Классы
Предметы
Важное замечание:

С помощью наших видеоуроков вы сможете:
1. Подготовиться к завтрашнему уроку в школе.
2. Научиться грамотно пользоваться компьютером на домашнем уровне.
3. Понять основные тенденции и логическую основу этой отрасли.

Но если вы хотите стать специалистом, обратитесь к таким сайтам, как Codecademy.com, Teamtreehouse.com, www.piktomir.ru.

Поскольку информатика (и всё, что с ней связано, — электроника, робототехника и т.д.) — быстроразвивающаяся отрасль, школьная программа по ряду тем может отставать от действительности.

Если вы специалист и хотите добавить актуальную информацию, снять дополнение к уроку, пишите нам на info@univertv.ru.

Практическая работа №7. Создание анимаций

Современный человек не может себе представить свою жизнь без информации. В ХХІ веке 80 % этой информации – видеоинформация. Современные фильмы и мультфильмы являются той «отдушиной» для человека делового и постоянно занятого, при просмотре которых он отдыхает и отвлекается от обыденных проблем. Для того чтобы снять качественный фантастический фильм или 3D-мультфильм, нужно использовать анимацию и огромное количество компьютерных технологий. На данном уроке будут рассмотрены основы создания простейшей анимации, а также рассмотрены некоторые основные понятия, такие как Motioncapture, Эффект «зловещей долины», 3D-мультфильм.

На данном уроке будет рассмотрено создание анимации.

Слово анимация имеет множество значений.

1. Анимация (от фр. animation – оживление, одушевление) – западное название мультипликации: вид киноискусства и его произведение (мультфильм), а также соответствующая технология.

2.  Компьютерная анимация – последовательный показ (слайд-шоу) заранее подготовленных графических файлов, а также компьютерная имитация движения с помощью изменения (и перерисовки) формы объектов или показа последовательных изображений с фазами движения.

3. Анимация – процесс придания способности двигаться и/или видимости жизни объектам и мёртвым телам (например, зомби – анимированный труп) в выдуманных мирах художественных произведений и играх жанра фэнтези.

Рис. 1. Наброски анимации Тарзана (Источник)

Создание сложных анимированных изображений – очень трудоёмкая и непростая задача. Существуют специальные люди – аниматоры, которые занимаются созданием и обработкой анимации. С помощью анимации стала возможной передача движения человека различным компьютерным персонажам. В большинстве фильмов компьютерные персонажи на самом деле имеют вполне реальные человеческие прототипы. С помощью специальных датчиков фиксируются движения и мимика человека, которые затем передаются и анализируются компьютером. Один из последних примеров – работа Бенедикта Камбербэтча в трилогии «Хоббит». Как ни парадоксально, но актёр сыграет…дракона Смауга. Многие из вас, наверное, подумают, что речь идёт об озвучке. Однако нет – благодаря технологии захвата движения дракон Смауг в исполнении Камбербэтча оживёт. Сам актёр так говорит об этой работе: «Я уже качаюсь и делаю всякие упражнения на гибкость, чтобы двигаться в костюме, увешанном шариками, как это делается при съемках с помощью захвата движения…»

Motioncapture. Захват движений

Motion capture – метод анимации персонажей и объектов. Дословный перевод с английского – захват движения. Метод применяется в производстве мультфильмов, а также для создания спецэффектов в фильмах. Широко используется в игровой индустрии. Разработчиком является компания Digital District. Данная технология использовалась при анимации сгенерированного компьютером киноперсонажа Голлум в трилогии «Властелин колец» (модель – Энди Серкис) (рис. 2). В 2007 году с помощью неё был создан «Беовульф», в 2009 году – «Рождественская история», «Аватар». Также с помощью этой технологии было создано лицо Волан-де-Морта в фильмах «Гарри Поттер».

Существуют два основных вида систем motion capture.

 

Рис. 2. Технология Motion capture вдействии (создание персонажа Голлума из «Властелина колец») (Источник)

Маркерная система motion capture, где используется специальное оборудование. На человека надевается костюм с датчиками, он производит движения, требуемые по сценарию, встаёт в условленные позы, имитирует действия; данные с датчиков фиксируются камерами и поступают в компьютер, где сводятся в единую трёхмерную модель, точно воспроизводящую движения актёра, на основе которой позже (или в режиме реального времени) создаётся анимация персонажа. Также этим методом воспроизводится мимика актёра (в этом случае на его лице располагаются маркеры, позволяющие фиксировать основные мимические движения).

