Компьютерная графика в кинематографе

В последнее время значительное развитие в кино получило широкое использование компьютерной графики. Этот прием в кинематографе применяется не только в тех случаях, где изобразить что-либо обычными средствами просто невозможно, но и в таких эпизодах, где классические средства вполне могли бы справиться без особых проблем.

В наше время передовых технологий,  компьютерная графика, получила огромное развитие и применение, что при помощи компьютерных технологий снимаются  даже самые простые сцены. Применение компьютерных технологий внесло в мир кино новейшие стандарты зрелищности, привлекательности для зрителя и реалистичности. И в то же время помогает добиться существенной экономии средств, заменяя дорогие спецэффекты, а также дорогостоящие декорации и костюмы. Плюс к этому, анимированные герои не требуют высокие гонорары, не капризны и не могут срывать съемки своими истериками и эксцентричным поведением.

 Уверенными шагами входит киномир новый зарождающийся жанр 3D. А анимация, использующаяся в фильмах, снятых в стиле 3D, еще больше подчеркивает достоинства фильма именно из-за реалистичной яркости и красочности.

 Но все эти новшества, только на руку простому зрителю. Фильмы, снятые в новых жанрах доставляют нам радостные минуты, поражают своей необычной красотой. И способны показать то, чего нам попросту не суждено увидеть в обычной жизни. Перенося нас в  новый, красочный и увлекательный мир грез и  фантазий.

Кинематограф с первых дней, с самых первых опытов стал осваивать специальные эффекты для придания выразительности. Например, в 1903 году в первом 11-минутном вестерне «Большое ограбление поезда» есть кадр, когда пистолет стреляет прямо в зрительный зал. Тогда использовались стоп-кадр, покадровая съемка, многократная экспозиция.

Но настоящая революция началась на стыке 20 и 21 веков, когда развитие компьютерных технологий начали широко проникать в кино. Кинематограф всегда использовал технические достижения, достаточно посмотреть на развитие съемочной техники, но компьютерные технологии позволили создать и освоить новый язык в кино, изменить стилистику, найти новые образы. Первым фильмом, где использовались компьютерные технологии, считается «Трон», снятый в 1982 году. Режиссер Стивен Лисбергер.

Поначалу компьютерные спецэффекты применялись в фантастических фильмах острого содержания. Всевозможных монстров, вымышленных или вымерших существ иначе и невозможно было создать. Но время шло, затраты на спецэффекты уменьшились в разы и применение новых технологий стало возможным не только гигантам Голливуда, но и небольшим киностудиям.
Качество компьютерных технологий улучшилось разительно. Каждый зритель может сравнить неуклюжих динозавров из фильма «Парк юрского периода» и героев «Бэтмана» или сериала «Игры престолов». Зритель уже не в состоянии отличить, реальность он видит или фантастику.

В результате, сейчас часто использую спецтехнологии для создания самых обычных декораций, и почти невозможно понять корабль или дом, естественные они или нарисованные.
Сегодня существует большое количество разработок для компьютерной графики, в том числе и трехмерной, которым обучиться можно с нуля на www.101course.ru будет достаточно легко.

Главный фаворит это программный пакет MAYA. Он объединяет в себе и много графических пакетов и обладает неисчерпаемыми возможностями для высокого качества в анимации и создания визуальных сцен. Из других достижений заслуживают упоминания 3D Studio MAX, SoftImage и LightWave.

Очень высока квалификация создателей компьютерных эффектов и их пользователей. Сегодня специалисты умеют моделировать даже актеров, что, кстати, и бюджету всего фильма помогает остаться в разумных границах.
Компьютерная графика в кинематографе не стоит на месте, развивается, и сегодня невозможно даже представить, что зрители смогут увидеть и чем наслаждаться в кинотеатрах через 2-3 года.

Секреты и приемы использования компьютерной графики в кино и на телевидении

В этой статье речь пойдет о компьютерной графике (в основном 3-мерной) и профессиональном ее применении для создания реалистичных спецэффектов, по возможности неотличимых или трудноотличимых от реального видео. Для начала хотелось бы совершить небольшой экскурс по нескольким основным 3-мерным программам, используемым сегодня профессионалами по всему миру. Сразу оговорюсь, что данные материалы не являются учебным пособием по тому или иному пакету, т.к. для этого есть специализированная литература.

Целью данной статьи является ознакомление несведущей в данных вопросах части аудитории, но интересующейся ими. Профессионалы также могут почерпнуть из этого материала массу полезной информации в виде идей и способов применения отдельных функций программ для своих нужд.

На данный момент существует множество пакетов для создания 3-мерной компьютерной графики и анимации, имеющих свои достоинства и недостатки. Не буду развивать полемику на тему, какой пакет круче, т.к. приверженцев того или иного программного обеспечения имеется великое множество, и у каждого пакета есть свои положительные и отрицательные моменты, могу лишь выразить собственное мнение и привязанности к конкретному набору программ, основанные на логических измышлениях и личном опыте.

Из существующего обилия графических программ, присутствующих на рынке графических технологий, сразу можно выделить нескольких фаворитов: это такие пакеты, как MAYA, 3Dstudio Max, SoftImage, Light Wave. Помимо этих пакетов, конечно, существует еще огромное количество графических программ, таких, как: Rhino, NUGraphRenderer, BMRT, RenderMan, Houdini, и прочие., но о них, я думаю, говорить не стоит, т.к. эти программы, в основе своей, не получили широкого применения пользователями в нашей стране в силу своей узкой специализации, хотя эти и некоторые другие программы нередко используются специалистами, работающими на телевидении.

Итак, давайте по порядку

Конечно, MAYA — это бесспорный лидер, программный пакет, обладающий огромными возможностями, первый доступный для PC-пользователей, профессиональный графический набор инструментов, позволяющий достичь нового уровня качества анимации и визуализации сцен. MAYA имеет огромную историю, объединяя в себе возможности таких монстров, как POWER ANIMATOR, SOFTIMAGE и множества других графических пакетов, ее возможности практически безграничны, и говорить о ней можно очень долго. К сожалению, MAYA имеет ряд отрицательных сторон, которые не позволяют ей на данный момент занять лидирующее положение в линейке популярных 3-мерных программ в России. Во-первых, ее системные требования: min128MB RAM и хотя бы PII400 — это для нормальной работы и создания сцен весьма средненькой (по голливудским меркам) сложности. Во-вторых, возможность работы только под Windows NT на PC также никак не может положительно сказаться на росте объема продаж. Ну и самое главное, пожалуй, (по крайней мере для России) это ПОЛНОЕ отсутствие какой-либо русской литературы. Исколесив пол-Москвы и побывав во множестве книжных магазинов, мне так и не удалось найти ни одной книги по данному пакету. И это притом, что пакет является одним из самых сложных (если не самым сложным) из тех, что мне когда-либо приходилось встречать. Дело даже не в понимании каких-то функций, а просто-напросто в их обилии. Несмотря на сказанное выше, хочу отметить, что все большее количество пытливых умов у нас в России пытается методом научного тыка овладеть функциями этого замечательного пакета, в чем хочется искренне пожелать им успеха. Хотя я все-таки надеюсь на появление в скором времени необходимой технической литературы.

Хотелось бы особенно выделить один из пакетов, являющийся на сегодняшний день первым по уровню популярности не только в России, но и во всем мире:

3D Studio MAX

История 3DSMAX достаточно молода и берет свое начало где-то в конце 80-х. Несколько талантливых программистов из разных городов США, именующих себя Yost Group, объединили свои усилия с целью создания первого профессионального 3-х мерного графического пакета на платформе PC. 1-я версия 3Dstudio для MS-DOS… Тогда это был прорыв, и все компьютерные журналы взахлеб писали о новых возможностях, открывающихся для платформы PC. Потом были 2-я, 3-я и 4-я версии 3Dstudio для системы MS-DOS, пакет имел большую популярность и даже стал понемногу использоваться на телевидении и в кино-видеопроизводстве, сначала робко, но с течением времени все более и более закрепляя свои позиции на рынке программ создания компьютерной графики для кино-видео индустрии. Возможности пакета постоянно расширялись за счет написания специальных дополнительных процессов, добавляющих различные, новые функции (они назывались IPAS Process). Для платформы PC это было просто сногсшибательным результатом. К сожалению, 3Dstudio для DOS имела ряд существенных недостатков, не позволяющих этому пакету в то время тягаться с продуктами Alias/Wavefront для компьютеров SGI. В числе этих недостатков выделю, в первую очередь, ограничение на объем используемой памяти (до 64-х Мбайт). Помимо этого, пакет был не очень производителен в работе с точки зрения интерфейса. Я думаю, каждый профессионал, работавший когда-то с 3DS для DOS, с ужасом вспоминает эти длинные, иерархические контекстные меню, которые приходилось колесить вдоль и поперек для выполнения тривиальных, на сегодняшний взгляд, операций.

Наконец, в середине 90-х я прочитал статью в одном из компьютерных журналов о появлении уникальной программы для платформы PC под управлением Windows NT (тогда 1-я версия 3DS MAX работала только с NT, а впоследствии вышел патч до версии 1.2, позволяющий запускать MAX и под Win95). В статье говорилось о том, что, имея компьютер Pentium 133 и 64 MB памяти, мы получаем машину, равную по мощности рабочей станции SGI. В принципе, это было верно, правда цифра 64 немного смутила меня тогда, т.к. это было время машин уровня 486/4, если не хуже, а память стоила недетские суммы. Правда, потом все оказалось не так страшно: оказывается, капризная программа вполне нормально жила у меня на 486DX4-100 с 24мегами (конечно, о серьезной работе не могло быть и речи, но для изучения возможностей этого было вполне достаточно). Пакет был создан все той же самой, старой доброй Yost Group, правда, немного подросшей числом (имеется в виду количество создателей пакета). Вообще, о MAX могу сказать очень много теплых слов, программа очень скромна в требуемых ресурсах и хороша в производительности на фоне таких монстров, как MAYA, и является, на мой взгляд, наиболее сбалансированной в этом отношении программой для платформы PC. Программистами по всему миру ежегодно пишутся тысячи PLUG-INS для 3DSMAX, многие из которых распространяются совершенно бесплатно. Такого количества софтверной поддержки вы не встретите ни в одном другом пакете. На Российском рынке присутствует масса полезной литературы по 3DSMAX. В отличие от MAYA, здесь вакуума не наблюдается. Все это делает программу невероятно функциональной и привлекательной. Кроме этого, на сегодняшний день, не без помощи PLUG-INS, мы имеем набор инструментов, позволяющий конкурировать с мощными графическими станциями SGI, и главное — доступный практически каждому!

SoftImage — пакет в принципе неплохой, широко используется у нас на телевидении, но только в силу того, что возможности MAYA до сих пор толком не изучены. Пару месяцев назад я имел беседу с арт-директором небезызвестной компании B. S. Graphics г-ном Малашкиным, который хвалил MAYA и сетовал на отсутствие опыта по этому направлению. Правда, его заявление о непригодности 3DSMAX для создания спецэффектов в кино-видеопроизводстве повергло меня в недоумение, но спорить я с ним не стал. Впоследствии, работая над спецэффектами для клипа "Клязьма", о котором пойдет речь ниже, я часто с улыбкой вспоминал его слова и скорбное лицо, выражающее полную убежденность в сказанном.

LightWave — приятный пакет, чем-то напоминает мне 3Dstudio для DOS. Многие говорят о том, что его моделер довольно удобен, но я целиком и полностью убежден, что это просто сила привычки — пакет намного менее интерактивен по сравнению с вышеописанными в плане просмотра сцены (до ее визуализации), а отдельные программы для выполнения анимации и моделинга навевают ностальгию о старых добрых временах. Тем не менее, он и по сей день пользуется большой популярностью из-за своих скромных требований к аппаратному обеспечению (даже по сравнению с 3DSMax), а также в силу каких-то других причин, мне непонятных. Насколько мне известно, в сериале BABYLON-5 этот пакет широко использовался, и результат оказался очень и очень неплох.

Все, что описано выше никоим образом не претендует на аксиому и является исключительно моей точкой зрения.

