三维动画软件介绍

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《侏罗纪公园》、《第五元素》、《泰坦尼克号》这些电影想必大家都看过了吧，我们为这些影片中令人惊叹的特技镜头所打动，当我们看着那些异常逼真的恐龙、巨大无比的泰坦尼克号时，可曾想到是什么创造了这些令人难以置信的视觉效果？其实幕后的英雄是众多的三维动画制作软件和视频特技制作软件。好莱坞的电脑特技艺术家们正是借助这些非凡的软件，把他们的想象发挥到极限，也带给了我们无比的视觉享受。
实际上，实现电脑视觉特技可以说是电脑软件和硬件的一大难题，因为这需要非常强大的软件和能提供无比运算能力的硬件平台。所以这项工作可以说是在高科技电影中花费最大和最费时的，并且需要大量的专业高级技术人才。要知道《泰坦尼克号》中光是视频特技部分的花费就是2500万美圆。
在电脑影视特技的领域中，SGI可以说是无人不知，其所生产的SGI超级图形工作站可算是最好的3D与视觉特技的硬件平台，它提供给创作人员异常强大的图形工作能力，具有超级的实时反馈，可以让工作人员以最快的速度进行创作。Softimage 3D、MAYA、Flint等软件在SGI平台上可以发挥最好的性能。虽然现在PC平台也开始入侵视频制作的领域，但是SGI依然是视频领域高端运用的绝对主力选手。
光有超强的硬件平台还不够，电影电视中那些逼真的形象还是得靠各种各样的超级3D图像软件来实现。这些特技软件每年的全世界销售额在12亿美圆左右。而且各专业厂商都有自己特定的优势产品和用户群，所以形成了群雄争天下的局面。Softimage、Alias/Wavefront这些家喻户晓的软件更可以说是割据一方，各有特点。然而让人苦恼的是，这些工作站级的软件原来都是只能运行在SGI的超级图形工作站上的，而一台SGI工作站的价格在数万到数十万美圆，可以说是巨额投资，这也相对制约了这些软件的普及，使它们成为少量专业人员的工具。这一状况直到软件业的巨人——Microsoft染指3D动画业才得到了彻底的改变。1994年，Microsoft公司以1.3亿美圆的巨资收购了Softimage公司，使其成为Microsoft公司的全资子公司。随后便推出了Softimage 3D for NT版，这也标志着高端图形软件开始进入PC的大家庭，可以说是视频特技软件业的一颗原子弹。这之后各软件厂商也赶紧推出他们自己软件的NT版，因为他们知道PC平台有价格低、发展迅速的优势，必定有大量的用户将转向PC平台，况且如果不紧跟Microsoft的脚步，必将被淘汰。SGI公司看到这种情形也不示弱，于1995年将Alias研究公司和Wavefront公司收购，顺势推出了最新的3D动画软件——MAYA。现在基本上各种高端图形软件都有了各自的NT版，如Softimage 3D、MAYA、Houdini、Effect等。许多从事图像特技的公司也纷纷开始使用价格低廉的PC平台从事设计工作，只把最复杂的部分放在SGI的工作站上来制作。
虽然现在Microsoft公司已将Softimage公司卖出，但是Microsoft公司在这场革命中所扮演的领导者角色却是不容质疑，下面我们就为大家介绍一下现在国外流行的各种3D与视觉特技软件。这些软件都可以运行在PC平台上。
一、Softimage 3D
Softimage 3D是Softimage公司出品的三维动画软件。它在动画领域可以说是无人不知的大哥大。《侏罗纪公园》、《第五元素》、《闪电悍将》等电影里都可以找到它的身影。Softimage 3D杰出的动作控制技术，使越来越多的导演要选用它来完成电影中的角色动画。《侏罗纪公园》里身手敏捷的速龙、《闪电悍将》里闪电侠那飘荡的斗篷，都是由Softimage 3D来设置动画的。
Softimage 3D最新版是3.8版，3.8又分为普通版和Extreme版，Extreme版增加了mental ray渲染器和粒子系统，还有一些增强的功能模块。但普通版在动画能力上同Extereme版一样，丝毫没有遗漏。
Softimage 3D最知名的部分之一是它的mental ray超级渲染器。有人说mental ray是所有动画软件中最强的渲染器，在我看来这一点也不夸张。Mental ray渲染器可以着色出具有照片品质的图像，《星际战队》中昆虫异形就是用mental ray渲染的。许多插件厂商专门为mental ray设计的各种特殊效果则大大扩充了mental ray的功能，我们能用它制作出各种各样奇妙的效果。mental ray还具有很快的渲染速度。我曾做过一个实验，用3Ds Max的raygun和Softimage 3D的mental ray来渲染同一张玻璃杯的图像，mental ray的渲染速度要高于rangun很多，而且渲染品质更是让raygun相形见拙。mental ray manager还可以让我们轻松地制作出各种光晕、光斑的效果。
Softimage 3D的另一个重要特点就是超强的动画能力，它支持各种制作动画的方法，可以产生非常逼真的运动，它所独有的functioncurve功能可以让我们轻松地调整动画，而且具有良好的实时反馈能力，使创作人员可以快速地看到将要产生的结果。
Softimage 3D的设计界面由5个部分组成，分别提供不同的功能。而它提供的方便快捷键可以使用户很方便地在建模、动画、渲染等部分之间进行切换。据说它的界面设计采用直觉式，可以避免复杂的操作界面对用户造成的干扰。
Softimage 3D从3.7版本开始将nurbs功能完全引入。提供blend、trim等高级的nurbs技术，但是从易用性上来讲同Rhino 3D等专业nurbs建模工具还有不小的差距。
Softimage 3D最新版本为Softimage XSI。这是第一个将非线性概念引入到三维动画创作中的软件。它完全改变现有的动画制作流程，极大地提高创作人员的效力。
Softimage公司的官方站点是：www.softimage.com

