Анимация представляет собой процесс создания движущихся изображений из серии статичных изображений. В кинопроизводстве это можно использовать при создании кадра или серии кадров, которые невозможно заснять на камеру.
Существует множество используемых техник создания анимации, включая рисование, фотографии ("пиксилизация" - используются живые актеры как покадровые объекты), 3D (модели или куклы), 2D и 3D компьютерная анимация.
Анимация создается непосредственно на пленке, или как видеофайл, или как последовательность стоп-кадров. Стоп-кадры, или статические изображения, созданные с высоким разрешением и в несжатом виде, будут более предпочтительными, т.к. они дают гибкость и высокое качество. В нелинейном монтаже стоп-кадры могут быть импортированы группой, и редактироваться на пленке, с возможностью корректировки отдельных кадров.
В современном кинопроизводстве наиболее часто используется 3D компьютерная анимация, т.к. она позволяет максимально приблизиться к изображению на других кадрах, что дает огромную гибкость.
Анимация по своей природе является медленным процессом, требующим высокой квалификации, но инструментов для реализации достаточно. Например, есть недорогие или бесплатные триальные версии множества пакетов программного обеспечения для анимации, что предполагает в ближайшем будущем большой рост числа специалистов.
Часто компании приглашают даже студентов для работы над своими проектами.
Виды анимации
- Графическая (рисованная) анимация - классический вид анимации, где объекты рисуются вручную (сегодня часто рисунки переносят на компьютер).
- Объемная (материальная) анимация - объекты с отдельными элементами материального мира (куклы, пластилин, иголки, др.).
- Компьютерная анимация - вид анимации, в котором объекты создаются с помощью компьютера. Разделяют 3D и 2D (включая также flash-анимацию)
Технологии
По методу анимирования
- Покадровая анимация - технология, по которой каждый кадр рисуется отдельно. Наиболее сложная и продолжительная, требует высокого мастерства, опыта и интуиции. При этом она позволяет реализовать любые изменения объекта и осуществить сложнейшие задумки.
- Технология ключевых кадров - основана на том, что создаются не все, а только "ключевые кадры", а промежуточные кадры между ними рисуются автоматически. К этому типу относится и компьютерная тип анимации, когда главный аниматор занимается ключевыми кадрами, а помощники - промежуточными.
- Технология захвата движений (motion picture) - относительно молодая технология, где объекты двигаются или меняют форму вследствие аналогичных действий реальных живых или неживых объектов, к которым прикреплены датчики, передающие данные о пространственном перемещении на компьютер. Эта технология позволяет получить наиболее сложные реалистичные движения.
По типу изменяющихся параметров
- Технологии движения - позволяют передать движение объекта либо его части.
- Технологии формы "Морфинг" - технологии изменения формы. Часто используются для перехода из одного объекта в другой. Обычно реализовывается с помощью технологии "ключевых кадров".
- Цветовая анимация - технология трансформации закраски объекта.
Виды анимации
Компьютерная анимация -- вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня получила широкое применение, как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений:
Векторная графика;
Растровая графика;
Фрактальная графика;
Трёхмерная графика (3D).
По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации:
Анимация по ключевым кадрам
Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фасовщика берет на себя компьютер, а не человек.
Запись движения
Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники -- Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения. Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере.
Процедурная анимация
Процедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды: Симуляция физического взаимодействия твёрдых тел. Имитация движения систем частиц, жидкостей и газов. Имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос). Расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием (Ragdoll).Имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа. Примером такой системы является программа Euphoria.
Программируемая анимация
Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов: Java-Script -- браузерный язык Action-Script -- язык работы с приложениями Flash Преимущество программируемой анимации -- в уменьшении размера исходного файла, недостаток -- нагрузка на процессор клиента.
