Neb∞vá zvykem, aby jedna firma m╪la ve svém v∞robním programu n╪kolik podobn╪ zam╪²en∞ch, a tudíº navzájem si konkurujících produktà. V∞jimku tvo²í spoleƒnosti vzniklé spojením b∞val∞ch konkurentà, jako je tomu v p²ípad╪ firmy MetaCreations.
3D grafika jako v reálu
Firma MetaCreations krom╪ 3D programu Infini-D, v Chipu uº p²edstaveného (Chip 1/99), nabízí také jinou kompletní 3D aplikaci s názvem Ray Dream Studio 5. Tento program, kter∞ pod vlajku MetaCreations p²iτel od firmy Fractal Design, také nabízí vτe pot²ebné pro návrh 3D scén a animací: od 3D modelá²e p²es návrh scény, rozmíst╪ní osv╪tlení a kamer aº po p²ípravu animací a finální rendering. Zatímco ale nákladn╪jτí program Infini-D je urƒen spíτe pro profesionály v 3D grafice, Ray Dream Studio 5 (dále jen RDS) uvítají uºivatelé dávající p²ednost rychlému modelování reálného sv╪ta.
Podobn╪ jako ²ada dalτích produktà od MetaCreations je i RDS dodáváno v identick∞ch verzích pro Macy a Windows (na jednom CD), takºe uºivatel si po nákupu màºe vybrat, na které platform╪ ho bude provozovat.
3D modelování
Jako tradiƒn╪ zaƒneme u návrhu 3D modelà, kde RDS nabízí n╪kolik moºností. P²edn╪ jsou to primitivní 3D objekty, jako je koule, hranol, jehlan, válec, mnohost╪n a rovina, jejichº velikost a tvar lze snadno m╪nit taºením kotevních bodà p²ímo na scén╪. Krom╪ geometrick∞ch primitiv je k dispozici 3D text (na Macu s ním byly trochu problémy, z²ejm╪ kvàli konfliktu se systémov∞mi doplσky) a mén╪ tradiƒní p²edem definované objekty, jako je konev a 3D hv╪zda.
RDS p²irozen╪ nabízí také obecn╪jτí nástroje pro p²ípravu objektà. Zajímavou moºností je nap²íklad definice 3D modelu pomocí matematické formule, popisující, které body k objektu náleºí. Dále je zde dvojice znám∞ch modelá²à pro práci s taºen∞mi a drát╪n∞mi modely. Podobn╪ jako u "matematick∞ch" objektà se i v tomto p²ípad╪ okno scény m╪ní na editor p²ísluτného typu objektu.
U taºeného modelu se tradiƒn╪ vychází z rovinného útvaru poskládaného ze základních geometrick∞ch prvkà. Tento tvar je vytaºen do prostoru, p²iƒemº lze snadno editovat osu objektu, p²ípadn╪ m╪nit jeho obal. Pouºívat lze translaƒní i trubkovou metodu vytaºení (viz dále), trochu nep²íjemné je ale to, ºe p²i p²epnutí mezi t╪mito metodami se resetuje obálka i osa objektu.
Pro definici sloºit╪jτích taºen∞ch tvarà je moºné v objektu definovat ²ezy. Zajímavé je, ºe kaºd∞ ²ez se màºe skládat z jin∞ch rovinn∞ch objektà, a dokonce i z ràzného poƒtu t╪chto útvarà. Jednoznaƒn∞m oƒíslováním rovinn∞ch útvarà v ²ezech se urƒuje, které dvojice útvarà z ràzn∞ch ²ezà pat²í k sob╪. Tak lze snadno definovat i netriviální objekty, jako je nap²íklad mo²ská sasanka, skládající se z válcového t╪la, které se v╪tví do ²ady chapadel. Krom╪ p²ímého vytaºení lze na stejném principu vytvá²et také spirálové a rotaƒní objekty. Trochu nep²íjemná je nutnost p²epínat pohledy v hierarchick∞ch nabídkách, coº zdrºuje.
