustvarimo različne gibalne sposobnosti likov - recimo, hojo ali tek človeka, sedenje ... Ob tem si je mogoče pomagati tudi z različnimi strojnimi dodatki za prepoznavanje podatkov o gibanju, ki jih v "resnejših" okoljih ponavadi uporabljajo pri realističnem "oživljanju" likov ali te podatke pridobimo iz posebnih datotek.

Načini in postopki animiranja likov so v zadnjih letih postali zelo raznovrstni in ponujajo širok izbor možnosti, da lahko neki lik na virtualni sceni tudi čim bolj ustrezno "oživimo". Tako animacija kot tudi postavljanje scen ponavadi poteka v t. i. animacijskih urejevalnikih. Ti ponavadi kombinirajo module, ki jih uporabljamo za modeliranje in postavljanje scen, in vmesnike, ki nam omogočajo, da določimo spremembe položaja, nagiba in velikosti teles skozi čas. Pri tem je na voljo več možnosti za dosego istega cilja (pač v odvisnosti od želja animatorja). Najpogostejši način animiranja danes je t. i. "določanje ključnih sličic" (kot bi lahko prevedli sicer angleški izraz "keyframing"). Gre za animacijsko metodo, pri kateri animator ne določa položaja, rotacije in velikosti teles za vsako sličico animacije posebej, temveč določi te lastnosti le za "ključne" sličice ter način prehoda med ključnimi sličicami, program pa potem sam generira različne položaje teh teles za vsako sličico posebej.

Razlikujemo dve vrsti teh animacij - pri "kinematični animaciji v smeri naprej" (ta se označuje z okrajšavo FKA ali "forward kinematic animation"). Pri tej metodi se položaj posameznih delov modela ob določenem času računa iz položaja in orientacije telesa, ob upoštevanju morebitnih povezav, ki jih ima telo z nekim drugim telesom. To, recimo, pomeni, da je ob gibu roke položaj npr. prsta na roki izračunan iz položaja rame, komolca, zapestja in členkov. Telesa in like je mogoče postaviti v kakršenkoli položaj, ne da bi morali upoštevati fizikalne zakonitosti, poleg tega je treba določiti vsak premik teles posebej. Druga tehnika je "inverzna kinematična animacija" (IKA ali inverse kinematic animation), pri kateri je treba določiti le začetni in končni položaj nekega telesa (recimo, človeškega uda ), program pa potem sam izračuna vmesne položaje, upoštevaje fizikalne lastnosti, načine gibanje in druge podatke, zbrane za neko telo oziroma njegovo odvisnost od drugih teles ter seveda lastnosti, ki so podane za samo sceno. IKA je sicer tehnika, ki je uporabljena tudi v robotiki in daje precej realistične rezultate pri gibanju predvsem živih likov (in animiranje teh likov tudi močno poenostavi). Seveda pa se programerji ne ustavijo pri animiranju zgolj posameznih likov. 3ds max, recimo, zna upravljati in animirati tudi gibanje celih množic likov, kar je sicer izreden animacijski zalogaj.

Senčenje

Senčenje je zadnji korak pri ustvarjanju trirazsežnih animacij, a eden najzahtevnejših. V grobem gre pri senčenju za to, da iz žičnatih modelov, ki opisujejo neko trirazsežno telo, na dvodimenzionalnem posnetku (fotografija, film) napravimo telesa realističnega videza, upoštevaje njihovo strukturo, materiale, osvetljenost, fizikalne lastnosti... Gre torej za zelo zahtevne in zapletene algoritme, v katerih morajo programerji upoštevati tako fizikalne lastnosti svetlobe in materialov kot tudi vida, in vse to prek precej zahtevnih matematičnih postopkov prevesti v programski jezik. Te programske module ponavadi imenujemo senčilniki (v angleščini jih imenujejo "renders"). Poznamo več tehnik senčenja, ki se razlikujejo tako po hitrosti kot tudi po kakovosti končnega izdelka.

Ena najboljših tehnik senčenja je tehnika sledenja žarkom ali t. i. "ray tracing". Kot pove že samo ime (ki sicer izvira iz optike in označuje postopek sledenja žarkom v objektivih), pri tej metodi sledimo žarkom svetlobe skozi sceno, ob čemer se, kadar ta seveda naleti na neko telo, izračuna absorpcija, odboj in lom žarka, upoštevaje tako obliko kot tudi same lastnosti materialov, iz katerih je sestavljeno telo. Prav zaradi tega ta metoda daje precej dobre in realistične rezultate, zlasti kar zadeva natančnost senc, ki jih je z drugimi metodami zelo težko točno izračunati. Poleg tega je metoda sledenja žarkom tudi veliko bolj enostavna za rabo pri zapletenih trirazsežnih geometrijskih likih, kot so stožci ali krogle. Prvi tak algoritem sega še v leto 1968 in še niso upoštevali odboja svetlobe s telesa v prostor, niti niso znali delati s prosojnimi površinami. Leta 1979 je bila razvita metoda, s katero lahko vsak odbiti žarek ustvari tri nove tipe žarkov: odboj, lom ali senco. Taka metoda je tudi danes osnova za to vrsto senčilnih algoritmov. Glede na to, od kod se "pošiljajo" žarki proti telesom, razlikujemo metode sledenja žarkom, ki imajo izvor v očesu, in sledenje žarkom, ki izvirajo iz svetlobnih virov. Današnji algoritmi praviloma kombinirajo obe metodi. Če je realističnost prednost sledenja žarkom, pa je največja pomanjkljivost te metode prav gotovo sama računska zahtevnost algoritma, saj je treba računati praktično vsak odboj posebej. Po drugi strani pa prav to, da je mogoče za senčenje uporabiti več žarkov, kot je zaslonska ločljivost, ustvari mehkejše, bolj točne in še bolj realistične končne izdelke. Sodobni in dodobra optimizirani algoritmi sicer poskušajo čim več nepotrebnih odbitih žarkov izpustiti, oziroma dodati večje število žarkov tam, kjer je to potrebno, a kljub temu ostaja senčenje eden največjih zalogajev tudi za hitre procesorje sedanjih generacij računalnikov.

Vrstično senčenje (ali, angleško, scanline rendering) je precej hitrejši algoritem, ki pa je tudi precej manj realističen. Temelji na metodi računanja osvetljenosti točko za točko in ne lik za likom, kot je to primer pri drugih metodah. Ti senčilniki so ponavadi uporabljeni tudi v sodobnih grafičnih karticah, programerji pa do njih pridejo prek knjižnic Open GL ali DirectX. Ta tehnika senčenja temelji na večkotnikih (ker je v njih preprosto določiti naslednjo točko na črti), medtem ko so kompleksnejši liki za tako senčenje neprimerni. Tako se za pretvorbo uporablja tehnika "tlakovanja" (tesselation). Gre za postopek, pri katerem se osnovne like, kot so npr. stožci ali krogle, pretvori v t. i. mreže (mesh), ki so sestavljene iz povezanih trikotnikov (torej večkotnikov). Tak način senčenja je ne nazadnje uporabljen tudi v veliki večini trirazsežnih iger, zato so liki tudi vedno bolj "večkotniškega" videza (pretvorbo v večkotnike pri teh likih seveda opravijo že na ravni modeliranja samih teles).

