УНИВЕРЗИТЕТ СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ - БИТОЛА ФАКУЛТЕТ ЗА ИНФОРМАТИЧКИ И КОМУНИКАЦИСКИ ТЕХНОЛОГИИ -БИТОЛА втор циклус Информатика и компјутерска техника ПРИМЕНА НА 3DS MAX ЗА МОДЕЛИРАЊЕ И АНАЛИЗА НА ТЕХНИКИТЕ ЗА РЕНДЕРИРАЊЕ - магистерски труд - Ментор: Вон. проф. д-р Благој Ристевски Кандидат: Игор Стојанов 144/12 Битола, август 2015 год.
До Наставен совет на втор циклус на студии при Факултет за информатички и комуникациски технологии - Битола ИЗЈАВА Јас, Игор Стојанов, студент на втор циклус на студии на Факултетот за информатички и комуникациски технологии, Универзитет Св. Климент Охридски - Битола, изјавувам дека при изработка на магистерскиот труд со наслов ПРИМЕНА НА 3DS MAX ЗА МОДЕЛИРАЊЕ И АНАЛИЗА НА ТЕХНИКИТЕ ЗА РЕНДЕРИРАЊЕ, ги почитував позитивните законски прописи од областа на заштита на интелектуалната сопственост и авторски права и не користев реченици или делови од трудови на други автори без да ги почитувам методолошките стандарди. Изјавата ја давам под материјална и кривична одговорност. Изјавил Игор Стојанов 2
С О Д Р Ж И Н А 1 Вовед... 10 2 Вовед во 3ds Max... 12 2.1 За компанијата Autodesk... 13 2.2 Примена на 3ds Max... 14 2.3 Историски развој на 3ds Max... 18 2.3.1 Главни Активности што се случиле од 1988 до 2014 година... 18 2.4 Објаснување на стандардниот viewport во 3ds Max... 20 2.4.1 Лента со алатки брз пристап... 22 2.4.2 Лента со алатки информативен центар... 23 2.4.3 Главна лента со алатки... 23 2.4.4 Закотвени и лебдечки ленти со алатки... 27 2.4.5 Погледи... 30 2.4.6 Алатки за работа со погледите... 31 2.4.7 Панелот со команди... 32 3 Споредба на 3ds Max со другите софтверски пакети... 34 3.1 Споредба на петте најприменувани 3D софтвери... 37 3.1.1 Моделирање... 37 3.1.2 Текстури и материјали... 40 3.1.3 Функции за анимација... 42 3.1.4 Лесно користење... 44 3.1.5 Помош и подршка... 47 3.1.6 Заклучок за споредбата на петте најприменувани софтвери за 3D графика... 48 4 Изработка на 3D модел со 3ds Max... 50 4.1 Нанесување материјали и текстури на автомобилот... 60 4.2 Осветлување на сцената... 64 3
4.3 Подесување за рендерот... 66 5 Процес на рендерирање... 68 5.1 Карактеристики... 68 5.2 Техники на рендерирање... 70 5.3 Земање примероци... 72 5.4 Теоретски основи... 73 5.4.1 Равенка за рендерирање... 73 5.4.2 Функција на распределба на двонасочна способност за рефлексија... 74 5.5 Методи за рендерирање... 75 5.5.1 Рендерирање во реално време (real time)... 76 5.5.2 Рендерирање во нереално време (no-real time)... 76 5.5.3 Модели што рефлектираат и прават сенки... 77 5.6 Плагини за рендерирање... 78 5.6.1 V-Ray... 78 5.6.2 Mental Ray... 78 5.6.3 Iray... 79 5.6.4 Scanline... 80 5.6.5 Maxwell... 80 5.6.6 Corona Renderer... 81 5.6.7 OctaneRender... 81 5.6.8 LuxRender... 82 6 Споредба на плагините за рендерирање... 83 7 Заклучок... 97 8 Користена литература... 101 4
ЛИСТА НА СЛИКИ Слика 1-3ds Max е користен во филмот Spider-Мan3... 14 Слика 2-3ds Max е користен во играта Assassin s Creed... 16 Слика 3 Примена на 3ds Max во архитектурата... 17 Слика 4 - Типично каскадно мени... 22 Слика 5 - Референтен координатен систем... 24 Слика 6 Алатки за управување со слоеви, графит алатки, уредување на крива патека, алатки за шематски приказ, едитирање на материјали и алатки за рендерирање.... 25 Слика 7 - Уредник на материјали... 27 Слика 8 - Мени со закотвени и лебдечки ленти со алатки... 28 Слика 9 - Лентата со алатки слоеви... 28 Слика 10 Лента со алатки Кратенки за рендер... 29 Слика 11 Лента со алатки Ограничена оска... 29 Слика 12 - Типичен распоред на погледите во 3ds Max... 30 Слика 13 - Алатки за анимација и контрола на времето... 31 Слика 14 - Трансформација type-in... 32 Слика 15 - Панел со команди... 32 Слика 16 - Подесени референци за автомобилот... 52 Слика 17 - Почетни полигони на автомобилот... 53 Слика 18 - Оделни елементи на автомобилот... 55 Слика 19 - Креирање на посебни елементи во задниот дел на автомобилот.... 57 Слика 20 - Моделирање на гумата и бандажот на автомобилот.... 59 Слика 21 - Слика без материјали на ентериерот... 60 Слика 22 - Израмнета геометрија на звучник... 64 Слика 23 - Финален рендер од ентериерот... 67 Слика 24 - Motion blur ефект на автомобилот... 67 Слика 25 - Процес на рендерирање... 74 Слика 26 - Вектори кои ја дефинираат BRDF, n e нормала на површината во која доаѓа светлосниот зрак... 75 5
Слика 27 - Потрошено време за рендерирање на рендер плагините... 88 Слика 28 - V-Ray... 91 Слика 29 - Mental Ray... 92 Слика 30 - Iray... 92 Слика 31 - Scanline... 93 Слика 32 - Maxwell... 93 Слика 33 - Corona... 94 Слика 34 - Octane... 94 Слика 35 - LuxRender... 95 6
ЛИСТА НА ТАБЕЛИ Табела 1 - Популарни игри изработени со примена на 3ds Max... 15 Табела 2 - Споредба на 3D програми... 34 Табела 3 - Споредба на рендер плагини... 85 Табела 4 - Споредба на камерите на рендер плагините... 86 Табела 5 - Споредба на светлата на рендер плагините... 86 Табела 6 - Споредба на материјали на рендер плагини... 89 7
АПСТРАКТ Во овој магистерски труд насловен како Примена на 3ds max за моделирање и анализа на техниките за рендерирање, најпрвин е опишан пакетот 3ds Max и неговата примена. Потоа следи објаснување на стандардното гледиште во 3ds Max како и споредба меѓу 3ds Max и десетина најпознати софтверски пакети за 3D графика. Споредбата вклучува детали за моделирање, анимација, текстурирање, леснотија на користење како и која програма нуди најголема помош и поддршка за корисниците. Алатките што се користат за изработување на 3D моделот се објаснети етапно, чекор по чекор. Опишан е начинот на нанесување на материјалите на моделот, како и осветлувањето на сцената и подесувањата за рендерот. Се објаснува процесот на рендерирање и рендерерите чиишто перформанси се анализираат и споредуваат и тоа V-ray, Mental Ray, Iray, Scanline, Maxwell, Corona, Octane и LuxRender плагините за рендерирање за 3ds Max. Споредбата е направена така што е изрендерирана истата сцена со автомобил со секој од плагините. На крајот на магистерскиов труд се дадени заклучоци изведени од анализата на техниките за рендерирање и моделирање, како и насоки за понатамошна работа. Клучни зборови: компјутерска графика, 3ds Max, 3D моделирање, рендерирање. 8
ABSTRACT In this master thesis, entitled as Using 3ds Max for modeling and analysis of rendering techniques, describtion and application of 3ds Max are made. Then, the standard viewport in 3ds Max are explaned as well as a comparison between 3ds Max and dozens of best known 3D graphic software packages. This comparison includes details of modeling, animation, texturing, ease-ofuse as well as which program offers the greatest help and support to the users. The tools that are used for making 3D models are explained gradually, step by step. The manner which materials are applied to the model are described as well as lighting the scene and render setup. Also the process of rendering and render softwares, whose performance are analyzed, are compared such as V-ray, Mental Ray, Iray, Scanline, Maxwell, Corona, Octane and LuxRender. At the end of this master thesis concluding remarks are providen and comparison of performance analysis of rendering techniques and directions for future work are given. Keywords: computer graphic, 3ds Max, 3D modeling, rendering. 9
1 Вовед Живееме во време во кое визуелизацијата и визуелните ефекти наоѓаат голема примена. Не постои филм во кој не се применуваат визуелни ефекти и не постои телевизија која не емитува реклами изработени со специјални визуелни ефекти. 3ds Max ја започна револуцијата во 3D компјутерската графика и е најдолго на пазарот. Долгогодишното постоење го прави 3ds Max сѐ уште да биде на врвот на најупотребуваните софтвери за 3D графика. Како и во секоја друга индустрија, така и во 3D индустријата се појавува голема конкуренција, што доведе до појава на многу софтверски пакети за 3D графика. Целта на магистерскиот труд е да се објаснат техниките на моделирање и да се направи анализа на перформансите на техниките за рендерирање на објекти во тродимензионален простор со користење на 3ds Max. За полесно објаснување на овие техники, во практичниот дел на магистерскиот труд е објаснет процесот на изработка на 3D сцена, од почетен концепт до краен 3D рендер со детална изработка на модел, како и изработка на рендери коишто опфаќаат повеќе погледи вклучувајќи го и ентериерот на моделот. Исто така, презентирани се различни техники на моделирање и рендерирање во програмата 3ds Max. Применети се V-ray, Mental Ray, Iray, Scanline, Maxwell, Corona, Octane и LuxRender рендер плагините за 3ds Max. Магистерскиот труд е структуриран на следниот начин: Во воведното поглавје е објаснето што претставува 3ds Max, каде се користи и што им овозможува на корисниците. Во второто поглавје е опишано основањето и дејноста на компанијата што го произведува овој софтверски пакет. Понатаму, хиерархиски се презентирани досегашните напори во концептот за надградба на 3ds Max од неговите почетоци, па сѐ до денес. Исто така е објаснет начин на функционирање на последните верзии на овој софтверски пакет. Детално се објаснети деловите што ги содржи 3ds Max, опфатени се и лентите со алатки што се користат, а исто така објаснето е за што служи секоја од нив. 10
Во следното поглавје е направена споредба меѓу 3ds Max и десеттина најпознати 3D софтверски пакети, како што се Маya, Softimage, Cinema 4D и Houdini. Споредбата вклучува податоци за тоа од која компанија е создаден софтверот, на кои оперативни системи работи како и која е неговата главна намена. Во споредбата се прикажани деталите за моделирање, анимација, текстурирање, и други ефекти, а исто така даден е и осврт за тоа која програма е полесна за користење и која програма нуди најголема помош и поддршка за корисниците. Споредбата обезбедува груба слика за тоа која е главната намена на софтверите, како и колку се компатибилни со конкурентските производи. Во четвртото поглавје е опишан начинот на кој е изработен 3D моделот, односно чекор по чекор се објаснети алатките што се користат. Потоа следи објаснување за материјалите коишто се нанесени на моделот, како и поставување на осветлувањето и подесувањата за рендерот. Во наредното поглавје е објаснет процесот на рендерирање, а опишани се и рендерерите чиишто перформанси се анализираат, како што се V-Ray, Mental Ray, Iray, Scanline, Maxwell, Corona, Octane и Luxrender. Исто така се опишани карактеристиките на рендерерите, како и кои програми ги подржуваат. Во шестото поглавје направена е споредба на V-Ray, Mental Ray, Iray, Scanline, Maxwell, Corona, Octane и Luxrender плагините за рендерирање. За таа цел, направено е табеларно споредување од кои лесно се согледуваат нивните разлики. Во последното поглавје се наведени заклучоците што се изведени од анализата на техниките за рендерирање кои се изведени со изработката на 3D моделот. Исто така дадени се насоки за идна работа со моделирањето во 3ds Max со акцент на техниките за рендерирање, нивниот квалитет и областите на примена. Со изработката на 3D моделот со примена на 3ds Max и анализата на перформансите на техниките за рендерирање е даден научен, стручен и практичен придонес во областа на компјутерската графика. 11
2 Вовед во 3ds Max Autodesk 3D Studio Max е софтверски пакет наменет за 3D моделирање, текстурирање и анимација [1]. Програмата е развиена и произведена од компанијата Autodesk. Содржи многу карактеристики, специјално дизајнирани за да им се помогне на уметниците, архитектите, инженерите и дизајнерите во различни дисциплини во реализацијата на нивните проекти. Програмата може да се користи само на Microsoft Windows платформата. Таа често се користи од страна на програмери кои се занимаваат со развој на видео игри, телевизиски рекламни студија и студија за архитектонска визуелизација. Исто така, се користи за изработка на филмски ефекти и филмска предвизуелизација, така што голем дел од холивудските филмски компании го користат токму 3ds Max за креирање на специјални ефекти во филмовите. Програмата вклучува софтверски развоен пакет (Software Development Kit) што се користи за развој на плагини што даваат дополнителна функционалност, едноставност и брза изработка на саканиот производ. Autodesk 3ds Max им овозможува на корисниците со едноставно сечење на рабови, поместување на врвови, додавање и одземање на геометриски елементи и користење на неколку модификатори да добијат комплексни производи/модели. Материјалите, како и користењето на осветлувањето и техниките за рендерирање во овој софтвер за 3D графика, се програмирани за да им се олесне работата на корисниците. Програмата е комбинација од листа од многу солидни карактеристики фокусирани на брз развој на содржина. Таа функционира одлично за составување на големи проекти и е високо прилагодлива и надградлива. Со сите овие својства и предности, Autodesk 3ds Max го заслужува епитетот најстар и најприменуван 3D софтвер. Оригиналното 3D Studio како производ беше креирано за DOS платформа од страна на Yost Group и издадено од Autodesk. После 3D Studio DOS Release 4 во 1994 година, производот беше репрограмиран за Windows NT платформите, и преименуван во 3D Studio Max. Оваа верзија исто така е создадена од Yost Group. Програмата беше објавена од страна на Kinetix, кој во тоа време беше оддел за забава. Autodesk го купи овој производ по неговото второ издание и модернизација од 3D Studio MAX верзијата. Подоцна, името на 12
производот беше променето во 3ds max. Кога програмата беше повторно издадена, исто така беше и повторно брендирана со логото на Autodesk, и краткото име беше повторно преименувано во 3ds Max, додека формалното име на производот стана денешното Autodesk 3ds Max [1]. 2.1 За компанијата Autodesk Autodesk е американска мултинационална софтверска корпорација чија дејност е изработка на софтвери за архитектура, инженерство, градежништво, производство, медиумска и забавна индустрија. Компанијата е основана во 1982 год. од страна на Џон Вокер, коавтор на првите верзии на АutoCAD, програма која е предводник на компанијата [2]. Нејзините АutoCAD и Revit софтвери главно се користат од страна на архитекти, инженери и структурни дизајнери за дизајнирање на планови, модел на градби и други структури. Седиштето на компанијата се наоѓа во Сан Рафаел, Калифорнија. Autodesk има канцеларии ширум светот, но најголемите претставништва се наоѓаат во САД и тоа во Северна Калифорнија, Орегон, Нова Англија, Њу Хемпшир и Масачусетс. Autodesk е една од најголемите софтверски компании во светот во последните 30 години, а нејзините производи се водечки на пазарот. Аutodesk стана најпозната со нејзиниот AutoCAD, но сега таа развива широк спектар на софтвер за дизајн, инженеринг и забава како што се Homestyler, Pixlr, Maya, Softimage, 3ds Max, Mudbox, Smoke, Flame, Lustre и многу други [3]. 13
2.2 Примена на 3ds Max Филмовите денес не можат да се замислат без употреба на визуелни ефекти, и многу од нив го користат токму 3ds Max во изработката на специјалните визуелни ефекти и анимации. Филмовите во кои се користи овој софтвер, секогаш се на врвот и имаат огромни заработувачки, а некои од нив се наградени и со Oскар [4]. Најпознати филмови во кои се користел 3ds Max за специјални визуелните ефекти се: Алиса во земјата на чудата, Аватар, Хуго, Железниот човек, Брзина, Градот на гревот, Невозможна мисија II, Г-дин и г-ѓа Смит, Мумија, Последниот самурај, Денот после утрото, Трансформери итн. На слика 1 се прикажани специјални ефекти изработени во 3ds Max во филмот Spider-Мan 3. Слика 1-3ds Max е користен во филмот Spider-Мan 3 3ds Max исто така се користи во развојот на 3D компјутерската графика за многу видео игри. Најголемите компании за производство на игри го користат 3ds Max за креирање на детални карактери. Во табела 1 се претставени компании коишто го користеле 3ds Max за изработка на нивните најпознатите игри [5] [11]. 14
Табела 1 - Популарни игри изработени со примена на 3ds Max Компанија High Moon Studios NCsoft Shanda Interactive Entertainment Silicon Knights Epic Games Microsoft Game Studios Black Hole Entertainment Blizzard Entertainment Ubisoft Destineer EA Games Игри изработени со помош на 3ds Max Transformeers: War for Cybertron Transformers: Dark of the Moon Transformers: Fall of Cybertron Call of Duty: Advanced Warfare Blade & Soul Guild Wars Guild Wars 2 Wildstar Auto Assault City of Heroes The World of Legend Dragon Ball Online The Age Three Kingdoms Eternal darkness Sanity's Requiem Metal Gear Solid: The Twin Snakes Too Human X-Men: Destiny Gears of War Unreal Tournament Infinity Blade BulletStorm Age of Empires Forza Motorsport Halo Kinect Adventures Fable Armies of Exigo Might&Magic Heroes World of Warcraft StarCraft Diablo Assassin's Creed Batman CSI F1 Racing Championship Planet of the Apes Prince of Persia Resident Evil Star Wars Rise of Nations Age of Mythology FIFA, Battlefield F1 Harry Potter The Lord of The Rings Madden NFL Medal of Honor NBA 15
