Wavefront Technologies

Wavefront Technologies — американская компания, занимавшаяся разработкой программного обеспечения для трёхмерной компьютерной графики и анимации. Наиболее известна как создатель формата файлов OBJ и одного из первых коммерческих пакетов трёхмерного моделирования — The Advanced Visualizer. Компания существовала с 1984 по 1995 год, после чего была поглощена корпорацией Silicon Graphics (SGI) и вошла в состав подразделения Alias|Wavefront.

История

Основание и ранние годы

Компания Wavefront Technologies была основана в 1984 году в городе Санта-Барбара, штат Калифорния, группой инженеров и программистов, включая Марка Сильвера, Билла Ковача и Ларри Бэрса. Название «Wavefront» было выбрано в честь концепции волнового фронта в физике, что символизировало распространение инноваций в области компьютерной графики. Первоначально компания специализировалась на разработке программного обеспечения для рабочих станций, работающих под управлением операционной системы Unix, в частности для платформ Silicon Graphics (SGI) и Sun Microsystems.

Разработка The Advanced Visualizer

В 1985 году Wavefront выпустила свой первый коммерческий продукт — пакет трёхмерного моделирования и анимации под названием The Advanced Visualizer (иногда сокращённо — AV). Это был один из первых в мире интегрированных пакетов для трёхмерной графики, который объединял в себе инструменты для моделирования, анимации и рендеринга. Программа использовала собственный формат файлов — OBJ, который был разработан для хранения геометрических данных (вершин, граней, нормалей и текстурных координат). В отличие от многих современных форматов, OBJ был текстовым и легко читаемым, что способствовало его широкому распространению как универсального формата обмена данными между различными программами.

The Advanced Visualizer быстро завоевал популярность в индустрии визуальных эффектов и анимации. Его использовали для создания сцен в таких фильмах, как «Бездна» (1989) и «Терминатор 2: Судный день» (1991), где требовалась реалистичная компьютерная графика. В частности, для сцены с жидким металлом в «Терминаторе 2» использовались инструменты моделирования и анимации Wavefront.

Расширение и конкуренция

В конце 1980-х — начале 1990-х годов Wavefront активно развивала свои продукты. В 1988 году был выпущен Personal Visualizer — версия пакета для персональных компьютеров, работающих под управлением MS-DOS, что позволило расширить рынок. Однако основным направлением оставались профессиональные рабочие станции. Компания также разработала систему рендеринга Preview, которая позволяла визуализировать сцены в реальном времени с использованием графических ускорителей.

В этот период Wavefront столкнулась с конкуренцией со стороны других компаний, таких как Alias Research (Канада) и Softimage (Канада). В 1993 году Alias и Wavefront были основными игроками на рынке профессиональной трёхмерной графики, причём Alias доминировала в киноиндустрии, а Wavefront — в телевизионной рекламе и корпоративной анимации.

Поглощение Silicon Graphics

В 1995 году корпорация Silicon Graphics (SGI), крупный производитель высокопроизводительных рабочих станций, приобрела Wavefront Technologies за 50 миллионов долларов США. В том же году SGI купила и компанию Alias Research. Обе компании были объединены в новое подразделение — Alias|Wavefront. Это слияние позволило объединить технологии двух лидеров: инструменты моделирования и анимации Wavefront (The Advanced Visualizer, OBJ-формат) и мощную систему рендеринга Alias (Maya, PowerAnimator). В 1998 году на базе объединённых технологий был выпущен пакет Maya, который стал стандартом в индустрии визуальных эффектов и анимации на последующие десятилетия.

Продукты

The Advanced Visualizer (AV)

Основной продукт Wavefront — интегрированный пакет для трёхмерного моделирования, анимации и рендеринга. Включал в себя модули:

• Model — создание и редактирование трёхмерных объектов (сеток, кривых, поверхностей).
• Motion — настройка анимации, включая скелетную анимацию и морфинг.
• Render — визуализация сцен с использованием алгоритмов трассировки лучей и затенения по Фонгу.
• Preview — предварительный просмотр в реальном времени.

