Informační technologie a výpočetní technika

    Když jsem si nedávno prohlížel některé vybrané prospekty z brněnských INVEXů minulých let, narazil jsem na velmi povedený leták (respektive dvojlist z magazínu Silicon World IV/95 str.43-46), který spolu s několika obrázky popisuje jeden z nejlepších softwarů pro tvorbu grafiky tehdejší doby (1995). A já si myslím, že není na škodu vědět o tom, v jakých prostředích se na superpočítačích s grafikou pracuje, aby si normální fanda počítačů mohl představit, jak vypadá software za statisíce dolarů.
    POZNÁMKA: Článek jsem překládal ze slovenštiny a proto se v něm mohou vyskytnout neobratné nebo nespisovné výrazy. Takže pokud máte nějaké připomínky stačí napsat.

GIG 3D GO

Rostislav Dudek

    V roce 1985 holandská animátorská lobby, dokonale frustrovaná omezováním své kreativity tehdejšími technologiemi ve světě počítačové grafiky (computer graphics), formuje vývojářské seskupení nazvané Automated Images. Cíl si stanovuje neobyčejně velkoryse: dát dohromady mezinárodní skupinu počítačových vědců, matematiků a fyziků, kteří v úzké spolupráci s výtvarníky a designery vytvoří úplně nový 3D modelovací a animačný software. Bude spojovat dva magické pojmy počítačové grafiky, solid modeling a raytracing. Produkt jejich úsilí je nyní na celém světě známý pod názvem GIG 3DGO.

    V roce 1990 je založena obchodně-marketingová společnost ELECTROGIG BV, která distribuje 3DGO na platformě SGI a SUN po celém světě.

    V roce 1992 vytváří ELECTROGIG BV novou alianci, která má zajistit přední postavení v široké sféře digital media software. Vzniká GIGLINX, který integruje narůstající počet specializovaných softwarových produktů do existující řady produktů GIG. ELECTROGIG BV je schopný dodat svým klientům v oblasti broadcast a video produkce komplexní systémy od 3D animace až po image processing a postprodukci. A exploze pokračuje...

    V květnu 1995 uvádí ELECTROGIG projekt GIGTIME - sadu nástrojů pro tzv. digital media production. GIGTIME zahrnuje kompletní řetězec digitální výroby videa, filmu a komerční animované tvorby. Jeho důležitou součástí a zároveň kmenovým produktem společnosti ELECTROGIG BV je samotný softwarový balík GIG 3DGO ve verzi 3.0. A právě na tento výjimečný produkt se podíváme blíže.

    GIG 3DGO je balík softwarových nástrojů na prostorové modelování, raytracing, animaci a výrobu speciálních efektů. Díky modulární struktuře a špičkovým algoritmům je připravený řešit komplexní úlohy a navíc poskytnout množství výhod.

    Jako uživatele Vás bude asi zajímat prostředí, v kterém budete pracovat (obr. 1). Uživatelský interface GIGu je dílem profesionálních grafiků a designerů. Vytvořili funkcionalistický a stylisticky čistý design jednotného prostředí tak, aby jste se mohli maximálně soustředit na to, co chcete docílit. Díky promyšlenému rozvrhnutí a barevnému rozlišení ovládacích prvků stane se GIG zakrátko Vašim důverným známým a můžu o něm z vlastní zkušenosti říct, že je skutečně "easy to use". Především grafici a výtvarníci, kteří nemají žádné předcházející zkušenosti s počítačem, reagují na první seznámení s GIGem velmi pozitivně. S neskrývaným nadšením vychutnávají intuitivnost objektového modelování a živý realistický vzhled svých prvních raytracingů.

obr. 1

    Raytracing jako finální operace vždy rozhodujícím způsobem ovlivňuje konečný výsledek precizní práce animátora. Určuje totiž nejenom kvalitu výstupu, ale ukrajuje často většinu času výroby animace. GIG raytracer patří mezi nejrychlejší vůbec, takže konečně méně stresu a více prostoru pro Vaši kreativitu. (Na okamžité posouzení vzhledu scény slouží jakási skica z modulu Raysketcher). Funkce jako enviroment map, hloubka ostrosti, motion blur, rendering do půlsnímků, alfa kanál a v neposlední řadě také parametrický raytracing řadí GIG raytracer ke špičce počítačové animace. Nakonec, jeho kvality můžete posoudit sami z ukázek v tomto článku.

    Poznat a oblíbit si GIG znamená pochopit jeho hlavní výhodu - solid modeling. GIG vytváří matematicky definovaný parametrický model, který se na rozdíl od polygonálního modelu vyznačuje absolutní tvarovou přesností nezávisle na výstupním rozlišení. Ten samý model bude stejně perfektní pro animaci v PAL rozlišení jako pro tisk na billboardy, a na jeho zaobleních nikdy nebudou vidět nežádoucí lomené hrany.

