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Modo

modo是一款高級多邊形細分曲面，建模、雕刻、3D繪畫、動畫與渲染的綜合性3D軟件。最初由「Luxology, LLC」設計，目前為合併後的公司「Foundry」設計並維護。該軟件具備許多高級技術，諸如N-gons（允許存在邊數為任意邊的多邊形），多層次的3D繪畫與邊權重工具，可以運行在蘋果的Mac OS X與微軟的Microsoft Windows以及Linux操作平台。

modo
開發者Foundry(Luxology, LLC)
當前版本16.0v3（2022年8月12日）
操作系統Mac OS X , Windows，Linux
類型三維繪圖
許可協議專有
網站MODO官方主頁

歷史

modo來自於原Lightwave 3D的核心開發團隊，他們離開NewTek後成立的公司就是Luxology，初始總部位於美國加利福尼亞州北部城市聖馬蒂奧（San Mateo, California），後於2009年9月16日移至山景城（Mountain View, California）。

  • 2001年，隸屬NewTek公司Lightwave的核心工程師們決心要徹底重寫該軟件的工作流程與技術層，這與NetTek高級主管層發生了嚴重分歧，並最終導致了時任公司副總、三維軟件部門領導者的Brad Peebler，離開NewTek公司並組建成立Luxology，和他一起的還有Allen Hastings與Stuart Ferguson，均為Lightwave軟件的核心研發工程師。
  • 在Siggraph 2005年大會上，modo 201被首次披露。Luxology在modo201中引入了業界最前沿的3D繪畫技術（類似於ZBrush、BodyPaint 3D），擁有多層材質混合技術，並加入了如之前Lightwave中所見，但要更加出眾的渲染技術，包括：基於物理特性的及時渲染系統，真實的光學效果，各向異性的漫反射與渲染物體副本等功能。2006年5月24日，modo201如期發布並提供了許多超越之前版本的高級功能。
     
    modo 202屏幕截圖
  • modo201贏得了Apple Design Awards蘋果2006年度的最佳圖形應用軟件獎。在2006年10月，modo又贏得了英國蘋果用戶雜誌（MacUser UK magazine）的最佳三維動畫軟件獎。2007年1月，modo贏得了遊戲開發者前沿大會（Game Developer Frontline Award）頒發的最佳藝術工具獎。
  • modo202於2006年8月1日發布。202提供了更加快速的渲染與一些新的工具（例如厚度工具）。同時加入了30天試用版以供更多人有所選擇。
  • 在2007年3月，Luxology宣布了modo203並為之前的20X用戶免費升級，它包含了新的UV編輯工具，更快速的渲染與新的dxf文件轉換插件。
  • modo301於2007年9月10日發布，增加了動畫與雕刻工具組。動畫工具包含有可調整的相機、燈光、變形控制與可被引入的mdd幾何模型驅動。雕刻功能可以作用於模型，也可作用於矢量置換貼圖，更可以將二者合成。
  • 2008年4月3日，modo302發行，包含有一些新的工具，更佳的渲染與動畫功能以及新的地理日光與物理天空系統，同樣的也對於之前的301用戶免費升級。此後，Luxology又向302用戶提供了免費的插件，用於Google的SketchUp6的skp格式文件轉換，以及用於犀牛（Rhinoceros 3D）或是Moi的3DM格式文件的轉換。
  • 2009年6月18日，modo401問世（版本號31381）。modo401增加了毛/發建模渲染、體積光、物件/渲染複製器replicators、焦散等諸多新特性；提供了新型的即時渲染預覽引擎；還包含全面增強的動畫模組：管理/綁定物件，自定義通道約束等功能。除此之外，modo401建立起一套基於preset的全面的整合數據系統，用以加快工作流程。
  • 2009年7月24日，modo401 sp1出生（版本號31886）。因為僅修復bug沒有新功能，所以這也是luxology首次公開以sp形式來更新版本；接下來的10月6日，modo401 sp2釋出（版本號32834）;10月21日，修正相機錯誤的modo401 sp2（版本號33252）出爐，進一步提高了軟件的穩定性。
  • 2010年11月16日，modo 501發布，同時引入的新功能包括Pixar Subdivision Surfaces,綁定用方案視圖以及首次Mac平台的64位軟件版本。
  • 2012年2月29日，modo601發布，這一版本增加了更多角色動畫相關的工具，且集成了動力學模擬功能，提供了重拓撲建模工具，增加了較為完整的體積渲染特性。
  • 2013年3月25日，modo701發布，modo首次引入了完整的粒子模塊，結合改進的動力學，成為VFX領域的常用建模工具。與此同時，細分曲面專用的布爾運算模塊Meshfusion（網格融合）作為第二方插件推出。並提供了新型多重分辨率細分曲面雕刻模式。
  • 2014年4月25日，modo801發布，這是在Luxology與The Foundry公司合併後共同開發的一版，配合其他產品線，對色彩管理進行了完整升級，對接NUKE；對多象限UV功能提供了完整支持，對接Mari；並提供了新型節點化材質着色工作流程。
  • 2015年5月27日，modo901發布，初步完整地集成了meshfusion這個細分曲面用的布爾運算模塊，成為內置功能。MODO在這一版全面改進了其渲染器功能。其離線渲染器，全面採用迪斯尼發布的標準GTR物理渲染模型，基於標準PBS（基於物理的渲染着色），引入併兼容遊戲開發領域兩大着色器（虛幻引擎、Unity引擎），極大拓展了遊戲開發領域的配套功能；其即時渲染器由modo和mari兩個產品團隊合作共同開發，形成了CPU計算，GPU輔助採樣的新型RT渲染引擎。同時，901在原有的視圖模式基礎上，將傳統的高級OpenGL視圖正式改為默認視圖DVP，並提供了由GPU加速的高級視圖AVP，支持遊戲引擎標準的即時渲染特性，也為遊戲開發領域的視覺工作提供了方便。
  • 2016年4月6日，modo10.0v1發布，MODO開啟了一個全新階段的開發，全面開闢新的參數化程序建模模式Mesh Ops，將傳統的直接建模經驗帶入新的程序化建模領域，並對meshfusion等傳統模塊完成格式修改與整合。
  • 2017年4月15日，modo11.0v1發布，MODO聚焦於參數化程序建模的大量拓展，同時開始重整代碼，強調開箱即用的體驗，從這一版開始，官方施行一年多更的方案，更多新功能、更多拓展的更新將會隨着開發陸續更新而不再等待大版本號更新推出，此舉意味着對訂閱用戶持之以恆的開發支持。
  • 2018年3月27日，modo12.0v1發布，MODO在繼續參數程序建模的開發同時，全面重整界面開發流程，並成為VR領域的建模利器。
  • 2019年3月26日，modo13.0v1發布，MODO完成了第一階段的參數化程序建模基礎工作，且對傳統工具、界面進行了全面整理，更加聚焦於建模工作，並使得作為工作平台的穩定性獲得極大提升。
  • 2020年3月17日，modo14.0v1發布，MODO進入內核技術更新最後階段，除了對常用工具的提升，改良並新增了建模命令的相關算法；參數化程序建模繼續深入UV映射領域，令動畫與視口性能獲得顯著提升；添加相機標記畫筆利於廣泛協作，簡化PBR紋理流程，初步納入USD工作流程。
  • 2021年3月16日，modo15.0v1發布，MODO採用全新Nexus2000內核。作為底層技術更新後的第一年，開始對傳統操作邏輯進行重大提升式更新。包括全新的網格融合流程，OmniHaul方式的快捷命令交互，讓建模與變形動畫控制體驗更加統一，且顯著提升交互效率；曲線與集合體迎來各自的布爾算法，在參數化程序領域極大簡化了步驟和效率；全面引入幾何複雜度代理與延遲變形系統，克服了性能瓶頸。
  • 2022年4月27日,modo16.0v1發布,MODO在改良程序建模與網格融合的同時,全面增強着色渲染相關功能,並將初步完成混合渲染架構中的GPU硬件着色部分。

modo問世以來，被應用在很多著名的影視作品，例如小銀幕上HBO巨作Roma，大銀幕上的《絕密飛行》Stealth，《別惹螞蟻》Ant Bully，《機器人瓦里》Wall-E以及新片UP；也包含有很多遊戲作品，例如Sega的新作《戰斧》Golden Axe，瑞典開發商Massive Entertainment的《衝突世界》world in conflict，以及id Software的力作Rage及其後續的一系列《毀滅戰士》系列。

如今的modo，已經是美國電影工業內各大廠的概念設計環節、預製片流程標準模型資產生產的三維模型創作核心軟件，從《星球大戰》到《沙丘》；從《蜘蛛俠：平行宇宙》到《心靈奇旅》，無論是任何風格題材項目，在不同VFX視覺特效工作室中，MODO都已成長為大型項目建模環節的實際標準之一。

與此同時，MODO因其集成統一高效的特徵，在全球遊戲行業第一線項目中繼續擴大影響力，為無數一流項目中的資深藝術家服務，是高級藝術家保持「高質與高量」的生產力利器，MODO 10代之後引入的程序建模系統，更是將批量建模效率推向極致——可用於海量的原創模型資產。

MODO不止用於大型遊戲工作室的大型項目，對於人數和成本規模有限的小型工作室，MODO因其效率提升帶來的競爭優勢和價值提升，比大型工作室來得更加明顯。

  • 瑞典獨立小廠霧影工作室從成立以來各場景舞台關卡用模型資產均由MODO建造管理，包括其全球大獲成功的TGA年度遊戲《雙人成行》系列；
  • 同樣瑞典更小的Neon Giant全公司僅憑11人完成《上行戰場》數量龐大到驚人的原創模型材質紋理資產，其美術品質與細節數量，遠超同期世界級大廠產品。
  • 從小型開發者逐漸成長為大型上市開發/發行商的波蘭開發商CDPR，其野心之作《Cyberpunk 2077》系列中的部分重要角色、典藏武器及部分載具，也離不開MODO資深藝術家優質高效的創作。

——以上這些成功的項目實踐一再證明，MODO總能為藝術家帶來更高的生產效率與質量，相比同項目內使用其他工具的創作者有着肉眼可見的巨幅提升。


工作流程

modo的工作流程迥異於目前絕大多數三維軟件，他的基本設計原則是簡明、靈活、清晰、直觀。不同於Maya或是3ds Max那種需要學習並面對大量的邊欄工具與參數的主流軟件，modo藝術家們往往會奇異的使用更加小巧的工具進行組合，例如將工具命令（Tool）、動作中心（Action Center）、應用範圍（Falloff）、捕捉（Snap）等進行疊合，形成高度變化而靈活的獨創工具（Tool Pipe）。與此特徵相適應的，就是modo可以高度自定義所有的界面UI，所有的快捷鍵，並允許高度自由的組合，以便適應用戶的工作習慣。

動作中心Action Center

modo允許一位藝術家做出選擇：可以選取一個工具並確定「樞軸點」（pivot point）再編輯；也可以直接執行動作命令，隨時通過任意的一個點擊即可變化動作命令的中心。因此，modo避免了讓藝術家總要不時地分離「確定作用點」模式的煩惱。不僅如此，藝術家們可以通過作用中心（Center）與軸向（Axis）兩種方式的分解與組合，進一步依據選擇集/元素自身的特徵進行順心而精確的操作。

應用範圍衰減

任何工具均可以與自定的應用範圍進行組合。應用範圍Falloff定義了編輯命令的影響與力度。例如將放射狀（Radial）和尺寸縮放工具一起使用，範圍Falloff定義到中心，那麼幾何體在中心的部分很可能更趨近於球形，而在Radial以外的部分卻沒什麼影響。又例如使用線性（Linear）的作用下，命令工具會根據範圍Falloff定義而呈現漸變性質的影響效果，諸如此類不勝枚舉。

試想一種情況，假設在一個8X8的方形平面，如果要將其編輯成一座山，Maya用戶需要用專門的凸起工具或是軟編輯命令來逐一升起多邊形的中心，不斷地調節其與周邊點的關係已達到更自然的過渡。而一位modo藝術家僅需要使用最基礎的移動工具，配合一個放射狀（Radial）的範圍Falloff，就可以順利完成不同升起率之間的自然過渡。在此，modo更強調基本工具的頻繁使用，這就意味着只記憶更少量的選擇工具與命令工具，組合替代了無數「專用的工具」，以避免使用者不斷陷入到「工具命令的紛繁記憶」中。這種方式甚至可以應付很多突發/獨特的3D創作需要，在面臨特殊問題時，無需專門工具即可高效率而具創造性地解決某些技術難題。

三維繪畫

modo允許藝術家直接在三維物體上或是其代理物體上的進行表面繪畫。繪畫系統也由多種工具組合而成，例如噴筆（Airbrush）、克隆筆刷（Clone）、塗抹（Smudge）、模糊筆刷（Blur）等，也可以進一步訂製各種筆刷形狀（例如，軟邊、硬邊或是程序紋理等等）。最近的版本還加入了墨ink的功能——最有趣的當屬以圖片作為墨——意味着你可以將圖片直接劃到3d模型上。並且完全支持壓感筆繪畫。繪畫的成果可以存成像素圖片並直接加入到modo的渲染所用的Shader Tree（明暗器樹）中。因此，你可以直接畫一個貼圖將其定義為凹凸紋理（Bump），並在工作視圖中實時看到其效果。

渲染

modo的渲染器充分支持多核心多線程，並且其渲染效率會隨着核心/線程數量以近乎直線的比率提升。這就是說modo可以充分利用更多線程/核心的計算資源進行近似於效率「翻倍」的渲染工作。modo可以提供局域網內多達50台電腦的聯機節點式渲染（每個節點可默認直接支持32個渲染模塊），這一切僅僅需要一個標準單機版授權的modo，無需購置其他的模組。

對於一個複雜的場景，無論使用多麼快速的機器，用戶都必須長時間的反覆調整以達到最理想效果。於是，modo在默認渲染器以外還提供了一個交互式的及時渲染預覽器。目前版本該預覽器同樣支持多核心。與默認渲染器相比，預覽器儘管會犧牲一些細節的精確，但是仍然能提供相當出色而真實的精度以供調試使用，其效果遠超出了以往的3d軟件中那些昂貴的專用硬件明暗器。用戶可以自定預覽面板，與其他的UI組合使用，既可以控制預覽器是否在背景狀態下繼續提高預覽精度，又可以在編輯模型的前後暫停/重啟。這就意味着你可以在最短的時間內對整個場景進行完整的預覽與調整，大大提升工作效率。

modo的材質組織，是極為獨特的基於樹狀的明暗器結構Shader Tree，如同Photoshop那樣的層級式，而非其他渲染器越來越普遍採用的節點式。在很多常用的參數上僅一個材質material即可完成，而附加的程序材質或貼圖可以作為特定的效果圖層相互混合相互影響。從而在很多時候能大大簡化材質面板的操作界面與操作元素，有利於用戶的理解、管理、比較與移植。

典型特性

  • Photo-realistic renderer強大的照片級渲染工具
  • N-gon modeling and rendering（允許大於四邊的多邊形出現）
  • Tool Pipe for creating customized tools疊合式工具允許創造出自定義命令
  • Edges and Edge Weighting邊權重工具
  • Macros 宏指令
  • Scripting（Perl, Python, LUA）命令腳本支持Perl、Python與LUA語言
  • Customizable User Interface自定義用戶界面
  • Extensive file input and output including X3D file export多種多邊形數據文件格式的輸出與輸入

建模工具特性

  • Mesh Instancing物體副本
  • Mesh Paint Tool物體繪畫工具
  • Solid Sketch實體手繪
  • Edge Slide邊滑移
  • Polygon Reduction Tool多邊形減面工具
  • Reference Layers參考層
  • Sketch Bevel手繪凸起體
  • Loop Slice環切割
  • Flex tool（for mesh posing）柔性編輯工具（用於物體姿態）
  • Morph Tool變形工具
  • N-Gon SDS超多邊形細分曲面
  • 1-Click Macro Recording一鍵式宏命令錄製
  • LUA, Python and/or Perl; Scripting Engines腳本引擎可使用LUA\Perl\Python三種語言
  • Bridge Tool橋接工具
  • High-Speed OpenGL Navigation高速OpenGL編輯界面
  • Extensive Falloff System Including Path and Lasso廣泛的作用範圍系統，包含有路徑與索套
  • Complete Input Remapping of Mouse and Keyboard完全自定義鍵盤鼠標操作
  • Smooth UV Interpolation on SDS Meshes在細分曲面模型上插值平滑UV
  • Integrated Learning System完整的學習系統
  • Tool Pipe – Enabling new levels of control on falloff and tool customization高度自定義的疊合工具組