 

Рис. 3. Безмаркерная технология создание анимационного персонажа (Источник)

Безмаркерная технология, не требующая специальных датчиков или специального костюма (рис. 3). Безмаркерная технология основана на технологиях компьютерного зрения и распознавания образов. Актер может сниматься в обычной одежде, что сильно ускоряет подготовку к съемкам и позволяет снимать сложные движения (борьба, падения, прыжки, и т. п.) без риска повреждения датчиков или маркеров. На сегодняшний день существует программное обеспечение для безмаркерного захвата движений, которому не требуется специального оборудования, специального освещения и пространства. Съёмка производится с помощью обычной камеры (или веб-камеры) и персонального компьютера.

Анимация обладает при нынешнем уровне развитии техники, поистине потрясающими возможностями.

Для того чтобы освоить столь сложные «трюки», необходимо много учиться. Данный урок направлен на изучение простой анимации.

Простая анимация – это последовательность сменяющих друг друга кадров.

Программы, которые помогают сделать анимированное изображение, в большинстве своём всего лишь выставляют в цепочку УЖЕ ПОДГОТОВЛЕННЫЕ ЗАРАНЕЕ пользователем картинки. Например, если взять несколько заранее подготовленных картинок и обработать их в специальной программе-аниматоре, то можно получить такую анимацию (рис. 4).

Рис. 4. Последовательные картинки для анимации (Источник)

Чтобы было еще понятнее, нужно посмотреть на ту же картинку, но «в замедленном варианте». Пользователь увидит, что это всего лишь несколько кадров сменяют друг друга! Главное – время, пауза, которая проходит между ними. Выставить время помогают специальные программы-аниматоры.

Подобную анимацию каждый можете сделать и сам. Например, сфотографировать с помощью эффекта «мультисъёмки» подряд несколько положений своего домашнего любимца. Затем обработать их в специальной программе или просто сделать презентацию с помощью редактора Power Point, в которой с достаточной скоростью меняются слайды – и вы получите небольшой «ролик», имитирующий движения вашего питомца.

Как создают мультфильмы?

Принято считать, что мультфильм – развлечение для детей. Однако красивые мультипликационные истории любят не только малыши, но и взрослые. Сегодня мультипликация перестала быть просто забавой. Это настоящее искусство и сложный технический процесс. Для того чтобы узнать, как делают мультфильмы, нужно посмотреть на работу художника-аниматора и увидеть, как оживают неодушевленные картинки и учатся говорить пластилиновые персонажи.

Мало кто знает, что мультипликация появилась даже раньше кинематографа. Отцом-основателем мультфильмов принято считать Эмиля Рейно. Он в 1877 году представил публике первую движущуюся ленту, на которой последовательно сменяли друг друга рисованные картинки. Однако и до него были попытки оживить картинки. Еще в XV веке в Европе были распространены книги, которое при быстром перелистывании создавали иллюзию движений персонажей. Собственно именно на этом и построен сам принцип мультипликации.

Существует несколько разновидностей мультфильмов.

1. Рисованные.

Самый популярный вид мультипликации по сей день – рисованные. Меняются только технические приспособления. Если раньше мультфильмы рисовались от руки, то теперь это делается на компьютере. Принцип того, как делают рисованные мультфильмы, остался неизменным. Сначала пишется подробный сценарий. Затем рисуются все персонажи. Каждый рисунок представляет собой элемент движения персонажа, отдельную его позу. Таких рисунков может быть тысячи. После рисунки либо фотографируются по одному и сводятся в единый видеоряд с 24 кадрами в секунду, либо с помощью специальных программ то же самое делается на компьютере (рис. 5).

Рис. 5. Кадр из рисованного мультфильма (Источник)

2. 3D-мультфильмы

Компьютерная анимация – это самое перспективное направление на сегодняшний день. В ней особо выделяются 3D-мультфильмы (рис. 6). Они позволяют делать изображение объемным. Это очень дорогая технология, но именно 3D-мультфильмы сегодня собирают полные залы в кинотеатрах.