Obvykl∞ je i editor drát╪n∞ch modelà. Tvar objektu se zde upravuje p²ímo taºením jednotliv∞ch bodà nebo skupin bodà jeho povrchu. P²i návrhu modelu se tedy vychází z n╪jakého základního geometrického útvaru, p²ípadn╪ ze sady takov∞ch útvarà, které lze pomocí booleovsk∞ch operací ràzn╪ spojovat. Pokud se vám zdá, ºe bodà na povrchu modelu je n╪kde p²íliτ málo, je moºné si ve zvolené oblasti nechat vygenerovat jemn╪jτí rozd╪lení. Dàleºitá je moºnost zapnout vyhlazení bodà, takºe pàvodní hrubá kostra dostane zaoblen∞ tvar.
Jednotlivé editory umoºσují p²esné nastavení tvaru objektà; globální zm╪ny tvaru a velikosti lze ovτem provád╪t i p²ímo ve 3D scén╪. Zde je totiº kaºd∞ objekt "obalen" kvádrem slouºícím pro umíst╪ní objektu na scén╪ i pro zm╪ny velikosti a pom╪rà stran objektà. K dispozici jsou i tradiƒní booleovské operace sjednocení, prànik a rozdíl pro spojování objektà.
RDS nabízí jeτt╪ jeden zpàsob globální zm╪ny tvaru objektu, a to tzv. deformátory. K dispozici je 15 ràzn∞ch deformátorà, jako je vlna, v∞buch, atomizace nebo ƒerná díra, které lze aplikovat na jednotlivé objekty. Základní v∞hodou deformátorà je krom╪ schopnosti rychle vytvá²et komplikované tvary také moºnost deformátor kdykoliv odstranit a tím se vrátit k pàvodnímu objektu. Navíc deformátory nabízejí neocenitelné sluºby p²i návrhu animací (viz dále).
P²irozen╪ návrhem tvaru 3D objektu fáze modelování nekonƒí. Jeτt╪ je pot²eba "vybarvit" jeho povrch, ƒehoº se dosáhne pouºitím "stínovaƒe". Stínovaƒe jsou v RDS velice flexibilní a umoºσují nastavit snad vτechny povrchové vlastnosti objektu, jako je barva, textura, odrazivost, pràhlednost, lesklost a nerovnosti. Lze je také ràzn╪ kombinovat, aplikovat globáln╪ na cel∞ objekt nebo jen na jeho ƒásti. K dispozici je i 3D malí² povrchu, a pokud si po²ídíte speciální program Painter 3D od MetaCreations pro malování 3D povrchà, màºete ho do RDS také integrovat.
P²estoºe byla popsána ²ada moºností tvorby 3D objektà v RDS, stále nebyly vyƒerpány vτechny. Zam╪²ení programu na uºivatele, kte²í se necht╪jí trápit s problémy 3D grafiky, potvrzuje nap²íklad objektov∞ ƒarod╪j. Ten provádí uºivatele návrhem ràzn∞ch typà objektà, doporuƒuje vhodnou metodu pro návrh modelu, p²ípadn╪ ho sám p²ipraví.
Dalτí charakteristickou vlastností programu je snadné modelování reálného sv╪ta. To se odráºí v nabídce ƒty² "p²írodních" objektà, které lze vkládat na scénu. Jsou to volumetrické objekty simulující oheσ, mraky a mlhu a objekt fontána, vycházející z ƒásticov∞ch systémà. Tyto objekty jsou ale vid╪t aº p²i finálním renderingu. K dispozici jsou také podobn╪ zam╪²ené objekty ze sady Four Elements, pro jejich pouºití je ale pot²eba dokoupit sériové ƒíslo.
Scéna
Uº n╪kolikrát jsme se zmínili o umis£ování objektà do 3D scény. Zatímco jiné 3D programy k n╪mu zpravidla pouºívají n╪kolik souƒasn╪ zobrazen∞ch pohledà, RDS vystaƒí s jedním oknem, kde lze zobrazit vτechny sou²adné roviny s p²ísluτn∞mi projekcemi objektà. Pokud uºivatel pohybuje p²ímo objektem, m╪ní se poloha jen v hlavní sou²adné rovin╪ (lze ji zvolit). P²ísluτn∞mi projekcemi lze pohybovat i p²ímo v sou²adn∞ch rovinách, takºe objekty lze umístit na libovolné místo prostoru.
