DPIT  3, víc jak obyčejný plugin - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

11. srpna 2005, 00.00 | Samir Kharchi je ve světě uživatelů CINEMY 4D velmi známou
osobou a to hlavně mnoha pluginy, které jsou volně šiřitelé, tak
nástroji komerčními. Přitom vyvíjí také nástroje, za které by se
nemusely stydět mnohé podstatně větší společnosti. Jedním z nich je generátor nejen rostlin DPIT 3. Nástroj pro tvorbu rostlin, travin, krajiny, vodních ploch, či takřka neomezeně velkých scén.

Když jsem viděl DPIT (www.dpit2.de) poprvé, to bylo demo verze 2, tak jsem si pomyslel „vlastně jen jiný XFrog“. A měl jsem v zásadě pravdu, skutečně se jedná o nástroj, který XFrog silně připomíná. Jenže jak čas běží, tak Samir připravil novou verzi, a u té toto srovnání neplatí. Tedy neplatí do té míry, že se jedná o nástroje se stejným obsahem, jen jinou formou. Rostliny se s novým DPITem tvoří stejně snadno jako s XFrogem, ale mimo to obsahuje nástroje, které XFrog ani náhodou nemá. Obsahuje velmi sofistikovaný generátor krajin, který pracuje na systému unikátního mixážního centra různých typů šumů a matematických operací, které je různě míchají a upravují. Jedná se přitom u šumy, které nejsou přebírané z C4D, ale o šumy zcela unikátní.

Další oblastí je tvorba realisticky vyhlížejících travin. Jedná se o nástroj, který je de facto odvozený od starého pluginu Hair Department, ale který na rozdíl od svého staršího brášky umí mnohem více. Od skvělého řízení hustoty a podobných parametrů na základě obrázků (to může být skvělé při použití pro tvorbu vlasů), přes pokročilé ovlivnění vlasů vnějšími vlivy jako větrem (to bylo v omezené míře i u starého pluginu HD), tak hlavně umí do jisté míry kolize vlasů/trávy s jiným předmětem.

Dalším, velmi vydařenou součástí, je nástroj pro generování vodní hladiny, tedy vlastně jakýsi deformátor. Ten můžeme v jisté podobě znát z JENNY, ale Samir je důkazem, že když dva dělají totéž, tak to totéž ještě nemusí být… 

Zapomenout nesníme na to, že plugin obsahuje ještě jeden zcela unikátní nástroj, který je sám o sobě i přes některá dílčí omezení nesmírně hodnotný. A to nástroj pro tvorbu tzv. Volume instancies, jakýchsi objemových instancí, které však pracují na jiném principu jak instance nám známé a běžně používané. Jedná se o technologii, díky které lze vytvořit opravdu realisticky vyhlížející a také se chovající les plný stromů, technologii, která je sto vyrenderovat objekty s celkovým počtem mnoha miliónů polygonů v rámci několika minut. A to je věc nevídaná.

Aby toho nebylo opravdu málo, tak všechny tyto „modelingové“ nástroje jsou doplněné celým spektrem zajímavě pracujících shaderů, které v mnoha ohledech vylučují nutnost použití textur pro vytvoření skutečně realistického objektu. Jistě nebude od věci, pokud se tedy na to vše podíváme trochu zblízka a postupně si představíme Samirem připravené nástroje.

Musíme ale, chtě nechtě, vše trochu rozdělit, protože plugin je opravdu hodně rozsáhlý.

Začít musíme opět obecnými informacemi, jinak to asi nejde. Plugin se instaluje do obligátního místa, tedy do adresáře Pluginy, který je v hlavním adresáři CINEMY 4D. Poté, tedy po spuštění CINEMY 4D najdeme plugin jak v menu Pluginy, tak ve Správci materiálů a také ve Správci objektů, menu Soubor. Je toho opravdu hodně, a tak se nejdříve pojďme zorientovat v tom, jak začít.

V menu Pluginy se totiž neobjeví klasický výčet nástrojů (pod položkou DPInstantTree 3 – ostatně snad je to souhrou náhod, právě poslouchám Deep Purple, také DP), ale jen drobné menu se čtyřmi položkami. Nástrojem je z nich jen jedna, a to Monkey Sticher, který náleží k oblasti generování map povrchu (tedy vlastně ke generátoru krajin). Další dvě položky jsou spíše informativní, první nám představí autora pluginu a druhá nás odkáže do diskusního fóra aplikace. A poslední? Tedy vlastně první, ta je nejdůležitější, tou se otevře drobné plovoucí menu, které v několika logicky vyčleněných kategoriích obsahuje všechny „modelační“ příkazy. To je jedna z mála vad na kráse, které plugin má. Preferoval bych spíše klasickou paletu a nebo kontextové menu. To si samozřejmě můžeme připravit sami, ale prostě mám rád pohodlí :-).    

