Одна из самых интересных программ зимнего сезона BBC - "Как создать человека?". В программе идет речь о современных достижениях генетики и о ее перспективах в ближайшем будущем.

Понятно, что здесь не обошлось без 3D-моделей. Компьютерная графика для программы создавалась в компании "White City". Общая длительность эпизодов с компьютерной графикой превысила 25 минут. Руководил работой Ричард Моррис, автор известного проекта "Jackal's Forge" (Кузница шакала). Ему и слово:

"Над миром клеток для этой серии только предварительная работа - разработка и моделирование, шейдинг - длилась около 3 месяцев. Всего же наша небольшая команда из 4 аниматоров и 2 монтажеров работала над этим проектом около года".

Команда действительно небольшая, как для такого масштабного проекта, но у Морриса уже был значительный опыт в этой области. Он работал над сериями "Человеческое тело" и "История тела 2". В этих сериях в основном использовались Maya и Renderman.

"Для работы над симуляцией клеток Renderman был наиболее подходящим инструментом". - вспоминает Моррис. "Он дает дизайнеру достаточно много возможностей, он гибок, а кроме того эффективен и сравнительно быстр. Вряд ли мы смогли бы достичь подобных результатов в Maya. Последнюю мы использовали в основном для анимации и моделирования. Практически для всех геометрических форм мы использовали подразделенные поверхности от Pixar".

Одно из преимуществ, которым пользуется ветеран в этой области - большая свобода в плане дизайна. И Моррис воспользовался этим преимуществом в полной мере.

"Фактически все, что вы видите на экране, выглядит так, как я хотел, чтобы оно выглядело. Разве что цвета немного подправили. Кроме того, весь мир клеток создавался в одной среде, то есть я мог проработать его очень подробно. Графика в "Истории тела" была очень механистической, она просто служила иллюстрацией слов рассказчика. В "Как создать человека" графика несла прежде всего эмоциональный заряд, она словно противопоставлялась научным объяснениям. Поэтому в графике больше драматичности и веселья, больше визуальной свободы".

"Мы значительно продвинулись вперед по сравнению с "Историей тела". Отдельные элементы строения клетки - хромосомы, органеллы и т.д. - намного сложнее в плане света, цвета и движения. Цитоплазматическая среда, в которой находятся все эти элементы, перестала быть просто "черным пространством".

"Я согласен с концепцией авторов программы, по которой дизайн внутриклеточного мира должен был прежде всего давать ощущение пространства. Но все же элементы должны быть расположены очень плотно, чтобы не "потеряться" на таком пространстве. Те, кто работал с аналогичными сценами, знают, - чтобы заполнить компьютерное пространство, нужно в 10 раз больше материала, чем кажется в начале. Поэтому компьютерная клетка, в которой по сравнению с настоящей элементы очень разрежены, по компьютерным меркам заполнена очень плотно."

"Мы использовали предварительную визуализацию, .rib-боксы и т.п. насколько это было возможно. Но тем не менее, во многих кадрах приходилось обрабатывать громадное количество геометрических элементов. Поскольку большая часть элементов клетки к тому же анимировались или деформировались, время визуализации возрастало иногда до восьми часов на кадр. К этому времени нужно еще добавить 40 минут на создание .rib".

Наверное, поэтому для некоторых более традиционных сцен, а также для ландшафтов и изображений плода Моррис использовал Maya.

"Я использовал Maya потому, что она поддерживает технологию рендеринга по сети - это было как глоток свежего воздуха. Кроме того, Maya отлично подходит для трассировки лучей, быстрого создания процедурных текстур и анимации".

Самый сложный эпизод, по мнению Морриса - сцена с колонией из около 50 клеток. Виртуальная камера постепенно увеличивает масштаб, проникает сквозь стенки клеток и в конце концов показывает отдельные гены.

"Когда камера приближается к клетке и вот-вот проникнет сквозь стенку, то уже нельзя использовать карты предварительной визуализации и задники из-за 3D-параллакса. Мне пришлось сделать плавный переход с "растворением". Но после того, как камера оказывается внутри стенки, перед вами оказывается клеточный материал, который весь двигается, изменяет цвет и освещение.

Учитывая объем используемой памяти и времени, затрачиваемого на создание .rib-объктов некоторые кадры просто не успели бы закончить вовремя. Технику, позволившую осуществить это, разработал Энди Питерс. Он создал утилиту, которая разбивает виртуальную камеру на 16 частей. Получается, что нужно визуализировать 16 кадров, которые меньше и которыми легче управлять. Затем кадры обрабатывались в Tremor от Nothing Real и снова собирались в одно целое.

Команда Морриса добавила несколько визуальных эффектов в отображение внутриклеточного мира. Например, изменяющиеся оттенки, которые изменяются в зависимости от параметров камеры. Самым существенным нововведением, однако, была хаотичность, присущая реальности.

"Другие техники, использованные мною, я бы назвал "анти-3D". - рассказывает Моррис. "Мне никогда не нравилась рафинированная искусственная реальность, я всегда старался сделать ее более грубой и менее упорядоченной, добавить огрехи, которые воспринимаются именно как признак реалистичности. Чтобы достичь этого, мы использовали необычные смещения. Особенно хорошо получилось с кадрами, на которых изображена атомная структура ДНК. На самом деле никто не знает, как выглядит молекула ДНК. Известно только одно - она неправильной формы. Я использовал хаотически перемещающиеся элементы геометрии и частицы, а также случайно изменяющееся освещение и затенение. Некоторые борцы за чистоту компьютерной графики сочтут эти элементы артефактами, но я их поместил туда намеренно".

После завершение работы сцена включала в себя следующие элементы:

138,732 ядерных частиц;
1524 микроканалов и микрофиламентов;
1330 цитоплазматических органоидов;
1088 митохондрий;
400 волокон хроматина;
240 подвижных белков;
135 мембранных белков;
118 двойных спиралей;
102 блока грубой эндоплазматической сети;
70 подвижных элементов информационной РНК
63 элементов цитоскелета;
43 "X"-хромосом;
36 аппаратов Гольджи;
6 блоков гладкой эндоплазматической сети;
4 пероксисомы;
2 жидкие липидные мембраны;
1 "Y"-хромосома.

Учтите, что многие из перечисленных элементов состоят из нескольких слоев. Общее число дискретных подразделенных полисеток доходило до 12-15 тысяч.

Поскольку Моррис является давним поклонником динамических шейдеров, он модифицировал камеру в Maya. Ее свойства можно менять прямо в движении. После того, как камеру связывали с шейдерами, изменения характера движения изменяет тени и освещение в режиме реального времени. Аналогично связывали скорость движения камеры с освещением - при резком наезде сцена становилась ярче.

Также широко использовались проекционные боксы, легко изменяющиеся в размерах и обеспечивающие контроль над шейдингом объектов и сохраняли резкость. Элементы изменяли цвет, когда камера подходила ближе.

Более подробно о проекте вы можете узнать на сайте Ричарда Морриса: www.jackals-forge.com

Источник: jackals-forge.com