Hola a todos! Somos un estudio de desarrollo de
Banzai Games . Estamos contentos de finalmente abrir nuestro blog aquí. Escribiremos sobre nuestras tecnologías, proyectos y compartiremos historias de la vida de la empresa. El primer material es una traducción de una entrevista con el fundador del estudio, Evgeny Dyabin, que dio a sus colegas de la edición 80lv. En él, habló sobre nuestro programa para crear animación basada en la física de Cascadeur y sus ventajas sobre la animación mocap.
Eugene, cuéntanos un poco sobre ti y lo que estás haciendo ahora.Soy el fundador y productor principal del estudio de desarrollo Banzai Games. Nuestra oficina está ubicada en Moscú, y el socio clave es Nekki, para el cual estamos desarrollando una serie de proyectos, incluido el juego de lucha móvil insignia
Shadow Fight 3 . Me dedico a la producción y al diseño de juegos, así como también al desarrollo de la mecánica del juego. Pero durante mucho tiempo he estado muy interesado en el tema de la animación, y es la animación la que juega un papel clave en nuestros proyectos. Con los años, junto con los animadores hemos desarrollado un enfoque especial para crear animaciones y usarlo en nuestro software. Entonces apareció Cascadeur, un programa para crear animaciones físicamente correctas sin usar captura de movimiento.
Los juegos modernos tienen animaciones muy avanzadas, pero la mayoría de ellos se crean en Maya usando fotogramas clave simples o captura de movimiento. ¿Cuáles son las limitaciones de estos enfoques y cómo pueden complicar tareas simples?Estoy de acuerdo en que la animación en los juegos de hoy es muy avanzada. Las personas que lo crean tienen una vasta experiencia. Pero no importa cuán profesional sea usted, es muy difícil crear una animación creíble de incluso un cubo que cae sobre la mesa en cuadros clave. Muchos seguramente notarán que la animación fue hecha a mano y es diferente de cómo caería el cubo en la vida real. Por lo tanto, el principal problema de la animación cuadro por cuadro es que es difícil lograr un resultado físicamente correcto.
Por otro lado, el mocap parece realista, pero tiene limitaciones debido a los actores y especialistas. Por lo tanto, solo en los juegos no es suficiente. Necesita más control sobre la animación: tiempos precisos, parámetros de movimiento, por ejemplo, altura y rango del salto. Puede ser difícil lograr todo esto de un actor, y muchos movimientos para una persona no son posibles en absoluto, o solo unos pocos pueden hacerlos.
Por ejemplo, encontrarás un artista marcial y darás una patada en un salto. Pero cuando adaptas la animación a los requisitos del diseño del juego o si quieres que el golpe sea aún más poderoso, lo más probable es que viole las leyes de la física, y el movimiento dejará de ser creíble.
Y esto sin mencionar el hecho de que los juegos están llenos de monstruos, cuyos movimientos no son tan fáciles de eliminar de una persona.
¿Cómo resuelve Cascadeur estos problemas? ¿Cómo aplicaste los 12 principios de Disney para crear este programa?
Lo primero que agregamos al proceso de animación es el esqueleto físico. Está conectado a la plataforma del personaje, y cuando creas una animación, también animas el movimiento de los sólidos. Y nuestras herramientas, que tienen información sobre ellas, las analizan y le muestran las características físicas de una pose o movimiento.
Además, tenemos herramientas para editar las características físicas de la animación. Por ejemplo, cuando un personaje hace un volteo hacia atrás, el momento angular en el salto debe permanecer sin cambios. Si no tiene esto en cuenta, el salto mortal no parece realista. Y nuestro programa intenta encontrar una opción de rotación que mantenga el momento angular sin cambios.
Para buscar tales soluciones, se realizan muchos cálculos físicos dentro del programa. Este enfoque le permite crear toda la animación en el propio programa, y el resultado es físicamente correcto.
En cuanto a los 12 principios de Disney: si te fijas bien, casi todos tienen en cuenta la física. Pero cuando el animador lo imita sin acceso a modelos precisos, se ve obligado a exagerar, exagerar las leyes de la física. Por lo tanto, obtenemos una animación expresiva, pero de dibujos animados. Sorprendentemente, si observa estrictamente las leyes de la física, muchos de los principios de Disney son simplemente una consecuencia de la inercia. Pero la principal diferencia es que con una simulación física precisa podemos evitar el efecto de dibujos animados.