    Booleovské operace, tj. sjednocení, odčítání, průnik, seskupení a vnoření těles, jsou tu také definovány parametricky a jejích vyhodnocení probíhá až během samotného raytracing, čímž odpadá čekání při vytváření modelu. Zdrojové objekty zůstávají stále nedotknuté a je možné je kdykoliv změnit, nebo dokonce tyto změny animovat (obr. 3).

obr. 3

    GIG NurbsModeler^TM je modul zaměřený na modelování komplexních organických tvarů (obr. 2). Tentokrát hlavní myšlenka zní: definováním jednoduchých křivek vymodelovat složitý tvar. K dispozici jsou dva flexibilní principy modelování: swing a sweep. Swing je tvar, který vznikl rotací typického profilu podle trajektorie. NURBS MODELER^TM umožňuje rotační trajektorii a typický profil libovolně formovat a tak modelovat složitá rotační tělesa. Sweep je tvar, který vzniká vysunutím typického profilu po libovolné trajektorii. Objekt sweep může být definovaný také sérií interpolovaných a natáčených příčných řezů. A nakonec ještě bonbónek: GIG NURBS MODELER^TM zvládne morfing mezi objekty jakýchkoliv tvarů, nezávisle na počtu vrcholů.

obr. 2

    GIG Sculptor^TM představuje špičkový iso-surface modeler, plně integrovaný do prostředí GIGu. Technologie iso-surface je díky plynulým, měkkým přechodům mezi objekty (primitivami) a jejich materiály ideální nástroj na vytváření a animaci složitých organických tvarů (obr. 4). Uživatel může v reálném čase volně kontrolovat způsob přelivu hmoty ve styku těles pomocí pěti parametrů, ze kterých jsou nejdůležitější intenzita a dosah pohlcení.

obr. 4

    MAPFACTORY^TM - to je skutečně jakási továrna na textury, ve které můžete libovolně kombinovat bitmapové textury s 2D a 3D procedurálními mapami interaktivním sčítáním, odčítáním nebo násobením. (Připomeňme si důležitou vlastnost procedurální mapy: při vizualizaci může být donekonečna zvětšována a neutrpí tím její vizuální kvalita.)

    TEXTURE EDITOR je takříkajíc čerstvý modul, který od verze 3.0 skvěle doplňuje schopnosti MAPFACTORY. Zde se děje ta pravá materiálová alchymie. Parametry barev, textur, reflexe, transparence, indexu lomu světla, charakteru odlesku, zdrsnění či rozvlnění povrchu, neonových efektů; to jsou jen některé z možností mocného TEXTURE EDITORa. Kromě toho je k dispozici rozsáhlá galerie přednastavených materiálů a způsobů mapování textur. Samozřejmostí je preview aktuálního nastavení v reálném čase. Doplňuje ho Render Window, ve kterém můžete posoudit Váš editovaný objekt ve vztahu k okolní scéně (obr. 5). Dostali jste chuť oživit scénu animovanou texturou? Není nic lehčího: všechny parametry v TEXTURE EDITORu mohou být ovládány B-spline časovými křivkami.

obr. 5

    Animování v GIGu spočívá na jednoduchém principu: uživatel definuje tzv. fixováním libovolné množství klíčových pozicí. Když je spokojený, doladí průběh animace pomocí B-spline časových křivek (time curve) a ostatní práci už GIG automaticky vykoná interpolací. Platí pravidlo: všechno, co dovolí GIG editovat, dovolí i animovat.

    Díky GIG FlowMotion ve Vašich scénách zavládne gravitace, zafouká vítr, rozvlní se hladina, nebo necháte objekty jednoduše explodovat! Na objekty může působit libovolné množství vektorových silových polí různého charakteru a intenzity. A nejenom na objekt, ale v případě NURBS a free-form i na jeho individuální body (výsledkem je morfing objektu). Výsledné animace je možné uložit, editovat a modifikovat jako normální animační soubory v 3DGO.

    Na závěr jsem si nechal dvě největší zbraně z arzenálu GIG 3DGO, moduly Particles a Organic. To co s nimi vytvoříte, už nejsou jen obrázky. Je to živý virtuální svět s pevnými zákony. Nakonec posuďte sami: částicový systém modulu PARTICLES umožňuje jakýkoliv objekt konvertovat na emitor částic - k dispozici máte více jak devadesát parametrů popisujících jen jejich vlastnosti (jako počáteční rychlost, velikost, tvar, délku života, tření a pružnost při styku s překážkou), pro každý parametr můžete definovat míru náhody (pravděpodobnost), na vytváření částic může mít vliv působení silových polí z FLOWMOTION, můžete je nechat téct potrubím nebo měkce padat jako sníh. Po přiřazení materiálu se stávají částice plnohodnotnou součástí trojrozměrné scény, například v podobě vodopádu nebo plápolajícího ohně (obr. 6). Chybí už tu jen silueta sedícího člověka.

obr. 6

    GIG ORGANIC nabízí ještě víc: modelování a animaci lidských postav, zvířat, rostlin... Jednoduše vytvoříte kostru (pro každý kloub je možné určit stupeň volnosti), na kterou se potom upínají svaly. Na kostru se svalstvem mohou být převedeny všechny modely z GIG 3DGO. Díky inverzní kinematice a pružnosti se mohou organické objekty pohybovat pod vlivem grafitace a detektoru kolizí, případně působením stejných silových polí jako na částice v PARTICLES.

    Takže GIG čeká na Vás. On sám neví, co všechno dokáže - Vy to víte lépe!

Ing. Arch. Rastislav Dubek je špecialistom na 3D animáciu vo firme CAADG A&P s.r.o., ktorá je resellerom GIG produktov pre Slovensko a Čechy.
Kontakt: Nevädzová 5, 821 01 BRATISLAVA, Tel/Fax: 07/232 965, 2907 357, 5229 733.

Dále jsem obdžel oficiální adresu firmy GIG:
Kevin Meredith
Director of Marketing
Global Information Group
www.gig3d.com
454 South Anderson Rd., Suite 214
Rock Hill, S.C. 29730
kevin@gig3d.com
(803) 327-6790, ext. 225
Poznámka (22. 8. 2001): Webové stránky gig3d.com jsou zatím pouze ve výstavbě.

Informační zdroj: INVEX Brno, 1996, prospekt.

 Hot Tip: Podívejte se na stránky humorného školního časopisu PRD (Pravidelný Redakční Drb):
 

Pokud chcete sledovat tyto stránky (kdy budou změněny), tak se zaregistrujte sem: