Infographie dans le film (vidéo et article)

Le jeune Schwarzenegger en 2009, un fond de course à l'extérieur d'une fenêtre de voiture, des tribunes rugissantes d'un stade, une foule de zombies, un château médiéval sur fond de paysage paisible (ou même de paysage paisible), des jumeaux joués par un acteur, un homme musclé qui a perdu ses muscles, et c'est tout types de catastrophes, détruisant encore et encore le New York qui souffre depuis longtemps.

Comment tout cela se fait-il? Sur place ou sur ordinateur?
Autrement dit, des effets spéciaux ou des effets visuels?
Ils sont souvent confus, mais les images de synthèse dans les films sont toujours des effets visuels.

Nous en parlerons aujourd'hui. Sous la cinématique se trouve le film et sa version texte, adaptés à l'article. Beaucoup de photos!

Modélisation

Tout d'abord sur la modélisation . Et pour ne pas être vaporisé, sur la sculpture, la préparation à l'animation et l'ombrage.

Tout est simple: pour montrer au spectateur une scène qui n'existe pas dans la réalité, et pour construire un pavillon est paresseux, cher, ou il n'y a pas de temps, ou cela se produit dans le dessin animé Pixar - vous devez le construire virtuellement.



La technologie la plus populaire pour décrire des objets dans des graphiques en trois dimensions est la création d'un maillage polygonal . Autrement dit, l'objet est décrit par des points (sommets) reliant leurs bords et leurs faces. Les faces formées par un nombre quelconque de points à partir de trois sont appelées polygones. Cela signifie que tout héros informatique du film est en fait un polyèdre, il y a simplement beaucoup de ces visages.



Combien de fois dans le film était la scène avec un hélicoptère qui explose? Je ne sais pas, mais je ne suis pas sûr qu'il y ait autant d'hélicoptères dans le monde.

Comment tourner une telle scène? Vous devez simuler un hélicoptère tridimensionnel, dessiner une texture pour celui-ci, sélectionner les paramètres du matériau de sorte que la surface brille au soleil comme du vrai métal, exposer l'éclairage comme dans un cadre de prise de vue, animer son vol et synchroniser la caméra virtuelle photographiant l'hélicoptère avec la vraie, qui a déjà pris le reste.

Et même ici, une vraie prise de vue n'est pas nécessaire. Il y a une telle profession - des antécédents à dessiner.
Mat-painting - la création de toute cette beauté qui est loin et ne démontre pas particulièrement la convexité des objets. Ciel étoilé, rivages azur, plaines du Far West.

Cette tâche est effectivement résolue par un concepteur technique ou un artiste qui dessinera quelque chose, photographiera quelque chose, modélisera quelque chose et le restituera sous une forme adaptée à la composition, dont un peu plus tard. Construire une scène tridimensionnelle honnête d'étendues sans fin, quand elles sont simplement décorées dans le dos des héros et ne participent pas à l'action, coûteuses, longues et inutiles.



Qu'en est-il de la modélisation de quelque chose de plus dynamique?

D'abord, un flan est modélisé avec un minimum de pièces, puis il est élaboré en détail; ce processus est appelé sculpture. Vient ensuite le tour de texturer et d'animer le modèle, avant de pouvoir effectuer une rétopologie.

Une topologie est la façon dont un maillage décrit un objet. Les polygones peuvent logiquement façonner la forme, répétant les lignes naturelles du sujet.



En raison de l'abondance de distorsions complexes du modèle au stade de la sculpture, la topologie peut perdre sa logique d'origine puis une rétopologie est effectuée. Autrement dit, ils recréent la grille, en règle générale avec un nombre de polygones nettement plus petit. Je n'irai pas dans la nature, mais cela est fait pour rendre plus pratique l'imposition d'une texture, ainsi que pour une distorsion adéquate des polygones pendant l'animation, sans effets incorrects sur les voisins. Et les petits détails du modèle high-poly original sont retournés en utilisant des cartes normales et de déplacement - c'est-à-dire des textures qui contiennent des informations sur les distorsions nécessaires.

Dans le film, les personnages informatiques de l'intrigue peuvent faire quelque chose, ce qui signifie qu'ils doivent être animés.

Pour la commodité des animateurs, ils effectuent ce que l'on appelle le gréement sur le modèle. Il s'agit de la liaison du modèle à un squelette conditionnel avec des os et quelque chose comme des articulations qui peuvent ensuite être déplacés à l'aide de commandes pratiques afin que le modèle se déplace correctement, représente des émotions avec le mouvement des muscles virtuels, et même dansé comme un araignée du célèbre gif.


