Blender - 3D своими руками

Как было сказано в анонсе, речь в статье пойдет о продукте под названием Blender - пакете для работы с 3D-графикой, который заработал очень большую популярность не только в среде фанатов программного обеспечения с открытым кодом, но и среди профессионалов от индустрии компьютерной графики. К примеру, его использовали во время создания второй части киносаги о похождениях Человека-паука. Искать же причины такого положения вещей стоит, отталкиваясь в первую очередь от возможностей, которые Blender предлагает своим пользователям.

Перед тем как начать более детальный разбор, обратим внимание на один из основных доводов среди множества других, которые озвучивают люди, выбравшие для себя Blender. Это скорость, причем имеется в виду не какая-то абстрактная величина; скорость тут проявляется во всем: моделирование, текстурирование, работа с анимациями и, конечно же, во время рендеринга. Следующий момент: Blender занимает очень мало места - всего около 20 Мб. Кому-то это покажется невероятным, особенно учитывая тот факт, что большинство конкурентов весят сотни, но это так.

Кроме того, устройство и архитектура продукта позволяют работать с ним, вообще не устанавливая на компьютер. В случае с Blender нам достаточно лишь папки с файлами, поэтому можно всегда носить с собой, к примеру, лазерный диск с рабочей версией продукта, если того требуют обстоятельства.

Из недостатков частенько выделяют интерфейс, который практически с самого начала стал предметов долгих и жарких споров у общественности. Он действительно очень сильно отличается от подходов в других 3D-пакетах. Однако ряд экспертов утверждают, что на самом деле у Blender, пожалуй, самый гибкий на данный момент интерфейс, который можно настраивать до самых мельчайших деталей. К примеру, сделать привычное четырехоконное пространство - вопрос одной-двух минут. Также кого-то может отпугнуть слишком большое внимание в Blender "горячим" клавишам, хотя их большинство профессионалов используют постоянно, ибо этот способ гораздо быстрее, чем оперирование многоуровневыми диалоговыми окнами.

История

История Blender берет начало в далеком 1988 году, когда Тон Рузендаал (Ton Roosendaal) стал одним из основателей анимационной студии NeoGeo, которая довольно быстро выросла до самой большой в Нидерландах и даже завоевала ряд наград. Ко всему прочему в обязанности Тона входила и разработка программного обеспечения для внутреннего использования. После некоторых размышлений Тон пришел к выводу, что инструментарий NeoGeo был далек от оптимального и нуждался в тотальной переделке фактически с нуля. Таким образом, в 1995 году эта переделка стартовала и вылилась в 3D-пакет, известный нам теперь как Blender.

Интерфейс Blender

Затем Тон покинул NeoGeo и организовал в 1998 году собственную компанию Not A Number, основной коммерческой задачей которой являлись разработка и дальнейшее продвижение продукта Blender. Концепция строилась следующим образом: Тон решил предоставить потенциальным клиентам компактный, кроссплатформенный и бесплатный набор 3D-инструментов. Первое публичное представление Blender состоялось в 1999 году на выставке Siggraph и было встречено с поразительной доброжелательностью. Более того, там Blender стал хитом, что привело к финансированию в 4,5 миллиона евро, полученным Not A Number, штат которой впоследствии сильно разросся до внушительных 50 человек, работавших в Нидерландах, США и Японии.

Летом 2000 года был выпущен Blender 2.0 с рядом серьезных нововведений, одним из которых был интегрированный игровой движок. К концу того же года число зарегистрированных пользователей бесплатного 3D-пакета перевалило через отметку в 250 000 человек. Но, к сожалению, амбиции Not A Number резко расходились с ее рыночными возможностями и рыночными реалиями того времени, следствием чего стал "перезапуск" Not A Number с гораздо меньшим размахом и с новым инвестором в апреле 2001 года. Через шесть месяцев был выпущен первый коммерческий продукт от вновь созданной компании - Blender Publisher, - но его продажи не оправдали надежд, и инвесторам пришлось закрыть любые проекты, связанные с этим направлением, включая разработку пакета для работы с 3D-графикой.

Однако, несмотря на все трудности, Blender не остался без поддержки пользователей, которых привлекали комплексный подход в первую очередь к внутренней архитектуре продукта, множество интересных возможностей, так и оставшихся незавершенными, и нестандартное решение интерфейса. Но поскольку начинать все в третий раз с чистого листа на коммерческой ниве смысла не было, Тон в марте 2002 года создал фирму Blender Foundation, основная цель которой заключалась в том, чтобы продолжить разработку одноименного продукта и постараться максимально продвинуть его как проект с открытым кодом.

