Анимация в трехмерной графике. Выбор программы для создания анимации Основы 3d графики и анимации

С тех пор, как пещерные люди научились делать наскальные рисунки, человечество совершенствовало методы визуального отображения окружающей действительности. В разные периоды истории художники оснащались новыми красками и инструментами для рисования, скульпторы осваивали различные материалы и техники, а театр поражал реалистичностью декораций.

С появлением компьютеров возникло множество новых способов построения изображений. Само собой, технологии существенно расширили имеющиеся ранее возможности, в том числе и в области создания картинок с эффектом движения:

Чтобы «расшевелить » статичное изображение, на вашем компьютере должна быть установлена программа для создания анимации, о её выборе и пойдет речь в данной статье.

Немного об анимации

Для того чтобы изображение было анимированным, необходимо соблюсти следующие условия:

• Несколько картинок. Невозможно добиться эффекта движения, имея в распоряжении одно изображение. Анимация – это смена кадров, и эти кадры должны друг от друга отличаться;
• Похожие картинки. Если вы будете последовательно менять кота на собаку, слона и жирафа, то получите что-то неудобоваримое. Изображения должны иметь общие элементы, чтобы получилась хорошая анимация;
• Скорость смены кадров. Если картинка меняется раз в секунду, то никакого эффекта движения достичь не удастся. Для того чтобы получить нужный результат, необходимо менять кадры более 16 раз в секунду.

Чтобы добиться искомого результата, существуют различные программы для 2D анимации, а также для работы с трехмерными изображениями. Начнем с рассмотрения 3D -формата.

Программы для 3D-анимации

Рассмотрим некоторые популярные программы для создания 3D анимации.

• 3D Studio Max . Данная программа пользуется популярностью среди тех, для кого создание анимации не является основным видом деятельности. Также прекрасно подходит для моделирования трехмерных объектов в компьютерных играх:

Существует огромное количество постоянно обновляющихся плагинов и возможностей рендеринга, однако позволить себе всё (легально ) может далеко не каждый в виду финансовых причин.

• Realsoft 3D . Отличительной чертой данной программы для анимации 3D выступает высочайшее качество изображения:

Эту особенность активно используют создатели рекламных роликов и музыкальных клипов. Также приятной чертой является кроссплатформенность.

• Maya . Программа для создания высококлассной 3D -анимации, которая широко применяется в кинопроизводстве:

• Poser 4 . Данная система наиболее подходит для моделирования поведения человека, поэтому применяется как в разработке компьютерных игр, так и в создании мультфильмов:

Программы для Flash анимации

Для размещения на страницах сайта анимированные изображения должны иметь небольшой вес (иначе скорость загрузки ресурса будет удручающей). Технология Flash позволяет «расшевелить » скучные картинки во Всемирной паутине.

На сегодняшний день абсолютным лидером в этой области является компания Adobe , предлагающая широкий спектр возможностей для разработчиков:

Однако не всем по карману такая программа для flash анимации, не говоря уже о необходимых плагинах (в сумме весь пакет будет стоить больше 1000 долларов ). Поэтому рассмотрим варианты с компонентами подешевле.

• SWiSHpowerFX . Данная система значительно упрощает создание анимированного текста. Главные преимущества – легкость освоения пользователями и быстрота создания изображений;
• Swiff Chart . Программа для создания диаграмм. Пользователю необходимо лишь ввести данные и выбрать тип графика, а система сделает всё остальное.

Анимация фотографий

Рассмотрим некоторые программные решения, которые помогут сделать из статичного фото анимированное изображение.

• Adobe Photoshop . Король редактирования изображений, который предоставляет широчайший диапазон возможностей:

Добавление различных анимированных эффектов поможет сделать любую фотографию по-настоящему живой.

