Компьютерная графика и анимация достигли рубежа зрелости и вступили в эпоху процветания. Возможно, будущие историки назовут наше время Эпохой Второго Возрождения, а нас с вами - зрителями этой эпохи.

Стоит только вспомнить фильмы последнего десятилетия, и мои слова не покажутся преувеличением. "Терминатор", "Хищник", "Маска", "Чужие", "Форрест Гамп", "Аполлон-13", "Пятый элемент", "Титаник" - вот далеко не полный перечень великих фильмов, серьезно использующих компьютерные спецэффекты. Нынешним летом этот перечень пополнился новыми лентами: "Звездные войны. Эпизод I: Призрачное вторжение", "Матрица", "Мумия".

С течением времени применение спецэффектов в кино идет по нарастающей. Если о более ранних фильмах можно сказать, что это фильмы с элементами компьютерной графики, то о более поздних нужно говорить - анимация с элементами живых съемок. На примере этих фильмов, и в особенности на примере "Мумии", становится очевидно, что использование компьютеров в кино достигло такого качества и количества, что речь идет уже о становлении новой технологии создания фильмов, технологии, полностью раскрепощающей фантазию и предоставляющей неограниченные творческие возможности тем, кто сможет ими воспользоваться. Давайте заглянем за кулисы и на примере спецэффектов "Мумии" посмотрим, как делается история.

"Мумия" Стефена Соммерса является переделкой классической старой "Мумии", созданной Борисом Карловым на Юниверсал Студиос в 1932 году. Главной отличительной особенностью новой версии стала остроумная компьютерная анимация, созданная Industrial Light & Magic (ILM). Все в фильме, что можно отнести к спецэффектам, имеет цифровую природу и создано на компьютерах. Насыщенность этого фильма великолепными спецэффектами чрезвычайно велика, и центральное место среди них по праву занимает сама мумия.

Как создавалась модель мумии

Созданием цифровой модели мумии занималась целая команда под руководством Дэвида Тернера. Мумия представляет собой многослойную модель, от начала и до конца созданную на компьютере. Первый слой - скелетон, задающий всю кинематику модели, второй слой - мускулы и третий - кожа. В работе по созданию и анимации тела мумии использовались Softimage, для анимации лица - CARI (фирменная анимационная система, разработанная специалистами ILM).

В съемках фильма использовалась уже готовая геометрия скелетона, построенная ранее для других целей. На первом этапе работ все усилия команды сосредоточились на настройке движений. Поскольку тело мумии имеет множество дыр, вся динамика костей, мышц, лоскутов кожи и бинтов оказывается на виду. Было совершенно необходимо тщательно настроить точное движение каждого элемента, до мелочей воспроизводящее динамику реального тела. Помимо этого, все элементы должны двигаться согласованно, как единое целое, и максимально реалистично. Для каждой кости и сочленения скелетона определялись прямая и инверсная кинематика, задающие связи и ограничения, подобные существующим в реальном человеческом теле. Некоторые суставы (в частности, коленный и плечевой) даже усложнялись для достижения большего контроля динамики. По признанию авторов, эта работа была сущим кошмаром, однако в конце концов цель была достигнута. Настройки оказались настолько хороши, что когда наложили данные захвата движения, все сразу заработало правильно и не потребовало дополнительного редактирования. Как считают сами авторы, их модель настолько точна, что вполне может использоваться для анатомических симуляций в медицине.

При построении второго слоя мумии воспроизведены поверхностные мускулы (что составляет почти половину всех мышц человека) за небольшим исключением, поскольку это все-таки мумия. Так, отсутствуют брюшные мускулы, зато мышцы ступни, лодыжки, бедра, таза, плеча, рук и шеи воссозданы полностью. Каждый мускул представляет собой простой механизм с двумя точками крепления к костям и контейнером, изменяющим свою толщину и длину в зависимости от вида движений. Для каждой мышцы потребовалось определить ограничения на движение, чтобы мускулы двигались поверх костей, а не сквозь них и друг друга (система обнаружения столкновений не использовалась - для расчетов требуется так много времени, что модель все еще находилась бы в стадии разработки). Затем слой мышц прикрепили к скелетону с помощью инверсной кинематики.

