CGI: технологія, яка зробила прорив у кінематографі

Розвиток кінематографу складно переоцінити. Творці фільмів неабияк прокачали свої скіли за останні сто років. Зараз неможливо уявити кінокартину, де режисери та монтажери обмежаться реальними кадрами без краплі графіки. Особливо це стосується фільмів та серіалів у стилі фентезі. Ба більше, якщо вам здається, що картинка виглядає натурально і ви впевнені на всі сто, що графічний дизайнер не доклав до неї своєї руки, то знайте, що ймовірно це не так.

Досягнути такого ефекту сучасним кіношникам допомагає технологія CGI.

Що таке CGI?

На перший погляд, цей термін видається надзвичайно складним. Втім, насправді це звична нам 3d графіка (але також вона експлуатується в 2d). Якщо дослівно розшифрувати термін CGI, то це — Computer Generated Imagery. Фактично, це зображення, або відео, створене завдяки тривимірній комп’ютерній графіці. Насправді, сфер використання CGI є чимало, і вони не обмежуються лише кінематографом. До прикладу, генерування графічних зображень активно застосовуються в рекламі, інженерії, розробці комп’ютерних ігор, дизайні, медицині, науці тощо.

Тепер поговоримо про те, що саме можна віднести до продуктів CGI, адже погодьтесь, що згенероване зображення звучить занадто абстрактно. Отож, ось основні характеристики цієї техніки:

1. Тривимірність (3D Modeling): CGI дозволяє створювати тривимірні об’єкти та сцени, що робить можливим реалістичне відображення об’єктів у просторі.
2. Реалістичність (Realism): Графічні об’єкти, створені за допомогою CGI, можуть бути надзвичайно реалістичними, з різними текстурами, освітленням та деталями. В цьому пункті варто зробити акцент на тому, що зображення CGI поділяють фотореалістичні та нефотореалістичні. Тут мова йде про те, що перший тип складно відрізнити від звичайного фото. Натомість другий тип — це звична для нас 3d-анімація, яку здебільшого використовують в мультфільмах. Власне у цьому випадку, одразу видно, що перед нами продукт роботи графічних дизайнерів.
3. Анімація (Animation): CGI використовується для створення рухомих об’єктів та анімацій, що включають в себе реалістичні рухи та ефекти. Це означає, що графічні дизайнери можуть створювати не лише статику.
4. Ефекти та Спеціальні Візуальні Ефекти (VFX): CGI дозволяє додавати до фільмів та відеоігор різноманітні спеціальні візуальні ефекти, такі як вибухи, вогні, магічні закляття тощо.

Тепер, коли поняття CGI повністю розтлумачене, стає зрозуміло, що ним ми стикаємось ледь не щоразу, як переглядаємо фільм або серіал (звичайно, якщо говорити в контексті кінематографа).

Без історії CGI — нікуди

CGI бере свій початок ще з 1950-х років. Так-так, вам не почулося! Саме тоді Джон Вітні створив першу у світі комп’ютерну анімацію. На перший погляд, нічого особливого, звичайні спіральки. Втім, задумайтесь, а чи змогли би ви зробити такі спіральки самотужки? А у 1958 році? Після таких роздумів зрозуміло, що ця анімація стала справжнім проривом для багатьох галузей, де сьогодні використовуються технології CGI.

Тепер проскочимо через декілька етапів одразу до фільму, у якому вперше поєднали комп’ютерну графіку з акторами в одному кадрі. Мова йде про кіно під назвою Край “Дикий Захід”. Одразу зачіпає не лише використані у фільмі CGI технології, але й сам сюжет, оскільки він розповідає про андроїдів у парку розваг, які вийшли з ладу і почали вбивати людей. Режисер Майкл Крайтон вдався до цікавого прийому: він намагався відтворити світ очима андроїда (саме тут було використано комп’ютерну графіку). На зображенні нижче ви можете побачити, наскільки йому це вдалося.

Після цього фільму використання елементів, створених за участі CGI, стали більш поширеним явищем в кінематографі. Компанія Дісней зробила величезний крок вперед у сфері монтажу фільмів і допоміг їй у цьому мультфільм “Історія іграшок”. Він став першим у світі повнометражним анімаційним продуктом, знятим виключно за допомогою CGI-анімації.

Певна річ, якщо оцінювати графіку цього мультфільму надивленим оком сучасної людини, то очевидно, що деякі елементи виглядають криво та неохайно. Однак попри ці нюанси, “Історія іграшок” більш, ніж придатна до перегляду і сьогодні. Невелика ремарка: цей мультфільм став відправною точкою для Дісней на шляху до переходу на 3d-анімацію (хоча чимало фанатів ностальгують за 2d роботами, а компаія, у свою чергу, останнім часом радує фанатів 2d мультфільмами).

Як працює CGI-анімація?

Зрозуміло, що повністю описати специфіку та принцип роботи CGI-аніматорів надзвичайно складно. Попри це, доречним буде пройтись по основним етапам підготовки анімації, які присутні як і в процесі створення фільмів, так й інших візуальних продуктів.

1. Моделювання. Всі починається зі створення основи для майбутньої анімації. Його можна поділити на ручне модулювання (використання програм для створення тривимірних об’єктів шляхом ручного розташування та зміни їхніх компонентів) та скульптування (використання програм, що дозволяють “скульптувати” 3D-моделі, подібно до того, як художники працюють з глиною).
2. Текстурування. З назви зрозуміло, що мова йде про роботу над деталями та текстурою. На цьому етапі також існує два способи створення текстур: фотограмметрія та процедурне текстурування. У першому випадку аніматор використовує фотографії для передачі фактури об’єкта, а у другому — алгоритми, які допомагають створювати складні текстурні елементи.
3. Анімація. Надати моделі можливість рухатись можна двома шляхами — задянням основних кадрів, а проміжні, у свою чергу, визначаються автоматично програмою, або ж скелетною анімацією (згадайте, як в дитинстві ви грались шарнірними ляльками або фігурками, тут принцип аналогнічний 🙂 )
4. Освітлення. Цей етап необхідний для надання природності 3d моделям, щоб паралельно з тим, як вони рухались, на них правильно падало світло та тіні.
5. Рендеринг. Це процес, коли комп’ютер перетворює віртуальні об’єкти і сцени в реалістичні зображення або відео, які ми можемо бачити на екрані комп’ютера чи телевізора. Це, як магія, яка робить комп’ютерні об’єкти живими та відчутними.
6. Поєднання з реальністю. Тут мова йде про звичний усім хромакей, або ж зелений фон. Він потрібне для легкого видалення та заміни фону під час композиції.
7. Додавання спецефектів. Цей етап є варіативним, і залежить від потреб. Це можуть бути два методи: часткові системи (накладання вогню, диму, снігу тощо) або ж рідини та гази (з назви зрозуміло, що це спеціальний спосіб моделювання рідин та газів).