二、Alias/Wavefront MAYA
MAYA是Alias/Wavefront公司出品的最新三维动画软件。虽然还是个新生儿，但发展的步伐却有超过Softimage 3D的势头。实际上Alias/Wavefront原来并不是一个公司，Wavefront公司被Alias公司所收购，而Alias公司却被Silicon Graphics公司所收购，最终组成了现在的Alias/Wavefront公司。Alias公司和Wavefront公司原来在3D领域都有着自己的强项，如Wavefront公司的Dynamation和3Design等。而Alais公司的Power animator和Power Modle等也是文明于世。
Alias/Wavefront推出的MAYA可以说是当前电脑动画业所关注的焦点之一。它是新一代的具有全新架构的动画软件。从MAYA这个古老而又神秘的名字就可以看出，这个软件蕴涵着巨大的能量。下面就介绍一下MAYA的新功能。
（一）采用object oriented C++ code整合OpenGL图形工具，提供非常优秀的实时反馈表现能力，这一点可能是每一个动画创作者最需要的。我想任何一个人都不愿意自己做的修改要等很长时间才能看到结果。
（二）具有先进的数据存储结构，强力的scenceobject处理工具——Digital project。
（三）运用弹性使用介面及流线型工作流程，使创作者可以更好地规划工程。
（四）使用scripiting & command language语言，MAYA的核心引擎是一种称为MEL（MAYA Embedded Language马雅嵌入式语言）的加强型scripiting与command语言。MEL是一种全方位符合各种状况的语言，支援所有的MAYA函数命令。
（五）在基本的架构中，MAYA自定undo/redo的排序，同时MAYA也提供改变procedure stack（程序堆叠）及re-excute（再执行）的能力。
（六）层的概念在许多图形软件中已经广泛地运用了。MAYA也把层的概念引入到动画的创作中，你可以在不同的层进行操作，而各个层之间不会有影响。当然你也可以将层进行合并或者删除不需要的层。
在MAYA中最具震撼力的新功能可算是Artisan了。它让我们能随意地雕刻nurbs面，从而生成各种复杂的形象。如果你有数字化的输入设备，如数字笔，那你更是可以随心所欲地制作各种复杂的模型，那些一听到要建模就头疼的人有解药了。
MAYA的强大是不容怀疑的，你可以到SGI公司的官方站点（http://www.aw.sgi.com/）去看看它的演示动画，我想你一定会惊叹不已的。