• FotoMorph . Программа, действие которой основывается на технологии морфинга (переход одного изображения в другое ):

• ФотоШОУ PRO . Аналог Фотошопа, безусловно уступающий своему именитому конкуренту во всем, включая цену, а это для некоторых уже весомый аргумент не в пользу продукта от Adobe :

3D графика и анимация – обязательные составляющие современного визуального ряда. В чем бы не заключался проект – виртуальная реальность или презентация , информационный ролик или игра , инфографика или архитектурная визуализация , в нем обязательно будет компьютерная графика и, почти наверняка, анимация. Фактически, 3D графика и анимация – основа сегодняшнего мультимедийного пространства. Не умея делать графику и анимацию, бессмысленно браться за создание интерактивных решений или мобильных приложений, не говоря уж о роликах и фильмах – ничего хорошего (и уж во всяком случае красивого и эффектного) не получится.

Стоимость компьютерной графики

Стоит заметить, что компьютерная графика бывает очень разная. Голливудские блокбастеры зачастую состоят чуть ли не из одной 3D графики и визуальных эффектов, их делают сотни и даже тысячи специалистов, обсчитывают на занимающих здания рендерфермах и стоит все это десятки и сотни миллионов долларов. В тоже время, для качественной презентации может быть вполне достаточно хорошего моушн дизайна стоимостью меньше миллиона рублей. Все зависит от задач. В любом случае, компьютерная графика должна помогать достижению основной цели произведения – будь то полнометражный фильм или обучающий ролик, а не использоваться в проекте просто потому, что так модно.

Важность технических аспектов

Качественная компьютерная графика – это далеко не только отличный креатив, красивая картинка и реалистичная анимация. Есть еще масса технических, невидимых зрителю нюансов, от которых зависит, например, скорость просчета эпизодов ролика на рендерферме. Т. е. на экране результат будет выглядеть одинаково, вот только на производство эпизода может запросто уйти, например, не два дня, а десять, что зачастую бывает критично. Еще большую роль внутренние технические аспекты 3D графики играют в интерактивных решениях , при использовании риалтайм рендеров (тех же игровых движков). При неправильно созданных моделях или анимации, математический обсчет сцен (рендер) начинает занимать слишком много времени, и частота обновления кадров становится слишком низкой. Зритель же это воспринимает как дерганье изображения, на которое крайне неприятно смотреть.

3D графика и анимация в виртуальной реальности

Особенно важны компьютерная графика и анимация в проектах виртуальной реальности . Тут, просто по определению, без них никак не обойтись. Причем, при использовании VR очков, от уровня качества 3D графики зависит не только реалистичность восприятия пользователем виртуального мира, но и само самочувствие зрителя. Дело в том, что если частота смены кадров на дисплеях очков виртуальной реальности меньше 90 кадров в секунду, то при движениях головы возникает диссонанс между зрительным и сенсорным восприятием (тело движется, а изображение нет) и пользователя «укачивает». Поэтому в данном случае создание качественной компьютерной графики и анимации играет принципиальную роль.

Дизайнеры и специалисты по компьютерной графике Лаборатории United 3D Labs будут рады пригласить Вас в наш демозал, показать разработанные проекты и обсудить Ваши задачи.

Первое с чего хотелось бы начать, так это объяснить, что же такое анимация в трехмерной графике и в чем ее главное отличие от классической (двумерной) анимации. Анимация в трехмерной компьютерной графике - это процесс изменения свойств (параметров) трехмерного объекта с течением времени. В классической анимации, художнику-мультипликатору приходится прорисовывать каждый кадр его творения, дабы заставить объект «ожить» на экране.

Источник изображения www.angryanimator.com

В 3D анимации нам требуется задать, так называемые, ключевые кадры, а все остальные кадры анимации программа рассчитает (интерполирует) сама. На самом деле процесс анимации не так прост, как это ошибочно может показаться. Пожалуй, именно по этой причине, профессия аниматора в области трехмерной компьютерной графики является одной из самых высокооплачиваемых профессий в индустрии, а настоящих профессионалов не так уж и много.

