Развиваясь, человечество всегда стремилось к совершенствованию способов воплощения в жизнь своего восприятия окружающего мира. Долгий путь развития компьютерной техники и программного обеспечения привел к появлению 3D-моделирования. Мощные программы компьютерной графики реализуют воплощение идеи в готовый, видимый результат, позволяют создавать объемные модели любого объекта с фотографической точностью. Сейчас, чтобы оценить достоинства и недостатки программы, нужно лишь создать в ней объемную модель реального объекта. Компьютерное моделирование широко распространено в различных сферах деятельности людей и зарабатывает огромную популярность. В киноиндустрии без 3D-моделирования уже сложно обойтись. Специалистов по 3D-моделированию не хватает и, именно поэтому, они всегда востребованы, а в дальнейшем спрос на них будет расти.
Фильмы без спецэффектов просуществовали сравнительно недолгое время. Человечество, открывшее для себя новый мир, быстро стало думать о том, как изобразить на пленке то, что раньше возможно было только лишь в их воображении. Сейчас ни один современный фильм не может обойтись без трехмерной графики.
3D-графика – это создание объемной модели при поддержке особых компьютерных программ. На базе чертежей, рисунков, тщательно подобранных описаний либо любых иных графических или текстовых данных 3D-моделлер создает объемное изображение объекта. В специально разработанной компьютерной программе, например, WINGS 3D, DAZ STUDIO и др. модель можно рассмотреть с разных сторон, интегрировать в абсолютно любую плоскость и в любое окружение. Такая модель отличается фотографической точностью и помогает лучше представить, как будет выглядеть объект, воссозданный в жизни, привнести определенные коррективы.
Воплощение компьютерной графики в фильмах – огромнейший труд, над которым работают десятки и сотни специалистов. От сценаристов и режиссеров до целого «войска» художников: они моделируют объекты, текстурируют изображение, анимируют, занимаются риггингом и визуализацией героев и виртуального мира.
Основные этапы создания и визуализации 3D моделей в киноиндустрии.
1) Моделирование – создание трехмерных объектов и моделей.
2) Текстурирование – наложение текстур и материалов на трехмерные модели.
3) Риггинг (от англ. Rig – установка, оснащать) – изготовление виртуального «скелета», системы «кости» – «суставы» для последующей анимации персонажа.
4) Анимация – «оживление», имитация движений трехмерных персонажей.
5) Рендеринг (3D – визуализация) – визуализация созданной графики и запись.
6) Композитинг – объединение каждого отдельного элемента в финальную сцену. Например, внедрение 3D-сцен в отснятый видеоматериал, коррекция цветов и добавление эффектов.
Способов моделирования огромное количество, и описать все в одной работе невозможно. Обозначим только самые используемые методы. В моделях для кинематографа в основном используют кривые поверхности (NURBS-моделирование) и полигоны (полигональное моделирование). Отличие полигонального моделирования только в том, что их проще всего визуализировать.
NURBS-моделирование – математическая форма, используемая в 3D-моделировании для генерирования и изображения кривых и поверхностей.
Полигон — многоугольник, являющийся минимальной поверхностью для визуализации в трёхмерном моделировании.
Чем выше количество полигонов имеет объект, тем выше детализация, качество и разрешение. На основе этого подразделяют высокополигональные (high poly) и низкополигональные (low poly) модели. В производстве фильмов чаще всего используют высокополигональные модели, рендеринг которых, проводят по несколько недель, а то и месяцев.
Текстурирование – это не только подбор цветов и материалов для объемной модели, это огромная область деятельности, которой в кинематографе занимается художник по текстурам. Перед тем как передать работу художнику, моделлер делает текстурную развертку (UV-развертка) – двумерное изображение, которое содержит поверхность объемной модели. UV-развертки необходимы для того, чтобы текстура идеально ровно расположилась на модели без каких-либо ошибок.