Теперь, когда читатель в общих чертах разобрался в ассортименте 3D-программ, имеющихся на сегодняшний день на рынке графических технологий, хочется сказать несколько слов о пакетах для ретуширования, композинга, цветокоррекции и монтажа изображений. Без них вся работа, проделанная в 3D, имела бы малый смысл с точки зрения фотореалистичности спецэффектов, вживляемых в реальное видео.

Я знавал множество людей максималистов, пытающихся сделать всю работу по созданию какого-либо материала в одном пакете. В большинстве своем эти люди, конечно, не являются профессионалами, т.к. такой подход, в основе своей, непрофессионален и встречается редко на западе (в основном, от бедности :)). Поясню. Дело в том, что такие полифункциональные пакеты, как 3DSMAX, обладают достаточно широкими возможностями, включая монтаж, цветокоррекцию, видеофильтры и пр., вообще при желании можно все делать в MAX, не прибегая к продуктам сторонних производителей. Другой вопрос — насколько удобен и оправдан такой подход с точки зрения времени и качества конечного продукта: всем известно, что утка может очень многое, но вот как она это может… Нельзя объять необъятное, и модуль монтажа в 3Dstudio MAX никогда не будет удобнее, функциональнее и качественнее чем, скажем, Adobe AfterEffect или Adobe Premiere (пакеты, предназначенные для работы с растровыми форматами.).

Итак, после более-менее общего знакомства с предметом перейдем непосредственно к описанию применения этих и других инструментов для создания профессионального видео с использованием компьютерной графики. В качестве примера по данной тематике я взял работу, выполненную мной для видеоклипа "Клязьма" группы "Ногу свело". Это хороший пример вживления компьютерных анимированных моделей в живое видео, а также применения компьютерной графики для увеличения зрелищности видеофрагментов и клипа в целом. Статья иллюстрирована небольшими пояснительными картинками и анимацией, сразу хочу принести извинения за невысокое качество и разрешение изображений (исходные кадры были просчитаны в разрешении 720х576 для последующей записи в формат BETACAM SP). Это связано как с желанием сделать материал более компактным для загрузки через сеть, так и с некоторыми техническими проблемами с моей стороны. В любом случае, если вас более подробно заинтересуют детали изображения, вы всегда можете включить телевизор (клип совсем свежий, так что его транслируют по МУЗ-ТВ и MTV), либо связаться со мной по e-mail.

Итак, начнем

На картинке вы видите общий план группы, не напрягайте глаза — никакой компьютерной графики вы здесь не увидите: ее здесь просто нет ;) Зато на этой картинке хорошо заметна общая цветовая направленность видео, выполненная в грязно-зеленовато-болотных цветах, что было сделано намеренно, так как клип в процессе создания приобрел экологическую направленность, и было необходимо показать зрителю, как плохо бывает, когда загрязнены речки, воздух, и пр. Общая цветокоррекция была произведена в Adobe Premiere. Эта программа, кроме всего прочего, обладает одной полезной функцией — поддержкой формата PVD (формат, используемый некоторыми платами ввода/вывода видеоинформации). Для оцифровки видеоинформации использовалась видеоплатаPerception, которая позволяет оцифровывать изображения в формате BETACAM, т.е. с разрешением 720х576, и записывать их обратно на видео. Я немного отвлекусь от темы и вкратце расскажу об этом замечательном устройстве.

Видеоплата Perception — это устройство для ввода/вывода информации в стандартах VHS, SVHS и BETACAM. Понятно, что для чтения или записи растровых изображений разрешением 720x576 и глубиной цвета 24 бита при кадровой частоте 25fps потоки данных достигают огромных значений, простая арифметика: 1кадр несжатого растра при таких параметрах занимает порядка 1.2Mb. Умножим его размер на количество fps и получаем поток данных около 30 Mбайт/с. Такой поток данных не под силу переварить IDE-винчестерам, мало того, не каждый жесткий диск со SCSI-интерфейсом может производить чтение/запись с такой скоростью. В Perception на аппаратном уровне реализовано устройство кодирования информации в реальном масштабе времени с помощью алгоритма Motion JPEG, при этом поток данных, в основном, уменьшается на 40-60% Компрессия реализована очень качественно, так что визуально ее выявить практически невозможно. Фактически, только после 3-х раз прогонки видеоинформации с видео на жесткий диск и обратно на экране телевизора будет заметен легкий шум, но такими вещами, конечно, никто не занимается. Кроме аппаратного устройства компрессии видеоинформации, на видеоплате имеется встроенный SCSI контроллер, который работает с видеоплатой напрямую, исключая, таким образом, потери в скорости чтения/записи, связанные с промежуточными обращениями операционной системы к жесткому диску, конфликтами прерываний, каналов DMA и пр. Кроме того, на плате имеется какое-то количество памяти, использующееся в качестве Cash.Кроме всего прочего, для Perception за отдельную плату поставляется модуль работы со звуком, который, фактически, представляет собой высококачественный АЦП/ЦАП, интегрированный с видеоплатой на аппаратном и программном уровне для осуществления возможности синхронизации звука с видео, плюс аппаратный компрессор, уменьшающий объем потока данных.

Поспешу разочаровать тех, кто в данный момент уже судорожно пересчитывает монетки, сидя на груде осколков своей разбитой копилки :) Такая плата без модуля работы со звуком стоит в районе $3500, а вместе с оным — на $1500 дороже. Кроме того, для бытовых условий такую видеоплату покупать не имеет смысла, т.к. для использования ее возможностей необходим, как минимум, видеомагнитофон с возможностью покадровой записи, работающий с видеокассетами стандарта BETACAM, а такая аппаратура, поверьте моему слову, стоит очень дорого.

Итак, вернемся к нашим баранам. На этой картинке изображен первый эпизод с применением компьютерной графики (это — не 3D). Дело в том, что при съемках клипа у режиссера не было соответствующего оборудования для проведения съемок ландшафта с больших высот, но в клипе обязательно было необходимо как-то показать масштабность происходящего. Было принято решение создать компьютерный вариант ландшафта, чтобы потом, масштабируя его добиться эффекта взлета видеокамеры на большую высоту. Растр высокого разрешения был выполнен в программе Photoshop из кусочков ландшафтов, оцифрованных из существующего видеоматериала. Мы сделали несколько растровых изображений облаков, и затем выполнили анимацию из готовых компонентов в After Effect. Для увеличения эффекта реалистичности облака положили в несколько отдельных слоев и задали разную скорость передвижения для каждого слоя, этим мы добились получения эффекта объема.

На следующей картинке вы можете наблюдать появление кукол-мутантов, зародившихся в недрах загрязненной реки Клязьма и выползших из-под воды, чтобы уничтожать и рвать на части все и вся! (И не смотрите, что они такие маленькие :)).

3-мерные модели кукол были воссозданы мной в 3Dstudio MAX по образу и подобию настоящих кукол, отснятых в видеоклипе, затем были специально отсняты на камеру и оцифрованы крупные части тел у кукол для последующего использования этих материалов в качестве текстур. Для кукол была создана гордая и страшная походка типа "Zomby", которой они и прошли через весь клип :). На картинке видно, что куклы наполовину скрыты травой и постепенно выходят на вершину холма, на видео в этот момент трава на переднем плане колышется под действием порывов ветра, и загораживает кукол стебельками. Создание такого эффекта в данном кадре было выполнено даже проще, чем может показаться — если вы обратили внимание, в кадре свет падает таким образом, что небо имеет ярко выраженный светлый оттенок, в то время, как земля и трава, напротив очень темны. Я просто использовал ту же последовательность кадров в качестве маски прозрачности для кукол, просто немного увеличив контрастность видеоряда, а затем использовав эту анимированную маску в AfterEffect для получения необходимого результата.

На следующем кадре я поступил примерно таким же образом, здесь, правда, пришлось немного поработать и ручками в Photoshop. Это момент выхода кукол из темной трубы. Для получения наиболее приближенного к реальности эффекта игры света в сцене, я воссоздал геометрию трубы в 3DstudioMAX, синхронизировал ее по положению с видео, расставил источники освещения в сцене необходимым образом и назначил трубе материал Mate Shadow — это специальный материал, позволяющий выгружать тени объектов в виде Alpha Channel. Т.е. самого объекта в просчитанной сцене не видно, но его параметры, такие, как Receive Shadow(принимать тень) и Cast Shadow(отбрасывать тень), накладывают свое влияние на другие объекты сцены и на себя в том числе в виде отбрасывания и приема теней. Кроме того, при отсутствии флажка Opaque Alpha, несмотря на отсутствие в визуализированной сцене Alpha канала от такого объекта, сам объект будет непрозрачен (сразу оговорюсь, что перечисленные функции меняются в настройках материала). Затем в сцену были добавлены куклы. После просчета анимации я получил кадры с моделью анимированной куклы, выходящей из тени и, собственно, сами тени в виде Alpha Channel. Далее работа над кадром продолжалась в After Effect. Положив в нижний слой анимированное видео как Background, я наложил на него мою 3D-сцену с тенями, а затем еще раз положил видео по анимированной маске прозрачности для того, чтобы качающиеся травинки на переднем плане загораживали кукол. Кроме того, я немного увеличил всю сцену и задал небольшое движение для самого кадра слева направо, т. к. в исходном видео камера была статична для облегчения совмещения компьютерной графики с видео.

На данном плане вы видите ту же самую сцену с другого ракурса.

Теперь хотелось бы поподробнее остановиться на процессах вживления компьютерной графики в видео. Известно, что при съемке на видеокамеру отснятое видео:

1.           Всегда будет иметь небольшой уровень зашумления, что естественно.

2.           Картинка никогда не будет четкой на 100%.

При простом просмотре видео эти вещи, как правило, незаметны, но как только мы совмещаем видео с какой-либо компьютерной графикой (например, анимированной 3-х мерной моделью), пусть даже очень хорошо совмещенной с видео по положению, ракурсу и другим параметрам, в глаза сразу бросается синтетический, идеальный вид модели на фоне правды жизни общей сцены. Непрофессионал просто может почувствовать, что здесь что-то не так. Профессионал же сразу видит, какие процессы необходимо проделать с графикой для получения наиболее реалистичного эффекта: надо сказать, что нижеописанные приемы работают практически во всех случаях, а особенно реалистичный результат получается при грамотном совмещении источников света в сцене и на видео. Я проделывал эти операции в AfterEffect, но, в принципе, это не имеет значения, т.к. это можно сделать практически в любой программе видеомонтажа или просто графическом редакторе типа Photoshop.

1.           Сначала разберемся с шумом (Noise). Для более точного подбора уровня шума на модели по отношению к видео я рекомендую в момент его регулировки сильно приблизить некоторый участок изображения, включающий фрагмент модели и фрагмент видео. Так будет легче определить уровень зашумленности видео и сравнивать его с добавляемым шумом на модель. Функция Noise, естественно, должна быть анимирована и меняться от кадра к кадру. Кстати отрадно, что в версии MAX3.0 появились функции цветокоррекции изображения, такие, как: Color Balance; Hue/Saturation; Brightness/Contrast и пр., а также фильтры размывания и зашумления, причем эти функции стали доступны не только из модуля VideoPost, но и в разделе Effects основного модуля программы. Эти новые функции позволяют максимально довести качество визуализированного изображения до желаемого, после чего будет значительно легче и приятнее сводить готовые изображения в программах видеомонтажа. Единственное, что до сих пор удерживает меня от полного перехода на эту версию программы, это отсутствие необходимых PlugIns, достать которые сейчас довольно сложно, по крайней мере в Москве.

2.           Теперь по поводу размывания. В настоящих видеокамерах всегда резок только тот объект, на который в данный момент настроен фокус камеры. Остальное пространство по мере удаления от исходной точки начинает терять четкость. Для создания полного эффекта присутствия необходимо соблюдение этого условия. Встроенные в 3DSMAX2.5 возможности не позволяют добиться нужного эффекта, но здесь на помощь приходят Plug-Ins сторонних производителей. В поставке PlugIn-a RealLenzFlare компании Digimationимеется специальный фильтр, Depth Of Field который позволяет добиться необходимого эффекта. Подробнее о его применении будет сказано ниже, а для данной сцены нам вполне хватило небольшого обычного размывания модели до ее совпадения по четкости с видео, т.к. сцена не имеет большой глубины и перспективы. Вообще, при вживлении компьютерных моделей в видеофрагменты я рекомендую всегда использовать небольшой уровень размывания помимо применения других фильтров, т.к. изображение в кадре никогда не бывает идеально четким.

