Направление «Прикладная математика и информатика»

Кафедра программного обеспечения систем радиоэлектронной аппаратуры
при АО «Концерн «Вега»

Московский технологический
университет


Институт кибернетики

 
    

Средства и технологии 3D-графики и спецэффектов



Александр СТАРИКОВ
выпускник кафедры 536 (2011 г.), OOO "СиДжиЭф", FX TD

Тезисы:

Трехмерная компьютерная графика имеет широкое применение. Мы сталкиваемся с ней в кинофильмах, анимационных мультиках, рекламе, в электронных презентациях, дизайне интерьеров и экстерьеров, и, конечно же, компьютерных играх (речь идет не только об игровом процессе, но и о сюжетных фильмах-связках). В последнее время все чаще можно встретить масштабные видео-мэппинги - проекции графики на здания. Или проекции на более простые объекты, например, автомобили. Если мы говорим о создании видеофрагментов с элементами трехмерной графики, то процесс ее создания можно упрощенно разбить на следующие этапы:

  1. Создание модели трехмерного объекта (здесь и далее речь идет о виртуальной модели в памяти компьютера). Любая трехмерная модель обычно состоит из следующих элементов: точки, ребра и полигоны.
  2. Создание шейдеров (имитация материалов, из которых состоит объект).
  3. Создание трехмерных декораций (лейауты). Это, фактически, такие же трехмерные объекты, сделанные в большом масштабе: рельефы местности или помещение, где будет происходить действие.
  4. Если у нас предполагается движение объектов или их деформация, то очередным этапом является создание анимации модели (от латинских слов анима, аниматус: душа, живой).
  5. Настройка освещения, расстановка камер (почти как на съемочной площадке, только, опять же, виртуально).
  6. Визуализация (рендеринг) - это запуск алгоритма просчета освещения в трехмерной сцене и отработки шейдеров на свету. Результатом является изображение, на сленге - рендер. Секвенция изображений складывается на этапе монтажа в видеоряд (так же, как это делают видеокамеры).
  7. Композитинг - наложение рендеров на съемочный материал. Иными словами, комбинированные съемки, только в качестве некоторых слоев используются изображения, сгенерированные компьютером.
  8. Цветокоррекция и монтаж. Это стандартные этапы видео- и киноиндустрии. И не важно, какой материал приходит на этот этап: съемка с киноплощадки или наши трехмерные рендера. А еще лучше, когда зритель этой разницы также не видит.

Существуют универсальные программные пакеты для создания трехмерной графики. Самый популярный из них: Autodesk 3ds Max (с дополнительным плагином-визуализатором V-Ray). Сюда стоит добавить такие пакеты, как: Autodesk Maya, Maxon Cinema 4D, Blender 3D, SideFX Houdini. Отдельно стоит упомянуть софт для проведения седьмого этапа - композитинга: The Foundry Nuke (чаще - кино), Adobe After Effects (чаще - короткая графика, теледизайн и реклама).

У программного пакета Houdini FX есть несколько отличительных особенностей:

  1. Атомарность операций. Мы можем создавать и менять трехмерный объект по любому алгоритму. Т. е., фактически, мы можем сделать все что угодно.
  2. Нодовость: любое действие в Houdini описывается как набор узлов, преобразующих поток данных для получения требуемого результата.
  3. Процедурализм: все меняющиеся данных можно связать друг с другом. Можно сделать простое управление алгоритмом в виде нескольких настроек, или его адаптивное подстроение под меняющиеся входные данные.
  4. Unix-подобная структура трехмерной сцены.
  5. Поддержка трех языков программирования: внутренний HScript, Си-подобный VEX и Python.

Специальность FX заключается в создании сложных трехмерных эффектов, таких как: взрывы, разрушения, атмосферные явления и построение сложных параметрических трехмерных объектов.

FX сочетает в себе навыки дженералиста (человека, который умеет работать на любом из этапов создания трехмерной графики), программиста и математика.

МОСКВА 2017