Что такое cgi анимация
Что такое CG или CGI и их применение
Успех компьютерной 3D-анимации и компьютерной графики в целом начался в начале 90-х годов, когда наборы программного обеспечения и вычислительные мощности стали более доступными даже для небольших компаний, и с тех пор он сам по себе стал общепринятой формой искусства. С годами технология развивалась все дальше и дальше, снижая барьер между искусством и технологией и даже позволяя этим двум крайностям плавно смешиваться.
Создание 3D графики
Поскольку графическое программное обеспечение стало более удобным и интуитивно понятным, процесс создания CGI стал напоминать его реальные аналоги, такие как живопись, скульптура, фотография и кинопроизводство. Например, область компьютерной анимации требует тех же шагов, что и в реальном мире, с добавлением наборов моделирования, реквизита и персонажей. Приведение массы «цифровой глины» в форму, чтобы сформировать убедительный символ (или любой другой объект или местоположение, которое будет показано, в этом отношении), является начальным шагом. Затем камеры, источники света и другие объекты размещаются в виртуальном пространстве и анимируются при необходимости. Компьютерную анимацию можно назвать цифровым преемником классической анимации «стоп-движения» по типу Гаррихаузена, хотя многие другие способы анимации виртуальных объектов и персонажей (такие как физическое моделирование или методы захвата движения) развивались на протяжении многих лет. Последний этап называется рендерингом и описывает процесс сбора всей информации о сцене и настройке освещения для обработки и вывода окончательного изображения через объектив виртуальной камеры, либо в виде неподвижных кадров, либо в виде серии кадров. которые создают иллюзию движения.
CGI в телевидении, кинопроизводстве и рекламе
Компьютерная анимация и 3Д визуализация («Visualisierung») широко используются в телевидении, рекламе и кинопроизводстве. «Маленький экран» оказался идеальным полем для экспериментов с новейшими технологиями и концепциями, и многие художники, работающие в области телевидения и рекламы, пробились в кинобизнес. Благодаря тому, что пакеты программного обеспечения стали дешевле и доступнее, независимые художники и режиссеры воспользовались возможностью создавать свои собственные фильмы и короткометражные фильмы, что дало огромный толчок визуальному качеству фильмов в середине 90-х годов. В области кинопроизводства компьютерная анимация начала постепенно вытеснять модели и куклы, сделанные своими руками, и даже жанр анимационных фильмов приобрел цифровой аналог.
Сфера рекламы выросла в другие отрасли, такие как промышленная документация («Industriefilm») и корпоративное видео («Imagefilm»), и помимо развлекательной компьютерной анимации также используется в сферах образования, интерактивных медиа («3D Online») и военных заявлениях или брифингах.
Научная визуализация
Компьютерная анимация, предназначенная для представления метеорологических данных, медицинской визуализации, промышленного анализа, архитектуры и технологий.
Дизайн продукта и инжиниринг
Дизайнеры и инженеры используют специальное программное обеспечение CAD (автоматизированное проектирование) для проектирования, разработки и производства потребительских и промышленных товаров. Для визуализации продукта широко используются современные графические технологии, и с помощью компьютеров дизайн можно вращать, резать и манипулировать еще до изготовления. Это очень помогает инженерам визуализировать продукт, который они проектируют.
CGI — не приговор
Для всех тех, кто считает, что CGI «убил кино»: наглядные доказательства, как сильно графика помогает режиссёрам снимать фильмы, даже если речь идёт не обо многомиллионных блокбастерах.
В последние, наверное, десять лет — ещё с момента выхода «Аватара» Джеймса Кэмерона, когда вся киноиндустрия массово поверила в созидательную силу компьютерной графики, — мы часто слышим следующие тезисы: «CGI убивает кино!», «Графика становится хуже и хуже» или ещё что-то в таком роде.
Отчасти, конечно, последний тезис справедлив — многие кинематографисты откровенно перебарщивают с использованием визуальных эффектов, а компьютерная анимация даже в топовых блокбастерах вроде «Чёрной пантеры» не всегда выглядит впечатляюще. Не потому что технологии за 11 лет с «Аватара» стали хуже — нет, разумеется. Просто студии начали экономить, и специалисты по VFX часто не имеют достаточно времени, чтобы доработать проект как надо.
