Як українська команда інноваторів на чолі з фізиками-теоретиками створила 3DCoat — одну з найкращих програм для диджитал-скульптингу

Українські розробники Pilgway від 2007 року змінюють світ digital-скульптингу, 3D-моделінгу та текстурування. Коли спільноті презентували 3DCoat, то тим самим запропонували інноваційний підхід автоматичної ретопології та воксельного скульптингу, водночас досвід користування нагадував роботу з традиційними матеріалами.

Програма стала середовищем необмежених можливостей для створення швидких концептів, окремих моделей та скульптур.

Ми поспілкувалися з директором ТОВ «Пілгвей» і кандидатом фізико-математичних наук Станіславом Чернишуком. Поговорили про заснування компанії, формування дружнього ком’юніті та плани на розробку подальших продуктів made in Ukraine.

— Pilgway та 3DCoat origins. Як виникла ідея та сформувалася команда?

Наша команда має цікаву та досить нестандартну історію створення. Приблизно у 2005-му чи 2006 році троє з чотирьох співзасновників ходили до однієї протестантської церкви. На той час Андрій Шпагін був розробником у GSC Game World і мав уже за плечима досвід написання ігор «Козаки», «Козаки 2» та інших. І якось його дружина Марина запитала: «Ось ти створюєш ігри. Чому б не зробити щось християнське?». Так з’явилася ідея створити комп’ютерну гру на основі книги Джона Баньяна «Подорож Пілігрима». Твір описує внутрішній світ окремої людини та різні її етапи на шляху християнської віри.

Тоді кілька людей почали розробку цієї гри, й у процесі підготовки з’ясувалося, що Андрію не дуже подобається ZBrush як спосіб фарбування 3D-моделей. Тож у нього виникла така думка: «Чому б не спробувати швиденько зробити 3D-редактор, в якому можна було розфарбовувати моделі легше, ніж у ZBrush?»

І не завершивши розробку гри, він почав писати 3D-редактор. На той момент Андрій уже пішов з компанії GSC Game World і пів року ніде не працював. Поки він продовжував писати програму, їхня родина жила в основному на пенсію його бабусі. Потім виникла ідея продавати цей редактор. Ось так і з’явилася програма, яку спершу назвали 3D Brush, але потім, щоб уникнути аналогії із ZBrush вирішили перейменувати на 3DCoat.

Спочатку це була програма для розфарбовування 3D-моделей: звідси назва 3DCoat (типу 3D-покриття). Перший продаж відбувся у 2007 році, і з того часу продукт поступово розвивався. Цікаво, що саму комп’ютерну гру так і не вдалося зробити. Однак за мотивами вже згаданого твору «Подорож Пілігрима» спільно з іще однією компанією ми створили інтерактивну книгу Pilgrim’s Progress для iPad. Якийсь час вона була доступна на Apple Store, але зараз її необхідно оновити для нових версій iPad. Тут є інформація про цю інтерактивну книгу. До речі, назва нашої компанії теж походить від словосполучення Pilgrim’s way: Pilgway — «шлях пілігрима». Поступово ми розвивалися, але все ще залишаємось невеликою командою: у нас працює менше ніж 20 спеціалістів.

Оскільки значна частина команди з протестантського церковного середовища — це накладало серйозний відбиток на нашу роботу. Виникла дискусія щодо того, як використовуватимуть цю розробку і як це відповідає нашим цінностям. Тому в той час вирішили помістити деякі обмеження в EULA (end-user license agreement). Це, логічно, викликало скандал і величезне обурення, хтось підтримував, хтось ненавидів нас за це. Андрій Шпагін згадує це так:

Андрій Шпагін co-founder Pilgway

«Мені довелося вести дискусії на цю тему, що зрештою сильно вплинуло на мене та мій світогляд. Зробив висновок, що свобода у творчості — дуже важлива цінність, а ці обмеження — помилкові. Я пішов далі, досліджував природу обмежень, продиктованих релігійним підходом, і став принциповим противником цензури, переглянув свої погляди на християнство. Вважаю себе вірянином, але більше з позицій логіки. За декілька років я написав книгу „З’їж лева“ (Consume the Lion), на що мене і надихнули ці роздуми. Звичайно, я вимагав видалити всі обмеження на контент з EULA. Що ми опісля і зробили».

