3D Studio MAX R3

Фред Льюис

discreet, $3995; обновление с R2.X — $995
Программа трехмерного моделирования, анимации и рендеринга для Windows NT

Знакомая главная панель инструментов по-прежнему есть в программе, но теперь это всего лишь одна из 11 панелей

Достоинства
Новые мощные средства, в том числе инструменты моделирования пэтчей, настраиваемый пользовательский интерфейс, язык MaxScript и функции рендеринга.

Недостатки
Инверсная кинематика по-прежнему нуждается в улучшении. Средствам задания координат текстур для поверхностей пэтчей недостает важных возможностей, имеющихсяв модулях расширения. Частицы по-прежнему движутся как бы сквозь текстуры. Отсутствуют некоторые функции рендеринга.

Резюме
Пользователи MAX будут довольны новыми возможностями программы, но многого все еще не хватает. Планируемые фирмой изменения, такие,как интеграциясистемы рендерингас продуктом mental ray 2.1фирмы mental images, свидетельствуют — лучшая версия еще впереди.

Минимальные системные требования
Процессор Intel 200 МГц; 128 Мбайт памяти; файл подкачки 250 Мбайт; 16-битный цвет 1024 x 768; ускоритель OpenGL.

     Выпустив 3D Studio MAX R3, фирма discreet сделала еще один шаг к высокому качеству, большему удобству пользования и практичности: усовершенствован и ускорен рендеринг, добавлены новые функции моделирования, новые средства производства и коллективной работы и полностью настраиваемый интерфейс. Рассмотрим некоторые из новинок.

Рабочий процесс
     В режиме Schematic в схематическом виде вы можете выбирать, соединять и отсоединять объекты, стеки модификаторов и иерархии материалов. Кроме перечисленных действий в схематическом виде почти ничего сделать нельзя, так что этот режим далеко не так полезен, как мог бы быть. Я надеюсь, что в дальнейшем этот недостаток будет исправлен. Двухканальный RAM-плеер позволяет загрузить в память две последовательности и для сравнения воспроизвести их одновременно в реальном времени на поделенном пополам экране. Это лучше, чем сохранять анимацию как фильм AVI или QuickTime, поскольку дает более качественное воспроизведение анимации, составленной из последовательности файлов изображений. Окно эффектов рендеринга (Rendering Effects) позволяет применять основные эффекты обработки изображений (блюр, зерно, цветовой баланс и т. п.) интерактивно, не прибегая к Video Post. Идея правильная, но большинству пользователей для достижения желаемых результатов все же понадобится Video Post или более сложные программы композитинга, такие, как Adobe After Effects. Вероятно, если спектр эффектов будет расширен, а их сложность возрастет, эта возможность станет полезнее.
     Самое заметное из новых средств совместной работы группы аниматоров (а такая потребность возникает при осуществлении больших проектов) — динамические перекрестные ссылки на сцены и объекты, обеспечиваемые новой функцией Xref. Последняя позволяет одновременно работать над разными аспектами одной сцены нескольким аниматорам, использующим различные файлы проектов; при этом исключен риск случайного внесения одним аниматором изменений в работу, сделанную другим.
     После слияния фирм discreet и Kinetix возникли слухи о грядущих улучшениях рабочего процесса, в том числе о более гладком обмене данными между различными продуктами, добавляемыми к линии продуктов discreet/ Kinetix в целом. Как говорит Фил Миллер, менеджер по продукту 3D MAX, discreet планирует полностью реализовать эту возможность для лучшей интеграции линии продуктов. Фирма discreet собирается распространять бесплатный модуль MAXScript, который будет автоматически выполнять многопроходный рендеринг для файла сцены MAX, работая как отдельный слой с выбранной вами программой композитинга. В будущем, видимо, станет возможно импортировать файл сцены MAX непосредственно в другие программы discreet, хотя фирма пока и не объявляла об этом.

