Jeden z nejrozšířenějších programů pro modelování, animaci a vizualizace vznikl z aplikace 3D Studio napsané pro prostředí MS-DOS. Již první verze 3D Studia se stala velmi populárním nástrojem pro 3D zobrazení a prezentace staveb, především díky možnostem importu a exportu formátu DWG a DXF. V době uvedení čtvrté verze již tým designérů a programátorů začal pracovat na tajném projektu – 3D Studio MAX pro platformu Windows NT. 3DS MAX verze 1.0 se pak stal základem všech dalších verzí včetně později odděleného produktu 3DS VIZ.

U druhé verze 3DS MAX došlo ke vzniku téměř identického programu s názvem 3D Studio VIZ. Ten byl zamýšlen jako ořezaná verze produktu MAX určená pro architekturu a jiné profese, které by mohly postrádat přítomnost objektové animace. V programu tedy zůstaly pouze animace světel a kamer, nikoliv všech objektů, materiálů a jejich modifikátorů. Navíc v 3D Studiu VIZ přibylo několik nových stavebně specifických funkcí pro tvorbu oken, dveří, zdí, schodišť, zábradlí, lehkých fasád, příhradovin, terénu a objekty zeleň jako keře nebo stromy. V další verzi produktu VIZ R2 došlo k mnoha vylepšením, základní rozdíl pak představovala technologie DWG Link, umožňující připojit k modelované scéně libovolný počet externích DWG souborů.

V další verzi 3DS VIZ R3 nedošlo k mnoha podstatným změnám, navíc přibylo pár doplňkových funkcí jako třeba vykreslování objektů se skrytými hranami, přetrvávala stále kontinuita a vzájemná kompatibilita mezi modely vytvořenými v produktech VIZ a MAX.

Uvedení VIZu 4 pak znamenalo zásadní průlom v tvorbě vizualizací pro produkty Autodesku. Kromě zrušení přímé kompatibility s produktem MAX přinesl nový produkt samé příznivé zprávy. Nic nebránilo okamžitému nasazení nového osvětlovacího systému včetně použití fotometrických světel, neboť ve verzi R3 již výrobci světel připravili předem své produktové katalogy příslušnými tabulkami fyzikálních vlastností světel. Díky zpětné kompatibilitě starých modelů a materiálů bylo možné okamžitě světelně ověřit v novém programu řadu starších projektů…

Metody zobrazení a osvětlení

Nové světelné funkce ve VIZ 4 nesou souhrné označení Global Illumination Engine (GI). Pracují s distribucí světla od zdroje do okolního prostoru, podporují distribuci světla formou radiosity pomocí plošek (rychlejší, méně přesné) i pomocí svazku fotonů (pomalé, přesné) nazývanou též jako regathering.

Schéma výpočtu raytrace obrazů

Distribuce světla a počítání následných odrazů pomocí plošek zvládal už program Lightscape. VIZ ale pracuje trochu odlišněji. Rozděluje modely do plošek volitelné velikosti a počítá osvětlení přímo pro modelovanou scénu. V programu Lightscape bylo nutné vymodelovanou scénu převést na tzv. Lighting model ve kterém pak probíhal výpočet osvětlení, ale nebylo v něm již nijak možné měnit geometrii. Stejně tak nebylo možné zpětně importovat vyladěné nastavení a pozice světel do změněného modelu či zcela jiné scény.

Pokud tedy ve Vizu proběhne výpočet radiosity (často může trvat desítky minut nebo i hodin), lze měnit interaktivně vzhled i barvu materiálů nebo přemisťovat objekty jejichž změna nebude působit příliš viditelné chyby v celkovém světelném kontextu scény. Není tedy nutné přepočítávat světelné řešení při každé drobné změně v modelu. Každý objekt si navíc pamatuje a uchová své hodnoty nasvícení až do doby kdy se nějak změní jeho geometrie.

Schéma výpočtu radiosity pro integrovanou scénu

Radiosita ve VIZu 4 pracuje s prostupem světla průhlednými objekty, odrazivostí, barevností a hrubostí povrchu. Simuluje všechny obecné typy světel – bodové, kulové, lineární, plošné zdroje, většinu typů žárovek a zářivek, v případě potřeby simuluje svítivost jakéhokoliv materiálu či objektu, lze tedy používat zcela neomezenou škálu světelných zdrojů.

Příjemná možnost programu je též simulace polohy slunce na obloze. Pokud tedy potřebujete udělat studii osvětlení objektu na jakémkoliv místě na Zemi v jakémkoliv čase a ročním období, stačí zadat zeměpisnou polohu a vytvořit si sluneční systém. V případě potřeby lze i animovat, můžete si jednoduše udělat představu o proměnách osvětlení v objektu v průběhu celého dne.

