Как работает cgi эффекты в кино. Пример фрактальной графики

Дата публикации: 15.04.2012

Как создаются спецэффекты к фильмам? Что такое цифровая живопись? Что означает CG и CGI? Ответим на эти вопросы в данной статье из двух частей. А кроме того здесь вы найдете адреса сайтов по теме и видеоролики о создании спецэффектов к фильмам.

Статья получилось настолько большая, что пришлось её разделить на две части, чтобы было проще читать. Первая часть посвящена теории и спецэффектам, а вторая цифровой живописи и графике.

Вообще, большинство ресурсов в интернете, связанных с созданием спецэффектов и цифровой живописи, имеют иностранное происхождение. Это связано с тем, что в России данная область ещё только развивается. Именно поэтому российские блокбастеры с красивыми спецэффектами появились совсем недавно. Стоит упомянуть Тимура Бекмамбетова, который и дал толчок современным российским блокбастерам (за что ему большое спасибо).

Понятие

«CG» переводится как «компьютерная графика». Однако, как правило, за этим понятием стоит немного другой смысл. Ведь понятие «компьютерная графика» охватывает почти любую сферу деятельности, где графика создаётся компьютером или с помощью него. Однако слово «CG» подразумевает именно создание либо спецэффектов для видео, либо цифровую живопись, либо создание графики для различных интерактивных презентаций и видеоигр.

Правда, спецэффекты в кино обычно называют «CGI» (computer- generated imagery , буквльно «изображения, сгенерированные компьютером»). Хотя, в принципе, между CG и CGI нет особых различий.

А теперь самое интересное...

Спецэффекты в кино

Давным-давно спецэффекты были очень примитивными, но при этом новаторскими. Обычно, суть спецэффектов заключалась в том, чтобы искусно стереть из кадра страховочные тросы и т.п., чтобы выглядело всё захватывающе и интереснее. Было всё это во времена немого кино.

Позже, когда появилась необходимость в различных киношных монстрах, появилась необходимость и в соответствующих спецэффектах. Конечно, если нужно создать гуманоида или снежного человека, то на актёра просто наносился грим или надевался костюм. Однако создание чего-то более сложного вызывало у режиссёров большие проблемы.

Чтобы добавлять в кино причудливой формы существ, киношники придумали покадровую анимацию. Т.е. делался пластилиновый макет существа, а затем много раз фотографировался, при этом по чуть-чуть меняли его позу тела. А затем, если быстро прокрутить такие фотографии (30 кадров в секунду), выглядело это так, что существо двигается. Хотя это и выглядело нелепо, однако режиссёры умудрились подать это довольно интересно.

Именно покадровая анимация изменила всё (даже современные спецэффекты делаются по тому же принципу). Однако даже в наше время некоторые мультфильмы делаются с использованием покадровой анимации, потому что выглядят такие мультфильмы своеобразно и интересно.

А потом пришла эпоха информатизации и компьютеризации...
Тогда в киноиндустрии поняли, что можно отрисовывать спецэффекты с помощью компьютера. Более того, персонажей и различных существ можно тоже рисовать прямо на компьютере и переносить их на плёнку при монтаже. Тогда появились первые фильмы с «внедрёнными» персонажами.

Однако с этим пришли и проблемы. Из-за того, что такие персонажи накладывались на ленту уже после отснятия материала, актёрам приходилось проявлять все свои актёрские способности, чтобы взаимодействовать с таким «невидимым партнёром».

Когда Стив Джобс создал компанию Pixar, то он захотел создать мультфильм, сделанный и отрисованный только с помощью компьютера. Так на свет появилась серия «История игрушек».

Современный кинематограф недалеко ушёл от тех азов, которыми пользовались праотцы спецэффектов. Только на смену пластилиновых существ, пришли существа полностью сделанные в графических редакторах. Однако, есть пара приёмов и трюков, которыми активно пользуются современные режиссёры...

Chroma Key

Произносится как «хрома кей», хотя правильное произношение должно быть «хрома ки». Суть проста, актёр снимается на фоне зелёного или синего полотна ткани (рир-экран), а после вместо этого полотна ставят изображение. Т.е. можно в одном павильоне снять практически целый фильм, где главный герой путешествует по планете (кстати, так и был создан фильм Обитель Зла 4).

Чтобы хорошо спроецировать нужную картинку на рир-экран, нужно использовать монотонный мягкий цвет, а потому используются обычно либо зелёный, либо синий.

Motion Capture

Это означает «захват движения». На настоящего актёра прикрепляются специальные датчики (белые шарики или кубики и т.п.), а затем уже на компьютере все его движения анализируются. Т.е. актёр полностью одетый в костюм из датчиков делает какие-либо движения, а затем эти данные анимации переносятся на компьютерного персонажа. Так компьютерный персонаж двигается так же как человек (плавно и физически правильно).
А иногда, захват движения используют локально, например, чтобы добавить настоящему актёру что-либо компьютерное (компьютерный грим, если хотите).