V zadnjem času vse več animacijskih programov za senčenje ponuja tudi algoritem Mental Ray", ki so ga razvili v podjetju Mental Images in spada med trenutno najzmogljivejše senčilnike na trgu. Po zmogljivostih je primerljiv kar s senčilnikom Renderman, ki ga uporabljajo v znani animacijski hiši Pixar, v marsičem pa ga celo prekaša (Mental Ray je bil uporabljen tudi pri izdelavi animiranih sekvenc za filme, kot so Hulk, ali zadnjo iz serije Vojne zvezd). Gre za senčilnik, ki ustvarja slike s kombinacijo med vrstičnim senčenjem za osnovno iskanje vidnih površin in tako imenovano binarno delitev prostora (BSP - binary space partitioning) za dodatno senčenje s pomočjo žarkov. Algoritme je mogoče še dodatno prilagoditi prek vrste uporabniških nastavitev, ki lahko senčenje neke scene še dodatno optimizirajo - tako glede hitrosti senčenja kot tudi glede kakovosti. Algoritmi Mental Ray so zelo uporabni tudi zato, ker znajo izkoriščati več procesorjev hkrati - tako v večprocesorskih sistemih kot tudi v omrežjih. Algoritem poskuša ob tem sceno razdeliti tako, da procesorje izkoristi čim bolj optimalno. Pri samem senčenju dosega izjemne rezultate, saj podpira vrsto sodobnih postopkov in upošteva številne parametre. Tako, recimo, upošteva vpliv odbite svetlobe različnih barv v prostoru, natančno posnema fizikalne zakonitosti osvetljevanja skozi kombiniranje vrste učinkov, kot so bleščanje, odboji, razlivanje barv... Mental Ray je tudi zelo enostavno vgraditi v programe za animacijo, saj že v osnovi premore tudi lastni zapis .mi, s katerim zna tudi delati - programerji animacijskih programov morajo tako le dodati ustrezno podporo temu zapisu, ki scene priredi senčilniku Mental Ray. Prav zato pa ga je tudi mogoče uporabljati kot povsem samostojen program (iz ukazne vrstice ali prek izvršilnih datotek) za senčenje katerekoli trirazsežne scene, ki jo pred tem prevedemo v format .mi. Pri tem zna delati z vsemi vrstami likov, zna pa tudi upoštevati dodatne podatke o "zlepljenosti" zapletenih nepravilnih površin.

Eden najboljših senčilnikov ta hip je Mental Ray.

Ob senčenju animacij z več sličicami zna Mental Ray poiskati le tiste dele scene, ki jih je treba na novo določiti, to pa spet pohitri delovanje senčilnika. Poleg tega je senčilnik precej odprt za nadaljnje nadgradnje, saj je iz njega mogoče uporabiti tudi dodatne podprograme, napisane v C ali C++. Tako je mogoče programsko ustvarjati dodatna telesa, mogoče je ustvariti razne učinke ali namenske senčilnike, ustvariti različne materiale, atmosfero, meglo ... Sicer pa sam senčilnik že v osnovi premore obsežen seznam podpore različnim lastnostim materialov, ki omogočajo zelo natančno ustvarjanje le-teh.

Orodja neskončnih možnosti

Programi za trirazsežno modeliranje in animacijo so danes na ravni, ko omogočajo ustvarjanje zahtevnih animacij tudi na osebnih računalnikih in pri tem ne zaostajajo prav dosti za zmožnostmi dragih delovnih postaj (razen seveda pri računski moči). Konstanten razvoj, ki mu botruje tudi široka raba teh programov v različne namene - od filma prek računalniških iger pa do televizije, videa in, ne nazadnje, spleta - je tudi razlog, da sodobni programi ponujajo vse več zmožnosti v prav vseh fazah razvoja trirazsežne animacije. Napredek je očiten tako pri modeliranju teles, zmožnosti določanja njihovih lastnosti, oblikovanju scen realističnega videza, ustvarjanju kar se da različnih zmožnosti animacij in kakovostnemu senčenju. Prav vsi ti elementi so seveda ključni za izdelavo čim bolj kakovostnih izdelkov. Če je tem programom mogoče kaj očitati, je to njihova izredna kompleksnost in težavnost obvladovanja - pa tudi precej

Pregled osnovnih zmožnosti programov za trirazsežno modeliranje in animacijo

12 zapovedi animacije

Med animatorji še vedno velja nekaj osnovnih pravil, ki so si jih v tridesetih letih prejšnjega stoletja izmislili v Disneyjevih studiih, torej v samem središču "izumljanja" kakovostne animacije. Tudi amaterski animatorji jih lahko s pridom izrabljajo za to, da so njihovi izdelki bolj zanimivi, pa čeprav so začetniki. Teh 12 principov animacije je bilo namreč namenjenih temu, da so animatorji hitreje in bolj kakovostno razvijali svojo kreativnost in so prispevali k temu, da se je animacija razvila iz popolnoma nedorečene novosti v svojevrstno umetniško obliko, ki je zaznamovala risane filme, kot je recimo legendarna Sneguljčica iz leta 1937 (ki je bila tudi prvi celovečerni risani film, ki je temeljil na teh principih). 12 principov se večji del ukvarja s petimi elementi: kako odigrati delo, kako ga režirati, kako ponazoriti realnost (risanje, modeliranje in senčenje), kako interpretirati fizikalne lastnosti realnega sveta in kako obdelati akcijske sekvence. V sodobnosti so se nekateri teh principov sicer morali prilagoditi zmožnostim novih tehnologij (računalniki, trirazsežnost...), nekateri so bili tudi dopolnjeni z novimi "domislicami", a v osnovi ostajajo skorajda enaki tistim izpred sedemdesetih let.

