Реальная виртуальность
В статьях рубрики “Игровое кино” мы чаще всего рассказываем о том, как используются компьютерные технологии при создании художественных фильмов. “Властелин колец” , “Гарри Поттер” , “Матрица” , “Обитель зла”…
Хрюн Моржов и Степан Капуста.
Но ведь к помощи компьютера прибегают не только режиссеры художественных фильмов, но и те, кто создает фильмы научно-популярные. И даже те, кто создает ежедневные новостные программы. Причем, если при съемке художественного кино можно себе позволить потратить значительное время на обработку деталей, на доведение картинки на экране до совершенства, то в случае многосерийного документального фильма и тем более новостной программы на это времени нет. Значит, технология должна быть изначально отточена до блеска, чтобы можно было буквально за несколько часов снять качественную передачу, которую уже на следующий день покажут по телевизору. Подобные технологии бывают разного уровня сложности. Простенькие примеры компьютерной анимации, что называется, на службе популярных программ вы можете видеть на многих российских каналах. Взять хотя бы полностью компьютерных героев Хрюна Моржова и Степана Капусту из передачи " Тушите свет ". Модельки очень простенькие, анимация незамысловатая, но сколько в героях жизни! __ Весьма преуспела в создании компьютерной анимации для популярных телепередач студия Уолта Диснея. В США есть несколько телеканалов, на которых новости ведут герои диснеевских мультиков. Для их анимации используются продвинутые пакеты 3D-графики, но… изначально герои нарисованы от руки. Во всех случаях, когда цифровая технология используется в документальном кино или в популярных передачах, зритель безошибочно отличает компьютерную анимацию от реальных актеров. Даже динозавры из знаменитого диснеевского документального сериала " Доисторический мир " выглядят не вполне естественно. Но уже существуют способы, позволяющие делать виртуальных актеров и различные объекты телемира практически неотличимыми от настоящих. И самое главное, эти технологии уже поставлены, что называется, на поток… О двух таких технологиях мы вам сегодня расскажем. Комсомолка, спортсменка… Ив Лаура Солал —
идеальная женщина. Она красива и обаятельна. Она работает агентом в парижском агентстве Rouge и подрабатывает в зале L’Opus модного парижского бара. В начале зимы она украшала собой обложку французского журнала мод Madame Figaro. Она была бы мечтой любого мужчины, если бы не одно “но”. Она виртуальна с головы и до самых стройных ножек. Ее в буквальном смысле слова сотворили мастера парижской студии Attitude. **__**Иву признают самым реалистичным компьютерным персонажем из всех когдалибо существовавших. Агенты студии уже задействовали ее на телевидении в роли ведущей и собираются “пригласить” Иву на киносъемки, а также поселить ее в интернете и компьютерных играх. И это
только начало. По словам Марка Майенса , директора Attitude, в мире существует устойчивый спрос на виртуальных персонажей. Они нужны на телевидении и в Голливуде, в интернет-проектах, в играх, в рекламных кампаниях, в качестве носителей брендов и много еще где. Одно из самых эффектных представлений Ивы — видеоролик, где она дает интервью журналисту. Этот видеоролик был продемонстрирован общественности на парижской выставке Salon du Satis. Общественность изумилась. И было от чего. В ролике (мы видим все как бы из глаз журналиста) действие происходит на танцплощадке. Репортер приветствует Иву, они вместе идут к барной стойке и начинают разговаривать. Под занавес изображение темнеет и проявляется полигональная сетка — каркас тела Ивы. Даже профессионалы не смогли определить на крупном плане, кто из персонажей ролика виртуал, а кто — живой человек. Когда стало очевидно, какой из персонажей не настоящий, многие были неподдельно удивлены. ****Ива была создана в недрах студии больше года назад с помощью специально разработанной для этого технологии Emotion Mapper и популярного пакета 3D-графики Maya. Для анимации движений спецы из Attitude использовали технологию захвата движений с реального человека — motion-capture. Но не стандартную, которой обычно пользуются аниматоры, а несколько измененную — Vicon motion-capture system. В ближайшем будущем именно этот способ захвата движений, скорее всего, станет наиболее популярным в компьютерной анимации — имеет смысл коснуться его несколько поподробней. На сегодняшний день существует две технологии захвата движений. В одной из них датчики, которые закрепляются на теле, сами сообщают о своем положении в пространстве. У этого метода есть ряд недостатков. Если надо изобразить сложное движение, статист может просто-напросто запутаться в каскадах проводов. И весят такие датчики немало. Но зато обрабатывать полученную таким образом информацию очень просто. ****Создатели Ивы пошли по другому пути. Они закрепили на теле актрисы маленькие белые шарики — так, чтобы они не мешали ее движениям. А двенадцатикамерная система Vicon снимала актрису со всех сторон. Потом специальная “умная” программа из получившихся роликов “выбирала” только белые шарики. Изображения с разных камер сравнивались друг с другом, и на основе этой информации программа делала вывод о положении того или иного шарика в пространстве. Интересно наблюдать