Mais dans les grands projets, créant un petit animal, il est élaboré de l'intérieur. La créature est modelée avec le squelette et les muscles, et est animée de manière responsable de la même manière. Alors que les muscles roulent sous la peau, démontrant des efforts virtuels.

De toute évidence, l'artiste qui crée le dragon doit passer de nombreuses heures dans le cercle de vrais dragons pour que le résultat soit décent. Travail pas si sûr =)

Après cela, vous pouvez travailler avec le modèle, mais à l'extérieur, il semble uniforme, comme une statue antique. Il est de la même couleur et a besoin de matériaux et de textures.

L'ombrage et sa partie importante sont la texturation - c'est-à-dire une indication de la façon dont les zones du modèle doivent être peintes et quelles propriétés optiques elles devraient avoir - sont créées par des matériaux utilisant des numérisations.
La texturation est également un travail en plusieurs étapes, au cours duquel vous pouvez dessiner sur le modèle et, dans Photoshop, affiner la texture développée.
Mais la texture est loin de toutes les informations que possède le matériel virtuel. L'objet peut refléter d'autres objets, être brillant, mat, translucide et réfractant la lumière. La peau du visage ne réfléchit pas la lumière comme les yeux de ce visage. Et même différentes parties de la peau peuvent fonctionner de différentes manières.



Dans le cas du travail avec une image, nous ne sommes pas intéressés par la modélisation de la réalité physique au niveau de certains quarks, le niveau d'optique de base est tout à fait adapté.

Dans le monde réel, la matité ou la brillance d'un objet est due à sa surface. S'il est parfaitement plat - des rayons de lumière parallèles seront également réfléchis en parallèle, l'objet aura un aspect brillant et les reflets seront clairs. Si la surface est rugueuse, les rayons s'éloigneront de petites irrégularités dans différentes directions et la réflexion se transformera en un éblouissement ou complètement flou sur la surface, que nous appellerons mat.

Il serait trop difficile de calculer même de telles nuances de haut niveau sur les ordinateurs modernes. Mais les technologies d'obtention d'images informatiques simplifient et optimisent tout ce qui est possible. Pas besoin de calculer des détails tels que les photons virtuels se séparent, comme à partir d'une surface mate non lisse. Vous pouvez simplement programmer les paramètres, après quoi l'objet virtuel sera mat à la lumière. Et l'artiste n'a même pas à programmer, car ces fonctions de base sont configurées via l'interface de n'importe quel package tridimensionnel.

Mais, même avec une telle simplification, comment prendre en compte le fait que la peau peut avoir des propriétés différentes d'un point à l'autre? Préparer des centaines de documents similaires pour une seule personne n'est pas une solution. Mais les cartes - c'est-à-dire les textures qui disent dans quels domaines quel paramètre devrait fonctionner plus ou moins fort - sont complètement imaginées.


Les cartes peuvent être pour tout dans une rangée: pour les reflets et les reflets, la transparence et le degré de réfraction, le pseudo-volume et la vraie distorsion , et bien plus encore pour quoi. Ce que j'appelais la texture de la peau est également l'une des cartes, à savoir la couleur diffuse .
Et les textures peuvent également être superposées les unes aux autres avec un nombre illimité de niveaux d'imbrication et avec la tâche d'une dépendance complexe les unes des autres.
Tout cela vous permet de concevoir le modèle de sorte qu'il soit facile de le confondre à l'écran avec un objet réel avec une visualisation de haute qualité. Mais à propos de la visualisation, nous devons d'abord parler des plus drôles.

Des simulations

Dans notre cas, les simulations sont des scènes qui ne sont pas créées à la main image par image, mais se développent elles-mêmes, en suivant des règles données.


Certains films sont impossibles sans simulations.
2012 en est un parfait exemple. Le studio d'effets spéciaux Uncharted Territory a fonctionné à merveille, simulant la destruction en quantités industrielles.
Frozen doit beaucoup de charme à l'excellente neige, qui a dû être développée spécifiquement pour le dessin animé.

Une belle vague énorme comme dans Interstellar n'a pas besoin d'être entièrement simulée. Il suffit de créer une figure simple, semblable à une vague, et de simuler de l'eau qui s'y déverse.