雕刻工具特性

  • Mesh-based sculpting 基於模型面的多邊形雕刻
  • Image-based sculpting 基於貼圖的SDS細分曲面雕刻
  • Multi-Resolution sculpting 基於多邊形細分曲面的曲面雕刻並支持雕刻圖層功能
  • Push tool推工具
  • Smooth tool平滑工具
  • Carve tool切割工具
  • Flatten tool平整工具
  • Fold tool夾形波紋工具
  • Inflate tool膨脹工具
  • Smudge tool塗抹工具
  • Move tool移動工具
  • Tangent Pinch tool/Center Pinch tool掐緊工具/中心縮緊工具
  • Spin tool旋壓工具
  • Emboss tool浮凸工具
  • Image ink（sculpt with image）圖片墨跡（用圖片雕刻）
  • Brushes and brush editor/browser筆刷編輯與瀏覽器
  • Attenuate Tool稀薄工具（專用於減弱貼圖雕刻的細節）
  • Spline-based strokes are supported支持線性畫筆

繪圖與紋理工具特性

  • Advanced Procedural Textures高級程序紋理
  • Control micropolygon tessellation via any one or combination of multiple texture layers可控多層材質混合下的的微面鑲嵌
  • Real-Time Bump Map Painting實時凹凸貼圖繪畫
  • Procedural Painting程序紋理繪畫
  • Parametric ink leverages 3D data to modulate attributes參數墨繪畫可微調三維特徵
  • Control painting tools with modeling falloffs建模常用的作用範圍同樣可以配合控制繪畫工具
  • Jitter Nozzle抖動繪畫
  • Image Based Brushes and Inks基於圖片的筆刷與墨
  • Shader tree樹狀結構明暗器

動畫工具特性

  • Animate virtually any item's properties（geometry, camera, lights）可對任何物體（幾何體\相機\燈光）的屬性編制動畫
  • Graph editor with animation curve manipulation曲線變換式動畫圖表
  • Auto key option自動關鍵幀
  • Time system can be frames, seconds, SMPTE or film code時間系統可設定為幀\秒\同步碼或是影片代碼
  • Morph target animation以變形狀態作為目標關鍵幀的過渡動畫
  • Reads MDD files from other animation systems從其他動畫系統讀入模型變化驅動
  • Track View物體屬性軌道式瀏覽表

渲染工具特性

  • Global Illumination全局照明
  • Physical Sun and Sky物理天空與地理日光
  • Advanced Procedural Textures高級程序參數化材質
  • Control micropolygon tessellation via any one or combination of multiple texture layers控制微多邊形的多層混合鑲嵌
  • Control painting tools with modeling falloffs建模流程中的Falloff也可用於繪畫工具
  • Displacement Rendering置換渲染
  • Interactive Renderer Preview交互式渲染預覽器
  • Orthographic Rendering投影圖渲染（無透視變形）
  • IEEE Floating Point Accuracy高精度浮點
  • Transparency（can vary with Absorption Distance）透明材質
  • Subsurface scattering次表面散射
  • Anisotropic Blurred Reflections各向異性模糊反射
  • Instance Rendering代理渲染
  • Render Baking to Color and Normal Maps烘培貼圖生成色彩與法線
  • True Lens Distortion真實的光學變形
  • Physically Based Shading Model基於物理的渲染
  • Fresnel effects偏移效果
  • Motion Blur動作模糊
  • Bloom眩光/霓虹燈
  • Depth of Field景深
  • Fully threaded（up to 32 threads per machine）完整的多線程/核心支持，單台電腦節點為32核心/線程，支持聯網渲染（只需一台授權，其他僅為渲染副機）。
  • IES（photometric）light support標準光域網IES支持
  • Walkthrough mode provides steady GI solution over range of frames漫遊模式可預存所有的全局照明供每一楨使用
  • Network Rendering on up to 50 systems（no limit on number of cores）網絡渲染支持50台節點（沒有核心數限制）
  • Numerous render outputs多種渲染輸出格式

外部連結

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