En el Animation Bootcamp en San Francisco, dijiste que muchas animaciones realistas, como el cabello, los tejidos y los músculos, son solo una simulación. Entonces, ¿por qué seguimos utilizando fotogramas clave no solo en dibujos animados, sino también en grandes proyectos AAA? Aquí el desarrollador creó la animación, pero se ve obligado a editarla adicionalmente manualmente. Por quéPor lo general, la simulación se usa solo para el movimiento "secundario". Es decir, tienes algún tipo de animación básica del personaje, y quieres saber cómo interactuará su cabello y su ropa con ella. Al mismo tiempo, la animación secundaria no afecta a la principal. Pero la animación del cuerpo del personaje depende de todas sus partes. Si agitas tu mano en la vida real, afectará la rotación de todo el cuerpo. Por eso es tan difícil editar la animación de mocap sin violar su realismo. Y casi siempre es necesario realizar cambios en dicha animación. Incluso en las últimas etapas de producción, a menudo surgen algunos requisitos e ideas nuevos.
Además, a veces en los juegos necesitas movimientos que no puedes lograr con la ayuda de mocap. Por ejemplo, necesitas un personaje para saltar más alto de lo fisiológicamente posible. O tienes un juego de lucha (como nuestro Shadow Fight 3), donde todos los movimientos, incluidos los saltos, suceden muy rápidamente, porque es importante para el juego. Solo aquí, el salto bajo la gravedad de la Tierra siempre será bastante lento. Entonces, necesitarás una mayor gravedad, que utilizamos para todos los saltos en Shadow Fight 3.
En general, el principal problema de la animación de personajes es el control del animador sobre el resultado. Incluso si alguna vez creamos una red neuronal que pueda crear y simular los movimientos del personaje, la pregunta sigue siendo: ¿cómo transmitir a la red neuronal qué tipo de movimiento debería crear? ¿Cómo explicarle exactamente lo que queremos?
Por lo tanto, se necesita un enfoque combinado: el animador debe tener herramientas de edición de animación, y la inteligencia artificial debe ayudarlo a lograr un resultado realista y de alta calidad. Ahora Cascadeur solo nos ayuda con la física, pero no nos detendremos allí.
¿Cuál es el problema de simular personajes humanos bípedos? ¿Qué los hace tan difíciles de trabajar y cómo evitar el efecto de "valle siniestro" con Cascadeur?Un personaje de dos patas, en promedio, tiene menos puntos de apoyo en cada momento, lo que significa que debe prestar más atención para mantener el equilibrio. Para que todo esto parezca realista, debe tener en cuenta la física.
Es muy difícil engañar al ojo humano al crear una animación. Si infringe las leyes de la física al animar incluso las cosas más simples, una persona lo notará. El modelado físico de objetos simples no es difícil, pero todo el personaje es una tarea mucho más compleja. Y es por eso que el mocap es tan importante: una persona cuyos trucos se registran utilizando esta tecnología los realiza de acuerdo con las leyes de la física. No puede hacer lo contrario. Es cierto que esto funciona bien principalmente con personajes humanoides.
Por lo tanto, si queremos evitar el efecto de "valle siniestro" y hacer que el espectador crea lo que está sucediendo, el movimiento no solo debe ser hermoso, sino también tener en cuenta las leyes de la física. Los animadores hacen un excelente trabajo al posar poses y la belleza del movimiento, pero tener en cuenta la física es casi imposible. Cascadeur puede ayudar con esto.
El trabajo de Cascadeur es como una especie de magia. ¿Podría hablar sobre cómo funciona y cómo lo usa cuando desarrolla juegos?Volviendo a la tecnología, lo que tenemos ahora, definitivamente no llamaría magia. Me sorprende que las herramientas que ves en Cascadeur no estén incluidas por defecto en la mayoría de los paquetes 3D diseñados para trabajar con animación.
Nuestra tubería se ve así. El animador crea un boceto de la animación: poses clave e interpolación. Ya en el proceso de trabajar en un borrador, puede ver el centro de masa y su trayectoria. El animador puede marcar los puntos de apoyo del personaje, hacer que la trayectoria del centro de masa sea físicamente correcta y rotar correctamente todo el personaje con nuestras herramientas. Nuestros algoritmos intentan preservar las poses de los personajes que están en el borrador, pero para obtener el resultado deseado, solo necesita editar algo en el proceso y observar cómo esto afecta a la animación en su conjunto. Lo más importante es que el animador puede modificar la animación tanto como lo necesite, mientras mantiene la corrección física.
Será mágico si podemos automatizar estas herramientas, y le ofrecerán al animador un resultado físicamente correcto sin ningún esfuerzo de su parte. Pero por ahora, son exactamente esas herramientas las que aún necesitan ser dominadas.
