Коломийський коледж комп’ютерних наук

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

Секрети і прийоми використання комп’ютерної графіки в кіно і на
телебаченні

Виконав: ст. гр. К-11

Заволоснянений Петро

Перевірив: викл. Безпалий С.С.

Коломия

У цій статті мова йтиме про комп’ютерну графіку (в основному 3-мірній) і
професійному її застосуванні для створення реалістичних спецэффектів, по
можливості невідрізнимих чи важко відрізнимих від реального відео. Для
початку хотілося б зробити невеликий екскурс по декількох основних
3-мірних програмах, використовуваним сьогодні професіоналами по усьому
світі. Відразу обмовлюся, що дані матеріали не є навчальним посібником
по тім чи іншому пакеті, тому що для цього є спеціалізована література.

Метою даної статті є ознайомлення недосвідченої в даних питаннях частини
аудиторії, але зацікавленої ними. Професіонали також можуть почерпнути з
цього матеріалу масу корисної інформації у вигляді ідей і способів
застосування окремих функцій програм для своїх потреб.

На даний момент існує безліч пакетів для створення 3-мірної комп’ютерної
графіки й анімації, що мають свої переваги і недоліки. Не буду розвивати
полеміку на тему, який пакет крутіше, тому що прихильників того чи
іншого програмного забезпечення мається безліч, і в кожного пакета є
свої позитивні і негативні моменти, можу лише виразити власна думка і
прихильності до конкретного набору програм, засновані на логічних
роздумах і особистому досвіді.

З існуючого достатку графічних програм, що є присутнім на ринку
графічних технологій, відразу можна виділити декількох фаворитів: це
такі пакети, як MAYA, 3Dstudio Max, SoftImage, Light Wave. Крім цих
пакетів, звичайно, існує ще величезна кількість графічних програм,
таких, як: Rhino, NUGraphRenderer, BMRT, RenderMan, Houdini, та інші.,
але про них, я думаю, говорити не варта, тому що ці програми, в основі
своїй, не одержали широкого застосування користувачами в нашій країні в
силу своєї вузької спеціалізації, хоча ці і деякі інші програми нерідко
використовуються фахівцями, що працюють на телебаченні.

Отже, давайте по-порядку

Звичайно, MAYA — це безперечний лідер, програмний пакет, що володіє
величезними можливостями, перший доступний для PC-користувачів,
професійний графічний набір інструментів, що дозволяє досягти нового
рівня якості анімації і візуалізації сцен. MAYA має величезну історію,
поєднуючи в собі можливості таких монстрів, як POWER ANIMATOR, SOFTIMAGE
і безлічі інших графічних пакетів, її можливості практично безмежні, і
говорити про неї можна дуже довго. На жаль, MAYA має ряд негативних
сторін, що не дозволяють їй на даний момент зайняти лідируюче положення
в лінійці популярних 3-мірних програм у Росії. По-перше, її системні
вимоги: min128MB RAM і хоча б PII400 — це для нормальної роботи і
створення сцен дуже средненької (по голлівудських мірках) складності.
По-друге, можливість роботи тільки під Windows NT на PC також ніяк не
може позитивно позначитися на рості обсягу продажів. Ну і саме головне,
мабуть, (принаймні для Росії) ця ПОВНА відсутність якої-небудь
російської літератури. Проїхавши пів-Москви і побувавши в безлічі
книгарень, мені так і не вдалося знайти ні однієї книги по даному
пакеті. І це притім, що пакет є одним із самих складних (якщо не самим
складним) з тих, що мені коли-небудь, приходилося зустрічати. Справа
навіть не в розумінні якихось функцій, а просто-напросто в їхньому
достатку. Незважаючи на сказане вище, хочу відзначити, що усе більша
кількість допитливих розумів у нас у Росії намагається методом наукового
тика опанувати функціями цього чудового пакета, у чому хочеться щиро
побажати їм успіху. Хоча я все-таки сподіваюся на появу незабаром
необхідної технічної літератури.

