Файл: Пояснительная записка.doc

2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ММУП

При создании мультимедийного учебного пособия (ММУП) необходимо использовать программы создания анимированных роликов, язык создания непосредственно самого содержания ММУП, а также рассмотреть набор программных средств, являющихся инструментальными средствами создания ММУП.

2.1 Классификация программ создания анимации

По объектам моделирования все программы для создания анимации можно разделить на три класса: программы двумерного моделирования, программы текстовой анимации, программы трехмерного моделирования.

Программы двумерного моделирования делятся на программы для работы с векторной графикой и программы для работы с растровой графикой

Программы трехмерного моделирования делятся на специализированные и общего назначения.

Классификация программ создания анимации представлена на рисунке 1. Далее подробнее рассмотрим каждый класс программ и представителей каждого класса.

2.1.1 П р о г р а м м ы д в у м е р н о г о м о д е л и р о в а н и я представляют собой средства для создания двумерной анимации. При этом происходит обработка двумерных изображений, например фотографий или нарисованных изображений. Непосредственного оперирования с трехмерными изображениями данный класс программ не производит.

Программы двумерного моделирования разделяются по виду изображений, с которыми производятся манипуляции, на программы для работы с векторной графикой и программы для работы с растровой графикой.

Представителем программ векторной анимации является пакет Flash. Первоначально программа называлась Splash animator и продавалась малоизвестной фирмой Future animation для изготовления анимационных фильмов на персональном компьютере. Предназначалась для художников-аниматоров и пользовалась ограниченным успехом, пока в связи с развитием WWW-приложений фирма Macromedia не обратила на нее внимание, купив и переименовав во Flash. Было сменено название, пакет был переориентирован на рынок Web-анимации. При этом был предложен свой, внутренний формат, реализована поддержка для других популярных графических форматов, в том числе и для анимированного GIF. В результате программа получила широкое распространение в среде Web-разработчиков и продолжает служить хорошим инструментом для профессиональных аниматоров [2].

Flash-технология основана на векторной графике и допускает размещение отдель­ных растровых фрагментов. Ключевыми ее понятиями являются объекты с наборами присущих им атрибутов и временные шкалы. Последние –последовательности воспроизводимых друг за другом кадров, некоторые из которых объявляются ключевыми. В них создатель анимации вводит новые объекты или удаляет существующие, а также изменяет характеристики различных элементов, например, цвет, размеры, положение на экране. Высокий уровень интерактивности достигается при помощи встроенного языка описания сценариев Active Script. Кроме того, технология позволяет добавлять в анимацию звуковое сопровождение и прочие атрибуты для взаимодействия с внешней средой.

Некоторые из недостатков Flash:

– Flash требует и использования других новых продуктов, а именно - Netscape Communicator и Microsoft Internet Explorer версий 4.0 и выше. Хотя уже выпущены дополнительные модули к браузерам ранних версий, тем не менее, для их получения из сети пользователям требуется некоторое время;

– нерациональность использования текстов в .SWF-файлах.

Преимущества технологии Flash:

– интерактивность;

– небольшой размер фильма, тогда как аналогичная картинка в формате JPEG, которая не может быть анимирована, в десятки раз больше. Flash хранит данные в векторном формате, в котором простые картинки занимают минимальный объем и могут быть бесконечно увеличены без потери качества.

CofeeCup Gif Animator ­– данная программа представляет средство для создания двумерной анимации. Создание анимации происходит путем последовательного «склеивания» каждого кадра анимационной последовательности. При этом сами кадры должны быть заранее подготовлены, в каком либо другом редакторе компьютерной графики и представлены в качестве изображений формата GIF.

Программа обладает набором инструментов, достаточным для выполнения возложенных на нее функций, также в состав программы входит компонент, позволяющий в диалоговом режиме провести пользователя по всем ступеням создания анимированного ролика.

Данная программа может быть использована для создания анимированных двумерных изображений, например для построения графиков, или изображений когда количество кадров достаточно мало и не требуется «трехмерность» изображения.

Ulead PhotoImpact – данная программа представляет собой редактор растровых изображений. Основная цель данной программы – осуществление работы с устройствами ввода изображений (сканер, цифровая камера) и редактирование изображение при помощи большого количества встроенных эффектов. Также имеется возможность создания анимации изображения при помощи встроенного инструмента Animation Studio. Данный инструмент имеет развитые возможности анимации, однако это служит только для обработки встроенных эффектов, которые применимы только к одному статичному изображению. В связи с этим данный программный продукт не может быть применен при создании мультимедийного учебного приложения.