L'épique tempête de sable et de tonnerre à Mad Max a également nécessité la création de beaucoup de particules, même si beaucoup de choses étaient coincées dans cette scène.

Les exemples ne peuvent pas être comptés. Quel genre de simulations existe-t-il?

Commençons par les simulations de particules . Ils sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de brûler, de fumer, de verser, de s'effriter, etc.


Les particules ou particules sont de tels points dans l'espace virtuel. Par eux-mêmes, ils n'ont pas de composant visuel, mais ils peuvent être accrochés par-dessus.

Les particules sont utiles dans les systèmes lorsqu'elles interagissent d'une manière ou d'une autre avec d'autres particules à proximité. En fonction des règles de cette interaction, un système de particules peut se comporter comme de l'eau, du feu, du sable, de la gelée, de la neige et bien d'autres encore, obéissant aux forces spécifiées dans la simulation et interagissant avec les objets de la scène.

Après cela, sur l'enregistrement fini de leur comportement, vous pouvez accrocher la géométrie et les effets qui feront voir au spectateur le matériau au lieu de nombreux points.

Les simulations de particules et de fluides sont un modèle simplifié du comportement de substances réelles, la principale différence est ici en moins de points. Mais, en conséquence de cette approche, l'imitation de haute qualité de la même eau nécessite toujours un grand nombre de particules et un polissage ultérieur avec des effets qui simulent la mousse et les bulles par des processus séparés.

Feu, fumée, explosions - tous sont bien imités.
Les matériaux en vrac ou visqueux qui se comportent de manière contrôlée sont fabriqués exactement de cette manière.
Une variété d'effets magiques ont presque toujours une sorte d'étincelles bleues fabriquées spécifiquement par des particules.
Et ainsi de suite.

Les simulations d'objets sont un autre grand sujet. En plus de la destruction des villes, la physique considère le comportement des voitures, des foules, des tissus. Oui, n'importe quoi, si le calcul donne un résultat qualitatif plus rapide que le travail manuel.

Par exemple, dans une visualisation architecturale complètement statique, jeter une couverture sur un lit ou attacher des rideaux avec du ruban adhésif est plus facile qu'une simple simulation rapide.

Parmi les tâches typiques, il faut encore se souvenir des cheveux et de la laine.



Dans les principaux emballages tridimensionnels, il existe des modules prêts à l'emploi pour créer des cheveux. Ce qui, cependant, s'est avéré insuffisamment avancé pour créer des cheveux Raiponce - et à Disney, ils ont développé leur propre système.

Mais dans des cas plus banals, les cheveux siji se composent d'un système de segments courts - avec plusieurs nœuds pour la capacité de se plier en douceur - et d'une géométrie simple suspendue par le haut.
La simulation de cheveux est un processus de maux de tête et prend du temps, car ces cheveux peuvent être sur le personnage et le personnage peut avoir beaucoup de temps d'écran. Les cheveux mal réglés s'efforceront de tomber les uns dans les autres, de générer d'étranges défauts et de provoquer généralement un désir de faire des films exclusivement sur des personnes chauves.

Et pour les visualiser qualitativement, sans artefacts perceptibles - pendant longtemps. Parce que, malgré sa simplicité, un cheveu solitaire apparaît à quelques endroits.

Rendu

Nous sommes donc arrivés à la visualisation.

J'avais l'habitude de jouer à un jeu informatique sur Shrek, et je me souviens encore de ma confusion que le jeu avait des graphismes bien pires que dans le dessin animé. Bonjour, c'est un dessin animé sur ordinateur, il suffit d'en prendre le grafon et de faire un jeu!


Un peu plus tard, j'ai lu une interview avec les créateurs du dessin animé Cars, où, entre autres, ils ont parlé de plusieurs heures de rendu de chaque image du dessin animé dans une ferme à partir de nombreux ordinateurs.

J'ai donc découvert que la sortie d'un cadre de jeu et la sortie d'un cadre graphique pour un film sont deux tâches différentes. Dans le premier cas, l'image la plus optimisée doit être créée plusieurs fois par seconde, dans le second, la création d'une image peut prendre des heures.

Une scène en trois dimensions est convertie en image par un moteur de rendu. Et le processus est appelé, respectivement, rendu ou simplement rendu.

Le rendu est très étroitement associé à l'ombrage et à l'éclairage des matériaux, car il leur donne sa fondation. Matériaux de base, personnalisables à votre guise, sources de lumière, caméras virtuelles - tout cela fonctionne en étroite collaboration avec le visualiseur. Les packages tridimensionnels ont leurs propres moteurs de rendu standard et permettent presque toujours de connecter des logiciels tiers.

