Embed Size (px)
Citation preview
ANIMACIJA U INŽENJERSTVU Fakultet Tehničkih Nauka Novi Sad
Igor Kekeljević
PRODUKCIJA DIGITALNIH KARAKTERA v2015
2015.
1/29
Duplikator, 2009
Duplikator je digitalni karakter koji se pojavljuje u serijalu kratkometražnih animiranih filmova Duplikator (Duplicator, 2009), rađenom za Kartun Netvork (Cartoon Network). Ovaj serijal je 1
realizovao Mejndbender studio (Maindbender Animation Studio), iz naselja Trolova kapa (Trollhättan) u Švetskoj.
Ovaj mali studio je prvo uradio animacijski test Zec protiv fudbala (Rabbit vs Football, 2007), koji je ostvario neočekivani uspeh na internetu. Nakon njega su dobili brojne poslovne ponude, od kojih je jedna bila i od televizijske mreže Kartun Netvork. Na Duplikatoru su radili:
● Olov Burman Director, Animation ● Michael Bengtsson Lighting, Rendering ● Calle Halldin Animation, Rigging ● Marcus Ottosson Animation, Modeling ● Tony Österlund Rigging ● Ola Larsson Props ● Rickard Germundsson – Intern
Olov Burman objašnjava način produkcije u navedenom studiju:
For us fun projects always comes before big budgets, So we are trying to not grow to fast in order to avoid having to take a projects just for the money. Every member of our team is highly specialized in our own area of expertise. We very much believe in specializing at one or two things instead of knowing a little bit about everything. We also put a lot of effort into the preproduction. All the poses and timing of the animation are set in a 2d animatic. 2
Duplikator je animiran u Maya, dok je za renderovanje korišćen Maxwell Renderer. Šejder
koji su napravili za Duplikatora ima oko 50 nodova. Video je renderovan 4 sata po frejmu. 3
1 Mainbender, The Duplicators, Vimeo, https://vimeo.com/7980975, Dec 28, 2015. 2 CGSociety Forum, The Duplicator Series, CGSociety, http://forums.cgsociety.org/showthread.php?t=831599, Dec 28, 2015. 3 CGSociety Forum, ibid.
2/29
Kroz analizu pojedinačnih frejmova možemo primetiti da je korišćeni rig izuzetan po mogućnostima deformacije geometrije, ali i da je često korišćeno i “varanje” da bi se dobili još izuzetniji pokreti, tako što je u odgovarajućem trenutku originalni karakter zamenjen drugim objektom napravljenim za željenu fazu pokreta. Ovo vidimo u sekvenci dupliciranja, kada se umesto originalnog karaktera pojavi sfera sa rukama i očima, pa se zatim umesto nje pojavi raspuknuta sfera. Ovaj pristup je odraz iskustva u tradicionalnoj stopanimaciji.
3/29
4/29
Mejnbender studio je objavio i video koji prikazuje snimak riga Duplikatora. Ovo je jedan 4
od najimpresivnijih rigova po svojim rešenjima i mogućnostima.
Interesantno rešenje je primenjeno na kapcima očiju. Kada se gornji kapak zatvori preko pozicije zatvorenosti donjeg kapka, počinju da se nabiraju oba kapka i da gornji kapak gura donji. Same oči se mogu slobodno pomerati u prostoru, pa čak i odvojiti od glave. Pomoću dodatnih modifikatora moguće ih je oblikovati u bilo koji oblik.
Ruke se mogu istezati ili skraćivati. Podlaktica i nadlaktica se mogu preoblikovati u nepravilni oblik. Prsti na šakama se mogu po potrebi sakriti.
4 Meindbender, The Duplicator Rigg, Vimeo, https://vimeo.com/22844101, Dec 28, 2015.
5/29
Lego film, 2014
Emet (Emmet) je glavni junak Lego filma (The Lego Movie, 2014), filma koji je realizovala australiska kompanija Životnjska logika (Animal Logic).