Частина команди поділяє християнські цінності, тому з моменту заснування на сайті створено розділ, який зараз називається «Голос». Ми не накладаємо жодних обмежень на контент. Щобільше, не всі члени команди погоджуються з цим розділом. Андрій Шпагін принципово не погоджується з його ідеями, проте поважає право членів команди висловлювати свою думку. У розділі є заклик відповідально підходити до того, що ми створюємо, а також аналіз цього з християнських позицій.

— З якими складнощами вам довелося зіткнутись під час розробки софту та які креативні рішення надихнули вас на інноваційні нововведення?

3DCoat — це надзвичайно складна програма з погляду реалізованих алгоритмів (але багато в чому інтуїтивна в плані навчання). У ній утілена велика кількість інноваційних підходів та рішень, деякі з яких були вперше застосовані загалом в індустрії 3D-графіки.

«Поняття автоматичної ретопології було вперше реалізовано саме в 3DCoat приблизно 2010 року»

Багато в чому унікальність програми пов’язана з тим, що головний розробник Андрій Шпагін має базову освіту фізика-теоретика. І фізична інтуїція допомагає йому будувати адекватні математичні моделі для вирішення тих чи інших завдань у 3D-графіці. Наприклад, однією з фундаментальних переваг 3DCoat над більшістю програм у 3D є можливість воксельного скульптингу або воксельного моделювання.

Вокселі — це аналог пікселів, але в 3D-середовищі. Пікселі — це 2D-квадратики, а вокселі — 3D-кубики. Такий підхід відчутно допомагає концепт-художникам, оскільки дозволяє швидко об’єднувати й вилучати різні об’єкти одне з одного за допомогою boolean-операцій. Тому 3DCoat — потужне середовище для швидкого створення концептів.

Повертаючись до питання про труднощі, не можна сказати, що вони виникали тільки в минулому. У пошуку відповідних алгоритмів завжди є проблеми. Можна сказати, що розробка 3DCoat — це постійний R&D-процес.

Наприклад, часто доводиться відкладати вирішення складного завдання, поки не настане час і рішення не прийде саме по собі. І коли виникає потрібна ідея, починається розробка коду. Іноді трапляються настільки складні завдання, що відразу немає жодних ідей, тож рішення може прийти через тривалий час.

Варто зазначити, що ми конкуруємо з продуктами таких всесвітньо відомих компаній, як Adobe та Autodesk, а також із безплатним Blender. І для того, щоб залишатися конкурентоспроможним, нам доводиться вигадувати надзвичайно складні високотехнологічні рішення. Добре, що їх вдається знаходити, адже завдяки цьому ми розвиваємося далі. Наприклад, Blender нині дуже швидко розвивається багато в чому завдяки великим корпоративним грантам, і добре, що ми маємо рішення, які його випереджають у певних напрямках: скульптинг, ретопологія та hand-painted текстурування.

— Чим ви керуєтеся під час підготовки розширення лінійки продуктів та введення нових інструментів у 3DCoat?

Під час розробки нового функціоналу в 3DCoat важливі побажання користувачів. Для нас як для невеликої компанії суттєве значення має думка нашої аудиторії та швидкий зв’язок з ними. У нас досить близьке спілкування між користувачами та розробниками через форум. Багато людей висловлювали там свої побажання, які ми враховували під час розробки тих чи інших фіч. Також у нас історично склалися добрі стосунки з деякими просунутими користувачами, які добре знають і 3DCoat, й інші програми, а також індустрію загалом. Вони допомагають нам, пропонують ідеї для нового функціоналу. Наприклад, одним з таких інсайдерів є Джама Джурабаєв, Senior Concept Artist у Lucasfilm. Він працював на таких фільмах, як «Аладін», «Світ юрського періоду», «Першому гравцю приготуватися».

Що стосується лінійки продуктів, то базовим продуктом є 3DCoat. Ми маємо його спрощену версію 3DCoatTextura, яка призначена виключно для текстурування та рендерингу. По суті 3DCoatTextura — це дві кімнати з 3DCoat: кімната малювання та кімната рендерингу. Якщо художникам потрібно малювати за 3D-моделлю, зокрема робити гендпейнтинг, то достатньо купити 3DCoatTextura, щоб отримати повний функціонал 3DCoat.

Також у нас є безплатний продукт 3DCoatPrint, який люди можуть використовувати в моделюванні та скульптингу виключно для 3D-друку.

— У вас потужна освітня візія: ви активно ведете навчальний YouTube-канал та комунікуєте зі спільнотою на форумі. Чи не могли б ви детальніше розповісти про освітню діяльність компанії?