Конструкторы анимациий
Для создания анимированных изображений существует множество программ как платных, так и бесплатных:
Платные: Adobe Photoshop, Adobe Flash Professional;
Бесплатные: GIMP (чаще используется на Linux), CoffeeCup, Blender (чаще используется на Linux).
Создание анимации с помощью цифрового фотоаппарата
Сегодня программное обеспечение, позволяющее задействовать цифровой фотоаппарат для съёмки анимации, применяется также часто, как и ставшие привычными 3D- или 2D-пакеты. Любая программа такого типа обеспечивает управление цифровым фотоаппаратом через компьютер и работу с полученными кадрами.
Хранение
Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, MPEG-4).
Применение
Компьютерная анимация (последовательный показ слайд-шоу из заранее подготовленных графических файлов, а также компьютерная имитация движения с помощью изменения и перерисовки формы объектов или показа последовательных изображений с фазами движения, подготовленных заранее или порождаемых во время анимации) может применяться в компьютерных играх, мультимедийных приложениях (например, энциклопедиях), а также для «оживления» отдельных элементов оформления, например, веб-страниц и рекламы (анимированные баннеры). На веб-страницах анимация может формироваться средствами стилей (CSS) и скриптов (JavaScript) или модулями, созданными с помощью технологии Flash или её аналогов (флеш-анимация).
Одним открытым вызовом в компьютерной анимации является фотореалистичная анимация человека. В настоящее время большинство фильмов, созданных с использованием компьютерной анимации, показывают персонажей-животных (Приключения Флика, В поисках Немо, Рататуй, Ледниковый период, Лесная братва, Сезон охоты), фантастических персонажей (Корпорация монстров, Шрек, Черепашки-ниндзя, Монстры против пришельцев), антропоморфные машины (Тачки, ВАЛЛ-И, Роботы) или мультяшного человека (Суперсемейка, Гадкий я, Вверх). 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 идеальный анимации человека, известная как «зловещая долина». Это один из «святых граалей» компьютерной анимации. 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. На данный момент используется трёхмерная компьютерная анимация, и её можно разделить на два основных направления: фотореалистичная и не фотореалистичный рендеринг. Фотореалистичная компьютерная анимация сама по себе может быть разделена на две подкатегории: реальный фотореализм (где захват движения используется в создании виртуального персонажа-человека) и стилизованный фотореализм. Реальный фотореализм это то, чего добились в Final Fantasy и в будущем, скорее всего, способен дать нам игровое кино с аспектами фентези, как в The Dark Crystal без использования передового кукольного театра и аниматроники, а Муравей Антц пример стилистического фотореализма (в будущем, стилизованный фотореализм сможет заменить традиционную анимацию движения стоп, как в мультфильме Труп невесты). Ни один из упомянутых не совершенен, но прогресс продолжается.
Урок из серии: «Работа в редакторе Flash»
Анимация (от лат. а nimare – оживить) – имитация движения или изменения формы статических объектов.
Помимо термина «анимация» широко употребляется и термин «мультипликация» (от лат. multiplicatio – умножение, размножение).
Кадры – это нарисованные или сфотографированные изображения последовательных фаз движения объектов или их частей. При просмотре последовательности кадров возникает иллюзия оживления изображенных на них статических персонажей.
Для создания эффекта плавного изменения формы и положения объектов частота смены кадров, исходя из особенностей человеческого восприятия, должна быть не менее 12-16 кадров в секунду.
В кино используется частота 24 кадра в секунду, в телевидении – 25 или 30 кадров в секунду.
Прорисовка всех фаз движения (кадров) в первых мультфильмах требовала огромных трудозатрат. Так, для мультфильма продолжительностью 5 мин при частоте 24 кадра в секунду необходимо 7200 рисунков. При этом многие кадры содержат повторяющиеся фрагменты, которые приходилось многократно перерисовывать.
Поэтому с 20-х гг. XX в. начали применять упрощенную технологию анимации: на статичный, неизменный рисунок стали накладывать прозрачные пленки с изменяющимися подвижными элементами. Это был первый шаг в механизации труда художника-аниматора, который получил развитие в компьютерных технологиях.
