Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 8 от 28 февраля 2006 года

При создании 3D-деревьев сложной формы проблемы обычно возникают на стадии наложения текстуры. С другой стороны, каждая ветка дерева по существу является цилиндром. Для более удобного наложения текстуры дереву приходится менять форму, для этого чаще всего создается скелет, как у компьютерного персонажа. При помощи костей дерево приводится к виду, когда все ветки торчат параллельно стволу, а затем на дерево накладывается текстура посредством цилиндрического проецирования (Cylindrical Mapping), и наконец, дереву придается первоначальная форма. Таким образом, на каждой веточке текстура аккуратно лежит вдоль направления роста.

Разнообразить картину позволяют капельки росы, насекомые, упавшие листья и ветки. И, конечно же, нужно следить, чтобы сцена не выглядела стерильной, немного «пыли» не помешает.

В сценах, изображающих природную среду, часто встречаются водные объекты: пруды, лужи и пр. Они не должны выглядеть ни зеркалами, ни бассейнами с идеально чистой водой. Во-первых, поверхность пруда может быть геометрически плоской, и тогда эффекты ряби будут создаваться за счет текстур и освещения. Или же рябь придется создавать с помощью геометрии. Для тихого пруда в лесу подойдет первый способ, если же нужно сделать быстро бегущий ручей, то струи воды придется рисовать полностью.

Для того чтобы передать глубину пруда, воду стоит сделать как объемный объект, то есть так, как она бы выглядела, если водоем полностью заморозить и достать весь лед. Далее следует тщательно подобрать свойства воды: величины прозрачности, преломления и отражения можно посмотреть в физическом справочнике. Существенно улучшит эффект наличие на дне растительности или каких-то предметов, только часть которых находится над водой: таким образом зритель увидит эффект преломления.

При создании урбанистических сцен моделирование (создание геометрии) обычно проще, чем в предыдущем случае. Сказывается обилие правильных форм: прямых линий и окружностей. Зато зритель, особенно горожанин, куда чаще видит подобную среду, и его гораздо труднее обмануть. В чем вы скорее заметите ошибку: в форме листа березы или банки кока-колы? Соответственно моделирование должно быть более точным, да и подбор текстур несмотря на их количество (большинство из них можно сфотографировать, не отходя далеко от дома) не стал проще.

Улицы города буквально покрыты следами жизнедеятельности людей: будь то брошенный окурок, тормозной след или масляное пятно на асфальте. Соответственно и 3D-реконструкция должна впитать в себя это влияние человека. Так же большинство предметов на улицах сильно изношены, что добавляет кучу проблем художнику.

Ржавчина — неотъемлемая черта города. И не во всех местах она одинакова: углы и стыки ржавеют быстрее. Не стоит оставлять без внимания дожди и брызги, которые летят от автомобилей. Из-за брызг мусорные контейнеры со стороны дороги всегда более грязные. А пятна ржавчины имеют потеки из-за дождей.

Городские лужи тоже сильно отличаются от тех, что можно встретить на природе. Почти наверняка ее поверхность будет покрыта хорошо знакомыми радужными пятнами. Дна, скорее всего, не видно, и вода в ней может быть грязной и неоднородной.

Фотография всегда была эталоном для компьютерных художников. Постепенно она стала эталоном реальности и для зрителя. Теперь многие 3D-работы включают в себя и недостатки фототехники, от которых могли бы легко избавиться. Я имею в виду конечную глубину резкости. Некоторые части кадра сознательно размываются, чтобы приблизить результат к фотографии. 3D-работы стилизуют под старые кадры, добавляя шум и царапины. Иногда применяется эффект «нечестного» отражения и окружения. Например, для визуализации автомобиля не всегда создается 3D-окружение. Достаточно бывает использовать некий аналог панорамной фотографии, установленный «вокруг» автомобиля. В результате машина будет находиться в той местности, что запечатлена на фото, и даже отражения и блики на кузове будут выглядеть натурально. Эта технология называется HDRI.

Обычные панорамные фотографии можно представить как развернутую поверхность цилиндра, раскрашенного таким образом, что если смотреть из его центра, то создается эффект присутствия. HDRI же представляет собой развертку сферы, на которую кроме изображения накладывается карта источников света и карта отражающей способности. Для создания таких файлов применяются программы, похожие на те, что прилагаются ко многим моделям цифровых камер для получения панорамных снимков.

В отличие от классического искусства, 3D далеко не всегда столь самостоятельно. Подавляющее большинство художников работает в индустрии кино и рекламы. И здесь они перестают быть деятелями искусств и превращаются в наемных рабочих. В этих областях обычно их задача сводится к экономии денег. Большинство кадров, которые в кинофильмах делаются при помощи компьютерной графики, с тем или иным успехом можно было бы снять и без использования 3D. Например, в недавнем фильме «Дневной дозор» сцену, в которой автомобиль Mazda RX8 ездит по фасаду гостиницы «Космос», можно было бы отснять на специально сделанной декорации фасада дома или используя уменьшенную модель автомобиля. Но гораздо дешевле и проще обойтись 3D, тем более что и качество ничуть не пострадало от такого решения.

Получается, что, стремясь к фотореализму, компьютерные художники не только достигают творческих высот, но и существенно расширяют область применения своего труда. До недавнего времени в кинематографе крупные планы с лицами главных героев оставались недоступными для компьютерной графики, но в конце концов и этот рубеж пал (в фильме «Кинг-Конг» главную роль играет полностью компьютерная обезьяна). В недалеком будущем могут появиться полностью компьютерные фильмы, неотличимые по качеству от снятых традиционным способом. И, конечно же, наступит время, когда, подобно живописи, копирование окружающего мира перестанет быть интересным и 3D-, и кинохудожникам.

Автор: Юрий Ревич

В отличную статью Сергея Озерова «Ремонт компьютеров своими руками» (КТ № 624) вкралась одна неточность, за что, впрочем, не стоит так уж сильно ругать автора — ошибка эта кочует из пособия в пособие уже лет, наверное, двадцать, так что впору говорить скорее о массовом заблуждении, а не об ошибке. А если еще точнее — требование, чтобы подключение портов СОМ, LPT и PS/2 непременно производилось при выключенном компьютере, скорее уместно назвать не ошибочным, а чрезмерным.