Возможности настройки
     Язык MaxScript — полноценный и доступный обычным аниматорам язык макрокоманд и сценариев. Все, что вы можете сделать в MAX, легко записать как сценарий и при помощи перетаскивания превратить в новую кнопку. Кнопки в MAX организованы в отдельные панели (Tab Panels), которые можно откреплять и использовать как плавающие. Знакомая вам главная панель инструментов по-прежнему есть в программе, но теперь это всего лишь одна из 11 панелей. Прочие панели содержат кнопки быстрого вызова для часто применяемых команд с традиционных панелей команд (которые перешли в новую версию программы без изменений). Сейчас одним нажатием кнопки на панели можно вызвать глубоко скрытую в системе подменю команду. Теперь на панелях инструментов по умолчанию используются большие кнопки, в результате при работе на больших мониторах глаза устают меньше. (Маленькие кнопки, как в предыдущих версиях, можно восстановить через меню Preferences.) Кнопки можно добавлять к любой панели инструментов или удалять из любой панели; можно также добавлять и удалять сами панели и формировать свои собственные панели и свои кнопки для выполнения команд и макросценариев, перетаскивать панели на плавающие палитры, которые могут находиться в любом месте экрана или же прикрепляться к любому краю главного окна. Другими словами, весь интерфейс можно настраивать по своему вкусу. На самом деле настраивать интерфейс даже слишком легко: пока я не освоил систему, я несколько раз перетаскивал элементы интерфейса случайно.
     Интеграция и новые возможности MaxScript заслуживают одобрения, но в системе явно не хватает большой библиотеки полезных сценариев. MaxScript мог бы в будущем стать популярной средой разработки, в которой независимые компании создавали бы коммерческие или общедоступные сценарии, подобно тому, как это делается со сценариями MEL для Maya. Но пока этого не происходит. Не будучи программистом, я не знаю, насколько сходны или различны MaxScript и MEL. Я полагаю, что фирма discreet могла бы с успехом включить в MAX большую коллекцию полезных сценариев или же распространять их через Интернет.