Za podrobnejši opis vseh zapovedi tu seveda ni prostora, a kljub temu lahko omenimo nekaj osnovnih idej, ki se pojavljajo v teh "animacijskih zapovedih". Prvi princip se imenuje stiskanje in raztezanje (squash and stretch), gre pa za to, da s prevelikim poudarjanjem "mehkih" deformaciji teles ustvarjamo bolj komičen učinek likov na gledalca (npr. pretiravanje v velikosti telesnih delov, kot so glava ali mišice, ki ga vidimo v kakšnih risankah). Drugi princip je tehnika anticipacije ali, po slovensko, pričakovanja, ki gledalcu pomaga, da se lahko usmeri na dogajanje - ponavadi skozi razne "zaustavitve akcije" (lik kratko malo obstane v gibanju in zaradi tega pritegne našo pozornost pred nekim dogodkom). Eden bolj zahtevnih elementov animacije je postavitev, pri kateri skuša animator izraziti atmosfero in namen neke scene skozi položaj in akcije določenih animiranih oseb (za kar se uporabljajo tehnike, kot so npr. verižne sekvence akcije in reakcije, počasno gibanje, zamrznitve časa, ponavljanje gibo...). Glede na animacijsko tehniko razlikujemo t. i. "akcijo iz poze v pozo" (pose to pose), pri kateri gibanje lika razdelimo na več ključnih poz, ki jih potem ponavljamo v sceni (kar je značilno za klasične ploskovne animacije), druga tehnika pa je akcija, ki poteka "neposredno naprej" - lik se premika spontano skozi akcijo, slika pa je narejena za vsak korak posebej (v sodobnih trirazsežnih risankah "tipa Shrek" se uporablja tovrstna animacijska tehnika).

Naslednji princip se dotika načina izvedbe akcije, pri čemer se uporabljata dve tehniki. Prva je, da akciji sledimo kot zaporedju in je vezana na to, da točno izrazimo, kako se neki lik počuti po nekem dogodku ali pred njim (recimo, da je lik po teku zadihan), pri drugi "prekrivajoči se akciji" pa na položaj lika vplivajo številna gibanja, ki so umeščena v samo sceno (položaj lika se torej izraža v akciji). Naslednje pravilo govori o počasnem začetku in koncu animacije, medtem ko je osrednji del pospešen - s tem se prispeva k "živosti" scen (pri reklamah in glasbenih video spotih se, recimo, uporablja ravno nasproten pristop, da bi dosegli učinek zasanjanosti). Princip krivulje pravi, da se večina živih bitji ne giblje po ravni črti, zato se tudi animirani liki (razen kakšnih robotov) gibljejo po neki krivulji. Pod pojmom sekundarne akcije razumemo dodatne animacije, ki dopolnjujejo osnovno gibanje (recimo lasje, kapa na glavi...). Ostanejo še princip časa (da točno določimo, koliko časa neki lik porabi za neko akcijo), pretiravanja (med katere spada sicer tudi prvi princip, a je v svetu risank še veliko pretiravanja, ki prispeva k zanimivosti animacije), trdno načrtovanje (lik mora biti narisan tako, da so njegove poteze jasne, da ga je mogoče animirati) in določitve osebnosti lika (pri kateri se, recimo, že pred risanjem določi, kakšne lastnosti ima neki lik, kako se giblje, kako zveni...). Sklop teh pravil je sicer precej obsežen in ni niti najmanj enostaven za obvladovanje, a tudi "manj resnemu" animatorju lahko pripomore k doseganju precej boljših rezultatov, če se jih vsaj v večji meri drži.

Alias Maya 6

Alias je podjetje, ki je v lasti Silicon Graphics. Na trgu je navzoče že od leta 1997. Že od vsega začetka je bil program deležen precejšnje pozornosti, saj gre za zelo zmogljivo orodje za trirazsežno modeliranje in animacijo, ki je ob koncu leta 2004 izšlo v različici 6 (že kmalu pa naj bi izšla različica 6.5). Vmesnik programa Maya 6 je precej urejenega videza in se drži načela, da uporablja čim manj prekritih oken, tako da se različni podatki prikazujejo v oknih, ki zasedejo svoj del v glavnem delu vmesnika. Večina orodij, pogledov in lastnosti je razporejena v različne orodne vrstice ob robovih glavnega dela urejevalnika za modeliranje. Seveda pa vse to zahteva svoj prostor, tako da za rabo uporabniškega vmesnika Maye prevelike ločljivosti v bistvu ni, pa tudi pri večjih zaslonih se zaslon hitro "zatrpa" z različnimi podatki. Menuji so razporejeni v različne kategorije, zato imamo hkrati vidne samo tiste menuje, ki so povezani z neko vrsto opravila (npr. animacijo ali senčenjem). Tudi kontekstualni menuji (tisti torej, do katerih pridemo s klikom na desno tipko miške) so razporejeni v več podskupin. Kljub nekaterim "bistrim" rešitvam, ki prispevajo k preglednosti vmesnika, pa tudi pri Aliasu niso mogli narediti kaj dosti, da bi poenostavili izredno kompleksnost programa, a to je splošna značilnost teh programov. Zato je spoznavanje vmesnika in iskanje vseh mogočih nastavitev in možnosti še vedno dokaj zahtevno opravilo, ki zahteva precej učenja. Stari uporabniki Maye so tu izvzeti, saj je program precej podoben predhodnikom.

Pri modeliranju je dodana možnost, da posamezne dele likov deformiramo "mehkeje", v skladu z drugim okoljem, ki jih obdaja. Z orodjem, imenovanim "Soft Mod Deformer", tako lahko spremenimo nos lika, ob čemer se bodo do določene mere prilagodile tudi poteze obraza. Izboljšana so tudi nekatera orodja za modeliranje, predvsem tista za delo s krivuljami, ki imajo nekatere dodatne možnosti deformiranja in urejanja krivulj. Za nekatere posebne vrste teles, kot so npr. lasje, vrvi ali verige, je zdaj mogoče ustvariti tudi dinamične krivulje. Te lahko reagirajo na določene sile, ki nastajajo pri gibanju ali reagirajo na ovire (npr. če lasje padejo na ramena). Maya s to različico ponuja neposredno podporo ravninam v Photoshop zapisu PSD, ki jih je mogoče uporabiti kot v plasti razdeljene teksture.

Med posebnostmi Maye so tudi močna orodja za risanje. Pri tem je mogoče risati tudi z zahtevnejšimi čopiči, kot je npr. krzno. Risanje je precej izboljšano, predvsem ob risanju na večkotnike. Sicer Maya še iz prejšnjih različic ponuja tudi zelo močna orodja v obliki čopičev Artisan. Te je mogoče uporabljati v različne namene. Nekateri čopiči so namenjeni deformiranju različnih površin, podobno, kot bi oblikovali glino (nekaj podobnega, kot ponuja tudi novi 3ds max) - dele je mogoče "potegniti ven" ali "potisniti noter", kot bi dodajali ali odvzemali plasti gline. S čopiči je mogoče tudi izbrati različne ploskve, jih združevati, telesom lahko določimo težišča, prav s čopiči pa lahko rišemo tudi lase ali določimo gibanje blaga.

Tudi Maya ima Mental Ray 3.3 pogon za senčenje, ki je namenjen ustvarjanju kar se da realističnih svetlobnih ambientov in senc. Uporaba tega načina senčenja je zdaj precej širša, saj pri prejšnjih različicah nekatere scene, ki so uporabljale npr. omenjeno risanje po površinah, niso bile pravilno osenčene. Lastniki močnejših grafičnih kartic, ki podpirajo strojno senčenje, bodo gotovo pozdravili tudi podporo naprednim strojnim senčilnikom, ki jih je mogoče uporabljati za natančno modeliranje v realnem času.