Le groupe le plus célèbre est 3ds Max + V-Ray . Il s'agit du kit de visualisation d'architecture de base. Oui, c'est un tas d'hier, mais l'héritage des leçons reste une barre d'entrée assez basse. Oui, et dans le curriculum vitae d'un tridimensionniste, une ligne sur les connaissances de Max est généralement requise.

Au cours des dix dernières années, les rendus ont parcouru un long chemin vers le photoréalisme. Les matériaux et les cartes dans le domaine public vous permettent d'obtenir rapidement un résultat décent, même à la maison avec quelques réserves. Par exemple - des images statiques peuvent être faites sans presque aucune restriction. Eh bien, il faudra quelques heures pour rendre le pigiste - je l'ai mis pour la nuit, et c'est tout. Il est beaucoup plus difficile de faire une vidéo, ici vous devrez probablement louer une sorte de puissance cloud.


J'ai déjà parlé de modèles et de matériaux. Il y a encore quelque chose d'important. Telle est la lumière .
Rien n'aura l'air naturel s'il est éclairé par des sources lumineuses primitives. Une bonne lumière coûte très cher sur les ressources informatiques, donc les développeurs de jeux essaient de la simuler de différentes manières, juste pour obtenir un nombre stable d'images par seconde.

Dans les jeux, des sources lumineuses ponctuelles sont utilisées, parallèles - pour simuler des sources conditionnellement infiniment éloignées comme le Soleil et la température ambiante - c'est-à-dire juste un rétro-éclairage sans source spécifique et, par conséquent, des ombres. De plus, il y a peu de vraies sources dans les jeux sur la scène, c'est une entreprise très chère.

Ils ont appris à imiter la lumière sans sources pendant longtemps, et dans le cas des jeux en trois dimensions, les méthodes de travail pendant longtemps étaient des cartes lumineuses ou des cartes lumineuses cuites dans des textures: c'est-à-dire qu'un dessin en noir et blanc était calculé à l'avance, puis il était simplement dessiné sur les objets de la scène. Le inconvénient de cette approche est évident: il n'y a aucun moyen de créer une lumière dynamique, un personnage passant devant une source de lumière peinte ne bloquera pas les rayons virtuels et l'ombre correcte ne fonctionnera pas.

Mais vous pouvez combiner les méthodes et utiliser diverses autres astuces, ce que font les développeurs de jeux, en luttant pour les fréquences d'images.

Mais dans un graphique où le rendu en temps réel n'est pas requis, la lumière est imitée beaucoup plus technologiquement et en détail.

Des sources lumineuses plates et tridimensionnelles sont ajoutées à ce qui précède, y compris tout objet pouvant être rendu lumineux, et les algorithmes de fonctionnement de sources même simples sont plus honnêtes et construisent correctement les rayons. Oui, même la texture HDR de l' environnement, prise dans sa cour, peut être une source de lumière.

Et le plus cool est l'éclairage global avec plusieurs rebonds de photons virtuels - vous permettant d'ajouter de manière critique une scène réaliste au prix d'une douzaine de clics et d'une augmentation significative du temps de rendu.


Dans les jeux, GO imite un ombrage plus simple, mais même ils frappent fort en termes de performances.

Plus la scène est complexe, plus il est difficile de calculer la lumière qu'elle contient. Les matériaux peuvent le refléter, le passer à travers lui-même avec la réfraction et le regroupement - c'est ce qu'on appelle caustique . Ce dernier allonge également légèrement le temps de rendu, il est donc difficile de faire des diamants facettés à la maison, même dans la version virtuelle.


Séparément, il faut parler de la diffusion de la lumière souterraine (SSS) .


Sans cela, l'imitation de la peau humaine et d'autres matériaux pas complètement opaques semble caoutchouteuse et non naturelle. Vous pouvez facilement illustrer cet effet en couvrant la source de lumière avec votre main. Les photons, reflétés plusieurs fois dans la main, la font briller.

Lorsque nous regardons simplement une personne, cet effet n'est pas si visible, mais un visage d'ordinateur qui se comporte différemment n'est pas très humain comme un humain.
Par conséquent, rendre un monstre d'un ordre de grandeur plus facile.