Теперь мне хотелось бы сказать еще об одном этапе на пути к достижению фотореалистичности вживленного видео.

Атмосфера. Несмотря на кажущуюся незаметность, атмосфера 3-мерной сцены накладывает сильный отпечаток на всю сцену в целом, как для анимации, так и для статичных кадров. Дело в том, что при наложении текстур на объекты мы, как правило, никогда не редактируем текстуры по цвету, забывая о том, что в реальной жизни все объекты сцены (имеются в виду текстуры объектов) всегда более или менее имеют один общий оттенок. Это оттенок основного источника света (например, солнца или, скажем, ультрафиолетовой лампы). По умолчанию источник света в MAX имеет белый или серый цвет, т.е. цвета нейтральные, ничего не меняющие в цветовых компонентах текстур, кроме яркости, а подгонка текстур на уровне материалов в MAX — занятие достаточно кропотливое, кроме того, этим способом мы все равно не достигнем нужного эффекта на 100%. Есть несколько выходов из этой ситуации.

1.           Источники света в сцене никогда не должны быть бесцветными и должны иметь, пусть еле заметный, но все же какой-то оттенок (для совмещения с видео этот оттенок, естественно, должен максимально совпадать с освещением видеофрагмента).

2.           По возможности, необходимо использовать объемный свет для общего освещения таким образом, чтобы он не бросался в глаза, но при этом создавал необходимую атмосферу.

3.           Можно использовать для получения необходимого эффекта самый обычный Fog, имеющийся в стандартной поставке MAX либо Volume Fog, что, в принципе, не имеет особой разницы для данной ситуации, т.к. здесь нам не нужны его дополнительные возможности, такие, как турбулентность или ветер. В данном случае необходимо получить довольно равномерную, чуть заметную атмосферу сцены, накладывающую, естественно, свой отпечаток на все освещение и текстуры сцены.

4.           Можно проделать эту операцию, наложив практически прозрачный монотонный слой в программе композинга или монтажа, но это довольно грубый способ не придающий объема сцене.

Но вот модели вживлены, теперь — последний штрих: добавляем в After Effect небольшое движение кадра сверху вниз для придания кадру эффекта движущейся кинокамеры.

В следующем кадре, за счет специфически подобранного освещения, получилась довольно зловещая картина. Кстати, на этом примере я хотел бы поподробнее рассказать о применении модуля DOF из поставки RealLensFlare. Как было сказано выше, этот модуль предназначен для эмуляции настоящих кино- и видеокамер. Обратите внимание, как сильно размыты элементы изображения на переднем плане, в то время, как фокус камеры приходится примерно на середину идущих кукол. Как видите, применение этого модуля делает сцену намного более похожей на киносъемку. В отличие от старенького, встроенного в VideoPost MAX2.5 LensEffectFocus, который создает подобный эффект, работая с объектом сцены, причем, делая это неправильно, Depth Of Field от Digimation использует в своих алгоритмах реальные физические формулы, что и позволяет добиться подобной реалистичности. DOF от Digimation оказался настолько популярным и необходимымPlugIn-ом, что создателями MAX было решено включить его аналог в стандартную поставку 3DSMAX3.0, как, впрочем, и некоторые другие популярные PlugIns.

На следующих изображениях вы можете наблюдать удачное сочетание использования компьютерной графики с видеовставкой. Для этой сцены специально была отснята часть куклы, нога которой продолжает движение, наступив в грязь. Затем была создана компьютерная сцена с камерой, смотрящей как бы из грязи на огромную куклу, наступающую на эту самую камеру до наступления абсолютной темноты, а затем эта сцена была смикширована с видеовставкой. По-моему результат получился просто замечательным :) Обратите внимание, что в этой сцене также был использован модуль DOF компании Digimation. В этой сцене он очень хорошо подчеркивает перспективу и масштабность происходящего в данном кадре, т.е. как раз то, что нам было необходимо.

Теперь я хотел бы рассказать о применении контроллера Noise в 3DStudio MAX в целом. Noise является универсальной функцией MAX и применяется практически к любому объекту сцены как для деформации самого объекта, так и для случайного управления его движением и характеристиками (не путать с 2D-Noise фильтром, использующимся в двумерных программах в качестве растрового деформатора изображения). Noise доступен как в виде модификатора для работы с геометрией, так и в виде контроллера управления в Track View и на панели Motion в разделе Assign Controller. Что касается источников света, с помощью Noise можно создавать мерцающие блики на стенах от пламени в камине, имитировать работу испорченных ламп дневного света и многое другое. Способов его применения к геометрии также великое множество, вы можете применять этот модификатор как к целому объекту, так и к отдельным его участкам создавая, например, иллюзию действия ветра на отдельный участок объекта (особенно красиво этот способ работает в 3DSMAX3.0, где функция Affect Region переработана в Soft Selection). Также этот модификатор полезен для создания эффекта старения или потрепанности на геометрии, все это, разумеется, будет нормально работать при достаточном количестве полигонов для обеспечения качественных деформаций.

В данном примере контроллер Noise был применен к объекту Camera посредством иерархии через Dummy-объект. Это было сделано для того, чтобы придать положению камеры случайный характер в определенных пределах, не теряя в тоже время ее способности к самостоятельной анимации. Случайный характер движения камеры был выполнен по двум осям, т.е. вверх/вниз-влево/вправо, для создания эффекта встряски камеры при передвижении по ухабистой поверхности, а также вибрации под действием ударов ног кукол (т.к. эти удары имели довольно беспорядочный характер, синхронизировать их по положению с анимацией не было необходимости).

Вообще, эта сцена на редкость богата эффектами, полученными с помощью PlugIns сторонних производителей. Кроме всех вышеупомянутых эффектов, в этой сцене ко всему прочему присутствует еще и компьютерная трава, выполненная с помощью PlugIn-ов Shag- Fur и Shag-Hair. Shag-Fur — это PlugIn предназначенный для создания меха, волос, травы и других ворсистых поверхностей путем добавления в геометрию сцены сгенерированных специальным образом сплайнов. Причем эти самые сплайны обладают возможностью принимать и отбрасывать тени. Кроме того, с помощью Shag-Hair можно управлять положением этих сплайнов, используя специальные пространственные деформаторы. Также можно настроить длину, толщину, направление роста, цвет и прочие параметры ворсинок или придать параметрам случайный характер. Единственный недостаток, на который я обратил внимание, - это отсутствие возможности изменения толщины сплайна по его длине, что очень обидно, т.к. при создании, например, травянистых поверхностей, при использовании Shag Fur в чистом виде покров получается недостаточно фотореалистичным. Однако я надеюсь, что впоследствии специалисты компании Digimation (Станислав Евстатьев и Иван Колев) исправят это досадное недоразумение.

Для создания травы, максимально приближенной к уровню фотореализма, цвет и плотность травы на участках геометрии задавались с помощью текстур, имитирующих реальные участки ландшафтов, затем для сглаживания недостатка, о котором было сказано выше, трава просто была немного размыта с помощью модуля Depth Of Field. Результат вы можете наблюдать на картинке, а более детально — в видеоклипе.

На последних двух кадрах вы можете наблюдать финальную сцену с куклами. Это момент отлета камеры со среднего плана на общий. Обратите внимание на гигантское количество кукол в завершающем сцену кадре. Несмотря на использовании в этой сцене упрощенных моделей кукол и текстур низкого разрешения, один кадр анимации считался около 40 минут, притом, что было необходимо визуализировать около 250 кадров. Все это происходило на машине PII400/128MB под управлением WinNT, и торможение рендеринга происходило в основном из за недостатка физической памяти. В этой сцене были использованы все эффекты из предыдущего кадра, и, кроме того, для придания сцене дополнительного объема была добавлена небольшая облачность и туман.

Как я уже говорил, в сценарии клипа есть две линии использования компьютерной графики. Это сцены с куклами и полеты бумажных самолетиков, что не менее (а с точки зрения динамики и зрелищности — даже более) интересно и познавательно.

В этой небольшой анимации вы видите эффектный момент пролета самолетиков над камерой. Конечно, по этой маленькой анимации трудно оценить зрелищность кадра, поэтому я настоятельно рекомендую вам посмотреть видеоклип.

Для этой сцены я сделал несколько моделей самолетиков и наложил на них текстуры нескольких различных изданий :), для придания наибольшей разнообразности. Затем, при помощи модификатора FDD создал небольшую анимацию деформации крылышек под действием ветра и сдобрил все это применением модификатора Noise для достижения наибольшей реалистичности. Надо сказать, что применение именно в этой сцене данных модификаторов не было заметно в связи со скоростью развертывающихся событий, зато в последней сцене с небольшой редакцией все это принесло свои плоды.

Кроме того, главная изюминка этой сцены в грамотном применении функции Motion Blur, придающей полету самолетиков эффект головокружительной скорости. Без нее невозможно было обойтись еще и потому, что этот эффект несомненно проявил бы себя в реальном видео при такой скорости движения объектов. Для синхронизации компьютерной сцены с видеофоном была сделана анимация в After Effect. Ее суть сводится к увеличению размера видеофона по вертикали за счет микширования с видеофрагментом неба, и затем, естественно, перемещения фона от его нормального состояния к виду чистого неба (в жизни это выглядит так, будто мы просто поднимаем голову вверх и смотрим в небо). Скорость полета каждого самолетика по отношению к другим варьируется в определенных пределах и меняется с течением времени, но с учетом того, что общая форма полета самолетиков должна напоминать сильно растянутый треугольник.

На этой последовательности изображений вы можете наблюдать полет бумажных самолетиков над водой. Надо сказать, что по уровню реалистичности эта сцена удалась на все 100%, я опрашивал большое количество народа с мнениями по поводу этого фрагмента: те немногие люди, которые сумели распознать компьютерную графику объясняли свою догадку странной динамикой полета самолетиков (оно и понятно, бумажные самолетики, конечно, так летать не могут) :) Реалистичность этого видеофрагмента обусловлена применением отражений на основе алгоритмов Ray Tracing-а, доступных в 3DStudio MAX. Я совместил анимацию полета видеокамеры c камерой в MAX, а затем создал небольшую отражающую поверхность, содержащую большое количество полигонов, которая сопровождала самолетики на всем пути их следования в конечную точку. Помимо этого, отражающая плоскость по мере движения деформировалась посредством одной из функций раздела SpaceWarps 3DStudio MAX, именуемой Wave, в совокупности с применением модификатора Noise. Это было сделано для создания эффекта волны на отражающей поверхности, что как нельзя более кстати подошло к структуре и динамике поверхности воды на видео. Надо сказать, что по своей реалистичности версия материала Ray Tracing в 3DSMAX2.5 уступает ее реализации в MAX3.0, поэтому для просчета этой сцены была использована именно версия 3.0.

На следующих кадрах вы видите заключительную часть клипа: самолетики летят высоко над землей, а внизу проплывают облака на фоне зеленых лесов, полей и, собственно, реки Клязьмы. Сцена очень интересна, прежде всего тем, что это 100% — компьютерная графика. Нижний фон был нарисован мной в Photoshop; точнее говоря, я взял картинку высокого разрешения, подходящую по ракурсу, затем немного подретушировал ее и нарисовал речку. Затем, были созданы несколько огромных текстур облаков. Огромная текстура Background-а была наложена на плоскость перед камерой и медленно проплывала в анимации из верхнего левого угла в правый нижний. Облака, также наложенные на соответствующие плоскости между Background и камерой, проплывали несколько быстрее, причем, чем ближе слой находился к камере, тем быстрее была скорость перемещения плоскости. Я использовал 4 слоя облаков, это было сделано для создания эффекта объема. Последний атмосферный штрих. Я создал Box Gizmo и поместил туда Combustion, придав трем его цветам оттенки облаков, затем сильно растянул его вдоль траектории полета самолетиков и, поместив самолетики в эту среду, создал анимацию, в процессе которой этот Gizmo очень быстро перемещался, создавая таким образом ощущение скорости самолетиков на фоне медленно проплывающих огромных облаков. Затем я сделал анимацию крылышек самолетов с помощью FDD, чтобы создать эффект их деформации под действием порывов ветра.