Хотілося б особливо виділити один з пакетів, що є на сьогоднішній день
першим за рівнем популярності не тільки в Росії, але і в усьому світі:

3D Studio MAX

Історія 3DSMAX досить молода і бере свій початок десь наприкінці 80-х.
Кілька талановитих програмістів з різних міст США, що іменують себе Yost
Group, об’єднали свої зусилля з метою створення першого професійного 3-х
мірного графічного пакета на платформі PC. 1-я версія 3Dstudio для
MS-DOS…Тоді це був прорив, і всі комп’ютерні журнали взахлеб писали про
нові можливості, що відкриваються для платформи PC. Потім були 2-я, 3-я
і 4-я версії 3Dstudio для системи MS-DOS, пакет мав велику популярність
і навіть став потроху використовуватися на телебаченні й у
кино-видеовиробництві, спочатку не сміливо, але з часом усе більш і
більш закріплюючи свої позиції на ринку програм створення комп’ютерної
графіки для відео індустрії. Можливості пакета постійно розширювалися за
рахунок написання спеціальних додаткових процесів, що додають різні,
нові функції (вони називалися IPAS Process). Для платформи PC це було
просто карколомним результатом. На жаль, 3Dstudio для DOS мала ряд
істотних недоліків, що не дозволяють цьому пакету в той час змагатися з
продуктами Alias/Wavefront для комп’ютерів SGI. У числі цих недоліків
виділю, у першу чергу, обмеження на обсяг використовуваної пам’яті (до
64-х Мбайт). Крім цього, пакет був не дуже продуктивний у роботі з
погляду інтерфейсу. Я думаю, кожен професіонал, що працював колись з 3DS
для DOS, з жахом згадує ці довгі, ієрархічні контекстні меню, що
приходилося колесити уздовж і поперек для виконання тривіальних, на
сьогоднішній погляд, операцій.

Нарешті, у середині 90-х я прочитав статтю в одному з комп’ютерних
журналів про появу унікальної програми для платформи PC під керуванням
Windows NT (тоді 1-я версія 3DS MAX працювала тільки з NT, а згодом
вийшов патч до версії 1.2, що дозволяє запускати MAX і під Win95). У
статті говорилося про те, що, маючи комп’ютер Pentium 133 і 64 MB
пам’яті, ми одержуємо машину, рівну по потужності робочої станції SGI. У
принципі, це було вірно, правда цифра 64 трохи вразила мене тоді, тому
що це був час машин рівня 486/4, якщо не гірше, а пам’ять коштувала
недитячі суммы. Правда, потім усе виявилося не так страшно: виявляється,
примхлива програма цілком нормально жила в мене на 486DX4-100 з 24мегами
(звичайно, про серйозну роботу не могло бути і мови, але для вивчення
можливостей цього було цілком достатньо). Пакет був створений усі тієї ж
самої, старої добрий Yost Group, щоправда, небагато підрослим числом
(мається на увазі кількість творців пакета). Узагалі, про MAX можу
сказати дуже багато теплих слів, програма дуже скромна в необхідних
ресурсах і гарна в продуктивності на тлі таких монстрів, як MAYA, і є,
на мій погляд, найбільш збалансованої в цьому відношенні програмою для
платформи PC. Програмістами по усьому світі щорічно пишуться тисячі
PLUG-INS для 3DSMAX, багато хто з який поширюються зовсім безкоштовно.
Такої кількості софтверної підтримки ви не зустрінете в жодному іншому
пакеті. На Російському ринку присутній маса корисної літератури по
3DSMAX. На відміну від MAYA, тут вакууму не спостерігається. Усе це
робить програму неймовірно функціональної і привабливий. Крім цього, на
сьогоднішній день, не без допомоги PLUG-INS, ми маємо набір
інструментів, що дозволяє конкурувати з могутніми графічними станціями
SGI, і головне — доступний практично кожному!

SoftImage — пакет у принципі непоганий, широко використовується в нас на
телебаченні, але тільки в силу того, що можливості MAYA дотепер толком
не вивчені. Пару місяців назад я мав бесіду з арт-директором відомої
компанії B. S. Graphics г-ном Малашкіним, що хвалив MAYA і ремствував на
відсутність досвіду по цьому напрямку. Правда, його заява про
непридатність 3DSMAX для створення спецэффектів у кино-видеовироництві
повалило мене в здивування, але сперечатися я з ним не став. Згодом,
працюючи над спецэффектами для кліпу «Клязьма», про яке піде мова нижче,
я часто з посмішкою згадував його слова і скорботне обличчя, що виражає
повну переконаність у сказаному.