Рисунок 1 – Классификация программ создания анимации

2.1.2 П р о г р а м м ы т е к с т о в о й а н и м а ц и и. Данный класс программ служит для создания анимированных последовательностей символов, позволяя создавать движущиеся в трехмерном пространстве надписи. Таким образом данные программы не могут быть применены при создании трехмерных видеофрагментов сложных объектов, вследствие их узконаправленности.

Xara3D – узконаправленная программа в противоположность все более и более распространяющимся комплексам многофункциональных программ, которые выпущены главными программными разработчиками в настоящее время. Это не подразумевает, что Xara3D – программа низкого качества или производит худшие результаты, по сравнению с комплексными трехмерными программами; напротив, узконаправленность позволяет достичь более качественного и быстрого эффекта.

Таким образом, данный программный продукт может быть использован для создания анимированных надписей.

Ulead COOL 3D – аналогично предыдущей рассмотренной программе данный продукт является редактором, целью которого является создание трехмерных анимированных текстовых изображений, данная программа является более многофункциональной по сравнению с Xara3D. Созданные изображения могут быть использованы в презентациях, проектах мультимедиа, Internet-приложениях. Особенностью данной программы, в отличии от предыдущей, является возможность использования аппаратной прорисовки изображения то есть используется прорисовка Direct3D. Ulead COOL 3D может быть использована в случае сложной анимации текста.

2.1.3 П р о г р а м м ы т р е х м е р н о г о м о д е л и р о в а н и я. Данные программы предназначены для реализации задач построения трехмерных анимированных сцен любого уровня сложности, обладают полным набором требуемых свойств и инструментов. Эти программные средства могут брать на себя функции всех рассмотренных ранее классов программ, обеспечивая эффективную работу по созданию мультимедиа-приложений.

Условно данный вид программ можно разделить на специализированные программы, ориентированные на реализацию моделирования определенных объектов и программы общего назначения, способные создать и обработать любую трехмерную сцену.

Представителем специализированных программ является Bryce 4 который исключительно полезен при создании ландшафтов и рельефов. Возможности этой программы позволяют имитировать широкий набор атмосферных эффектов, а также применить множество текстур и материалов [3]. Однако данный программный продукт не может быть использован при создании трехмерных сцен ММУП в силу своей однонаправленности. Так, например, при помощи данной программы невозможно создать модель какого-либо элемента электродвигателя.

На рынке сегодня существует немало программ для создания анимационных фильмов, однако большинство из них весьма дороги и предъявляют высокие требования к аппаратным средствам. На их фоне выгодно выделяется Meta Creations Poser 4 [4].

Poser намного дешевле, например, такой программы, как Mауа, в то же время работать в Poser значительно удобнее и проще, и результат выполненной работы зависит только от самого аниматора. В Poser входят одни из лучших трехмерных моделей человека и животных, и эти модели можно пополнять самому. С помощью этой программы создаются комиксы, рекламные ролики и плакаты, грамма позволяет весьма быстро моделировать качественные анимационные сюжеты, в которых нужно показать движение живого существа. В этом Pоsеr опережает 3D Studio Max.

Несмотря на неплохие характеристики данной программы, она обладает существенным недостатком: Meta Creation Poser предназначен для создания сцен, основным объектом которых являются живые существа, в связи с этим все инструменты данного программного пакета ориентированы на анимацию живых объектов в ущерб остальным немаловажным инструментам анимации. В конечном счете, данный продукт обладает набором инструкций более ограниченным по сравнению с 3D Studio Max.

Программа общего назначения Blender — единственный бесплатно распространяемый многоплатформенный полнофункциональный пакет для подготовки и анимации трехмерных сюжетов.

Актуальная на настоящий момент версия пакета имеет номер 2.12; она реализована для множества платформ — SGI, Sun, FreeBSD х86, Linux х86, Linux Alpha, Linux РРС (Macintosh), Ве0S х86, Windows. Про­грамма нетребовательна к ресурсам [9].

Пакет Blender является универсальным редактором для подготовки трехмерных роликов и, подобно другим аналогичным программам, позволяет создавать фильмы различных стилей: синтетического, с которым знакомы по компьютерным играм, «рисованного», напоминающего традиционные мультфильмы, а также фотореалистичного.

Blender адресован не только любителям, но и профессионалам на это указывают и весьма совершенные инст­рументы редактирования и анимации мягких тел, и раз­витые средства текстурирования, и наличие механизма для подключения дополнительных модулей, и мощный язык скриптов, и многое другое. Хотя пакет недотягивает по функциональной насыщенности до таких «монстров», как 3D Studio Max 3.1 или LightWave 6 он способен стать вполне реальной альтернативой им.

Если же необходимы более сложные инструменты, то можно использовать, например, 3D Studio Max.