Компанија Bugbear Entertainment Shiny Enterainment ArenaNet Webzen Monolith Игри изработени со помош на 3ds Max The Sims Need for Speed Flatout Rally Trophy Ridge Racer Unbounded Enter the Matrix The Golden Compass Sacrifice Guild Wars Rappelz FlyFF Age of Wullin Terra Millitaris Fear Guardians of Middle-Earth Condemned Blood The Matrix Online Creed. На сликата 2 е прикажана примената на 3ds Max за изработка на играта Assassin s Слика 2-3ds Max е користен во играта Assassin s Creed Компаниите за архитектонски и инженерски дизајн го користат 3ds Max за развој на уметнички концепт и визуелизација. 3ds Max е поврзан со Autocad, односно можно е брзо 16
импортирање на Autocad датотеки во 3ds Max. Откако датотеката ќе се импортира во 3ds Max, работата на дизајнерот значително се олеснува со тоа што нацртаниот план може да се користи како референца па дури и може да се прилепува геометријата од елементите во Маx на линиите од Autocad. Откако ќе се измоделира целиот план, дизајнерот ги нанесува текстурите и ги подготвува подесувањата на рендерерот. Откако ќе заврши рендерирањето, се добиваат реалистични слики и затоа архитектонските дизајнери го користат токму 3ds Max за визуелизација на замислата на архитектите. На слика 3 е прикажана примената на 3ds Max во архитектурата. Слика 3 Примена на 3ds Max во архитектурата Компаниите за инженерски дизајн го користат 3ds Маx за визуeлизирање на делови на автомобили, дизајн на автомобили и најразлични превозни средства, како и за најразлични машини. Секоја замисла може да се визуелизира со примена на 3ds Маx. Се користи и за визуелизирање на ентериери, екстериери, планови за станови, ресторани, забави, играчки, мебел итн. 17
2.3 Историски развој на 3ds Max 2.3.1 Главни Активности што се случиле од 1988 до 2014 година Во 1998 год. после успехот на Аtari, Yost групата започнува врска со компанијата Autodesk. Апликацијата започнува да работи во четири модули: Shaper, Lofter, Editor и Material Editor, поради мемориското ограничување од 640 KB во DOS референца. Аutodesk се согласува да ја објави програмата 3D Studio заедно со Yost групата, и го отстрануваат лимитот од 640 KB меморија, овозможувајќи сите пет модули да работат заедно. Во 1990 год. Autodesk го објавува 3D Studio, првата достапна и интегрирана програма за 3D моделирање, анимација и рендерирање за персонален компјутер. Тогашното 3D Studio беше пуштено со многу функционалности, односно, способноста за цртање на клинести форми, внатрешни површини, примитивни геометриски форми и уредувањето на основни мрежести форми беше комбинирано со поставување на клучни кадри на ниво на објекти. Во 1992 год. Autodesk го пушта во продажба 3D studio R2. Претставен е IPAS интерфејс за 3d плагини за обработка на слики, процедурално моделирање, анимација и површини. Започнува планирање на нов објектно ориентиран производ (шифра Јагуар, она што ќе прерасне во 3D Studio MAX) што ќе извлече максимална корист од претстојниот Microsoft 32-битен оперативен систем и објектно ориентиранoто програмирање. Во 1993 год. Autodesk го пушта во продажба 3D Studio R3. Два нови видови на екстензија се додаваат за битмапирано процесирање и обработка на кадри и тогаш IPAS терминот е заменет со Plug-in. Во 1994 год. Autodesk го пушта во продажба 3D Студиото R4 кое е Plug-in издание и ги додава сите нови функционалности вклучувајќи и инверзна кинематика, брзина (засенчување), преглед и KeyScript (јазик за скриптирање). Ова е прво издание каде Autodesk обезбедува развојна помош, освен инсталација на почетната DXF поддршка. 18
Во 1995 год. Autodesk го најавува 3D Studio MAX за Windows NT платформа. Публиката за првпат виде интерактивно засенчани, текстурирани објекти, анимирани во реално време со музика. Од бројни компании беше најавена Plug-in подршка за 3D Studio MAX. Една од најглавните карактеристики воведени во новата верзија е опцијата за вракање наназад, дотогаш невидена функција во 3D пакетите. Исто така, скратено е времето потребно за анимирање и моделирање. Во 1996 год. Autodesk ја преименува својата Multimedia Division во Kinetix каде што 3D Studio MAX се наоѓа како водечки производ. Kinetix го пренесува 3d Studio MAX за Windows NT Во следната година Autodesk го објавува 3d Studio MAX R2, во кој се вградува MAXScript програмскиот јазик, а следната година 3D Studio MAX 2.5, кој вклучува напредни NURBS подршки и појавување на камера. Во 1999 год. Autodesk го воведува 3D Studio Max Р3. Неколку области на MAX беа произведени одново со цел да се овозможи полесно комуницирање помеѓу додатоците, а веќе во наредната година го воведува 3ds max R4, кој првично беше наречен "Magma". 3D Studio MAX беше преименуван во 3ds max. "Electronic Arts" ја креираа "Тhe Sims", со користење на 3ds Max и Maya, кoja стана најпродаванa компјутерска игра на сите времиња. Во 2002 год. Discreet го објавува 3ds max 5, кој е прво издание во целост направено од страна на Autodesk. Најголемото дополнување беше напредниот осветлувачки потсистем на Scanline Renderer, вклучувајќи глобален осветлувачки модул наречен light tracer, на Radiosity и фотометриски модул и поддршка за дневна светлина. Во 2003 год. Discreet го објавува 3ds max 6. Најзначајната нова функција е воведувањето на Mental ray Renderer во пакетот. Во 2004 год. објавена е World of Warcraft, најпопуларната видео игра на сите времиња запишана во гинисовата книга, за чија изработка Blizzard, креаторот на играта, користи 3ds max. Discreet го објавува 3DS Max 7. Оваа верзија вклучува нови алатки и нов модификатор за уредување на полигони, поддршка за нормално генерирање на мапи и рендерирање. 19
Во 2005 год. Autodesk го преименува Discreet во Autodesk Media & Entarnament. Autodesk го објавува 3DS Max 8. Во 2006 год. Autodesk го преименува софтверот во Autodesk 3ds Max" и го објавува Autodesk 3ds Max 9. Ова е првото објавување кое вклучува 32 и 64 битна верзија вградени заедно во софтверот. Во 2007 год. Autodesk го издава Autodesk 3ds Max 2008. Во 2008 год. Autodesk го објавува Autodesk 3ds Max 2009 кој е прилагоден за архитекти, дизајнери и специјалисти за визуелизација. Во наредната година го пушта во продажба Autodesk 3ds Max 2010 и Autodesk 3ds Max design 2010, нудејќи повеќе од 350 нови функции а воедно станува и првиот пакет за анимација во кој се интегрираат таканаречени ментални слики Mental mill технологија. Во 2010 год. Autodesk производите добиваат најголемо внимание на Оскарите со над 11 филмови во кои се имплентираат Autodesk решенија. Autodesk го пушта во продажба 3ds Max 2011, првата верзија која го подржува потполно Windows 7 оперативниот систем. Во 2011 год. Autodesk го пушта во продажба 3ds Max 2012. Во 2012 год. Autodesk го пушта во продажба 3ds Max 2013 со нови подобрувања во комуникацијата со AutoCAD, Adobe Photshop и After Effects, а во наредната година го објавува 3ds Max 2014 со значителни подобрувања на перформансите на гледиштето. Во 2014 год. Autodesk го објавува 3ds Max 2015 со подобрувања во делот на анимација како и воведување на опцијата Quad chamfer која нуди можност за заоблување на рабовите, а притоа да не остави триаголници [6]. 2.4 Објаснување на стандардниот viewport во 3ds Max Стандарниот viewport во 3ds Max нема значителна разлика во последните пет верзии така што, објаснувањето подолу е општо за последните пет верзии, односно за 3ds Max 2010, 2011, 2012, 2013 и 2014 година. Иако многу од компонентите во 3ds Max се типични за програмите во Windows, некои од нив се единствени и затоа солидното разбирање на компонентите е од суштинско значење за да се користи програмата ефикасно [15] [16] [17]. 20
На врвот од програмата се забележува типична Windows лента со мени и 3ds Max главна лента со алатки. Во зависност зададените подесувања, исто така може да се видат уште девет лебдечки или закачени ленти со алатки кои содржат дополнителни 3ds Max алатки. Под главната лента со алатки се наоѓаат графички алатки за моделирање. Во центарот се наоѓа областа на гледиштето која автоматски се покажува кога ќе се вклучи програмата во редослед поглед одозгора, од напред, од лево и перспективен поглед. Во долниот десен агол на екранот се наоѓаат алатките за навигација на гледиштето за прилагодување на погледите во актуелното гледиште. Исто така во долниот дел се вклучени и контролите за време, за создавање и пуштање на анимација, брза линија, статусна лента, како и MaxScript Mini за креирање на скрипти. Скриптите во 3ds Max се наменети да ја олеснат работата на корисниците, и со нив да можат на многу лесен начин да изградат комплексни 3D сцени. Предноста на скриптите е и тоа што секој корисник може да создаде односно да испрограмира сопствена скрипта која ќе ја прилагоди спрема своите потреби. Некои од најкористените скрипти се создадени од врвни програмери и често за нив треба да се плати многу скапо, но сето тоа е неспоредливо со тоа колку работа вршат скриптите. Секој 3D дизајнер ги користи скриптите и со тоа заштедува скапоцено време. Над MaxScript Mini се наоѓа делот во кој може да се промени гледиштето, односно наместо четири погледи можат да се наместат три, два или еден поглед на гледиштето. На десната страна на екранот се наоѓа панелот со команди, кои ги содржи речиси сите алатки кои се користат за креирање и уредување на објекти во 3ds Max. Опциите во мени лентата се организирани на ист начин како и повеќето windows апликации. Кликнувајќи на некоја од опциите се појавува команда и се очекува да се превземе некоја акција. Опцијата која е проследена со три периоди е наречена елипса и отвара дијалог кутија со цел да се овозможи да се направат промени во подесувањата поврзани со опцијата. Алатките кои во десниот долен агол имааат мала стрелка и покажуваат повеќе опции се нарекуваат каскадно мени, како што е прикажано на сликата 4. 21
Слика 4 - Типично каскадно мени Во зависност од корисничките подесувања и од инсталираната верзија на Windows OS и доколку е приклучена графичка табла на системот, каскадните менија може да се отвараат од лево или од десно. 2.4.1 Лента со алатки брз пристап Десно од апликациското копче се наоѓа лентата со алатки брз пристап, која е стандардна карактеристика за поновите верзии на 3ds Max. Како што покажува и името, лентата обезбедува брз пристап до корисни наредби како што се нова сцена, отворање датотека, зачувување датотека, поништување и повторување на операцијата во сцената, избирање на проект папка и алатка за промена на работната површина. 22
Со кликање на копчето за поништување на операцијата во сцената, може да се поништат последните дваесет активности, додека со кликање на копчето за повторување на операцијата се враќа последната поништена операција. Исто така, со кликнување на стрелката за паѓачко мени што се наоѓа веднаш до копчињата за поништување и повторување на операцијата во сцената, се отвора листа со последните дваесет активности и има можност да се избере точно која операција да се поништи или повтори. Лентата со алатки брз пристап може да се менува со кликнување на малата стрелка што покажува надолу која се наоѓа најдесно во лентата. 2.4.2 Лента со алатки информативен центар Во горниот десен агол од интерфејсот, веднаш до стандардните windows копчиња за минимизирање, максимизирање и затворање се наоѓа лентата со алатки информативен центар. Лентата со алатки информативен центар обезбедува: функција за пребарување на 3ds Max теми во онлајн датотеките за помош на веб-страната на Аutodesk, центар за комуникација во кој се добиваат известувања од надградбите на програмата како и други релевантни известувања, омилени панели во кои може да се зачуваат линкови од најчесто посетените веб-страни, како и страни и елементи од 3ds Max помош менито. 2.4.3 Главна лента со алатки Веднаш под мени-лентата е главната лента со алатки. Кога со стрелката ќе се застане на алатките во оваа лента тие нудат објаснување за тоа која е нивната намена. Првото множество со алатки е за линкување и селектирање на објекти и тоа две алатки за линкување, едната за линкување а другата за поништување на линкот. Оваа алатка овозможува поврзување на два објекти во кој движењето, зголемувањето и ротирањето се во зависност од командите кои се применуваат на друг објект. Третата алатка за линкување Bind to Space Warp може да се користи за да се спојат објекти и Space Warp едни со други. Селекцискиот филтер овозможува да се ограничи она што ќе биде селектирано со глувчето. Селекциските алатки пак овозможуваат да се селектираат објектите со кликање на нив или да се селектираат преку нивното име. Исто така, може да се употреби и методот 23
за селектирање објекти со користење на селекцискиот прозорец, кој овозможува да се направи селекција со користење на правоаголник, круг или некоја друга рамка околу објектите се со цел да се олесни начинот на кој се селектираат објектите. Ова множество алатки овозможува да се селектира, движи, ротира и да се зголемува и намали обемот на објектите. Исто така овде може да се одбере листата на референтниот координатен систем. Оваа алатка овозможува да се специфицира координатниот систем што се користи за трансформациии како што се движење, ротирање и скалирање на објектите. Референтниот координатен систем е прикажан на сликата 5. Слика 5 - Референтен координатен систем Може да се постави центарот од трансформациите со користење на опциите за пивот точка. Оваа алатка овозможува ротација или зголемување на обемот на еден или повеќе објекти околу нивниот колективен геометриски центар. Ако се трансформираат повеќе објекти, 3ds Max го пресметува средниот геометриски центар од сите објекти и го користи како центар за трансформации. Алатката за селектирање и манипулирање овозможува да се уредат параметрите на одредени објекти, изменувачи и контролери со влечење на таканаречените манипулатори во сцената. Копчето за промена овозможува манипулирање со одредени објекти, изменувачи и контролери со кликнување и влечење на видливи манипулатори во сцената. Во оваа група на алатки се наоѓаат алатките за лепење кои овозможуваат лепење на точки, рабови со други точки и рабови. Овие алатки значително ја олеснуваат работата кога сакаме да бидеме сигурни дека некоја точка ќе се залепи за друга или ќе биде во иста рамнина. Во алатките за лепење спаѓа и алатката која 24
овозможува лепење на степените за поточно ротирање на објектите. Исто така, тука спаѓаат и алатките за лепење на проценти и лепење на двигателот. Следната алатка во алатките за трансформирање е алатката која овозможува да се креира множество од селекција и да се именува, и со тоа се овозмоќува полесно повторно селектирање на истите објекти. Следната алатка е алатката - огледало која се користи за огледално копирање на некој објект во однос на x, y или z оската. Последната алатка од оваа група е алатката порамнување, која овозможува да се порамни еден објект во однос на друг во однос на која било оска. Следната група на алатки надесно на главната лента со алатки ги вклучува алатките за управување со слоеви, графит алатките за моделирање, прикажување и уредување на крива патека, алатките за шематски приказ, едитирање на материјалите и алатките за рендерирање. Оваа група на алатки е прикажана на слика 6. Слика 6 Алатки за управување со слоеви, графит алатки, уредување на крива патека, алатки за шематски приказ, едитирање на материјали и алатки за рендерирање. Управувањето со слоеви дава контрола над сите подесувања за слоеви во сцената и објектите содржани во тие слоеви. Оваа алатка има можност за криење и прикажување на одредена група објекти што значително го олеснува видикот во сцената. Слоевите може да се именуваат, подредуваат и да им се одреди боја за полесно да се препознаат. Управувањето со слоеви, особено во големи сцени каде што се изработуваат големи проекти наоѓа значителна примена, со тоа што со криење на одредена група на објекти се намалува искористената меморија од компјутерот, а со тоа се забрзува работата и нема забавување на сцената. Графит алатките за моделирање се комплетно множество на повеќе од сто алатки кои се користат за да се подобри создавањето и уредувањето на полигон објектите во 3ds Max. Графит алатките за моделирање се првите 3ds Max алатки достапни на индивидуализирана лента интерфејс. 25