LightWave — приємний пакет, чимось нагадує мені 3Dstudio для DOS. Багато
хто говорять про те, що його моделер досить зручний, але я цілком і
цілком переконаний, що це просто сила звички — пакет набагато менш
інтерактивний у порівнянні з вищеописаними в плані перегляду сцени (до
її візуалізації), а окремі програми для виконання анімації і моделинга
навівають ностальгію про старі добрі часи. Проте, він і донині
користається великою популярністю через свої скромні вимоги до
апаратного забезпечення (навіть у порівнянні з 3DSMax), а також у силу
якихось інших причин, мені незрозумілих. Наскільки мені відомо, у
серіалі BABYLON-5 цей пакет широко використовувався, і результат
виявився дуже і дуже непоганий.

Усе, що описано вище ніяким чином не претендує на аксіому і є винятково
моєю точкою зору.

Тепер, коли читач загалом розібрався в асортименті 3D-програм, що є на
сьогоднішній день на ринку графічних технологій, хочеться сказати кілька
слів про пакети для ретушування, композинга, кольорокорекції і монтажу
зображень. Без них вся робота, пророблена в 3D, мала би малий зміст із
погляду фотореалістичності спецефектів, вживлюваних у реальне відео.

Я знавав безліч людей максималістів, що намагаються зробити всю роботу
по створенню якого-небудь матеріалу в одному пакеті. Здебільшого ці
люди, звичайно, не є професіоналами, тому що такий підхід, в основі
своєї, непрофесійний і зустрічається рідко на заході (в основному, від
бідності :)). Поясню. Справа в тім, що такі поліфункціональні пакети, як
3DSMAX, мають досить широкі можливості, включаючи монтаж,
кольорокорекцію, відеофільтри й ін., узагалі при бажанні можна все
робити в MAX, не прибігаючи до продуктів сторонніх виробників. Інше
питання — наскільки зручний і виправданий такий підхід з погляду часу і
якості кінцевого продукту: усім відомо, що качка може дуже багато чого,
але ось як вона це може… Не можна охопити неосяжне, і модуль монтажу в
3Dstudio MAX ніколи не буде зручніше, функциональнее і якісніше чим,
скажемо, Adobe AfterEffect чи Adobe Premiere (пакети, призначені для
роботи з растровими форматами.).

Отже, після більш-менш загального знайомства з предметом перейдемо
безпосередньо до опису застосування цих і інших інструментів для
створення професійного відео з використанням комп’ютерної графіки. Як
приклад по даній тематиці я взяв роботу, виконану мною для відеокліпу
«Клязьма» групи «Ногу звело». Це гарний приклад уживляння комп’ютерних
анимированных моделей у живе відео, а також застосування комп’ютерної
графіки для збільшення видовищності відеофрагментів і кліпу в цілому.
Стаття ілюстрована невеликими пояснювальними картинками й анімацією,
відразу хочу принести вибачення за невисоку якість і дозвіл зображень
(вихідні кадри були прораховані в розрішенніі 720х576 для наступного
запису у формат BETACAM SP). Це зв’язано як з бажанням зробити матеріал
більш компактним для завантаження через мережу, так і з деякими
технічними проблемами з моєї сторони. У будь-якому випадку, якщо вас
більш докладно зацікавлять деталі зображення, ви завжди можете включити
телевизор (кліп зовсім свіжий, так що його транслюють по МУЗ-ТВ і MTV),
або зв’язатися з мною по e-mail.

Отже, почнемо

На картинці ви бачите загальний план групи, не напружуйте ока — ніякої
комп’ютерної графіки ви тут не побачите: її тут просто немає 😉 Зате на
цій картинці добре помітна загальна колірна спрямованість відео,
виконана в грязно-зеленувато-болотних квітах, що було зроблено навмисно,
тому що кліп у процесі створення придбав екологічну спрямованість, і
було необхідно показати глядачу, як погано буває, коли забруднені річки,
повітря, і ін. Загальна кольорокорекція була зроблена в Adobe Premiere.
Ця програма, крім всього іншого, володіє однією корисною функцією —
підтримкою формату PVD (формат, використовуваний деякими платами
введення/висновку відеоінформації). Для оцифровки відеоінформації
використовувалася відеоплата Perception, що дозволяє оцифровувати
зображення у форматі BETACAM, тобто з розрішенням 720х576, і записувати
їх назад на відео. Я трохи відвернуся від теми і коротенько розповім про
цей чудовий пристрій.