Для создания слоя кожи был приглашен Джон Андерсон. Джон создал математические алгоритмы и программировал (совместно с Вишва Раньян и Николасом Поправкой) поведение специальной соединительной ткани, управляющей поведением кожи. Эта невидимая виртуальная "плоть", сохраняющая объем и обладающая динамикой жидкой среды, заливает пространство между костями и внешним слоем кожи, а мышцы оказываются встроенными в такую "плоть". При движении мускульного механизма все рывки, толчки и другие движения передаются среде и через нее - коже, заставляя ее двигаться. Когда мускулы вздуваются, они выталкивают "плоть" и кожу и это выглядит эффектно и очень убедительно. Действие этого механизма в " чистом" виде можно наблюдать в кадре, когда мумия испытывает регенерацию, волнообразно распространяющуюся по всему телу после поглощения своей первой жертвы.

Анимация модели мумии сделана на основе данных захвата движения. Арнольд Восло (исполнитель роли Имхотепа) облачался в специальный костюм с датчиками для захвата и воспроизводил все движения, требующиеся для съемок. Данные захвата накладывались на скелетон, движение костей скелетона передавались посредством инверсной кинематики мышцам и через соединительную ткань - коже. После этого за дело принялись аниматоры. Дело в том, что хотя процедурная анимация на основе данных захвата движения очень эффективна, она не позволяет варьировать движения модели, придавать им какие-либо характерные особенности и в общем выглядит достаточно пресной. Для достижения эффектности и зрелищности, добавления этакой "изюминки" аниматоры должны вручную обрабатывать каждый кадр. Кроме того, остаются области, традиционно трудные для захвата - это мимика лица и динамика пальцев рук, и без художников-аниматоров здесь никак не обойтись. По заявлениям создателей фильма, "труд аниматора никогда не будет вторичным, он всегда первичен по своей важности". Интересно, что несмотря на многочисленные средства автоматизации (и программные, и аппаратные), ручная анимация не только не теряет, но наоборот, приобретает решающее значение.

В общем, на создание компьютерной модели и настройку всех связей ушло около четырех с половиной месяцев.

По ходу сюжета мумия регенерирует от иссушенного скелета до состояния нормального человека, проходя через промежуточные состояния. Технически это потребовало создания виртуальных порезов и дыр на лице и совмещением их анимации с живыми съемками. Для этого на лицо Арнольда Восло помещались маркеры, отснятые движения которых преобразовывались в траектории в трехмерном пространстве. Таким образом были получены треки анимации управляющих точек цифровых протезов, соответствующие мимике живого лица актера.

Бедствия и катастрофы

Бен Сноу, "ведущий специалист по катастрофам" ILM, утверждает, что в фильме создано около восьмидесяти разного рода бедствий вроде песчаных бурь, вихрей, огня, стай саранчи, мух и им подобных. Вместе они занимают почти 141 эпизод. При создании всех этих бедствий (помимо сил природы;-) интенсивно использовалась Maya, а отрисовка сцен и анимаций выполнялась в RenderMan. Наиболее впечатляюще, на мой взгляд, выглядят эффекты проступания лица сквозь песок, поглощение самолета песчаной бурей и анимация стай саранчи, мух и жуков-скарабеев.

Песчаная буря, поглощающая самолет. Сама буря - это анимация системы частиц в Maya. Затем создавалась анимация компьютерной модели лица Арнольда, на ее основе строились анимированные карты рельефа и накладывались на анимацию системы частиц. В результате плоская стена приобретает рельеф лица Имхотепа, причем этот рельеф движется, голова открывает рот и поглощает самолет. Наконец, поверх всего накладывался полупрозрачный слой со съемками реальной песчаной бури для придания большей достоверности. Просто, как все гениальное, и выглядит сногсшибательно.

Для создания лица, проступающего сквозь песок в начале фильма, использовалась та же техника, дополненная съемками фонтанов песка, которые создавались "вживую" с последующим наложением на компьютерную анимацию.

Стаи саранчи и мух, орды жуков-скарабеев. Опять-таки использовалась система частиц Maya. Но в данном случае требовалось, чтобы поведение частиц было более "роеподобным", и к тому же каждая частица должна обладать собственной, индивидуальной, анимацией. Для задания поведения частиц строились треки движения на основе изучения поведения стай птиц над Римом и кофейных зерен в турбулентных потоках воды. Затем каждая частица, движущаяся по такой траектории, замещалась компьютерной моделью саранчи, мухи или жука (посредством механизма "instancing geometry" - встроенного средства Maya), которые уже могут обладать собственной анимацией. Например, для жуков создана анимация бега, они могут ориентировать свои тела под правильным углом на наклонной плоскости, скучиваются на ее краях и т.д. В зависимости от расстояния до зрителя использовались различные степени качества отрисовки моделей и поведения. Так, удаленные частицы - это "голые" частицы, просто движущиеся по траекториям. По мере приближения к зрителю использовались все более высокодетализрованные модели и более сложное поведение.

Игорь СИВАКОВ