Поглед на патека - едитирање на крива ги прикажува информациите во сцената како криви на график кој ја покажува позицијата, ротацијата и обемот на објектите во сцената со текот на времето. Алатките за шематски приказ обезбедуваат визуелен график и контрола, и прикажуваат како елементите во сцената се поврзани. Алатките за материјали даваат контрола врз изгледот на објектите и со нив може да се креираат и едитираат материјали и мапи. Со овие алатки може да се креираат бои, текстури, транспарентност и други својства на материјалите и потоа овие карактеристики да се нанесат на објектите во сцената. Материјалите креираат поголем реализам во сцената, тие опишуваат како еден објект рефлектира или пропушта светлина. Материјалите се податоци кои се пренесуваат на површината или лицето на објектот и тоа придонесува за изгледот на објектите кога се рендерираат. Својствата на материјалите работат заедно со својствата на светлината. Светлината и материјалите и нивната комбинација симулираат како објектите би изгледале во вистинскиот свет. Сликите кои се нанесуваат на објектите се нарекуваат мапи и тие придонесуваат за реализмот кој се гледа во материјалите. Следни алатки се алатките за рендерирање коишто овозможуваат да се отвори прозорецот за подесувања во кој можат да се наместат параметрите за рендерирање и алатката која овозможува да се отвори последната рендерирана рамка. Рендерирањето креира слики и анимации, прави сенки во сцената користејќи ги светлата што се наместени, материјалите што се употребени и подесувањата за околината како што се позадина и атмосфера. Рендерирањето е сложен процес, а за да се добие квалитетна слика во краток период, потребна е компјутерска конфигурација со високи перформанси. На слика 7 е прикажан уредникот на материјали. 26
Слика 7 - Уредник на материјали 2.4.4 Закотвени и лебдечки ленти со алатки Во дополнение на главната лента со алатки може да се видат неколку лебдечки ленти со алатки на врвот од екранот. Овие ленти со алатки можат да бидат скриени автоматски. Скриените ленти со алатки може да се отворат со десен клик на празен простор во главната лента со алатки при што ќе се појави менито со достапни ленти со алатки. На сликата 8 е прикажано мени со закотвени и лебдечки ленти со алатки. 27
Слика 8 - Мени со закотвени и лебдечки ленти со алатки Сите ленти со алатки лебдат низ екранот, но можат и да се закотват на која било страна или сите ленти да се скријат наеднаш за подобар пристап на објектите во сцената. Лентите можат да бидат зголемени со кликнувања и влечење на рабовите. За да се видат скриените ленти со алатки треба да се кликне на некоја од не проверените ленти. Слоевите помагаат во организацијата на објектите во сцената. На сликата 9 е прикажана лентата со алатки слоеви. Слика 9 - Лентата со алатки слоеви Лентата со алатки кратенки за рендер е место каде се наоѓаат алатки за зачувување и чување на наместените вредности за рендерирање. Оваа лента придонесува за намалување на времето за местење на подесувањата со тоа што може да се активирааат зачуваните подесувања. На сликата 10 е прикажана лентата со алатки кратенки за рендер. 28
Слика 10 Лента со алатки Кратенки за рендер Лепачите овозможуваат прецизност во сцената - користејќи ги нив пивотот на еден објект може лесно да се помести до пивотот на друг објект или било која друга карактеристична комбинација. Лентата со алатки ограничена оска овозможува движење на објектите во една оска во x, y или во z без разлика на тоа во која насока се движе глувчето. На сликатата 11 е прикажана лентата со алатки ограничена оска. Слика 11 Лента со алатки Ограничена оска Лентата со алатки дополнителни опции содржи алатки кои не се вклопуваат во други категории. Со копчето автоматска мрежа може да се вклучи креирање на мрежа во однос на површината на кој било објект во сцената. Со алатката мерење далечина може да се измери растојание меѓу два објекта. Исто така може да се креираат низа бројни, прецизно поставени клонови на објекти во матрици по патеката или во еднакви интервали. Лентата со алатки четка со однапред зададени вредности дава пристап до стандардните четки и до четка менаџерот каде што може да се менуваат и зачувуваат параметрите за четката. Оваа лента со алатки е избледната сѐ додека не се активира четката во делот за уредување на полигони. Лентата со алатки анимациски слоеви овозможува пристап до алатки кои ги контролираат анимациските параметри. Слоевите овозможуваат да се одреди кои анимациски својства се овозможени. 29
Со користењето на MassFX лентата со алатки може брзо да се креираат симулации кои вклучуваат својства како што се гравитацијата, триењето и ветерот. Распоредот на погледите во екранот е прикачен автоматски во долниот лев агол и овозможува стандарден поглед и можност за промена на погледите во зависнот од тоа колку погледи се потребни во сцената. Големите сцени многу брзо можат да станат комплицирани. Контејнерите помагаат да се организираат објектите во групи. Со освежување на линкот во контејнерите се координираат податоците и промените во проектот меѓу сите членови од тимот што работат на истиот проект. Со ограничување на пристапот до податоците може да се заштитат сценските датотеки на проектот. 2.4.5 Погледи Во центарот на прозорецот се сместени погледите. Најголемиот дел од работата со моделирање се извршува во овие погледи. Во празен документ погледите покажуваат мрежа која може да се користи како референца за ориентација и големина. На сликата 12 е прикажан типичен распоред на погледите во 3ds Max Слика 12 - Типичен распоред на погледите во 3ds Max 30
Ако се погледне во долниот лев агол на некој од погледите, се забележува дека оската укажува на ориентацијата на x, y или z. На сликата е прикажан поглед од врвот, напред, лево и перспектива. Овој редослед и погледите можат да се сменат во зависност од потребите. 2.4.6 Алатки за работа со погледите Во долниот дел на прозорецот се наоѓаат неколку опции, групирани во шест групи и тоа: статусна лента, брза линија, контрола на времето,лизгач на време, лента со патеката и алатки за навигација на гледиштето. Поголем дел од овие алатки влијаат на гледиштето. Алатките за навигација на гледиштето што се наоѓаат во долниот десен агол даваат контрола врз главниот графички приказ во центарот на прозорецот. Со овие алатки, може да се зумира и да се шета преку екранот како и да се смене гледната точка на моделот. Исто така, може да се сменат и погледите од повеќе погледи во еден поглед. Лево од алатките за навигација на гледиштето се наоѓаат алатките за контрола на времето. Овие алатки даваат контрола на функциите за анимација во 3ds Max. Тука може да се пушта анимацијата во сцената, како и да се намести нејзината должината. На левата страна од алатките за контрола на времето се наоѓа големо копче со симбол на клуч на него и две помали копчиња Auto Key и Set Key кои се користат за креирање анимациски клуч рамки. На сликата 13 се прикажани алатки за анимација и контрола на времето. Слика 13 - Алатки за анимација и контрола на времето Лево од алатките за анимација се наоѓа областа која ги прикажува x, y или z координатите на локацијата на курсорот. Исто така го покажува и аголот на ротација при 31
ротирање на објектите, како и процентите при зголемување на обемот на објектите. На сликата 14 е прикажана трансформација type-in. Слика 14 - Трансформација type-in 2.4.7 Панел со команди Панелот со команди се користи во поголемиот дел од работата во 3ds Max, кој е единствената влезна точка за повеќето од функциите на програмата. Тој ги нуди скоро сите алатки за креирање и уредување во 3ds Max. На врвот на панелот со команди се наоѓа множество од шест табови, секој од нив прикажан со икона како на сликата 15. Слика 15 - Панел со команди Од лево на десно, табовите се: Create (креира), Modify (променува), Hierarchy (хиерархија), Motion (движење), Display (прикажува) и Utilities (услуги). Ако со курсот се застане на табот ќе се прикаже името на табот. Следува краток преглед на тоа што нуди секој таб: Create (креира) - овозможува креирање на два или три димензионални објекти. Исто така, може да креира извори на светло, камери и помошни објекти што се користат за да се утврди далечина и односите меѓу објектите. Изворите на светло, камерите и помагачите се објекти кои не се појавуваат при рендерирање. Modify (променува) - овој таб дава контрола врз димензијата, обликот и параметрите на објектите. Големиот број на алатки овозможуваат многу лесно да се промене формата на објектите и без нив не може да се замисле моделирањето во 3ds Max. Најчесто користени променувачи се: TurboSmooth, Symmetry, Edit Poly, FFD, Noise и UVW Map. 32
Hierarchy (хиерархија) - нуди множество со алатки насочени пред сѐ на анимација. Опциите во овој таб дозволуваат да се изградат односи помеѓу објектите, да симулираат заедничко движење или да се ограничи движењето на еден објект во однос на друг. Исто така, нуди начин како да се контролира локацијата на пивот точката на објектот. Motion (движење) - овој таб дава контрола над анимацијата. Овде може да се контролираат движењата или да се променат параметрите на објектите со текот на времето, како и да се видат траекториите на објектите. Display (прикажува) - овозможува контролирање на видливоста на објектите во сцената. Може да има моменти кога се работи со голема сцена во која има премногу објекти и во тој случај може да се исклучи видливоста на одредениот вид на објект. Utilities (услуги) - овој таб обезбедува пристап до посебни карактеристики и плагини. Исто така овде може да се стартува MAXScript функцијата која овозможува создавање на скрипти[18] [19]. 33
3 Споредба на 3ds Max со другите софтверски пакети Кога е во прашање споредбата на 3ds Max со другите софтверски пакети, најчесто сите 3D артисти веднаш помислуваат на споредба помеѓу 3ds Max и Maya. Таа е една од најчестите теми за дискусии на форумите за 3D. Двете програми се одлични и со нив може да се визуелизира сечија замисла. За која програма артистите ќе се решат е прашање на индивидуално размислување и удобност при работа со програмите. И двата софтвери се произведени од компанијата Autodesk. Меѓутоа 3ds Max повеќе се користи во дизајн на архитектура, додека пак Maya повеќе се користи во филмската индустрија и анимација. За да се спореди 3ds Max со другите софтвери, во табелата 2 најпрво е направена една груба споредба на сите 3D програми, а потоа и подетална споредба на првите пет најприменувани софтвери во 3D индустријата [7]. Табела 2 - Споредба на 3D програми 3D програма производител платформи главна намена 3ds Max Autodesk Microsoft Windows моделирање анимација (видео игри) осветлување рендерирање 3DView Afanche3D AC3D AOI Blender Dmitry Trofimov Afanche Technologies, Inc Inivis Peter Eastman Blender Foundation Mac OS X Microsoft Windows Chrome OS Mac OS X Microsoft Windows Android IOS Linux Mac OS X Microsoft Windows Работи на сите ОС што подржуваат Java Virtual Machine Microsoft Windows Mac OS X Linux BSD Solaris визуализација споделување и контрола на квалитет визуелизација мерење и соработка моделирање анимација осветлување моделирање и рендерирање анимација осветлување моделирање рендерирање создавање на видео игри 34
3D програма производител платформи главна намена Blender AmigaOS 4 MorphOS Bryce Carrara Cheetah 3D Cinema 4D CityEngine Clara.io Cobalt Electric Image Animation System form-z / form-z Renderzone Plus Hexagon Houdini LightWave 3D DAZ 3D DAZ 3D Dr. Martin Wengenmayer MAXON Procedural Exocortex Ashlar - Vellum EIAS3D autodessys, Inc DAZ 3D Side Effects Software NewTek Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Mac OS X Mac OS X Microsoft Windows Amiga OS Mac OS X Microsoft Windows Linux Mozilla FireFox Google Chrome Microsoft Internet Explorer Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Linux Mac OS X Microsoft Windows Amiga OS KeyCreator 3D KUBOTEK Microsoft Windows визуелни 3D ефекти видео монтажа анимација земјено моделирање фрактална геометрија анимација и моделирање анимација и моделирање анимација осветлување моделирање визуелни 3D ефекти рендерирање симулација процедурално моделирање на 3D градови моделирање анимација и рендерирање моделирање CAD и анимација анимација осветлување рендерирање филм телевизија визуелни 3D ефекти анимација моделирање осветлување изработка рендерирање сценографија subdivision моделирање и UV мапирање анимација осветлување моделирање и визуелни 3D ефекти моделирање анимација осветлување рендерирање филм и телевизија механичко 3D моделирање анимација рендерирање 35
3D програма производител платформи главна намена Massive Maya Maya Massive Software Autodesk Microsoft Windows Linux Microsoft Windows Mac OS X Linux вештачка интелигенција на модели и креирање голем број на карактери моделирање анимација (видео) осветлување рендерирање визуелни 3D ефекти Metasequoia O. Mizno Microsoft Windows моделирање Microstation Bentley Systems Microsoft Windows 2D подготовка анимација моделирање рендерирање MODO MOI Mudbox POV-Ray Pro/Engineer Remo 3D Rhinoceros 3D Sculptris Shade 3D Silo SketchUp /SketchU p Pro Softimage The Foundry Triple Squid Software Design Autodesk The POV-Team Parametric Technology Corporation Remograph McNeel Pixologic Shade3D Nevercenter Trimble Navigation Autodesk Mac OS X Microsoft Windows Linux Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Linux Mac OS X Microsoft Windows Linux AmigaOS Microsoft Windows HP-UX Unix Microsoft Windows Linux Microsoft Windows Mac OS X in beta Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows Microsoft Windows Linux моделирање анимација рендерирање моделирање осветлување осветлување визуелни 3D ефекти моделирање моделирање виртуелна реалност real-time моделирање создавање на видео игри CAD моделирање и CAD текстурирање моделирање рендерирање анимација моделирање CAD моделирање анимација создавање на видео игри осветлување рендерирање визуелни 3D ефекти Solid Edge Siemens PLM Software Microsoft Windows моделирање 36
3D програма производител платформи главна намена solidthinking solidthinking Mac OS X Microsoft Windows моделирање SolidWorks Dassault systems Microsoft Windows CAD SpaceClaim SpaceClaim Corporation Microsoft Windows CAD Swift 3D Electric Rain Mac OS X моделирање Microsoft Windows анимација truespace Caligari Corporation Microsoft Windows моделирање AmigaOS анимација E-on Vue E-on Software анимација Mac OS X земјено моделирање Microsoft Windows осветлување Verto Studio 3D ZBrush Wings3d Michael L. Farrell Pixologic Dan Gudmundsson Mac OS X ios Mac OS X Microsoft Windows Mac OS X Microsoft Windows BSD Linux моделирање на мобилни телефони мапирање со текстури осветлување моделирање текстурирање осветлување рендерирање моделирање ув мапирање 3.1 Споредба на петте најприменувани 3D софтвери За да се споредат детално петте најкористени 3D програми направена е споредба во деловите: моделирање, текстури и материјали, функции за анимација, леснотија на користење и помош и поддршка [8]. 3.1.1 Моделирање а) Autodesk 3ds Max Моделирањето во 3ds Max примарно се темели на полигонално моделирање. Може да се создаде широк спектар на примитиви вклучувајќи коцки, цилиндри, конуси и 37
пирамиди за да послужат како основа за моделот. 3ds Max поддржува потподелба на површини кој што го прави моделот да изгледа поглатко. Како и останатите софтвери, и 3ds Max вклучува многу различни алатки за уредување и манипулација со моделите. Како една од најпозитивно коментирана алатка е Soft Selection која овозможува движење на една точка и притоа сите точки околу неа во одреден радиус внимателно да се придвиќуваат без несакани деформации на моделот. Моделирање со помош на вајарска четка е исто така алатка за моделирање во 3ds Max. Оваа алатка овозможува да се работи со моделот на ист начин како со глина. Како алтернатива на полигон и скулптинг методите може да се создадат и NURBS модели. Овој метод за моделирање со криви е особено корисен за создавање на мазни површини и за симулирање механички делови каде прецизноста е од суштинско значење. б) Autodesk Maya Maya, исто како и 3ds Max, ги поддржува истите начини за моделирање: полигонално, потподелба, NURBS и скулптинг [8]. Секој стил на моделирање доаѓа со добри и лоши страни. NURBS, на пример, користи Безијеови (Bezier) криви за да создаде мрежи кои се идеални за симулирање механички делови и мазни површини. Но за жал, тие се многу тешки за манипулација. Со поддршка на четирите стилови за моделирање Maya ја отвара вратата за експертско моделирање. Може да се избере методологија која најдобро одговара на потребите за создавање на индивидуална основа. Почетниците можат да започнат со полигонално моделирање со широк избор на примитиви кои можат да бидат зголемувани, намалувани и извлечени за да се добие саканиот облик. Откако ќе се добие основната форма и структурата на моделот, Soft Selection и вајарската четка даваат контрола врз критичните места на моделот. Овие алатки се само дел од многуте алатки за моделирање. Со новите алатки за монтирање на сцена кои ги има во новата верзија Maya 2014, со моделите може да се управува уште полесно. 38