Відеоплата Perception — це пристрій для введення/висновку інформації в
стандартах VHS, SVHS і BETACAM. Зрозуміло, що для чи читання запису
растрових зображень розрішенням 720×576 і глибиною кольору 24 біта при
кадровій частоті 25fps потоки даних досягають величезних значень, проста
арифметика: 1кадр незжатого растра при таких параметрах займає порядку
1.2Mb. Помножимо його розмір на кількість fps і одержуємо потік даних
близько 30 Мбайт/с. Такий потік даних не під силу переварити
IDE-вінчестерам, мало того, не кожен твердий диск із SCSI-інтерфейсом
може робити читання/запис з такою швидкістю. У Perception на апаратному
рівні реалізований пристрій кодування інформації в реальному масштабі
часу за допомогою алгоритму Motion JPEG, при цьому потік даних, в
основному, зменшується на 40-60% Компресія реалізована дуже якісно, так
що візуально її виявити практично неможливо. Фактично, тільки після 3-х
раз прогону відеоінформації з відео на твердий диск і назад на екрані
телевізора буде помітний легкий шум, але такими речами, звичайно, ніхто
не займається. Крім апаратного пристрою компресії відеоінформації, на
відеоплаті є вбудований SCSI контролер, що працює з відеоплатою прямо,
крім, таким чином, втрат у швидкості читання/запису, зв’язані з
проміжними звертаннями операційної системи до твердого диска,
конфліктами переривань, каналів DMA і ін. Крім того, на платі є якась
кількість пам’яті, що використовується в якості Cash. Крім всього
іншого, для Perception за окрему плату поставляється модуль роботи зі
звуком, що, фактично, являє собою високоякісний АЦП/ЦАП, інтегрований з
відеоплатою на апаратному і програмному рівні для здійснення можливості
синхронізації звуку з відео, плюс апаратний компресор, що зменшує обсяг
потоку даних.

Поспішу розчарувати тих, хто в даний момент уже судорожно перераховує
монетки, сидячи на купі осколків своєї розбитої скарбнички 🙂 Така плата
без модуля роботи зі звуком коштує в районі $3500, а разом з ним — на
$1500 дорожче. Крім того, для побутових умов таку відеоплату купувати не
має змісту, тому що для використання її можливостей необхідний, як
мінімум, відеомагнітофон з можливістю покадровой запису, що працює з
відеокасетами стандарту BETACAM, а така апаратура, повірте моєму слову,
коштує дуже дорого.

Отже, повернемося до наших баранів. На цій картинці зображений перший
епізод із застосуванням комп’ютерної графіки (це — не 3D). Справа в тім,
що при зйомках кліпу в режисера не було відповідного устаткування для
проведення зйомок ландшафту з великих висот, але в кліпі обов’язково
було необхідно якось показати масштабність що відбувається. Було
прийняте рішення створити комп’ютерний варіант ландшафту, щоб потім,
масштабуючи його домогтися ефекту злету відеокамери на велику висоту.
Растр високого розрішення був виконаний у програмі Photoshop зі
шматочків ландшафтів, оцифрованных з існуючого відеоматеріалу. Ми
зробили кілька растрових зображень хмар, і потім виконали анімацію з
готових компонентів у After Effect. Для збільшення ефекту реалістичності
хмари поклали в кілька окремих шарів і задали різну швидкість
пересування для кожного шару, цим ми домоглися одержання ефекту обсягу.

На наступній картинці ви можете спостерігати появу ляльок-мутантів, що
зародилися в надрах забрудненої ріки Клязьма і виповзших з-під води, щоб
знищувати і рвати на частини всі і вся! (І не дивитеся, що вони такі
маленькі :)).