Форум — це місце, де люди можуть залишити свої побажання, а ми намагаємося їх враховувати під час розробки та регулярно заглиблюватися в питання, які там обговорюють. Ми намагаємося розвивати YouTube-канал, де публікуємо відеопрезентації нових фіч у програмі. Іноді чуємо претензії, що в нас немає вдосталь якісних туторіалів за останньою версією програми. Ми враховуємо ці побажання, тому зараз у процесі створення серії освітніх матеріалів з низькополігонального моделювання для новачків. У майбутньому намагатимемося розробляти спеціальні серії для новачків з різних аспектів інструментарію 3DCoat.

Нещодавно ми оновили нашу документацію, тож тепер вона доступна 30 мовами, включно з українською. А ще — імплементували спеціально навчений нами ChatGPT. Ми створили промпт для навчання ChatGPT на основі наших питань та відповідей, і зараз користувачі можуть запитати практично будь-що стосовно програми як усередині 3DCoat, так і на нашому сайті.

«Фактично ChatGPT вже зараз багато в чому відіграє роль технічного консультанта, і ми продовжуємо поповнювати наш промпт»

Ми стараємося робити наші продукти ближчими до користувачів з усього світу. Тому вебсайти Pilgway.com та 3dcoat.com доступні 70 мовами (крім бібліотеки PBR-матеріалів), так само як і програми 3DCoat, 3DCoatTextura та безплатний 3DCoatPrint. Напевно, у цьому плані наші програми мають найбільшу кількість доступних мов серед усіх 3D-програм у світі.

Варто зазначити, що ми маємо спеціальну академічну програму для університетів та шкіл, за час дії якої 3DCoat став доступним для навчання в більш ніж 300 освітніх закладах у всьому світі. Список — тут. Раніше 3DCoat був безплатним для університетів, зараз він має невелику вартість. Також у нас є спеціальна програма для студентів, за якою вони можуть, наприклад, придбати 3DCoatTextura за €1 на рік, а 3DCoat — за €44,85 на рік не для комерційних цілей.

Нещодавно ми випустили реліз 3DCoat 2024. Одна з останніх нових фіч — це копіювання частини 3D-моделі за допомогою автоматичного створення VDM-пензля. Релізне відео 3DCoat 2024 та інші останні фічі можна подивитися тут.

— Яким ви бачите подальший розвиток 3DCoat? Чи можемо ми очікувати на нові продукти від Pilgway та які вектори розвитку для вас сьогодні пріоритетні?

Якщо говорити про розробки, які наразі в режимі тестування, то це відновлення малих деталей самої 3D-моделі, тобто детального мешу по карті нормалей. Це унікальна для індустрії розробка. Також інструмент Poly Objects — це створення заданого масиву об’єктів з одного заданого об’єкта шляхом його розмноження на заданій поверхні. Це щось схоже на MicroPoly в ZBrush, коли можна створювати, наприклад, кольчугу через розмноження двох замкнутих кілець.

У середньостроковій перспективі ми плануємо влітку випустити реліз GPU-текстурування з нодовою системою для створення та недеструктивного редагування процедурних PBR-матеріалів. Тобто функціональність чимось схожа на Substance Designer, але, звичайно ж, вона відрізнятиметься.

Окрім того, ми розробляємо кімнату фотограмметрії, яка дозволить людям отримувати 3D-моделі з фотографій або відео. Люди зможуть зняти з різних ракурсів один і той же об’єкт, отримати дві 3D-моделі, що відсканують (наприклад, кросівок зверху і знизу), а потім об’єднати кілька моделей в одну. Це також стане унікальною технологією. Функцію фотограмметрії ми плануємо запустити як додатковий платний модуль до 3DCoat або в рамках окремого нового продукту 3DCoatScan = 3DCoat + Photogrammetry.

Незабаром ми плануємо впровадити окремий модуль Moulding Tool зі створення 3D-моделей ливарних форм. Це крок у бік інженерного індустріального ринку.

Ми маємо великі плани щодо входження на інженерний ринок CAD. У майбутньому ми сподіваємося створити 3DCoatCAD — програму, яка дасть інженерам свободу творчості 3D-художників. 3DCoatCAD буде здатен об’єднати всі функції 3DCoat із можливостями CAD-моделювання NURBS, Solid.

