Вспоминаем, какими были первые CG-анимации — и как они выглядят сегодня.

Кадр из Paperman.

Сегодня 3D-анимация — наш постоянный спутник в мире развлечений. Компьютерные игры, анимация и кинематограф используют этот инструмент, чтобы создавать невероятные визуальные аттракционы.

Немного истории: от артхауса до полноценных мультфильмов

Прежде чем стать полноценным инструментом кинопроизводства, 3D-анимация обитала в экспериментальных артхаусных фильмах для фестивалей или была на подхвате у своего старшего брата — анимации классической. CGI (computer-generated imagery, «изображения, сгенерированные компьютером») помогало облегчить трудоемкие процессы при производстве многих 2D-фильмов. Обычно это касалось локаций с пролётами камеры или предметов, которые должны часто вращаться в пространстве.

Локация в сцене танца Белль и Чудовища выполнена в 3D.

Важная дата в истории 3D-анимации — 22 ноября 1995 года, когда в прокат вышла «История Игрушек», первый полнометражный CG-фильм компании Pixar. Он окупил затраты на производство в первый же уик-энд, доказав, что компьютерная анимация может привлекать и удерживать внимание зрителя.

Сомнения по поводу новой технологии вызывали прежде всего её изобразительные возможности. Пересматривая сегодня первый фильм франшизы, мы видим, как сложно было тогда создать правдоподобные материалы.

Дерево и пластик в первой истории игрушек были почти неразличимы.

Изначально идея сделать фильм именно про игрушки была следствием технических ограничений. У художников на тот момент не было достаточно мощностей и знаний, чтобы полноценно работать с органикой. Им приходилось «мухлевать»: показывать в кадре только ноги людей, а не всю фигуру целиком, или делать сцену темнее, чтобы скрыть недостатки детализации. Так как герои этого фильма — игрушки, зрителю было вполне понятно, почему зачастую мы видим только обувь, словно смотрим из-под кровати.

Почти все сцены с людьми выглядят именно так.

Тем ярче видно, как далеко продвинулись возможности компьютерной анимации к 2019 году — году выпуска последней части тетралогии. Посмотрите на графику в первом фильме:

Обратите особое внимание на ткани.

И в последнем:

Фотореалистичное окружение, кропотливая работа с текстурами и освещением - эволюция фильмов Pixar видна невооруженным взглядом.

Еще пример:

Огромная разница в моделях животных, которые сначала были большой проблемой для художников Pixar

Искусство требует экспериментов: как монстры научили Pixar работать с мехом

Каждый последующий фильм Pixar был тренировкой для отработки новых навыков. Например, «Корпорация Монстров» была полигоном для работы с мехом и волосами.

Видео о работе над мехом Салли

Благодаря этому фильму позже смогли появиться «Рататуй» и «Храбрая сердцем».

Pixar с самого основания умели искать способы обкатывать новые технологии, чтобы применить их в своих следующих фильмах. Очень часто такими полигонами становились их короткометражные мультфильмы. На их производство требуется меньше денег и времени, а значит, там можно позволить себе множество экспериментов.

Короткометражка Piper позволила студии опробовать новые технологии для освещения. Кроме того, большим экспериментом были песок и вода. Каждую песчинку создавали как отдельный 3D-объект.

Битва за реализм

Не только Pixar отметились на поле гиперреалистичного CGI.

«Ранго» — фильм Гора Вербински, созданный общими усилиями нескольких студий. Главной можно назвать Industrial Light & Magic, ответственную за визуальные эффекты во многих голливудских проектах: от Звёздных войн до Пиратов Карибского Моря. «Ранго» стал её первым анимационным фильмом и заработал Оскар.

Главный герой фильма

И хотя эту студию не напугать детализованными персонажами со сложными текстурами, каждый герой был испытанием для команды фильма. Было очень сложно сохранить очарование и намеренную кривоватость персонажей так, чтобы они при этом хорошо выглядели и в 3D. На разработку главного героя ушел год.

Особенно сложным было создать риг для змеи. Если потянуть за кончик хвоста змеи, то оставшаяся часть тела должна последовать за ним особым образом. (Риггинг - создание скелета модели для анимации)

Актёры не записывали реплики в будке, как это обычно принято. Режиссёр хотел, чтобы сцены отыгрывались на площадке, с реквизитом. Так как Вербински раньше не имел опыта работы в анимации, то 3D-сцены были сделаны так, чтобы режиссёр мог «ходить» по ним и физически контролировать положение камеры как на обычной площадке.

Альтернативный подход: 3D, которое не выглядит как 3D

3D может быть и совершенно другим. Отказываясь от попытки предельно близко повторить реальность, мы уходим на более живописную территорию. Тут можно экспериментировать, пытаясь соединить CG-анимацию с более классическими живописными и графическими техниками.

Сериал The Long Long Holiday

Создатели The Long Long Holiday вдохновлялись классической европейской иллюстрацией. Персонажи - стилизованные 3D-модели, а фоны - рисунки.

Для достижения эффекта комиксной иллюстрации изображение делали максимально плоским, избегая размывания фона. Подробнее о создании этого сериала можно прочитать здесь.

