2009年年轻的施瓦辛格（Schwarzenegger），车窗外的跑步背景，体育场的咆哮声，僵尸的奔跑人群，一片宁静的风景（甚至一片宁静的风景）为背景的中世纪城堡，一个演员扮演的双胞胎，一个肌肉发达的男人失去了肌肉，这一切类型的灾难，一遍又一遍地摧毁了饱受苦难的纽约。
这是怎么做的？ 是在现场还是在计算机上？
那是特效还是视觉效果？
它们通常令人困惑，但是电影中的计算机图形仍然是视觉效果。
今天我们将讨论它们。 在过场动画中放映了适用于该文章的电影及其文本版本。
很多图片！造型
首先关于
建模 。 为了不被喷涂，要进行雕刻，为动画和阴影做准备。
一切都很简单：向观看者展示一个现实中不存在的场景，并且建造一个凉亭是懒惰的，昂贵的，没有时间的，或者是皮克斯动画中正在发生的-您需要虚拟地构建它。
在三维图形中描述对象的最流行技术是创建
多边形网格 。 即，对象通过连接它们的边缘和面的点（顶点）来描述。 由三个点组成的任意点构成的面称为多边形。 这意味着电影中的任何计算机英雄实际上都是多面体，这些面孔简直就是很多。
电影中有几次爆炸的场面？ 我不知道，但我不确定世界上有那么多直升机。
如何拍摄这样的场景？ 您需要模拟一架三维直升机，为其绘制纹理，选择材质设置，以使表面像真实的金属一样在阳光下闪闪发光，像拍摄框架一样暴露光照，为其飞行设置动画，并使虚拟直升机与真实直升机（已拍摄其余部分）同步进行同步。
即使在这里，也没有必要进行实际拍摄。 有这样的职业-绘画背景。
席子绘画 -创造所有遥不可及的美丽之物，并且不会特别显示物体的凸度。 繁星点点的天空，蔚蓝的海岸，狂野的西部平原。
技术设计师或美术师有效地解决了这一任务，他们将绘画，照相，建模并以适合构图的形式将其退还，稍后再作修改。 要建立一个无休止扩张的诚实三维场景，当这些场景只是英雄背后的装饰品，而又不参与行动时，代价高昂，漫长而毫无意义。
建模更具活力的东西呢？
首先，用最少的零件对毛坯进行建模，然后进行详细设计； 这个过程称为雕刻。 然后轮到对模型进行纹理化和动画处理，然后可以执行重新拓扑。
拓扑是网格描述对象的方式。 多边形可以合理地塑造形状，重复主题的自然线条。
由于在雕刻阶段模型的大量复杂变形，拓扑可能会失去其原始逻辑，然后进行重新拓扑。 也就是说，它们通常以明显较少的多边形数量重新创建网格。 我不会胡闹，但是这样做是为了更加方便地施加纹理，以及在动画过程中使多边形充分变形，而不会对邻居造成不正确的影响。 使用法线贴图和位移贴图返回原始的高多边形模型的小细节，也就是说，贴图包含有关必要变形的信息。
在电影中，剧情中的计算机角色可以做一些事情，这意味着需要对其进行动画处理。
为了方便动画制作人员，他们在模型上执行所谓的
装配 。 这是模型与骨骼和关节等条件骨骼的绑定，然后可以使用便捷的控件进行移动，以使模型充分运动，通过虚拟肌肉的运动描绘情感，甚至像著名gif的蜘蛛侠一样跳舞。
但是在大型项目中，它会从内部进行设计，从而创造出一只小动物。 该生物以骨骼和肌肉为模型，并以相同的方式负责任地进行动画处理。 使肌肉在皮下滚动，展示出虚拟的力量。
显然，创作龙的艺术家必须在真实龙的圈子中花费许多时间，才能使结果看起来不错。 没有那么安全的工作=）之后，您可以使用模型，但从外观上看，它看起来像古董雕像一样统一。 都是相同的颜色，需要材质和纹理。
阴影及其重要部分是纹理化-即指示应如何绘制模型的区域以及它们应具有的光学特性-是由使用扫描的材料制成的。
纹理化也是一个多阶段的工作，在此过程中，您可以绘制模型并在Photoshop中优化扩展的纹理。