Пакет LightWave, уже довольно давно произведенный фирмой NewTek, известен в основном профес­сионалам, работающим с 3D-графикой, и пользователям платформы Amiga [6]. И это несмотря на то, что су­ществуют варианты программы на множестве платформ.

Доступность LightWave определя­ется ее многоплатформностью и невысокими требованиями к аппарат­ному обеспечению, значительно луч­шими, чем у других программ подоб­ного класса. А класс прежде всего определяется качеством модуля рендеринга, ведь основной результат рабо­ты — качественная картинка.

LightWave характерен наличием раздельных модулей анимации (Layout) и моделирования (Modeler). Рабочих форматов файлов тоже два: один хранит объекты моде­лирования и имеет расширение .lwo, а другой — с расширением .lws — пред­ставляет собой готовые сцены. Такое решение дает простор, поскольку ра­бочее пространство не засоряется не­нужными меню и инструментами.

Хорошим помощником может ока­заться и LScript — интерпретируемый язык, процедуры которого способны автоматизировать многие рутинные операции.

В LightWave 6.0 также появился новый инструмент, позво­ляющий управлять детализацией мо­делей при работе и рендеринге.

Для выполнения процедуры анимации существуют паке­ты расширения, реализованные в виде подключаемых модулей. Кроме то­го, в стандартный пакет теперь входит модуль, предназна­ченный для моделирования и анимации физических процессов и­ эластич­ных материалов.

В целом LightWave 6.0 — мощный и универсальный пакет для професси­оналов, занимающихся 3D-графикой. Он не перенасыщен функциями и в то же время обладает всеми необходи­мыми инструментами для работы — надежными и понятными. Поло­жительную роль также играет многоплатформность ПО, например, при работе на Macintosh 3D Studio Max не подойдет, и здесь аль­тернативы LightWave может не быть.

К недостаткам программы можно отнести полное отсутствие учебной литературы и нетрадиционный интер­фейс. Кроме того, средства тексту­рирования поверхностей могут пока­заться менее насыщенными, чем в других, более дорогих продуктах.

3D Studio MAX является радикально новым подходом к трехмерному моделированию и визуализации. Основные понятия и методы, в соответствие с которыми 3DS МАХ управляет объектами и данными на сцене, существенно отличаются от предыдущих версий 3DS и других программ трехмерного моделирования и визуализации.

Термин объект используется повсеместно во всей программе 3DS МАХ – это объектно-ориентированная программа [3]. Если посмотреть на 3DS МАХ в терминах программирования, все, что создается, является объектами. Геометрия, камеры и источники света на сцене являются объектами. Модификаторы также являются объектами, как и контроллеры, растровые изображения и определения материалов. Многие объекты, подобные каркасам, сплайнам и модификаторам, допускают манипулирование на уровне подобъектов.

Практически все в 3DS МАХ организовано в иерархию. Все иерархии в 3DS МАХ следуют одним и тем же принципам. Более высокие уровни в иерархии представляют собой общую информацию и являются уровнями наибольшего влияния. Более низкие уровни представляют собой подробную информацию и являются уровнями меньшего влияния.

В самом сердце 3DS МАХ анимация выполняется в реальном времени. Разрабатывается виртуальный мир, в котором действия определяются и происходят в реальном времени, но перед тем, как все будет готов к визуализации, необходимо принять решение о разделении времени между кадрами.

Программный пакет 3D Studio Max представляет собой всеобъемлющее средство разработки, представления и визуализации трехмерных анимированных сцен. Многофункциональность данной системы, а так же ее распространенность выгодно отличают 3D Studio Max на фоне аналогичных программных продуктов.

Для выбора средств создания анимации сравним рассмотренные средства. Программы для работы с растровой графикой предоставляют возможность оперировать растровыми статическими изображениями, что может быть использовано при создании анимированных объектов, пространственные свойства которых не имеют роли, то есть двумерных изображений. Такими изображениями могут быть, например, различные графики с двумя осями координат, иллюстрирующие процессы, проходящие в объектах являющихся целью курса обучения. С помощью программы CoffeeCup Gif Animator может быть создана векторная диаграмма потоков статора однофаз­ного асинхронного двигателя с экраниро­ванными полюсами.

Программы текстовой анимации предназначены для создания эффектов, объектами которых является только текст. Данный вид программ используется для создания динамических текстовых надписей, призванных оживить статичный внешний вид электронных гипертекстовых документов. Следовательно, эффекты создаваемые при помощи этих программ несут на себе в лучшем случае минимальную смысловую нагрузку, не нарушая процесс обучения, в худшем – служат в качестве отвлекающего фактора, негативно сказывающегося на качестве обучения.