в) Autodesk Softimage Една од најкористените алатки а вооедно и најомилена алатка на корисниците на Softimage е ICE. Тоа е акроним за интерактивна креативна средина (Interactive Creative Environment). Алатката овозможува глатки површини и лесно следење на работата за додавање на специјални ефекти на моделот. Со неа се работи со дијаграм стил кој дава полесна контрола врз комплицираните 3D ефекти и нивното влијание врз мрежата. ICE овозможува да се деформираат моделите, да се наместат коските за анимација како и да се создаваат ситни делови. Иако овие карактеристики се достапни во повеќето 3D софтверски пакети, ICE на Softimage го прави сето тоа без да бара скриптирање. Со ICE може да се изработуваат реалистични ефекти под притисок на зададен рок. GATOR им овозможува на корисниците брзо производство. Магијата зад GATOR е алгоритам што споредува два модели и ги приближува соодветните точки меѓу нив. Откако ќе ги направи пресметките може да пренесе и атрибути, текстури па дури и анимациски подесувања од еден модел до друг. Оваа алатка ги прави тешките задачи за текстурирање на модели со многу полигони. Оваа алатка прави и многу повеќе освен текстурирање. Таа, исто така може да ги пренесува текстурите на моделите со многу полигони и да ги анимира карактерите многу побрзо отколку да се прави сето тоа од почеток со секој модел. GATOR е една од многуте алатки кои го прават Softimage одличен за создавање и емитување телевизиски содржини. Алатката Lagoa е исто така предност на Softimage. Оваа алатка се занимава со симулириање на течности како и облаци и ветер. г) CINEMA 4D CINEMA 4D е издадена во четири верзии: Prime, Broadcast, Visualize and Studio [8]. Верзијата Prime е препорачлива за почетници. Функциите во оваа верзија се ограничени и поедноставни. Верзиите Broadcast и Visualize се понапредни и истите имаат зголемен избор на функции, вклучувајќи и индустриски специфични алатки. Broadcast вклучува повеќе алатки за анимација. Важно е да се напомене дека Broadcast не подржува CAD фајлови. Верзијата Studio ги вклучува сите функции на Prime, Broadcast и Visualize. 39
д) Houdini Како дополнение на различните стилови за моделирање Houdini [8] е добро познат за изградба на високо комплексни количини на гас како што се облаците. Видливите гасови традиционално бараат интензивни пресметки, бидејќи на огромна количина на честички потребно се многу податоци за прецизна изведба. Houdini алатките за изработка на облаци се многу подобри од останатите алатки на конкурентските компании, па затоа многу големи продукциски студиа го имаат вклучено Houdini само за изработка на облаци. 3.1.2 Текстури и материјали а) Autodesk 3ds Max Autodesk 3ds Max е способен за фотореалистично глобално осветлување. Ова се однесува на видот на осветлувањето кој обезбедува зголемени детали за делови од сликата кои се надвор од дофатот на директна светлина. За да се постигне ова, се користат поедноставни алгоритми кои симулираат светлина. Оваа операција ја прави програмата непрактична за рендерираните сцени со светло, како видео игрите, но е идеална за рендерирање на филмови и телевизиски реклами. 3ds Max е добро опремена за креирање видео игри со текстури со вештачко осветлување. Моделите може да се текстурираат преку традиционалното UV текстурирање и истакнати мапи. Омилената алатка за текстурирање на корисниците е помалку конвенционалната четка која овозможува сликање директно на моделот исто како во Photoshop. Оваа алатка е многу поволна особено за почетници во текстурирањето, затоа што изработката на текстурите може да биде многу комплицирана ако се прави надвор од апликацијата. Откако текстурата е готова може да се постават осветлување и сенки за да се нагласи текстурата. Оваа техника помага да се оптимизира брзината на игрите со намалување на потребата за пресметување на светлината и моделот ќе изгледа одлично без пресметки потребни за рендерирање на светлината. Овој софтвер, исто така може да симулира облека, кожа, коса и крзно. Овие материјали на карактерите им даваат реалистичен изглед. Апликацијата исто така содржи симулирање на честички кои 40
може да се користат за симулирање на облаци, експлозии и слични работи. Динамиката на цврстите тела дава способност 3ds Max да симулира тешки материјали како на пример камен. Исто така може да симулира уривање и кршење на овие цврсти материјали. б) Autodesk Maya Без оглед колку детален и сложен може да биде 3D моделот, илузијата би била некомплетна без реалистична текстура и боја, особено ако се планира да се употреби во реално видео. Maya нуди многу карактеристики кога се во прашање текстурите и материјалите, со што се добива чувство на маса и реализам на моделите. UV текстурирањето е добро познато како ефикасно средство за боење на моделот. Може да се креираат текстури надвор од Maya, или внатре во апликацијата со алатка за боење. Резултатот е слика што се завиткува околу моделот како кожа. Може да се додаде и мапа со испакнатини (bump map) којашто прави илузија на испакнатани со 2D слика. Сликата се состои од црни и бели точки а крајниот резултат е 3D ефект. Многу материјали за симулација што ги поседува Maya се исклучително привлечни. Нема друг софтвер што може да се споредува кога станува збор за симулирање на течности, облека, кожа, коса, крзно и мускули. Овие карактеристики се лесни за користење, а произведуваат многу реалистично однесување. Алатката за мускули која е една од најпозитивно коментираните алатки овозможува да се поврзе со скелет и да создаде згуснати мускули кои му даваат на карактерот органски изглед и чувство. Иако некои од конкурентните софтвери обезедуваат слични функции, тие не се целосни како во Maya. Исто така, поддржува честички, динамика на цврсти и меки тела. Овој софтвер има и одлични опции за осветлување. Ако се работи на проекти кои бараат рендерирање во реално време, тогаш може да се користи карактеристиката за осветлување Baked на Maya. Оваа карактеристика овозможува да се создаде вештачки извор на светлина што гори во текстурата и станува дел од неа. Оваа техника, исто така овозможува добро осветлени модели кои може да се направат без многу светлински пресметки. Овој софтвер поддржува и глобално осветлување, кое создава реалистични слики меѓутоа со побавно рендерирање. 41
в) Autodesk Softimage За разлика од другите Autodesk производи, Softimage има предност на mental ray софтверот за рендерирање. Овој софтвер е познат како глобално осветлување и е добро познат за производство на фотореалистични светлосни услови. Mental ray врши пресметки кои симулираат реални зраци на светлина кои се одбиваат наоколу во реална средина произведувајќи светлина иста онаква како што изгледа во реалниот живот. Благодарение на mental ray, овој 3D софтвер е способен за прикажување на реалистични слики. г) CINEMA 4D CINEMA 4D доаѓа со одлична поддршка за текстури и материјали и може да се пофали со поголема брзина на рендерирање. Програмата е добро интегрирана со Photoshop и други графички програми, со што дизајнерите заштедуваат време кое е навистина потребно при изработка на проекти. д) Houdini Houdini доаѓа со моќна машина за рендерирање позната како Mantra. Способен е за фотореалистични интерпретации и поддржува следење на зраци, суштинска каректеристика за глобалното осветлување(gi). GI алгоритмот на Mantra поддржува амбиентна оклузија за поголемиот дел од реалистичните слики. Овие видови на рендери бараат многу пресметка на време, па заради тоа не треба да се очекува дека Houdini ќе ги завршуви рендерите брзо. 3.1.3 Функции за анимација а) Autodesk 3ds Max 42
Со Autodesk 3ds Max може да се креираат скелети внатре во моделите и со помош на овие скелети моделот може да се движи, тоа значи дека тој е спремен за анимирање. Исто така може да се користи и позата блендер со цел да се забрза процесот на анимација. Позата блендер овозможува движење од позиција во позиција со користење на лизгач и може да се постави како контрола над изразите на лицето или основните движења на рацете и нозете. Може да се креираат и анимациски секвенци во 3ds Max преку скрипти. Како и кај другите водечки 3D софтвери, така и со 3ds Max може да се креираат анимациски секвенци за подобра контрола на секоја сцена. Исто така може да се употребат motion-capture податоци на карактерите за повеќе вистински движења. Може да се додава и аудио за подобрување на кореографијата на анимациските секвенци. Една од најголемите предности на 3ds Max е способноста да ги прошири карактеристиките преку превземање на плагини и модификации напишани во програмскиот јазик Python или MAXScript (вграден програмски јазик со 3ds Маx). Овие додатоци драстично можат да ја подобрат работата и времето за создавање на модел. б) Autodesk Maya Местењето на коските (rigging) е комплексен процес на додавање скелет на моделот. Овој софтвер поддржува инверзна и напредна кинематика и овозможува лесно префрлување помеѓу двете кинематики. Со двата типа на контрола на скелет може да се создадат реални движења во анимацијата. Мaya исто така овозможува скелетот да се подеси во неколку различни позиции и со користење на лизгачот да се менува помеѓу нив. Ова е особено идеално за анимирање изрази на лицето. Таа поддржува и скриптирана анимација, клуч-рамка анимација и процедурална анимација. Може да анимира во посебни слоеви, а исто така на анимацијата може да се додава и аудио. Овој 3D софтвер е многу моќен во изработката на анимација а за тоа потврдуваат и многу бројните функции кои ја олеснуваат изработката на местењето на коските и анимацијата. в) Autodesk Softimage 43
XSI Face Robot е моќна алатка за анимација на лицето која обезбедува флексибилност дури и во подоцнежните фази на производство. Може да се намстета коските на лицето на карактерот и да покаже изрази во веѓите, клепките, носот, устата и скоро сѐ останато. Алатката е високо приспособлива и со неа може да се монтираат различни лица на различни начини во зависност од потребите на секој лик. Корисниците особено ја сакаат алатката за автоматска усна синхронизација бидејќи таа има неверојатна способност да анимира усни од аудио датотеки па дури и група од текстови. Алатката е погодна за анимирање на дијалози. Исто така може да се користат и Motion capture податоци како и создавање на реални движења за моделите. CrowdFX е погодна алатка за симулација на толпа луѓе. г) CINEMA 4D Најголемата слабост на Cinema 4D е токму во анимацијата. Програмата доаѓа со модул наречен Mocca, кој е одговорен за анимација и симулација на фабрички материјали. Иако оваа програма е послаба во однос на конкуренските, не значи дека не може да се изработуваат професионални анимации. Има некои алатки што вредат да се разгледат како што се VAMP, динамика на фабрички материјали, динамика на коса, мотори и извори. д) Houdini При анимации, Houdini има многу помалку алатки од многу конкурентски 3D софтверски пакети. Поддржува скриптирана, процедурална и клуч-рамка анимација со слоеви. 3.1.4 Лесно користење а) Autodesk 3ds Max 44
Autodesk 3ds Max е дизајниран да управува со големи проекти кои често бараат компатибилност со многу други типови на софтвери, што е дел од причината зошто 3ds Max е одлична програма за развивање на игри. Можностите на 3ds Max се подобрија со интеграцијата на Microsoft DirectX 11. Тој е софтвер кој овозможува брзо создавање и уредување високо квалитетни средства. Друга корисна алатка која ја прави работата полесна е 2D вртење и зумирање (pan and zoom). Оваа алатка овозможува да се прави вртење и зумирање како да е 2D слика без да влијае врз вистинската позиција на камерата. 3ds Max доаѓа со кориснички интерфејс што може да се подеси целосно и овозможува приспособување на работната површина по потребите и да се подобри продуктивноста. б) Autodesk Maya Иако Маya е поновa 3D апликација таа стана една од најкористените благодарение на единствената стратегија за дизајн. Обезбедува високо ниво на приспособување на корисничкиот интерфејс. Постојат многу алатки кои ја подобруваат работната површина и го прават креативниот процес полесен за работа. Една од овие алатки е Greace Pencil алатката, која овозможува маркирање директно во 3D сцената за оставање на забелешки. Алатката File Path Editor сама ги лоцира патеките на скршените датотеки. Учењето во Maya е тешко поради огромниот број на функции што треба да се научат, но Maya го прави тоа на што е можно полесен начин. Креирањето на сопствен работен простор може да се направи на многу лесен начин во Maya, со опциите за прелистување на јазичиња. Мaya поддржува програмирање во Python во тандем со вградениот јазик на Мaya (MEL- Maya Embedded Language). Со овие јазици, ако нешто не може да направи програмата, можно е да се направи сопствена скрипта која ќе ја подобри работата. в) Autodesk Softimage За да се совлада оваа програма е потребно многу време. Иако алатката како на пример ICE, навистина ја подобрува работната површина за искусни корисници, нејзините функции може да не бидат видливи за почетници. Програмата има многу функции со кои 45
им помога на корисниците да се насочат кон рендерирање. Една таква функција е Camera Sequencer која овозможува да се одржи контролата на сцената и лесно да се преминува помеѓу повеќе програми. Softimage исто така користи Autodeks FBX формат и овозможува беспрекорно разменување на податоци со 3ds Max, Maya и MotionBuilder. Оваа програма е одлична можност за артистите кои користат софтвер од Autodesk. г) CINEMA 4D Корисничкиот интерфејс на Cinema 4D е лесен за користење, бидејќи алатките се лесно достапни, ги нема во голем број, и може да се разделат менијата за приспособување на работен простор. Point и click expression интерфејсот е уште една добра страна што го прави лесен за користење. Тоа ја намалува потребата на скриптирање со што се олеснува брзината на учење. Работата со овој софтвер е релативно лесна и природна од моментот кога ќе се отвори програмата. д) Houdini Houdini е процедурална програма која работи со јазли, со што софтверот го прави полесен и попрецизен за моделирање, текстурирање и анимација. Јазлите овозможуваат да се изгради графикон за контрола на податоците кога се користат специјални карактеристики и ефекти на моделот. Лесно може да се види како секој јазол се однесува со друг и кој е резултатот на моделот. Јазлите исто така овозможуваат да се интегрираат и да се применат плагини кои се напишани или спуштени од интернет. Овој интерфејс базиран на јазли го прави Houdini да може лесно да се проширува и да се приспособува. Ако со Houdini не може да направи некоја задача, тогаш таа може да се направи со помош на интерфејсот базиран на јазли кој овозможува полесно да се интегрираат сопствените плагини. Оваа флексибилност е една од причините што Houdini е многу популарен кај филмските студиа што имаат сопствен софтвер. 46
3.1.5 Помош и подршка а) Autodesk 3ds Max Учењето на 3ds Max е исклучително напорно и може да биде застрашувачко и фрустрирачко тешко искушение. Ако е потребна дополнителна поддршка, може да се побара помош од онлајн групи за дискусија или да се исконтактира компанијата Autodesk преку електронска пошта. б) Autodesk Maya Autodesk Maya обезбедува онлајн упатства и група за дискусија за да им помогне на корисниците да ги научат на друг начин застрашувачките карактеристики на Маya. Тие обезбедуваат и електронска адреса за техничка поддршка. Овие отворени линии на комуникација се од суштинско значење од кои може да се дознаат на многу трикови. в) Autodesk Softimage Autodesk Softimage обезбедува онлајн упатства за да им помогне на новите корисници да се запознаат со софтверот. Исто како 3ds Max и Maya и Softimage нуди техничка поддршка од Autodesk преку електронска пошта или групна дискусија. г) CINEMA 4D Да се има помош и поддршка од самата програма е од суштинско значење. Иако Cinema 4D е полесен да се научи од нејзините конкуренти, таа сепак не е толку лесна. 47
Техничка поддршка преку електронска пошта и библиотека од туторијали се достапни онлајн. д) Houdini Houdini има добра онлајн поддршка. Може да се контактира преку електронска пошта во случај на технички проблем. 3.1.6 Заклучок за споредбата на петте најприменувани софтвери за 3D графика а) Autodesk 3ds Max 3ds Max е една од најдобрите опции доколку има потреба од софтвер за 3D анимација. Ако се работи на видео игри, дизајн на архитектура или филмови, овој софтвер би бил идеален за тоа. Во редок случај каде има недостаток во функционалноста, секогаш може се додадат плагини за да се прошират способностите. б) Autodesk Maya Maya има повеќе функции за моделирање, мапирање и анимирање од било кој друг 3D анимациски софтвер. Таа е супериорна во создавање на филмски ефекти, а работи и одлично во создавање на игри. Единствениот недостаток е напорниот, бавниот и фрустрирачки процес на учење. в) Autodesk Softimage Softimage е одличен за професионална употреба во телевизија, кино и развој на игри. Содржи единствени карактеристики и алатки и е достапен додаток на кое било студио за анимации. 48