Моделирование
     Интересная возможность появилась в моделировании — пэтчи на базе сплайнов (Spline Based Patches). Изначально это был отдельный продукт фирмы Digimation; сейчас он включен непосредственно в MAX. Новый тип объектов — Editable Patch — состоит из сплайнов, которые можно менять и склеивать вместе для создания сложных бесшовных поверхностей. Два новых модификатора — Surface (поверхность) и Cross section (пересечение) — позволяют формировать поверхность пэтча из сетки отдельных сплайнов. Если вы применяете модификатор Surface к эталонной копии ваших сплайнов, полученная поверхность пэтча будет интерактивно меняться при изменении, добавлении и удалении сплайнов (а также их управляющих точек). В целом это более интуитивный и простой способ моделирования природных объектов (например, персонажей) по сравнению с NURBS. Интерфейс пэтчей (Patches) в MAX кажется мне удобнее и понятнее аналогичных возможностей в других программах моделирования, с которыми я работал. Качество поверхностей пэтчей в MAX обычно весьма хорошее: я применял к ним различные деформации, и поверхности не разрывались.
     Конечный результат поверхности пэтча для рендеринга — сетка многоугольников, разрешение которой можно интерактивно менять и анимировать при помощи параметра шага в модификаторе Surface. Изначально у сетки пэтча нет координат UVW для наложения текстур, однако существуют два способа генерировать их в MAX R3. Во-первых, новый усовершенствованный модификатор Unwrap UVW позволяет применять несколько плоских карт к выбранным граням; затем, когда вы перетаскиваете координаты UVW в окно Edit UVW, соответствующая часть карты текстур интерактивно подстраивается к поверхности объекта в окне. Эта реализация подобна сделанной разработчиками фирмы Sven Technologies в модуле расширения Surface Suite, хотя в Unwrap UVW нельзя добавлять к имеющимся в геометрии объекта вершинам управления текстурой новые (а кроме того, нет встроенных средств смешивания для маскировки швов между картами). Перенос координат в окно Edit UVW относительно интуитивен, но, если у вас сложные модели или вы используете много карт, могут понадобиться дополнительные методы получения бесшовного изображения.
     Второй способ генерировать координаты UVW для полигональных сеток — применение модификатора Surface Mapper, включенного в MAX. Он позволяет использовать NURBS-поверхность, аппроксимирующую вашу полигональную сетку, для проекции текстур. Вы создаете NURBS-поверхность для сетки, и затем UVW-координаты проектируются по нормалям к этой NURBS-поверхности, формируя UVW-координаты для самой сетки. Это был бы весьма мощный метод отображения текстур, но — в отличие от Unwrap UVW — модификатор Surface Mapper работает очень медленно и неинтерактивно. Даже если управляющих вершин на NURBS-поверхности немного, Surface Mapper для обновления изображения требуется несколько секунд, а когда вы перетаскиваете управляющие вершины, обновления не происходит, пока вы их не отпускаете. Может, через несколько лет, когда компьютеры будут работать быстрее, этот инструмент станет полезнее, но пока Unwrap UVW гораздо удобнее, а кроме того, многие все равно предпочитают имеющие дополнительные возможности управления продукты независимых разработчиков.
     Теперь, когда вы изменяете подобъекты при помощи некоторых модификаторов, можно непрерывно видеть результат в целом. Это превращает такие модификаторы в интерактивные средства управления. Например, модификатор Mesh Smooth можно использовать интерактивно, как если бы он был средством управления NURBS. Меняя положения точек на исходной сетке с низким разрешением, можно видеть получающуюся поверхность высокого разрешения. Модификатор Mesh Smooth сейчас использует новый метод сглаживания NURMS, который во многих случаях дает более качественные результаты. Новая возможность Soft Selection модификатора Mesh Select позволяет изменять объекты более натурально, выбирая подобъекты и изменяя выбор при помощи сокращения (falloff), растягивания (pinch) и раздутия (bubble). Эти возможности модификатора открывают новые способы создания и изменения естественных объектов. Но, как и для пэтчей, конечный результат для рендеринга объектов — полигональная сетка, на которую надо накладывать текстуру, используя Unwrap UVW, Surface Mapper или иные методы.
     Благодаря новому модификатору Skin в MAX наконец можно деформировать объекты при помощи скелета без дополнительных модулей Character Studio или Bones Pro фирмы Digimation. Однако оболочки можно масштабировать, но нельзя задавать для них собственные формы; нет также средств yправления складками или сгибания мышц. Для анимации сложных персонажей по-прежнему требуется Physique или Bones Pro.
     К сожалению, инверсной кинематике в этом обновлении 3D MAX (и Character Studio) не было уделено никакого внимания. Подробности выходят за рамки нашего обзора, но инверсная кинематика — область, где MAX явно надо совершенствовать. Средства управления скелетом, веденные в MAX 2.5 и сохраненные в MAX R3, — хорошее начало, но оно требует развития.