3-мірні моделі ляльок були відтворені мною в 3Dstudio MAX по образі і
подобі дійсних ляльок, знятих у відеокліпі, потім були спеціально зняті
на камеру й оцифрованы великі частини тіл у ляльок для наступного
використання цих матеріалів як текстури. Для ляльок була створена горда
і страшна хода типу «Zomby», що вони і пройшли через весь кліп :). На
картинці видно, що ляльки наполовину сховані травою і поступово виходять
на вершину пагорба, на відео в цей момент трава на передньому плані
колишеться під дією поривів вітру, і загороджує ляльок стеблинками.
Створення такого ефекту в даному кадрі було виконано навіть простіше,
ніж може показатися — якщо ви звернули увагу, у кадрі світло падає таким
чином, що небо має яскраво виражений світлий відтінок, у той час, як
земля і трава, навпроти дуже темні. Я просто використовував ту ж
послідовність кадрів як маску прозорості для ляльок, просто небагато
збільшивши контрастність відеоряду, а потім використовувавши цю
анімовану маску в AfterEffect для одержання необхідного результату.

На наступному кадрі я підійшов приблизно в такий же спосіб, тут,
щоправда, довелося небагато попрацювати і ручками в Photoshop. Це момент
виходу ляльок з темної труби. Для одержання найбільш наближеного до
реальності ефекту гри світла в сцені, я відтворив геометрію труби в
3DstudioMAX, синхронізував її по положенню з відео, розставив джерела
висвітлення в сцені необхідним чином і призначив трубі матеріал Mate
Shadow — це спеціальний матеріал, що дозволяє вивантажувати тіні
об’єктів у виді Alpha Channel. Тобто самого об’єкта в переліченій сцені
не видно, але його параметри, такі, як Receive Shadow (приймати тінь) і
Cast Shadow (відкидати тінь), накладають свій вплив на інші об’єкти
сцени і на себе в тому числі у виді відкидання і прийому тіней. Крім
того, при відсутності прапорця Opaque Alpha, незважаючи на відсутність у
визуализированной сцені Alpha каналу від такого об’єкта, сам об’єкт буде
непрозорий (відразу обмовлюся, що перераховані функції міняються в
настроюваннях матеріалу). Потім у сцену були додані ляльки. Після
прорахунку анімації я одержав кадри з моделлю анімованої ляльки, що
виходить з тіні і, власне, самі тіні у виді Alpha Channel. Далі робота
над кадром продовжувалася в After Effect. Поклавши в нижній шар
анімоване відео як Background, я наклав на нього мою 3D-сцену з тінями,
а потім ще раз поклав відео по анімованій масці прозорості для того, щоб
хитні травинки на передньому плані загороджували ляльок. Крім того, я
небагато збільшив усю сцену і задав невеликий рух для самого кадру
ліворуч праворуч, тому що у вихідному відео камера була статична для
полегшення сполучення комп’ютерної графіки з відео.

На даному плані ви бачите ту ж саму сцену з іншого ракурсу.

Тепер хотілося б детальніше зупинитися на процесах уживляння
комп’ютерної графіки у відео. Відомо, що при зйомці на відеокамеру зняте
відео:

Завжди буде мати невеликий рівень зашумления, що природно.

Картинка ніколи не буде чіткою на 100%.

При простому перегляді відео ці речі, як правило, непомітні, але як
тільки ми сполучаємо відео з якою-небудь комп’ютерною графікою
(наприклад, анімованою 3-х мірною моделлю), нехай навіть дуже добре
сполученої з відео по положенню, ракурсу й іншим параметрам, в очі
відразу кидається синтетичний, ідеальний вид моделі на тлі правди життя
загальної сцени. Непрофесіонал просто може відчути, що тут щось не так.
Професіонал же відразу бачить, які процеси необхідно проробити з
графікою для одержання найбільш реалістичного ефекту: треба сказати, що
нижчеописані прийоми працюють практично у всіх випадках, а особливо
реалістичний результат виходить при грамотному сполученні джерел світла
в сцені і на відео. Я проробляв ці операції в AfterEffect, але, у
принципі, це не має значення, тому що це можна зробити практично в
будь-якій програмі чи відеомонтажу просто графічному редакторі типу
Photoshop.