Že v prejšnjih različicah je Maya premogla modul Hypershade, ki je namenjen ustvarjanju, organizaciji in urejanju tekstur, materialov, luči, posebnih učinkov in orodij za senčenje. Vendar pa je bil vse prej kot pregleden, kar se spreminja z novo različico, ki podpira ustvarjanje različnih map, uporabo filtrov za prikaz po želenih kriterijih. Za ustvarjanje animiranih sekvenc je izboljšan urejevalnik Trax, ki v različici 6 prinaša enostavnejše dodajanje likov, pa tudi kopiranje gibanj med različnimi liki, četudi so njihova okostja drugače zasnovana ali če se razlikujejo v velikosti (česar v prejšnjih različicah še zdaleč ni bilo).

Maya vsebuje celo spletni brskalnik. Ker zna ta razbrati tudi kodo Mayinih skript, je namenjen predvsem boljšemu dokumentiranju različnih dodatkov, ki jih je za Mayo mogoče ustvariti. Sicer je Maya 6 procesorsko zelo zahteven program, dvogigaherčni Athlon XP z gigabajtom pomnilnika se je namreč kar pošteno mučil, tako da je predvsem modeliranje zahtevnejših teles bilo že kar počasno opravilo, kaj šele senčenje. Prav za hitrejše in bolj enostavno senčenje pa bodo zahtevnejši uporabniki pogrešali tudi možnost določanja zaporedja scen, ki jih želimo osenčiti, in prerazporejenja tega opravila na več računalnikov, kart večina konkurentov ponuja. Zadevo naj bi popravili z različico 6.5, ki naj bi ugledala luč sveta že v kratkem (ali jo je morda že v času izida tega članka) in ki naj bi pohitrila predvsem izrisovanje scen ter uvedla podporo delu na več procesorjih hkrati. Maya 6 je sicer na voljo v dveh različicah - Maya 6 Complete ali Maya 6 Unlimited. Različica Unlimited ima nekaj dodatnih naprednih učinkov, kot so krzno, blago, lasje in tekočine - in je mnogo dražja. Omenimo tudi, da Maya podpira Okna, MacOS, Linux kot tudi IRIX. No, prihodnjih različic za ta danes že sorazmerno nerazširjeni operacijski sistem naj ne bi razvijali.

Alias Maya 6

Kaj: Program za trirazsežno modeliranje in animacijo.

Cena (spletna prodaja): Različica Complete približno 504.000 tolarjev, različica Unlimited (z vsemi dodatki) 1.765.000 tolarjev.

Splet: www.alias.com.

Najmanjše zahteve: Računalnik PC s procesorjem Pentium III ali AMD Athlon, 512 MB pomnilnika, 450 MB diska, Windows 2000 SP2 ali XP Professional ali Red Hat Linux 9, Suse Linux 9.1 ali podoben Linux, ločljivost 1024 × 768, grafična kartica OpenGL s 64 MB; računalnik PowerPC s procesorjem G4, MacOS 10.3, 512 MB pomnilnika, ločljivost 1024 × 768, 450 MB diska.

Za: Dobra integracija vmesnika, čopiči Artisan, tehnologija "Mental Ray" senčenja, podpora Linuxu, IRIX in MacOS.

Proti: Zaslon je hitro prenapolnjen z informacijami, strojno zahteven program, ne omogoča senčenja s pomočjo več računalnikov, cena.

Avid Softimage XSI V4.2

Če lahko za večino animacijskih programov ugotovimo, da v zadnjih različicah doživljajo predvsem manjše izboljšave, pa je zgodba drugačna pri Avidovem programu Softimage XSI, ki je z različico 4.0 (in zdaj aktualno, le malo dopolnjeno različico 4.2) pridobil vrsto izboljšav in dodatnih možnosti. Kar precejšnje število sprememb je doživel uporabniški vmesnik programa. Pri samih oknih, ki prekrivajo delovno površino, je zanimiva možnost, da naredimo njihov prikaz neaktiven ("mute") ali pa so aktivna zgolj želena okna ("solo"). Tako lahko pri samem delu razbremenimo računalnik, ne da bi spreminjali videz vmesnika, ki ga uporabljamo. Tudi za Softimage lahko rečemo, da ima sicer dokaj dobro zasnovan vmesnik, vsaj glede na velikanske zmožnosti in funkcije, ki so jih programerji razporediti vanj. Na vseh robovih tako najdemo različne možnosti, menuje, orodne vrstice in podobno, osrednji del pa je namenjen samemu delu in hitro postane "prenatlačen", še posebej pri manjših ločljivostih. Za lažje delo pri zahtevnih projektih je mogoče ustvarjati tudi t. i. relacijske poglede, ki omogočajo, da prostor na zaslonu razporedimo bolj smiselno glede na vrsto opravila, vse menuje pa je mogoče prilagoditi uporabnikovim zahtevam in željam. V relacijskih pogledih lahko določimo tudi razne spremembe v videzu vmesnika, glede na akcije, ki jih uporabnik izvede - naj si bo to postopek, pri katerem prikažemo kakšen urejevalnik ali pogled, ali pa prikažemo neki dialog, če gremo z miško čez neko področje na zaslonu. Zelo fleksibilno nastavljiv vmesnik torej. Zanimivo pa je, da se vsi podatki pri relacijskih pogledih zapisujejo kar v navadne datoteke XML (ki so, ne nazadnje, povsem navadne datoteke ASCII) in jih je zato mogoče spreminjati kar v navadnem urejevalniku besedila.

Mešalna miza za animacijo (t. i. Animation Mixer), ki jo ponuja Softimage XSI, je še najbolj podobna večsteznim urejevalnikom, ki jih najdemo v video in zvočnih programih, saj ponuja večstezno urejanje animacije, transformacij in tudi zvoka. Mešalna miza je dokaj pregledna in uporabna, posamezne steze je mogoče ugasniti ali jih uporabiti v "solo" načinu, na voljo pa je tudi način "duh" ("ghost"), ki odpre posebno okno za vse tisto, kar se dogaja na nekem posameznem traku. Če neko telo npr. animiramo na več stezah (ki se, recimo, prekrivajo), lahko tako vidimo, kako na animacijo vpliva posamezna steza. "Ghosting" je na voljo tudi zunaj tega urejevalnika, kot lastnost prikaza, ki jo lahko določimo tudi posameznim telesom. Nadzor nad obnašanjem teles ob ustvarjanju ali spreminjanju različnih parametrov (položaja, rotacije ali hitrosti) je tako precej enostaven. Pri ustvarjanju simuliranih animacij je ena večjih sprememb tudi v uvedbi t. i. "dinamike togih teles" (Rigid Body Dynamics), ki omogoča, da s "togimi" telesi manipuliramo s pomočjo različnih sil, ki jih ustvarjajo veter, motorji in podobno. Tem telesom uporabnik določi maso, težišče, gostoto, trenje... Pri gibanju program potem sam upošteva dinamiko gibanja glede na te lastnosti - npr. ustvari ustrezen odboj biljard krogle, ki se odbije od roba. Na tak način lahko ustvarimo kompleksna razmerja med različnimi telesi, ki se prilagajajo določenim situacijam. Sicer pa je prilagajanje boljše tudi pri drugih vrstah animacije. Tako, recimo, premikanje npr. palca povzroči delno premikanje celotne noge, kar je veliko bolj naravno.