Трёхмерные графические редакторы

Без них не сделать вам ни одно объёмное чудище или существо, или же построить целый город. Чтобы добавить, допустим, Кинг-Конга, нужно сначала смоделировать его. Делается это в трёхмерных графических редакторах, а процесс больше походит на создание скульптуры. Нужно не только уметь обращаться с такими программами, но и знать основы анатомии, композиции и т.д. Как правило, таких людей тоже называют художниками, так как принцип работы почти одинаков.

Обычно сначала делается примитивная модель персонажа, чтобы понять как он будет вести себя в кадре, сколько будет занимать пространства, как должны взаимодействовать с ним актёры. А затем уже делается высококачественная модель для монтажа.

Мастерство современных создателей спецэффектов поражает. Уже создаются полностью смоделированные актёры - конечно, зачем платить настоящему актёру, когда можно сделать своего, который не будет ни капризничать, ни болеть.

На следующем изображении вы видите актёра Джефа Бриджеса из фильма «Трон: Наследие». Слева настоящий Джеф Бриджес, а справа его искуственная молодая копия (которая создана на компьютере). Потрясающе, не правда ли...

У киношников есть ещё множество хитрых идей по использованию компьютерных технологий в кинематографе. Кто знает, может быть уже завтра эту статью придётся обновлять - появятся новые технологии производства спецэффектов. Сейчас спецэффекты и искуственные компьютерные персонажи неотличимы от реальности, а что уж будет дальше...

В конце хочу показать вам несколько коротких роликов о создании спецэфектов в некоторых фильмах.

There Are None So Blind As Those Who Will Not See:

According to the ‘Random House Dictionary of America"s Popular Proverbs and Sayings by Titelman, Gregory ’ this proverb has been traced back to 1546 (John Heywood ), and resembles the Biblical verse Jeremiah 5:21 - New King James Version (‘Hear this now, O foolish people, Without understanding, Who have eyes and see not, And who have ears and hear not:’).

In 1738 it was used by Jonathan Swift in his ‘Polite conversation ’ and is first attested in the United States in the 1713 ‘Works of Thomas Chalkley’ (see this unexpected link title: ).

The full saying is:

‘There are none so blind as those who will not see. The most deluded people are those who choose to ignore what they already know’.

Any data collected from multiple sources and compiled into one frame for discussion will, by definition, be fake. NASA often collects information from multiple satellites, over a wide range of time, or from multiple sensors onboard a single craft; then pieces it all together (concisely - for discussion) into a single image for brevity and clarity of any given topic.

Many a NASA spacecraft, or mobile (or stationary) planetary ground unit, is out there alone without a cameraman tagging along, and is therefore incapable of snapping a photo of itself. One exception is a rover currently driving around in circles on the Martian surface, which has a camera mounted on a selfie-stick of sorts.

NASA trains it"s astronauts in environments on Earth (prior to launch into the great unknown) in an effort to prepare the off-Earthers for otherwise unexpected conditions. Fighter pilots do the same thing, using simulators which are similar to the real cockpit of an actual F-35. Commercial airlines and railroad engineers, ditto. Often these exercises are filmed, photographed, and documented for educational purposes. Their existence does not prove that our resident alien (Neil A.) wasn"t on the moon.

Journalists often exaggerate, or perhaps unintentionally distort the facts; either because they don"t fully understand the material, or have not done the necessary research (due to time restraints or deadlines); in order to sell newspapers. If a headline contains a question mark, you can be reasonably certain the answer is "no". (see Betteridge"s Law of Headlines here, at "Calmer Than You Are ": is betteridge"s law of headlines correct? )

Until an article in Sky and Telescope some years ago, the standard definition of a Blue Moon was quite different than the accepted definition used today, due to a reporter"s misunderstanding of the then-accepted rules for naming such an event.

The statement "I"ll marry you, m"lady, when the Moon is blue!" would not have been taken as a betrothal in the 18th century. (see: Blue Moons - Origins and History of the Phrase)

"Yf they saye the mone is belewe, We must beleve that it is true." (from a work by William Barlow, the Bishop of Chichester, the Treatyse of the Buryall of the Masse , 1528)

The data represented in any given CGI image published by NASA is accurate, or at least useful, in the context of it"s publishing. Personally, I would rather see a glossy animated representation of a Black hole , than a penciled sketch any day of the week .

computer-generated imagery , букв. «изображения, сгенерированные компьютером») - неподвижные и движущиеся изображения, сгенерированные при помощи и использующиеся в изобразительном искусстве , печати , кинематографических спецэффектах , на телевидении и в симуляторах . В компьютерных играх обычно используется компьютерная графика в реальном времени, но периодически добавляются и внутриигровые видео , основанные на CGI.