Zajímavá je moºnost zapnout detektor kolizí, kter∞ zabrání vzájemnému protínání objektà. Intuitivním zpàsobem je ²eτena i prostorová rotace objektà. Staƒí zapnout tzv. virtuální kouli, umoºσující otáƒení objektu ve vτech sm╪rech. P²i umis£ování více objektà lze pouºívat p²íkazu pro zarovnání objektà. N╪kolik objektà lze organizovat v hierarchii, pod²ízené objekty se pak pohybují spoleƒn╪ s hlavním. Pro uºivatele, kte²í p²ed taºením myτí dávají p²ednost zadávání sou²adnic, je k dispozici paleta vlastností objektu.
Sv╪tla a kamery
Souƒástí scény nejsou jen vlastní 3D objekty, ale také sv╪tla, bez kter∞ch by nebylo nic vid╪t. V RDS lze pouºívat okolní sv╪tlo, které nemá urƒen ºádn∞ zdroj, i specifické sv╪telné zdroje, které mohou mít krom╪ polohy na scén╪ i ²adu dalτích parametrà, nap²íklad typ (bodové, vzdálené, ºárovka), velikost sv╪telného kuºele a jas. N╪které z t╪chto parametrà (poloha, jas, sv╪teln∞ kuºel) lze nastavovat p²ímo ve scén╪. Sv╪telnému zdroji lze také p²i²adit chování a nap²íklad jej namí²it na zvolen∞ objekt - sv╪tlo pak objekt sleduje p²i zm╪nách jeho polohy. Zajímav∞ch efektà lze docílit pouºitím stínítka, za které màºe slouºit i film.
Podobn╪ jako bez sv╪tel se scéna neobejde ani bez kamer, které ji snímají. Jedna kamera je ve scén╪ p²ítomna hned od zaƒátku, a to kamera, jejíº pohled zobrazuje hlavní okno. Lze p²idávat i dalτí kamery a mezi nimi pak p²epínat. Protoºe najednou lze otev²ít více oken s pohledem na scénu, je moºné naráz vid╪t pohledy z ràzn∞ch kamer. Kaºdá kamera màºe mít vlastní nastavení odpovídající reáln∞m kamerám a n╪které z t╪chto parametrà lze nastavovat p²ímo ve scén╪. Pohybovat lze i kamerou, kterou se na scénu práv╪ díváte. Kamera také màºe b∞t svázána s n╪kter∞m objektem, kter∞ bude automaticky sledovat, coº se hodí nap²íklad u animací.
Animace
Podobn╪ jako ²ada dalτích 3D programà pouºívá i RDS k animaci techniku klíƒov∞ch políƒek: stav na scén╪ je definován jen v klíƒov∞ch bodech animace a mezilehlá políƒka jsou generována automaticky. Animovat lze zm╪nu polohy i tvaru (morfing) objektà a u kaºdé zm╪ny je moºné definovat její rychlostní profil.
ⁿada nástrojà je pro práci s animací p²ímo uzpàsobena, nap²íklad lze promítat ºivé video sv╪teln∞m zdrojem nebo na povrch t╪les (rotoscoping). V parametrech mnoha deformátorà je táhlo, urƒující, ve které fázi se deformace práv╪ nachází. Pak je nap²íklad animace v∞buchu, kdy se objekt rozt²íτtí na mnoºství trosek, doslova hraƒkou. Podobné nastavení fáze naleznete i u objektu fontána. Dalτí zajímavou schopností je moºnost odvodit chování objektu od chování jiného objektu. Kamery a sv╪tla tak mohou automaticky sledovat pohybující se p²edm╪t, kter∞ zase kopíruje pohyb jiného p²edm╪tu apod.
Skuteƒn╪ jedineƒnou vlastností RDS je vτak simulace reáln∞ch fyzikálních sil. Ve scén╪ lze definovat pàsobení sil mezi objekty, p²itaºlivost, vodní nebo vzduchové proudy, a animace potom b╪ºí zcela sama. Nap²íklad návrh animace skákajícího míƒku zabere v RDS doslova jen pár sekund, zatímco u jin∞ch programà, kde je t²eba kaºdou fázi pohybu definovat ruƒn╪, zabere p²íprava takové triviální animace mnohem více ƒasu.
