Как картинки оживают на экране

Любая анимация основана на особенности нашего зрения. Человеческий глаз и мозг сохраняют увиденное изображение на долю секунды. Если показать человеку цепочку картинок, где положение предмета немного меняется, отдельные кадры сольются в непрерывный видеоряд. В кинематографе и мультфильмах стандартом считается скорость 24 кадра в секунду. Этого числа достаточно для плавного движения персонажей и объектов.

Раньше художникам на студиях приходилось рисовать все 24 рисунка для каждой секунды экранного времени вручную на прозрачных листах целлулоида. Компьютер избавил мультипликаторов от необходимости прорисовывать абсолютно каждую фазу движения. Теперь автор задаёт только главные моменты движения, а остальную математическую работу берёт на себя программный код.

Ключевые кадры и расчёт движения

Главный инструмент любого аниматора в цифровой среде называется шкалой времени или таймлайном. Таймлайн поделён на деления, каждое из которых равно одному кадру фильма. Чтобы заставить объект двигаться, аниматор использует ключевые кадры.

Ключевой кадр фиксирует параметры объекта в конкретную секунду. Программа запоминает его положение в пространстве, угол поворота, размер, цвет и форму. Например, на первом кадре персонаж стоит на левом краю экрана, а на сорок восьмом кадре переходит на правый край. Эти две точки аниматор отмечает вручную.

Все промежуточные кадры между первой и сорок восьмой позицией вычисляет компьютерная программа. Этот процесс называют интерполяцией или твинингом. Компьютер просто меняет координаты объекта с шагом в доли миллиметра на каждом следующем кадре. Движение можно настраивать с помощью графиков скорости. Если сделать график крутым в начале, персонаж сорвётся с места пулей, а если сгладить в конце, плавно затормозит перед остановкой.

Как устроен пайплайн трёхмерной анимации

Создание современного 3D-мультфильма в программах вроде Blender, Maya или 3ds Max напоминает работу на цифровой съёмочной площадке. Весь путь от задумки до финального ролика специалисты делят на несколько обязательных шагов.

  1. Моделирование заключается в создании формы объектов из базовых геометрических фигур и точек в пространстве, которые объединяются в полигональную сетку.
  2. Текстурирование и настройка материалов придают бесцветной серой модели цвет, шероховатость, прозрачность, глянец металла или вид ткани.
  3. Риггинг превращает статичную куклу в подвижного персонажа за счёт встраивания внутрь тела цепочки цифровых костей и рычагов управления.
  4. Скиннинг привязывает поверхность персонажа к костям скелета, чтобы кожа и одежда правильно сминались на локтях и коленях при движении.
  5. Анимация оживляет сцену, когда специалисты передвигают управляющие контроллеры персонажей по ключевым кадрам в соответствии со сценарием.
  6. Освещение выставляет виртуальные лампы, солнце и тени, чтобы сцена выглядела объёмной, живой и кинематографичной.
  7. Рендеринг запускает сложные расчёты, в ходе которых программа вычисляет падение лучей света и сохраняет итоговые картинки кадр за кадром.

Виды анимации на компьютере

Компьютерные технологии применяются не только в трёхмерных мультфильмах. Цифровая среда полностью изменила и плоскую анимацию.

Покадровая цифровая графика

Художник работает специальным пером на графическом мониторе или планшете в программах Krita, TVPaint или Photoshop. Процесс повторяет классическую мультипликацию двадцатого века, но отменяет бумагу, краску и сканеры. Программа позволяет аниматору видеть полупрозрачный след предыдущего и следующего рисунков прямо во время работы. Эту функцию называют калькой или эффектом луковой шелухи. Она помогает художнику точно контролировать дуги движений и соблюдать пропорции персонажа.

Перекладка и скелетная 2D-анимация

В программах Moho или Toon Boom Harmony плоского героя собирают из отдельных фрагментов. Руки, обувь, кисти, глаза и туловище рисуют один раз, а потом соединяют виртуальными шарнирами. Аниматор вращает эти детали на плоской плоскости экрана точно так же, как управляют куклами-марионетками на нитках. Это сильно ускоряет производство сериалов, потому что художникам не приходится перерисовывать героя с нуля для каждой сцены.

Частые вопросы

В какой бесплатной программе можно попробовать сделать свой первый мультик?

Для трёхмерных мультфильмов лучше всего подходит бесплатная программа Blender с открытым исходным кодом. В ней есть полный набор инструментов для лепки, текстурирования, анимации и монтажа. Для создания плоских двухмерных мультфильмов отлично подойдут бесплатные редакторы Krita, OpenToonz или Pencil2D.

Что такое технология захвата движения Motion Capture?

Это способ анимации, при котором на живого актёра надевают специальный костюм со светоотражающими или магнитными датчиками. Камеры в студии фиксируют перемещение этих датчиков в пространстве, а программа передаёт эти движения цифровому скелету персонажа. Такой метод используют для реалистичных движений людей в фильмах и крупных компьютерных играх.

Сколько времени компьютер считает одну секунду мультфильма?

Время рендеринга зависит от сложности сцены и мощности видеокарт. Простой мячик на белом фоне рассчитывается за доли секунды. Кадр из полнометражного мультфильма с шерстью животных, отражениями в воде и миллионами листьев может просчитываться на мощном сервере от нескольких минут до нескольких десятков часов.

Зачем аниматоры смотрятся в зеркало во время работы?

Мультипликаторы часто ставят перед монитором зеркало или записывают себя на камеру смартфона. Это помогает точно уловить мимику, прищуры глаз, движение бровей и форму губ при разговоре, чтобы затем достоверно повторить эти движения на цифровом лице персонажа.