В заключительном кадре вы видите действие эффекта Motion Blur примененного к самолетику в то время, когда он как бы ныряет в пучину облаков, приближаясь к земле. Движение в кадре продолжается еще некоторое время, позволяя зрителю наблюдать огромное пространство вокруг, после чего экран темнеет.

Вот, собственно, и все о чем я хотел рассказать. Кому-то может показаться, что некоторые моменты освещены слабо, но поймите меня правильно: невозможно в одной статье уместить пару-тройку учебников. Я намеренно не углублялся в детали, т.к. писал статью, а не книгу. Но в любом случае, если у вас появились какие-либо вопросы, или вы хотите поподробнее узнать о том или ином процессе, пишите мне на e-mail, и я с удовольствием отвечу.

Компьютерной графикой в фильмах сегодня мало кого удивишь. Её качество поднялось до таких высот, что зритель иногда не может различить: реален ли предмет на экране, или создан "думающей машиной"?

Тем не менее, компьютерной графике пришлось пройти долгий путь, прежде чем киноиндустрия начала воспринимать её всерьёз. Большую роль в этом сыграл фильм "ТРОН" ("TRON") - первый фильм, компьютерная графика в котором сыграла решающую роль. По словам Джона Лессетера (John Lasseter), исполнительного вице-президента известной анимационной студии Pixar: "Без "ТРОН'а" мы никогда не увидели бы "Игрушечную историю" ("Toy Story")".

"ТРОН" - вестник перемен в киноиндустрии

Предшественники

Хотя "ТРОН" является фильмом, использующим возможности компьютерной графики на "полную катушку", первые фильмы, в которых она применялась, вышли на экраны за 10 лет до его появления.

Титул первого фильма, использующего компьютерную графику, получила кинолента "Западный мир" ("West world"), выпущенная в 1973 году. Через некоторое время зрителям было представлено её продолжение - фильм "Будущий мир" ("Future world"). В обеих картинах, повествующих о взбунтовавшихся андроидах, компьютеры использовались для генерации пейзажей, видимых глазами роботов.

В будущее вместе с андроидами

Следующей кинолентой, в которой для создания графики использовались компьютеры, стал четвёртый (хотя снятый первым) эпизод саги "Звёздные войны" Джорджа Лукаса - "Звёздные войны. Эпизод IV: Новая надежда" ("Star Wars. Episode IV: A new hope"), вышедший в 1977 году. Хотя сам фильм для своего времени был революционным и содержал массу спецэффектов, лишь один из них содержал компьютерную графику. На производство 90-секундного фрагмента, демонстрирующего пролёт космического корабля сквозь компьютерную проекцию "Звезды смерти", художнику по спецэффектам понадобилось три месяца кропотливого труда. Все остальные спецэффекты были созданы, в основном, средствами мультипликации и совмещением нескольких видеофрагментов.

Космические корабли и баталии в "Эпизоде IV: Новая надежда" не являются плодом компьютерной графики

Последним предшественником "ТРОН'а" стал фильм "Чёрная дыра" ("Black hole") производства Disney Studios, выпущенный в 1979 году. 75-секундный эпизод, в котором демонстрировался водоворот, угрожающий засосать корабль главных героев в небытиё, был создан с помощью компьютера. После "Чёрный дыры" о применении компьютерной графики в киноиндустрии подзабыли, и лишь в июле 1982 году она снова дала о себе знать, появившись в ипостаси фильма "ТРОН".

Мечта одного аниматора

Первой анимацией, которую увидел Стивен Лисбергер (Steven Lisberger), был маленький электронный луч, скачущий по экрану. Начинающий аниматор, Лисбергер, во время своего обучения, был в центре становления и постепенного развития компьютерной графики и анимации. Через некоторое время он основал в Бостоне небольшую студию, занимавшуюся созданием компьютерной анимации для нужд телеиндустрии.

Однажды, увидев игровой автомат "Pong", его охватило то же чувство, которое он испытал при просмотре той памятной первой анимации. Стивен подумал: "почему бы ни совместить обе идеи в одну: использовать компьютеры для создания истории о видеоиграх"? Так и родилась идея создания фильма "ТРОН".

Стивен Лисбергер, создатель будущего шедевра компьютерного кинематографа

В 1975 году Лисбергер продемонстрировал короткую компьютерную анимацию на съезде кинопродюсеров, проходившем в Бостоне. К сожалению, мало кому известной на тот момент технологии не уделили должного внимания.

В 1978 году, из-за нехватки высококвалифицированных кадров для создания 6-минутного анимационного ролика "Анималимпикс" ("Animalympics"), посвящённого будущим Олимпийским играм в Москве, Лисбергер вместе со своим другом, продюсером Дональдом Кушнером (Donald Kushner) принял решение перенести свою анимационную студию в Южную Каролину. К сожалению, из-за политических разногласий между СССР и США, последняя отказались участвовать в Олимпийских играх и телевизионная компания NBC, заказавшая "Анималимпикс", расторгла соглашение, вследствие чего Лисбергер оказался на грани банкротства.

Обдумывая сложившуюся ситуацию, Стивен вспомнил о "ТРОН'е" и, посовещавшись с Дональдом, решил попытать счастья. Друзья начали работать над бизнес-планом, который, в конечном итоге, составил более 300 страниц. Вместе с ним они объехали весь Лос-Анджелес в поисках инвесторов. Но ни одна киностудия не заинтересовалась проектом и, в июне 1980 года Лисбергер обратился к последнему и наименее вероятному кандидату на пост спонсора - Disney Studios.

В то время эта студия уже имела в своём активе фильм, в котором применялась компьютерная графика. Этой лентой была "Чёрная дыра". Но высшее руководство Disney Studios не хотело рисковать по крупному, поэтому создание остальных её фильмов ("Человек-кондор" ("Condorman"), "Убийца драконов" ("Dragonslayer") и др.), не отходило от устоявшихся канонов начала 80-х.

Стивен Лисбергер предлагал, на первый взгляд, абсурдную идею: создать фильм, повествующий о жизни внутри компьютера, да ещё и созданный с его применением. Молодой аниматор, уже было, потерял всякую надежду на воплощение своей давней мечты, но тут "на сцену выходит" Том Вайлхайт (Tom Wilhite), назначенный руководством на пост продюсера. Именно ему и было поручено оценить идею Лисбергера.

29-летний Вайлхайт прекрасно понимал, что студии Диснея как "глоток свежего воздуха" был необходим инновационный проект, способный несколько разнообразить устоявшийся "мультипликационный дух" киностудии. Поэтому "ТРОН" появился как раз вовремя. "Это была наиболее интересная идея, которую я когда-либо видел", - говорил Вайлхайт.

Заручившись поддержкой продюсера, Лисбергеру оставалось лишь одно: уговорить в целесообразности создания "ТРОН'а" высшее руководство Disney Studios. Для демонстрации возможностей компьютерной анимации, которая в последствии должна была применяться в фильме, Лисбергер вместе с Сэмом Шатзом (Sam Schatz), одним из создателей компьютерной анимации в фильме "Чёрная дыра", создал 2-минутный видеоролик, который, в конечном итоге и помог "виртуальному" фильму обрести "реальную плоть".

Нелёгкие будни создания шедевра

Работы над "ТРОН'ом" начались в апреле 1981 года.

Для создания концептуальных рисунков техники, костюмов и пейзажей в фильме Disney Studios наняла художника Энди Проберта (Andy Probert), который позже работал над сериалом "Звёздный путь: Следующее поколение" ("Star Trek: The Next Generation"). Тем не менее, впоследствии, ни один из созданных Пробертом рисунков использован не был. Вначале 1981 года Лисбергер нанял известную команду художников для создания финальных концепт-рисунков, которая состояла из: Жана "Мёбиуса" Жиро (Jean "Moebius" Giraud), Сида Миеда (Syd Mead) и Питера Ллойда (Peter Lloyd). Жиро, известный по своим работам в журнале "Heavy Metal", содействовал в создании дизайна костюмов. За дизайн техники и пейзажей в фильме нёс ответственность известный в киноиндустрии дизайнер Миед. Художник Питер Ллойд разрабатывал компьютерные пейзажи в фильме, в дополнение к этому состоял в должности стилиста по раскраске.

Концептуальные рисунки, техники, присутствующей в "ТРОН'е"

По первоначальному замыслу Лисбергера и Кушнера весь фильм планировалось выполнить целиком с применением компьютерной графики. "Когда я писал сценарий "ТРОН'а", моё стремление было в том, чтобы весь фильм был создан на компьютере, потому что лишь таким образом можно было полностью создать атмосферу жизни внутри компьютера", - говорил Стивен по этому поводу. Но существующие на тот момент мейнфреймы и мини-компьютеры не могли обеспечить необходимый уровень производительности (представьте себе фильм "Финальная фантазия" ("Final Fantasy: The Spirits Within", Square Pictures, 2001) 1980 года выпуска, который был бы создан на компьютере с процессором i386). В результате было решено использовать метод т.н. "подсвечиваемой композиции" ("backlight compositing").

Немного о самом методе. "Рисование с помощью света" - термин, который был дан технике, разработанной Ричардом Тейлором (Richard Taylor) и использованной им в рекламных роликах для компаний "Levi's" и "Seven-UP". "ТРОН" стал первым фильмом, при создании которого, использовался этот метод. Его суть состоит в следующем: делается раскадровка отснятого видеоматериала, затем на каждый кадр накладывается фильтр, после чего происходит пересъёмка каждого кадра. Заново отснятые кадры соединяют вместе и получают готовый видеоматериал.

"ТРОН" снимался на 70 мм чёрно-белую киноплёнку. Все актёры были одеты в чёрно-белые костюмы и снимались на чёрном фоне. Каждый, необходимый для обработки, кадр фильма был превращён в слайд с размерами 60 х 30 см. Каждый слайд помещался перед источником света и фотографировался камерой с фильтром определённого цвета. Кроме того, были вручную созданы специальные матрицы, представляющие собой фон для сцен в фильме. Матрицы фотографирования, предназначенные для наполнения цветом каждого кадра, объединялись в один пакет. Каждый такой пакет, в среднем, содержал одинадцать матриц, хотя иногда их число достигало тридцати.

Три матрицы одного и того же кадра (сверху вниз): обычный снимок, высококонтрастный негатив и контурная матрица

За всё время съёмок было создано более 540000 слайдов, над которыми на протяжении 10 месяцев работало около 450 человек. Для уменьшения расходов на слайды, часть из них была создана на Тайване. "ТРОН" является, пожалуй, первым фильмом, для производства которого была использована "дешёвая сила" Дальнего Востока.

Результат использования "подсвечиваемой композиции", как видно из кадра фильма получился очень хорошим.

Светящиеся костюмы главных героев, как и космические корабли в четвёртом эпизоде "Звёздных воин" - не компьютерная графика, а плод труда сотен людей

Теперь давайте поговорим о визитной карточке фильма - компьютерной графике.

Изначально компания Information international Inc. (называемая ещё III, 3I, хотя наиболее известное сокращение - Triple-I) должна была создать всю компьютерную анимацию самостоятельно, но мощностей её компьютеров не хватало для выполнения такого большого объёма работы, поэтому в проект была вовлечена компания Mathematical Applications Group Inc. (более известная под именем MAGI/Synthavision). Кроме того, позже, для работы над некоторыми сценами, к ним присоединились ещё две компании: Robert Abel & Associates и Digital Effects, известные своей высококачественной компьютерной графикой для нужд телевидения.

Компания MAGI/Synthavision возглавляемая Филом Митлманном (Phil Mittlemann), была создательницей метода "трассировки лучей" ("ray-tracing"), идея которого состоит в отслеживании обратного хода попадаемого в камеру луча, проложенного от каждого элемента изображения. Этим методом хорошо просчитываются отражения, преломление света, тени, блики, геометрические объекты. Кроме того, компанией была создана первая в истории коммерческая компьютерная анимация, когда ещё в начале 70-х годов прошлого столетия на мониторе в офисе MAGI появилась вращающаяся надпись "IBM".