Тоді в одній програмі можна буде робити воксельний скульптинг, низькополігональне моделювання, ретопологію, CAD-моделювання, текстурування та рендеринг моделі.

Також ми б хотіли в майбутньому зробити проєкт з архітектурної візуалізації та рішення щодо створення меблів.

Отож плани великі — сподіваємося з Божою допомогою їх реалізувати.

— Як війна позначилася на роботі студії та її співробітниках і як би ви описали ваш голос у світовій спільноті CG-художників?

Незабаром після початку повномасштабної війни наша команда опублікувала на сайті спеціальне звернення до громадян РФ. Ми припинили продаж у РФ, пояснювали нашу позицію, закликали не йти на війну, розміщували інформацію, як можна здатися в полон. За весь час цю сторінку подивилося більше ніж 24 тисячі користувачів з росії, тоді як загалом переглядів було понад 60 тисяч. До речі, кілька місяців тому ми дізналися, що наші сайти Pilgway.com і 3dcoat.com забанені в росії — мабуть, саме через цю сторінку.

Також під нашими релізними відео та під багатьма туторіалами ми закликаємо користувачів з усього світу донатити на благодійний фонд «Повернись живим». Невідомо, скільки людей сьогодні відгукнулося на цей заклик.

Деякі наші співробітники виїхали із сім’ями за кордон, але більшість перебуває в Україні. На початку війни ми відчували особливу підтримку багатьох людей на Заході. Там купували продукт і закликали до цього інших, просто щоб нас підтримати. Це було видно за коментарями.

Ми розмістили девіз With love from Ukraine на нашому сайті, у наших імейл-розсилках. А ще поміняли логотип 3DCoat та Pilgway на кольори українського прапора. У такий спосіб постійно нагадуємо про те, де ми самі в більшості перебуваємо, та просимо в художників з усього світу допомогти Україні.

Думки геймдев-художників про 3DCoat

Також ми розпитали українських геймдев-художників про їхні враження від використання 3DCoat:

Микола Муренець Concept Artist у Plarium

«Перше, що можу сказати про цю програму, — вона надзвичайно універсальна. Мені було досить легко почати вивчення 3DCoat, оскільки я вже знав певні ази в Blender та інших 3D-софтах.

Впродовж тривалого часу я думав, що 3DCoat мені потрібен тільки для створення концепт-арту архітектури, пошуку цікавих і нестандартних рішень у моделюванні та скульптингу будинків і загалом архітектурних споруд.

Остання робота, яку я виклав в Instagram та на ArtStation, на 80% виконана в 3DCoat. Це й архітектура, й айсберги, й різноманітні органічні штуки. Проте я також постійно використовую Blender, щоб зробити гарні текстури й світло».

Святослав Сидоренко Concept Artist в Ulysses Graphics

«Почав працювати в 3DCoat вже трохи більше як чотири роки тому. Тоді він мені дуже сподобався через простоту та інтуїтивність. У програмі було значно легше розібратись порівняно із ZBrush.

Часто використовую воксельний режим для скетчів. Наприклад, коли працюю над дизайном техніки, то thumbnails „2D side view“ для мене не дуже інформативні, тому я роблю швиденькі 3D-скетчі у 3/4.

Зазвичай я роблю не супердеталізовану модель в 3DCoat, потім додаю трохи кітбашу, текстур у С4D, рендер в Octane, а тоді overpaint у Photoshop. Дуже крутий воксельний скульптинг — майже весь час роботи в цій програмі я проводжу саме в ньому.

Вбудований у 3DCoat рендер я використовую рідко, тільки щоб іноді подивитись, як тіні лягатимуть на моделі.

У Paint room дуже приємно розмальовувати модель, накидувати текстури, деталі, але для цього потрібно зробити ретоп і розгортку. Якщо з простою моделькою, наприклад гранати, це доволі легко, то, скажімо, з великим джипом або космічним кораблем дуже багато мороки.

З мінусів — мені не дуже подобаються інструменти Smooth та Move: за моїми відчуттями в ZBrush це значно краще реалізовано. Взагалі хотілося б кращого фінансування, більше оновлень та нових функцій.

Зараз почав працювати у Plasticity — для hardsurface більш відповідний софт, але початкові скетчі та пошук форми все одно приємніше робити в 3DCoat».

А чи користуєтеся ви 3DCoat? Діліться своїми враженнями в коментарях.

Підписуйтеся на Telegram-канал @gamedev_dou, щоб не пропустити найважливіші статті і новини