А вот мнение, что CGI якобы портит кино, — разумеется, полная чушь. И говорить это могут только люди, которые не очень понимают, как и для чего компьютерная графика используется в фильмах, а потому судят только по самым заметным её проявлениям. Правда же в том, что лучший CGI — это CGI, который мы даже не видим.
И самые впечатляющие примеры использования компьютерной графики часто проходят мимо зрителя.
Возьмём пример из фильма, в котором на первый взгляд компьютерной графики нет вообще и быть не должно. В проникновенной мелодраме Энга Ли о внезапно вспыхнувшей любви двух пастухов (Джейк Джилленхол и Хит Леджер) нет места задорным экшен-сценам или невероятным сеттингам — весь фильм происходит в пасторальных пейзажах Средней Америки.
Вот только почти все эти пейзажи так или иначе доработаны с помощью CGI — где-то вставлена гора, которой там не было, а где-то и вовсе весь фон вставлен на компьютере, ведь часть съёмок происходила в студии.
Также большинство овец, которых мы то и дело видим на фоне героев, сделаны с помощью компьютерной графики. У режиссёра Энга Ли в распоряжении были настоящие животные, но их, по его мнению, оказалось недостаточно.
Другой фильм, который не особо заподозришь в использовании CGI, — «Кровавый алмаз», суровая криминальная драма с Леонардо ДиКаприо в главной роли. На самом деле здесь и графика использована крайне нетипичным образом: работа визуальных артистов призвана «доработать» то, чего режиссёру Эдварду Цвику не удалось добиться от актрисы.
В самом финале, в трогательной сцене, где герой Лео разговаривает по телефону с персонажем Дженнифер Коннели, у последней по щеке скатывается одинокая слеза. Вот только никакой слезы на съёмках не было — её добавили на этапе постпродакшена с помощью графики. И сама актриса, когда увидела её, была в шоке.
Кадр из фильма «Кровавый алмаз»
Психологическая драма Даррена Аронофски о медленно сходящей с ума балерине содержит в себе одни из самых изобретательных и нетипичных примеров использования CGI. С ходу можно вспомнить говорящие рисунки на стене героини Портман, людей с её лицом или, допустим, сцену, где её ноги начинают неестественно выгибаться вовнутрь.
Но есть в фильме и куда более незаметная компьютерная графика. Например, ближе к финалу во всех сценах руки героини не настоящие. Они сделаны более длинными и гладкими с помощью CGI. И хотя мы можем этого не замечать, наше подсознание улавливает это изменение как нечто неправильное и выбивающееся. Создаётся что- то вроде эффекта «зловещей долины», что фильму, надо сказать, очень подходит.
Кадр из фильма «Черный лебедь»
Пример компьютерной графики, созданной лишь из необходимости. В фильме «Боец» Дэвида О. Рассела — приземлённой драме о боксёре — есть сцена, где герой Марка Уолберга берёт номер телефона у официантки в баре, сыгранной Эми Адамс. Она пишет номер на салфетке, после чего Уолберг радостно идёт показывать салфетку своим друзьям.
Конечно, мало кто мог это заметить (да и с чего бы), но салфетка эта — компьютерная. Зачем это было делать? Вопрос не артистического, а исключительно юридического характера. По закону кинематографисты не имеют права показывать телефонный номер на экране, и потому О. Рассел оставил салфетку пустой, а команда по VFX дорисовала номер так, чтобы его нельзя было различить.
Кадр из фильма «Боец»
Ещё один пример CGI, использованного из необходимости и чтобы помочь кинематографистам спокойно делать свою работу. В третьей части «Крепкого орешка» МаккЛейн вынужден выполнять задания преступника-маньяка, и по условиям одного из них он должен стоять на улице в «чёрном» квартале с вывеской «Ненавижу ниггеров».
Естественно, снимать на натуре с таким реквизитом было бы попросту опасно. Поэтому вывеску оставили пустой, а надпись дорисовали с помощью графики. Это же позже позволило авторам для версии фильма для ТВ исправить надпись на «Ненавижу всех».
Кадр из фильма «Крепкий орешек 3»
Возможно, один из самых странных примеров использования CGI — фильм «Джон Уик», славящийся как раз тем, что все экшен-сцены здесь сняты чуть ли не исключительно с помощью практических эффектов.
Так вот, в первой части франшизы есть сцена, в самом начале, где герой Киану Ривза выходит во двор и видит, что его собака — тогда ещё живая — сделала свои дела на газоне. И продукт жизнедеятельности пса, да, нарисовали на компьютере.