г) CINEMA 4D Овој софтвер е одличен за искусни дизајнери-артисти, но и е особено привлечен за оние кои се сосема нови во светот на моделирање. Се препорачува за графички дизајнери и други професионалци на кои им треба нешто моќно, но сепак пристапно. д) Houdini Houdini е погоден за моделирање, рендерирање и анимации. Неговиот интерфејс базиран на јазли го прават многу добар во интегрирање на плагини. Оваа разновидност помогна да стане популарен софтверски пакет. 49
4 Изработка на 3D модел со 3ds Max За да биде опишан начинот како се создава една 3D сцена како пример, во продолжение е опишана изработката на 3D модел автомобил Mercedes S class coupe 2014. Изработката на автомобил во 3ds Max е сложен процес во кој е неопходно да се имаат барем основни познавања од областа на полигоналното моделирање. Токму полигоналното моделирање е темел на изработка на автомобилот. Полигоналното моделирање е техника за моделирање објекти, каде површината на објектите се состои од полигони. Основата на полигоналното моделирање е теме или точка во тридимензионален простор. Две точки поврзани со права линија прават раб. Три точки поврзани меѓусебно со три раба создаваат триаголник кој претставува наједноставниот полигон. Полигоните кошто се состојат од четири раба и триаголниците се најчесто користените форми во полигоналното моделирање. Полигони создадени од пет или повеќе рабови како и група од повеќе триаголници препорачливо е да се избегуваат затоа што се создава неправилна геометрија која што резултира со немазна површина. Група од полигони поврзани едни со други со заеднички точки се нарекува елемент. Секој полигон има две лица кои укажуваат во спротивни насоки една од друга. Предната страна од полигонот е таа што се рендерира, додека задната може да се направи видлива или невидлива во зависност од желбата на артистот. За да се создадат полигини, 3ds Max како почетна форма има на располагање десетици видови форми како што се коцка, сфера, рамнина, цилиндар, пирамиди итн. Со конвертирање на овие форми во полигони и потоа со поместување на точки, со додавање или делење на полигони, како и користење на некои модификатори може да се создадат произволни објекти. Во продолжение е објаснат процесот за изработка на автомобилот чекор по чекор, како и објаснување на модификаторите кои што се користат. Прв чекор - За изработка на сложени 3D модели како што е автомобил, карактер или куќа неопходно е да се има план односно да се има технички цртежи од најмалку два 50
погледи. Исто така многу е важно овие цртежи да бидат точно, професионално нацртани и да бидат во ист размер од сите погледи. Тие се темел за изработка на точен 3D модел. Доколку плановите се неточно нацртани нема да се совпадне позицијата на геометријата гледана од различни страни. За да се постават цртежите во 3ds Max најпрво треба да се подесе големината на сцената, во случајов се работи со главна единица метри. Потоа се црта една обична рамнина од преден поглед и на неа се нанесува стандарден материјал којшто ја содржи сликата од техничкиот цртеж гледан исто така од преден поглед. Откако материјалот ќе се постави на рамнината, се гледа сликата и притоа таа е во погрешен размер спрема рамнината. За да одговара сликата со рамнината, мора да се нанесе модификаторот UVW Map и потоа со алатката Bitmat Fit повторно да се одбере истата слика. Понатаму, се црта коцка со димензии еднаква на широчината на автомобилот и рамнината со техничкиот цртеж се зголемува или намалува да одговара со коцката. Во тој случај сигурно е дека ќе се работи со точни природни димензии. Постапката се повторува за погледи од горе, лево и назад. Откако се наместени сите рамнини во менито Object Properties се одбира Backface Cull за задната страна на рамнините а и на моделот подоцна да биде невидлив. Оваа алатка значително ја подобрува прегледноста во сцената и нема да сметаат непотребните полигони гледани од одреден поглед. На слика 16 се прикажани подесените референци. 51
Слика 16 - Подесени референци за автомобилот Втор чекор - Со поглед од лево се црта цилиндар со димензии кои одговараат на лакот над тркалото. Цилиндарот се претвора во полигони за да може да се уредува. Се бришат задните и средните полигони за да остане само предниот полигон. Се селектира полигонот и со алатката Insert од менито Editable Poly се создаваат повеќе полигони во внатрешниот дел за да можат да се избришат и да останат само оние полигони што одговараат со лакот на автомобилот. Добиениот лак се копира со движење на глувчето и притискање на копчето Shift од тастатурата. Притоа 3ds Max прашува дали ископираниот објект да биде копија што ќе биде независна од постоечката или да биде инстанца. Во овој случај се копира независна копија и се мести на позиција што одговара на задниот лак. Трет чекор - Со алатката Attach од менито Editable Poly двата лака се прават еден ист елемент. Со поглед од лево се селектираат рабовите од левиот и десниот лак кои што гледаат едни наспроти други и со алатката Bridge од менито Editable Poly се спојуваат рабовите и се додаваат неколку полигони. Страничниот дел од автомобилот има испакнатини и вдлабнатиини кои се прават така што се додава раб кој што поминува точно како и испакнатината. Со селектирање и придвижување на точките коишто ги создава работ 52
од сите погледи се добива форма која наликува на испакнатина од автомoбилот меѓутоа формата не е мазна како што би требало да биде една форма од автомобил. За да стане формата глатка, треба да се додадат многу полигони кои доколку би се додавале рачно со спојување на рабови процесот може да потрае многу долго. Токму модификаторот TurboSmooth го прави тоа. Тој додава полигони на геометријата за да стане глатка и нуди можност за избирање на колку полигони ќе додаде. Доколку сакаме испакнатината да не е глатка, мора да се додаде најмалку по еден раб од двете страни на работ што ја следи испакнатината. Колку поблиску се додадените рабови до работ што ја следи испакнатината, толку по нагласена и остра ќе биде испакнатината кога ќе се уклучи модификаторот TurboSmooth. Исто така, треба да се додаде раб што ја следи рамката од вратата. Тој раб помога вратата да стане посебен елемент во понатамошната работа. На слика 17 се прикажани почетните полигони на автомобилот. Слика 17 - Почетни полигони на автомобилот Четврт чекор - Се селектираат последните рабови кои се најблиску до прозорецот на автомобилот, се држи копчето Shift и со движење на пивотот се додават нови полигони. Новите полигони се поместуваат од сите погледи за да одговаарат со цртежите од позадина. Се селектираат точките од новите полигони и се поместуваат за да ја следат рамката од 53
прозорецот, односно школката на автомобилот. Школката од автомобилот е една геометрија, додека сите други елементи како прозорците, гумите итн. се моделираат како посебна геометрија. Петти чекор - Се создава полигон кој одговара со почетниот дел од столбот што го поврзува врвот и хаубата од автомобилот. Со држење на копчето Shift и со движење на пивотот во насока што го следи столбот се додаваат полигони сѐ додека последниот полигон не се пресретне со полигонот од задната страна на автомобилот. Новосоздадените полигони се помрднуваат за да одговараат од сите погледи. Потоа се селектираат двата раба што одговаарат за да се поврзат и со алатката Bridge се создава полигон кој ќе ги поврзе двата раба. Шести чекор - Се селектираат рабовите што одговараат со покривот од автомобилот и се додаваат нови сѐ додека не стигнат точно до средина на автомобилот. Причината што се додаваат само до средина на автомобилот е затоа што 3ds Max го нуди модификаторот Symmetry кој овозможува копирање на објекти како истанца со пивот. Копијата се прави таму каде што е поставен пивотот. Автомобилот е симетричен објект однадвор, а единствена разлика има во отворот за полнење гориво што е лоциран на десната страна од автомобилот. Но, отворот може лесно да се отстрани на тој начин што кога школката е завршена врз модификаторот Symmetry се додава модификаторот Edit poly и се бришат полигоните кои го прават отворот од бензин, и потоа се додадаваат нови полигони што ја следат формата на автомобилот, а не отворот за бензин. Седми чекор - Со истата техника на влечење и создавање нови полигони се формира и предниот дел само до линијата која што ги дели хаубата и школката на автомобилот. Исто така, се создаваат полигони што го означуваат отворот за предните светла. Притоа се внимава новосоздадените полигони да одговараат од сите соодветни погледи. Осми чекор - Се селектираат рабовите што ја следаат линијата што ја дели хаубата од школката и се создаваат нови полигони кои ја следаат формата на хаубата од сите погледи. Во делот кај хаубата има испакнатини кои се прават на истиот начин како и испакнатините од страната кај вратата на автомобилот. На сликата 18 се прикажани оделени елементи на автомобилот. 54
Слика 18 - Оделни елементи на автомобилот Деветти чекор - Откако се завршува со формирање на предниот дел на автомобилот, со истите техники се формира и задниот дел од автомобилот. Исто како кај предниот дел, така и кај задниот се следи формата на отворот на светлата како и испакнатините и вдлабнатините. На задниот дел има вдлабнатина која се наоѓа веднаш до задниот лак и на место на кое што не може да се додаде раб, а да не заврши некаде. Затоа тука се употребува алатката Cut која овозможува да се додаваат рабови рачно со кликнување на левото копче од глувчето. Секое кликнување се претвора во точки со кои може да се обликува отворот. Откако ќе се создадат полигони што соодветствуваат со отворот, се селектираат и со алатката Extrude се извлекуваат полигоните навнатре. Десетти чекор - Со придвижување на точките што се најблиску до отворот и со додавање на нови рабови, а со тоа и точки, се создаваат полигони кои го следат отворот за полнење бензин. Со алатката Insert се создаваат дополнителни полигони во внатрешноста и тие полигони се екструдираат навнатре со Extrude. Постапката се повторува но овој пат полигоните се извлекуваат нанадвор. Откако ќе се пушти модификаторот TurboSmooth, се формира една глатка вдлабнатина која го оцртува отворот за полнење гориво. 55
Единаесетти чекор - Откако школката на автомобилот е создадена целосно пред да се употреби модификаторот Symmetry потребно е да се направат посебни елементи на школката кои ќе останат дел од истиот објект. Тоа се прави кога се селектираат сите полигони, како на пример на вратата, и со алатката Detach тие се одделуваат како посебен елемент. За да стане истиот елемент дел од објектот, потребно е да се закачи на објектот со алатката Attach. Дванаесетти чекор - Се моделираат задните објекти кои се посебна геометрија од школката на автомобилот. Некои од елементите, како што се: задното светло, рачката од вратата итн. не можат да се измоделираат доколку нема референца односно слика од која точно може да се види геометријата. Колку подобра референца се најде, толку поточно ќе биде измоделиран објектот. Секој објект во реалноста има некоја дебелина што не е случај со овој модел на автомобил затоа што досега се работеше со рамнина а таа нема дебелина. За да им се зададе дебелина на објектите во сцената, се користи модификаторот Shell, и со негова помош се нанесува потребната дебелина. За малите делови од автомобилот како што се светилките нема потреба од премногу детално моделирање затоа што на крајниот продукт, на 2D сликата тие тешко се забележуваат, а имаат и рефлективни материјали. Со слични техники се моделираат останатите делови од задниот дел на автомобилот, исклучувајќи го логото на Мерцедес. За него е потребна референца од прав агол за тоа точно да се измоделира. Откако референцата во 3ds Max е поставена, се следи формата почнувајќи од цилиндар за надворешниот лак и со коцка за внатрешната геометрија. Рабовите кои се наоѓаат на врвот се спојуваат едни со други и со алатката Weld, двојните точки кои се поклопуваат се спојуваат во единечни. Со спојувањето се добива острина на објектот, откако ќе се нанесе модификаторот TurboSmooth. На сликата 19 е прикажано креирањето на посебни елементи во задниот дел на автомобилот. 56
Слика 19 - Креирање на посебни елементи во задниот дел на автомобилот. Тринаесетти чекор - Постапката за задното светло се повторува и на предното, со тоа што внатрешните светилки се поголеми и тие се забележуваат на 2D сликата и треба подетално да се измоделираат со истата техника, само со повеќе обликување на полигоните. Откако ќе се измоделираат светлата, се креира рамнина со големина на решетките и се додаваат рабови кои приближно ќе го исполнат бројот на делови од решетката. Потоа се селектираат сите рабови се претвараат во кружна форма, и се ротираат новосоздадените решетки во соодветниот правец. Затоа што линиите се создадени од рамнина тие се прави, но во овој случај потребно е тие да се под соодветен агол за да можат да ја следат формата на автомобилот. Најбрз начин решетките да се искриват под агол е со модификаторот FFD 4x4x4, кој создава по 4 точки од секоја страна и со помош на тие точки лесно може да се постигне саканиот резултат. Точките се поместуваат во насока во која сакаме геометријата да се искриви. На ист начин се моделира и другата решетка кај предното лого на Мерцедес, со тоа што на оваа решетка се додаваат плус форми кои се позиционирани на местото каде се спојуваат двете линии. 57
Четиринаесетти чекор - Со истите техники, се создаваат и другите делови како што се ретровизорот, рачката, прозорците итн. при што е потребно да се обезбедат добри референци за што подобро да се обликува геометријата. Исто така, потребно е да се додаде дебелина на школката од автомобилот со модификаторот Shell. Држачите на прозорците се моделираат со помош на Безијеови линии. Безијеовите линии се користат за креирање на глатки линии кои со помош на точки можат да ја уредат линијата. Откако ќе се направи формата на држачот, линијата се претвора во правоаголна форма а потоа со модификаторот Edit Poly формата се претвора во полигони. Се додаваат рабови од страните за да се направи глатка форма со модификаторот TurboSmooth. Петнаесетти чекор - Следно е моделирањето на бандажите и пневматиците, кои се моделираат со истите техники. Меѓутоа за нив треба да се употребат многу полигони за да се добијат саканите детали. За бандажот се користи модификаторот Symmetry два пати, со првиот се прави едната половина а потоа таа половина се копира затоа што целиот бандаж е симетричен. Единствено има десетици вдлабнатини кои не можат да се направат со Symmetry. За нив се креираат сфери и се закачуваат за да бидат еден објект, се позиционираат на место каде што ќе го сечат бандажот и потоа со алатката ProBoolean од менито Compound Objects се одбираат сферите и со тоа се создава вдлабнатина во формата на сферите. Пневматиците и бандажите имаат премногу геометрија и затоа препорачливо е да се скријат во слоеви за да не почне програмата да забавува во работата. Исто така и други делови кои не се потребни во сцената, а би можеле да се употребат во понатамошната работа, можат да се организират во слоеви. Со тоа се олеснува работата и гледиштето станува попрегледно. На сликата 20 е прикажано моделирањето на пневматик и бандажот на автомобилот. 58
Слика 20 - Моделирање на гумата и бандажот на автомобилот. Шеснаесетти чекор Кога моделирањето на надворешните делови од автомобилот е целосно завршено, се почнува со моделирање на ентериерот. Ентериерот од автомобилот е составен од многу објекти и детали кои се моделираат како посебни елементи. Внатрешниот дел е изработен со истите техники како и надворешниот дел но со некоја дополнителна техника. Во ентериерот на автомобилот има многу копчиња кои треба да се измоделираат. На секое копче има знаци за тоа што служи копчето, за кои доколку има текстура од тој знак копчињата може да се измоделираат многу побрзо. Меѓутоа скоро невозможно е да се пронајдат текстури кои што може да се нанесат на формите, затоа секоја форма на знакот се моделира рачно со погоре наведените техники. Копчињата на коишто се наоѓа текст, се моделираат така што од менито Shapes се одбира алатката Text и се селектира опцијата AutoGrid за текстот да се направи директно врз копчето. Откако ќе се напише соодветниот текст се додава модификаторот Extrude кој овозможува текстот да биде извлечен. Исто така во внатрешниот дел каде што има материјал кожа се наоѓаат конци. Се креира еден мал цилиндер со неколку полигони кој претставува еден конец, а останатите се копираат со алатката Spacing Tool. Алатката работи на тој начин што мора да и се покаже патека по која ќе се копира објектот. Патеката мора да биде линија која ќе го следи местото 59