三、Houdini
可能国内的读者对Houdini不是很了解，估计也没有什么人用它。不过它在国外的确是一个非常惹人注目的三维动画和视觉特技软件。同其它软件不同的是，它把三维动画同非线性编辑结合在了一起。
Houdini特别厉害的功能应该是它的粒子系统和变形球系统。《终结者Ⅱ》里的液态机器人就是用Houdini的变形球系统来完成的，那惊人的效果到现在还不能让我忘怀。
Houdini的界面也比较复杂，每个控制的参数很多，不过好的东西总是难学么。Houdini其它方面的东西我也不太了解，大家去它的站点看看吧。http://www.sidefx.com/

四、3Ds Max
说到三维动画软件，如果不提3Ds Max恐怕要被人笑话了。这套由Autodesk公司推出的，应用于PC平台的三维动画软件从1996年开始就一直在三维动画领域叱咤风云。它的前身就是3Ds，可能是依靠3Ds在PC平台中的优势，3Ds Max一推出就受到了瞩目。它支持Windows 95、Windows NT，具有优良的多线程运算能力，支持多处理器的并行运算，丰富的建模和动画能力，出色的材质编辑系统，这些优秀的特点一下就吸引了大批的三维动画制作者和公司。现在在国内，3Ds Max的使用人数大大超过了其它三维软件。可以说是一枝独秀。
3Ds Max从1.0版发展到现在的7.5版，可以说是经历了一个由不成熟到成熟的过程。现在的7.5版已经具有了各种专业的建模和动画功能。nurbs、dispace modify、camer traker、motion capture这些原来只有在专业软件中才有的功能，现在也被引入到3Ds Max中。可以说今天的3Ds Max给人的印象绝不是一个运行在PC平台的业余软件了，从电视到电影，你都可以找到3Ds Max的身影。我想很多人看过《迷失太空》这部科幻电影了，你知道吗，这部电影中的绝大多数特技镜头都是由3Ds Max来完成的。
3Ds Max的成功在很大的程度上要归功于它的插件。全世界有许多的专业技术公司在为3Ds Max设计各种插件，他们都有自己的专长，所以各种插件也非常专业。例如增强的粒子系统sandblaster, ourburst, 设计火、烟、云的afterburn, 制作肌肉的metareyes, 制作人面部动画的jetareyes。有了这些插件，我们就可以轻松设计出惊人的效果。据说每天都有新的为3Ds Max设计的插件推出。嘿嘿，我们这些想偷懒的人全靠它们了。

http://www.discreet.com/

五、LIGHTWAVE 3D
目前LIGHTWAVE最新的版本是8.0版，它在好莱坞所具有的影响一点也不比Softimage、Alias等差。可是它的价格却是非常的低廉，这也是众多公司选用它的原因之一。但光有低廉的价格还不行，LIGHTWAVE 3D的品质也是非常出色。最近名扬全球的好莱坞巨片《泰坦尼克号》中的泰坦尼克号模型，就是用LIGHTWAVE制作的。
据官方统计，现在在电影与电视的三维动画制作领域中，使用LIGHTWAVE 3D的比例大大高于其它软件，连Softimage 3D也甘拜下风。全世界大约有4万人在使用LIGHTWAVE3D（便宜用的人自然就多了嘛！）。Digital Domain 、Will Vinton、Amblin Group、Digital Muse、Foundation等顶尖制作公司，也纷纷采用LIGHTWAVE 3D来进行创作。
LIGHTWAVE 3D是全球唯一支援大多数工作平台的3D系统。Intel(Windows NT/95/98)、SGI、SunMicro System、PowerMac、DEC Alpha，各种平台上都有一致的操作界面，无论你使用高端的工作站系统或使用PC，LIGHTWAVE3D都能胜任。
现在的LIGHTWAVE 3D 8.版包含了动画制作者所需要的各种先进的功能∶光线追踪(Raytracing)、动态模糊(Motion Blur)、镜头光斑特效(Lens Flares)、反向运动学(Inverse Kinematics，IK)、Nurbs建模（MetaNurbs)、合成(Compositing)、骨骼系统(Bones)等。
它的官方站点是：http://www.newtek.com/