Зачем? Опять же вопрос юридический. По закону кинематографисты не имели права давать животному слабительное, а пёс в тот день съёмок не очень хотел справлять нужду. Пришлось выкручиваться.
Кадр из фильма «Джон Уик»
Закончим более свежими примерами. В номинанте на «Оскар» этого года, военном эпике «1917», сполна практических эффектов, но многие из них было бы невозможно сделать без помощи CGI.
Например, в прекрасной финальной сцене, где капрал Скофилд бежит прямо поперёк линии фронта, вокруг него бешено рвутся снаряды. Взрывы эти — настоящие, но чтобы скрыть ямы со спрятанной пиротехникой, кинематографистам пришлось с помощью компьютерной графики восстанавливать значительные участки травы и земли. Ну и к тому же большая часть того, что вы видите на дальнем плане, также нарисовано на компьютере.
Кадр из фильма «1917»
Вот уж на кого точно не подумаешь, так это на южнокорейский камерный триллер с бюджетом в жалкие 8 миллионов. Но и здесь режиссёр Пон Джун-хо очень умело и умно использовал достижения компьютерной графики — с которыми он явно был хорошо знаком после работы над «Сквозь снег» и «Окчей».
В сцене затопления бедного квартала Джун-хо использовал настоящие декорации, которые он — а было это уже под конец съёмок — действительно целиком уничтожил с помощью воды. Но декораций было мало, и потому всё то, что вы видите на фоне в этой сцене, дорисовано на компьютере. Этот момент — один из лучших примеров того, как CGI может быть использован для сугубо драматических целей в совсем не блокбастерных картинах.
CGI в домашних условиях при помощи Unreal Engine и iPhone
Всем привет! Меня зовут Василий Мазалов, я работаю старшим видеомонтажером в компании Pixonic. Наш отдел занимается созданием видео-креативов для маркетинга и комьюнити: роликов для страниц в сторы, обзорных видео игровых нововведений и прочего контента.
Когда я не создаю креативы, я мониторю просторы интернета на предмет новых форматов и способов подачи материала, чтобы сделать наш собственный контент более разнообразным, интересным и привлекательным для новых игроков.
Год назад я наткнулся на следующее видео:
Что мы здесь видим? Парень нацепил на себя костюм захвата движения тела (пока ничего необычного), повесил перед собой iPhone (а вот это уже интересно) и таким образом транслирует анимацию лица и тела персонажа напрямую в режиме реального времени в Unreal Engine, и выглядит результат для столь незамысловатой реализации довольно качественно.
Классная идея, подумал я. Затем закрыл видео. И продолжил дальше работать.
Спустя полгода в открытом доступе оказался обучающий материал о том, как произвести захват анимации лица в Unreal Engine при помощи приложения на iPhone. В то же время я узнал, что в наш арт-отдел приобрели костюм для захвата движения. Посмотрел его совместимость с UE: всё подошло. Оставалось только найти iPhone для дальнейшей работы, но в наше время с этим проблем еще меньше.
Вопросов была масса. Передо мной было непаханное поле из неизученной анимации, Unreal Engine, моделирования человеческого лица и тела и других совершенно далеких от видеомонтажа вещей, но в то же время огромное желание воплотить в жизнь задуманное.
Начался долгий процесс изучения различной документации.
Что в результате получилось и как мы этого добились, читайте дальше.
Анимация лица
Для воплощения нашей задумки нам было невыгодно использовать и лепить персонажа с нуля: это заняло бы много времени и требовало бы сложных и чаще всего неоправданных доработок. Поэтому мы решили использовать DAZ Studio: там изначально заложены лицевые кости, позволяющие быстро создать необходимые мимические сокращения и эмоции, на которые скульптор потратил бы гораздо больше времени. Да, модели, созданные в DAZ, далеки от фотореалистичного изображения, но для поставленных нами целей подходили идеально.
Для того, чтобы записать анимацию лица, нам нужен был только iPhone с TrueDepth front-facing camera ― то есть, от iPhone X и выше. Именно эта технология считывала топологию лица и передавала необходимые значения в Unreal уже на нашу модель.
За различные выражения лица отвечают блендшейпы ― 3D-модели идентичной топологии, то есть, с одинаковым количеством вершин, но отличающиеся формой. Face AR использует 51 блендшейп, и благодаря подробной документации Apple, в которой описано, какие конкретно блендшейпы используются в DAZ, нам удалось их сделать достаточно быстро.
