تری دی مکس چیست؟

نرم افزار تری دی مکس چیست و چه کاربردی دارد؟

اگر بخواهیم به ساده‌ترین شکل ممکن تری دی مکس را تعریف کنیم، 3ds Max یک نرم‌افزار قدرتمند در زمینۀ سه‌بعدی ست. شبیه‌سازی سه‌بعدی دارای حوزۀ مختلفی می‌باشد که در ادامه به معرفی یک‌‌به‌‌یک آن می‌پردازیم.

تری دی مکس شامل قسمت‌های کلیدی همچون مدل‌سازی، شبیه‌سازی فیزیکال، نورپردازی، ریگینگ، متحرک‌سازی، رندرینگ و … است.

امروزه به‌نحوی تمامی مشاغل اعم از معماری، بازی‌سازی، تبلیغات، جلوه‌های ویژه سینمایی، خودروسازی، انیمیشن، طراحی صنعتی، کابینت‌سازی، غرفه‌های نمایشگاهی، طراحی نما و… با تری دی مکس عجین شده‌اند.

تاریخچه نرم افزار تری دی مکس

3ds Max ابتدا با نام تجاری 3d studio برای محیط dos توسط گروه yost با مدیریت gary yost در سال 1990 وارد بازار شد. Gary yost بیش از 10 سال هدایت و مدیریت گروهی از مهندسین نرم افزار که در طراحی و ساخت 3ds Max مشارکت داشتند را برعهده داشت.

وی ری چیست به چه شکلی کار می‌کند و آینده‌ی آن چیست؟

V-Ray یک موتور رندر می باشد و توسط دو برنامه نویس بلغاری به نام های Vladimir koylazov و Peter mitev در حدود سال 1997 توسعه یافت. بطور رسمی در سال 2001 سری آزمایشی آن همزمان با تاسیس شرکت Chaos Group کار خود را آغاز کرد.

ممکن است بعضی از افراد در مفهوم چند لغت دچار سردرگمی شوند به همین دلیل برای آشنایی بیشتر این افراد به توضیح این مفاهیم می‌پردازیم.

Rendering: پروسه ای که در آن محاسبه­‌ی کامپیوتر برای گرفتن تصویر از یک برنامه‌­ی سه بعدی انجام می گیرد. به طور ساده: تصویر= رندر

Engine: یک برنامه و پلاگینی می باشد که می­‌تواند در داخل برنامه های 3 بعدی  به منظور انجام این محاسبات کامپیوتری نصب شود.

Plugin: در نرم افزارها، پلاگین عبارتست از نرم افزارهای جزئی که در داخل نرم افزارهای کل نصب می­شوند و قابلیت­های ان را افزایش می دهد.

به عبارت دیگر V-Ray یک پلاگین می باشد که در انواع مختلفی از نرم افزارهای سه بعدی محاسبات الگوریتم ریاضی را انجام می دهد تا خروجی نهایی که همان تصویر می باشد را نتیجه دهد.

چرا V-Ray؟

در این بخش لیستی از ویژگی های V-Ray  که آن را در دنیای معماری در مقایسه با موتورهای رندر دیگر منحصر بفرد کرده است معرفی می شود.

• V-Ray یک پلت فرم مستقل می باشد و قابل دسترسی برای بسیاری از برنامه های سه بعدی می­‌باشد.
• پارامترهای V-Ray در نرم افزارهای مختلف یکسان می باشد. برای مثال چنانچه یک نفر به دو برنامه­‌ی sketchup و 3dmax آشنایی داشته باشد و آشنایی کامل به V-Ray  برای نرم افزار 3dmax داشته باشد براحتی می تواند V-Ray برای sketchup را نیز به کار ببرد، چون در حقیقت پارامترهای V-Ray در برنامه های مختلف تقریباً یکسان است.
• کیفیت تصاویر بدست آمده از V-Ray بتناسب زمان رندر آن ایده آل می باشد.
• V-Ray بطور مداوم در حال بروز رسانی است.
• از V-Ray بطور گسترده­ای استفاده می شود حتی در صنعت فیلم و تبلیغات.
• V-Ray از نورهای IES پشتیبانی می کند، که این نورها از جمله فاکتورهای مهم در تصاویر معماری می باشند.