六、Rhino3D
基本上每一个3D动画软件都有建模的功能。但是如果你想有一套超强功能的nurbs建模工具，恐怕非rhino3D 莫属了。Rhino3D是真正的nurbs建模工具。它提供了所有nurbs功能，丰富的工具涵盖了nurbs建模的各方面：Trim、blend、loft、fourside，可以说是应有尽有，你能够非常容易地制作出各种曲面。
Rhino3D的另一大优点就是它提供了丰富的辅助工具，如定位、实时渲染、层的控制、对象的显示状态等，这些可以极大地方便用户的操作。
Rhino3D可以定制自己的命令集。你可以将常用到的一些命令集做成一个命令按钮，使用后可以产生一系列的操作，很像DOS里的批处理命令。这对那些经常要重复的操作特别有用，例如调整人脸形状。
Rhino3D还提供命令行的输入方法，用户可以输入命令的名称和参数。不过在我看来这倒是有些麻烦，因为你得去记命令的拼法，能少用还是少用吧。
因为rhino3D是专门的nurbs建模软件，所以不提供动画的功能。在渲染方面rhino3D还不错，提供了材质等较多的控制。不过我还是只把它当作专门建立模型的工具。
Rhino3D可以输出许多种格式的文件。现在已经可以直接输出nurbs模型到3Ds Max、Softimage 3D等软件中了，你也可以把nurbs转换为多边形组成的物体，供其它软件来调用。
转换时你可以方便地选择生成不同质量的模型，适应不同的需求。现在已经有越来越多的人用rhino3D来建模了，如果你还没有用过的话，去试试吧！
www.rhino3D.com

七、World builder
在三维动画领域当中，可能制作令人信服的三维地貌环境是最困难的部分之一了。如果我们用普通的三维动画制作软件来制作的话，肯定要花费大量的时间和精力来实现现实环境中的每一个细节。World builder的推出可以说是带给了我们巨大的福音。
World builder是一套专门的三维造景软件，它可以非常方便地生成各种地形地貌与各种逼真的树木花草，而且生成的环境绝对是真三维的，你可以从各个角度观看或者是生成动画。这一切恐怕还要归功于World builder内建的材料库了，包括地面、水、花草树木、天空等等，非常丰富。
World builder的渲染速度是一个弱点，如果你要渲染一张比较复杂的场景，可能花费很长的时间，不过渲染的品质还不错。
这个软件的界面非常像3Ds Max，而且许多操作也非常类似，但我有一种怪怪的感觉，不太喜欢，可能是看3Ds Max过多的缘故吧。
World builder还支持很多的三维动画软件，你可以将在world builder里生成的场景直接调入到3Ds Max、LIGHTWAVE等软件里去使用，并且可以将场景的材质也一同输出。这是一个非常好的特点，我们可以使用像3Ds Max这样的动画软件来实现后期的着色和动画。

八、World Constrution Set
World Constrution Set也是一套3D造景软件，它所实现的功能基本上同World builder相同，不过它的知名度可是一点也不比World builder小。
World Constrution Set同其它造景软件一样，提供了许多现成的库供设计者调用，但不同的是，在World Constrution Set中云朵、湖泊等都可以设置为运动的，在渲染后的动画中可以产生非常真实的效果。
细心的读者会发现World Constrution Set的一个不足之处，就是场景中许多精细的地方是由贴图来实现的，而不是真正的三维模型，所以有些地方放大后会有不小的粗糙感。
World Constrution Set的界面设计得非常好，直观的地图编辑器可以方便地产生各种真实的地貌。相比之下，World builder在这点上就较差了。
这套软件号称可以和3Ds Max等软件做密切的配合，我想这也是三维造景软件所必须的一个部分吧。