Personal Visualizer (PV)

Упрощённая версия AV для персональных компьютеров (MS-DOS), выпущенная в 1988 году. Поддерживала ограниченный набор функций, но позволяла создавать трёхмерные сцены и анимацию на относительно недорогом оборудовании.

Wavefront OBJ

Формат файлов для хранения трёхмерных геометрических данных, разработанный компанией. Стал де-факто стандартом для обмена данными между различными программами трёхмерной графики благодаря своей простоте и открытости. Формат поддерживает хранение вершин, нормалей, текстурных координат, граней и групп. Не поддерживает анимацию, скелеты или физические симуляции, что ограничивает его использование в современных рабочих процессах, но делает его идеальным для статической геометрии.

Другие продукты

• Wavefront Dynamics — модуль для симуляции физических процессов (твёрдых тел, жидкостей, тканей), выпущенный в 1992 году.
• Wavefront Composer — система композитинга для объединения трёхмерных сцен с видеоматериалом, выпущенная в 1993 году.

Технологии и инновации

Формат OBJ

Формат OBJ (Wavefront OBJ) был разработан для хранения трёхмерных моделей в текстовом виде. Каждая строка файла начинается с ключевого слова, определяющего тип данных:

• v — вершина (координаты x, y, z).
• vn — нормаль (вектор).
• vt — текстурная координата (u, v).
• f — грань (индексы вершин, нормалей и текстурных координат).

Формат не поддерживает сжатие, что делает файлы большими по размеру, но обеспечивает лёгкость чтения и редактирования вручную. OBJ стал основой для многих современных форматов, включая MTL (Material Template Library), который используется для описания материалов.

Система рендеринга

Wavefront разработала собственную систему рендеринга, основанную на алгоритмах трассировки лучей и затенения по Фонгу. В отличие от более поздних систем, таких как RenderMan от Pixar, система Wavefront была менее гибкой, но более быстрой для стандартных задач. Она поддерживала такие эффекты, как отражения, преломления, тени и текстурирование.

Интеграция с SGI

После поглощения SGI продукты Wavefront были оптимизированы для работы на графических рабочих станциях SGI, использующих графическую библиотеку OpenGL. Это обеспечило высокую производительность и возможность работы с большими сценами в реальном времени.

Влияние на индустрию

Кино и телевидение

Продукты Wavefront использовались для создания визуальных эффектов в таких фильмах, как:

• «Бездна» (1989) — создание подводных существ и эффектов.
• «Терминатор 2: Судный день» (1991) — сцены с жидким металлом (T-1000).
• «Парк юрского периода» (1993) — моделирование динозавров и анимация.

В телевизионной рекламе Wavefront применялась для создания анимационных роликов для таких брендов, как Coca-Cola, Nike и Pepsi.

Формат OBJ

Формат OBJ стал одним из самых распространённых форматов для обмена трёхмерными моделями. Он поддерживается практически всеми современными программами трёхмерной графики, включая Blender, Autodesk Maya, 3ds Max, Cinema 4D и SketchUp. Его открытость и простота сделали его стандартом для 3D-печати, игровых движков и веб-графики.

Наследие

После слияния с Alias технологии Wavefront легли в основу пакета Maya, который до сих пор широко используется в киноиндустрии. Многие алгоритмы и подходы, разработанные в Wavefront (например, скелетная анимация, морфинг, системы частиц), стали стандартными в современных программах.

Критика

Продукты Wavefront критиковались за сложность интерфейса и высокую стоимость, что ограничивало их доступность для малых студий и независимых художников. Кроме того, формат OBJ, несмотря на свою популярность, не поддерживает анимацию, скелеты или физические симуляции, что делает его непригодным для современных рабочих процессов. Также отмечалась недостаточная поддержка текстур высокого разрешения и сложных материалов.

Источники

• История компании Wavefront Technologies на сайте Silicon Graphics (архивные материалы).
• Книга «The Art of 3D Computer Animation and Effects» (Isaac V. Kerlow, 2004).
• Статья «Wavefront OBJ Format» в документации Autodesk Maya.
• Интервью с Марком Сильвером, основателем Wavefront (журнал «Computer Graphics World», 1992).
• Архивные материалы журнала «3D World» (1993-1995).