Представляємо конвеєр комп'ютерної графіки

Зміст

• 6 фаз виробництва 3D
• Трубопровід комп'ютерної графіки
• Передвиробництво
• 3D моделювання
• Затінення та текстурування
• Освітлення
• Анімація
• Візуалізація та постпродукція
• Хочете дізнатися більше?

6 фаз виробництва 3D

Майже у кожного кінооператора є сенс, коли він бачить щось у фільмі і дивується: "а тепер як це зробили?"

Деякі з зображень, створених для сріблястого екрана, справді вражають, починаючи від земляних битв у с Володар кілець трилогія про зачаровуючі цифрові середовища, створені для Аватар, Трон: Спадщината чемпіон з візуальних ефектів 2010 року, Початок.

Коли ви заглядаєте глибоко під капот, з’являється величезна кількість витонченої математики та науки, яка переходить у сучасну комп’ютерну графіку. Але для кожного комп'ютерного вченого, який працює за лаштунками, є три-чотири цифрових художника, які наполегливо працюють над тим, щоб оживити істот, персонажів та пейзажі їх уяви.

Трубопровід комп'ютерної графіки

Процес, який перетворюється на виробництво повністю реалізованого персонажа або середовища 3D-фільму, професіоналами галузі відомий як "трубопровід комп'ютерної графіки". Незважаючи на те, що процес є досить складним з технічної точки зору, його насправді зрозуміти дуже просто, якщо проілюструвати послідовно.

Подумайте про свого улюбленого персонажа 3D-фільму. Це може бути Wall-E або Buzz Lightyear, а може бути, ви фанат Po in Кунда Фу Панда. Хоча ці три персонажі виглядають дуже різними, їх основна послідовність виготовлення однакова.

Для того, щоб перетворити анімаційного персонажа з фільму від ідеї чи аркуша до повністю відшліфованого 3D-рендерінгу, персонаж проходить через шість основних фаз:

1. Передвиробництво
2. 3D моделювання
3. Затінення та текстурування
4. Освітлення
5. Анімація
6. Візуалізація та постпродукція

Передвиробництво

У попередньому виробництві замислюється загальний вигляд персонажа чи оточення. Після закінчення попереднього виготовлення готові дизайнерські аркуші будуть надіслані команді, що розробляє модель.

• Кожна ідея враховує: Десятки, а то й сотні малюнків та картин створюються та переглядаються щоденно режисером, продюсерами та художниками.
• Колірна палітра: Кольорова гама або палітра персонажів розробляється на цій фазі, але зазвичай не допрацьовується пізніше в процесі.
• Виконавці концепції може працювати з цифровими скульпторами для створення попередніх цифрових макетів для перспективних проектів.
• Деталі персонажа завершуються, і спеціальні завдання (наприклад, хутро і тканина) відправляються на дослідження та розробки.

3D моделювання

З завершеним виглядом персонажа проект зараз передається в руки 3D-моделярів. Завдання модельєра - взяти двомірний твір концептуального мистецтва та перекласти його в 3D-модель, яку можна подарувати аніматорам згодом у дорозі.

У виробничих трубопроводах сьогодні є два основні методи в наборі інструментів моделера: полігональне моделювання & цифрове ліплення.

• У кожного є свої унікальні сильні та слабкі сторони, і, незважаючи на те, що вони сильно відрізняються, два підходи досить доповнюють один одного.
• Скульптура більше піддається органічним (характерним) моделям, тоді як полігональне моделювання більше підходить для механічних / архітектурних моделей.

Тема тривимірного моделювання є надто обширною, щоб охоплювати три чи чотири точки кулі, але це те, що ми продовжимо висвітлювати у серіях навчань майя.

Затінення та текстурування

Наступний крок у трубопроводі візуальних ефектів відомий як затінення та текстурування. На цій фазі до 3D-моделі додаються матеріали, текстури та кольори.