V-Ray به خوبی با برنامه های سه بعدی یکپارچه شده است.

تاریخچه مختصری از V-Ray و شرکت  Chaos Group:

Chaos Group یا گروه هرج و مرج در سال 1997 کار خود به عنوان استودیو طراحی سه بعدی و انیمیشن در صوفیه بلغارستان آغاز کرد. این گروه برای یکی از پروژه‌های اولیه خود، نیاز به رندر افکت های اتمسفری داشت اما در واقع پلاگنی مناسبی در ان زمان برای این کار به آسانی در دسترس نبود بنابراین خود گروه تصمیم بر آن گرفت که خود اقدام به نوشتن برنامه‌ای به منظور رسیدن به این هدف نماید و چند سال بعد Atmosblender ظهور کرد.

با توجه به اینکه نیاز به یک راه حلی برای رسیدن به سایه هایی واقع گرایانه با استفاده از Atmosblender  بود،این گروه شروع به نوشتن راه حل خود برای ردیابی پرتو (Ray tracing) شدند.با توجه به سرعت خیره کننده­ی این ردیابی پرتو، پیتر و دلاوو(بنیان گذاران V-Ray) دریافتند که این راه حل می تواند برای دیگر هنرمندان و طراحان نیز مفید واقع شود و در حقیقت از همین زمان بود که توسعه­ی V-Ray به طور رسمی آغاز می شود. در اواخر سال 2001 پیتر و دلاوو اولین نسخه­‌ی آزمایشی از V-Ray را در اختیار عموم قرار می­دهند.

در تاریخ سیزدهم مارس 2002 گروه هرج و مرج اولین نسخه­‌ی رسمی از V-Ray برای تری دی مکس را روانه­‌ی بازار می­‌کند. و در حقیقت هدف آنها از ارائه­‌ی این محصول برای هنرمندان معرفی یک ردیابی پرتو(Ray tracing) و روشنایی سراسری(GI) سریع در زمینه­‌ی کاری انها بود.

این گروه با نگهداشتن ارتباط نزدیک بین کاربران خود در فروم های سایت های مختلف، توانستند به مشکلات و نیازهای هر چه بیشتر از V-Ray پی ببرند. بنابراین مجموعه ای از ویژگی های V-Ray مدام در حال رشد و توسعه بود و ابزارهای منحصر بفردی برای قسمت­های مختلف آن نظیر متریال، نور و .. .اضافه  می شد.

در سال2006 گروه هرج و مرج نسخه­‌ی V-Ray1/ 5  برای تری دی مکس را در کنفرانس بین المللی Siggraph در بوستون ارائه کرد.(Siggraph مخفف کلمه­ی  Special Intrest Group on Graphics and Intractive Techniques می باشد که بصورت سالانه کنفرانس هایی در رابطه با نگاره سازی کامپیوتری(CG)توسط سازمان ACM siggragh برگزار میکند). نسخه‌­ی جدیدی که در این کنفرانس ارائه شد، در حقیقت بر اساس و پایه­ی موتور رندر V-Ray قبلی بود که توانایی­های خود را گسترش داده و ویژگی های جدید زیادی به آن اضافه شده بود.

در ژوئن سال 2009 گروه هرج و مرج سعی در دوباره تعریف اینکه چطور هنرمند و طراحان با صحنه های خود تعامل برقرار می کنند بود. بنابراین این گروه یک طرح ابتکاری برای تعامل هر چه بهتر هنرمند با صحنه ارائه کرد و آن عبارت بود ازV-Ray RT (Real Time) در این طرح به هنرمندان و طراحان این امکان داده می شود که بصورت آنی و هنگام کار بر روی پروژه دریکی از صفحات نمایش تری دی مکس رندر خود را به صورت آنی مشاهده نمایند.