Затем обрисовываются текстуры, которые присоединяются к модели. Создается целый комплект текстур: цвет, карта рельефа (displacement – создает реальный рельеф), карта нормалей (normal map – создает видимость рельефа), карта бликов (specular), карта неровностей (Ьимр), карта прозрачности (alpha) и многие другие. Таким образом, появляется полностью готовый визуальный образ локации или персонажа: от внешнего вида и волос до морщинок и эмоций; от рельефной местности до отдельных травинок и листьев.
В 3D моделировании риггинг – это процесс разработки и процедура подготовки персонажа к анимации, включающий в себя создание и установку внутри трёхмерной модели виртуального «скелета» – набора «костей» или «суставов», процесс установления систематической взаимосвязи между ними и значений всевозможных модификаций и видоизменений для каждой из этих костей.
Скелетная анимация, для которой и используется риггинг, удобна прежде всего тем, что позволяет управлять огромным количеством составных частей анимируемой фигуры (конечности, глаза, мышцы лица, губы и т.д.) с помощью сравнительно небольшого количества регулирующих частей – тех самых костей и их контролируемых характеристик.
Для того, чтобы трехмерная модель «ожила», в работу вступают специалисты-аниматоры. Основная цель аниматора – сделать движения модели максимально похожими на настоящие. Особенно это важно в тех фильмах, где в одном кадре 3D-персонажу необходимо взаимодействовать с реальными актерами.
Самым простым способом анимации – является анимация по ключевым кадрам. Художник-аниматор указывает положение модели в начальном и конечном кадрах движения, а положение в промежуточных кадрах определяется специальной компьютерной программой. Это несложный в реализации метод, но для создания сложных движений достаточно трудоемкий и требует большого умения аниматора для получения максимальной реалистичности персонажа.
Система активного захвата движений (технология Motion Capture) представляет совмещение движений реального актера, на котором надеты специальные датчики, считывающие перемещение, эмоции, действия, с движениями трехмерного персонажа. Этот метод очень облегчает работу аниматора, позволяя задействовать уже готовые движения актеров. Простейший пример Motion Capture – Голум, персонаж Энди Сёркиса в трилогии П. Джексона «Властелин колец».
Заключительный этап моделирования – итоговая визуализация полученных сцен – рендеринг. Существует только два типа рендеринга: рендеринг в настоящем времени и пострендеринг. В кинематографе в приоритете пострендеринг, ведь быстрота просчетов – далеко не основной фактор, на первом месте высокое качество картинки и графики. А именно, реалистичное качество виртуально созданного мира с правильным и четким сочетанием света и тени.
Композитинг – комбинированная съемка является последним этапом постпроизводства. И это не просто работа с цветом и слоями: композер -специалист, занимающийся композитингом, объединяет все части фильма в одно целое, внедряет в отснятый видеоматериал трехмерных персонажей и другие 3D-элементы, исправляет ошибки и убирает лишнее, работает над разными эффектами. Проще говоря, создает объединенную сцену реальности и созданного 3D-изображения, превращая все это в одну готовую реалистичную сцену. Специалист-композер является ответственным за конечный продукт –видеофильм.
Компьютерное моделирование меняет наше чувство связи между видеокамерой и реальностью вне фильма. Присутствие и того и другого уже не является абсолютно необходимым. Теперь «запечатлеть» то, что нельзя было увидеть в реальной жизни, стало намного проще. 3D-технологии преобразовывают изображение в пиксели, которые можно с легкостью редактировать, переделывать, изменять, трансформировать. Стирается грань между анимацией (которая создает образы там, где их вообще прежде не было) и монтажом (который занимается расстановкой фрагментов сцен и событий, запечатленных камерой).
Именно благодаря 3D-моделированию стало возможным показать то, чего не существует в реальности, воплотить на экране самые смелые идеи и фантазии. С освоением 3D-моделирования работниками киноискусства был совершен колоссальный прорыв в кинематографе.