каде што сакаме да се ископира објектот. Објектите се копираат како копија а не како инстанца со цел да може конците да се едитираат. Голем недостаток на Spacing Tool е тоа што објектите ги копира во еден ист правец односно објектот не се ротира кон линијата туку тој ја задржува почетната позиција. Затоа групата конци што треба да бидат ротирани во ист правец се ротираат со алатката Rotate, притоа се одбира ротацијата да се извршува околу секоја оска поединечно со функцијата Use Pivot Point Center. Седиштето може да се рече дека е најкомплицираниот објект во ентериерот и за него треба многу геометрија за да се добие саканата форма. Тука се наоѓаат и вдлабнатини кои се моделираат како посебна геометрија во која се селектираат рабовите кои треба да бидат вдлабнати и со алатката Extrude за рабови, селектираните рабови се извлекуваат навнатре и се создаваат два раба од двете страни, со цел да ја направат вдлабнатината остра, кога ќе биде пуштен модификаторот TurboSmooth. На сликата 21 е прикажан ентериерот на автомобилот без материјали. Слика 21 - Слика без материјали на ентериерот 4.1 Нанесување материјали и текстури на автомобилот 60
Материјалите опишуваат како еден објект рефлектира или пренесува светлина. Тие се податоци коишто се нанесуваат на површината на еден објект и се појавуваат на одреден начин кога сцената ќе се изрендерира. Материјалите можат да влијаат на објектот со бојата, рефлексијата, транспарентноста итн. Едиторот за материјал во 3ds Max е прозорец кој може да се користи за создавање и нанесување на материјали. Стандардниот материјал во 3ds Max содржи податоци за дифузија, рефлексија и прекршување. Исто така, стандардниот материјал ги содржи следните податоци каде што можат да се импортираат мапи односно текстури: - Ambient Color - е бојата на еден објект. Оваа боја е онаа што објектот ја одбива кога е осветлен со амбиентална светлина,а не директна; - Diffuse Color - е бојата која рефлектира еден објект кој е осветлен со директна дневна светлина или вештачка светлина што го прави објектот лесно видлив; - Specular Color - е бојата којашто се истакнува на сјајна површина; - Specular Level - се користи за да се одреди нивото на рефлексија на одреден објект; - Glossiness - може да се користат мапи за да се контролира каде да се нагласува рефлексијата; - Self-Illumination - создава илузија на вжареност со замена на која било сенка на површината со дифузна боја; - Opacity - контролира дали материјалот е транспарентен, нетранспарентен или делумно проѕирен; - Filter Color - е бојата која се пренесува преку транспарентни или полутранспарентни материјали, како што е стаклото; - Bump - мапата прави илузија дека еден објект е нерамен или има неправилна површина; - Reflection - може да користи мапи за да ја контролира рефлексивноста на површината на објектот; - Refraction - може да користи мапи за контрола на рефракцијата на објектот; - Displacement - ја дислоцира геометријата на површината. Со комбинација на овие мапи можат да се создадат многу различни материјали. 61
За финални рендери на автомобилот се користи 3ds Max плагинот за рендерирање V-Ray. Тоа значи дека мора да се употребат V-Ray материјали. Создавањето на материјали може да одземе многу време и за побрзо може да се користи плагинот наречен V-Ray Material Presets Pro кој во овој случај е искористен за нанесување на материјалите на автомобилот. Плагинот содржи многу видови на материјали, и со мало едитирање на тие материјали се добива саканиот резултат. Се отвара плагинот и се нанесуваат посакуваните материјали на автомобилот. Во зависност од посакуваните резултати може да се наиде на материјал на кој ќе треба да му се намали рефлексијата. Тоа се прави така што се отвара бојата на рефлексијата и колку побела боја се избери, толку повеќе материјалот е рефлектирачки, додека колку поцрна боја се одбери толку по нерефлектирачки е материјалот. Истата постапка се однесува и на рефракцијата. Поголемиот дел од материјалите што се потребни не содржат текстура и тие само се нанесуваат на објектот, додека материјалите што содржат текстура кога ќе се нанесат на објектот текстурата се развлекува или е многу мала што воопшто не изгледа реално. За тој проблем да се реши се користи модификаторот UVW Map кој претставува математичка техника за координирање на мапата односно текстурата. Тој содржи можност за подесување на големината на текстурата во три димензии што дава дополнителна флексибилност во добивањето на саканиот резултат. Кај некои од објектите потребно е да се нанесат две или повеќе материјали на еден ист елемент. За да не се оделува делот со едниот материјал како посебна геометрија 3ds Max ја нуди опцијата Multi/Sub-Object. Се селектираат полигоните на кои што сакаме да биде едниот од материјалите и се задава ID во делот Material IDs се избира ID Број, и на истиот број во Multi/Sub-Object се нанесува саканиот материјал. Текстурата што се наоѓа на дисплејот потребно е да свети и затоа текстурата се нанесува на VRayLightMtl. Во делот кај седиштето, звучникот и воланот во реалноста се наоѓаат отвори, кои доколку се моделираат би одзеле премногу време. За тоа се користат текстури кои се нанесуваат со цел да се импровизираат отвори. Меѓутоа текстури какви што се потребни во случајов е невозможно да се пронајдат онлајн. Затоа тие текстури се создадаваат во една од најкористените софтвери за правење на текстури - Adobe Photoshop. За да се создаде текстурата во Photoshop потребна е слика на која се бои и се знае каде точно на моделот се нанесува боењето. За да се направи слика од моделот потребно е тој да се израмни односно да се 62
направи 2D слика. За моделот да се израмни се користи модификаторот Unwrap UVW. Кога ќе се отвори уредувањето на модификаторот со многуте алатки е исто како да се отвара некоја друга програма. За да се израмни моделот потребно е да се искористи алатката Flatten mapping која ќе го израмни моделот, меѓутоа најверојатно ќе спои некои елементи кои што не треба да бидат споени. За да се добие саканата 2D слика потребно е некои од елементите да се спојат мануелно. Тоа најлесно се прави со алатката Stitch, која овозможува автоматски да бидат споени селектираните рабови. Откако ќе се израмни моделот потребно е сите израмнети елементи да се вметнат во квадратот кој означува до каде ќе биде изрендерирана сликата. Откако се подесува резолуцијата се штиклира делот Visible Edges кој овозможува да се познаваат рабовите на сликата која се рендерира. Добиената слика се зачувува во PNG формат и се импортира во Photoshop. Со тркалезни четки во црна боја се бое врз сликата на местата каде што треба да има отвор. Откако ќе се набое текстурата која што треба да импровизира отвори, се зачувува фајлот во PSD формат и истиот се импортира во дифузната мапа на стандарден V-Ray материјал. Откако материјалот е нанесен на објектите, може точно да се види каде е боено. Доколку местото на отворите не е соодветно, во Photoshop се поправа и се зачувува врз истата датотека и на тој начин промената може веднаш да се забележи во 3ds Max. На сликата 22 е прикажана израмнета геометрија на звучник. 63
Слика 22 - Израмнета геометрија на звучник. 4.2 Осветлување на сцената Светлата се објекти кои симулираат реални извори на светлина, како што се сијалици, столни ламби, сонце итн. Различни видови на светлосни објекти светат на различни начини симулирајќи различни видови на реални извори на светлина. Кога во сцената нема светла, истата се осветлува со стандардно осветлување. Светлата се додаваат за да и се даде на сцената многу по реалистичен изглед. Кога во сцената се додават светлосни објекти стандардното осветлување автоматски е исклучено и се заменува со светлосните објекти. Стандардното осветлување се состои од две невидливи светла, едното е позиционирано во горниот лев дел од сцената, а другото во долниот десен дел. 3ds Max обезбедува два типа на светла - фотометриски и стандардни светла. Фотометриските светла користат вредности на светлосна енергија кои овозможуваат попрецизно да се дефинира какви ќе бидат светлата во реалниот свет. Тие овозможуваат подесување на дистрибуцијата, интензитетот, бојата на температурата и други карактеристики од светлата во реалниот свет. За разлика од фотометриските светла, стандардните светла не се физички базирани на вредностите на интезитетот. Како што е спомнато погоре, за рендерирање на автомобилот ќе се користи 3ds Max плагинот за рендерирање V-Ray. За осветлување на сцената ќе се користат V-Ray светла. Еден од најлесните и најбрзи начини да се осветли сцената е користење на High Dynamic Range Imaging или скратено HDRI. HDRI претставува збир на 64
техники што се користат во фотографирањето, за да се репродуцира поголем динамичен опсег на светлината отколку со стандардната дигитална обработка на слики или фотографски техники. HDRI кои се користат во 3D визуелизирањето се слики коишто ја осветлуваат сцената и притоа можат да се користат како позадина. Бидејќи се сликани со технологија на 360 степени, нудат можност за ротирање а со тоа се прилагодуваат на сцената во зависност од потребите. HDRI мапа во 3ds Max се внесува на следниот начин: На главната лента со алатки во табот Rendering се одбира менито Environment and Effects и потоа во делот Environment Map се импортира V-RayHDRI мапа. Истата мапа се копира како инстанца во едиторот за материјали. Се импортира саканата HDRI датотека и се избира типот на мапирање да биде сферичен. Тоа дава можност за ротација на мапата. Во делот Processing со функцијата Render Мultiplier може да се подесува интензитетот на светлината во зависност од потребите. За да може визуелно да се гледа мапата во гледиштето на главната лента со алатки во табот Views во делот Viewport Background се избира Environment Background. HDRI мапата произведува сенки, но тие не се многу реални. За да се гледаат сенките во сцената потребно е да се внеси V-Ray Domelight. Светлото се прави да биде невидливо, и после неколку тестирања на сцената се подесува и интезитетот. Во делот Texture се внесува истата HDRI мапа. Со тоа се постигнува сенките да бидат исти како што тие би биле во реалноста ако автомобилот би се вметнал на истата позиција. За сенките да се гледаат кога сцената ќе биде изрендерирана, потребно е да се постави рамнина која се позиционира точно под гумите на автомобилот. Во менито VRay object properties кој се наоѓа со кликање на десен клик врз селектираната рамнина, потребно е да се селектира делот Matte object и Shadows. Со тоа се овозможува рамнината да прима сенки и да биде невидлива при рендерирањето. За осветлување во сцената исто така многу влијае камерата. Камерите се објекти кои се поставуваат на место од каде што сакаме да биде сликата. Препорачливо е во сцена која се рендерира со V-Ray да се користи V-Ray камера, во спротивно, сцената би била многу светла или темна и ќе треба дополнително подесување на опциите за да се добие саканиот резултат а тоа би одзело непотребно време. За рендерирање на ентериерот на автомобилот 65
HDRI мапата не е доволна да се осветли реално сцената. За осветлување на ентериерот искористени се дополнителни шеснаесет V-Ray Plane светла кои се поставени на исти места како и во реалниот модел на истиот автомобил. 4.3 Подесување за рендерот Веќе е спомнато дека за рендерирање на сцената се користи плагинот V-Ray. Откако осветлувањето и камерата се поставени потребно е да се подеси рендерот. Подесувањето на рендерот може да одземе многу време за да се добие конечниот резултат. Токму затоа за рендерирање на сцената се користи плагинот SolidRocks. SolidRocks плагинот целосно го автоматизира комплексното подесување на V-Ray рендер плагинот. SolidRocks го поедноставува подесувањето на рендерот и ги рендерира сцените и до три пати побрзо отколку регуларното рендерирање со V-Ray. Тој ги рендерира тешките, комплексните и темните сцени без губење на многу детали. Кога се стартува плагинот, подесувањата целосно се префрлуваат врз SolidRocks. Тој нуди неколку веќе подготвени подесувања погодни за рендерирање на екстериери, ентериери, темни ентериери и анимација. За да се добие саканиот рендер потребно е многу тестирање на сцената. При тестирањето препорачливо е резолуцијата и квалитетот на сликата да се сведат на минимум за побрзо да се види промената што е направена во подесувањата. На сликата 23 е прикажан финалниот рендер од ентериерот на автомобилот. 66
Слика 23 - Финален рендер од ентериерот На сликата 24 е прикажан автомобилот во движење односно Motion blur ефект. Слика 24 - Motion blur ефект на автомобилот 67
5 Процес на рендерирање Рендерирање е процес на генерирање на сликата од 2D или 3D модел со помош на компјутерски програми. Завршниот процес на претворање на 3D сцената во дводимензионална слика се нарекува рендерирање. Тоа е процес кој претвора 3D модел, комплетна сцена во 2D слика симулирајќи ги зраците на светлината. Податоците кои се содржани во датотеката од сцената се пренесуваат на програмата за рендерирање за да се обработат за да се добие дигитална слика или растерска графичка слика. Рендерирањето е едно од главните поттеми на 3D компјутерската графика. Во графичката подготовка, тоа е последниот голем чекор, кое го дава конечниот изглед на моделите и анимацијата [9]. Рендерирањето се применува во повеќе области, и тоа во: архитектурата, видео игрите, симулаторите, филмовите или ТВ визуелните ефекти, како и во дизајнот и визуелизацијата. Секоја од овие области бара посебни алгоритми и техники за прикажување. Има различни видови на рендерирање, односно процес на создавање на слика. Некои повеќе се наменети за одредени работи, некои се слободни (open source), а некои се скапи и обично се користат за комерцијални цели (на пример, за правење на високобуџетни 3D анимирани филмови). Програмите за рендерирање се внимателно направени и се занимаваат со дисциплини како што се физичките светла, математиката итн. Во 3D графиката, рендерирањето може да се одвива бавно (pre-render), или во реално време (real-time). Pre-render е интензивен процес кој се користи во правањето на филмови, додека пак, рендерирањето во реално време најмногу се применува во 3D компјутерските игри, каде визуелната сцена со помош на графичка карта веднаш се обработува и се прикажува на мониторот [19] [20]. 5.1 Карактеристики 68
За да се разбере изрендерираната слика, подолу се опишани најглавните карактеристики Error! Reference source not found. [23] [24]. Засенчување - како бојата и светлината се движат на површината со помош на осветлувањето; Мапирање на текстура - метод на ставање детали на површини; Вump-мапирање - метод на симулирање мали испакнатини и вдлабантини на површини; Fogging/participating medium - колку светлината е замаглена кога минува низ нечиста атмосфера или воздух; Сенки - ефект на попречување на светлината; Меки сенки движење на темнината предизвикана од делумно замаглени извори на светлина; Рефлексија огледална или високо сјајна рефлексија; Транспарентност (оптика), транспарентност (графика) или непроѕирност - остар пренос на светлината низ цврсти предмети; Проѕирност висок пренос на светлината низ цврсти предмети; Рефракција - прекршување на светлината поврзана со транспарентност; Дифракција - прекршување, ширење и мешање на светлината што поминува низ некој објект; Глобално или индиректно осветлување - површини осветлени од светлина која се рефлектира од другите површини, наместо директно од изворот на светлина. Претставува група од алгоритми кои се наменети да додадат повеќе реалистична светлина во сцената; Сaustics (вид на индиректно осветлување) - ефектите од светлината кои што доаѓаат од рефлексијата или рефраксијата од некој објект во сцената. Длабочина на поле (Depth Of Field) - објектите се појавуваат матно или надвор од фокусот кога се премногу далеку или зад објектот во фокусот; Мotion blur - објектите се појавуваат матно поради големата брзина на движење, или движењето на камерата; 69