Еще один пример — Paperman от Disney.

Короткометражный фильм Paperman.

Этот короткометражный фильм завоевал в 2012 году Оскар. Для работавших над ним людей это было своеобразное высказывание - объединение всего что они любили в 2D-анимации с новыми технологиями, позволяющими упрощать рутинные процессы анимации и ставить более амбициозные задачи.

Для создания этого мультфильма студии пришлось изобретать новый софт для работы с 3D-моделями

Для работы над фильмом была создана специальная программа Meander. В её основе лежит векторный графический инструментарий. Она позволяла аниматорам рисовать на 2D-слоях, управляемых 3D-моделями. На проекте не было отдельных департаментов, занимающихся одеждой и волосами, как обычно принято, каждая складка и прядь волос были продуктом мысли аниматора.

Комикс на экране: стилизация в 3D на примере Beastars и Spider-Verse

Стилизация — один из лучших подходов к воплощению комиксов на экране. И в последнее время мы видели несколько впечатляющих примеров. Таких, как Beastars. За производство аниме-адаптации для манги Пару Итагаки взялась студия Orange.

Это не первая для студии стилизация 3D-анимации под 2D. До Beastars они сделали другую аниме-адаптацию — Lustrous World.

Здесь одной из самых сложных задач было создать кристальные волосы для персонажей

Но Beastars оказались намного более трудоёмким проектом. Причина в том, что персонажи произведения — антропоморфные животные. Студия использовала программу для захвата мимики актёров Dynamixyz. Изначально было большим вопросом, будет ли это вообще работать с мимикой и строением лица животных. Студия потратила несколько месяцев на пробы и эксперименты, чтобы добиться хорошего результата.

Работа с освещением - один из явных успехов студии

Одним из главных камней преткновения в производстве Beastars было то, что все персонажи покрыты мехом. Причём разным мехом. Художникам нужно было сохранить уникальный визуальный стиль манги, подчеркнуть особенность шерстяного покрова героев и уложиться в бюджет и скорость производства, принятых в сериалах.

В работе над 3D-мультсериалами часто используют технику cel-shading. Это тип нефотореалистичного рендеринга, имитирующий ручную заливку. Несколько примеров:

“Dragon Prince”

Star Wars: Resistance

Обычно при использовании сel-shading на персонажах получаются достаточно простые, подчеркивающие форму тени.

На этом примере хорошо видно, что тени практически не передают текстуру материала.

Но с героями Beastars приходилось идти на ухищрения, чтобы показать, что персонажи покрыты шерстью. Каждая моделька на самом деле намного более волосатая, чем кажется: это помогает отрисовывать пушистые тени.

Как видно на этом изображении, часть волосков не видна на финальном рендере, но влияет на то, как именно прорисовываются тени.

Гиф о симуляции меха.

Кроме того, в сериале есть два вида теней. Часть из них — динамические, они работают как и обычные тени, реагируя на положение и силу источника света. Но на лицах персонажей тени почти всегда одинаковые. Это было сделано, чтобы сохранить сходство с мангой и избежать появления на лицах теней, которые будут сбивать с толку.

Несмотря на повороты головы и смену яркости, основные тени остаются неподвижными

Пришлось призадуматься и над fps (frames per second — кадры в секунду). В зависимости от скорости и настроения движения аниматоры делали сцены «по одному» (это значит, что каждый кадр в сцене уникален) или реже. Благодаря 3D-моделям аниматоры имели возможность делать очень плавную анимацию, но намеренно отказались от этого, чтобы быть ближе стилистически к принятой в производстве аниме.

Хотя при работе на Spider-Man: Into the Spider-Verse креативной команде не приходилось ломать голову над симуляцией меха, работы над визуальным решением меньше не стало.

Spider-Man: Into the Spider-Verse

Создатели Spider-Verse вдохновлялись не просто комиксами, а старыми комиксами про Человека-Паука. В их арсенал вошли элементы перфорации, свойственной печати, и многие классические графические приёмы. Например, освещение варьируется от мягкого и более реалистичного до более комиксного.

Фары машин и фонари не просто светятся, а испускают очень видимые нарисованные лучи.

Использование подобных черточек и штрихов (action-lines) напрямую отсылает к комиксным прародителям

Создатели отказались от motion blur: вместо этого для усиления динамики персонажи растягиваются, части их тела иногда размножаются. Эти приёмы обычно используются в классической анимации.

В этом фильме, как и в Beastars, fps имеет художественное значение. В начале фильма движения главного героя сделаны грубее, с меньшим количеством кадров в секунду. Это дополнительно усиливает неопытность и неуклюжесть Моралеса по сравнению с остальными пауками. К финалу Майлз разгоняется и двигается наравне с остальными пауками.

В зависимости от фантазии режиссёра и команды, 3D может выглядеть очень разным. И сегодня это всё ещё поле для экспериментов в поисках новых выразительных решений.

В борьбе за уникальную по выразительности картинку студии идут на всевозможные ухищрения. Одним из них является написание собственных программ для работы над фильмами. Об этом можно прочитать в наших статьях про то, как анимационные студии сами пишут софт: 1 часть, 2 часть, 3 часть.