Мы рассказывали о спецэффектах в доцифровую эпоху, когда режиссеры, операторы и монтажеры делали правдоподобную картинку прямо на съемочной площадке, либо позже путем манипуляций с кадрами. Теперь посмотрим, как создавать реалистичные картины помогают компьютерные технологии.

Его зовут #00ff00

Что объединяет большинство видео behind the scenes? Зеленый фон. О нем мы рассказывали в предыдущей части и вспомним в этой, потому что в современную эпоху хромакей превратился в художественный холст для специалистов по визуальным эффектам.
На нем снимается больше сцен, чем нам кажется, потому что теперь это проще и дешевле, чем выстраивать реальные декорации. Это означает, что актеры и съемочная команда зачастую по многу часов и дней проводят в этой зеленой комнате. Кен Ралстон, главный постановщик визуальных эффектов Алисы в Стране чудес (2010), в интервью сказал, что это большое испытание для всех участников: «Зеленый экран, если долго на него смотреть, вызывает какую-то тоску и раздражение. Для кинотрюков он незаменим, но визуально и психологически очень выматывает».

Трекинг – как движется камера

С компьютерными спецэффектами можно нарисовать на скале кораблик, и это будет выглядеть не нелепо, а по-киношному внушительно. Во-первых, нужен трекинг, чтобы отследить движение камеры в кадре, и воспроизвести его для виртуальной камеры в 3D пространстве. То есть смоделированный объект, который нужно вставить в кадр, должен оборачиваться так, как если бы его снимала реальная камера. Тогда при наложении 3D моделей, их движение будет совпадать с движением фона. Вот пример:

Результат трекинга:

Соединив минимум три ближайшие друг другу точки, создаем область, куда можно наложить нужный объект:

Похожая технология в фильме Волк с Уолл-стрит (2013)

Скопипастить движение

Хорошо, если в кадре скала. А если нужно нарисовать бегущему персонажу замысловатый костюмчик, который перемещался бы в кадре вместе с ним? Тут нужен захват движения (motion capture): актера каждый съемочный день одевают в темную одежду с точками-маркерами. Его окружает множество камер с инфракрасными датчиками, которые отслеживают движение этих точек (чем камер больше, тем точнее будут данные). Поэтому актерам часто приходится играть в одиночку, обязательно в помещении или в специальных декорациях.

Камбербэтч играет Смауга для фильма Хоббит: Пустошь Смауга (2013)

Правда, на съемках Планеты обезьян (2014) появилась альтернатива: было много локаций на природе, а из-за солнца инфракрасные лучи не считываются камерами (которые прятали на деревьях). В итоге ИК-лучи заменили радиосигналами: 3D-модель стала точнее, а актерам не пришлось сниматься отдельно от всех остальных (из-за этой проблемы трилогия Хоббит чуть было не осталась без Гендальфа, а киноиндустрия без хорошего актера: Иэн Маккеллен, игравший волшебника, устал сниматься в одиночестве в зеленой «камере».)

Съемки Планеты обезьян (источник: https://youtu.be/4NU9ikjqjC0)

Захват движения используют также для того, чтобы полностью анимированному персонажу придать эмоции и мимику актера. Малейшие движения лицевых мышц считываются камерами, прикрепленными к шлему, который надевает актер во время съемок. Отснятое перемещение точек-маркеров сначала накладывается на компьютерную копию лица, чтобы исправить ошибки и неточности, а затем и на цифровую модель персонажа.

Захват мимики в Планете обезьян

Посчитать свет

Борьба за реалистичность кино продолжается. Приходило ли вам в голову при просмотре фильма, что персонажи как-то неправдоподобно отражаются в стоящем рядом с ними столе? Теперь разработчики позаботились и об этом. Недавно до компьютерных игр и кино добралась трассировка лучей (ray tracing) в реальном времени. Это физическая симуляция света.

Отражения, которые способна передать камера.
Отражения, созданные трассировкой лучей.

На основе законов геометрической оптики программа «вычисляет» освещение трехмерных объектов так, как мы его видим в реальной жизни. В виртуальном пространстве изучается каждый участок 3D-модели, соответствующий одному пикселю на экране: под каким углом на него падает свет от источника или других объектов, как этот свет отражается, преломляется и рассеивается. Путь реального потока света отслеживается мнимым лучом, выходящим из объектива камеры. В итоге каждый пиксель на экране получает свой цвет в зависимости от того, соответствует ли ему блик, тень или отражение.

Как работает трассировка лучей (https://www.youtube.com/watch?v=lFnWy0Odsh8)

Правдоподобность фантастики

А посещала ли вас мысль: «Нет, ну, в реальности кожа не так растягивается, конечно»? Особенно в отношении Голлума из Властелина колец (2001). Потому что он явно на уровень ниже своего двойника в Хоббите (2012-2014). Когда образ Смеагола воссоздавали в трилогии, учитывали всё: как мышцы прикрепляются к костям, как они движутся под кожей, как ее пронизывают лучи света.

Голлум 2001 года – это исключительно 3D анимация и захват движения и мимики… вручную! (https://youtu.be/PKjD-xf8jUA)
Моделирование Голлума для трилогии Хоббит – 2012 год (источник: https://www.youtube.com/watch?time_continue=9&v=w_Z7YUyCEGE)

Создатели считают, что над персонажем, рожденным компьютерной графикой, нужно много работать, чтобы зритель поверил в его материальность. Каждая эмоция на лице Голлума моделировалась специально для этого созданной системой Tissue с учетом движения костей, мышц, кожи.

Мимика персонажа создавалась в системе Tissue (источник: https://www.youtube.com/watch?time_continue=9&v=w_Z7YUyCEGE)

А с техникой подповерхностного рассеивания (subsurface scattering) специалисты по визуальным эффектам точно передали структуру кожи и потоки света, взаимодействующие с ней.

Как поток света проходит через человеческую кожу (источник: https://www.youtube.com/watch?time_continue=9&v=w_Z7YUyCEGE)

Выдумка, в которую хочется верить

С развитием компьютерных технологий фантазии режиссеров и сценаристов облекаются в максимально правдоподобный вид. С другой стороны, фантастические фильмы превращаются в гиперреалистичную анимацию с актерской озвучкой, а зрители часто недооценивают роль компьютерной графики в кино. Алексис Вайсброт, постановщик визуальных эффектов в таких фильмах, как Доктор Стрэндж (2016) и Тор: Рагнарек (2017), считает, что это хорошо: «Думаю, если зрители ее недооценивают, это значит, что мы хорошо поработали. Что спецэффекты гладко вписались в картину, и зрители их не замечают. А это и есть наша цель».