MAGI создала одну из двух систем моделирования: процедурную, при которой 3D-модели создаются путём комбинации геометрических фигур. Именно процедурное моделирование является основой программного обеспечения Synthavision, созданного за пять лет одноимённым подразделением компании. Библиотека Synthavision состояла из 25 готовых фигур, таких как: цилиндры, сферы, пирамиды и т.д. Из этих простейших фигур создавались более сложные, которые, в последствии, ставали основой для 3D-модели. Ларри Элин (Larry Elin), начальник отдела разработки, сравнивал Synthavision с "коробкой, полной маленьких деревянных фигурок, которые можно соединить вместе для получения комплексных фигур".

Модели из фильма "ТРОН", созданные и анимированные MAGI с использованием ПО Synthavision (Сверху вниз): "Светоциклы", танки и полицейские роботы - "рекогнайзеры"

Результатом построения 3D-моделей с помощью программного обеспечения Synthavision становились гладкие, механически выглядящие объекты, углы которых были заметны лишь благодаря теням. Недостаток данного метода - потеря реализма, так как создать сложную модель очень трудно. Достоинство же - малое количество данных, необходимых для обработки. Так один "светоцикл" был собран из 57 геометрических фигур. Компьютерные мощности MAGI позволяли увидеть готовую модель сразу же после её создания в режиме реального времени. Для анимации модели в Synthavision был встроен специальный "директорский язык", с помощью которого аниматор описывал путь движения модели, оценивал результат на дисплее и, при необходимости, корректировал его. Возможность коррекции движений каждого объекта в режиме реального времени позволила аниматорам MAGI создать отличную анимацию в массовых сценах, в которых находилось несколько 3D-моделей. Примером могут служить плавное движение "светоциклов", а также синхронные действия "рекогнайзеров" и танков. Благодаря широким возможностям анимации компьютерных моделей, компанию MAGI можно считать "королевой" компьютерной графики в первой половине фильма, которая состоит, в основном, из динамических сцен.

Теперь давайте перейдём ко второму "гиганту" компьютерной графики и анимации в фильме - компании Triple-I.

Information International Inc., основанная в 1962 году, специализировалась, главным образом, на электронных лучевых трубках с высоким разрешением, которые использовались для сканирования видеоматериала, а также обратного переноса цифрового видеоизображения на видеоплёнку. С помощью оборудования этой компании "отец" компьютерной графики, Джон Уитни (John Whitney), создал свои первые анимационные ленты. Кроме того, именно Triple-I создала первую в истории киноиндустрии компьютерную анимацию: уже упоминавшийся в начале статьи "зрение андроидов" в фильме "Западный мир". В 1975 году в недрах компании была создана группа, занимавшаяся созданием компьютерной графики и анимации для кинофильмов. Именно она стала главной "движущей силой" компьютерной анимации в "ТРОН'е".

В 1974 году сотрудники Triple-I на базе мини-ЭВМ PDP-10 компании DEC создали компьютер Foonly F1. В то время компания надеялась заключить контракт с правительством на использование F1 в качестве системы оптического распознавания текста. Но позже компьютер, добавив к нему видеомагнитофон PFR-80, перепрофилировали в систему обработки компьютерной графики, которую и использовало упомянутое выше подразделение Triple-I.

"ТРОН" был первой кинолентой, в создании которой участвовал Foonly F1. Triple-I хотела продемонстрировать всю мощь своего оборудования (и F1 в частности), поэтому в создании компьютерной графики и анимации для фильма участвовало большинство сотрудников компании. В отличие от компании MAGI, использовавшей геометрические фигуры, Triple-I использовала в качестве простейших единиц треугольники и квадраты, в народе называемые полигонами. Такой метод создания 3D-модели получил название "полигонального".

Программное обеспечение TRANEW, использовавшееся совместно с Foonly F1, было написано на Фортране и Ассемблере Гари Демосом (Gary Demos), которому помогал Джим Блинн (Jim Blinn), создатель первых компьютерных анимаций полётов в NASA.

Данные, обрабатываемые TRANEW, были представлены в виде хеш-таблиц, в которых содержались координаты каждого полигона, отдельные (красный, синий, зелёный) компоненты цвета текстуры, а также координаты каждого изображения, видимого спереди, сверху, и со стороны, и углы поворота вокруг осей, необходимые для представления компьютеру трёхмерности сцены. Создание сцены происходило путём просчёта позиции с каждой стороны и вращения по осям x, y и z для получения отдельного кадра каждого объекта. Просчёт происходил покадрово до тех пор, пока не получался желаемый результат.

Рендеринг каждого кадра занимал 20 минут (Foonly F1, имел частоту 10 МГц и обладал, в общей сложности, 1 Мб памяти). Результат выводился на экран, отображающий 64 цвета и имеющий разрешение 1024 х 1024 пикселя. Кроме того, при использовании видеопринтера можно было увидеть, каким будет конечный результат, совмещённый с видеоизображением.

Каждый 3D-объект сначала рисовали вручную, разбивая на полигоны, а затем, с помощью специальных оцифровующих планшетов, переносили в F1. Во время рендеринга программа TRANEW текстурировала модель, а также добавляла источники света и тени. Финальный результат по качеству уходил далеко вперёд от моделей, созданных MAGI, но при этом полигональные модели требовали бездну машинного времени для своего создания.

Больше всего усилий аниматорам Triple-I пришлось потратить на создание "Солнечного парусника". 15000 полигонов для 3D-модели в 1980 году - это не шутка

Triple-I занималась созданием и анимацией моделей "Солнечного парусника", транспортного корабля Сарка, полицейских роботов и Программы Мастер-контроль. К сожалению, финансовые проблемы вынудили компанию завершить деятельность ещё до окончания работы над фильмом, поэтому оставшуюся незаконченную компьютерную анимацию Triple-I выполняли аниматоры MAGI.

Другие модели, созданные Triple-I: транспортный корабль Сарка (сверху) и полицейские роботы (снизу)

На долю компании Digital Effects выпало создание и анимация компьютерного существа - "Бита".

Результат работы Digital Effects - "Бит"

Последняя компания, Robert Abel & Associates, работала над сценой переноса главного героя фильма из реального мира в компьютерный. Кроме того, вместе с Digital Effects она создала компьютерную анимацию в титрах к фильму.

Кадры из сцены, над которой работали аниматоры Robert Abel & Associates

Необходимо также добавить, что кроме компьютерной анимации в фильме существовала и, т.н., "комбинированная анимация". Так как Стивен Лисбергер хотел показать жизнь внутри компьютера во всех её проявлениях, окружающую среду, как и костюмы актёров, необходимо было наполнить иллюминацией, разнообразными световыми источниками и пролетающими по кабелям и отводам сигналами. Но для этого потребовались бы просто титанические компьютерные мощности, поэтому решено было воспользоваться уже опробованной техникой - добавить "краски" вручную с помощью "подсвечиваемой композиции". Сгенерированный компьютером вектор распечатывался на киноплёнке, а затем, в виде слайда, обрабатывался теми же методами, что и кадры с участием живых актёров.

Окружающая среда "ТРОН'а": результат применения "комбинированной анимации"

На производство фильма Disney Studios потратила около 20 миллионов американских долларов. По тем временам это была очень большая сумма.

Из 105 минут фильма 15 представляют собой чистую компьютерную анимацию и ещё 15 минут (более 200 сцен) - комбинированные съёмки, в которых живые актёры действуют на фоне пейзажей, сгенерированных компьютером. Кроме того, 50 минут фильма снято с использованием "подсвечиваемой" анимации.

"Ахиллесова пята" фильма.

Разобравшись с техническими аспектами создания "ТРОН'а", давайте остановимся на одной немаловажной детали любого фильма, которой является сюжет.

Создатель и дизайнер компьютерных игр Кевин Флинн (Джефф Бриджес, Jeff Bridges) обнаруживает, что его серия очень популярных программ похищена Эдом Диллинджером (Дэвид Уорнер, David Warner). С помощью украденных программ Диллинджер возносится на вершины корпоративной власти и при помощи своей программы, Мастер-контроля, всё больше влияет на программистов и пользователей. Дело доходит до того, что Мастер-контроль незаконно проникает в компьютеры Пентагона, похищая при этом секретные правительственные файлы. Флинн должен достать улики, свидетельствующие о незаконном присвоении его программ Диллинджером. Но для этого ему надо проникнуть в компанию, в которой он некогда работал вместе со своим настоящим врагом. Друг Кевина, Алан Бредли (Брюс Бокслейтнер, Bruce Boxleitner), работающий в этой же компании, разрабатывает сторожевую программу (названную ТРОН), которая, по замыслу создателя, должна уничтожить программу Мастер-контроль и положить конец её растущей мощи. Улики, так необходимые Флинну, находятся в компании, куда Алан и проводит его. При попытке найти необходимые Кевину документы Мастер-контроль, с помощью сканирующего лазера, превращает Флинна в компьютерную программу, и помещает его внутрь компьютера. Там Флинн встречает ТРОН'а, программу, созданную Аланом, и вместе с ней начинает борьбу против Мастер-контроля. Как видим, сюжет незамысловат. Кроме того, Стивен Лисбергер не включил в сюжет полноценную "love story", мотивируя своё решение тем, что "ТРОН" является инновационной кинокартиной, поэтому придерживаться установившихся рамок не должен. Впоследствии он изменил свою точку зрения: "Я убрал любовную историю, потому что был глупцом. Это была ошибка с моей стороны и я осознал её, когда через несколько лет пересматривал фильм на компакт-диске".

В конечном итоге, именно из-за сюжета критики "разбили" фильм "в пух и прах". Большинство зрителей было солидарно с ними. Основная мысль, витавшая после просмотра фильма, была следующей: "Как можно уместить человека в компьютер и вообще, как эта железка способна думать?" Сам Лисбергер позже говорил по поводу провала "ТРОН'а" следующее: "Сюжет и дизайн фильма создавались параллельно, под взаимным влиянием друг на друга. Я думаю, такой подход к фильму был неудачным. Если кто-то делал эскизы героев и окружающей среды и они подходили дизайнерам и аниматорам, соответствие сюжету оставалось в стороне. В результате мы получили доминирование дизайна над сюжетом".

Ещё одна причина провала фильма - запаздывание с появлением на киноэкранах. Изначально "ТРОН" должен был выйти весной 1982 года, но задержался до лета. Эта задержка привела к тому, что фильму пришлось конкурировать с другими, не безызвестными сегодня кинокартинами, такими как: "Бегущий по лезвию бритвы" ("Blade Runner"), "Полтергейст" ("Poltergeist"), "Звёздный путь 2: Возмущение Хана ("Star Trek II: The Wrath of Khan") и третьей частью фильма "Пятница, 13-е" ("Friday the 13th"). Тем не менее, среди просмотревших фильм, нашлись люди, проникшиеся футуристической атмосферой и спецэффектами киноленты. Ими была, главным образом, молодёжь, которая и составила сообщество поклонников фильма, существующее до сих пор (взгляните хотя бы на www.tron-sector.com).

Игровое наследие "ТРОН'а".

Впоследствии по сюжету фильма было создано множество компьютерных игр и игровых автоматов, среди которых самой запомнившейся стал симулятор гонок на "светоциклах". Если вам тоже хочется испытать себя в роли пилота этого виртуального агрегата, посетите сайт www.gltron.org и скачайте бесплатную игру glTron. Кроме того, существует ещё один образец, называющийся Armagetron, расположенный по адресу armagetron.sourceforge.net.

glTron: испытание быстроты вашей реакции

В прошлом году свет увидела игра Tron 2.0 производства известной компании Monolith Productions, сюжет которой рассказывает о продолжении борьбы сына Алана Бредли, Джета, против вредоносных компьютерных программ.

Внутренности компьютера "глазами" Джета

Желая идти на встречу поклонникам фильма, Disney Studios заявила, что при удачном стечении обстоятельств и хороших продажах игры компания займётся созданием сиквела "ТРОН'а". К сожалению, не смотря на то, что Tron 2.0 удался (вследствие чего геймеры платили за игру с довольно неплохим энтузиазмом), новой информации от Disney Studios не поступало, так что остаётся ждать, хотя, думается, для людей, проживших почти 12 лет с мечтой увидеть продолжение приключений своих героев лишний год или два не будут большим сроком.

Киноиндустрия: революция за революцией!