但是纹理远不是虚拟材料拥有的所有信息。 该对象可以反射其他对象，例如光泽，无光泽，半透明和折射光。 脸部的皮肤不会像脸部的眼睛那样反射光。 甚至皮肤的不同部位也可以以不同的方式起作用。
在处理图片的情况下，我们对一些夸克级别的物理现实建模不感兴趣，基本光学级别非常适合。
在现实世界中，物体的钝度或光泽度是由于其表面造成的。 如果它是完美的平面-平行的光线也将被平行反射，则该对象将看起来有光泽，并且反射将很清晰。 如果表面很粗糙，则光线会从不同方向的小的不规则点飞走，并且反射会变成眩光或完全模糊，这就是我们所说的哑光。
要在现代计算机上计算出如此细微的细微差别将太困难了。 但是获取计算机图片的技术简化并优化了所有可能的方法。 无需计算虚拟光子从非光滑的粗糙表面飞散的细节。 您可以简单地对参数进行编程，然后虚拟对象在光照下看起来会变得无光泽。 而且美术师甚至不必编程，因为这些基本功能是通过任何三维包装的界面进行配置的。
但是，即使进行了这样的简化，如何考虑到点到点皮肤可以具有不同特性的事实呢？ 仅为一个人准备数百种类似材料并不是解决方案。 但是，完全可以想象这些图-即表明哪个参数应该在哪个区域更强或更弱的纹理。
卡片可以连续显示所有内容：反射和高光，透明度和折射度，
伪体积和真实失真 ，以及更多其他用途。 我过去所说的皮肤纹理也是其中之一，即
漫反射色 。
而且，纹理可以彼此叠加，并且嵌套数量不受限制，并且彼此之间具有复杂的依赖关系。
所有这些使您可以设计模型，以便在屏幕上轻松将其与具有高质量可视化效果的真实对象混淆。 但是，关于可视化，我们必须首先谈谈最有趣的事情。
模拟
在我们的情况下，模拟是不是按照手动创建的任何场景，而是按照任何给定的规则自行开发的场景。
如果没有模拟，有些电影是不可能的。
2012年就是一个完美的例子。 特殊效果工作室《未知领域》表现出色，可以模拟工业规模的破坏。
冰雪奇缘归功于出色的积雪，而积雪必须专门为卡通制作。
像《星际穿越》中那样美丽的
巨浪不必完全模拟。 创建一个类似于波浪的简单图形并在其上浇注模拟水就足够了。
疯狂的麦克斯史诗般的
沙尘暴也需要创建许多粒子，尽管该场景中有很多东西卡住了。
例子不算在内。 有什么样的模拟？
让我们从
粒子模拟开始。 它们在需要燃烧，冒烟，倒酒，崩溃等时使用。
粒子或粒子就是虚拟空间中的此类点。 它们本身没有视觉组件，但是可以挂在上面。
当粒子以某种方式与附近的其他粒子相互作用时，它们在系统中很有用。 根据这种相互作用的规则，粒子系统的行为可以像水，火，沙子，果冻，雪以及更多的行为一样，遵循模拟中指定的力并与场景中的对象进行交互。
之后，在完成其行为的记录后，您可以悬挂几何形状和效果，以使查看者可以看到材质而不是许多点。
粒子和流体模拟是真实物质行为的简化模型，此处的主要区别在于较少的点。 但是，采用这种方法的结果是，对同一水进行高质量的仿制仍然需要大量的颗粒并随后进行抛光，其效果是通过单独的过程模拟泡沫和气泡。
火，烟，爆炸-所有这些都被很好地模仿。
完全以这种方式制造以可控方式工作的散装或粘性材料。
各种魔术效果几乎总是会产生某种由粒子专门产生的蓝色火花。
依此类推。
对象模拟是另一个大话题。 除了破坏城市之外，物理学还考虑了汽车，人群，织物的行为。 是的，任何事情，如果计算得出的定性结果比手工操作更快。
例如，在完全静态的建筑可视化中，将毯子扔到床上或用胶带绑窗帘比快速模拟要容易得多。
在典型任务中，仍然需要记住有关头发和羊毛的知识。