九、TrueSpace 4.0
我想大部分人肯定知道Truespace吧。我在Windows环境下接触的第一个三维软件就是Truespace。不过那时候还是2.0版本，现在Truespace已经是4.0了。原来Truespace给我的感觉是像一个业余的三维动画制作软件，界面虽然不错，但功能有限，渲染质量也不行。不过现在看了Truespace 4.0以后，确实发现它强悍了许多。渲染的质量非常好。
Truespace 4.0高超的渲染品质要归功于全新的渲染器，由Lightwork design公司开发的LightWorks Pro渲染引擎，TrueSpace 4.0将高级的光传导渲染法（radiocity）与传统的渲染功能完美地整合在一起，如光线追踪（raytrace）。光传导技术的运用可以大大加强场景的真实性。
TrueSpace 4.0同前几个版本一样拥有迷人的界面，这也是我所见到的最有艺术风格的界面了。在TrueSpace 4.0中，增加了更多传统的控制元件，如按钮、面板、滑动器等，界面本身已经变成3D工作中的一部分了，并且完全可由 3D硬件来加速。如果你比较喜欢原来的2D界面，仍然可以使用。当然也可以同时结合2D及3D界面元件。
TrueSpace 4.0的实时渲染能力号称可与那些3D游戏相比拟。它的这项功能比使用3D加速卡的TrueSpace 3.0着色品质还高，而且速度加快3到5倍。
如果一个三维动画制作软件没有nurbs建模能力，那在大多数人看来最多就是业余级的，Truespace 4.0当然也不甘落后，它的模型工具可以直接在表面上执行nurbs，并且具有实时反馈的能力。
总之，Truespace 4.0是一个相当不错的动画软件，虽然比Softimage这样的专业软件比功能上还有差距，但与3Ds Max大有一争。

十、BRYCE3D
BRYCE3D 2.0也是一套3D的造景软体，由Metacreations公司出品。
在BRYCE中你可以设定地形、山脉、湖泊、云彩等，另外你也可以藉由输入图形或是物件的方式产生地形，如果不牵涉到输入的话，你通常只需要进入相关视窗中点选你要的物件，或是直接按一下图形即可。BRYCE的地面以及山脉岩石等物件是采取随机的方式产生的，因此你每次按下图形钮所产生的物件形状都不太一样，至于材质设定方面，除了内附的材质库外，它也允许你输入喜欢的材质来编辑，当然里面本来就有一个材质编辑器，可以让你自己去产生材质。不过这些在我看来都还是太业余了点，同World builder这类软件相比还有不小的差距。
BRYCE3D最大的一个毛病就是渲染速度太慢。渲染一简单的地形需要花费数十分钟的时间，简直不能让人忍受。不过Metacreations声称，这是由于BRYCE3D在渲染时使用的是光线跟踪算法的原因。在我看来渲染费这么长的时间，但从最后的图像质量来看并不是值得的。BRYCE3D的另一个毛病是动画能力不足，同其它软件比起来就像小学生。
据说在bryce3D 3.0里这些会有所改善，就让我们拭目以待吧！

十一、POSER
POSER是专门用来制作人体的软件。现在最高版本是4.0。在制作人物方面POSER可以说是游刃有余。它可以产生各种类型的人物：男性、女性、小孩等。你可以轻易地选择各种类型的人物部件，从头部到脚部你可以从现成的库中选择来组成千变万化的形象。
你还可以创建动物模型。制作好模型以后还可以选择各种衣服、皮肤等。现在POSER也支持动画。不过我觉得这个功能却是不行，生成的动画最多只能用来做教学演示用。不过POSER可以将制作的模型生成3Ds文件，供其它软件调用。但这种转换的精度不是很高，模型会变的比较粗糙。
POSER是一个很业余的小玩意。界面却是非常的“艺术”，我很喜欢。如果你想制作真实的人物动画的话，还是不要用它的好。

十二、Vue d'Esprit Profesional

　　它是加拿大Corel公司出品的一款专门用于制作三维风景的动画软件，这个软件提供了众多三维形体的预设库，对于初学者而言，我们只需要在其中选择自己喜欢的物体，通过简单的点击，就可以将它们添加到场景中，从而构成一幅赏心悦目的三维作品。Vue4制作的三维风景甚至比真实的自然风景还要壮观和漂亮，同时plug-ins及档案支持3DS MAX, Cinema 4D, LightWave, Maya, Softimage XSI等。它的最新版是Vue 4.5 Profesional，Vue d'Esprit4.5的新特性包括：

　　全心的界面设计；

　　重新编写渲染引擎，使渲染速度加快了40%；

　　新的大气、光照和云雾系统更接近自然。

　　新的透视、天体和天际物体。

　　完整的全局/局部镜头光晕系统；

　　SolidGrowth2，新的植物系统，超过30个种类，并且通过网上升级可获得更多。