در کنفرانس سال 2009 Siggraoh گروه هرج و مرج اعلام کرد که نسخه‌ای از V-Ray برای نرم افزارMaya آماده شده است و در همین سال نیز این نسخه وارد بازار شد. در این سال همچنین استودیوهای بین المللی و مشهور فیلم و جلوه های ویژه شروع به معرفی V-Ray به عنوان موتور رندر مورد استفاده در کارهای خود پرداختند.

در سال 2010 گروه خرج و مرج پلاگینی شبیه ساز داینامیکی سیالات تحت عنوان Phoenix FD را برای شبیه سازی آتش، دود و سیالات روانه­‌ی بازار کرد.

در اواخر سال 2010 نسخه­ی جدیدی از V-Ray  به نام V-Ray2  ارائه شد که پیشرفت های قابل توجه کرده و ویژگی‌های جدید زیادی به آن اضافه شده بود اما با این حال همچنان درخواست هایی برای ایجاد ابزارهای جدید در V-Ray برای این گروه ارائه می شد.

در این سال گروه هرج و مرج تور جهانی V-Ray2 را به بیش از بیست کشور جهان مراجعه مشتریان این موتور رندر شروع کرد.

تا سالا 2010 جامعه­‌ی استفاده کنندگان V-Ray به مرز 20000 هنرمند و طراح در سراسر دنیا رسیده بود.تا اوایل سال 2012 نسخه هایی از V-Ray  برای نرم افزارهای Rhino و Sketchup و Softimage نیز ارائه و روانه‌­ی بازار شده بود. در حال حاضر جدید ترین نسخه V-Ray برای تری دی مکس V-Ray2 sp4  می باشد که در اوایل سال 2013 آماده شده است.

بر چه نرم افزارهایی می توان وی ری را نصب کرد؟

این یک اتفاق خوشایند است که امروزه V-Ray را می توان در بسیاری از نرم افزارهای سه بعدی نصب کرد. نرم افزارهایی نظیر Cinema4D و Maya و3dmax  و Sketch up و Rhino و Blender و همچنین برنامه های Light wave و Softimage XSI

چه نرم افزار سه بعدی برای کار بهتر است؟

بصورت ساده هر برنامه­ی سه بعدی برای اینکه از نرم افزارهای دیگر بهتر عمل کنند طراحی شده­اند برای مثال نرم افزا تری دی مکس، برنامه ای بسیار ایده آل برای دنیای معماری و بازی(game) می باشد. تمام ویژگی­های آن بدین دلیل طراحی شده است که فرآیند کار با آن را آسانتر کنند، اما در جهت دیگر نرم افزارMaya یک نرم افزار بسیار خوب برای تهیه انیمیشن و همچنین کاراکتر سازی است و در کل ابزاری که در این نرم افزار وجود دارد برای راحتی تولید انیمیشن می باشد.

نرم افزارهای Rhino و Blender نرم افزارهایی ایده آل برای مدلینگ کردن می باشند و با توجه به ابزارها و ویژگی هایی که در این نرم افزارها گنجانده شده است پروسه­ی مدل کردن را بسیار سریع خواهد کرد. Cinema4D و Sketchup نیز می توانند انتخاب مناسبی در دنیای معماری باشند. هر دوی این نرم افزار هر روز بروزتر و قوی تر می­شوند. اما واقعیت امر این است که در دنیای معماری با توجه به ویژگی هایی که نرم افزارهای 3dmax در خود گنجانده است بیشتر از این نرم­افزار استفاده می شود. بنابراین هر برنامه ای مزایای مخصوص به خود را دارد. اما همه­ی آنها منتج به به یک نقطه ی می شود و آن این است که در همه­ی این برنامه ها زمانی که نیاز به این داریم تا ان چیزی که در محیط نرم افزارایجاد کرده ایم را در قالب تصویر مشاهده کنیم، فرآیند رندر را با استفاده از یک موتور رندر انجام خواهیم داد.