在主要的三维包装中，有用于制作头发的现成模块。 然而，事实证明，这种方法对于制作长发公主的头发还不够先进-在迪士尼，他们开发了自己的系统。
但是在更平凡的情况下，西吉头发由短段系统组成-带有多个可缓慢弯曲的结-且从上方悬挂着简单的几何形状。
头发模拟是一个令人头疼且耗时的过程，因为该头发可能会出现在角色上，并且角色可能会占用很多屏幕时间。 调整不良的头发会努力使彼此陷入，产生奇怪的毛刺，并且通常会导致人们渴望制作专门针对秃头人的电影。
并长时间定性地可视化它们，而没有明显的伪像。 因为尽管它很简单，但很少有地方出现一根孤独的头发。
渲染
因此，我们开始进行可视化。
我曾经在史瑞克（Srek）上玩过电脑游戏，但我仍然记得我的困惑，即游戏的图形效果比卡通游戏差得多。 您好，这是一部计算机卡通，只需从中拿出grafon进行游戏！
过了一会儿，我读了一次对《卡通汽车》创作者的采访，他们在采访中谈到了用数台计算机在农场上渲染卡通每个帧的几个小时。
因此，我发现输出电影的游戏框架和图形框架是两个不同的任务。 在第一种情况下，应该每秒多次创建最优化的图片，在第二种情况下，一帧的创建可能要花费数小时。
渲染器将三维场景转换为图片。 这个过程分别称为渲染或渲染。
渲染与材质底纹和照明紧密相关，因为它为它们提供了基础。 基本材料（可根据您的喜好进行自定义），光源，虚拟相机-所有这些都与可视化工具紧密结合。 三维程序包具有自己的标准渲染器，几乎始终允许连接第三方程序。
最著名的一堆是
3ds Max +
V-Ray 。 这是基本的架构可视化工具包。 是的，这是昨天的事，但教训的遗留下来的门槛仍然很低。 是的，在三维专家的简历中，通常需要关于马克斯的知识的一句话。
在过去的十年中，渲染器在实现照片写实方面已经走了很长一段路。 在公共领域使用它们的材料和地图可以使您迅速获得体面的结果，即使在家中进行一些预订也是如此。 例如-几乎可以无限制地制作静态图片。 好吧，从自由职业者那里进行渲染需要几个小时-我将其设置为夜间，仅此而已。 制作视频要困难得多，在这里您很可能不得不租用某种云功能。
我已经讨论过模型和材料。 还有一些重要的事情。 这是
光 。
如果它被原始光源照亮，那么看起来什么都不自然。 良好的光线在计算机资源上非常昂贵，因此游戏开发人员会尝试以多种方式对其进行仿真，只是为了获得稳定的每秒帧数。
在游戏中，平行使用点光源-模拟有条件的无限远的光源，例如太阳和周围环境-也就是说，只是在没有特定光源的情况下进行加亮，并因此产生阴影。 另外，现场游戏中没有真正的资源，这是一项非常昂贵的业务。
他们学会了长时间模仿无光源的光，在三维游戏中，长期使用的方法是将光照贴图或光照贴图烘焙到纹理中：即预先计算出黑白图，然后将其简单地绘制在场景对象上。 这种方法的缺点很明显：没有办法使动态光产生，经过涂料光源的角色不会阻挡虚拟光线，并且正确的阴影将不起作用。
但是您可以组合使用这些方法，并使用各种其他技巧，这是游戏开发人员为争夺帧频而做的事情。
但是在不需要实时渲染的图形中，光线在技术上和细节上要多得多。
上面添加了平面和三维光源，包括任何可以发光的物体，即使是简单光源的操作算法也更加诚实，可以正确地建立光线。 是的，即使在他院子里拍摄
的环境
HDR纹理也可以成为光源。
最酷的是具有多个虚拟光子反弹的
全局照明 -允许您以十几次单击和显着增加的渲染时间为代价，添加逼真的场景。
在游戏中，GO模仿更简单的阴影，但即使它们在性能上也受到了很大的影响。
场景越复杂，计算其中的光线就越困难。 材料可以反射它，并通过折射和捆绑使其穿过自身-这称为
