4.3.5. Создание трёхмерной анимации

Трёхмерную анимацию легко описать, но сложно сделать [10]. Как было написано выше, свойства трёхмерных моделей (положение объекта в пространстве, его ориентация, характеристики поверхности, форма), интенсивность и направление источников света, положение и ориентация камеры определяются численными величинами. Таким образом, чтобы анимировать трёхмерную сцену, нужно всего лишь задать исходную сцену, а затем визуализировать её как первый кадр анимации, изменяя параметры, визуализируя следующий кадр и т. д. Поскольку трёхмерные модели нужно визуализировать как двухмерные изображения, что подразумевает наличие точки наблюдения или камеры, а также движущихся объектов на сцене, мы можем перемещать камеру, заставляя её "летать" над ландшафтом или перемещаться вокруг определённых объектов (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Движение камеры вокруг объекта на трёхмерной сцене

Существует множество программ для создания трёхмерной анимации: 3D Studio Max, CINEMA 4D, Animation 5-3D и др.

Рассмотрим подробнее возможности программы 3D Max (рис. 4.20) [7].

3D Max − это полнофункциональная профессиональная программная система для работы с трёхмерной графикой, разработанная компанией Autodesk Media & Entertainment. Программа предназначена для художников, дизайнеров, архитекторов, работающих на телевидении и в кино, разрабатывающих компьютерные игры, дизайн интерьера, технический дизайн, рекламу для трёхмерного моделирования, занимающихся анимацией и визуализацией. Формируемые под задачи пользователя основное и контекстное меню, система вкладок и стеков, предварительный просмотр выбранной области делают интерфейс интуитивно понятным и наиболее удобным.

В программе реализована система реалистичного моделирования волос, меха, одежды, двуногих персонажей, тел с учётом внешнего воздействия. Программа располагает обширными средствами по созданию разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей объектов окружающего мира с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

• полигональное моделирование,

• моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS),

• моделирование на основе порций поверхностей Безье,

• моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.

3D Max имеет средства, позволяющие максимально точно передать освещённость сцены. Они включают симуляцию таких источников света, как стандартный (направленное, точечное, рассеянное и т. п. освещение), параметрический (симуляция работы реальных источников света, имеющих свои числовые параметры и использующихся в промышленности и быту), самосвечение, свет от солнца и неба. В дополнение к этому интегрированная подсистема просчёта теней, отражения / преломления света добавит реалистичности при визуализации сцены.

Программа создала для пользователя возможности для производства анимации сложных реалистичных объектов по кадрам-ключам и нелинейно, размещение сцен анимации в разные слои анимации. Поддержка анимации костей, шеи, пальцев конечностей намного облегчает работу с этими фрагментами сцены.

В 3D Max реализована возможность создания нескольких основных источников частиц. Начиная с 8 версии, имеется 6 основных источников частиц, демонстрирующих различное поведение. Традиционными источниками частиц в 3D Max являются Spray (Брызги), Snow (Снег), Blizzard (Метель), PArray (Массив частиц), PCloud (Облако частиц) и Super Spray (Супербрызги).

Программа также включает механизм расчёта физики Reactor, изначально разработанный Havok. Reactor позволяет моделировать поведение твердых тел, мягких тел, ткани с учётом силы тяжести и других воздействий. Как и в других программах имитации динамики, в Reactor используются упрощённые выпуклые оболочки объектов, которые могут быть настроены на использование всех вершин объекта ценою времени обработки.

Рис. 4.20. Скриншот программы 3D Max