  2014, Февраль 11, 18:40  

Сегодня практически любые новые фильмы, анонсы которых мы видим на дверях кинотеатров и на билбордах, в той или иной степени проходят компьютерной обработке. Причем, речь идет не только о специальных компьютерных эффектах, уровень которых за последние несколько лет возрос до небывалых высот, но и о монтаже картины в целом. Совершенствование компьютерных технологий представило кинематографистам небывалые ранее возможности. Современная киноиндустрия все чаще старается удивить зрителя не только, а порой, и не столько сценарием и актерской игрой, сколько количеством спецэффектов на метр пленки. И это становится первоочередным критерием при создании очередного нового блокбастера. Чем больше взрывов, съемок в замедленном действии, компьютерной графика, — тем больший успех гарантирован кинокартине. Конечно, режиссерская работа заслуживает определенного внимания, но, как о таковом «искусстве кино» многие критики сегодня предпочитают рассуждать все реже и реже. Нельзя сказать, что это плохо, но то, что большинство зрителей ходит в кинотеатр, чтобы посмотреть именно на спецэффекты, остается фактом.

Фильмы, где главные роли отданы компьютерной графике, лучше всего смотреть на большом экране. Голливудская статистика и современные режиссеры говорят, что публика сегодня требует подобных зрелищ и с большим удовольствием их воспринимает. Разумеется, степень проникновения компьютерной графики в кинематограф различна, но даже в мелодрамах и молодежных сериалах некоторые сцены поддаются компьютерной обработке, а процесс создания фильма может удивить любого. И дело даже не в том, что сложные декорации почти полностью вытеснила компьютерная графика. Рабочий процесс съемок теперь более сосредоточен не на операторской работе, а на так называемом Post-Production (пост-продакшн), включающем последующую обработку, монтаж и озвучку. Всю эту работу возлагают на мощные компьютерные системы и специальное программное обеспечение. Давайте выясним, какие конкретные функции они выполняют, но прежде обратимся к истории. 

Как всё начиналось?

В 1895 году режиссер черно-белой немой короткометражки «Казнь Марии Стьюарт» Альфред Кларк решил снять сцену обезглавливания принцессы. Получилось это следующим образом: после того, как все актеры и палач приняли необходимые позы, он приказал им замереть и не шевелиться. Съемка была приостановлена на этом моменте. Затем актриса, исполнявшая роль Марии, вышла из кадра, а ассистенты на ее место установили манекен в точно такой же одежде и таком же предсмертном положении. Камера возобновила съемку, и палач отрубил манекену голову. Это был первый «спецэффект», который открыл новую дорогу всему кинематографу. В начале XX века французский маг Жорж Мельес заинтересовался кинематографом и возможностями монтажа путем вырезания, объединения и ручной раскраски кадров. Его это настолько увлекло, что он снял свыше 500 небольших кинолент, которые впечатлили зрителей всего мира. Именно поэтому он и получил прозвище «Киномаг». Его самым известным фильмом считается «Путешествие на Луну» (1902 год), который является своеобразной пародией на роман Жюля Верна «С Земли на Луну» и включала как живую актерскую игру, так и большое количество анимации, комбинированной съемки и монтажа.

В прошлом веке в кинематографе было свершено много революций. Фильмы стали цветными, в них появился голос, были построены сотни киностудий в США, Европе и Азии. Павильоны этих студий располагаются на огромных территориях, оснащены самыми современными технологиями и оборудованием. Такие кинокомпании как Universal Studios, Paramount Pictures и 20th Century Fox сотрудничают со строительными, архитектурными и прочими узкопрофильными компаниями, готовыми в любой момент приступить к сооружению для съемки новых кинолент макетов и декораций любой сложности. А сегодня мы становимся свидетелями бума фильмов с ультрареалистичной графикой. Что же происходит за кулисами съемок?

По ту сторону экрана

Процесс производства современного фильма можно условно разделить на три этапа: подготовительный (Pre-Production), собственно сама съемка фильма (In-Production) и Post-Production с последующей обработкой, о чем мы упоминали выше. К подготовительному этапу относятся разработка сценария, кастинг (подбор актеров), выбор основного места съемки и прочие организационные мероприятия. Съемочный процесс до недавнего времени считался основной стадией при производстве фильма, однако сегодня он заметно отличается от того, как к нему подходили в прошлом веке. Декорации заменены на большие павильоны с монохромным окружением, как правило, синего или зеленого цвета. Актеры взаимодействуют с «условными» объектами: дорогами, транспортом и мебелью. Даже их одежда может отличаться от той, в которых вы увидите героев киноленты на экранах. Разумеется, так бывает не со всеми сценами. Например, ужин в ресторане проще снять в естественных условиях. Но съемка сложных сцен, которые подвергают опасности здоровье актеров и съемочной группы, которые ранее нуждались в привлечении специализированной техники, каскадеров и т.п., сейчас почти полностью перекочевало в монотонные павильоны. Данная технология называется «Хромакей» (Chrome Key) и своими корнями уходит в 30-е годы прошлого столетия, когда инженер Линвуд Ванн предложил ее использовать. Было предпринято несколько попыток применить хромакей в кинематографе, однако, первой удачной реализацией можно считать английский фильм «Багдадский вор» режиссеров Людвига Бергера, Майкла Пауэлла и Тима Уэлана, снятый в 1940 году, где на монохромном фоне были сняты сцены с летающим ковром-самолетом. Картина была удостоена трех премий Оскар, в том числе в номинации «Лучшие визуальные эффекты».

Суть хромакея, который также иногда называются кеингом (keying, от фразы colorkey — ключевой цвет), заключаются в наложении на объекты переднего плана необходимой фоновой сцены (статичной или динамичной) которая вытесняет монохромный цвет. При этом, обязательным условием является то, чтобы объекты переднего плана не содержали цвета хромакея. В исключительных случаях традиционные синие или зеленые цвета заменяются иными. Этот относительно недорогой способ позволяет совмещать сцены практически любой сложности. Однако, одной лишь прорисовки нужного фона бывает недостаточно. Ведь основное действие происходит на первом плане. И если добавить в кадр трехмерную модель автомобиля и самолета может даже начинающий 3D-дизайнер, то в случаях, когда речь заходит о компьютеризации действующих персонажей и главных героев, требуются точные технологии захвата.

Вы, наверное, не раз задумывались о том, как был создан Голлум во «Властелине колец» и каких средств, инструментов и усилий стоило Джеймсу Кэмерону реализация его легендарного «Аватара»? На помощь в этих случаях приходила технология Motion Capture (захват движения), которая представляет собой систему, состоящую из десятков световых датчиков, подключаемых к нужному объекту (чаще всего к человеку в специальном костюме) и соединенных с компьютером через специальный интерфейс. Это позволяет в реальном времени анимировать ранее отрисованного в графической программе персонажа, который, получая информацию от датчиков, в точности воспроизводит движения человека на его моделированном персонаже. Разработчиком технологии захвата движений считается компания Digital District. С использованием ее методов были сняты мультипликационные фильмы «Последняя фантазия» (2001 год), «Полярный экспресс» (2004 год) и другие. 

С каждым годом технология совершенствовалась, и в 2009 году позволила Кэмерону снять «Аватар», который совершил очередной революционный прорыв в технологии кинопроизводства. Здесь впервые была применена специально разработанная система захвата движений (Performance Capture), и если раньше система захвата движений была общей, то для этой картины Кэмерон разделил ее. При съемках фильма за захват выражений лица отвечала камера, закрепленная на голове, а движения тела снимала отдельная удаленная камера. Под заказ киностудии 20th Century Fox компанией Sonyбыли разработаны специальные камеры, которые были направлены на лица актеров (Facial Camera) и были закреплены на специальных шлемах. Камера на голове героя следила уже не за датчиками, а за особыми маркерами в ключевых местах на лице персонажа, которые приводились в движение лицевыми мускулами. Это позволило обеспечить абсолютную реалистичность персонажей: подвесная аппаратура записывала выражения лиц, движение мускулов, движение зрачков глаз с невиданной до этого точностью (при этом методе приблизительно 95% действий актеров передавалось их цифровым копиям) и сделать аватаров и жителей инопланетного народа Нави такими реалистичными. А удаленная камера дала съемочной команде фильма гораздо более широкое пространство для захвата движений (по сравнению с прежними возможностями оно возросло в 6 раз). В отличие от предыдущих систем захвата движения, где цифровую окружающую среду добавляли после того, как были захвачены движения актеров, новая виртуальная камера позволяла Кэмерону отслеживать с монитора, как виртуальные копии актеров взаимодействуют с цифровым миром кино в режиме реального времени. Режиссер мог регулировать и управлять сценами так же, как при обычной съемке, видя не актеров на фоне съемочного павильона, а героев фильма в тропическом лесу. Новый подход позволил съемочной группе частично отказаться от услуг гримеров и техников, отвечающих за создание образов инопланетян. Теперь можно воссоздать любого сказочного или фантастического персонажа в любых условиях, выбрать возраст, не тратя времени на сложный грим, который к тому же вызывает дискомфорт у актеров.

Фильм «Аватар» на 40% состоит из живой съемки и на 60% — из компьютерной графики. Он стал новым уровнем взаимодействия игрового и компьютерного кино. Но это отнюдь не все технологические новшества, которые мы можем найти в «Аватаре». Фильм сделан в стереоскопическом трехмерном формате (подробнее мы вернемся к этому чуть ниже), для чего режиссер применил свою собственную технологию Reality Camera System с двумя камерами высокого разрешения, увеличивающими глубину восприятия. Для создания мира «Аватара» понадобилось более петабайта (1000 Tb) цифрового дискового пространства для хранения всех графических файлов фильма (растений, животных, насекомых, скал, гор, облаков и т.д.). Для сравнения, при работе над фильмом «Титаник», также снятого Кэмероном, понадобилось всего 2 Tb для создания и последующего  затопления корабля и тысяч пассажиров. Хотя для съемок «Титаника» понадобилось гораздо больше декораций, включая почти полноразмерную копию корабля длиной свыше 200 метров. 

В настоящее время при создании полностью реалистичных действий виртуального персонажа без технологии Motion Capture не обойтись. Но, при этом, нельзя допускать ошибок реализации, ведь малейший недочет и неверное движение будут выглядеть неестественно и разрушат эффект погружения в фильм. Именно поэтому аниматоры пытаются сделать движения своих персонажей более выраженными, это позволяет усилить восприятие. Похожая проблема, хоть и в несколько меньшей степени, проявляется при анимации различных животных и выдуманных персонажей. Постановщикам приходится искать реальные аналоги анимируемых существ, проводить их съемку, и уже на основе собранных материалов пытаться воплотить фантазии сценаристов. В компьютерной индустрии существует масса аниматоров, преуспевших в создании трехмерной компьютерной графики (CGI — Computer Graphics Imagery). Одной из самых популярных компаний по разработке CGI-эффектов в Голливуде является Industrial Light & Magic (ILM), созданная известным режиссером Джорджем Лукасом в 1975 году в момент съемок «Звездных войн». Компания стала автором спецэффектов для нескольких сотен самых популярных и кассовых блокбастеров Голливуда за последние 35 лет. Выходцами из ILM основаны такие студии, как Pixar и Kerner Technologies, специализирующиеся на симуляции физики.

В 1993 году на экраны вышел фильм «Парк Юрского периода» (Jurassic Park) Стивена Спилберга, который также можно считать революционным. Изначально авторы фильма не планировали использовать компьютерную графику в таком числе сцен и предполагали воссоздать динозавров с помощью традиционных и испытанных ранее методов: кукольной мультипликации и управляемых роботов. Однако, все оказалось не так просто и без компьютерной графики режиссер не смог бы добиться столь высокой реалистичности. Конечно, компьютерную графику использовали в кинематографе и до «Парка Юрского периода», но немного по-другому. Например, рисовали виртуальный компьютерный мир в фильме «Трон» (1982 год), либо создавали спецэффекты, изображающие то, что, как правило, не имеет аналогов в реальности. Вспомните хотя бы робота T1000 из жидкого металла во второй серии «Терминатора» («Судный день», 1991 год). До «Парка Юрского периода» в большом кино никто не применял компьютерную графику для изображения реалистичных объектов, тем более для анимации животных, пусть уже вымерших. Никто не предполагал, насколько это возможно и что из этого может получиться, поэтому изначально Стивен Спилберг не собирался тратить бюджет на рискованные эксперименты. Но после того, как студия ILM нарисовала тестовый образец динозавра, анимировала его и совместила с фотографиями природы, Спилберг сделал свой выбор в пользу компьютерной графики, и в дальнейшем все сцены, которые собирались снимать с помощью покадровой кукольной анимации, были нарисованы на компьютере. 