Non-photorealistic рендерирање - рендерирање на сцената во уметнички стил, со намера да изгледа како слика или цртеж. 5.2 Техники на рендерирање Постојат многу алгоритми за рендерирање и во практиката често се комбинираат неколку техники за да се добие конечната слика. Има повеќе техники за рендерирање и тоа: Ray casting - сцената која е забележана од одредена гледна точка, ја пресметува набљудуваната слика, само врз основа на геометријата и многу основни оптички закони на рефлексија, а може и со користење на Монте Карло техниките за намалување на артефактите. Ray casting е алгоритам кој се користи таму каде што брзината на исцртување е примарен елемент. Квалитетот на конечната слика не е нагласен, а овој алгоритам наоѓа примена во симулации кои се вршат во реално време. Геометријата се анализира пиксел по пиксел, линија по линија од гледната точка кон гледиштето. Бојата и другите информации се евидентираат во моментот на контакт меѓу зракот и објектот. Постојат повеќе методи за евидентирање на боја, а најсофистицирана е онаа која ја пресметува бојата врз основа на факторите за осветлување. Ray tracing - е сличен на ray casting, но има повеќе напреднa оптичкa симулација и обично користи Монте Карло техники за да се добиjат пореални резултати. Тоа e доминанатна техника кога станува збор за изгледот на сцената. За секој пиксел на екранот, имагинарните зраци се движат од објектите кон камерата. Се анализира делот меѓу воздухот и објектите на сцената кои се најблиску до камерата и се исцртуваат на екранот. Ако објектот е рефлектирачки или транспарентен, освен првите зраци, емитува и дополнителни зраци кои се резултат од одсјајот или се рефлексија на објектот. Третите зраци кои ги праќаме во просторот се однесуваат на осветлувањето за генерирање на сенки на објектите. Ray tracing дава фотореалистични резултати кои линеарно го продолжуваат времето на рендерирање. Radiosity - е алгоритам кој овозможува директно осветлување на површините како индиректен извор на светлина кој осветлува други површини. Алгоритамот создава реално 70
осветлување и сенчење кои често се користат во ентериерите. Времетраењето на симулацијата за оваа техника зависи од квалитетот кој сакаме сликата да го има. Многу програми за рендерирање пристапуваат до овој метод на начин на кој со мал интезитет се осветлува цела просторија. За подобра слика се користат други техники и зрачење. Една од нив е техниката на пресметување и следење на светлосниот зрак. Светлосниот зрак влегува во просторот и за секое одбивање (рефлектирање) од обоената површина се пренесува на следната површина. Бројот на одбивања се одредува однапред и е пропорционален на должината на времетраењето на симулацијата. Резултатот од оваа метода придонесува за реална слика, но времето за продукција на една слика може да трае и неколку часа. Симулираните вредности кои се добиваат со минувањето на зракот низ просторот се зачувуваат. Тие можат да се искористат подоцна во нови пресметки, со што се намалува времето на симулација. Ако дојде до помала прераспределба на објектите во сцената, претходно зачуваните податоци за симулацијата можат да бидат искористени без големо влијание на резултатот од рендерирањето. Горенаведените причини се доказ дека radiosity алгоритамот стана еден од водечките техники за рендерирање во вистинско време кој во целост се користи во многу 3D филмови [10]. Најнапредниот софтвер користи комбинација на две или повеќе техники за да се добијат доволно добри резултати со разумни трошоци. Scanline рендерирање и растеризација scanline техниката најмногу се користи во компјутерската графика Error! Reference source not found.. Оваа техника се користи и во видео игрите и ги поддржува со помош на графичката библиотека OpenGL (eng. Open Graphics Library). Scanline ја исцртува сликата со помош на геометриски делови кои се нарекуваат примитиви. Примитивите во компјутерската графика се триаголници и многуаголници. Секоја сцена или објект кој се рендерира ја поминува фазата на анализа. Алгоритамот ги наоѓа примитивите и пикселите кои се повторуваат и ги рендерира неколку пати побрзо во споредба со методот што рендерира пиксел по пиксел. Триаголниците или многуаголниците кои се со големина на еден пиксел се нарекуваат микромногуаголници и претставуваат најмала величина на многуаголници кои треба да се рендерираат. Со хоризонтално анализирање на сликите и триаголниците се добиваат хоризонтални линии по кои се движи алгоритамот. Се евидентираат информациите за пикселите и во завршната фаза на рендерирање на анализираните пиксели се додава боја и останатите потребни елементи. Постапката на додавање боја на излезните (крајните) пиксели се нарекува растеризација. 71
5.3 Земање примероци Проблемот со кој секој систем за рендерирање мора да се справи, без оглед на тоа кој пристап е потребен, е проблемот на семплирање (земање примероци) [21] [22]. Во суштина, процесот на рендерирање се обидува да отслика континуирана функција од просторот на сликата на бои со користење на ограничен број на пиксели. Како последица на Најквист-Шеноновата теорема за семплирање (или Котелниковата теорема), секоја просторна брановидна форма која може да биде прикажана треба да се состои од најмалку два пиксели, што е пропорционална со резолуцијата на сликата. Во поедноставни услови, ова е израз на идеја кога една слика не може да прикаже детали или врвови во боја или интензитет, кои се помали од еден пиксел. Во областа на дигиталното процесирање на сигналот, теоремата за семплирање или Најквист-Шеноновата теорема е основен мост помеѓу континуирани сигнали на време и одвоени сигнали на време. Теоремата се однесува само на математички функции кои имаат трансформација која е надвор од конечниот опсег на фреквенции. Теоремата за семплирање го воведува концептот на брзината на примероците кои се доволни за совршена прецизност на класа од функции за даден опсег, на тој начин што нема да се изгуби информација во процесот на семплирање. Теремата исто така води кон формула за совршена реконструкција на оригиналната функција од примероците. Семплирањето е процес на претворање на сигналот како на пример функција на континуирано време или простор во нумеричка секвенца односно функција во дискретни временски или просторни интервали. Шеноновата верзијата на теоремата гласи: ако функцијата x(t) не содржи фреквенции повисоки од B херци, таа е целосно одредена со давање на нејзината координата во текот на повеќе точки распоредени на растојание 1/(2B) една од друга [12]. Доволна стапка на примероци е сѐ што е над 2B примероци/секунда. Кога ограничувањето на опсегот е премногу високо или не постои ограничување, 72
реконструкцијата покажува несовршености познати како назабување. Најквистовата верзијата на теоремата гласи: Функцијата x(t) треба да содржи синусоидна компонента со точна фреквенција B, или B мора исклучиво да содржи помалку од една половина стапки на примероци. За функцијата x(t) Фуриеовата трансформација X(f) се пресметува според формулата [12]. X(f) x(t) e i2πft dt Формулата укажува на тоа дека примерокот x(t) е доволен да се создаде периодична сума на X(f). Резултатот е: X s (f) X(f kf s ) = T x(nt) k= n= e i2πntf кој е периодична функција и е еквивалентно претставување како серија Фуриеови компоненти чии коефициенти се T x(nt). Оваа функција е исто така позната како дискретна Фуриеова трансформација на секвенца T x(nt) за цели броеви n [26] [27] [27]. 5.4 Теоретски основи 5.4.1 Равенка за рендерирање Теоретскиот концепт за рендерирање се претставува со равенка, која повеќе служи за формално изразување на неперцептивен аспект за рендерирање. Сите целосни алгоритми може да се гледаат како решение за одредени формулации на оваа равенка. На слика 25 се прикажани векторите кои ја дефинираат равенката за рендерирање [13] [28]. 73
L o x, w = L e x, w + Ω f r (x, w, w) L i x, w w n dw Слика 25 - Процес на рендерирање Значење на равенката за рендерирање е следно: во одредена положба и насока, излезната светлина (Lo) е збир на емитирана светлината (Le) и рефлектираната светлина. Рефлектираната светлина која што е збир на влезната светлина (Li) од сите правци, се множи со рефлексијата на површината и влезните агли, каде што (x) е локацијата во просторот, (w) e насоката на светлината, (f r ) e функцијата на распределба на двонасочна способност за рефлексија, (dw) е интеграл над (Ω) кој претставува единица за хемисфера. Оваа равенка се однесува за транспортираната светлина и за секоа светлина во сцената. 5.4.2 Функција на распределба на двонасочна способност за рефлексија Функција на распределба на двонасочна способност за рефлексија (bidirectional reflectance distribution функцијата, BRDF) покажува едноставен модел на светлосни интеракции со површината [14] [29]. 74
f r w i, w r = dl r w r de i w i = dl r (w r ) L i (w i )cosθ i dw i каде w i ја преставува светлината што доаѓа додека w r излезната светлина. L го означува сјајот, E зрачењето, додека θ i е аголот помеѓу светлината што доаѓа и нормалната површина. Индексот i ја покажува инцидентната светлина додека r рефлектиранта светлина. Светлосната интеракција често е слична со уште поедноставни модели: дифузна и огледална рефлексија, иако и двете може да бидат BRDFs. На слика 26 се прикажани вектори кои ја дефинираат BRDF. Слика 26 - Вектори кои ја дефинираат BRDF, n e нормала на површината во која доаѓа светлосниот зрак 5.5 Методи за рендерирање 3D рендерирањето е краен процес на создавање на 2D слика или анимација од подготвената сцена. Ова може да се спореди со фотографирањеа или снимање на сцена откако подесувањето е завршено во реалноста. Развиени се неколку различни и специјализирани методи. Рендерирањето може да трае од дел во секунда до неколку дена за една слика. Различните методи се подобро прилагодени или за фотореалистично рендерирање, или за рендерирање во реално време. 75
5.5.1 Рендерирање во реално време (real time) Рендерирањето во реално време (real time) е рендерирање за интерактивни медиуми, како што се игрите и симулациите, и пресметувањето и прикажувањето е во реално време, со стапки од околу 20 до 120 слики во секунда. Целта на рендерирањето во реално време е да се покажат колку што е можно повеќе информации кои окото може да ги процесира во дел од секундата (на пр. во една слика). Примарната цел е да се постигне што е можно поголем степен на фотореализам со прифатливо минимална брзина за рендерирање (обично 24 слики во секунда, тоа е минимумот што човечкото око треба да го види за успешно да се создаде илузија на движење). Софтверот за рендерирање може да симулира визуелни ефекти како lens flares, depth of field или motion blur. Тоа се обиди да се симулираат визуелни феномени кои произлегуваат од оптичките карактеристики на камерите и на човечкото око. Овие ефекти може да позајмуваат елементи од реална сцена, дури и ако ефектот е само симулиран артефакт на камерата. Ова е основен метод кој се користи за рендерирање на игри и интерактивни светови. Брзиот раст на процесирачката моќ на компјутерот овозможува повисок степен на реализам дури и за рендерирање во реално време, вклучувајќи техники, како што е HDR рендерирањето. Рендерирањето во реално време често е многуаголно и е потпомогнато од графичкиот процесор на компјутерот. 5.5.2 Рендерирање во нереално време (no-real time) Анимациите за неинтерактивните медиуми, како играни филмови и видео, се рендерираат многу побавно. Рендерирањето во нереално време овозможува проширување на ограничената моќ на процесирање, за да се добие повисок квалитет на сликата. Доколку сцените се сложени, времето на рендерирање за секоја поединечна слика може да варира од неколку секунди до неколку дена. Рендерираните слики се зачувуваат на хард дискот и тогаш може да се пренесат и на оптички дискови. Овие слики потоа се прикажуваат секвенцијално со голема брзина, обично 24, 25 или 30 слики во секунда, за да се постигне илузија на движење. Кога целта е фотореализам, се користат техниките како ray tracing или radiosity. Ова е основниот метод кој се користи во дигиталните медиуми и уметничките дела. Техниките се развиени заради симулирање на други природни ефекти, како интеракцијата на светлината со различни форми на материја. Примери за вакви техники: 76
particle systems (кои може да симулираат дожд, чад, или пожар), volumetric sampling (кои може да симулираат магла, прашина и други просторни атмосферски влијанија), caustics (симулира светлина која се фокусира на нерамномерни светлосни површини кои се прекршуваат, како што е светлина која може да се види од дното на базен) и subsurface scattering (за да симулира рефлектирачка светлина во внатрешноста на цврсти објекти како што е човековата кожа). Процесот на рендерирање е релативно скап, со оглед на сложените различни физички процеси кои се симулираат. Компјутерска моќ за обработка со текот на времето многу брзо напредна, и сега се овозможува повисок степен на реално рендерирање. 5.5.3 Модели што рефлектираат и прават сенки Моделите што рефлектираат и прават сенки се користат за да се опише појавата на површина. Модерната 3D компјутерска графика во голема мера се потпира на поедноставен модел што рефлектира наречен Phong модел што рефлектира (да не се меша со Phong засенчување). Затемнувањето може да се разложи во две паралелни теми, кои често се изучуваат независно: o Рефлексија е односот помеѓу влезните и излезните осветлувања во даден момент. Техниките за рефлектирачко рендерирање во 3D компјутерска графика вклучуваат: o flat shading - техника која го сенчи секој полигон на објектот базиран на положбата на полигонот и интензитетот на изворот на светлина; o gouraud shading - воведено од страна на Х. Gouraud во 1971 година, се користи за да се симулираат непречено засенчени површини; o texture mapping техника за додавање на големо количество детали на површината со мапирање на слики (текстури) на полигоните; o phong shading - воведено од страна на Bui Tuong Phong, се користи за да симулира огледално осветлување и да се изедначат засенчените површини; o bump mapping - воведено од страна на Jim Blinn, се користи за симулација на набрани површини; o cel shading - се користи за да го имитира изгледот на рачно подготвена анимација; o Сенчење - покажува како различни видови на рефлексија се дистрибуирани низ површината. Описите на овој вид обично се изразуваат со програма наречена shader (терминот "shader" понекогаш се користи за програми кои ја опишуваат локалната 77
геометриска варијација). Едноставен пример за сенчење е texture mapping, кое користи слика за да се одреди боја на секоја точка на површината, давајќи му повеќе детали. 5.6 Плагини за рендерирање 5.6.1 V-Ray V-Ray е комерцијален плагин за рендерирање што се користи во 3D графичките софтверски апликации, кој е еден од најпознатите плагини за рендерирање, а воедно и најприменуван во светот на 3D графиката. Развиен е од страна na Chaos Group, бугарска компанија со седиште во Софија, Бугарија, основана во 1997 година. V-Ray се користи во медиумите, забавната и индустријата за дизајн, како што се филмовите и производството на видео игри, индустриски дизајн, дизајн на производ и архитектура. V-Ray користи напредни техники, на пример: глобални алгоритми за осветлување како што се следење на патeката, фотон мапирање, зрачење на мапи и директно пресметување на глобалното осветлување. Рендерите кои ги користат овие техники придонесуваат за повеќе фотореалистични слики, на кои светлосните ефекти се пореално имитирани. 3D пакети кои го поддржуваат V-Ray се: 3ds Max, Blender, Cinema 4D, Maya, Modo, Nuke, Rhinoceros, Sketchup и Softimage. 5.6.2 Mental Ray Mental Ray е апликација за продукција на квалитетно рендерирање развиена од страна на Mental Images (Берлин, Германија). Mental Images беше купен од NVIDIA во декември 2007 година. Како што сугерира името тој го подржува следењето на зраците за да се генерираат слики. Mental Ray се користи за рендерирање во многу познати. 78
Главната функција на Mental ray e постигнување на високи перформанси преку паралелна функција на мултипроцесорските машини и рендер фармите. Софтверот користи забрзувачки техники како Scanline за одредување на примарна видлива површина и распределба на бинарен простор за секундарни зраци. Исто така ги поддржува и физички ги поправа симулациите на глобалното осветлување и фотонските мапи. Може да биде симулирана која било комбинација од дифузни и сјајни објекти. Mental Ray e дизајниран да биде интегриран во апликација во трето лице со користење на API, или да биде користен како самостојна програма која постоечкиот.mi формат го користи за Batch_Мode рендерирање. Моментално постојат многу програми кои го интегрираат како што се: Autodesk Maya, 3D studio MAX, Cinema 4D, AutoCAD, Revit, Softimage XSI, Side Effects Software, SolidWorks и CATIA. Mental ray е целосно програмибилен и многу променлив, и поддржува таканаречени субрутини кои исто така се нарекуваат shaders напишани во C и C++. 5.6.3 Iray Iray е високо интерактивен, интуитивен и физички базиран на технологија за рендерирање која генерира фотореалистични слики со симулирање на физичко однесување на светлина и материјали. За разлика од традиционалните рендерирања, Iray дава таков резултат кој ги рефлектира однесувањата на реалниот свет. На дизајнерите, всушност, и не им е потребна стручна едукација од компјутерски графички техники за побрзо да постигнат фотореалистични резултати. Iray постепено го рафинира сопствениот имиџ до комплетност, обезбедувајќи постојни резултати од интерактивни уредувања, до финална рамка. Тоа е високо предвидлив пристап кој се врзува со светска класа на перформанси преку NVIDIA GPU за да достави постојни повратни информации и брзи резултати. Iray примарно е наменет за дизајнери и артисти за визуелни ефекти кои работат со 3D содржини и кои бараат реалистични слики. Тој обезбедува непосредна визуелна 79