за тем, как шаг за шагом рождалась Ива. Сперва Марко Маджиори нарисовал многочисленные эскизы будущей звезды. По этим эскизам аниматоры с помощью Maya создали полигональную сетку ее тела и “натянули” ее на виртуальный скелет. После этого с помощью системы захвата движений у актрисы, исполняющей роль Ивы, скопировали нужные движения. Для этого использовалось более 60 датчиков на теле и две киберперчатки. После обработки движений в программе FilmBox , про которую мы вам уже не раз рассказывали, они были наложены на полигональную модель. Осталась еще одна проблема — движения губ. Ведь нельзя же и на губах закрепить навигационные шарики. Аниматоры поступили хитрее. Они сняли движения губ актрисы на пленку, а потом с помощью программы SyncMagic , предназначенной для создания мимики виртуальных актеров, перевели их на полигональную модель, одновременно синхронизировав с аудиопотоком. Модель Ивы получилась очень качественной, но… Хуже, чем хотели разработчики. Движения выглядели скованными. Реальный человек так двигаться не может. К сожалению, современные технологии захвата движений не могут оцифровать эту неуловимую материю — жизненность. И простым копированием движений тут не обойтись. Именно здесь вступила в бой коронная технология Attitude — Emotion Mapper. Вспомните мультфильмы Уолта Диснея. Как ведут себя персонажи при движении? Каким образом Дисней добился таких удивительных результатов? При движении персонажа изменяют положение в пространстве не только те части его тела, которые должны двигаться, но и те, которые, казалось бы, двигаться не должны. Какой-нибудь Дональд идет приплясывающей походкой, а в это время его тело сжимается и расширяется по вертикальной оси в такт шагам — то есть движется и живет именно все тело, а не только ноги. Дисней сформулировал несколько правил, которым сейчас следуют аниматоры всего мира, чтобы добиться “живости” мультипликационных персонажей. Но как такую модель можно применить к виртуальному персонажу, который должен копировать движения живого человека?! Ведь наши с вами головы и тела не спрессовываются и не растягиваются в такт движениям. Как быть с Ивой? Оказывается, ее движения также “гуляют”, но в меньших пределах. Эффект впечатляет. Кроме того, технология Emotion Mapper дополняет то, чего “не углядела” система захвата движений. Например, у живого человека при повороте шеи немного выпячиваются под кожей кости, напрягаются мускулы в разных местах, сама кожа растягивается или сжимается в складки. У первоначальной модели Ивы всего этого не было. Но аниматоры смоделировали для нее мышцы и кости, и движения Ивы стали реалистичнее. На последнем этапе работы над виртуальной звездой разработчики создали “настоящие” волосы и одежду. Майенс утверждает, что это только начало. Вскоре виртуальные персонажи понадобятся в еще большем числе областей. И кто знает, возможно, включив компьютер году в эдак 2010, вы увидите перед собой симпатичную девушку, которая приятным голосом спросит, что вам угодно: запустить новую игру, записать болванку или отформатировать жесткий диск? И обольстительно улыбнется… У вас такая красивая селезенка! Создать реалистичный компьютерный персонаж очень непросто: внимательный зритель может подметить любое — даже самое мелкое — недостоверное движение. Но при создании виртуального персонажа хотя бы
можно изучать, так сказать, объект подражания — живого человека — и стараться сделать анимацию похожей на реальные движения тела. А что делать, если нужно смоделировать внутренний мир человека?! Причем так, чтобы зрители поверили в происходящее на экране? Хотели бы вы без всякого электронного микроскопа посмотреть, как устроена ДНК? А понаблюдать, как “работает” эта гигантская молекула? Ускорить или замедлить в тысячу раз процессы, которые происходят в клетке, рассмотреть их со всеми подробностями — каково, а?.. В зимнем сезоне прошлого года на канале BBC вышла очень интересная программа — " Как создать человека? ". **__**Скучный урок по анатомии сделала интересным компания White City — талантливая команда аниматоров под руководством Ричарда Морриса. Главным инструментом аниматоров был избран достаточно давно появившийся на рынке пакет трехмерной графики Renderman. Дизайнеры объясняют подобный выбор эффективностью и простотой программы. Перед ними стояла сложная задача. Графика должна была не просто иллюстрировать слова рассказчика, но и привносить в них что-то новое, например, эмоции. Именно эмоциям полагается сыграть основную роль в обучении. По словам Морриса, некоторые
моменты фильма могут показаться зрителю веселыми, а некоторые — даже драматическими. Все повествование построено на игре чувств. **__**Аниматоры использовали предварительную визуализацию отдельных фрагментов сцены. Но даже с этими ухищрениями процесс рендеринга был весьма долгим. На один кадр уходило до шести часов непрерывной работы графической станции. Более или менее стандартные объекты создавали в Maya. Еще одним упрощением был прием, когда виртуальная камера разделялась на 16 независимых частей. С каждой из этих частей можно было некоторое время работать отдельно, а потом они все вместе обрабатывались и “склеивались” (с помощью утилиты Tremor ). Все эти технологии в итоге дали бы математически правильную симуляцию жизнедеятельности клетки. Но… Любая модель, сделанная без ошибок, смотрится очень странно и нереалистично. Поэтому Моррису пришлось сознательно добавить в систему ряд огрехов, которые помогли бы ей выглядеть более жизнеподобной. Для этого он использовал технологию, которая связывает камеру и объектные шейдеры. Если камера приближается или удаляется — объекты меняют свой цвет и свойства поверхности, “играют” красками. Ведь на самом деле никто толком не знает, как выглядит та же ДНК. Есть только общие представления о неправильной спиралевидной форме. Ну раз “науке это не известно”, почему бы не пофантазировать? В результате применения новейших 3D-технологий фильм стал ярким, запоминающимся, понятным и интересным. Если бы все обучающие фильмы были такими… А там, глядишь, уже и до интерактивных обучающих систем, которые сами все расскажут, недалеко. *** Технология компьютерной анимации стремительно развивается. Пройдет несколько лет, и по телевизору нас будут развлекать виртуальные политики, которые умело будут вешать на наши уши виртуальную лапшу. Думаете — фантастика? Поживем — увидим… P.S. На нашем компакте находится небольшой фильм с демонстрацией работы студии Attitude.