Tim od 350 ljudi je radio 2 godine na realizaciji ovog projekta. Svi učesnici u realizaciji projekta imali su načelo kojeg su trebali da se pridržavaju: “ostati dosledan medijumu”, da sve izgleda kao da je zaista napravljen od lego kockica i animirano stopanimacijom. 5
Materijalizacija, perspektiva i osvetljenje su napravljeni na osnovu referenci snimljenih sa
stvarnim setovima, pomoću makro fotografije i studijskog osvetljenja, na način na koji bi se realizovao ručno animirani film od kockica.
5 Animal Logic, The Lego Movie, Animal Logic, http://www.animallogic.com/Studios/Work/TheLEGO%C2%AEMovie, Dec 28, 2015.
6/29
Za realizaciju je korišćeno 3,863,484 jedinstvenih digitalnih lego kockica. Za modelovanje 6
je korišćena Maya. Kockice su oblikovane sa nesavršenostima, ogrebotinama, otiscima prstiju. Za 7
animaciju je korišćen Softimage XSI. Zatim u Houdini za efekte. Za renderovanje su napisali svoj 8
renderer, jer je rendering bio vrlo zahtevan, jer je rasipanje svetla unutar površina korišćeno na svim objektima (subsurface scattering). Pošto je samo jedna vrsta materijala, mogli su da naprave nešto što je bilo znatno efikasnije od bilo kog renderera na tržištu. 9
6 Wikipedia, The Lego Movie, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/The_Lego_Movie, Dec 28, 2015. 7 Animal Logic, The Lego Movie, Animal Logic, http://www.animallogic.com/Studios/Work/TheLEGO%C2%AEMovie, Dec 28, 2015. 8 Animal Logic, ibid. 9 FX Guide TV, The Lego Movie, FX Guide TV, https://www.fxguide.com/fxguidetv/fxguidetv186thelegomovie/, Dec 28, 2015.
7/29
Želja da se prilikom produkcije očuva doslednost mediju je naročito isplivala prikom animacije. Kod Emeta i ostalih likova se insistiralo na pokretima karaktera koji bi bili mogući sa stvarnim lego čikicama, što prilično limitira moguće poze i ekspresije. Međutim, upravo je ovo ograničenje rezultiralo kreativnim rešenjima i interesantnijom animacijom. 10
Da bi ostali dosledni izgledu stop animacije, nisu koristili zamagljivanje pokreta (motion
blur). Jedino gde su bili prinuđeni da koriste zamagljivanje pri pokretima bili su pokreti kamere, da bi izbegli iseckanost slike.
Po sekvenci vidimo da se obično koristi animiranje na dvojke, što je karakteristika tradicionalne animacije.
10 FX Guide TV, The Lego Movie, FX Guide TV, https://www.fxguide.com/fxguidetv/fxguidetv186thelegomovie/, Dec 28, 2015.
8/29
9/29
10/29
Sam rig je dosta jednostavan, limitiran na mogućnosti stvarnih lego figurica. Sa druge strane, facijalni rig je dosta interesantniji, sa preciznim kontrolama za obrve, oči, obraze, usta i zube. Nije poznato na koji je način realizovan ovaj rig, ali je najverovatnije reč o vektorskoj grafici, pa su crte lica inicijalno postavljene ravno, izrigovane, pa zatim zakrivljene da se poklope sa zakrivljenosti lica.
11/29
Triologija Hobit, 2012-2014
Jedan od najčuvenijih digitalnih karaktera u istoriji animacije je lik Goluma, koji se prvi put pojavljuje u trilogiji Gospodar prstenova (The Lord of the Rings, 20012003). Golum je prvi digitalni karakter koji je dobio i nagradu za glumu od televizijske mreže MTV. Za potrebe trilogije Hobit, koji je snimljen deceniju kasnije, lik Goluma je potpuno redizajniran i rađen na način koji je omogućio još veći nivo uverljivosti. Ovaj lik je u obe triologije realizovala kompanija Veta Didžital (Weta Digital), čiji je vlasnik i reditelj navedene 2 triologije Piter Džekson (Peter Jackson). Navedena kompanija je koristeći ovu tehnologiju realizovala digitalne karaktere i u filmovima Avatar (Avatar, 2009), Uspon planete majmuna (Rise of the Planet of the Apes, 2011), Avanture Tintina (The Adventures of Tintin, 2011), Osvetnici (Avengers, 2012), Prometej (Prometheus, 2012), dok trenutno završavaju i film Varkraft (Warcraft, 2016). Lik Goluma je realizovan tehnologijom za snimanje pokreta, koja je u Hobitu znatno napredovala, omogućivši znatno veću preciznost i broj slika u sekundi. Osim toga, korišćeno je i snimanje očiju, čime je njegovo lice još življe i uverljivije.