В компьютерной анимации рисуются лишь некоторые опорные кадры (их называют ключевыми ), а промежуточные генерируются (рассчитываются) компьютерными программами. Независимая анимация отдельных элементов изображения обеспечивается созданием графических объектов для каждого персонажа и размещением их на разных слоях (подобно прозрачным пленкам в классической анимации).
Основные виды компьютерной анимации: покадровая анимация и автоматическая (движения и формы).
Покадровая анимация (мультипликация) состоит в прорисовке всех фаз движения. Все кадры при этом являются ключевыми.
Автоматическая анимация заключается в рисовании ключевых кадров, соответствующих основным фазам или этапам движения, и последующем автозаполнении промежуточных кадров.
В основе любой анимации лежит фиксация фаз движения объектов – определение в каждый момент времени их положения, формы, размеров и иных свойств, например цвета. Эту операцию называют фазовкой или таймингом.
Чтобы уменьшить трудозатраты и избежать ошибок при работе на компьютере, полезно сначала наметить фазы на бумаге.
При анимации движения неодушевленных объектов можно ограничится указанием траектории движения и фиксации объектов в наиболее важных положениях.
Пример 1. Брошенный в горизонтальном направлении мяч трижды ударяется о пол. Зарисовать несколько фаз движения.
Нарисуем траекторию движения центра мяча. Изобразим положение мяча в моменты удара о пол (1, 2, 3) и наибольшего подъема (2 ,4). Добавим несколько промежуточных положений.
Пример 2. Зарисовать фазы движения шагающего и бегущего человечка.
Изобразим фазы движения, как показано на рисунке.
Упражнение
Зарисуйте основные фазы для анимации:
а) воздушный шар поднимается вверх и уменьшается;
б) лодка качается на волнах;
в) маятник совершает колебания;
г) колесо скатывается по наклонной плоскости;
д) из крана в стакан падают капли воды.
На протяжении всего своего существования человек пытался отразить движение в своем искусстве. Первые попытки передачи движения в рисунке относятся примерно к 2000 году до нашей эры (Египет).
Еще один пример движения найден в пещерах Северной Испании: это рисунок кабана с восьмью ногами.
Сегодня передача движения может быть реализована средствами анимации.
Анимацией называется искусственное представление движения в кино, на телевидении или в компьютерной графике путем отображения последовательности рисунков или кадров с частотой, при которой обеспечивается целостное зрительное восприятие образов.
Анимация, в отличие от видео, использующего непрерывное движение, использует множество независимых рисунков.
Синоним «анимации» – «мультипликация» – очень широко распространен в нашей стране. Анимация и мультипликация – это лишь разные определения одного и того же вида искусства.
Более привычный для нас термин произошел от латинского слова «мульти» – много и соответствует традиционной технологии размножения рисунка, ведь для того, чтобы герой «ожил», нужно многократно повторить его движение: от 10 до 30 рисованных кадров в секунду.
Принятое в мире профессиональное определение «анимация» (в переводе с латинского «анима» – душа, «анимация» – оживление, одушевление) как нельзя более точно отражает все современные технические и художественные возможности анимационного кино, ведь мастера анимации не просто оживляют своих героев, а вкладывают в их создание частичку своей души.
Из истории анимации
Анимация, как и любой другой вид искусства, имеет свою историю. Впервые принцип инертности зрительного восприятия, лежащий в основе анимации, был продемонстрирован в 1828 году французом Паулем Рогетом (Paul Roget). Объектом демонстрации был диск, на одной стороне которого находилось изображение птицы, а на другой – клетки. Во время вращения диска у зрителей создавалась иллюзия птицы в клетке.
Первый реальный практический способ создания анимации был получен в результате создания Томом А. Едисоном (Thomas A. Edison) фотокамеры и проектора.