Примерно так выглядит набор эмоций и блендшейпов в 3D-модели:
Блендшейпы из интернета
Наши блендшейпы
Итак, сначала мы заводим наше лицо Unreal Engine для тестов, затем билдим приложение и возвращаемся обратно в Unreal для получения результата.
Анимация тела
Для создания тела необходимо было учитывать специфику софта для работы с костюмом. Мы работали с костюмом захвата движения Perception Neuron 2.0 Motion Capture System компании Noitom. Стоит таковой примерно 2500 долларов. Это самый дешевый костюм на рынке и не самый лучший представитель среди аналогов: он очень чувствителен к электромагнитным излучениям, отчего координаты датчиков могут съехать, если он будет находиться в радиусе активного излучения, и чистить анимацию окажется ещё труднее. К счастью, мы как раз переехали на другой этаж, и на новом месте было достаточно безлюдно, а значит, электромагнитные излучения сократились до минимума, ― то есть, было идеально для нас.
Почему именно костюм? Готовые анимации из различных библиотек нам не подходили, поскольку наш персонаж должен иметь уникальный характер и поведение, а лицо и тело должны точно их отражать. Если бы мы делали анимацию с нуля, это заняло бы месяц, а то и два. Использование же оборудования для захвата движения помогло сэкономить это время.
В отличие от лица, саму модель тела художники отрисовали с нуля. Затем необходимо было произвести ее риггинг и скиннинг в Maya. После сборки тела мы заводим его в Unreal, там собираем все для мокапа, записываем анимацию, после чего результат остается только замешать.
Для того, чтобы анимация передавалась точно, доработки были минимальными или вообще удалось их избежать, а также чтобы транслировать анимацию с костюма прямиком в Unreal Engine, необходимо было правильно выставить кости и убрать ненужные значения у нашей модели. У компании Noitom есть черновая 3D-модель для Unreal Engine, используя которую в качестве референса, нам было необходимо доработать нашу собственную модель: поставить ее в T-позу, расположить ладони и пальцы в нестандартные для моделирования позиции и сбросить все значения до нуля. Было очень важно, чтобы все кости были без лишних поворотов, иначе программа их умножит, тем самым сильно исказив движения.
В сумме на калибровку костюма и запись первых видео ушло примерно два часа. Мы выставили настройки в Unreal Engine, записали анимацию тела со всеми нужными паузами согласно сценарию, затем записали анимацию лица согласно движениям тела и все тому же сценарию и получили результат, который вы увидите на следующей иллюстрации.
После записи анимация нуждалась в доработке, поэтому мы поставили аниматору задачу ее почистить. Для чистки двух минут анимации ему понадобилось три дня.
Самойлов Иван Юрьевич
Электротехнический факультет
Кафедра Электропривод и автоматизация промышленных установок
Специальность Электромеханические системы автоматизации и электропривод
CGI графика и анимация
1. Вступление
Меня всегда привлекали возможности выразить свои мысли эмоции чувства идеи, и поделится ими с окружающими. И как не странно, в большей мере на это наталкивали меня анимационные фильмы. Поэтому анимация всегда была желанным способом самовыражения для меня.
Но увы я не обладал особыми талантами, с помощью которых я мог бы создать свою неповторимую историю, персонажей и воплотить их в реальность. Попросту говоря, рисую я ужасно.
Поэтому, это увлечение отчасти и стало тем инструментом, который должен помочь воплотить мои труды. Что бы понять мое увлечение с начала вы должны, хотя бы кратко узнать, что такое CGI и ее возможности.
2. Что такое CGI анимация и ее возможности
CGI (с англ. computer-generated imagery, что буквально переводится как изображения, сгенерированные компьютером ) – неподвижные и движущиеся изображения, сгенерированные при помощи трёхмерной компьютерной графики. [ 1 ].
Перспективы применения CGI крайне безграничны.
Анимация уже не является чем-то сугубо детским. Более того, она настолько хорошо работает с серьезными фильмами, которые сложно назвать детскими, что уже стало довольно сложно представить себе зрелищный фильм, в котором не будет хотя бы немного анимации. Анимация в кино позволяет воссоздать то, что снять вживую невозможно. CGI – довольно интересная и креативная сфера, без которой не обходится практически ни один фильм. С помощью CGI анимации можно создавать совершенно уникальные кадры, поражающие своей реалистичностью.