Sudeći po snimcima iz produkcije, za animaciju se kao osnova koristi Maya, koja je nadograđena softverom kompanije Veta Didžital, koji se zove Tkivo (Tissue). Ovaj softver uzima informacije dobijene tehnologijom za snimanje pokreta i primenjuje ih na digitalne karaktere koji su zasnovani na anatomskom hiperrealizmu, sa anatomski korektnim skeletom, mišićima i salom ispod površinske geometrije. Razvoj Tkiva je započet za potrebe filma Avatar, od strane supervizora za digitalne kreature u kompaniji Veta Didžital, Simona Kluterbaka (Simon Clutterbuck). Simon objašnjava da je koža vezana za salo, a salo stoji preko mišićnog tkiva, koje se slobodno kreće ispod kože, menja svoj oblik. Koža je rigidna u odnosu na salo, koje se znatnije deformiše pri pokretima. Ovu tehniku međutim ne koriste za animaciju lica. Lice je previše komplikovano da bi moglo da se proračunava uverljivo na ovaj način, zato i dalje koriste tehniku sa blendovanjem oblika. 11
11 FX Guide TV, Weta Digital's Tissue System, Youtube, https://www.youtube.com/watch?v=7VlthWa5pu8, Dec 28,
12/29
Kada pripremaju digitalnu kreaturu za Tkivo, kreću od skice, od koncept arta. Zatim ga analiziraju sa aspekta biomehanike, tražeći sličnosti sa poznatim životinjskim vrstama. Ove reference iz stvarnosti koriste da bi prvo osmislili skelet, na koji zatim sloj po sloj dodaju mišiće, salo i kožu. 12
Osim Kluterbaka, jedan od ključnih ljudi u razvoju i primeni Tkiva je i Džejms Džejkobs
(James Jacobs). On objašnjava kako svako od tkiva u simulaciji ima svoju gustinu, masu i elastičnost. U sistemu postoji i proračunavanje zatezanja ne samo mišićnog tkiva, nego i prenošenje sile preko tetiva mišića i deformacije kože koje se vide zbog pomeranja tetiva, kao što je slučaj sa šakama. Animatori koriste proksi objekte niske rezolucije, na osnovu kojih izrađuju animaciju. Zatim animirani karakteri idu u odeljenje koje je zaduženo za simulacije. Animatori imaju izvesni stepen kontrole nad izgledom simulacije preko ručnog definisanja izgleda mišića, koji se isto uzima u obzir prilikom simulacije. 13
2015. 12 FX Guide TV, ibid. 13 FX Guide TV, ibid.
13/29
14/29
15/29
16/29
17/29
For the Remainder, 2011
Kratkometražni animirani film Za podsetnik (For the Remainder, 2011) je diplomski rad Omera Ben Davida, na Bezalel Akademiji za umetnost i dizajn iz Izraela. Ovaj film je naišao na odličan prijem festivalske publike i osvojio je veliki broj festivalskih nagrada. Ovo je priča o staroj mački, koja se oprašta od svog doma i vlasnika i tiho se povlači na neko mesto osamljeno mesto da bi umrla . 14
Film karakteriše specifična materijalizacija i pristup formi, koji na nivou statičnog kadra
izgleda kao ručno rađena slika, naslikana lakim i slobodnim potezima. Međutim, pri pokretima ove bojene površine dobijaju čudesni prostorni kvalitet, koji je u kontrastu sa očekivanjima i navikama u percepciji ovakvih slikarskih vizuelnih sklopova, pa nas u potpunosti uvlači u prostor slike, magično uklanjajući barijeru ekrana. Posebnu vrednost čini i očuvanje autorskog rukopisa, kroz neobično uspešan spoj slikarstva i 3D animacije.
