Общие сведения

Что такое Blend4Web

Blend4Web - это программная среда для подготовки и интерактивного отображения трехмерного аудиовизуального контента в браузерах, т.е. трехмерный «движок» (жаргонизм от англ. «engine»).

Платформа предназначена для создания визуализаций, презентаций, интернет-магазинов, игр и других «насыщенных» web-приложений.

Фреймворк Blend4Web имеет тесную интеграцию с пакетом 3D моделирования и анимации Blender (отсюда название). Отображение контента осуществляется средствами WebGL и других браузерных технологий без использования плагинов.

Технически Blend4Web представляет собой программную библиотеку, подключаемую к веб-странице, аддон (дополнение) к программе Blender, а также инструменты для отладки и оптимизации.

3D движок Blend4Web разрабатывается сотрудниками ООО «Триумф» с 2010 г. Первый релиз движка состоялся 28 марта 2014 г.

«Движок»

Движок - это обособленная часть программного кода, используемая внешними приложениями для реализации нужного им функционала.

Типы движков: сайтовый движок, блоговый движок, движок интернет-магазина, wiki-движок, поисковый движок, игровой движок и т.д. Экономический смысл существования программных движков заключается в многократном использовании одного и того же функционала. Например, используя тот или иной движок, разработчики могут относительно дешево создавать интернет-магазины или игры.

Графический движок, трехмерный движок

Графический движок выполняет специализированные функции по отображению графики. Он является промежуточным звеном между:

  • высокоуровневой прикладной частью (игровой логикой, бизнес-логикой) и
  • низкоуровневой системной частью (например, графической библиотекой WebGL и нижележащими драйверами).

Графический движок может объединяться со звуковой системой, физическим движком, системой, реализующей искусственный интеллект, сетевой системой, а также редактором сцен и логики, образуя интегрированный инструментарий для создания 3D приложений - трехмерный движок.

Что такое WebGL

WebGL (Web Graphics Library, т.е. графическая библиотека для использования в веб-приложениях) - одна из современных браузерных технологий, позволяющая создавать трехмерные графические веб-приложения. Другими словами, WebGL - это «3D в браузере».

Поддержка WebGL в браузерах

В настоящий момент технология WebGL в той или иной степени поддерживается во всех браузерах.

Мобильные платформы

  • Android
  • BlackBerry
  • Firefox OS
  • iOS 8
  • Sailfish OS
  • Tizen
  • Ubuntu Touch

Более подробно поддержка WebGL описана в соответствующем разделе главы «Проблемы и решения».

Преимущества WebGL

  • работает в браузерах без установки дополнительных программ (плагинов)
  • кроссплатформенный, предназначен для работы во всех стационарных и мобильных системах
  • является открытым стандартом, не требует лицензионных отчислений
  • поддерживается ведущими участниками рынка IT (Google, Apple, Microsoft, Nvidia, Samsung, Adobe и др.)
  • основан на знакомой разработчикам технологии OpenGL
  • интегрируется с другими браузерными технологиями

Что такое Blender

Blender - это популярная программа для создания 3D-моделей и анимации, бесплатная и с открытым кодом. Подготовленные в программе модели и сцены могут быть отображены, например, с помощью трехмерного движка на странице веб-сайта.

3D моделирование

Создание графических ресурсов требует наличия подготовленных специалистов - 3D-художников.

Типичный рабочий процесс может состоять из следующих этапов:

  • подбор фотографий и/или создание концепта и скетчей («спереди»-«сбоку»-«сверху») будущей модели или сцены
  • моделирование - создается трехмерная модель, состоящая из многоугольников (полигонов)
  • текстурная развертка - на модели создается разметка для последующего наложения текстур (плоских изображений)
  • текстурирование - на 3D-модель накладываются текстуры
  • подбор материалов - назначение различным частям модели материалов и их настройка (например, деревянная дверь с металлической ручкой)
  • риггинг (от англ. rigging, т.е. «оснастка») - к модели прикрепляются управляющие элементы («кости» «скелета») с целью дальнейшей анимации
  • анимация - модель приводится в движение с целью визуализации действий (например, для персонажей)
  • экспорт - выполняется на любом этапе с целью отображения 3D-модели в ее конечном виде, например, на веб-странице

Кроме того, в процессе создания 3D-моделей часто используются техники повышения реализма, требующие отдельных этапов:

  • создание высокополигональной модели - создается детализированная версия модели
  • «запекание» карты нормалей - детали из высокополигональной модели переносятся на основную модель в виде специальной текстуры (карты нормалей)
  • создание карты отражения - различным частям модели назначается различный цвет и степень отражения света
  • запекание карт окружения - производится с целью реализации эффекта отражения окружающей среды на поверхности модели
  • настройка камеры и источников света на сцене
  • настройка параметров физической симуляции - частицы, ткань

Затраты времени при изготовлении 3D-моделей и анимации зависят от их сложности и требуемого качества, и могут изменяться от 1-2 дней (например, игровой предмет) до 1-2 недель (например, детализованная модель самолета) и даже нескольких месяцев (реалистичные персонажи с наборами одежды, волос, лиц, с анимацией и настройкой пропорций фигуры).

Браузерные технологии

Браузер (от англ. «browser», т.е. «просмотрщик») - программа для воспроизведения содержимого сети Интернет. На заре развития интернет-технологий роль браузера сводилась к просмотру текстовых страниц с включениями статических изображений («гипер-текст»). Современные браузеры представляют собой полнофункциональные платформы для создания мультимедийных веб-приложений.

Среди реализованных в браузерах перспективных возможностей, используемых в Blend4Web, можно отметить следующие технологии:

Другие перспективные технологии:

Интерактивная графика

Термин «интерактивный» в приложении к компьютерной графике означает, что пользователь имеет возможность взаимодействовать с постоянно меняющимся изображением. Например, пользователь может изменять направление взгляда в 3D сцене, перемещать объекты, инициировать анимацию и выполнять другие действия, обычно ассоциирующиеся с компьютерными играми.

Интерактивность графики достигается за счет частой смены изображений, так что действие пользователя (например, движение курсора или нажатие кнопки) в промежутках между кадрами приводит к изменению изображения в следующем кадре. Изображения должны сменять друг друга так часто, чтобы человеческий глаз не был способен распознать их по отдельности (быстрее 30 кадров в секунду).

Близким по смыслу термином является также «графика реального времени», или «рендеринг реального времени» (от англ. rendering, т.е. «отображение»).

Видео-карты и драйверы

Интерактивная графика реализуется специализированной аппаратной частью современных компьютеров, называемой графическим процессором, который может быть выполнен в виде отдельного устройства (видео-карты) или как часть центрального процессора.

Основные производители графических процессоров (в скобках указаны их торговые марки), для настольных компьютеров - Nvidia (GeForce, Quadro), AMD (Radeon), Intel (HD), для мобильных устройств - ARM (Mali), PowerVR (SGX), Nvidia (Tegra), Qualcomm (Adreno).

Доступ программ к ресурсам графического процессора осуществляется через программу-посредника, называемого драйвером. Важным условием для корректной работы интерактивных графических программ является наличие в системе драйверов последней версии. Драйверы можно установить (или обновить), загрузив их с соответствующих сайтов производителей графических процессоров. Подробнее в разделе Ошибка инициализации WebGL.