Для чего же используется анимация в 3D графике? Можно выделить несколько направлений, которые не могут обходиться без трехмерной анимации. Это:

• Анимация трансформаций объекта (перемещение, вращение, масштабирования);
• Анимация камер;
• Анимация технических процессов;
• Динамические деформации объектов;
• Анимация персонажей;
• Динамические симуляции (жидкости, ткани, частицы).

В каждой из вышеперечисленных областей существуют разные способы создания (получения) трехмерной анимации. Мы можем свести их к следующим:

1. Анимация по ключевым кадрам;
2. Анимация по траектории;
3. Создание анимации при динамических симуляциях;
4. Анимация, полученная методом захвата движения (motion capture).

Итак, давайте немного приоткроем завесу тайны над каждым способом создания анимации.

Анимация по ключевым кадрам

Создание анимации в пакетах трехмерной графики по ключевым кадрам, можно представить следующим образом:

• В нужный момент времени, например в 1-м кадре анимации, вы задаете свойства вашего объекта (размер, положение, углы вращения) и устанавливаете этот кадр, как ключевой. Программа записывает всю информацию о свойствах объекта в этом кадре.
• Дальше вы выбираете другой кадр вашей анимации, например 10-й, и в нем снова задаете новые свойства вашего объекта. После, опять делаете этот кадр ключевым.
• Теперь программа сама просчитает как должен себя вести объект при переходе с 1-го кадра анимации до 10-го. Этот процесс и носит название интерполяции анимации.

Источник изображения http://brendanbody.blogspot.com/2008/12/walk-cycle.html

Этот способ анимации идеально подходит для: анимации трансформаций объекта, анимации камер, анимация технических процессов и даже для анимации персонажей. Анимационный фильм «Ранго» созданный компанией Industrial Light & Magic является прекрасным примером идеальной персонажной анимации, созданной методом ключевых кадров.

Copyright 2011 Paramount Pictures

Анимация по траектории

Анимация по траектории требует, помимо объекта, который будет анимироваться, обязательно задать и его траекторию (путь движения). Анимация по траектории очень часто идеально подходит для анимации движущихся технических объектов, анимации камер и анимация технических процессов.

Источник изображения http://tanawadeethep.tumblr.com

Выделив объект, который вы хотели бы заставить двигаться вдоль пути, вам нужно назначить ему путь для анимации (траекторию). После этого трехмерный объект переносится на линию пути и связывается с ней. Программа сама создаст для вас два ключевых кадра, один из которых будет хранить положение объекта в начале пути, а второй положение объекта в конце пути. Остальные кадры программа интерполирует для вас. В результате, ваш объект начнет двигаться по указанной траектории при проигрывании анимации.

Создание анимации при динамических симуляциях

Данный способ создания анимации связан больше с профессией специалиста по динамике, нежели с профессией аниматора. Анимация здесь является способом сохранения результата динамической симуляции. Под страшной фразой «динамическая симуляция» подразумевается процесс просчета поведения объекта в условиях физически реальной окружающей среды. Например, все мы знаем, что если стеклянный бокал упадет на пол, то скорее всего он разобьется на множество осколков. Это для нас привычно и все мы это понимаем. Но трехмерная среда не знает какой объект должен обладать теми или иными свойствами. Для того, чтобы каждый объект вел себя так, как это происходит в нашем мире используются динамические симуляции. Такие симуляции выполняются пакетами трехмерной графики и после того, как симуляция будет окончена, создают анимационные ключи, в которых хранится информация о поведении каждого куска нашего разбитого бокала. Динамические симуляции очень часто используются для просчета поведения жидкостей, тканей, твердых и мягких объектов. Благодаря динамическим симуляциям и созданной после них анимации мы можем с вами наслаждаться просмотром апокалиптических блокбастеров в кинотеатрах.