С наращиванием производственных мощностей, компьютеризировать современное кино стало можно все в больших масштабах. Но спроектировать сцену на компьютере это далеко не весь процесс, так как необходимо еще придать картине художественный и реалистичный вид. Для этого после съемок фильма за дело берутся команды графических специалистов. Post-Production также подразумевает несколько этапов работы, подразумевающих не только манипуляции над отснятым материалом, но и создание различных предметов и окружения, кажущихся зрителю естественными и обязательными при просмотре киноленты. В финальном варианте фильма внешний вид актеров зачастую бывает сильно перерисован, а часть вполне естественных сцен практически полностью создана 3D-художниками. В первую очередь черновой вариант отснятого материала собирают в программном пакете для видеомонтажа. В отличие от любительского домашнего монтажа, состоящего в основном из нарезки клипов с добавлением нескольких эффектов, профессиональные кинематографисты внимательно оценивают и обрабатывают каждый кадр. Монтаж происходит в процессе всего этапа Post-Production, начиная с первичной обработки отснятого материала и заканчивая мастерингом финальных носителей (пленки для кинотеатров или DVD/Blu-ray дисков), для чего используется профессиональное и дорогое программное обеспечение.

Признанным индустриальным стандартом в области программного обеспечения для монтажа фильмов является американская корпорация Avid Technology. Многим обычным пользователям, работающим с видеокамерами и картами видеозахвата, она знакома по своей дочерней компании Pinnacle, выпускающей программное обеспечение потребительского и бытового уровня. Наибольшей популярностью у создателей фильмов пользуется программа Avid Media Composer, получившая награду ACE Technical Excellence Award от американской ассоциации киноредакторов после выхода фильма «Аватар». Также в последнее время все более популярным становится программный комплекс от компании Apple под названием Final Cut Studio. На первом этапе отснятый материал подвергают черновому монтажу, чтобы определить порядок и длительность сцен. Результат этой работы передается студиям звукозаписи, компьютерной графики и эффектов.

Одной из самых интересных и напрямую связанных с компьютерами частью Post-Production является создание компьютерной графики. Он настолько сложен, что также делится на этапы, охватывающие разработку 3D-обстановки, анимации всех объектов и создание 3D-окружения. Наиболее популярным программным пакетом для создания трехмерных сцен в современном кинематографе является Autodesk Maya, но широко распространены также Softimage и Cinema 4D. По наброскам художников создается полноценная трехмерная среда и персонажи, а чтобы зритель поверил в происходящее на экране, все детали сцен должны быть максимально правдоподобными. Поэтому для виртуального окружения создаются сотни гигабайт текстур, которые могут быть выбраны из реальной жизни или сгенерированы на основе синтеза различных материалов. Кроме того, художниками с помощью шейдеров задаются светоотражающие свойства материала, на который накладываются соответствующие текстуры. Однако, этого мало, ведь, например, камни гальки на пляже тут же выдадут свою плоскую природу, если подать на них динамическое освещение. В то же время и прорисовка каждого камня в отдельности является абсолютно непосильной задачей. Поэтому для всех поверхностей 3D-художники создают карты теней. Если все сделано правильно, то в результате можно получить виртуальные окружения, практически неотличимые от реальных. Однако, подобный реализм хорошо смотрится на статичных картинках. Чтобы они выглядели более живыми и в фильме, необходимо анимировать не только главных персонажей и передний план, но и все окружение. Этот этап не менее сложен, чем предыдущий, и очень часто его реализацию поручают отдельным специализированным студиям. 

Следует отметить, что технологии анимации могут быть очень разнообразными по своей сути. Анимировать траву на лужайке и идущего по ней человека далеко не одно и то же. Если анимируется человек, то специалисты прибегают к захвату движений Motion Picture. Совсем иначе обстоят дела с анимацией окружающей среды, ведь невозможно задать свое правило движения для каждой травинки или листика. Это же касается анимации воды, огня, дыма и пр. Тут на помощь приходят ресурсоемкие вычисления. Чтобы правильно имитировать подвижность таких элементов, аниматоры задают динамику движения среды. Например, выставив параметры ветра и присвоив соответствующие свойства материалу травы, можно разом достичь невероятно правдоподобной картины движения на экране. Чтобы реалистично вписать в это окружение активно двигающегося персонажа, аниматорам приходится прибегнуть к симуляции коллизий предметов. Очень часто эти задачи решаются с помощью отдельных программных пакетов, таких как Houdini от Side Effects Software, но иногда даже множества возможностей существующих программ не хватает для создания реалистичной картины для того или иного фильма со своим фантастическим миром. В этом случае анимационные студии пишут собственные приложения, фильтры, создают новые эффекты и физические свойства окружающей среды. Прибегают даже к помощи ученых. Например, чтобы реалистично показать воду, обтекающую виртуальный корабль, российской студии Mainroad Post, которая делала спецэффекты в фильме «Адмиралъ» (2009 год) пришлось обратиться за помощью к Институту Океанологии Израиля. Кроме этого, к спецэффектам следует отнести не только прорисовку и анимацию событий и окружения. Например, в современном кинематографе, чтобы состарить героя уже нет необходимости накладывать на актера толстый слой грима. И с этим справляются компьютерные программы. 

3D: хорошо забытое старое?

По мере того, как развивался кинематограф, люди искали способы запечатлеть мир таким, как он кажется нам в реальности. И хотя еще в начале XX века были предприняты попытки съемки стереоскопического изображения, первый публичный фильм был продемонстрирован в Лос-Анджелесе 27 сентября 1922 года. Им стала картина под названием «Сила Любви» (The Power of Love). Фильм демонстрировался двумя кинопроекторами с двух пленок позитива в красно-зеленом спекте, называемом «анаглиф». При этом сам фильм был черно-белым. Проектор с зеленым фильтром показывал картинку, немного смещенную относительно проектора с красным фильтром. Посетители одевали специальные очки из картона с двумя фильтрами из красной и зеленой пленки, благодаря чему каждый глаз видел только нужную картинку. Это и создавало подобие объемного изображения. Но уже к 70-м годам прошлого века массовая съемка стереоскопичеких фильмов была приостановлена.

Сегодня для съемки трехмерного изображения используются сразу две камеры, которые размещаются достаточно близко друг к другу и на одинаковой высоте. Съемка ведется одновременно на обе камеры, создавая, таким образом, трехмерное изображение. Революция в киноиндустрии возродила интерес к созданию трехмерных фильмов, и компании Dolby Laboratories и RealD представили собственные технологии под брендамиDolby 3D и RealD-Cinema. Последняя в настоящее время получила наибольшее распространение, так как работает на основе поляризационного метода, согласно которому картинка демонстрируется проектором попеременно, при этом для каждого кадра используется световые волны разной поляризации светового потока. В специальных поляризационных очках установлены фильтры, пропускающие определенные световые волны, что позволяет каждому глазу получать изображения с различной информацией, на основании которой и формируется 3D-изображение. Зритель получает полноцветную картинку, а оттенки красного и синего, как это было в устаревшем анаглифном формате. На больших экранах, в особенности на IMAX-3D, фильмы в подобном формате создают непередаваемую глубину погружения. 

Компьютерные технологии последних десятилетий подняли киноиндустрию на совершенно новый уровень. Сегодня это не только взрывные спецэффекты в боевиках, но и значительная экономия на оформлении павильонов, декорациях, транспортных расходах и даже актерском составе. Гиганты программного обеспечения не только создали все необходимое, чтобы раскрыть неограниченный талант и фантазию графических аниматоров Голливуда, но и позволили удивить зрителей невероятной реалистичностью. И можно однозначно заявить, что пока технологии развиваются, с выходом каждого нового блокбастера или фильма-катастрофы посещение кинотеатра будет становиться все интереснее. Кстати, а вы уже смотрели список релизов на 2014 год?

10 фильмов с использованием компьютерной графики, совершившие революцию в кинематографе:

1. Tron («Трон», 1982 год)

«Трон» не получил огромного успеха в прокате, так как в начале 80-х годов прошлого века в кинопрокате находились и другие научно-фантастические фильмы с не менее интересным сценарием, например, «Бегущий по лезвию». Но в этом фильме впервые при помощи компьютерной графики была полностью нарисована виртуальная реальность.

2. Terminator 2: Judgment Day («Терминатор2: Судный день», 1991 год)

«Терминатор 2» стал знаковым фильмом в киноиндустрии, начавшей массово использовать компьютерную графику. Это первая лента, где при помощи CGI был создан один из главных персонажей — робот из жидкого металла Т-1000.

3. Jurassic Park («Парк Юрского периода», 1993 год)

Несмотря на то, что в первой части «Парка Юрского периода» было немало роботизированных динозавров, в общей сложности 14 минут фильма были созданы полностью на компьютере. В последующих частях трилогии абсолютно все динозавры были созданы на компьютере и с использованием технологии захвата движения.

4. Toy Story («История игрушек», 1995 год)

«История игрушек» стала первым анимационным фильмом, полностью созданным на компьютере. Компания Pixar, которой на тот момент управлял Стив Джобс, породила целую эпоху и задала новый тренд в мультипликации.

5. Titanic («Титаник», 1997 год)

Стоит вспомнить последние полчаса легендарного фильма Кэмерона «Титаник» (процесс затопления корабля и тысяч пассажиров, обреченных погибнуть на «непотопляемом судне»). За исключением главных героев на переднем плане, все пассажиры были заменены на компьютере цифровыми актерами. Здесь впервые была применена технология воссоздания большой группы людей при помощи компьютера.

6. The Star Wars Prequels («Звездные войны», 1999, 2002, 2005 гг.)

Компания ILM в этих фильмах подняла прорисовку космических войн на высочайший уровень. Невероятно, но до 90% фильма было обработано и смонтировано на компьютере. Многие последующие фильмы, в которых действия происходили в космосе, использовали схожие технологии.

7. The Matrix («Матрица», 1999 год)

«Матрица» стала самым обсуждаемым фильмом конца прошлого века, получив огромный успех в кинопрокате. Зрителей поразили не только новые компьютерные спецэффекты, но и такие технологические новшества, как «bullet-time» с использование нескольких 3D-проекций, и высокоскоростная съемка. Позже эти технологии использовали во многих боевиках и в игре Max Payne.

8. The Lord of the Rings («Властелин колец», 2001-2003 гг.)

Экранизация трилогии Дж.Р.Р. Толкиена обошлась в сотни миллионов долларов. Были использованы колоссальные компьютерные ресурсы для создания мира Средиземья, однако, истинной революцией стал новый уровень захвата (Motion capture), созданный специалистами компании Weta Digital для анимации персонажа Голлума. До сих пор он остается одним из самых продвинутых, используемых в Голливуде.

9. The Curious Case of Benjamin Button («Загадочная история Беджамина Баттона», 2008 год)

Фильм повествует об уникальном случае рождения ребенка с признаками старого человека. Однако, по мере взросления персонаж Бреда Питта становится моложе. При этом, на протяжении почти всего фильма он сам исполняет роль в разном возрасте. К фильму были привлечены не только профессиональные гримеры, но и впервые лицо человека было обработано на компьютере с целью придания возрастного различия.

10. Avatar («Аватар», 2009 год)

Фантастический фильм о попытке захвата землянами далекой планеты Пандоры собрал в кинопрокате рекордную на сегодняшний день сумму — 2,7 млрд. долларов! Созданные на компьютере мир Пандоры и его обитатели шокировали зрителей своей ультрареалистичностью. Но истинной революцией стало то, что «Аватар» оказался первым фильмом, изначально созданным и спроектированным в стереоскопическом 3D.

