Формально эти программные комплексы носят обобщенное название «пакеты для производства анимации и спецэффектов». Описание их предназначения довольно расплывчатое, но хорошо выглядит в текстах статей.Среди доживших до наших дней «динозавров» этой категории необходимо упомянуть прежде всего Autodesk 3ds max, Autodesk Maya, Avid XSI, Side Effects Houdini. О них, в основном, и пойдет речь. Есть, конечно, и некоторое количество программ калибром помельче, таких как бесплатный Blender или недорогой Hash Animation Master. Но отечественного пользователя, не сильно озабоченного пока ценовыми вопросами, мало интересует такая «мелочь». «Какой пакет самый лучший?» — вот основной вопрос русскоязычных форумов.
Несколько особняком стоят такие программы, как Newtek Lightwave3D и Maxon Cinema4D. Но поскольку финансирование этих разработок, похоже, основано не на их рыночных продажах, то рассматривать в этой статье их развитие нецелесообразно.
Итак, интегрированный трехмерный пакет традиционно включает в себя средства моделирования, анимации, инструменты для производства разных спецэффектов и систему визуализации. Это, так сказать, костяк, на который «навешано» еще много всяких дополнительных инструментов.
Рассмотрим этот «костяк» поподробнее. Начнем с моделирования. Очевидно, что к сегодняшнему дню все интегрированные пакеты обзавелись не только сплайновыми и полигональными инструментами, но и средствами работы с subdivision surfаces. Математическая реализация этих поверхностей в разных пакетах различная. Усилия программистов до сих пор направлены на то, чтобы сделать работу с ними более быстрой и удобной. Однако не секрет, что первые версии интегрированных пакетов вышли еще в прошлом веке, и поэтому основной инструментарий моделирования и сама концепция несколько устарели. Усовершенствования инструментов в новых версиях идут за счет дополнительных мелких функций, вводимых на основе пожеланий пользователей. К счастью, моделирование — это процесс, который хорошо локализуется в ходе производства. Поэтому изготавливать модели можно в любом удобном пакете, а потом просто импортировать их в основную среду для последующей анимации и визуализации. На этом и сыграли относительно молодые компании, выпустившие программы именно для моделирования, в которых воплотились пожелания пользователей интегрированных пакетов, а также свежие алгоритмические идеи сегодняшнего дня. История показывает, что небольшая специализированная программа всегда будет лучше справляться с поставленными задачами, нежели соответствующий модуль интегрированного пакета. Так возникли программы Luxology Mod и Nevercenter Silo. Феноменальный успех пакета Pixology Zbrush был обусловлен концепцией работы с трехмерным объемом с помощью кистей. Еще один игрок на рынке программ для моделирования Skymatter Mudbox вышел из недр студии Weta Digital совсем недавно. Его коммерческая версия имеет гордый номер 1.0. Как видите, на этом рынке прогресс идет довольно бурно. Все упомянутые программы имеют фантастическую скорость работы с subdivision surfaces и активно используют интерактивные displacement maps для проработки мелких деталей. Очевидно, что все они также имеют средства коммуникации, то есть обмена моделями с интегрированными пакетами.
Анимация, в отличие от моделирования, не может быть также легко локализована в независимый процесс и поэтому, как правило, производится в основной интегрированной среде. В этом смысле интегрированные пакеты довольно хорошо укомплектованы. Одним из лучших модулей для анимации является инструментарий пакета XSI. Пользователи 3ds max, привыкшие к своим анимационным контроллерам и работе в системе Character Studio, искренне считают их удобными и не помышляют о большем. Аниматоры, использующие Maya, мучаются, но продолжают использовать встроенную систему нелинейной анимации — систему крайне мощную идеологически, но реализованную с некоторыми огрехами.
Впрочем, нельзя не упомянуть о программах, предназначенных исключительно для анимации (преимущественно персонажной). Это, прежде всего, Autodesk Motion Builder, доставшийся компании Autodesk в наследство от канадской фирмы Kaydara, купленной когда-то компанией Alias, поглощенной не так давно компанией Autodesk. Это также программа pmG messiah: animate [12], входящая в состав messiah: studio. Все они позволяют сформировать свой скелет или импортировать уже готовый из интегрированных пакетов. Их задача — создать анимацию на скелете и отправить ее туда, где будут производиться эффекты и визуализация. Естественно, что «фишками» таких программ являются именно удобство и «заточенность» как раз под персонажную анимацию. Однако, в отличие от полигональных моделей, передавать персонажи и анимацию в виде данных технически довольно непросто. Для этих целей, как правило, используется формат fbx, когда-то умело навязанный компанией Kaydara в качестве универсального формата описания трехмерных сцен. В силу того что пакет Motion Builder принадлежит компании Autodesk, производящей также 3ds max и Maya, можно с высокой вероятностью предположить, что его функциональность рано или поздно будет полностью встроена в будущие версии этих пакетов или их последователей. Поэтому следует ожидать ухода со сцены специализированных программ для постановки анимации.
В прошлом веке при упоминании об эффектах чаще всего речь шла о динамике частиц и о сопряженных с ней спецэффектах. Однако аппетиты пользователей (или продюсеров) сильно выросли на рубеже веков, и теперь к числу эффектов относят динамику жидкостей, анимацию волос и одежды, работу с мехом, выращивание деревьев и иной растительности, другие более узкие задачи. Все интегрированные пакеты всегда имели модули разной степени мощности для работы с частицами. Чемпионом в этой области всегда считался (и считается) пакет Houdini, обеспечивающий исключительно гибкий подход. Система частиц Maya также заработала прочный авторитет в этой области благодаря удачному сочетанию мощности и удобства управления частицами. Однако различные классы спецэффектов, не описываемые динамикой частиц, опять подтвердили, что специализированные программы справляются поставленными задачами лучше, чем встроенные модули интегрированных пакетов. Так, после провала фильма Final Fantasy на обломках студии Square USA возник пакет Syflex, предназначенный для анимации тканей и составивший сильную конкуренцию модулю Maya Cloth.