14 David, Omer Ben, For The Remainder (2011) Short Film, Behance, https://www.behance.net/gallery/3177910/ForTheRemainder(2011)ShortFilm, Nov. 11, 2015.
18/29
Scena iz kratkometražnog animiranog filma Pas iz Zone, od Lukasa Pacera.
Ben David navodi da bio inspirisan čudesnim scenama i 3d modelima od Lukasa Pacera (Lukasz Pazera) iz Poljske, a posebno njegovim doktorskim radom Pas iz Zone (Dog of Zone, 2011). Glavni alat u realizaciji projekta mu je Maya, u kojoj je uradio modele, rig i animaciju. Za teksture je korišćen Photoshop, dok je za postprodukciju korišćen After Effects, dok je za finalnu montažu korišćen Premiere. Za realizaciju projekta bilo je potrebno 9 meseci. Scena je uglavnom realizovana pomoću transparentnih panela sa teksturama i alatkom Paint Effect u programu Maya. 15
15 Ceiga Magazine, 5 Questions for Omer Ben David, Ceiga Magazine, http://ceiga.co.uk/blog/5questionsforomerbendavid/, Jan 4, 2016.
19/29
Matatoro, 2010
Matador (Matatoro, 2010) je diplomski rad grupe studenata škole za animaciju Supinfocom Arles iz Francuske. Na filmu su radili Mauro Kararo (Mauro Carraro), Rafael Kalamoti (Raphaël Calamote) i Džeremi Pasket (Jérémy Pasquet). Film je baziran na ideji i skicama Maura Karara.
20/29
Skica za film od Mauro Karara
Skica za film od Mauro Karara
21/29
Skica za film od Mauro Karara
Skica za film od Mauro Karara
22/29
Ambicija je bila ostati u što većoj meri veran originalnim skicama, očuvati kvalitet crteža. Uz ovakav vizuelni pristup odabrano je da se radi animiranje na 12 slika po sekundi uz isprekidanost u pokretima, da bi više podsećalo na crtanu animaciju.
Modeli su realizovani na standardan način, sa geometrijom od manjeg broja poligona. Ono što je kod ovih modela posebno je šejder od animiranih strukturnih linija i fino konturisanje. Šejder koristi animiranu teksturu koju čini sekvenca od 5 slika, čime se postiže efekat ručno crtanog animiranog filma, kod kojeg površina vibrira. UV mapa za svakog modela je odštampana i ručno obojena i iscrtana, pa zatim skenirana. Ne samo da svaki objekat ima 5 tekstura, već su korišćene 3 varijacije dimenzija ovih sekvenci, u zavisnosti od veličine modela u kadru. 16
16 Fox, Michelle Higa, Matatoro, Motiongrapher, http://motionographer.com/2011/03/09/maurocarraroraphaelcalamotejeremypasquetmatatoro/, Jan 05, 2016.
23/29
Realizacija projekta je trajala godinu i po dana, od čega je 3 meseca potrošeno na preprodukciju. Za modelovanje i animaciju je korišćen 3DS Max, za obradu 2d grafike je korišćen Photoshop, dok je za postprodukciju i montažu korišćenAfter Effects. Na predavanju u Beogradu, 17
u decembru 2015. godine, Kararo kaže da je za rigovanje i animaciju korišćen CAT (Character Animation Toolkit). Konture su urađene sa standardnim šejderom za konturisanje Ink 'n Paint, mada u svojim novim radovima koristi finalToon plagin za konturisanje.
17 Fox, Michelle Higa, ibid.
24/29
Guilty Gear Xrd, 2014 GuiltyGear je popularna franšiza borilačkih video igara kompanijeArc System Works iz Japana. Za ovo izdanje igre hteli su da naprave iskorak, pa da umesto 2D igre ovoga puta sve urade u 3D tehnici. Ovo bi im omogućilo rešavanje problema sa limitiranošću na manju rezoluciju ali i donelo kreativnu slobodu u dinamici kamere. Da bi ostali verni franšizi i prepoznatljivom anime stilu, veliki napor su uložili u razvoj 3D grafike koja u što većoj meri izgleda kao prethodna 2D izdanja anvedene franšize.