Созданием движущихся изображений занимается компьютерная анимация , представляющая собой более узкую область графики CGI, применимую, в том числе в кинематографе, где позволяет создавать эффекты, которые невозможно получить при помощи традиционного грима и аниматроники . Компьютерная анимация может заменить работу каскадёров и статистов , а также декорации.

История

Впервые в полнометражном фильме компьютерная графика использовалось в «Мире Дикого Запада », вышедшем на экраны в 1973 году . Во второй половине 1970-х появились фильмы, использующие элементы трёхмерной компьютерной графики , в том числе «Мир будущего », «Звёздные войны » и «Чужой » . В 1980-е годы, до выхода на экраны второго «Терминатора», Голливуд охладел к компьютерным эффектам, в частности, из-за более чем скромных кассовых сборов «Трона » (1982) , целиком построенного на использовании новейших достижений компьютерной графики .

В «Парке юрского периода » (1993) впервые при помощи CGI удалось заменить каскадёра; в том же фильме впервые удалось непрерывно соединить CGI (кожа и мышцы динозавров были созданы при помощи компьютерной графики) с традиционной съемкой и аниматроникой . В 1995 году вышел первый полнометражный мультфильм, полностью смоделированный на компьютере - «История игрушек ». В фильме «Последняя фантазия: Духи внутри нас » (2001 год) впервые фигурировали реалистические CGI-изображения людей

Трехмерная графика

Трёхмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию.

Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.

В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.

Трехмерная графика

Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы.

В компьютерной графике используется три вида матриц:

матрица поворота

матрица сдвига

матрица масштабирования

Трехмерная графика

Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин.

У треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z).

Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.

CGI - графика

CGI (англ. computer-generated imagery, букв. «изображения, сгенерированные компьютером») - спецэффекты в кинематографе, телевидении и симуляторах, созданные при помощи трёхмерной компьютерной графики.

В компьютерных играх обычно используется компьютерная графика в реальном времени, но периодически добавляются и внутриигровые видео, в которых используется CGI.

CGI позволяет создавать эффекты, которые невозможно получить при помощи традиционного грима и аниматроники, и может заменить декорации и работу каскадёров и статистов.

CGI - графика

Впервые в полнометражном фильме компьютерная графика использовалось в «Мире Дикого Запада», вышедшем на экраны в 1973 году.

Во второй половине 1970-х появились фильмы, использующие элементы трёхмерной компьютерной графики, в том числе «Мир будущего», «Звёздные войны» и «Чужой».

CGI - графика

В «Парке юрского периода» (1993) впервые при помощи CGI удалось заменить каскадёра; в том же фильме впервые удалось непрерывно соединить CGI (кожа и мышцы динозавров были созданы при помощи компьютерной графики) с традиционной съемкой и аниматроникой.

В 1995 году вышел первый полнометражный фильм, полностью смоделированный на компьютере - «История игрушек».

В фильме «Последняя фантазия: Духи внутри нас» (2001 год) впервые фигурировали реалистические CGI-изображения людей.

CGI – графика. Создание персонажа

http://city.zp.ua/viewvideo/R4woMpsHYSA.html

Компьютерная графика в спецэффектах

Спецэффеект, специ льныйае эфф ктее(англ. special effect, сокр. SPFX или SFX) - технологический приём в кинематографе, на телевидении, на шоу и в компьютерных играх, применяемый для визуализации сцен, которые не могут быть сняты обычным способом (например, для визуализации сцен сражения космических кораблей в далёком будущем).

Спецэффекты также часто применяются, когда естественная съёмка сцены слишком затратна по сравнению со спецэффектом (например, съёмка масштабного взрыва).

В последние годы новостные ленты наводнили сообщения о появляющихся буквально из ниоткуда распределенных вычислительных сетях нового типа, решающих (точнее, пытающихся решить) самые разнообразные задачи - сделать город умным, спасти мир от нарушителей авторских прав или наоборот, тайно передать информацию или ресурсы, сбежать из-под контроля государства в той или иной сфере. Вне зависимости от сферы, все они обладают рядом общих черт, обусловленных тем, что топливом для их роста явились алгоритмы и методики, вышедшие в широкие массы во время недавнего бума криптовалют и связанных с ними технологий. Наверное, каждая третья статья на профильных ресурсах в то время в названии имела слово “блокчейн” - обсуждение новых программных решений и экономических моделей некоторое время стало доминирующим трендом, на фоне которого иные сферы применения систем распределенных вычислений были отодвинуты на второй план.