Спочатку розберемося із шумом (Noise). Для більш точного підбора рівня
шуму на моделі стосовно відео я рекомендую в момент його регулювання
сильно наблизити деяку ділянку зображення, що включає фрагмент моделі і
фрагмент відео. Так буде легше визначити рівень зашумленности відео і
порівнювати його із шумом, що додається, на модель. Функція Noise,
природно, повинна бути анимирована і мінятися від кадру до кадру. До
речі втішно, що у версії MAX3.0 з’явилися функції кольорокорекції
зображення, такі, як: Color Balance; Hue/Saturation; Brightness/Contrast
і ін., а також фільтри розмивання і зашумлення, причому ці функції стали
доступні не тільки з модуля VideoPost, але й у розділі Effects основного
модуля програми. Ці нові функції дозволяють максимально довести якість
визуализированного зображення до бажаного, після чого буде значно легше
і приємніше зводити готові зображення в програмах відеомонтажу. Єдине,
що дотепер утримує мене від повного переходу на цю версію програми, ця
відсутність необхідних PlugIns, дістати які зараз досить складно,
принаймні в Москві.

Тепер із приводу розмивання. У дійсних відеокамерах завжди різкий тільки
той об’єкт, на який у даний момент набудований фокус камери. Інший
простір у міру видалення від вихідної точки починає втрачати чіткість.
Для створення повного ефекту присутності необхідне дотримання цієї
умови. Убудовані в 3DSMAX2.5 можливості не дозволяють домогтися
потрібного ефекту, але тут на допомогу приходять Plug-Ins сторонніх
виробників. У постачанні PlugIn-a RealLenzFlare компанії Digimation
мається спеціальний фільтр, Depth Of Field який дозволяє домогтися
необхідного ефекту. Докладніше про його застосування буде сказано нижче,
а для даної сцени нам цілком вистачило невеликого звичайного розмивання
моделі до її збігу по чіткості з відео, тому що сцена не має великої
глибини і перспективи. Узагалі, при уживлянні комп’ютерних моделей у
відеофрагменти я рекомендую завжди використовувати невеликий рівень
розмивання крім застосування інших фільтрів, тому що зображення в кадрі
ніколи не буває ідеально чітким.

Тепер мені хотілося б сказати ще про один етап на шляху до досягнення
фотореалістичності вживленного відео.

Атмосфера. Незважаючи на удавану непомітність, атмосфера 3-мірної сцени
накладає сильний відбиток на всю сцену в цілому, як для анімації, так і
для статичних кадрів. Справа в тім, що при накладенні текстур на об’єкти
ми, як правило, ніколи не редагуємо текстури по кольорі, забуваючи про
те, що в реальному житті всі об’єкти сцени (маються на увазі текстури
об’єктів) завжди більш-менш мають один загальний відтінок. Це відтінок
основного джерела світла (наприклад, чи сонця, скажемо, ультрафіолетової
лампи). За замовчуванням джерело світла в MAX має білий чи сірий колір,
тобто кольору нейтральні, нічого не змінюють у колірних компонентах
текстур, крім яскравості, а припасування текстур на рівні матеріалів у
MAX — заняття достатнє кропітке, крім того, цим способом ми все рівно не
досягнемо потрібного ефекту на 100%. Є кілька виходів з цієї ситуації.

Джерела світла в сцені ніколи не повинні бути безбарвними і повинні
мати, нехай ледь помітний, але все-таки якийсь відтінок (для сполучення
з відео цей відтінок, природно, повинний максимально збігатися з
висвітленням відеофрагмента).

По можливості, необхідно використовувати об’ємне світло для загального
висвітлення таким чином, щоб він не упадав в око, але при цьому
створював необхідну атмосферу.

Можна використовувати для одержання необхідного ефекту самий звичайний
Fog, наявний у стандартному постачанні MAX або Volume Fog, що, у
принципі, не має особливої різниці для даної ситуації, тому що тут нам
не потрібні його додаткові можливості, такі, як чи турбулентність вітер.
У даному випадку необхідно одержати досить рівномірну, ледве помітну
атмосферу сцени, що накладає, природно, свій відбиток на усе висвітлення
і текстури сцени.

Можна проробити цю операцію, наклавши практично прозорий монотонний шар
у програмі композинга чи монтажу, але це досить грубий спосіб не додає
обсягу сцені.

Але от моделі вживлены, тепер — останній штрих: додаємо в After Effect
невеликий рух кадру зверху вниз для додання кадру ефекту кінокамери, що
рухається.

PlugIn-ом, що творцями MAX було вирішено включити його аналог у
стандартне постачання 3DSMAX3.0, як, утім, і деякі інші популярні
PlugIns.