Celá pracovní nabídka pluginu vyvolaná z menu Pluginy je rozdělená do několika logických oblastí, což jsme ostatně tak trochu naznačili již v úvodu. Tyto oblasti jsou Trees/Flowers, Organics, Grass engine (zmodernizovaný HD), Landscapes, Misc. a Nature Library.

Trees/Flowers

Abych pravdu řekl, alespoň zpočátku jsem měl silný dojem, že vlastně vidím XFrog. Systémově je totiž tvorba stromů s XFrogu opravdu velmi podobná, vše se skládá z jakýchsi větví, které jsou vždy tvořené cestou a profilem, dalšími větvemi a vrcholovým objektem. Musím přiznat, že v některých oblastech mi přijde lepší XFrog, v jiných DPIT. Podle mého je u XFrogu lepší propojení vrcholového objektu s „větví“, zato DPIT má jinou opravu vynikající vlastnost. A to, že lze použít pro vytvoření větve, ale spíše kmene či nerozvinutého květu dvě profilové křivky a řídit tvar přechodu mezi těmito křivkami. Tedy lze tak vytvořit objekt, který má v délce proměnlivý tvar průřezu! Musí se při tom ale zajistit jedna věc. A to, že obě křivky musí mít stejný počet bodů a to i interpolovaných. Skvělá je také možnost využití mnoha typů parametrických křivek, ale hlavně křivky typu „SuperShape“, která je unikátní právě DPITu a kterou lze vygenerovat opravdu neuvěřitelně komplexní tvary. Právě díky tomuto typu křivky lze generovat opravdu krásné náběhy kořenů kmene stromu, které vypadají jako živé…

Když jsme u těch křivek. SuperShape má dvě varianty, 2D a 3D. 3D verze vytváří jakousi rotační verzi téhož. Křivky jako takové jsou však primárně generované pomocí objektu SplineGenerator, který nabízí mimo uvedeného typu SuperShape také běžné parametrické křivky včetně vzorce. SplineGenerator má oproti běžným křivkám, které samozřejmě lze také použít jednu obrovskou výhodu. A to, že interpolace křivky je řízená přímo nastavením objektu DPIT instant Tree (tedy jakési obdoby objektu Větev u XFrogu).

Zpět k větvím, tedy objektům DPIT instant Tree. Podobně jako u Xfrogu se řídí distribuce dalších objektů na větvi pomocí různých řídících křivek, lze samozřejmě propojovat růst jednotlivých elementů – celého stromu, velikost profilů a podobně. Nabídka je velmi široká a, řekl bych s ohledem na XFrog, standardní.

Velmi zajímavou oblastí jsou vnější vlivy, které mohou na strom a jeho větve působit. Je zde jeden velmi silný objekt, který definuje tropismus, tedy vlivy na větve. Těchto objektů lze mít na cestě větve, na kterou se definují několik a vlivy se „sčítají“. Mimo to se tímto objektem definuje také vliv větru a podobně, přičemž tento vliv je definovaný animovaným šumem. Vůbec využití šumů pro různé variace je u tvorby stromů v DPITu obrovsky široké. Velmi zajímavý nápad, řekl bych, rozhodně pro běžného smrtelníka upotřebitelnější jak možnosti programování C.O.F.F.E.E. u objektů pro náhodné variace. Ten mi přijde v základním rozsahu trochu slabší, ale vlastně je silnější jak u XFrogu, protože je otevřený… Má tedy čtyři základní režimy a další možnosti si můžeme klidně vyrobit, ale kdo to umí…

Široké možnosti jsou také v oblasti fylotaxie, tedy u generování okvětních lístků. Pro generování těchto objektů se využívá objekt Dubber, ale jeho použití je o něco širší, jak by se mohlo zdát. Lze jej totiž využít i pro jiné typy rozmístění instancí jak „cylindrické“, které bychom u fylotaxie očekávali.