苛性碱 。 后者也稍微延长了渲染时间，因此即使在虚拟版本中，也很难在家中制作多面钻石。
另外，必须说关于
地下光散射（SSS） 。
没有它，对人体皮肤和其他并非完全不透明的材料的模仿看起来像橡胶般的，而且是不自然的。 您可以用手遮盖光源，轻松说明这种效果。 光子在手中多次反射，使其发光。
当我们只看一个人时，这种影响并不那么明显，但是行为不同的计算机人脸并不像人一样人性化。
因此，使怪物容易一个数量级。
组成
当拍摄演员，渲染图形，绘制背景，准备镜头时，是时候将所有内容放在一起，并以其他效果恢复世界。 是的，因此结果看起来不像一组来自不同世界的图片。
合成或合成是一个复杂的多层编辑，将所有拍摄材料组合在一帧中。 图层可以自由放置在虚拟空间中，可以进行复杂的处理并相互影响。 任何带有计算机图形的框架都是合成的结果。
在渲染之前，我略过了一个要点，从原则上讲，这将使我们能够开始组合素材。
摄制演员做相机。 计算机图形学还可以看到某种可以控制的虚拟摄像机，但这与拍摄演员不同。 如何同步相机，现实和模型的运动？
如果您没有出色的相机来记录您的所有动作和转弯，但真的想让自己的终结者红眼，则必须进行跟踪。
跟踪是一种神奇的方法，它是程序在分析帧中的运动并根据这些数据使用移动摄像机建立空间时产生的。 或使用静态相机移动空间。 甚至让一切都相对移动。 通过跟踪，您可以将虚拟摄像机附加到真实照片上，这意味着将虚拟对象添加到场景是正确的。
最终的框架是由整个平面的镶嵌图（有时是位于虚拟空间中的三维对象）组成的。 在将其暴露于花园之后，但这与装置而不是视觉效果有关。
对于那些感兴趣的人-在YouTube搜索中使用“ breakdown”一词作为大片的原始名称。效果工作室总是在展示自己的作品时做出选择。软体类
这是怎么做的？凡人无法获得哪些魔术程序？显然不是在Windows Movie Maker中，在那儿我通过调整四速艾滋病吸引了广告商！在这里，我可以重复上面提到的产品。这是为了方便起见，因此所有软件都放在一个地方，如果您突然需要它，则更加方便。许多人已经从Avtodesk听到了有关3ds Max的信息。实际上，它最常用于建筑可视化。它也用于建模，在任何情况下您都可以足够快地学到所有东西，因此Max的存在已经为Max带来了很多好处，并且为它提供了很多历史教训。还从事MODO和Blender的建模。除了Max Autodesk发行的Maya外，它还便于进行装配和动画处理。雕刻主要在ZBrush中完成，但也可以在Blender，3D-Coat（也便于重新拓扑）或Mudbox中完成。动态图形是在Cinema 4D中制作的，有一段时间是在Maya中制作的，当时她有了用于过程动画的工具。但是复杂程序动画的王者是Houdini。他们在其中进行模拟。Adobe After Effects中的二维运动图形和简单的三维制作（使用简单的三维引擎在运动中的Photoshop），可以在其中进行简单的合成。在Nuke，Avid Media Composer和Fusion中进行了认真的创作。仍然有光波，但没人知道为什么需要它=）市场上的产品都是深色的，每一项任务都是自己的，通常不是一个。对于特定任务，工作室通常会开发自己的解决方案，但您在家中不需要任何东西。对于大多数日常任务或学习3D工作原理，您可以免费使用Blender并获得一些经验。有趣的细微差别：视频评论中的人写道，从Blender开始很不错，但是尝试掌握相同的Max却很困难，并且由于界面不友好而导致严重不适。没有提到Max的简历被认为不那么愿意。仅此而已，祝大家新年快乐！