Finální produkce
RDS nabízí p²i práci se scénou n╪kolik úrovní náhledà. Pro základní rozloºení objektà a rozvrºení pohybà p²i animaci lze pouºívat nejmén╪ nároƒn∞ krabicov∞ náhled. Dále jsou k dispozici drát╪n∞ a vypln╪n∞ náhled, Gouraudovo a velmi realistické Phongovo stínování.
Pro finální produkci je ovτem nejlepτí pouºít vestav╪n∞ rendering, v n╪mº se vykreslí vτechny objekty, stíny a odrazy. K dispozici jsou ƒty²i základní metody renderingu: adaptivní, Z-buffer, RayTracer a NaturalMedia. Za zmínku stojí práv╪ metoda NaturalMedia, typická pro MetaCreations a d²íve pro Fractal Design. Touto metodou lze totiº vytvá²et obrázky 3D scény, jako by byly namalovány ruƒn╪. Kaºdá z metod má své vlastní parametry, dalτí parametry, jako nap²íklad zahrnutí atmosférick∞ch efektà, p²idání pozadí obrázku nebo pouºití n╪kterého z filtrà (efekty ƒoƒky, aura, stereogram apod.), jsou spoleƒné.
Protoºe rendering je ƒasov╪ nároƒn∞ proces, je k dispozici dávkové zpracování, p²i n╪mº se jen vyberou obrázky, a rendering lze provád╪t po ƒástech. Trochu vadit màºe to, ºe parametry renderingu jsou pevn╪ spojeny se scénou, takºe pokud chcete tutéº scénu renderovat pouºitím ràzn∞ch metod, nelze to provést najednou v jedné dávce (pokud nevytvo²íte kopie scény).
Pouºití
Ray Dream Studio 5 je charakteristické sv∞m realistick∞m p²ístupem k 3D grafice, kter∞ se maximáln╪ blíºí naτí zkuτenosti z reálného sv╪ta. Zaƒít lze u obsahu pracovní plochy, které dominuje jediné okno s perspektivním pohledem na scénu, zatímco ²ada jin∞ch 3D aplikací pot²ebuje více pohledà. Ani uºivatelé RDS ovτem nejsou o alternativní pohledy ochuzeni; naráz lze otev²ít více oken, která mohou krom╪ pohledu kamery zobrazovat i tradiƒní pohledy shora, zprava atd. Krom╪ palety a liτty s nástroji je zde jiº jen paleta pro zadávání parametrà prvkà scény (m╪ní svàj obsah podle práv╪ vybraného objektu) a paleta zobrazující hierarchickou strukturu objektà na scén╪ a ƒasovou osu p²i práci s animacemi.
Samoz²ejm╪ nemàºe chyb╪t ani paleta Browser, slouºící jako knihovna objektà, stínovaƒà, sv╪tel, kamer, deformátorà, definic chování, odkazà a renderovacích filtrà. A protoºe pro ràzné pouºití programu se hodí ràzné rozloºení palet, lze si rozloºení pracovní plochy pojmenovat a uloºit pro dalτí pouºití.
Ray Dream Studio 5 je pom╪rn╪ levná, a p²esto kompletní 3D aplikace. Mezi její jedineƒné vlastnosti pat²í realistické zacházení s objekty, zahrnující pouºití fyzikálních sil p²i animacích, a zajímavá renderovací technika NaturalMedia.
Roman Barták
Translaƒní versus trubkové vytaºení
Taºené objekty lze pomocí soustavy ²ezà definovat dv╪ma základními zpàsoby. P²i translaƒním vytaºení jsou roviny jednotliv∞ch ²ezà rovnob╪ºné se sou²adnou rovinou. Návrh takového objektu je pak p²ehledn╪jτí, ale zároveσ to znamená, ºe zaƒátek a konec objektu musejí b∞t rovnob╪ºné, coº ne vºdy vyhovuje.
Naopak p²i trubkovém taºení je dodrºováno pravidlo, ºe osa objektu je vºdy kolmá na rovinu ²ezu. Pokud tedy pok²ivíte osu objektu, odpovídajícím zpàsobem se natoƒí i p²ísluτné ²ezy. Vlastn╪ to vypadá jako práce s reálnou trubkou, po jejímº ohnutí p²estanou b∞t u²íznuté konce rovnob╪ºné.