انواع موتور های رندر

می توان موتور های رندر را به دو دسته‌­ی کلی تقسیم کرد:

• موتورهای Unbiased نظیر: Fry render ، Max well، indiage
• موتورهای Biased نظیر: kray ، mental ray، vray

حال سوال اساسی در این است که تفاوت اساسی بین این دو دسته در چیست؟

اکثر موتورهای رندر Unbiased اساس کارشان با روش Metropolis Light Transport می­باشد. این موتورها از فرآیند اینترپولاسیون(مقادیر واسط بین دو نقطه) نمونه و محاسبه احتمالاتی غیر فیزیکی (non-physical probabilistic    calculation برای تسریع سرعت رندر استفاده نمی­کنند. افکت هایی نظیر کائوستیک(Caustic) ،عمق میدان(DOF) و نیم سایه ها همیشه بخشی از راه حل رندرینگ می باشد و نمی توان این خصلت ها را در این موتورهای رندر خاموش کرد. مزیت عمده­ی این موتورهای رندر در این است که چالش زیادی برای تنظیمات رندر نداریم. در واقع تنظیمات پیچیده ای نظیر نمونه گیرهای متفاوت، تنظیمات GI )روشنایی سراسری )و ویژگی های Caustic در این موتورهای رندر وجود ندارد. تنها چیزی که در این موتورهای رندر به آن نیاز داریم این است که متریال، دوربین و نور صحنه­‌ی خود را آماده کنیم. معمولاً یاد گرفتن چگونگی کار با موتورهای Unbiased در مقایسه با موتورهای biased کار ساده ای می باشد. مزیت دیگر این موتورها کیفیت بالای تصاویر آن است. چنانچه مایل به ایجاد صحنه هایی بسیار واقعی می باشید بهتر است این موتورهای رندر را امتحان کنید.

یک اشکال عمده­‌ی این موتورها زمان رندر بالای آنها می باشد.

موتورهای رندر Unbiased  در مقایسه با موتورهای Biased از روش‌های متفاوت تری برای آنالیز و محاسبه­ی صحنه استفاده می کنند. برای مثال هنگام کار با V-Ray براحتی می توان با توجه به تعداد باکتهای رندر شده ،تشخیص داد که چه مقدار از زمان رندر باقی مانده است. یک چنین تشخیصی در موتورهای Unbiased بسیار سخت می باشد. هیچ گونه باکتی در این موتورها وجود ندارد و همه‌­ی پنجره‌­ی رندر با الگوی نویزی در شروع رندر پر می شود و تصویر با گذشت زمان بهتر خواهد شد.

قاعده­‌ی آن ساده است. هر چه زمان بیشتری صرف شود تصویر با کیفیت تری خواهیم داشت و در واقع خود ما هستیم که با توجه به کیفیت تصویر، تصمیم به توقف رندر می‌گیریم.

یک مشکل بزرگ که ضمیمه ی آن شده است این است که معمولاً بعضی از بخشهای صحنه ،مانند یک سطح صاف با متریال ساده که پیچیدگی خاصی برای محاسبه ندارد، بطریقی قبل از سطوح مات و یا بدتر شیشه ای که خاصیت کائوستیک دارد محاسبه می شود و در هر حال مجبور هستیم که یک مدت زمان صرف شود تا آن مناطق بغرنج رندر گرفته شود. بهرحال برای اجتناب از زمان بالای رندر در این موتورها بهتر است یک کامپیوتر با مشخصات بالا داشته باشیم تا راحتتر بتوان در این موتورها، رندر گرفت. اخیراً تعداد جدیدی موتورهای رندر Unbiased  نظیر Arion و Octana وارد بازار شده است که اساس کار این موتورها بر پایه­ی رندرینگ GPU می باشد. پردازش بوسیله­ی GPU بمراتب سریع­تر از حالتی است که درآن CPU مورد استفاده قرار گرفته است. اما این موتورها نیز دارای محدودیت های خاص خود هستند. با این حال بهتر است خوشبین باشیم و امیدوار به اینکه برخی از ویژگی های خاص نظیر displacement و instancing و sss که در موتورهای بر پایه­ی GPU مشکل دار است، برطرف شود.

بزرگترین مزیت موتورهای رندر ,Biased تطبیقی بودن آنها می باشد . می توان همیشه بصورت سریع یک پیش نمایش از رندر را دید و با تغییر تنظیمات به یک نتیجه­‌ی ایده آل دست یافت. معمولاً مدت زمانی طول خواهد کشید تا تنظیمات این موتورهای رندر را یاد گرفت، اما زمانی که چنین اتفاقی رخ دهد می توان براحتی درک کرد که تا چه اندازه موتورهای رندر Biased می توانند انعطاف پذیر باشند.

