Всё начинается с графита на бумаге. Художественный отдел создаёт сотни эскизов, прежде чем приступить к написанию кода или рендерингу полигонов. Эти эскизы рождаются в ходе ночных обсуждений с сценаристами и режиссёрами, и хаотичные идеи в итоге сводятся к одному окончательному дизайну. Когда дизайн завершён, работу берут на себя аниматоры. Они создают персонажей в 3D на компьютере. В некоторых случаях процесс начинается с лепки физической глиняной модели, её сканирования и преобразования формы в цифровой каркас. Это старый, проверенный метод в высокотехнологичной индустрии.
Моделирование статичной фигуры не представляет сложности. Это геометрия. Кресла, автомобили, камни и прочие объекты можно моделировать относительно легко. Гораздо сложнее их анимировать. Человеческий глаз очень чувствителен к неестественным движениям. Эта иллюзия мгновенно разрушается, когда персонажи ходят роботизированно или лениво моргают. Возьмём, к примеру, ходьбу. Это не просто движение ног. В неё вовлечены раскачивание бёдер, плеч, головы и рук для поддержания равновесия. Каждая часть тела должна участвовать в одном плавном движении. Если сделать это неправильно, движение будет дерганым. Если правильно — персонаж будет казаться живым.
Чтобы решить эту проблему, аниматоры относятся к персонажам как к марионеткам с внутренним скелетом. Это называется сочленённой моделью. Персонажи строятся на основе костей и суставов, которые подчиняются строгой иерархии. Представьте свой локоть как верхний сустав. Он управляет плечом, предплечьем и кистью, находящимися ниже. Когда вы двигаете локоть, остальная часть руки следует за ним автоматически. Это похоже на дёргание за ниточки марионетки. Нет необходимости вручную настраивать каждый палец или сустав. Когда вы двигаете сустав, иерархия делает всё остальное.
Такая структура делает создание ключевых кадров и интерполяцию (tweening) гораздо менее трудоёмким. Аниматоры не прорисовывают каждый кадр. Они размещают персонажей в ключевых позициях, таких как начало, пик и конец действия. Затем компьютер заполняет «промежуточные» кадры. Быстрее. Чистее. Обратная кинематика делает процесс ещё проще.
Рассмотрим простой пример. Аниматоры хотят, чтобы персонажи подняли руки. При использовании обратной кинематики они не двигают плечо, затем локоть, затем запястье. Они просто размещают кисть в нужной позиции. Программное обеспечение рассчитывает, как должны скручиваться и сгибаться рука, плечо и другие суставы, чтобы достичь этой точки. Оно обрабатывает физику. Современные инструменты анимации часто поставляются с предустановленными моделями обратной кинематики для базовых движений, таких как ходьба и сидение. Настройте параметры, и ваш персонаж будет двигаться естественно.
А затем есть захват движения (motion capture). Это также неотъемлемая часть реалистичной анимации персонажей. Актер надевает специальный костюм, оснащённый множеством датчиков. Эти трекеры размещаются на ключевых суставах, таких как колени, локти, плечи и позвоночник. Пока актер исполняет роль, компьютеры записывают каждое его движение. Эти данные можно использовать двумя способами. Во-первых, можно управлять конечностями анимационного персонажа напрямую в реальном времени. Актер фактически управляет цифровыми персонажами. Во-вторых, данные служат ориентиром. Аниматор использует сырое движение как референс и моделирует и корректирует анимацию персонажа на его основе. Это делает даже тонкие изменения в переносе веса и равновесии реалистичными.
Оба метода опираются на одну и ту же базовую логику иерархии и обратной кинематики. Независимо от того, создаёте ли вы персонажа с нуля или захватываете реальную игру актера, цель одна: заставить компьютер вести себя как человек.
Эти техники объединяются в полнометражных фильмах. Речь идёт не только о том, чтобы персонаж ходил. Речь идёт о том, чтобы позволить ему существовать в мире.