Как делают 3D-мультфильмы? Конечно же, здесь на помощь человеку приходят современные технологии. Картинка создается с помощью особых компьютерных программ, например Maya или Z-Brush. Сначала прорисовывается «скелет» персонажа со всеми мышцами и сухожилиями. Каждая из них, как в настоящем человеческом теле, отвечает за то или иное действие. То есть при повороте головы мы будем видеть движение шейных мышц, а при сгибе руки будет напрягаться бицепс. Особое внимание уделяется лицу, мышцам, отвечающим за мимику. Затем на скелет натягивается текстура. Причем это не только цвет кожи и одежды. Важно проработать каждую морщинку и складочку, все светотени и прочее, чтобы персонаж выглядел живым. Так же подробно прорабатывается фон. Все должно быть максимально правдоподобным и реалистичным. Чтобы не прорисовывать каждую травинку, у мультипликаторов есть специальные модули, которые «рассаживают» растительность в кадре так, как она растет в действительности.

Затем начинается монтаж. Обычно аниматор создает 4 секунды мультфильма в неделю – настолько это кропотливый процесс! Чтобы успеть вовремя, над мультфильмом обычно работают десятки аниматоров.

Рис. 6. Кадр из 3D-мультфильма (Источник)

3. Пластилиновые мультфильмы

Любимые с детства пластилиновые мультфильмы (рис. 7) делаются немногим проще. Но компьютер в них используется только на стадии монтажа. Все фигурки во всех их действиях лепятся вручную. В профессиональных студиях фигурки делают из особого пластилина, который не плавится под лампами. Затем их укладывают на специальную поверхность чистого цвета (синего, зеленого) – хромокей. Фигурки снимаются на цифровую камеру. Затем так же снимается фон. А уже на компьютере фон и фигурки соединяются. Это называется методом перекладки. Сейчас он наиболее распространен.

Рис. 7. Кадр из пластилинового мультфильма (Источник)

На практике создание анимации с помощью программы Power Point выглядит так.

Для того чтобы запустить программу Microsoft PowerPoint, нужно зайти в меню Пуск – Все программы – MicrosoftOffice и выбрать MicrosoftPowerPoint. Первое, что нужно сделать, – выбрать макет слайда, поскольку по умолчанию там будет стоять Заголовок слайда. Для создания анимации нужно выбрать Пустой слайд (рис. 8).

Рис. 8. Выбор в Power Point Пустого слайда

После этого нужно в пункте меню Вставка – Рисунок выбрать картинку, которая в последующем должна стать фоном для анимации. Она может находиться в любой папке компьютера пользователя. Если фоновый рисунок не совпадает с размерами слайда, его можно растянуть за соответствующие маркеры (рис. 9, 10).

      

Рис. 9 и 10. Выбор фонового рисунка

Следующая задача – выбор самого объекта анимации, который будет двигаться (рис. 11).  

В последующем компьютер будет автоматически предлагать папку, из которой был загружен первый рисунок, естественно, после нажатия Вставка – Рисунок.

Рис. 11. Рисунки осьминога и рыбки наложены на фоновый рисунок

Нужно помнить, что анимационные рисунки могут иметь свой цвет фона, который не совпадает с цветом фонового рисунка, но с помощью других программ, например Photoshop CS6, можно удалить фон и вставить рисунки без него.

Следующая задача, после того как анимационная картинка полностью загружена, – сделать так, чтобы объекты двигались (рис. 12).

Рис. 12. Настройка движения анимационных объектов

Для этого нужно зайти на вкладку Анимация – Настройки анимации – Добавить эффект и выбрать путь перемещения объектов по своему усмотрению. Это может быть движение в любую сторону или даже нарисованный самим пользователем путь. В колонке справа можно выбрать и скорость передвижения анимационных объектов. Чтобы начать анимацию, нужно нажать клавишу F5 и стрелочку «Вверх» в колонке справа (рис. 13).

Рис. 13. Начало просмотра анимации

Чем больше времени и усилий потратит пользователь, тем лучше анимация у него может получиться. Естественно, очень качественную анимацию создают люди в более профессиональных программах.