Зверніть увагу, що в цій сцені також був використаний модуль DOF
компанії Digimation. У цій сцені він дуже добре підкреслює перспективу і
масштабність дії в даному кадрі, тобто саме те, що нам було необхідно.

Тепер я хотів би розповісти про застосування контролера Noise у 3DStudio
MAX у цілому. Noise є універсальною функцією MAX і застосовується
практично до будь-якого об’єкта сцени як для деформації самого об’єкта,
так і для випадкового керування його рухом і характеристиками (не
плутати з 2D-Noise фільтром, що використовується в двовимірних програмах
у якості растрового деформатора зображення). Noise доступний як у виді
модифікатора для роботи з геометрією, так і у виді контролера керування
в Track View і на панелі Motion у розділі Assign Controller. Що
стосується джерел світла, за допомогою Noise можна створювати мерехтливі
відблиски на стінах від полум’я в каміні, імітувати роботу зіпсованих
ламп денного світла і багато чого іншого. Способів його застосування до
геометрії також безліч, ви можете застосовувати цей модифікатор як до
цілого об’єкта, так і до окремих його ділянок створюючи, наприклад,
ілюзію дії вітру на окрему ділянку об’єкта (особливо красиво цей спосіб
працює в 3DSMAX3.0, де функція Affect Region перероблена в Soft
Selection). Також цей модифікатор корисний для створення ефекту чи
старіння пошарпаності на геометрії, усе це, зрозуміло, буде нормально
працювати при достатній кількості полігонів для забезпечення якісних
деформацій.

У даному прикладі контролер Noise був застосований до об’єкта Camera за
допомогою ієрархії через Dummy-об’єкт. Це було зроблено для того, щоб
додати положенню камери випадковий характер у визначених межах, не
втрачаючи в той же час її здатності до самостійної анімації. Випадковий
характер руху камери був виконаний по двох осях, тобто
нагору/уліво/вправо, для створення ефекту струсу камери при пересуванні
по вибоїстій поверхні, а також вібрації під дією ударів ніг ляльок (тому
що ці удари мали досить безладний характер, синхронізувати їх по
положенню з анімацією не було необхідності).

Узагалі, ця сцена на рідкість багата ефектами, отриманими за допомогою
PlugIns сторонніх виробників. Крім усіх вищезгаданих ефектів, у цій
сцені до всього іншого є присутнім ще і комп’ютерна трава, виконана за
допомогою PlugIn-ов Shag- Fur і Shag-Hair. Shag-Fur — це PlugIn
призначений для створення хутра, волосся, трави й інших ворсистих
поверхонь шляхом додавання в геометрію сцени згенерованних спеціальним
образом сплайнов. Причому ці самі сплайны мають можливість приймати і
відкидати тіні. Крім того, за допомогою Shag-Hair можна керувати
положенням цих сплайнів, використовуючи спеціальні просторові
деформаторы. Також можна настроїти довжину, товщину, напрямок росту,
колір та інші параметри чи ворсинок додати параметрам випадковий
характер. Єдиний недолік, на який я звернув увагу, — це відсутність
можливості зміни товщини сплайна по його довжині, що дуже кривдно, тому
що при створенні, наприклад, трав’янистих поверхонь, при використанні
Shag Fur у чистому виді покрив виходить недостатньо фотореалістичним.
Однак я сподіваюся, що згодом фахівці компанії Digimation (Станіслав
Евстатьев і Іван Клякнувши) виправлять це прикре непорозуміння.

Для створення трави, максимально наближеної до рівня фотореалізму, колір
і щільність трави на ділянках геометрії задавалися за допомогою текстур,
що імітують реальні ділянки ландшафтів, потім для згладжування недоліку,
про яке було сказано вище, трава просто була небагато розмита за
допомогою модуля Depth Of Field. Результат ви можете спостерігати на
картинці, а більш детально — у відеокліпі.