Možnosti tvorby materiálů

Materiálové schopnosti VIZu 4 jsou téměř neomezené. Tvorba materiálů a práce s vlastnostmi povrchů využívá obrovské variability zděděné po 3DS MAX, nová verze VIZu navíc ještě přidává typy materiálů specifické pro přesný výpočet odrazu a prostupu světla. Zvládnutí a vhodné použití pokročilých složených a vrstvených materiálů a masek průhlednosti ušetří mnoho práce s prováděním detailů a pomáhá snížit složitost scény. Součástí VIZ R4 jsou též knihovny předem připravených architektonických materiálů v několika kategoriích – například dřevo, podlahoviny, zdivo, betony a mnoho dalších kategorií včetně složených materiálů pro parametrické objekty oken, dveří, schodišť a podobně. V případě použití složených objektů jsou tedy materiály automaticky rozděleny na příslušné povrchy – sklo na okenní tabulky, kov na kliky a zábradlí, dřevo na rámy a podstupnice a podobně.

Editace objektů

Uživatelé kteréhokoliv 3D Studia, stejně tak i VIZu 4 nemusí téměř vůbec používat funkci „zpět“. Již od 3DS MAX R1 je totiž základem editace objektů takzvaný zásobník modifikátorů. Každý objekt disponuje svým zásobníkem a každá objektová úprava se uloží jako vlastnost navěšená na základní tvar a parametry objektu. Lze se tedy kdykoliv vrátit k původní definici objektu a změnit třeba jeho výchozí délku nebo výšku ačkoliv je samotný objekt úpravami již změněn k nepoznání. Každá z úprav je parametrická a změny se projevují okamžitě po zadání číselné hodnoty. Návrat k výchozímu stavu objektu se provede buď vynulováním jeho hodnot nebo dočasným zákazem jeho působení na objekt. Všechny modifikátory lze libovolně kopírovat a přesouvat mezi objekty. S jedním modifikátorem lze měnit více objektů současně, ve verzi R4 můžete modifikátory i pojmenovat dle libosti – například „výška podlaží“ nebo „barva dřeva“. V takto upravených scénách se jistě budete vy i vaši kolegové lépe orientovat.

Animace

Možnosti animovat výsledný projekt jsou velmi rozsáhlé, zahrnují možnosti animace průjezdu kamery po libovolné cestě kolem objektu, nebo třeba otvírání dveří a oken či spouštění žaluzií. Jakýkoliv objekt ve scéně se tedy může pohybovat, rotovat apod. Omezení oproti dražšímu a komplexnějšímu programu MAX jsou pro architekturu ne příliš podstatné. Nelze například animovat textury na objektech, morfováním přetvářet jeden objekt do druhého, nelze animovat vnitřní změny vlastností objektů nebo složité částicové systémy. Překvapivě byla ve Vizu ponechána inverzní kinematika, takže nic nebrání v modelování strojových součástí a jiných pohyblivých hračiček jako třeba ruka automatického robota nebo soukolí stroje.

Tvorba vlastních parametrických objektů

Součástí verze R4 je také nový objekt typu „Assembly“. Tento objekt je vlastně seskupení více jiných objektů různých typů – třeba klasická geometrie spojená s objektem světla. Výsledek pak funguje jako jeden objekt obsahující ve svých vlastnostech přepínače, kterými lze dodefinovat vybrané vlastnosti jednotlivých objektů v něm obsažených. Například když označíte model lampičky, lze okamžitě volit ztlumení nebo vypnutí světla, když vyberete složitý model automobilu, lze okamžitě zadat například úhel otevření dveří. Tato funkce je ideální pro výrobce architektonických doplňků, například světel a nábytku. Některé příklady této technologie můžete stáhnout třeba ze stránek ww.erco.com nebo ww.hermanmiller.com. Objekty typu Assembly si můžete vytvořit i sami dle libosti a potřeby.

Co lze čekat v další verzi?

Po velmi dlouhé odmlce po vydání VIZ R4 by měla být v polovině roku 2004 uvedena nová verze VIZu, překvapivě pojmenovaná VIZ R6. Označení R5 bylo přeskočeno nejspíše z několika důvodů. Nejvážnější důvod je pravděpodobně snaha Autodesku / Discreetu o dodržení souběhu číslování obou řad MAX i VIZ, a MAX R6 byl již na trh uveden na podzim 2003. Další důvod souvisí právě s uvedením MAX R6 na trh. Zatímco verze VIZ R4 byla vyvinuta jako víceméně samostatný program nezávislý na MAX R4 a obsahující řadu odlišných funkcí, verze MAX R5 převzala nový světelný systém VIZ R4. MAX R6 nyní převzal všechny ostatní funkce vyvinuté v předchozích verzích VIZu. VIZ R6 tedy opět nebude nic jiného než ořezaná verze MAX R6. Velmi prostý a logický postup, který nejspíše uspokojí jak uživatele dražšího MAXu tak i levnějšího VIZu. Jedna skupina dostane navíc řadu funkcí vyvinutých specificky pro aplikaci v architektonických vizualizacích, druhá skupina pak bude mít zajištěnou bezproblémovou spolupráci a výměnu dat s dražším animačním a modelovacím systémem, stejně jako lepší stabilitu při práci.

Jaké funkce a vylepšení tedy dostane do vínku nová verze VIZ R6? To si řekneme již příště při podrobné recenzi programu MAX R6.

Použité ilustrace z uživatelské příručky k Autodesk VIZ R4.

Zdroj:

www.e-architekt.cz