Вставка. Эффект «зловещей долины» и перспективы анимации

Одним открытым вызовом в компьютерной анимации является фотореалистичная анимация человека. В настоящее время большинство фильмов, созданных с использованием компьютерной анимации, показывают персонажей-животных (В поисках Немо, Рататуй, Ледниковый период, Лесная братва), фантастических персонажей (Корпорация монстров, Шрек, Монстры на каникулах), антропоморфные машины (Тачки, Роботы) или мультяшного человека (Суперсемейка, Гадкий я). Фильм «Последняя фантазия: Духи внутри нас» часто приводится в качестве первого компьютерного фильма, сделавшего попытку показать реалистично выглядящих людей. Однако из-за огромной сложности человеческого тела, движений человека и биомеханики человека реалистичная симуляция человека остаётся в значительной степени открытой проблемой. Еще одной проблемой является неприязнь как психологический ответ на просмотр почти идеальной анимации человека, известная как «зловещая долина».

Эффект «зловещей долины» (англ. uncanny valley) – гипотеза, по которой робот или другой объект, выглядящий или действующий примерно как человек (но не точно так, как настоящий), вызывает неприязнь и отвращение у людей-наблюдателей.

В 1978 году японский ученый Масахиро Мори провел опрос, исследуя эмоциональную реакцию людей на внешний вид роботов. Поначалу результаты были предсказуемыми: чем больше робот похож на человека, тем симпатичнее он кажется – но лишь до определённого предела. Наиболее человекоподобные роботы неожиданно оказались неприятны людям из-за мелких несоответствий реальности, вызывающих чувство дискомфорта и страха. Неожиданный спад на графике «симпатии» и был назван «Зловещей долиной», притом Масахиро Мори обнаружил, что анимация усиливает и позитивное, и негативное восприятие (рис. 14).

Причина такого психологического феномена не выяснена до сих пор. Возможно, проблема в том, что человек так устроен, что подсознательно анализирует малейшие отклонения от «нормальности». Может быть, причина в том, что на определённом уровне сходства робота с человеком машина перестаёт восприниматься как машина и начинает казаться ненормальным человеком или оживлённым трупом, кадавром. Кроме того, причиной неприязни может являться симметрия лица робота, которая редко наблюдается у людей и выглядит немного устрашающе.

Рис. 14. Эффект «зловещей долины» (Источник)

Феноменом «зловещей долины» издавна пользуются создатели фильмов, литературы, игр и анимации, чтобы вызвать чувство страха, – достаточно вспомнить чудовище Франкенштейна, различных киборгов в человеческой плоти, зомби, медсестёр из «Сайлент-Хилла» или Садако из фильма «Звонок». Искусственные персонажи, которые должны вызывать симпатию, не должны быть чересчур похожи на людей, особенно если они анимированы – это хорошо знают мультипликаторы.

В конечном счёте, целью является создание программного обеспечения, где аниматор сможет генерировать эпизоды, показывающие фотореалистичного персонажа-человека, подвергаемого физически правдоподобным движениям, вместе с одеждой, фотореалистичные волосы, усложнённый естественный фон, и, возможно, взаимодействие с другими моделями персонажей-людей. Добившись этого, зритель будет уже не в состоянии сказать, что определённый эпизод компьютерный или создан с использованием реальных актёров перед кинокамерой. Достижение полного реализма может иметь серьёзные последствия для киноиндустрии. Не менее серьёзные последствия данное достижение может принести судебной системе – станет проблематичным использование видео- или фотоматериалов в качестве улик, подтверждения алиби и т. д., так как необходимо будет однозначно доказывать реальность заснятого материала.

 

Список литературы

  1. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 5 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
  2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 5 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
  3. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Уроки информатики в 5-6 классах: Методическое пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Cpu3d.com (Источник).
  2. 1-film-online.com (Источник).  
  3. Osp.ru (Источник).

 

Домашнее задание

1. Используя интернет-ресурсы, выпишите несколько фильмов, где использовалась технология motion capture. Подумайте, насколько реалистично убедительные персонажи сейчас способны делать современные компьютеры.

2. Попробуйте сделать обычную рисованную анимацию, нарисовав внизу страницы небольшое дерево, которое постепенно на каждой следующей странице будет распускаться, расти и сбрасывать листья. Оцените, насколько это сложный и трудоемкий процесс.

3. Сделайте несколько поделок из пластилина, придумайте интересную историю для своих персонажей (сюжет пластилинового мультфильма). 

4.* С помощью видео-урока попробуйте сделать простейшую анимацию, например домашнего питомца.