Анар Алиев

Согласитесь, многовековую историю кинематографа достаточно трудно представить отдельно от истории развития спецэффектов. Безусловно, эти области неразрывно связаны друг с другом.  Сегодня  на экранах телевизоров мы можем наблюдать реалистичных монстров и других вымышленных существ, фантастические сказочные миры и галактические пространства. На сегодняшний день 90 процентов фильмов используют виртуальные декорации. Но что было раньше? Лишь примитивное освещение и фальшивые уловки. Возникает другой вопрос:  а что же все-таки первично в киноискусстве – игра актеров или сюжет? Профессионализм оператора или спецэффекты? Естественно, все вышеперечисленные составляющие важны. Но так уж сложилось, что некоторые фильмы стали бестселлерами именно благодаря внедрению в них спецэффектов. Возможно, некоторые из них сегодня выглядят старинно, обыденно и скучно, но в свое время они стали настоящим прорывом. Давайте же более подробно рассмотрим историю создания первых спецэффектов в киноискусстве. Содержание 1 Первые спецэффекты в кино 2 Усовершенствование спецэффектов 3 Фильм «Метрополис» (1926) — первый «фантастический прорыв» 4 Дальнейшие нововведения 5 «Космическая одиссея 2001» (1968) – сказочный путь в Галактику от Стэнли Кубрика 6 «Звездные войны» (1977) – фильм-апогей в развитии «киношных» спецэффектов 7 Внедрение компьютерной графики в кино 8 Интересные факты о спецэффектах 9 100 лет истории спецэффектов (видео) Первые спецэффекты в кино Самый первый спецэффект был создан Альфредом Кларком в 1895 году. Он был построен следующим образом: в фильме снималась сцена казни Марии Королевы Шотландии. Когда палач делал замах, камера останавливалась, а все актеры, которые участвовали в сцене, замирали на мгновение, актриса уходила из кадра, а на ее место клали манекен. Затем камера включалась и палач рубил голову манекена. Многие утверждали, что такие методы станут основой постановки спецэффектов на протяжении следующего 20 века. Следует признать, данный трюк был первым случаем обмана зрителя в кино. Это первый кинематографический обман, который мог быть совершен только в фильме. Данный спецэффект в дальнейшем получил название «stop trick». В 1897 году французский режиссер Жорж Мельес понял, что камера способна преображать действительность, а не только фиксировать происходящее. После такого открытия Мельес выпускает ленту «Путешествие на Луну», которая стала хорошей почвой для дальнейшего развития спецэффектов. В этой картине французский режиссер использовал сразу несколько трюков: известный нам стоп-кадр, многократную и двойную экспозицию, замедленную и ускоренную съемки и сделал их повседневной практикой режиссуры киноискусства. Вдохновленный Мельес на этом не остановился. Следующие 20 лет он занимался созданием короткометражных фильмов (выпустил более 500 ), в которых старался открывать все новые и новые спецэффекты. Эти труды не были напрасны. Режиссер изобрел такие спецэффекты, как time-lapse Photography, dissolves, multiple exposures, а также ручной painted color. Вскоре Мельеса прозвали «Сinemagician», поскольку он лучше всех умел манипулировать и преобразовывать желаемую действительность в кино. В эпизоде, основанном на романе Жюля Верна «From the Earth to the Moon», Жорж внедрил комбинацию игры актеров и анимации. Усовершенствование спецэффектов 1920-ые и 1930-ые годы стали настоящим «прорывом» в развитии спецэффектов. Они были не только улучшены и усовершенствованы, но и стали своеобразными модификациями театральных иллюзий (например, такими как Фантом Пеппера). Процесс съемки теперь включал в себя двойную экспозицию и matte compositing.  Использовавшаяся ранее только в театральных спектаклях оптическая рирпроекция была  также усовершенствована. Теперь в ней стало возможно использование нарисованных движущихся фонов. Однако некоторые типы спецэффектов к этому времени уже были развиты настолько, что, благодаря им и технологии «стоп-трик», режиссеры легко могли создавать целые фантастические эпизоды. Рисованная анимация воссоздавала иллюзию движения (это можно наблюдать в фильме Винзора МакКея – «Динозавр Герти»), а трехмерные модели нашли свое применения в фильме Уиллиса О`Брайна  «Кинг Конг». Кстати, из-за потребности в частой съемке панорам, а также наездов и отъездов камеры, началось развитие использования макетов и миниатюрных моделей окружающей действительности. Военные и морские сражения снимались благодаря созданным миниатюрным моделям кораблей, которые плавали в резервуарах с водой. Модели самолетов могли летать в павильонах студий и разбиваться, при этом без риска для жизни. Наиболее эффектно mattle paintings и миниатюры использовались для  изображения вымышленных миров, которые никогда не существовали. Так, например, режиссер Фриц Ланг создал свой фантастический город в фильме «Метрополис», о котором мы и поговорим дальше. Фильм «Метрополис» (1926) — первый «фантастический прорыв» «Метрополис» 1926 года по праву можно считать первым фильмом, в котором спецэффекты стали настоящей «бомбой». Режиссер без особого труда смог великолепно передать атмосферу города из будущего, однако и тут были свои технические особенности. В данном фильме впервые был применен эффект Шюффтана, который назвали в честь изобретателя Эжена Шюффтана.  Суть его заключалась в создании комбинированного изображения с помощью зеркальной системы. Это позволяло изображать несуществующие миры и легко вписывать в них актеров. В те годы картина «Метрополис» была одной из самых сложных и дорогих (на территории Германии). Можно сказать, что это был первый серьезный вызов Голливуду. Но стоимость производства была слишком высока и сильно превышала бюджет. Студии Universum Film AG не оставалось ничего, как задолжать у голливудской компании «Gunning». Американцы сразу узнали об эффекте Шюффана и стали массово использовать его во всех своих фильмах до 1950 года, пока на смену не пришли новые, более совершенные технологии. Кстати, некоторые сцены в фильме Питера Джексона «Властелин Колец: Возвращение короля» были сняты именно благодаря технологии Шюффана. Очень неясно, почему Питер, на вооружении которого были современные спецэффекты и компьютеры, решил использовать данный прием. Возможно, таким образом он хотел выразить свою признательность и уважение к изобретателю. Дальнейшие нововведения Нововведения продолжались. Следующим важным обновлением стало более широкое применение оптического принтера. Это устройство, по сути, является ни чем иным, как проектором изображения с пленки в объектив камеры. Разработан он был для того, чтобы производить печать копии фильмов для дистрибуции. Именно Линвуд Данн доработал и расширил применение оптического принтера и показал всему миру, что камера и принтер могут использоваться для компоузинга сразу нескольких изображений, при это создавая фантастические, не отличимые от реальности иллюзии. Первой демонстрацией спецэффектов, которые были созданы при помощи оптического принтера, стала картина Орсона Уэллса под названием «Гражданин Кэйн». Многие эпизоды в этом фильме были сняты благодаря комбинированным съемкам, которые и создавали спецэффект «глубокого фокуса». Все подобные технологии были возможны лишь благодаря оптическому принтеру Данна. Кинематограф развивался стремительно, не отставали от него и технологии спецэффектов. После появления цветной съемки режиссеры стали задумываться над тем, какие бы новые и изысканные спецэффекты можно создать. Кстати, именно цвет стал своеобразным стимулятором для развития известных на сегодня методов blue screen и traveling matte. Практически все вышеперечисленные эффекты нашли свое применение в гениальном фильме Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001». «Космическая одиссея 2001» (1968) – сказочный путь в Галактику от Стэнли Кубрика Данная лента считается  одной из самых знаменательных среди фантастических фильмов. Картина длится более трех часов, и,  несмотря на достаточно длинное повествование, смотреть ее – сплошное удовольствие. Стэнли Кубрик смог воссоздать близкое, почти наступившее будущее. Это заметно уже по шрифтам, надписям и интерфейсам, используемым в фильме. Удивительно то, что спустя почти полвека изображенные в «одиссее» корабли и космические станции не выглядят банально и наивно. Сразу видно, откуда дизайнеры «Звездных войн» брали прототипы своих моделей. Каждая сцена, каждый кадр строились с невероятной точностью и вниманием. Для съёмок фильма использовались самые сложные и дорогие спецэффекты. Это был 1968 год, компьютеры находились в зачаточном состоянии, и все эффекты были аналоговыми. При этом создателям удалось добиться реалистичности. В картине присутствует и технология Шюффтана. А для съемок внутрикольцевого модуля на космическом корабле был сооружен гигантский вращающийся барабан. «Звездные войны» (1977) – фильм-апогей в развитии «киношных» спецэффектов Согласитесь, историю спецэффектов и кинофантастики невозможно представить без фильма Джорджа Лукаса «Звездные войны». Инопланетяне, множество космических гаджетов, зрелищные сцены и перестрелки, а самое главное – световые мечи. Да о чем тут можно говорить. Вспомните хотя бы сцену, где истребители повстанцев стараются прорваться к Звезде Смерти. Кстати, для съемки этого эпизода группа построила макет поверхности станции, длина которой составляла несколько метров. Камера же была закреплена на автомобиле, который перемещался на приличной скорости. К сожалению, молодое поколение не сможет понять, с каким восторгом и удивлением мы смотрели эту картину. И главное здесь не лазеры и космос, а то, что с помощью новейших спецэффектов Лукас смог воссоздать невероятную атмосферу сказки, в существование которой хочется верить до конца своих дней. Естественно, для съемок фильма  инженеры построили большое количество техники и построили всевозможные макеты. Инопланетная фауна демонстрировалась  следующим образом: оператор покадрово снимал обычных кукол. Очень активно использовались синие экраны для последующего наложения изображений на них. Внедрение компьютерной графики в кино После невероятного успеха «Звездных войн» Лукас основал собственную инновационную компанию «Industrial Light and Magic». Персонал студии занимался разработкой новейших спецэффектов, которые нашли свое применение и в современных фильмах. Но самой большой инновацией за последние несколько десятков лет принято считать развитие GGI, то есть компьютерной графики. Благодаря этой технологии мы смогли увидеть потрясающие спецэффекты в фильме «Молодой Шерлок Холмс», а также в известных всем картинах Джеймса Камерона «Терминатор 2: Судный День» и «Бездна». В 1993 году Стивен Спилберг стал активно внедрять технологию GGI для создания реалистичных динозавров в фильме «Парк Юрского периода». При этом, многие эффекты пришлось радикально изменить, поскольку свое они уже отслужили и смотрелись не так зрелищно, как требовал зритель. Специалисты покадровой анимации уже в течение нескольких месяцев переквалифицировались  на использование компьютерных утилит. В цифровом компоузинге исчезла надоевшая всем «зернистость», которая наблюдалась при оптическом. GGI технологии позволили дизайнерам создавать четкие, детализированные миниатюры, а также многотысячные толпы GGI людей. В 1995 году вышел фильм под названием «История игрушек», который просто-напросто стер различия между мультипликационными картинами и обычным кино. Режиссеры поняли, что все изображения могут быть созданы при помощи компьютера и анимационных технологий. Стало очевидно, что теперь можно создать любой желаемый образ в компьютере и он будет выглядеть как реальный объект или персонаж для аудитории. Интересные факты о спецэффектах 1974 год. Для фильма «Они пришли изнутри» режиссера Д. Кроненберга экспертом Д.Блэско был разработан новый спецэффект: надувные баллончики помещались под фальш-кожу актера и создавали впечатление некого существа, которое ползает по телу жертвы. 1985 год. В фильме «Молодой Шерлок Холмс» был использован первый объемный персонаж, полностью созданный через компьютерную графику – это рыцарь из стеклянной мозаики в церкви, вступающий в драку с настоящим живым актером. Рыцарь был создан путем сканирования рисунка и дальнейшей его GGI обработки. Работа над данной сценой длилась более четырех месяцев. 1988 год. В фильме «Кто подставил кролика Роджера» впервые удалось совместить рисованного и живого персонажа таким образом, что все их действия были совершенно естественными. 1988 год. В фильме «Уиллоу» дизайнеры впервые использовали эффект морфинга: перевоплощение колдуньи в козла, затем в страуса, черепаху, тигра, а потом опять в человека. Компьютерные технологии к тому времени были развиты настолько, что трансформацию облика одного существа и его превращение в другое можно было сделать благодаря использованию программ, изменяющих линии тел.

http://www.livestory.com.ua/culture/2014/11/06/143313.html#hcq=u8PhDBp