La composition

Lorsque les acteurs ont été tournés, les graphiques ont été rendus, les arrière-plans ont été dessinés, les séquences ont été préparées, il est temps de tout assembler et de faire revivre le monde avec des effets supplémentaires. Oui, pour que le résultat ne ressemble pas à un ensemble d'images de différents mondes.

Le compositing ou composite est un montage multicouche complexe, combinant tout le matériel de prise de vue dans une image. Les couches peuvent être librement situées dans un espace virtuel, subir un traitement complexe et agir les unes sur les autres. Tout cadre avec infographie est le résultat d'un composite.


Avant le rendu, j'ai sauté un point important qui nous permettra, en principe, de commencer à combiner des images.

Les acteurs de tournage font la caméra. L'infographie voit également une sorte de caméra virtuelle, qui peut être contrôlée, mais ce n'est pas la même chose qui a tiré sur les acteurs. Comment synchroniser le mouvement des caméras, de la réalité et des modèles?

Si vous n'avez pas de caméra cool qui enregistre tous vos mouvements et virages, mais que vous voulez vraiment vous attacher l'œil rouge d'un terminateur, vous devez suivre.
Le suivi est tellement magique qu'il naît lorsqu'un programme analyse le mouvement dans un cadre et crée un espace avec une caméra en mouvement basée sur ces données. Ou déplacer l'espace avec une caméra statique. Ou même laissez tout bouger les uns par rapport aux autres. Le suivi vous permet d'attacher une caméra virtuelle à des photos réelles, ce qui signifie qu'il est correct d'ajouter un objet virtuel à la scène.

Le cadre final est créé à partir d'une mosaïque entière de couches plates et parfois d'objets tridimensionnels situés dans l'espace virtuel. Après, il est exposé à un jardin fleuri, mais cela est plus lié à l'installation qu'aux effets visuels.

Pour ceux qui sont intéressés - lancez dans la recherche de YouTube le nom d'origine de tout blockbuster avec le mot "panne". Les studios d'effets effectuent toujours des sélections avec une démonstration de leur travail.

Logiciels

Qu'est-ce que tout cela fait? Dans quels programmes magiques inaccessibles aux simples mortels? Évidemment pas dans Windows Movie Maker, où je rivalisais de publicités avec le réglage de Four Speed ​​AIDS!

Ici, je peux répéter les produits que j'ai mentionnés ci-dessus. C'est pour plus de commodité, afin que tous les logiciels soient au même endroit et plus faciles à trouver si vous en avez soudainement besoin.

Beaucoup ont entendu parler d'Avtodesk sur 3ds Max. En pratique, il est le plus souvent utilisé pour les visualisations architecturales. Il est également utilisé pour la modélisation, car pour Max l'histoire de son existence a fait tellement de leçons et de plugins pour toute occasion que vous pouvez tout apprendre assez rapidement. Egalement engagé dans la modélisation dans MODO et Blender.

En plus de Max Autodesk publie Maya, ce qui est pratique pour faire du rigging et de l'animation.
La sculpture se fait principalement dans ZBrush, mais peut également se faire dans Blender, 3D-Coat (qui est également pratique pour la rétopologie) ou Mudbox.

Les animations sont réalisées dans Cinema 4D et pendant un certain temps dans Maya, quand elle a obtenu des outils d'animation procédurale.

Mais le roi de l'animation procédurale complexe est Houdini. Ils y font des simulations.
Graphiques animés bidimensionnels et création tridimensionnelle simple dans After Effects d'Adobe (une sorte de Photoshop en mouvement avec un moteur tridimensionnel simple), dans lequel vous pouvez créer une composition simple.

Une composition sérieuse est faite dans Nuke, Avid Media Composer et Fusion.
Il y a toujours Lightwave, mais personne ne sait pourquoi il est nécessaire =)



Les produits sur le marché sont sombres, pour chaque tâche qui leur est propre et souvent pas une. Pour des tâches spécifiques, les studios développent souvent leurs propres solutions, mais vous n'aurez besoin de RIEN à la maison. Et pour la plupart des tâches quotidiennes ou pour apprendre les mécanismes du travail en 3D, vous pouvez prendre un mélangeur gratuit et acquérir de l'expérience. Nuance

amusante : les personnes dans les commentaires de la vidéo ont écrit qu'il était agréable de commencer avec Blender, mais essayer de maîtriser le même Max est difficile et est associé à un inconfort important en raison de l'interface hostile. Un curriculum vitae sans mentionner Max est considéré comme beaucoup moins disposé.

C'est tout, bonne année à tous!