O načinu na koji su napravili svoje likove govori Džunija Motumura (Junya C Motomura) na prezentaciji održanoj na Game Development Conference 2015. 18
Projekat je realizovan pre svega pomoću 2 alata: Softimage i Unreal Engine 3. Motumura
kaže da su odabrali Softimage jer je veoma optimizovan za razvoj video igara, sa izuzetnim alatima za modelovanje i animaciju, odličnim editorom šejdera i fleksibilnošću. Pošto nisu imali vremena da razvijaju svoj endžin, koristili su Unreal Engine 3 koji ima podršku za ciljane platforme, lak je za korišćenje, vrlo je stabilan a dostupan je i izvorni kod, pa se može prilagođavati.
Pošto je ideal bio izgled 2D grafike, radili su na eliminaciji svega što liči na 3D. U ovom zadatku im je bio dragocen finalni prikaz likova u realnom vremenu u programu Softimage.
Prosečni modeli imaju oko 40000 poligona. Za razliku od konvencionalnih igara, nisu se oslanjali na teksture, već pre svega na vektorske odlike, kao što je boja verteksa. Razlog za izbegavanje rasterskih vrednosti je u želji da imaju dinamičnu kameru sa veoma krupnim detaljima pojedinih delova geometrije u kadru.
18 GDC, GuiltyGearXrd's Art Style : The X Factor Between 2D and 3D, Youtube, https://www.youtube.com/watch?v=yhGjCzxJV3E, Jan 06, 2016.
25/29
Šejder im je predstavljao veliki izazov. Kada se koristi senčenje u površinama, najmanje nepravilnosti daju dramatično loše rezultate. Posebno interesantna tehnika koju su koristili je ručna korekcija normala da bi korigovali ove nepravilnosti, za šta je korišćenUser Normal Editing Tool u programu Softimage.
26/29
Interesantno rešenje su koristili za kolorisanje likova. Boje nisu definisane kroz šejder, već kroz 2 teksture koju čine pravougaonici čiste boje uokvireni crnom bojom. Jednu teksturu čine vrednosti boja za prosvetljene površine, dok drugu teksturu čini mapa sa vrednostima za osenčene površine koja se primenjuje multipliciranjem preko prosvetljene teksture.
Konture su rešene pomoću metoda invertedhull. Originalna geometrija se duplira i skalira po normalama da bi bila neznatno veća. Zatim se normale obrću na drugu stranu, tako da se ne vidi spoljašnjost objekta, već samo njegova unutrašnjost, čime se formira kontura oko objekta. Ovaj proces su uradili na nivou šejdera, omogućujući preciznu kontrolu debljine konture, pre svega kroz boju verteksa i kalkulišući udaljenost objekta od kamere.
27/29
Interesantno rešenje je korišćeno i za strukturne linije. One su napravljene korekcijama UV mape, tako što je ivica površine pomerena u većoj ili manjoj meri preko crnih kontura na teksturi. Pošto teksturu čine samo pravougaonici, nema rasterizacije prilikom uveličavanja.
Pošto su želeli da budu što verniji izgledu 2D grafike, animacija je urađena u limitiranoj animaciji, sa manjim brojem slika u sekundi, bez interpolacije. Pošto kod crtane grafike dolazi do primetnih promena delova tela u proporcijama, dosta su koristili skaliranje. Međutim, Unreal Engine 3 nema podršku za animaciju skaliranja kostiju, pa su morali da dopišu svoj kod. Prilikom testova su primetili da likovi i dalje izgledaju kao 3D grafika, previše pravilni i tačni u perspektivnim promenama. Zato su svesno unosili greške u proporcijama.
28/29
Motumura na kraju izlaganja iznosi neke misli o NPR (NonPhotorealistic Rendering):
● Nedovoljno istražena oblast ● Fotorealizam je super ali nije jedina opcija ● Velika mogućnost istraživanja i usavršavanja ● Mnogi neistraženi stilovi ● U fotorealizmu velika konkurencija, dok NPR pruža mogućnost da budemo prvi koji smo
nešto napravili na određeni način.
29/29