Med močnejšimi orodji, ki jih ponuja XSI, je prav gotovo možnost vektorskega in rastrskega risanja. Ta omogoča risanje v sceni na način, ki je še najbolj podobem tistim iz namenskih urejevalnikov slik ali slikarskih programov. V osnovi je na voljo več kot 60 čopičev, ne manjkajo pa niti orodja za kloniranje, osvetljevanje, razprševanje, brisanje in tako naprej. Tako je program v bistvu celo dovolj zmogljiv, da bi lahko kar v njem risali tudi teksture, vsekakor pa je zmogljivost dovoljšnja za enostavno popravljanje in dopolnjevanje posameznih sličic animacije.

XSI podpira tudi dodatne učinke, in sicer prek standarda UFO (User Function Objects). Nekaj teh (kot je npr. učinek Fake3D) je mogoče najti že v samem programu. Sicer pa je XSI široko združljiv z drugimi Avidovimi rešitvami, kot so digitalni nelinearni strojni pospeševalnik Mojo, s katerim si je mogoče precej hitreje ogledati rezultat animacije. XSI je mogoče povezati tudi z Avidovim Xpress DV ali Xpress Pro in zajeti video prenesti v XSI ali v tem programu ustvarjene animacije preprosto posneti prek izhoda Xpress.

Od različice 4 naprej XGI podpira tudi tehnologijo senčenja Mental Ray 3.3, katere velika prednost je predvsem v precej večji hitrosti senčenja. Poleg tega je prek t. i. meta senčilnikov mogoče uporabiti katerikoli drugi zunanji senčilnik. Senčiti je sicer mogoče tudi na več procesorjih oziroma računalnikih (osnovna licenca dovoljuje uporabo s štirimi procesorji). XSI ima tudi ločen program za senčenje, ki deluje kot ukazna vrstica. Ta deluje mnogo hitreje od rabe vgrajenega senčilnika in ga je mogoče uporabljati izključno s to različico XSI. Sicer pa je vrsto izboljšav doživelo tudi t. i. "senčilno drevo" (render tree), v katerem se določi zaporedje, vrsta in lastnosti pri senčenju določenih teles. Ta je zasnovan veliko bolj grafično prijazno, ponuja pa tudi lažjo manipulacijo s podatki. Pri samem osvetljevanju je dodana možnost, da na osenčeni sliki vidimo tudi sam izvor svetlobe (torej luč), med lučmi pa zdaj najdemo tudi tako, ki svetlobo meče v obliki valja. Pri delu s teksturami in materiali so izboljšave v samem modulu za izbiranje materialov. Ta je preglednejši, izbor ustreznega telesa in materiala pa se zdaj opravi v preglednem dvodelnem oknu. Materiale in teksture je mogoče tudi precej preprosto prenašati med različnimi telesi s pomočjo tehnologije vleci-spusti. Sicer teksture odslej podpirajo tudi več ravnin.

Vseh novosti, ki jih ponuja novi Softimage XSI, s tem še zdaleč ni konec. Veliko izboljšav je doživelo tudi samo modeliranje večkotnikov, površin, teles, pa tudi pri delu s skripti in v podpori različnim formatom je XSI doživel opazen napredek. Tako je to danes gotovo eden najzmogljivejših tovrstnih programov na trgu, še posebej zanimiv tudi zato, ker je na voljo tako za Okna kot tudi za Linux. Seveda pa tudi ta program nikakor ni poceni, zato bodo po njem posegali verjetno zgolj najresnejši uporabniki - ljudje, ki se profesionalno ukvarjajo s trirazsežno animacijo.

Avid Softimage VSI V4

Kaj: Program za trirazsežno modeliranje in animacijo.

Cena (spletna prodaja): Okrnjeni paket približno 100.000 tolarjev, popolni paket približno 395.000 tolarjev, razširjeni paket z vsemi dodatki in več licencami približno 1.380.000 tolarjev.

Splet: www.avid.com.

Najmanjše zahteve: Računalnik PC s procesorjem Pentium III ali AMD K7, 256 MB pomnilnika, 520 MB diska (670 za Linux), Windows 2000 SP2 ali XP Professional ali Red Hat Linux 8, Fedora Core 1, Suse Linux 9.1 ali podoben Linux, ločljivost 1024 × 768, grafična kartica OpenGL s 64 MB.

Za: Prilagodljiv vmesnik, možnost vektorskega/rastrskega risanja, tehnologija "Mental Ray" senčenja, zapleteno simuliranje relacij med telesi, podpira Linux.

Proti: Zaslon je hitro prenapolnjen z informacijami, vmesnik je v osnovi precej nepregleden in v Oknih uporablja nekatere nestandardne rešitve.

Discreet 3ds max 7

3DS max 7 je že star znanec med animacijskimi programi in je široko rabljen v številnih okoljih, predvsem pa je znan kot eno poglavitnih orodij v svetu računalniških iger. 3ds max 7 svojo dokaj veliko priljubljenost dolguje predvsem zmožnostim, ki jih ponuja pri samem modeliranju trirazsežnih teles. Tako ponuja precej veliko število geometrijskih likov - tako tistih najpreprostejših, kot tudi širok izbor zahtevnejših, kot so npr. skodelice. K temu je treba dodati še široke možnosti ustvarjanja in spreminjanja večkotnikov, Bezierovih krivulj, ustvarjanja večkotnikov NURBS...

Sam uporabniški vmesnik je sicer eden najzahtevnejših uporabniških vmesnikov v svetu trirazsežne animacije in modeliranja, vendar je hkrati tudi eden najzmogljivejših. Če kaj moti, je to predvsem zelo velik obseg funkciji, ki bi lahko bile nekoliko bolje strukturirane po menujih in dialogih, saj je iskanje bolj skritih nastavitev vse prej kot enostavno. Moti tudi to, da je tudi za preprosto izbiranje, premikanje in podobna opravila treba precej preklapljati med različnimi nastavitvami - v vsakem primeru bi lahko marsikaj bilo bolj intuitivno izvedeno. Program iz različice v različico sicer doživlja večinoma le izboljšave v smeri dodatnih možnosti programa, medtem ko uporabniški vmesnik ostaja v večjem delu enak. Podobno velja tudi za zadnjo različico 7. Med poglavitnimi izboljšavami pri tej najdemo predvsem senčilnik "Mental Ray 3.3" in pa t. i. "studio za osebe" (character studio) različice 4, ki je zdaj sestavni del programa in ki omogoča ustvarjanje zapletenih gibanj dvonožnih likov. Vendar pa je poleg teh 3ds doživel še kup manj opaznih izboljšav na prav vseh ravneh dela s programom.