¿Cómo va la simulación? ¿Tienes alguna base de movimiento? ¿Modela toda la física del movimiento corporal? Por ejemplo, le das a cada parte del cuerpo ciertas propiedades físicas, impulso y vector, ¿luego ves qué sucede?El animador primero hace un borrador. En él, tenemos las poses de los personajes en cada cuadro: clave e interpolado. Si hacemos una simulación directa de estas poses, veremos cómo se moverá el personaje cuando tenga en cuenta precisamente esos movimientos de las partes del cuerpo entre sí. Lo más probable es que esto conduzca al hecho de que el personaje simplemente se cae, lo que el animador no querría. Por lo tanto, venimos del otro lado.
Por ejemplo, si un personaje salta, entonces sabemos desde qué posición comienza el salto y en qué finaliza. El animador puede marcar cuadros intermedios que son importantes para él. Además, el algoritmo cambia y gira el carácter en cada cuadro para que su centro de masa se mueva a lo largo de la curva balística, y se conserve el momento angular. Al mismo tiempo, el algoritmo intenta guardar cada pose y hacer que la animación se acerque lo más posible al borrador original. Cuando hay puntos de apoyo, la tarea se vuelve más difícil, pero la esencia es la misma.
El animador puede cambiar la animación y ver cómo esto afecta el resultado. Cuanto más nos acercamos al resultado deseado, los cambios menos serios que hacemos a la física. Puedes moler y mejorar la animación tanto como quieras.
Hablemos sobre el desarrollo posterior de su sistema intelectual. ¿Tienes una red neuronal que estudia todos tus movimientos?Una característica de nuestro enfoque es que queremos darle al animador control total sobre el resultado. Independientemente de lo que haga nuestro sistema inteligente, estas son solo correcciones y sugerencias para mejorar la animación que ya se ha creado. Ahora es solo física. Pero también estamos explorando cómo el animador puede ayudar con las poses y trayectorias de las partes del cuerpo. Está en nuestro poder entrenar una red neuronal para distinguir una pose natural de una curva y una no natural.
Llamamos a este concepto el "fantasma verde". En nuestros sueños, se ve así: el animador pone poses clave, y la inteligencia artificial misma comprende dónde está el punto de apoyo, dónde comienzan y terminan los saltos, y cuál es su altura. Este sistema puede ofrecer no solo la física correcta, sino también posturas y trayectorias naturales para cada parte del cuerpo. El animador observa esto en forma de un fantasma verde que se mueve en paralelo con el borrador de la animación.
Una situación es posible cuando ya en las primeras etapas de la creación de una animación verá un resultado que le convenga en el Fantasma y lo copie a usted mismo. Pero si esto no es lo que necesita, puede continuar trabajando, agregar más llaves, cambiar la pose, y el Fantasma tendrá todo esto en cuenta. Y en cualquier momento puede copiar esas poses y fragmentos que desee. Por lo tanto, el hombre y la IA trabajan juntos, avanzando uno hacia el otro.
Este enfoque puede ahorrar mucho tiempo, porque el concepto de movimiento a menudo es claro ya en unos pocos cuadros. El 90% del tiempo del animador no se dedica a la creatividad, sino al pulido rutinario del resultado final.
¿Cómo planea distribuir Cascadeur?Todavía no estamos listos para hablar sobre distribución, porque nuestro programa aún no se ha lanzado oficialmente; no se puede comprar. Pero lanzamos la prueba beta cerrada. Puede familiarizarse personalmente con el programa; para ello, debe enviar una solicitud en el sitio
cascadeur.com , y le enviaremos un enlace de descarga dentro de 2 semanas.
El aparejo actualmente no está incluido en la compilación, ya que nuestras herramientas no están listas para uso público. Pero si desea utilizar Cascadeur en el desarrollo de su proyecto ahora, estamos abiertos al diálogo. Y si desea probar Cascadeur en su propio modelo, estamos listos para hacer un equipo personal para usted. Las instrucciones estarán en la carta de invitación de la prueba beta.
Por el momento, admitimos la exportación .fbx, lo que permite trabajar con Unity e Unreal. En el futuro, esperamos agregar soporte para más motores de juegos. También vale la pena agregar que, aunque estamos enfocados principalmente en animaciones de acción, tenemos el objetivo de cubrir todo el conjunto de herramientas de animación necesarias para que pueda crear animaciones de cualquier complejidad desde cero.
Un proyecto Cascadeur requiere un desarrollador C ++. Lea más sobre la vacante aquí .
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