повратна информација која резултира со извонредни слики, од архитектура, инженерство и дизајн, до маркетинг и рекламни визуелни ефекти. Iray е достапен како рендер машина во многу познати 3D апликации. Iray доаѓа автоматски во следните 3D апликации: 3DS Max, Autodesk Revit, Autodesk Maya, Rhinoceros. 5.6.4 Scanline Scanline е оригиналнен 3ds Max рендер плагин кој што автоматски е вклучен при првото стартување на програмата. Scanline е алгоритам за одредување видлива површина во 3D компјутерската графика кој рендерира врз основа на ред по ред а не врз основа на полигони по полигони или пиксел по пиксел. Рендерира на тој начин што најпрво почнува од полигоните што се наоѓаат на врвот а потоа продолжува ред по ред надолу. Главната предност на овој метод е сортирањето на врвови по должина на скенираната рамнина со што се намалува споредбата меѓу рабовите. Друга предност е тоа што не е потребно да се преведат координатите на сите врвови од главната меморија до моменталната меморија туку само оние врвови што дефинираат рабови кои се сечат со тековната скенирана линија, со тоа секој врв се чита само еднаш. 5.6.5 Maxwell Maxwell е самостојна рендер апликација за правење на слики, филмови и анимации од 3D модели. Тој нуди максимален квалитет и компатабилност за архитекти, дизајнери и уметници за визуелни ефекти. Сѐ што прави Mаxwell e во реално време и со реални светла. Тој работи исто како фотоапарат со леќи, брзина на блендата и F- чекори. Фотографите и кинематограферите може лесно да го научат Maxwell затоа што се корисистат исти техники. Маxwell има само еден основен параметар за рендерирање. Бидејќи се базира на природно однесување на светлина, тој го изоставува целиот куп на апстрактни параметри како што е "bounces" или избирањето на алгоритми. Тој ја пресметува сликата прогресивно слично 80
како класичната фотографија во течност за развивање. Тоа значи дека може да се виде суштината на финалната фотографија за неколку секунди, така да не мора да се чека да заврши рендерирањето. Бидејќи користи вистински светла, Maxwell наоѓа најголема примена во визуелизација за архитектура, но исто така се користи и за дизајнирање, анимација, филмови и ефекти. Maxwell Render нуди интеграција со десетици 3D/CAD и апликации за постпродукција како што се 3ds Max, Maya, Softimage, Cinema 4D, Houdini, Photoshop и други, со што овозможува работење во омилената платформа на корисниците. 5.6.6 Corona Renderer Corona Renderer е нов, пристрасен и непристрасен фотореалистичен рендер плагин со високи перформанси, достапен за 3ds Max и како самостојна апликација. Развојот на Corona започна во 2009 год. како соло проект на студент на Техничкиот универзитет во Прага, Чешка. Corona за брзо време се унапреди во комерцијален проект и денес основана е компанија со седиште во Прага. И покрај својата рана возраст Corona рендерот е подготвен за производство на високо квалитетни резултати. Овој рендер плагин е целосно базиран на рендерирање со процесор, и нема потреба од некој посебен хардвер за да се пуште. Тој обезбедува предвидливи, сигурни и физички убедливи резултати без компромиси на квалитетот. Една од главните предности на овој рендер плагин е тоа што може да произведе високо реални слики без артефакти или кои било други визуелни несовршености, користејќи стандардни подесувања, односно пристрасно решение и резултатот не е послаб во однос на рачното подесување односно непристрасното решение. Со овој рендер плагин може да се променат материјали, светла, или да се креира и измени геометријата додека се рендерира и нема потреба од рачно да се рестартира рендерирањето. Брзината е исто така важен фактор во продукцијата. Corona овозможува да се намали времето за рендерирање без притоа да се форсираат корисниците да купуваат скап хардвер. 5.6.7 OctaneRender 81
OctaneRender е првиот и најбрзиот непристрасен, физички точен рендер кој е базиран на рендерирање со графичка картичка. Тој ја користи исклучиво графичката картичка за рендерирање на фотореалистични слики супер брзо. OctaneRender е основан од компанијата Refractive Software основана во Нов Зеланд за подоцна да го преземат компнијата OTOY. Тој креира слики со највисок можен квалитет значително побрзо од апликациите што рендерираат непристрасно и се базирани на рендерирање со процесор. Со OctaneRender какви било промени во сцената се ажурираат веднаш на екранот на кој се прикажува финалниот рендер. За креирање на материјали тој користи уредувач и со помош на јазли можат да се креираат комплексни материјали. Octane не е врзан само за еден 3D софтвер, туку подржува повеке од дваесет апликации вклучувајќи ги и оние најкористените како што се 3ds Max, Maya, CINEMA 4D, Houdini, Nuke и Softimage. 5.6.8 LuxRender LuxRender е бесплатен и непристрасен рендер плагин. Програмата е резултат на слободно поврзани страсни луѓе од целиот свет. Лиценциран под GPL(општа јавна лиценца) и бесплатен за лична и комерцијална употерба. Тој работи на Windows, Mac OS X и Linux оперативните системи. Основан е во 2007 год. од мала група на програмери. Од тогаш брзината за рендерирање и бројот на карактеристики е во постојан пораст. LuxRender содржи интерактивен кориснички интерфејс и експортирање за различни 3D програми како Blender, 3ds Max и Softimage. Тој е физички точна машина за рендерирање и не користи трикови за да го имитира однесувањето на реалниот свет. Сите пресметки се направени во согласност со математички модели врз основа на физички феномени. Постојат и многу други рендер плагини како што се: Arion, Brazil R/S, Arnold, Fryrender, Thea Render, KeyShot, Lumion, Indigo Renderer, POV-Ray, FurryBall, NOX, Bunkspeed, FELIX Render кои исто така можат да обезбедат многу реалистично рендерирање. 82
6 Споредба на плагините за рендерирање Секој од овие погони за рендерирање може да произведе извонредни, реалистични слики. За да се научи како да се рендерира со секој од нив потребно е доста поминато време пред компјутер и рендерирање на тест слики. Првата разлика помеѓу овие плагини е тоа 83
што Mental Ray, Iray и Scanline доаѓаат заедно со 3ds Max пакетот, Luxrender може бесплатно да се додаде, додека V-Ray, Corona, Octane и Maxwell се комерцијални. За да се споредат овие рендер плагини употребена е сцената со измоделираниот автомобил. Автомобилот се поставува на дневна светлина и се користат исти осветлувања и подесувања. За осветлување на сцената се користи HDRI мапа која најпрво се нанесува во делот Environment Map кој се наоѓа во Environment and Effects прозорецот па потоа се копира како инстанца во уредувачот на материјали каде што се одбира мапата да биде сферична и се подесува интензитетот на светлина што ќе ја пушта. За да се добие сенката под автомобилот се користи стандардно светло како на пример dome light и plane light меѓутоа во нив како текстура се нанесува HDRI мапата. Потребна е и една рамнина креирана точно под автомобилот за сенката да се одрази на неа. Меѓутоа, рамнината мора да биде Matte object или да и се нанесе Matte/Shadow материјал за да ја прикажува само сенката. Материјалите се направени со V-Ray и користење на V-Ray Material Presets Pro плагинот и потоа се конвертираат со conversor v1.19 плагинот коишто овозможува лесно претворање на целата сцена во Maxwell, Mental Ray, Iray и Scanline. За конвертирање на сцената во Corona се користи плагинот Corona Converter v1.13. OctaneRender плагинот за 3ds Max има своја алатка Convert која се наоѓа во подменито Tools од прозорецот Render Setup, додека за добивање на материјалите во LuxRender се користат готови материјали кој што можат да се спуштат од нивната официјална страна и типовите на материјали кој што ги поседува. Сите рендери се направени со резолуција 2500x1500 пиксели, освен рендерот направен со Octane и Maxwell. Максималната резолуција на Octane Demo верзијата е 1000x600 пиксели и рендерот е со воден печат од нивното лого, додека максималната резолуција на Maxwell Demo верзијата e 1280x1024 пиксели и исто така има воден печат од нивното лого. Рендерите се направени на персонален компјутер со следниве перформанси: Графичка картичка: NVIDIA GeForce GTX 650 Ti Процесор: Intel(R) Core(TM) i7-4770 CPU @ 3.40 GHz, 3401 Mhz, 4 Core(s) 84
Меморија: 16.00 GB RAM Матична плоча: GIGABYTE GA-Z87X-OC LGA 1150 Intel Z87 HDMI SATA 6Gb/s Оперативен систем: Microsoft Windows 7 Ultimate 64-битен Во табелета 3 е прикажана споредбата на плагините за рендерирање. Табела 3 - Споредба на рендер плагини Квалитет на рендерот со оценки од 1 до 5 V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender 5 4 3 2 3 5 2 2 Време за рендерирање 17 мин. 25 мин. 27 мин. 16 мин. 34 мин. 5 мин. 57 мин. 40 мин. Пристрасен да да да да не да не не Неристрасен да да да да да да да да Физички/Нефиз ички физички физички физичк и нефизичк и физички физички физички физички CPU/GPU CPU/GP U CPU/GP U CPU/G PU CPU CPU/GPU CPU GPU CPU/GPU Frame Buffer да не не не не да не не Корекција на бои да не не не не да не не Дистрибуирано рендерирање да да да не не да да да Ограничување на RAM меморија при рендерирање Рендерирање анимација да не не не не не да не да да да да да да да да Максимум резолуција 50000x50 000 32768 x 32768 32768x 32768 32768 x 32768 32768 x 32768 32768 x 32768 32768 x 32768 10000x1000 0 Ресурси за учење со 5 5 3 1 4 2 3 1 85
оценки од 1 до 5 V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender Самостојна верзија Цена на плагинот во евра да да не не да да да да 750 доаѓа заедно со 3ds Max доаѓа заедно со 3ds Max доаѓа заедно со 3ds Max 595 548 200 бесплатен Во табелета 4 е прикажана споредбата на камерите на плагините за рендерирање. Табела 4 - Споредба на камерите на рендер плагините V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender Типови на камери VRayDome Camera VRayPhysi calcamera користи камери од 3ds Мax користи камери од 3ds Мax користи камери од 3ds Мax користи камери од 3ds Мax користи камери од 3ds Мax OctaneCa mera LuxrenderCa mera Motion Blur да да да да да да да не Depth of field да да не не да да да не Филтери да не не да не не не да 360 рендерирање да да да не да да да да Во табелета 5 е прикажана споредбата на светлата на плагините за рендерирање. Табела 5 - Споредба на светлата на рендер плагините V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender 86
Типови на светла Глобално или индиректно осветлување (Global Ilumination) Контрола врз бројот на одбивања на светлина (Bounces) Подесувања за одбиената светлина(caus tics) Можност за додавање текстури во светлата VRayLight VRayIES VRayAmbi entlight VRaySun користи светла од 3ds Max користи светла од 3ds Max користи светла од 3ds Max MxLight CoronaLig ht CoronaSun OctaneDay Light OctaneLig ht OctaneIES Light luxarealigh t LuxDistant LuxInfinite LuxPortal LuxSky да да да не да да да да да да не не не не не не да да да не да да да да да да да да да да да да На сликата 27 е прикажан графикон со потребно време за рендерирање со примена на различните рендер плагини. 87
Потрошено време за рендерирање на рендер плагините 60 50 57 М и н у т и 40 30 20 10 17 25 27 16 34 40 0 V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender Рендер плагини 5 Слика 27 - Потрошено време за рендерирање на рендер плагините Од графиконот се забележува дека дефинитивно најбрзо рендерира плагинот Corona, зад него е scanline, меѓутоа мора да се напомене дека тој рендерира нефизички односно не реално без глобално осветлување со што значително се зголемува брзината на рендерирање. Веднаш зад Scanline се наоѓа V-Ray, па потоа доаѓаат Mental Ray, Iray, Maxwell и Luxrender, додека најбавно рендерира плагинот Octane. Во табелата 6 е прикажана споредбата на материјалите на рендер плагините. 88
Табела 6 - Споредба на материјали на рендер плагини Типов и на матери јали Каде можат да се додада т тексту ри V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender Arch&Design Autodesk Ceramic LRCarpaint Concrete LRCloth Generic LRGlass Glazing LRGlass2 Hardwood LRGlossy Masonry CMU Metal LRGlossyLossy Metallic Paint ги LRGlossyTranslu Mirror CoronaLight DiffuseMateri користи ги cent Plastic/Vinyl MaxwellMater CoronaMtl al стандардн користи LRLayered Solid Glass ial CoronaPortal GlossyMateria ите стандардн LRMatte Stone MaxwellMater CoronaRaySwit l материјал ите LRMatteTransluc Wall Paint ial(ref) ch MixMaterialP и од 3ds материјал ent Water MaxwellMater CoronaShadow ortal Max и и од 3ds LRMetal Car Paint ialassistant Catcher SpecuralMater Mental Max LRMetal2 Matte/Shadow/Reflec CoronaVolume ial Ray LRMirror tion LRMix Mental ray LRNull Subsurface Scatering LRroughGlass Fast Material LRScatter Skin LRShinyMetal Skin+Displacement LRVelvet Subsurface Scatering Physical VRay2sided VRayBlend VRayBump VRayCarPaint VRayFastSSS2 VRayFlakes VRayGLSL VRayHair VRayLight VRayMtl VRayMtlWrapper VRayOSL VRayOverride VRayScatterVolume VRaySimbiont VRaySkin VRayVectorDisplBake VRayVRmat Diffuse Roughness Self-Ilumination Reflect HGlossiness RGlossiness Fresnel IOR Anisotropy Anisotropy Rotation Refract Glossiness IOR Diffuse DiffuseRoughness Reflection ReflectionGlossiness Refraction RefractionGlossiness Translucency TranslucencyWeight, Bump Displacement Cutout Environment исто како Mental Ray Ambient,D iffuse Specular SpecularLe vel Glossiness Self- Iluminatio n Opacity Filter Bump Diffuse Weight Reflect Transmittance Scatter Roughness Anisotropy Angle Bump Diffuse Reflection Reflectionglossi ness Anisotropy Anisotropyrotati on Fresnl IOR Refraction Refractionglossi ness IOR Diffuse Roughness Bump Normal Displacement Opacity Transmission Medium Emission Diffuse Sigma Bump Displacement Transmission Specular Roughness u-roughness v-roughness Absorption Reflection Transmission
Каде можат да се додада т тексту ри V-Ray Mental Ray Iray Scanline Maxwell Corona Octane Luxrender Translucent Additional Color Reflection Translucency IOR Fog Color Self Ilumination Refraction Translucencyfra Film Thickness in Bump IOR Displacem ction nm Displace Anisotropy ent Opacity Film IOR Opacity AnisotropyAngle Self Ilumination Environment Reflection-fade to Vol.absorption, Color Vol.scattering Refraction-fade to Round corners Color Bump FG/GI Multplier Displacement FG quality BG override AO Shadow Reflect AO Ambient Light Refract Round Corner Radius 90
На сликата 28 е прикажана изрендерираната слика со плагинот V-Ray, додека на слика 29 е прикажана изрендерираната слика добиена со плагинот Mental Ray. На сликата 30 е прикажана изрендерираната сликата со плагинот Iray, додека на слика 31 е прикажана слика добиена со плагинот Scanline. На сликата 32 е прикажана изрендерираната слика со плагинот Maxwell, додека на слика 33 е прикажана изрендерираната слика добиена со corona. На сликата 34 е прикажана изрендерираната слика со плагинот Octane, додека на слика 35 е прикажана изрендерираната слика добиена со плагинот LuxRender. Слика 28 - V-Ray
Слика 29 - Mental Ray Слика 30 - Iray 92
Слика 31 - Scanline Слика 32 - Maxwell 93
Слика 33 - Corona Слика 34 - Octane 94
Слика 35 - LuxRender Од изрендерираните слики може да се забележе дека квалитетот е различен за секој плагин. V-Ray имаат најточен физички рендер. Материјалите како стакло, пластика, метал и бојата на автомобилот рефлектираат и рефрактираат природно. Осветлувањето и сенките исто така се со најдобар квалитет. Corona исто така има квалитетен рендер и кога ќе се земе во предвид фактот дека рендерира и до најмалку три пати побрзо од конкурентите може да се каже дека е одличен. Бидејќи е нов рендер тој нема многу материјали и светла што можат да се употребат и во овој дел може да се забележи разлика. Кај Mental Ray може да се забележи разлика во рефракцијата на стакло материјалот кај светлата и прозорците, додека кај Iray може да се забележи една плава рефлексија внатре во автомобилот, при што се потребни дополнителни напори да се отстране рефлексијата во Photoshop или било кој софтвер за пост продукција. Меѓутоа Iray многу подобро го изрендерира метал материјалот за разлика од Mental Ray. Maxwell исто така солидно ги изрендерира материјалите освен стаклото кој што има многу висок отсјај. Како голем минус кај Мaxwell може да се забележи долгиот и фрустрирачки процес за да се подесат материјалите, и долгото чекање за да се видат 95