Обучение
Обучающие анимации делают учебу более интерактивной и интересной. А еще они помогают лучше объяснить то или иное явление, так как показывают его наглядно. Плюс ко всему, сегодня все большее количество людей легче воспринимает визуальный тип информации, поэтому логично, если образование подстраивается под учащихся и создает анимированные объяснения.
Во многих выступлениях на TED спикеры используют анимированный материал, чтобы сделать свою презентацию более доступной и понятной для пользователей. Как и в случае с рекламой, в обучении анимация дает больше информативности, нежели стандартные источники знаний. Также стоит не забывать о том, что сегодня, к примеру, пилоты обучаются на симуляторах. И это значительно уменьшает затраты на тренировку, но некоем образом не ухудшает подготовку пилотов.
Сложно найти современного человека, который бы ни разу в своей жизни не играл в видеоигры. И если на заре игровой индустрии производители могли порадовать игроков лишь простыми 2D играми, то сегодня геймерам предоставлен невероятно огромный выбор. Среди сегодняшних игр можно найти такие, которые буквально поражают своей зрелищностью. Игровая индустрия довольно сильно переплетается с кинематографом, и сегодня существуют игры, сюжетные линии которых в разы качественнее сюжетных линий большинства фильмов и требуют серьезной работы аниматоров. И именно благодаря их труду мы можем наслаждаться невероятно зрелищными CG роликами в играх.
3. Создание CGI
Для создания компьютерной графики используют множество различных приложений.
Но я затрону непосредственно те, с которыми я сталкивался, работал или хотел бы начать.
Blender
Blender включает в себя средства для 3D моделирования, анимации, а также набор опций для создания игр, визуальных эффектов и скульптинга. Отличная альтернатива монстрам 3D анимации. Благодаря поддержке Blender Foundation, программа очень быстро и стабильно развивается.[ 2 ].
Пример роботы программы Blender
Плюсы: доступность, открытый код, кроссплатформенность, небольшой размер (около 50 мегабайт), широкий функционал, возможность создания игр.
Минусы: отсутствие документации в базовой поставке.
Blender был моей первой программой по 3D моделированию, в которой я работал в ранних версиях.
3Ds Max
3Ds Max – пионер среди 3D редакторов, очень популярный инструмент, №1 в выборе многих начинающих и продвинутых специалистов. Занимает ведущие позиции в сфере дизайна и архитектурной визуализации. Часто используется в игровой индустрии[ 2 ].
Пример роботы программы 3Ds Max
Плюсы: огромный функционал, множество плагинов и обучающей информации.
Минусы: не так прост в освоении.
3Ds Max основная программа, с которой я работаю.
Autodesk May
Maya – промышленный стандарт 3D графики в кино и телевидении. Maya популярна среди крупных студий и масштабных проектов в рекламе, кино, игровой индустрии. Пакет идеален для создания анимации.[ 2 ].
Пример роботы программы Autodesk May
Плюсы: огромный функционал и возможности.
Минусы: длительное и сложное обучение, высокие требования к системе, высокая цена.
Maya является моим идеалом программы для создания анимации, но по приведенным выше минусам я пока не могу с ней работать.
SketchUP
SketchUp – программа для моделирования относительно простых трёхмерных объектов, по утверждению разработчиков нацелена на непрофессиональную целевую аудиторию.
Пример роботы программы SketchUP
Плюсы: простота в освоении, наличие бесплатной версии.
Минусы: значительно уступает по функционалу и возможностям другим пакетам.
SketchUP относительно не давно обузданная мной программа, в которой я занимаюсь созданием моделей для 3D-печати. Благодаря простоты интерфейса и опыта работы с более сложными графическими пакетами освоил ее буквально за один вечер.
4. Мой опыт в создании CGI
Как вы уже поняли, изначально я обучался CGI графике и анимации попросту для самовыражения. Но из-за нехватки свободного времени приобретенные мною навыки, в большей мере я применяю в учебе.
К примеру, здесь вы можете увидеть краткую анимацию, которую я создавал для учебного проект в 3Ds Max.
Или специализированную 3D модель шагохода сделанную в Sketch UP, которую я использовал для печати на 3D принтере.
В общем и целом, мои стремления и интерес к данному увлечение растет все больше, и я искренне надеюсь, что у меня будет больше свободного времени для реализации изначальной цели моего увлечения CGI.