Copyright 2009 Sony Pictures / Columbia Pictures

Анимация, полученная методом захвата движения

Захват движения (от анг. motion capture) - это довольно молодой способ получения анимации, но быстро набирающий популярность за счет реалистичности анимации, которую он позволяет получать. В чем же суть этого метода получения компьютерной трехмерной анимации? Как правило для получения анимации данным способом вам нужна специально оборудованная студия с оборудованием для захвата движения, актер, с которого анимация будет захватываться и специальное ПО. Система захвата движения работает следующим образом:

1. На актера надеваются специальные датчики;
2. Актер выполняет нужные анимационные движения;
3. Камеры вокруг актера фиксирую перемещение датчиков;
4. Специализированное ПО анализируя движения датчиков создает скелет с точно такой же анимацией, как и у реального актера и сохраняет результат в виде ключевых кадров;
5. Полученную анимацию, теперь можно использовать в пакетах трехмерной графики.

Данная технология дорогая, но позволяет получать очень реалистичную анимацию. В основном, она применяется для анимации персонажей.

Источник изображения http://lukemccann.wordpress.com/motion-capture

Яркими примерами получения анимации методом захвата движения, могут являться такие кино проекты, как: «Полярный экспресс», «Аватар», «Приключения Тинтина: Тайна Единорога».

На этом можно закончить наше обзорное знакомство с анимацией в трехмерной компьютерной графике.

Расскажите о своем проекте:

Подумайте дважды, прежде чем обращаться к нам. Если хотите работать с нами, то будьте готовы к нашему независимому мнению, высоким бюджетам и требовательному подходу к работе.

Методы создания анимации постоянно развиваются, а разработчики игр и киностудии постоянно ищут талантливых и творческих личностей, которые смогут применить эти методы.

Вот основные виды анимации, с помощью которых могут создаваться цифровые персонажи для телевизионных шоу, коммерческих приложений, логотипов компаний, кино, видео или игр.

• Традиционная анимация.
• 2D векторная анимация.
• 3D компьютерная анимация.
• Графика движения.
• Стоп моушен.

Традиционная анимация

Вы когда-нибудь видели изображения, которые появляются, как быстро сменяющиеся кадры, нарисованные на прозрачных листах бумаги цветными маркерами? Этот вид компьютерной анимации называется традиционным. Он используется для предварительных набросков персонажей.

Этот процесс может быть довольно дорогостоящим и продолжительным, так как аниматорам приходится создавать набор различных кадров, исходя из частоты 24 кадра в секунду. Данный метод используется в основном на ПК, а также планшетах с применением специальных компьютерных программ, позволяющих создавать анимацию в стиле старых диснеевских мультфильмов.

2D векторная анимация

Наиболее часто используемый стиль анимации. Ее кадры создаются на относительно плоской поверхности. Кроме этого векторная анимация переняла кое-какие методы традиционной анимации. На самом деле, это та же традиционная анимация, за исключением того, что к кадрам применяется обработка, известная под названием прорисовка и закрашивание.

Во время этого процесса аниматоры размещают тонкие прозрачные листы целлулоида на бумаге, на которой нарисованы анимационные персонажи, после чего перерисовывают их на пленку. В конце кадры с разными персонажами накладываются друг на друга, и из-за высокой прозрачности пленки это позволяет создать композицию из различных элементов и персонажей.

3D компьютерная анимация

3D анимация полностью отличается от других видов анимации в компьютерной графике. Хотя они используют одинаковые принципы композиции и движения, технические методы, применяемые для решения разнообразных задач, существенно разнятся. В 3D анимации аниматору не нужно быть художником-графиком. Это больше похоже на игру с куклами, чем на рисунок.

Это также называется генерируемые компьютером изображения (CGI ). Они возникают, когда компьютерные аниматоры создают поток изображений, которые сводится воедино, чтобы сформировать анимацию. Объединение динамических и статических изображений выполняется с использованием компьютерной графики. Персонажи, созданные в 3D, в цифровом формате отображаются на экране, а затем объединяются с каркасом, что позволяет анимировать каждую модель по-разному.

Анимация формируется путем создания моделей в отдельных ключевых кадрах, после чего компьютер выполняет их «размножение «, интерпретируя анимацию с помощью добавления промежуточных кадров между ключевыми.