На останніх двох кадрах ви можете спостерігати фінальну сцену з
ляльками. Це момент відльоту камери із середнього плану на загальний.
Зверніть увагу на гігантську кількість ляльок у завершальному сцену
кадрі. Незважаючи на використанні в цій сцені спрощених моделей ляльок і
текстур низького дозволу, один кадр анімації вираховувався близько 40
хвилин, притім, що було необхідно візуалізувати близько 250 кадрів. Усе
це відбувалося на машині PII400/128MB під керуванням WinNT, і
гальмування рендеринга відбувалося в основному з за недоліку фізичної
пам’яті. У цій сцені були використані всі ефекти з попереднього кадру,
і, крім того, для додання сцені додаткового обсягу була додана невелика
хмарність і туман.

Як я вже говорив, у сценарії кліпу є дві лінії використання комп’ютерної
графіки. Це сцени з ляльками і польоти паперових літачків, що не менш (а
з погляду динаміки і видовищності — навіть більш) цікаво і
познавательно.

У цій невеликій анімації ви бачите ефектний момент прольоту літачків над
камерою. Звичайно, по цій маленькій анімації важко оцінити видовищность
кадру, тому я настійно рекомендую вам подивитися відеокліп.

Для цієї сцени я зробив кілька моделей літачків і наклав на них текстури
декількох різних видань :), для додання найбільшої різноманітності.
Потім, за допомогою модифікатора FDD створив невелику анімацію
деформації крилець під дією вітру і присмачив усе це застосуванням
модифікатора Noise для досягнення найбільшої реалістичності. Треба
сказати, що застосування саме в цій сцені даних модифікаторів не було
помітно в зв’язку зі швидкістю подій, що розгортаються, зате в останній
сцені з невеликою редакцією все це принесло свої плоди.

Крім того, головна ізюминка цієї сцени в грамотному застосуванні функції
Motion Blur, що додає польоту літачків ефект запаморочливої швидкості.
Без неї неможливо було обійтися ще і тому, що цей ефект безсумнівно
виявив би себе в реальному відео при такій швидкості руху об’єктів. Для
синхронізації комп’ютерної сцени з відеотлом була зроблена анімація в
After Effect. Її суть зводиться до збільшення розміру відеотла по
вертикалі за рахунок мікшування з відеофрагментом неба, і потім,
природно, переміщення тла від його нормального стану до виду чистого
неба (у житті це виглядає так, начебто ми просто піднімаємо голову
нагору і дивимося в небо). Швидкість польоту кожного літачка стосовно
інших варіюється у визначених межах і міняється з часом, але з обліком
того, що загальна форма польоту літачків повинна нагадувати сильно
розтягнутий трикутник.

На цій послідовності зображень ви можете спостерігати політ паперових
літачків над водою. Треба сказати, що за рівнем реалістичності ця сцена
вдалася на всі 100%, я опитував велику кількість народу з думками з
приводу цього фрагмента: ті деякі люди, що зуміли розпізнати комп’ютерну
графіку пояснювали свій здогад дивною динамікою польоту літачків (воно і
зрозуміло, паперові літачки, звичайно, так літати не можуть) 🙂
Реалістичність цього відеофрагмента обумовлена застосуванням відображень
на основі алгоритмів Ray Tracing-а, доступних у 3DStudio MAX. Я сполучив
анімацію польоту відеокамери c камерою в MAX, а потім створив невелику
поверхню, що відбиває, утримуюча велика кількість полігонів, що
супроводжувала літачки на всьому шляху їхнього проходження в кінцеву
крапку. Крім цього, що відбиває площина в міру руху деформувалася за
допомогою однієї з функцій роздягнула SpaceWarps 3DStudio MAX,
іменованої Wave, у сукупності з застосуванням модифікатора Noise. Це
було зроблено для створення ефекту хвилі на поверхні, що відбиває, що як
не можна більш до речі підійшло до структури і динаміки поверхні води на
відео. Треба сказати, що по своїй реалістичності версія матеріалу Ray
Tracing у 3DSMAX2.5 уступає її реалізації в MAX3.0, тому для прорахунку
цієї сцени була використана саме версія 3.0.

Потім я зробив анімацію крилець літаків за допомогою FDD, щоб створити
ефект їхньої деформації під дією поривів вітру.

У заключному кадрі ви бачите дію ефекту Motion Blur застосованого до
літачків в той час, коли він як би поринає в безодню хмар, наближаючи до
землі. Рух у кадрі продовжується ще якийсь час, дозволяючи глядачу
спостерігати величезний простір навколо, після чого екран сутеніє.

Похожие записи