Predvsem na zapletene večkotnike je zdaj mogoče bolj preprosto vplivati. Tako lahko, recimo, neko površino preprosto "omehčamo" brez dodajanja dodatnih "prikrojevalcev" (modifiers), z uporabo funkcije "relax". Ista funkcija je poleg funkcij "porini" in "potegni" (push in pull) na voljo tudi za deformacijo večkotnih teles (t. i. PaintDeform). Tako lahko z neko površino delamo podobno, kot bi delali z glino - ji dodajamo "material", ji ga odvzemamo in ga mehčamo. Izboljšano je tudi izbiranje posameznih teles, saj je zdaj mogoče izbor teles natančno "narisati", večkotnike je mogoče hitro izbrati tudi skupaj s sosednjimi večkotniki, glede na kot, ki ga oklepajo (določimo spodnji prag kota sosednjih večkotnikov, ki jih želimo izbrati), s čimer lahko, recimo, na hitro izberemo vse večkotnike na neki površini. Pri opazovanju scene je zdaj mogoče uporabiti tudi prvoosebno kamero, s katero se lahko gibljemo kot pri prvoosebnih trirazsežnih igrah s pomočjo tipk (da dobimo boljši občutek o sceni). Pri samem opazovanju teles v ambientu pride prav tudi možnost gledanja na sceno brez upoštevanja trenutne osvetlitve - torej na način, kot bi se materiali teles osvetljevali kar sami. Tako je mogoče veliko bolje videti dejanski videz neke scene.

Eno zmogljivejših orodij pri modeliranju teles je tudi t. i. "urejevalnik materialov". Kot pove že samo ime, omogoča ustvarjanje praktično vseh vrst materialov, ki si jih lahko zamislimo. Za zares zahtevno ustvarjanje realističnih površin podpira t. i. mentalno žarkovne senčilnike (mental ray shaders), ki ustvarjajo videz na podlagi specifično določenih pojavov (recimo koža). Pri samem delu je zelo dobrodošla lastnost tudi polna podpora DirectX 9, kar omogoča, da lahko 3ds uporabljamo kot urejevalnik tekstur v realnem času, ob tem pa je mogoče uporabljati in spreminjati tudi katerekoli DirectX teksture (datoteke s končnico .fx, ki jih uporabljajo tudi pri razvoju večine iger). 3ds ponuja širši izbor možnosti osvetljevanja scen - tako z uporabo preprostejših usmerjenih in razpršenih svetlobnih virov kot tudi z uporabo izvorov osvetljevanja, ki natančno simulirajo obnašanje svetlobe v resničnosti. Za samo senčenje je na voljo več vrst senčilnikov, med njimi najdemo tudi "Mental Ray renderer", ki velja za enega boljših na trgu (predvsem zaradi odličnega razmerja med hitrostjo in natančnostjo), uporabiti pa je mogoče tudi dodatne rešitve drugih izdelovalcev.

Tudi za ustvarjanje animiranih sekvenc je na voljo več možnosti in načinov dela. Tako je mogoče telesa v veliki meri animirati samodejno ali ročno sliko za sliko, možna je uporaba skript, izrazov ali funkcij ter določiti razmerja med različnimi telesi. Velik poudarek je bil namenjen izboljšavam že omenjenega "studia za osebe". Ta v novi različici omogoča uporabo zajetih podatkov o gibanju (t. i. Motion capture data) tako v obliki datotek BVH ali CSM, v te oblike pa je mogoče izvoziti tudi podatke o gibanju katerega od teles. Enako animacijo je mogoče uporabiti tudi na drugih osebah, ob čemer program vzame v obzir tudi različne mere le-teh. Za delo z velikim številom oseb v eni sceni so na voljo tudi t. i. "sistemi za upravljanje množice" (Crowd systems), s katerimi lahko množici oseb določimo način gibanja in obnašanja v sceni. Tako je mogoče ustvariti kompleksne animacije večjega števila oseb tudi brez mučnega dela z vsakim likom posebej. Ob tem zna program vzeti v obzir celotno mrežo gibov in jih prirediti, tako da delujejo zelo resnično. Character Studio 4 podpira tudi urejanje nelinearnih animacij, tako da lahko program sam poskrbi za ustrezen prehod med npr. hojo in tekom. Med zanimivimi izboljšavami je tudi možnost dodajanja teles na like, ki se prilagodijo videzu bližnjih teles. Tako lahko neki lik, recimo, oblečemo, obleka pa se prilagodi telesu.

Omenimo še, da je seznam zapisov, ki jih 3ds max 7 podpira, zelo dolg, med zanimivejšimi novostmi je tudi podpora zapisu JSR-184, ki omogoča modeliranje tudi za mobilne java aplikacije (dodan je tudi predvajalnik). S sedmo različico 3ds max vsekakor še naprej ostaja eden bolj zmogljivih in zanimivih programov za trirazsežno modeliranje in animacijo. Zahteven uporabniški vmesnik sicer zahteva veliko učenja in spoznavanja, a prav dejstvo, da v večjem delu ostaja enak iz različice v različico, prispeva k temu, da se uporabnik brez večjih težav znajde tudi v novih različicah in se lahko osredotoči zgolj na spoznavanje dodatnih funkcij in izboljšav.

Discreet 3DS MAX 7

Kaj: Program za trirazsežno modeliranje in animacijo.

Cena (spletna prodaja): Približno 1.230.000 tolarjev, za študente približno 29.000 tolarjev (licenca za dve leti).

Splet: www.discreet.com.

Najmanjše zahteve: Računalnik PC s procesorjem Pentium III ali AMD z vsaj 500 MHz, 512 MB pomnilnika, 500 MB diska, Windows 2000 SP4 ali XP SP2, ločljivost 1024 × 768, grafična kartica OpenGL s 64 MB.

Za: Izboljšave pri delu z večkotniki, tehnologija senčenja "Mental Ray", studio za osebe.

Proti: Nepregleden vmesnik, zahtevno urejanje teles, cena.