Кроме этого много времени уходит на работу с кривыми, представляющими различные части объекта в разные периоды времени. В 3D-анимации должны учитываться все персонажи, даже те которые в определенный момент времени чем-то перекрыты и не видны.

Основное различие между этими видами анимации заключается в том, что в традиционной и 2D анимации художник работает с отдельными кадрами, в то время как в 3D-анимации всегда существует непрерывный поток. Если он останавливается, это воспринимается, как ошибка. Даже когда персонаж остается на месте, всегда существует непрерывный поток кадров, который создает иллюзию реальности.

Графика движения

Вы когда-нибудь задумывались о том, как создаются промо-ролики, анимированные логотипы, вступительные титры фильмов и реклама приложений? Это делается с помощью движущихся графических текстов и элементов, или, как я это называю, графики движения.

Это процесс, в котором используется »размножение » анимируемых кадров для создания плавного движения между кадрами. Программы для «размножения » кадров поддерживают скрипты, которые автоматически изменяют анимацию для создания многочисленных эффектов.

3D-композиции создаются из плоских элементов, перемещающихся друг относительно друга, что создает иллюзию объема. Они также могут сопровождаться звуковыми эффектами или музыкой. Такие объекты часто используются в мультимедийных проектах.

Создать объемного персонажа для логотипа или рекламного ролика — только половина дела. Как только внешность вашего героя готова, согласована и утверждена, начинается самое интересное — создание 3d анимации. Это трудоемкий и невероятно интересный процесс, который позволяет в итоге «оживить» любую задумку . Например, научить персонажа говорить с клиентом, грустить и радоваться, размышлять и двигаться, «вляпываться» в приключения и показывать на пальцах, как применить ваш продукт.

Работа 3d аниматоров — колоссальный труд, позволяющий создать не просто двигающуюся картинку, но и вполне достоверную реальность вокруг. Как создается трехмерная анимация и какие чудеса можно сотворить умеючи, разберем подробнее в статье.

Цитируя доктора Франкенштейна: оно живое!

Анимация трехмерных объектов существенно отличается от 2d анимации — «плоских» мультиков, где объем достигался с помощью перспективы и правильной покраски персонажей и окружения. Сегодня технологии позволяют сразу и показать ее форму освещением и движением камеры. В этом случае понятие анимации изменяется:

2d анимация — создание иллюзии движения или изменение формы объектов с помощью технических приемов.

Анимация 3d — автоматическое перемещение или трансформация объектов в пространстве и времени.

Проще говоря, раньше нужно было покадрово отрисовывать передвижение каждого персонажа. Теперь достаточно создать трехмерную модель персонажа, после чего ее можно двигать в пространстве без дополнительных усилий и прорисовок. Но говорить-то просто, а на деле — оживление 3d модели персонажей довольно сложный процесс. Чтобы заставить фигурку двигаться, мало иметь доступ к компьютеру и умным программам. Нужно еще и представлять, как может передвигаться герой, какие силы на него при этом влияют (не те, которые высшие, а, например, гравитация, сила трения и сопротивления).

Если вы хотите получить с характером — важно обратиться к аниматорам, которые в курсе всех тонкостей и готовы фанатично прорабатывать каждую деталь. Не только походку, но и мимику, и движение волосков, и скольжение ткани (если герой, конечно, носит одежду).

Чтобы учитывать все и сразу, нужно быть немножко волшебником и немножко гением — вполне удачное описание для аниматоров студии KLONA.

Как сотворить не зомби: особенности 3d анимации персонажей

Как гласит современная мудрость: ничто не зомби, кроме зомби. И если ваш герой — не он, то анимирование персонажа должно быть «живым», или, как нынче говорят, верибельным. Зритель должен поверить, что герой действительно ходит, смотрит, кривится или улыбается , взаимодействует с окружающей средой.

Создание и анимация 3d персонажа — это сотворение истории, которая рассказывается не словами на бумаге (или экране), а движением. Например, мимика героя может сказать многое о характере. Но для этого у него должно быть достаточно «качественное» лицо, чтобы заставить мышцы двигаться.