Разумеется, проблем было великое множество, а самая серьезная из них заключалась, пожалуй, в отсутствии у Тона прав на пакет Blender и его исходный код. Поэтому он и еще несколько энтузиастов развернули активную кампанию по сбору средств, необходимых Blender Foundation для покупки этих прав. К огромному удивлению общественности всего за семь недель была собрана сумма в 100 000 евро, чего хватило для урегулирования всех юридических вопросов. И вот 13 октября 2002 года Blender был явлен миру уже под лицензией GNU General Public License (одна из самых распространенных на сегодняшний день open-source-лицензий).

Если же говорить о функциональности описываемого 3D-пакета и его особенностях, то их хватило бы и на серию статей. Но мы все же попробуем дать более-менее полную картину в целом.

Интерфейс

Как уже упоминалось выше, Blender определенно удивит любого нового пользователя, особенно если пользователь до этого имел опыт общения с другими продуктами для работы с компьютерной графикой. На притирку требуется время, и касается это прежде всего интерфейса. Опять же повторяя мысль из вступления: интерфейс здесь является полностью настраиваемым. То есть при желании можно сделать столько окон и панелей инструментов, сколько захочется. При этом имеется возможность в рамках одного рабочего пространства совмещать как несколько видов для моделирования, так и окна для более специфичных задач (редактор анимаций, UV-редактор и т. д.).

Моделирование в Blender

Кроме того, внутреннее устройство Blender также существенно облегчает управление большими проектами. К примеру, любая сцена здесь разбита на слои (этот термин хорошо знаком тем, кто когда-нибудь видел Adobe Photoshop и другие подобные программы), а объектно-ориентированный подход к построению этих сцен позволяет безболезненно автоматизировать весь рабочий процесс от начала и до конца. Имеется функция Undo на всех уровнях.

Подмодули:

• редактор анимаций с помощью кривых и ключей;
• встроенный текстовый редактор для создания скриптов;
• возможность представить рабочую сцену в виде диаграммы;
• простой редактор нелинейного монтажа видео;
• редактор персонажной анимации;
• микшер для нелинейной анимации;
• редактор изображений и разверток;
• диалоговые окна для выбора файлов и изображений.

Моделирование

Blender наряду с поддержкой большинства геометрических примитивов (plane, cube, sphere и т. д.) позволяет работать с поверхностями NURBS, кривыми Безье и B-spline, metaballs, векторными шрифтами (TrueType, PostScript, OpenType). Непосредственно при моделировании меша (mesh) пользователь может выделять вершину, край полигона или сам полигон. Также в наличии имеются различные булевые функции. В дополнение стоит отметить и режим catmull-clark, который при активации берет исходный объект в качестве базы и создает новый, более гладкий объект с большим количество полигонов.

Опции моделирования меша в Blender:

• extrude;
• bevel;
• cut;
• spin;
• screw;
• warp;
• subdivide;
• noise;
• smooth;
• soft selection для моделирования органики.

А благодаря полноценной поддержке скриптового языка Python, заложенной в Blender, пользователь может разработать свои собственные инструменты или воспользоваться готовыми, которые лежат в свободном доступе в Интернете. То же самое касается и плагинов для импорта из других форматов и экспорта в них.

Анимация

Основное средство оживления персонажей в Blender - это скелетная анимация. Для пользователя имеется: удобный и интуитивно понятный интерфейс построения самого скелета и дальнейшего присваивания вершин костям, автоматический skinning, а при необходимости во время распределения веса между вертексами можно воспользоваться встроенной утилитой для 3D-рисования.

Риггинг в Blender

Кроме того, для операций с уже готовыми анимациями, которые создаются при помощи keyframes, есть неплохой микшер с возможностью автоматизировать циклы ходьбы по заданной траектории. В дополнение в ряде ситуаций пригодится возможность использовать lattice deformation, что бывает особенно востребовано при работе с лицевой анимацией.

Рендеринг

Blender имеет, по мнению общественности и экспертов, достаточно неплохой встроенный raytracer, который рендерит относительно быстро, а качество финальной картинки находится на вполне приемлемом уровне для встроенных рендеринговых систем, но все-таки уступает коммерческим аналогам. Возможности заметно расширяются при использовании продукта под названием Yafray, который является еще одним продуктом с открытым кодом. Также можно обратить внимание на другие внешние системы: Renderman, Povray, Virtualight.

Из базовых функций также стоит отметить следующие:

• oversampling;
• эффекты для постпродакшна, выбор которых, конечно, не сбивает с ног, но для начала их точно хватит;
• light maps;
• возможность настройки бликов, линз и тумана;
• процедурные текстуры;
• radiosity.

В завершение статьи упомяну еще одну особенность Blender, которую в любых других 3D-пакетах вряд ли можно найти. Речь идет о встроенном игровом движке. Иными словами, у пользователей Blender есть возможность не только создавать 3D-сцены и 3D-объекты, но еще и использовать их, если требуется, в собственной игре, причем не выходя из основной программы. Разумеется, как уже говорилось в самом начале, выбор многих в сторону коммерческих 3D-пакетов на данный момент логичен, но хотя бы ознакомиться с Blender рекомендуется.