Maxon Cinema 4D 9

Modeliranje in animiranje v treh razsežnostih je sicer zelo kompleksno opravilo in nič čudnega, da so programi za to opravilo praviloma zelo zahtevni tako za učenje kot tudi za rabo. Drugače je s programom Cinema 4D, ki ga izdelujejo pri nemškem podjetju Maxon. Že v prejšnjih različicah je zbujal pozornost z enostavnostjo rabe, a ne na račun zmogljivosti. Tako ustvarjalcu ni treba skrbeti za veliko število "prikrojevalcev" (modifiers), ki jih imajo telesa v večini drugih programov, temveč je delo s telesi večinoma zvedeno na delo z miško. Telesa kratko malo vlečemo na druga telesa in tako ustvarjamo povezave, mreže in tako naprej. Kljub takemu načinu dela pa vsakemu telesu še vedno spreminjamo prav vse, tako da funkcionalnost ni prikrajšana.

Sam grafični vmesnik se lahko pohvali z zelo lepim in preglednim videzom. V različici 9 je doživel nekaj sprememb, barve so temnejše, ikone pa bolj žive. Vmesnik je mogoče prilagoditi željam uporabnika, po robovih zaslona je mogoče prestavljati vsa orodja, dialoge in menuje, možno pa jih je tudi "ločiti" v samostoječa okna. Zumiranje, premikanje pogleda, prestavljanje teles in podobna opravila so v večini drugih programov izvedena precej zapleteno - ponavadi je potrebno precej časa, da se uporabnik privadi na način, da se določene operacije izvedejo, saj je treba najti pravo mesto in način. V Cinemi je vse to izvedeno veliko bolj enostavno, veliko bolj intuitivno in v "okenskem duhu". Ob uporabi vmesnika preseneti tudi to, kako dobro so določene operacije, ki jih uporabnik opravi, prikazane. Tako npr. ob vrtenju nekega telesa vidimo grafični "pomikač" za obe osi, med njima pa kot z numeričnim prikazom v stopinjah. Uporabnik lahko tudi sam določi, kateri podatki naj bodo ves čas vidni na zaslonu. To možnost so programerji poimenovali kar po "letalsko" s kratico HUD (Head-Up Display). Kaj naj ta prikazuje, je mogoče določiti kar tako, da neki podatek, ki ga želimo prikazati (npr. lastnosti materialov ali tekstur), z miško "potegnemo" na prikazovalnik HUD. Dodajmo še, da so orodja za delo kljub številčnosti (okoli trideset jih je) hitro in pregledno dostopna, predvsem prek dobro organiziranega kontekstualnega menuja, ki ga dobimo s klikom na desno tipko miške.

Napredek je program doživel tudi pri urejanju, recimo pri natančnosti in enostavnosti izbiranja teles. Na voljo je tudi več načinov izbiranja teles, kot so določitev obroča, izbiranje po robovih, med zanimivejšimi pa je tudi t. i. način izbire Isoline, pri katerem določimo ploskev, na kateri so mehkejše in kompleksnejše ploskve imenovane Hypernurbs (ki jih je sicer precej teže urejati zaradi njihove kompleksnosti). S pomočjo čopičev je mogoče na videz teles vplivati prek 13 učinkov, kot so mehčanje ali razmazanje, z nožem pa lahko zdaj režemo na pet različnih načinov - režemo črte, zanke, jame, ravnine ali poljubne oblike. Pri modeliranju nismo več omejeni na tri- in štirikotnike, temveč lahko ustvarjamo poljubne n-kotnike. Na voljo je tudi orodje za "topljenje", ki več večkotnikov pretvori v ustrezen n-kotnik.

Za delo s teksturami in materiali je namenjen upravitelj materialov (material manager), s katerim lahko izdelamo svoje senčilnike v dvanajstih plasteh, med katerimi najdemo meglo, odboj, barvo... Tudi pri dodajanju tekstur na telesa vse skupaj poteka prek dela z miško (neko teksturo kratko malo "potegnemo" na telo). Na voljo je tudi nekaj dodatnih senčilnikov, ki so programsko izdelani in na telesa dodajo oblake, prosojnost, učinek rje... Sicer je mogoče osenčiti projekte do velikost 16.000 × 16.000 pik, za boljše rezultate je na voljo osem mehčalnih algoritmov, ki jih je mogoče uporabljati na ravni posameznih teles, ne le celotne scene. Omenimo tudi, da ima Cinema 4D po novem tudi zmogljiv pogon za ustvarjanje oblačil, na katere lahko vplivajo številne vrste učinkov (veter, gibanje...).

Enostavnost pa odlikuje tudi enega izmed zahtevnejših opravil - animiranje teles in scen. Tako tudi pri animiranju sliko za sliko telesa spreminjamo in premikamo z miško, na voljo pa je tudi avtomatizirano ustvarjanje animacije prek določanja krivulj gibanja v času. S programom je mogoče ustvariti tudi relacije med različnimi telesi. Če, recimo, želimo, da vrtenje enega telesa vpliva tudi na položaj drugega, lahko to hitro dosežemo kar s pomočjo miške in grafične predstavitve povezav. Urejevalnik za to se imenuje Xpress in je sestavni del programa. Poleg tega lahko animacijam dodamo tudi zvok - in to kar neposredno telesom samim - ko se ti, recimo, gibljejo, slišimo zvok njihovega gibanja. Cinema 4D se dobro znajde tudi v družbi programov za urejanje in obdelavo videa, kot so After Effects, Final Cut in Combustion, saj je rezultate mogoče izvoziti neposredno zanje (pa tudi kot Flash animacijo), podprti pa so številni različni grafični zapisi - tako dvorazsežni kot tudi trirazsežni.

Seveda pa ima Cinema 4D tudi kakšno omejitev. Med pomanjkljivostmi velja omeniti predvsem določeno pomanjkanje naprednejših in bolj zapletenih orodij, ki jih ponujajo konkurenti (ki jih je seveda tudi zato veliko teže uporabljati) - tako pri modeliranju kot tudi pri animiranju in senčenju. Bolj omejena je tudi možnost dela v skupinah. Podprti so tudi večprocesorski sistemi (torej tudi Hyperthreading), ne pa tudi delitev dela na več računalnikov. No, za razširitev možnosti so na voljo tudi številni dodatki, ki odpravijo večino teh pomanjkljivosti, seveda pa se s tem poveča tudi strošek tega sicer zares zanimivega programa.

Maxon Cinema 4D 9

Kaj: Program za trirazsežno modeliranje in animacijo.

Cena (spletna prodaja): Približno 168.000 tolarjev (17.000 tolarjev za tiskano dokumentacijo).

Splet: www.maxon.net.

Najmanjše zahteve: Računalnik PC s procesorjem 1 GHz, 512 MB pomnilnika, 200 MB diska, Windows 2000 ali XP, ločljivost 1024 × 768, enota CD-ROM; Računalnik PowerPC s procesorjem 1 GHz, MacOS 10.3, 512 MB pomnilnika.

Za: Enostaven za rabo, hitro obvladljiv, razširljivost, preglednost, dokaj ugodna cena za tako zmogljivost.

Proti: V osnovnem paketu manjka nekaj naprednih opciji, ni tako zmogljiv kot nekateri zapletenejši konkurenti.

Newtek Lightwave 3D 8.2

Newtek je v svetu animacije na osebnih računalnikih pravi pionir, saj je kot prvi ponujal barvno animacijo že na računalnikih Amiga. Njihov izdelek Lightwave pa je v svetu trirazsežnega modeliranja in animacije znan predvsem zaradi svojega intuitivnega vmesnika, ki je veliko bolj enostaven za rabo kot npr. tisti, ki ga ponujata 3ds max ali Maya. Poleg tega Lightwave vedno ponuja zelo širok izbor zmožnosti, funkcij in dodatkov, tako da tudi za resnejše projekte ni treba dokupiti praktično ničesar. Nič čudnega torej, da je program pridobil široko število uporabnikov za različne namene. Program se je sicer prvič pojavil kot dodatek Newtekovemu programu za analogno mešanje videa Video Toaster, a ga je kaj kmalu prerasel.

V novi različici je opazna sprememba že v samem videzu uporabniškega vmesnika. Tako so gumbi lepši, menuji nekoliko bolj pregledni, seveda pa tudi ta različica Lightwavea ohranja široko prilagodljivost vmesnika uporabnikovim željam, saj je praktično vse mogoče prestavljati, spreminjati... Med koristnejšimi "dodatki" so tudi take malenkosti, kot je preklapljanje med enim in štirimi pogledi s pomočjo enega gumba (prej je bilo to potrebno opraviti v menujih). Lightwave ponuja tudi precej izboljšan sistem pomoči, ki obsega večino zmožnosti programa in je na voljo znotraj programa.

Lightwave je sicer znan predvsem zaradi uporabnosti pri modeliranju in senčenju teles, medtem ga pri animacijskih zmožnostih nekateri tekmeci prekašajo, a v novi različici so programerji veliko pozornosti posvetili tudi nadgradnji animacijskih možnosti in postopkov. Predvsem je opazen napredek pri kreiranju t. i. "okostij", ki rabijo kot gibalna osnova bolj kompleksnih likov (tako kot so okostja živali v resničnem svetu). Zdaj je na voljo več orodij za lažje delo s posameznimi členi. Bolje je, recimo, mogoče vplivati na premike povezanih členov okostja, združevanje "kosti" je enostavnejše...

Program ponuja različne načine animiranja teles, na voljo pa je močna podpora lastnostim dinamike različnih teles - tako lahko določimo lastnosti mehkih in togih teles (npr. masa, težišče...) ali ustvarjamo realistične posnetke las ali kosti. Tako lahko telesa vplivajo drugo na drugega, se gibljejo ustrezno zakonom fizike in so podvržena drugim vplivom, ki so podani za neko sceno (npr. vetru, trenju s podlago...). Telesa lahko tudi animiramo "sliko za sliko", prehode lahko določimo s pomočjo krivulj in tako naprej. Izboljšano je delo z ravninami. Te je mogoče vstavljati med ravnine, jih brisati, združevati, tudi klone nekega telesa pa je mogoče razporediti v več ravninah.

LightWave uporablja lastno tehnologijo senčenja, ki pa še vedno spada med najboljše, čeprav resnici na ljubo tekmeci predvsem s podporo Mental Ray senčilniku dosegajo celo nekoliko boljše rezultate. Senčenje je mogoče tudi prek več procesorjev ali računalnikov - hkrati je mogoče uporabiti kar 1000 procesorjev hkrati (vsak osenči po eno sličico). Senčenje je sicer razdeljeno med več senčilnikov. SkyTracer je namenjen ustvarjanju realističnih svetlobnih ambientov, modul Sasquatch Lite, ki je sicer namenjen ustvarjanju trave, las, listja in podobnega, zna tovrstna telesa tudi osenčiti, Digital Confusion zna pričarati učinek objektivov z manjšo globinsko ostrino (telesa v daljavi so manj ostra), HyperVoxel zna ustvariti učinke, kot sta dim in ogenj, med zanimivejšimi je tudi "navidezna temnica" (Virtual Darkroom), ki osenčenim scenam pričara videz filma ali fotografije. Senčenje je sicer mogoče v ločljivostih do kar 16.000 × 16.000 pik.

Lightwave je resda močno orodje za profesionalce, ki pa ima tudi nekaj pomanjkljivosti. Slabosti programa so predvsem v dokaj omejeni podpori pri uvažanju in izvažanju datotek v različne zapise, kot so scene, telesa... Prav tako je mogoče opaziti, da funkcija "razveljavi" ne deluje v vseh primerih. To je lahko za normalno delo seveda zelo moteče. Tudi urejanje nekaterih teles, kot so npr. večkotniki, je v primerjavi z drugimi paketi nekoliko bolj omejeno, pogrešamo pa tudi boljšo podporo zunanjim senčilnikom. Poudariti velja tudi, da program za senčenje zapletenih scen visoke kakovosti potrebuje precej procesorske moči. Tako pravzaprav nekateri najbolj dovršeni učinki ostajajo v domeni zgolj tistih, ki ob programu premorejo tudi ustrezno strojno podporo. V profesionalnem svetu to seveda pomeni veliko število računalnikov, ki si razdelijo zahtevnejša opravila. No, kljub temu tudi na šibkejših sistemih Lightwave pomeni zanimivo izbiro - njegova dokaj pregledna in hitro obvladljiva zasnova je namreč taka, da lahko ustreza potrebam zelo širokega spektra uporabnikov - tako tistih najzahtevnejših, ki potrebujejo kakovostno animacijo za npr. video ali film, kot tudi tistih manj zahtevnih, ki npr. modelirajo za potrebe spletne grafike. Po drugi strani pa prav zaradi take zasnove morda manjka kakšna od naprednih zmožnosti, ki jo ponujajo tekmeci programa, kakršna sta predvsem Maya in Softimage XSI, predvsem kar zadeva možnosti vplivanja na "naravnost" videza večkotnikov, bolj kompleksnih deformacij teles, ustvarjanju relacij med njimi in podobnega.

Newtek Lightwave 3D 8.2

Kaj: Program za trirazsežno modeliranje in animacijo.

Cena (spletna prodaja): Približno 315.000 tolarjev.

Splet: www.newtek.net.

Najmanjše zahteve: Računalnik PC s procesorjem Pentium III, 512 MB pomnilnika, 230 MB diska, Windows 2000 SP3 ali XP SP1, ločljivost 1024 × 768, grafična kartica OpenGL + DirectX s 64 MB; Računalnik PowerPC s procesorjem G4, MacOS 10.3.3, 512 MB pomnilnika, ločljivost 1024 × 768, 230 MB diska.

Za: Pregleden in dobro zasnovan vmesnik, širok spekter rabe.

Proti: Manjka nekaj naprednih opciji, slaba podpora zunanjim senčilnikom.

ph

Komentirajo lahko le prijavljeni uporabniki