Когда к вопросу подходят без должного старания или в полсилы, как правило, получается что-то по меньшей мере неестественное, а иногда — даже пугающее.

Потому давайте возьмем , как точку отсчета, и посмотрим, что с ней можно сделать:

1. Анимировать по ключевым кадрам;
2. Анимировать по траектории;
3. Создать анимацию в динамической среде;
4. Анимировать с использованием motion capture.

Каждый из способов легче всего пояснить, рассматривая не только технологию, но и примеры.

Анимация по ключевым кадрам: из точки А в точку Б

— один из наиболее распространенных способов создания 3д анимации персонажей. Суть метода заключается вот в чем: на шкале времени задается несколько главных точек, в которых положение или форма объекта изменяется. Аниматор задает нужные параметры модели в указанных кадрах, а «промежуточные» состояния программа рассчитывает автоматически.

Пример : Для простоты возьмем резиновый мячик, который ударяется о землю и отскакивает вверх. Чтобы отобразить один такой «скачок», процесс нужно разбить на три этапа: мячик в верхней точке — мячик на земле — мячик снова в верхней точке. По-хорошему следует задать больше ключевых кадров, учитывать кучу мелочей. Как то, что при падении резиновый корпус растягивается, а при ударе — сплющивается.

Если правильно деформировать объект в каждой фиксированной точке времени, анимация 3d получится максимально естественной.

Не всегда 3d модели персонажей — это люди или животные. Нашим героем может быть любой объект, например, летающая камера или НЛО (в общем все, на что хватит фантазии). В таком случае мигания лампочек и вращения по оси будет недостаточно — не интересно. А вот заставить объект летать по траектории, да еще и «отправить» камеру следить за перемещением, вовремя приближаясь и отдаляясь...

И умелое обращение с фокусом (вот уж что точно должна уметь студия 3d анимации) превратит простое кружение объекта в пространстве — в увлекательный почти что блокбастер.

Суть способа заключается в том, чтобы:

• задать точку старта (начало пути объекта);
• обозначить траекторию (путь, который проделывает объект);
• указать конечную точку (где модель должна остановиться).

После того, как персонаж/объект «привязывается» к траектории, программа сама рассчитывает и создает движение. Если при этом добавить анимацию самого объекта (взмахи крыльев, открытие шлюзов, выдвижение шасси) и «поиграть» с камерой, можно добиться весьма интересных эффектов.

Команда студии КЛОНА точно знает, как сделать простое движение по проложенному маршруту и умопомрачительно динамичным.

Наш герой — не находится в вакууме. Любого персонажа окружает какая-то реальность , в которой обязательно имеются гравитация (если дело не в космосе), движение воздушных масс и другие виды колебаний. Все это стоит учитывать, чтобы анимация персонажа была достаточно реалистичной.

Как выглядит результат такой анимации и где ее можно наблюдать?

В деталях. Когда персонаж идет по городу, и плащ развевается под порывами ветра, или когда под водой волосы липнут к лицу — все это получается благодаря анимированию с учетом окружающих факторов.

Строго говоря, анимация в динамической среде — скорее вычислительная работа с глубоким погружением в физические характеристики объектов. Но без всего этого даже самое детальное 3d моделирование с не сделает персонажа живее.

Motion capture: превращение фильма в мультик

Технология захвата движений — молодая, но очень популярная. Сегодня motion capture используется практически во всех фантастических фильмах. Суть такого способа крайне проста:

• на актере закрепляются датчики;
• пока актер двигается, камеры фиксируют положения датчиков;
• их смещение обрабатывает программа и создает движущийся «скелет» с набором ключевых кадров;
• полученный пакет информации «обтягивается» оболочкой — для этого используется 3d моделирование персонажей.

В результате действия героя получаются реалистичными, убедительными, а аниматорам не приходится бороться с физикой и вспоминать, в каком месте что гнется.