Eva и Spider: создавая для вас потрясающие кадры

29/01/2015

Вы когда-нибудь задумывались над тем, каким образом киногерои могут разлетаться на куски, превращаться в монстров или, прыгая с крыши, приземляться на ноги абсолютно невридимыми? Все эти трюки были бы невозможны без работы таких компаний, как TNG Visual Effects. Вооружившись сканерами Eva и Spider, TNG создает 3D-модели героев и реквизита, которые впоследствие используются в фильмах для того, чтобы взорваться, разбиться вдребезги, трансформироваться и т.д. Вы можете увидеть работу TNG в фильмах «Человек из стали» (The Man of Steel), «Сумерки. Сага.» (The Twilight Saga), «Девушка с татуировкой дракона» (The Girl with the Dragon Tattoo) и многих других высокобюджетных голливудских блокбастерах. Хотите заглянуть за кулисы?

Оригинальная эталонная фотография / 3D-скан с наложенным шейдером кожи

3D-сканирование в киноиндустрии

«3D-сканирование позволяет режиссерам осуществлять все их задумки», – говорит основатель компании TNG Ник Теси (Nick Tesi), который начал заниматься компьютерной графикой в 1986 году. «Мы наблюдаем новую эру киноиндустрии и сегодня режиссеры действительно могут полностью воплотить свое видение, имея возможность реализовать любые идеи и задумки, какие бы ни приходили им в голову».

«Дело режиссера – рассказывать истории, и решения о том, как будут создаваться сцены технически обычно принимают не они», – добавляет Теси. Как правило, это прерогатива руководителя отдела визуальных эффектов, который принимает решение нужно ли использовать 3D-сканирование в работе или нет. Большое значение здесь играет бюджет проекта. При ограниченном бюджете он может сделать выбор в пользу физических спецэффектов – команда будет взрывать настоящий дом или машину вместо того, чтобы создавать всю сцену на компьютере. Если сцена удастся с первого дубля, это может сэкономить определенную сумму денег, но если в итоге понадобится переснимать, вы можете понести дополнительные убытки. Использование цифровых копий машины или даже героя дает режиссеру больший контроль над сценой, позволяя делать необходимое количество дублей, пока сцена не будет выглядеть как задумано.

Как они это делают

TNG работает со сканерами Artec уже пять лет, называя себя «ранними последователями». Для работы над головами и телами персонажей они обычно используют сканер Eva, а Spider пригождается при сканировании реквизита и частей тела, требующих более точного скана. Среди преимуществ сканеров Eva и Spider Теси выделяет простоту в перемещении, большую точность данных с новым ПО, высокую точность и прекалибровку.

Одним из самых сложных проектов для TNG было сканирование актера, облаченного в замысловатые доспехи. Для этого TNG использовали оба сканера Eva и Spider, которые помогли им предоставить заказчику качественную цифровую копию.

Геометрия / Рендер

Для начала процесса 3D-сканирования объекта делаются эталонные изображения, которые позволяют 3D-моделеру, художнику по 3D-текстурам, а также при последней проверке качества быть уверенными в том, что 3D-объект совпадает с реальным прототипом. После того как объект отсканирован, полученные 3D-данные выравниваются и совмещаются. Как только специалист по 3D-сканированию подтвердит, что было покрыто 100 процентов поверхности из реально возможного, скан считается завершенным и готовым к обработке.

Время, необходимое для обработки данных, зависит от требуемого разрешения. Как только обработка данных завершена, 3D-моделеры могут начинать свою работу. Используя изображения, полученные во время профессионального фотосета вместе с данными 3D-скана, показывающими идеальный силуэт и масштаб, моделер будет создавать 3D-модель из различных компонентов и геометрическую развертку для художника по 3D-текстурам.

Затем художник по текстурам раскрашивает объект, а также закрашивает установленные по UV-координатам швы. Завершенная текстура передается обратно 3D-моделеру, который добавляет новые детали в процессе скульптурного моделирования. Как только модель завершена, создаются карты нормалей и смещений, предоставляющие разные пути для просмотра 3D-модели.

3D-скан / 3D-модель с оптимизированной сеткой / Низкополигональное моделирование / Высокополигональное моделирование / Текстура

Воссоздавая движения

«Для нас как для компании, которая занимается преимущественно 3D-сканированием человеческих тел, осваивание киноиндустрии было очень логичным шагом», – говорит Теси. Эти технологии приводят статичные объекты в движение. 3D-скан захватывает поверхность человеческой кожи и одежды. «Как только все это собрано вместе мы создаем UV-развертку и разворачиваем меш, чтобы подготовить для наложения текстуры», – рассказывает Теси. «После этого модель можно уже визуализировать, но следующим шагом должно стать создание скелета, который будет приводить кожу героя в движение. Этот процесс называется скелетная анимация».

Как только скелет хорошо совмещен с созданной на компьютере цифровой копией, начинается процесс под названием развесовка. Это позволяет рассчитать, сколько кожи будет наложено на каждый сустав. Когда персонаж приводится в движение, развесовки будут визуально создавать реалистичные движения. Для того, чтобы привести суставы в движение без необходимости непосредственного взаимодействия с ними, создается графический пользовательский интерфейс (GUI), который соединяется с суставами через ориентационные ограничения. Это позволяет сделать работу специалиста по анимации 3D-персонажей проще и интуитивнее. После анимации через сеть компьютеров, называемую рендер-фермой, осуществляется покадровая визуализация видео.

Создание или разработка цифрового персонажа?

Вы можете смоделировать персонажа с нуля, создать его макет, использовать каскадера, аниматронику или 3D-скан человека. Самым быстрым и эффективным способом является использование 3D-скана.