В то же время визионеры и профессионалы увидели основную суть явления: массовые распределенные вычисления, связанные с построением сетей из большого числа разрозненных и разнородных участников, вышли на новый уровень развития. Достаточно выбросить из головы хайповые темы и взглянуть на предмет с другой стороны: все эти сети, собранные из огромных пулов, в которых состоят тысячи обособленных разнородных участников, появились не сами по себе. Энтузиасты крипто-движения смогли разрешить в новом ключе сложные проблемы синхронизации данных и распределения ресурсов и задач, что и позволило собрать воедино подобную массу оборудования и создать новую экосистему, предназначенную для решения одной узконаправленной задачи.

Всем хорошего настроения и температуры за окном пониже. Как и обещал, публикую продолжение статьи по супер-пупер современному OpenGL. Кто не читал первую часть - Суперсовременный OpenGL. Часть 1 .

Всем привет. Все кто хоть немного разбирался в теме OpenGL знают, что существует большое количество статей и курсов по этой теме, но многие не затрагивают современный API, а часть из них вообще рассказывают про glBegin и glEnd . Я постараюсь охватить некоторые нюансы нового API начиная с 4-й версии.

Сегодня я покажу, как открыть открыть окно и создать контекст OpenGL. Это на удивление непростая задача, OpenGL до сих пор не имеет официальных кроссплатформенных средств создания контекста, поэтому будем опираться на сторонние библиотеки (в данном случае GLFW и glad). В интернете уже очень много подобных hello world, но всё, что я видел, мне не нравится: или оно очень навороченное, или картинки в примерах уж очень примитивные (либо и то, и другое !). Большое спасибо всем авторам, но я выкачу очередной туториал:)

Сегодня мы отрисуем вот такое:

Пришли очередные выходные, надо написать пару десятков строк кода и нарисовать картинку, да лучше не одну. Итак, на прошлых и позапрошлых выходных я показал, как делать трассировку лучей и даже взрывать всякое. Это многих удивляет, но комьпютерная графика - очень простая вещь, пары сотен строк голого C++ вполне хватает на создание интересных картинок.

Тема сегдоняшнего разговора - бинокулярное зрение, причём сегодня даже до ста строк кода не дотянем. Умея рендерить трёхмерные сцены было бы глупо пройти мимо стерепар, сегодня будем рисовать примерно вот такое:

Введение

Одной из интереснейших задач, решаемых посредством трехмерной графики является создание «больших миров» - протяженных сцен, содержащих большое число объектов с возможностью неограниченного перемещения по сцене. Решение этой задачи упирается в понятные ограничения, присущие аппаратному обеспечению компьютера.

Типичный пример: «большой мир» при визуализации железной дороги на движке OSG. Не хватает только лангольеров, пожирающих мир за поездом...

В этой связи возникает необходимость управления ресурсами приложения, сводящаяся к очевидному решению: загрузке только тех ресурсов (моделей, текстур и так далее), которые необходимы для формирования сцены в текущий момент времени при текущем положении наблюдателя; уменьшении уровней детализации удаленных объектов; выгрузке не нужных более объектов из памяти системы. В большинстве своем графические и игровые движки предоставляют некоторый набор инструментов для решения подобных задач. Сегодня мы рассмотрим, какие из них имеются в OpenSceneGraph.

Введение

Говоря о приемах программирования, специфичных для OSG в прошлый раз мы говорили о механизме обратных вызовов (Callback) и его реализации в движке. Настало время посмотреть на то, какие возможности дает нам применение этого механизма для управления содержимым трехмерной сцены.

Если говорить об анимации объектов, то OSG предоставляет разработчику две возможности её реализации:

1. Процедурная анимация, реализуемая программным способом через трансформацию объектов и их атрибутов
2. Экспорт анимации из 3D-редактора и управление ею из кода приложения

Для начала рассмотрим первую возможность, как наиболее очевидную. О второй мы обязательно поговорим чуть позже.

Всем привет! Меня зовут Гриша, и я основатель CGDevs. Продолжим говорить про математику что ли. Пожалуй, основное применение математики в геймдеве и компьютерной графики в целом – это VFX. Вот и поговорим про один такой эффект – дождь, а точнее про его основную часть, требующую математики – рябь на поверхности. Последовательно напишем шейдер для ряби на поверхности, и разберём его математику. Если интересно – добро пожаловать под кат. Гитхаб проект прилагается.

Всех с наступающим! Меня зовут Гриша, и я основатель CGDevs. Уже не за горами праздники, кто-то уже нарядил ёлку, поел мандаринов и во всю заряжается новогодним настроением. Но сегодня речь пойдёт не об этом. Сегодня мы поговорим про замечательный формат под названием LDraw и про плагин для Unity, который я реализовал и выложил в OpenSource. Ссылка на проект и исходники к статье, как всегда, прилагаются. Если вы так же, как и я любите лего – добро пожаловать под кат.