• Кожен компонент моделі отримує інший шейдер-матеріал, щоб надати йому відповідний вигляд.
• Реалістичні матеріали: Якщо предмет зроблений з пластику, йому нададуть світловідбиваючий глянцевий шейдер. Якщо він виготовлений зі скла, матеріал буде частково прозорим і заломлює світло, як скло в реальному світі.
• Текстури та кольори додаються або проектуванням двовимірного зображення на модель, або малюванням безпосередньо на поверхні моделі, ніби це полотно. Це здійснюється за допомогою спеціального програмного забезпечення (наприклад, ZBrush) та графічного планшета.

Освітлення

Для того, щоб тривимірні сцени ожили, в сцені повинні бути розміщені цифрові вогні, які освітлюють моделі, саме так, як освітлювальні прилади на кінофільмі висвітлювали б акторів та актрис. Це, мабуть, другий за технічним етапом виробничий конвеєр (після рендерінгу), але все ще є багато мистецтва.

• Правильне освітлення повинні бути достатньо реалістичними, щоб бути правдоподібними, але досить драматичними, щоб передати намічений режисерський настрій.
• Питання настрою: Вірите чи ні, фахівці з освітлення мають стільки ж, або навіть більше контролю, ніж художники текстури, коли мова йде про кольорову гаму знімка, настрій та загальну атмосферу.
• Взад і вперед: Існує велика кількість зв'язку між художниками з освітлення та текстури. Два відділи тісно співпрацюють задля того, щоб матеріали та світильники поєднувалися належним чином, а тіні та відображення виглядали максимально переконливо.

Анімація

Анімація, як ви вже знаєте, - це фаза виробництва, коли художники вдихають життя та рух своїм персонажам. Техніка анімації для 3D-фільмів є зовсім іншою, ніж традиційна анімація, намальована руками, спільно з методами стоп-руху набагато більше спільного:

• Створений для руху: 3D-символи управляються за допомогою віртуального скелета або «вишки», що дозволяє аніматору керувати руками, ногами, мімікою та поставою моделі.
• Поза-поза: Анімація, як правило, завершена позою до позу. Іншими словами, аніматор встановить «кадр ключів» як для стартової, так і для фінішної позиції дії, а потім налаштує все, що знаходиться між ними, щоб рух був текучим і належним чином.

Візуалізація та постпродукція

Заключна фаза виробництва для 3D-сцени відома як візуалізація, яка по суті відноситься до перекладу 3D-сцени до завершеного двовимірного зображення. Відображення є досить технічним, тому ми тут не будемо витрачати на нього занадто багато часу. На етапі візуалізації необхідно виконати всі обчислення, які неможливо виконати на комп'ютері в режимі реального часу.

Сюди входить, але навряд чи обмежується цим:

• Завершення освітлення: Тіні та відображення повинні бути обчислені.
• Спецефекти: Це зазвичай, коли на місце події будуть інтегровані такі ефекти, як розмивання глибини поля, туман, дим та вибухи.
• Подальша обробка: Якщо потрібно змінити яскравість, колір або контраст, ці зміни будуть завершені програмним забезпеченням для обробки зображень після закінчення часу візуалізації.

У нас є поглиблене пояснення візуалізації тут: Візуалізація: Завершення кадру

Хочете дізнатися більше?

Незважаючи на те, що трубопровід комп'ютерної графіки є технічно складним, основні етапи досить прості, щоб хтось міг зрозуміти. Ця стаття призначена не для вичерпного ресурсу, а лише для ознайомлення з інструментами та навичками, які роблять можливим 3D-комп'ютерну графіку.

Сподіваємось, тут було надано достатньо, щоб сприяти кращому розумінню роботи та ресурсів, які входять у створення деяких шедеврів візуальних ефектів, у які ми всі закохувались роками.

Майте на увазі, що ця стаття є лише стрибковим моментом - ми обговорюємо всі теми, порушені тут, більш детально в інших статтях. Крім того, книги з мистецтва для конкретних фільмів можуть бути відкритими для очей, а в таких місцях, як 3D Total та CG Society, є яскраві інтернет-спільноти.