در دنیای معماری معمولاً موتور مورد علاقه‌­ی بسیاری از کاربران V-Ray می باشد و دلیل آن در مقایسه با موتورهای رندر دیگر بازار، کیفیت بالا همراه با زمان رندر پائین می‌­باشد. بعلاوه بسیاری از ویژگی های آن باعث شده است که به طور چشمگیری در دنیای معماری و همچنین جلوه های بصری (VFX) بسیار پر کاربرد باشد و به عنوان یک موتور کم نظیر بحساب آید.

برای نتیجه گیری توصیه این است که معمولاً از موتورهای رندر Unbiased در رندرهای استودیو محصول های خاص مثلاً جواهرات استفاده شود که به اندازه­‌ی کافی سریع و از لحاظ فیزیکی درست می باشند. موتورهای Biased بهترین کاربرد را زمانی خواهند داشت که نیاز به یک راه ­حل سریع است و مشتری شما اهمیت زیادی به اینکه رندر از لحاظ فیزیکی درست باشد نمی­دهد و تنها چیز مهم این است که تصاویر خروجی به چشم خوشایند باشند.

یک مطلب مهم را به یاد داشته باشید. تفاوت زیادی وجود ندارد که مایل به استفاده از کدام موتور رندر هستید. دلیل آن هم این است که این موتور نیست که باعث ایجاد یک رندر خوب می شود. موتور رندر تنها یک ابزار برای کمک به رسیدن به این هدف است . این خود هنرمند است که باید از خلاقیت خود برای رسیدن به نتایجی ایده آل بهره ببرد. برای مثال می توان رندرهایی در موتور رندر scanline ( موتور پیش فرض (3dmax مشاهده کرد که به لحاظ کیفیت بهتر از تصاویر خروجی موتورهای Unbiased میباشند.

در هر حال بدون مهارت مناسب در مدلینگ کردن، بافت دادن، نورپردازی و به طور خلاصه هر آن چه مهم می باشد مانند ترکیب(composition) رنگ و …، رندر ما همیشه چنین به نظر خواهد آمد که از چیزی کمبود دارد و این در حالی است که اهمیتی ندارد که از کدام موتور رندر استفاده کرده ایم.

بهترین روش برای یادگیری تری دی مکس چیست؟

تری دی مکس یک نرم‌افزار بزرگ از لحاظ محتوای آموزشی و پارامتریک می‌باشد. همین امر باعث می‌شود با دقت شروع به یادگیری این نرم‌افزار گسترده کنیم. چرا که در صورت اشتباه دچار سردرگمی در سیکل آموزش خواهید شد.

سوال اول: از تری دی مکس در چه زمینه‌ای می‌خواهم استفاده کنم؟

در تری دی مکس امکانات زیادی وجود دارد که هر کس متناسب با نیاز خود فقط قسمتی از برنامه، که مرتبط با حوزه کاری آنها می‌باشد را می‌آموزند. در هالیوود متخصصین سه‌بعدی فقط قسمت‌های مرتبط به حرفه‌ی خود را تسلط دارند.

مثلا یک انیماتور فقط با ابزارهای پویانمایی کار می‌کند و قسمت های دیگر نرم‌افزار را نمی‌شناسند و لزومی به صرف عمر خود برای قسمت جدیدی نمی‌بیند.

مثال: برای حوزه معماری چه چیزهایی باید یاید یاد بگیرم؟ آشنایی با محیط تری دی مکس، ابزارهای مدل‌سازی و موتور رندر وی ری برای مهندسین و هنرمندان کفایت می‌کند و نیازی به زمان صرف کردن برای قسمت‌هایی که برای ما کاربردی ندارد بی معناست.

توجه نکردن به همین سوال باعث شده است یادگیری 3D max امری سنگین، سخت و بغرنج تبدیل شود و از تری دی مکس در ذهن کابران یک غول بسازد.