Do tvorby stromů a květin náleží ještě jeden objekt (mimo objektu listu), který má opět širší použití jak bychom čekali. A to objekt, který instance umisťuje na ploše. Pěkné je, že instance se opět distribuují i náhodně, že jejich velikost a hustotu lze řídit mnoha způsoby včetně shaderů a podobně. Pro náhodné rozmístění například několika jednoduchých modelů ve scéně exteriéru je to skvělý pomocník. Ale jistě nejen tam.

první test tvorby stromu s DPITem

Pokračovat bychom mohli dále, třeba dalšími typy křivek, které plugin nabízí, kterými lze generovat realisticky vyhlížející listy, ale to si necháme na recenzi jen této části pluginu, tedy pojďme dále, na trávník…

Organics

Je další sekcí, kterou nám plugin nabízí. Obsahuje jen dva objekty. Jeden pro tvorbu animovaného povrchu, vlastně deformátoru, který pracuje pouze s polygonovými objekty, které podle definovaného šumu animuje a deformuje. Umí generovat opravdu velmi pěkné povrchy a to pomocí širokého spektra šumů, které opět obsahují zcela unikátní shadery vytvořené přímo pro tento deformátor.

Druhý objekt pracuje zcela jinak. A to v podstatně jako podstatně šířeji pracující nástroj Parametrické vytažení. Tento nástroj se nazývá Extruder, a je to v zásadě opravdu interaktivně definovatelné parametrické vytažení, které ale pracuje exaktněji. A to hlavně proto, že extrudovaný tvar lze řídit křivkou, což je klasický způsob, na který jsme z tvorby stromů již zvyklí.

Grass Engine

Jak jsme se již zmínili, tak tvorba trávy a samozřejmě třeba i vlasů souvisí právě s touto částí pluginy, která sama pochází z pluginu Hair Department. Nesmíme si ale myslet, že původ je zcela ctěn i skrze vývoj. Nástroje jsou samozřejmě plně integrované do C4D rozhraní, na rozdíl od HD, a také jsou podstatně vylepšené.

K dispozici je celkem pět objektů, respektive nástrojů. Samotná tvorba trávy je samozřejmě podstatně interaktivnější a flexibilnější jak u „rodiče“ tohoto nástroje. Parametry jsou rozřířené, velmi dobře se řídí rozmístění trávy na povrchu jak podle tvaru plochy, čímž lze velmi dobře vytvořit jen „chuchvalce“ trávy na drobných terasách skály, tak pomocí shaderů či obrázků. Samozřejmě lze podobně řídit i délku stébel. Lepší je také řízení tvarů stébel, jejich náklon, směřování a podobně.

Tráva se tvoří primárně jen v poloze křivek, podél které jsou stébla vytažená, ale samozřejmě tento objekt umí generovat i polygonové objekty. Na ty je ale také k dispozici další objekt, který je generuje až poté. Velmi pěkné je řízení zobrazení, vše je optimalizované tak, aby při práci objekty trávy nezabíraly příliš kapacity zobrazení. Ale to platí o celém pluginu.

K dispozici je deformátor větrem, fungující velmi efektně a také další nástroj, kterým lze řídit kolize křivek trávy s nějakým objektem. Sice to není zcela dokonalé, přesto užitečné.

Grass Engine má oproti svému staršímu bráškovi jednu zásadní výhodu. A to, že při deformaci objektu, na kterém tráva je, tráva „nedrží“ v původní poloze, ale mění se podle změn svého objektu. A to je opravdu zásadní výhoda.

Mount Monkey

Další součástí pluginu je velmi zajímavý „uzlový“ generátor krajin, respektive map, které následně lze použít v efektu SPD, a nebo v objektu Reliéf. A nebo také ne, pokud bychom potřebovali krajinu jen a pouze jako kulisu, ve které nic moc nebude, pak nám může stačit normálová mapa, kterou tento nástroj také umí generovat.

K dispozici je vlastně sytém, který velmi připomíná XPresso. Tedy jedná se vlastně o okno, ve kterém lze generovat různé uzly, které se mezi sebou spojují a to až do uzlu posledního, který nám umožňuje generovat výstup. Paleta jednotlivých funkcí je opět velmi široká, a to jak generátorů povrchu, tak různých operací, kterými lze tyto povrchy míchat. Často se při tom využívají režimy interakce vrstev, které známe z bitmap, a to se mi opravdu velmi zamlouvá, protože možnosti jsou tak až nebezpečně široké.

Misc.