Рендеринг
     В MAX R3 включено несколько новых инструментов тонирования. Anisotropic (анизотропия) позволяет использовать вытянутые блики (specular highlights). Формой бликов можно управлять при помощи двух бегунков. Это существенное усовершенствование по сравнению с предыдущей версией, но, чтобы получить желаемый результат, приходится повозиться. Хорошо бы иметь возможность рассчитывать форму блика автоматически на основе свойств и формы поверхности, а не заставлять пользователя задавать толщину блика. Multilayer (многослойность) создает два набора бликов (вытянутых или круглых) для одной поверхности, что позволяет моделировать поверхности со сложной полировкой. Oren-Nayer Blinn подобен обычному Blinn из версии 2.5, но его параметры Advanced Diffuse дают возможность точнее управлять отражающими свойствами диффузных поверхностей типа тканей. Благодаря дополнительным параметрам этих инструментов легче добиваться нужного результата в MAX.
     Кроме того, для задания характеристик каждого материала доступны новые методы супервыборки (super sampling). В MAX 2.5 супервыборку можно было просто включать и отключать. В MAX R3, кроме этого, есть еще три новых режима супервыборки: Adaptive Halton, Adaptive Uniform и Hammersley. Для них задаются численные значения порога и качества; по сравнению с методом MAX 2.5 они гораздо менее подвержены алиасингу. Рендеринг при использовании этих новых методов слегка замедляется, однако выигрыш в качестве — в особенности для изображений с высоким разрешением, объектов с мелкими деталями или карт рельефа с резкими краями — того стоит. Возможность управлять сглаживанием в MAX существенно облегчает жизнь.
     Для источников света в MAX R3 можно задавать свои тени, окрашенные и/или текстурированные и добиваться эффектов типа цветного стекла. Снижение прозрачности, похоже, работает правильно, что важно для моделирования дыма и других эффектов частиц. К сожалению, текстуры для частиц по-прежнему применяются не к отдельным частицам, а к системе в целом, и получается, что частицы движутся сквозь собственную текстуру.
     Я слышал, что рендеринг в MAX R3 должен выполняться быстрее, чем в MAX 2.5, но мои тесты этого не подтверждают. И раскраска по Фонгу, и трассировка лучей в версиях 2.5 и R3 заняли одно и то же время. Все же я удовлетворен общей скоростью, качеством и возможностями рендеринга в MAX для большинства случаев. Можно получить приличные результаты в самые сжатые сроки. Если же вам действительно нужны, например, правдоподобная глубина резкости или блюр по движению независимого разработчика и вы готовы за них платить, существуют два варианта. Фирма discreet объявила о намерении добавить возможность рендеринга сцен MAX в продукт mental ray 2.1 фирмы mental images, с отдельными лицензиями на интерфейс mental ray с MAX и на механизм рендеринга mental ray (и то, и другое продается по отдельности через фирму discreet). Дата выпуска пока не объявлена, но, как заявляет менеджер по продукту 3D Studio MAX Фил Миллер, поддержка mental ray — дело решенное: «В апреле прошлого года mental images предложила OEM-партнерство другим поставщикам. Теперь discreet стала одним из таких поставщиков». Традиционно mental ray стоит больше, чем пользователи MAX обычно привыкли платить за программное обеспечение. На вопрос о планах discreet относительно распространения лицензий mental ray среди покупателей MAX Миллер ответил: «discreet намеревается предложить своим заказчикам гибкие цены». Дальнейших уточнений не последовало. Между тем можно выполнять рендеринг из MAX в программе Renderman фирмы Pixar через новый модуль расширения MAXMan, разработанный Animal Logic. По сообщению Animal Logic, MAXMan будет распространяться по цене $2400 за лицензию. Приплюсуйте стоимость лицензии на Renderman фирмы Pixar, и вы получите немалую сумму. Некоторым такое решение покажется слишком дорогим, однако если вам нужны результаты рендеринга с кинокачеством, придется пойти на эти расходы.

Выводы
     Версия 3 программы 3D Studio MAX содержит новые полезные функции и новые возможности интерфейса, упрощающие пользование программой и облегчающие процесс работы. Все новинки отлично документированы и сопровождаются печатным или электронным справочным материалом. Включены некоторые очень интересные возможности, такие, как моделирование пэтчей, новые функции рендеринга, модернизирован процесс работы, а отдельные недостатки прежних версий, в частности, снижение прозрачности, наконец устранены. Однако некоторые средства, в том числе инверсная кинематика и Character Studio, не были или почти не были улучшены в новой версии, а отдельные существенные проблемы, например текстуры для частиц, остались. Кроме того, некоторые функции, реализованные в других пакетах, такие, как глубина резкости или блюр по движению для трехмерного рендеринга, в MAX по-прежнему полностью отсутствуют. Таким образом, все новшества в MAX R3 определенно удачны, но поле для дальнейшей работы над программой остается.

Фред Льюис — основатель и владелец фирмы компьютерной анимации и эффектов Moving Media из Сан-Франциско.
Университет штата в Сан-Франциско присвоил ему степень в области анимации.

Fred Lewis. 3D Studio MAX R3 / DV, 1999, декабрь, с. 84.