Полная разработка персонажа, особенно если в сцене задействован популярный актер, требует гораздо больших усилий для того, чтобы создать лицевую мимику, цифровые волосы и одежду, наложить свет и масштаб, при этом нужно следить за тем, чтобы все это точно совпадало с реальным актером для сохранения плавного перехода. Например, если главный герой, над цифровым двойником которого вы работаете, будет присутствовать на экране долгое время, соответственно больше времени потребуется на то, чтобы добиться полного совпадения цифровой копии и актера.

В то же время есть такие герои, которые будут находиться в кадре недолгое время или на определенном расстоянии от камеры. В таких случаях на работу с деталями и полное совпадение уйдет меньше времени, однако иллюзия совершенного кадра будет сохраняться.

На тот случай, когда нужно снять сцену, а актер недоступен, существует другой подход – «страховочное» сканирование, когда сканируется и архивируется все, что может пригодиться. Таким образом всегда есть возможность завершить проект. Заархивированные материалы могут быть использованы несколько раз и перенесены на интерактивное поле или быть использованы при создании видеоигры по фильму или наоборот.

3D-скан / Ретопология 3D-модели / Законченный рендер

Что позволяет сделать цифровую копию реалистичной?

Теси поясняет, что для создания хорошего 3D-персонажа необходимы три компонента. Во-первых, дизайн персонажа должен выглядеть реалистично. Структура тела и кожа должны выглядеть как у реального человека. От цифровых волос до одежды – все должно выглядеть натурально. Реальный актер и виртуальный персонаж должны быть настолько неотличимы друг от друга, чтобы у зрителя не возникал вопрос кто из них кто – такой вопрос в принципе не должен возникать.

Второй компонент – анимация всего тела – насколько движения негибкие, судорожные, неуместные или слишком скользящие, как у астронавта на Луне. Движения персонажа должны быть плавными, чтобы совпадать с движениями настоящего актера.

Оригинальная эталонная фотография / 3D-скан с наложенным шейдером кожи

Последний, но не менее важный компонент – это анимация лица, которая должна выглядеть очень реалистично. Мы все знаем как выглядят лица, так как видим их каждый день; очень просто по лицу человека понять какие эмоции он испытывает, но в 3D это можно создать искусственно. Если анимация выполнена некорректно, то верхняя часть лица, особенно мертвые глаза с отсутствующим взглядом и нижняя часть лба все испортят. Глаза должны быть пропорциональны и детализированы настолько, насколько это возможно, особенно в уголках. То же самое относится ко рту и ушам. Нос должен также иметь правильный объем, а ноздри должны быть расположены ассиметрично.

Оригинальная эталонная фотография / 3D-скан с наложенным шейдером кожи

Будущее визуальных эффектов

С развитием технологий 3D-сканирования и 3D-моделирования станет практически невозможно отличить настоящих актеров и объекты от их цифровых копий, что сделает просмотр очень  реалистичным и личным опытом. На наших глазах фильмы и телевидение станут полностью цифровыми подобно видеоиграм – задний план, передний план, герои и все остальные элементы. В какой-то момент все типы развлекательных медиа станут полностью цифровыми.

«Чем больше визуальные эффекты используются через 3D-сканирование, захват движения и др., тем быстрее этот процесс станет повсеместным», – говорит Теси.

Данные сканирования после ретопологии, текстурирования и рендеринга

Учитывая, что сроки и стоимость услуг 3D-сканирования и/или оборудования постепенно уменьшается (при этом качество остается высоким), очень вероятно, что режиссеры, работающие за пределами США, включая страны Азии, Европы и Латинской Америки, догонят Голливуд в тенденции использования 3D-сканирования для создания визуальных эффектов в кино. Это станет более доступным в результате снижения стоимости, работы прокатных агентств и бюро услуг, упрощению использования технологии без необходимости присутствия специалиста по 3D-сканированию, который знает весь процесс создания 3D-моделей.

«В прошлом визуальные эффекты использовались на телевидении намного меньше, чем в киноиндустрии, но со временем визуальные эффекты стали включать в телевизионные шоу и даже рекламные ролики», – рассказывает Теси. Использование современных технологий помогает создать видимость большого бюджета и оставаться современными и интересными для рынка.

Данные компьютерного скана – 3D-модель с оптимизированной сеткой и текстурой

Эталонная фотография

Данные компьютерного скана – 3D-модель с оптимизированной сеткой

Если бы данные 3D-скана могли автоматически совмещаться уже в цвете и выдавать цифровой материал высокого качества, готовый для использования в кинопроизводстве, это стало бы прорывом в индустрии. Возможности использования компьютерной графики стали бы бесконечны, потому что временные сроки уже не были бы определяющим фактором.

Теси уверен, что в ближайшем будущем фильмы, рекламные ролики и телепрограммы будут на 90-100 процентов цифровыми, что приведет к тому, что зрители смогут придумывать свои собственные варианты развязки. «Вы не успеете оглянуться как сформируется виртуальная библиотека цифровых изображений, доступных для всей индустрии», – продолжает Теси. «Шоу и проекты станут полностью компьютерными – от героев до оружия, и даже мест действия. Человеческий элемент будет присутствовать только в процессах захвата движения и озвучки. Генераторы историй существуют уже сегодня, а через десяток лет такие программы будут создавать сценарии блокбастеров.

В настоящий момент 3D-сканирование используется как начальный этап для создания цифрового материала, но если эти прогнозы станут реальностью – готовы ли вы к тому, что мир станет полностью цифровым?

877.879.2040 звонок бесплатный

Связаться с нами