V této oblasti je několik nástrojů, z nichž některé jsou řekněme administrační, které nám pomáhají s převodem objektů z generátorů na polygony, ale jiné jsou opravdu velmi zajímavé, protože do této kategorie spadá extrémně zajímavá oblast. A to tvorba tzv. Volume instancies, tedy instancí objektů. Ale nikoliv instancí ledajakých, ale instancí, které v pravém smyslu slova vlastně nejsou ani objekty. K dispozici máme tři typy těchto objektů. Instance 2.5D, 3D a instance hierarchických skupin. Ty se samozřejmě počítají nejpomaleji, ale v principu se všechny typy volumetrických instancí počítají extrémně rychle, díky čemuž lze vytvořit opravdu realistický les ve spojení s objektem Transplant, který generuje instance instancí (to je to ale zajímavé) po povrchu nějaké krajiny.

Volume instancies jsou vlastně objekty, které se definují na dvou úrovních. Jako materiál a jako pomocný objekt, který právě generujeme pomocí příkazu, v menu Misc.

Musím přiznat, že volumetrické instance nejsou zcela bez potíží. Největší problémy jsou v generování stínů, kdy se při překrývání několika instancí, třeba stromů, může stát, že stíny jako takové „vypnou“. Lze sice již v materiálu instance generovat hodnoty hloubky paprsku a hloubky stínu, stejně tak i v nastavení renderingu, ale mám pocit, že ne vždy se lze tohoto jevu vyvarovat. Přesto mám pocit, že to je poměrně malá daň za tu možnost, vytvořit opravdu les plný stromů. A věřím také tomu, že bude časem tato chybka odstraněna.

Shadery

Mohlo by se zdát, že jsme na konci. Ale není to pravda. K dispozici máme celou škálu zajímavých shaderů, které se nám jistě hodí i mimo práci s pluginem. Dohromady jich je dvanáct a lze s nimi generovat jak listy, tak borků či dřevo v řezu větve. K dispozici máme také další typy křivek, které se využívají pro shader Křivka, tedy pro maskování tvaru listu. Celkem takto je připraveno asi deset typů listů.

Závěr

S DPITem se jisto jistě budeme setkávat i v budoucnu, protože je to nástroj velmi zajímavý a rozsáhlý, a tak bychom to dnes mohli na tomto místě ukončit s tím, že se ještě nad DPITem potkáme. Pokusíme se v tomto ohledu zajistit o něco delší trvanlivost demo verze (ale to nemůžeme pochopitelně slíbit), které by tak mohlo vydržet alespoň po dobu našeho testování, aby si zájemci mohli zkusit možnosti tohoto nástroje v plné šíři.

Jednoznačně nelze s XFrogem DPIT porovnávat, jak by se asi z počátku zdálo. V oblasti tvorby rostlin samotných mi přijde XFrog trochu přehlednější a méně komplikovaný. Například v XFrogu mohu generovat listy pomocí objektu Větev a otevřené profilové křivky. U DPITu toto nelze, je tu k dispozici objekt Leaf, který však vždy, co se profilu týká, pracuje s alfa kanálem, protože mu nejde definovat profil, jen segmentaci po délce. Stejně tak mi přijde trochu snažší v XFrogu práce s ovlivňujícími prvky tropismu, či variace. Možnosti DPITu jsou ale rozhodně stejně široké, možná i širší, ale v některých ohledech mi přijde ovládání trochu méně přehledné.

Naopak ve stejné oblasti mne uchvátila možnost využití dvou křivek u definování profilu kmene/větve při precizním řízení přechodu mezi oběmi tvary. Stejně tak skvělý mi přijde nástroj Transplant, který považuji asi za nejlepší nástroj pro rozmístění objektů, který jsem zatím viděl.

Velmi kvalitní je Grass Engine, svého předchůdce HD opravdu překonává, respektive jeho možnosti vytahuje až do extrému. V několika mála oblastech jsou jeho možnosti méně výkonné, například v generování kolize, ale myslím, že to v tvorbě travin zas tak moc nepotřebujeme. Velmi pěkné je dvojí řízení pro zobrazení a pro render, což urychluje práci při udržení velmi dobré kontroly vzhledu travní plochy.

Zajímavý je také generátor krajin, který má poměrně široké možnosti a efektivita práce s ním je poměrně vysoká. Jen se naučit vliv jednotlivých uzlů :-).

A samozřejmě volumetrické instance. Ty mne i přes svá zjevná omezení velmi nadchly, protože se s nimi opravdu dají dělat skutečná „kouzla“. Mimo to věřím, že vývoj této technologie půjde rychle kupředu, a tak uvidíme, co s tím Samir udělá.

Distribuce

K dispozici je samozřejmě demo, to najdeme na výše uvedené adrese, jinak distribuci pro Českou a Slovenskou republiku má na starosti místní zastoupení CINEMY 4D, tedy Digital Media s. r. o.. Cena pluginu je 299 Euro.