Уже в 1906 году Стюардом Блактоном был создан короткий фильм «Забавные выражения веселых лиц» (Humorous Phases of Funny Faces). Автор выполнял на доске рисунок, фотографировал, стирал, а затем вновь рисовал, фотографировал и стирал…
Настоящую революцию в мире анимации произвел УОЛТ ДИСНЕЙ (1901-1966), американский режиссер, художник и продюсер.
Это далеко не полная история анимация, небольшое отступление от материала лекции. Более подробно c удивительной и интересной историей анимации вы можете познакомиться самостоятельно.
Технологии создания анимации
В настоящее время существует различные технологии создания анимации:
Классическая (традиционная) анимация представляет собой поочередную смену рисунков, каждый из которых нарисован отдельно. Это очень трудоемкий процесс, так как аниматорам приходится отдельно создавать каждый кадр.
Стоп-кадровая (кукольная) анимация . Размещенные в пространстве объекты фиксируются кадром, после чего их положение изменяется и вновь фиксируется.
Спрайтовая анимация реализуется при помощи языка программирования.
Морфинг – преобразование одного объекта в другой за счет генерации заданного количества промежуточных кадров.
Цветовая анимация – при ней изменяется лишь цвет, а не положение объекта.
3 D -анимация создается при помощи специальных программ (например, 3D MAX). Картинки получаются путем визуализации сцены, а каждая сцена представляет собой набор объектов, источников света, текстур.
Захват движения (Motion Capture ) – первое направление анимации, которое дает возможность передавать естественные, реалистичные движения в реальном времени. Датчики прикрепляются на живого актера в тех местах, которые будут приведены в соответствие с контрольными точками компьютерной модели для ввода и оцифровки движения. Координаты актера и его ориентация в пространстве передаются графической станции, и анимационные модели оживают.
Принципы анимации
При создании анимационных фильмов используются некоторые
общие принципы. Большинство из них сформулировано
для анимации Диснея и первоначально относилось к
мультфильмам, выполненным в технике традиционной
анимации, но практически все они применимы и при
других технологиях.
Вот основные из них:
«Сжатие и растяжение» (squash & stretch) . Этот принцип произвел революцию в мире анимации. Суть принципа состоит в том, что живое тело всегда сжимается и растягивается во время движения. Перед прыжком персонаж сжимается как пружина, а в прыжке наоборот растянут. Главным правилом при этом является постоянный объем - если персонаж растянули (stretch - деформация по оси Y), то он обязательно должен быть сжат для сохранения объема своего тела (squash - деформация по оси X).
«Подготовительное действие» (Anticipation) . В реальной жизни для произведения какого-либо действия, человеку часто приходится делать подготовительные движения. Например, перед прыжком человеку необходимо присесть, для того чтобы бросить что-либо руку необходимо завести назад. Такие действия называются отказными движениями, т.к. перед тем как сделать что-то персонаж как бы отказывается от действия. Такое движение подготавливает зрителя к последующему действию персонажа и придает инерцию движениям.
Сценичность (staging) . Для правильного восприятия персонажа зрителями все его движения, позы и выражения лица должны быть предельно просты и выразительны. Этот принцип основан на главном правиле театра. Камера должна быть расположена так, чтобы зритель видел все движения персонажа.
«Ключевые кадры» (Pose to Pose) . До открытия этого принципа движения рисовались, и поэтому результат было трудно предсказать, т.к. сам художник еще не знал, что он нарисует. Этот принцип предусматривает предварительную компоновку движений - художник рисует основные моменты и располагает персонажа на сцене, а уж потом ассистенты прорисовывают все кадры движения. Этот подход резко увеличил производительность, т.к. заранее планировались все движения, и результат был именно таким как задумывалось. Но чтобы создать какое-то конкретное движение, была необходима тщательная проработка каждого «кусочка». Разрабатывая выразительные позы художник вкладывает все свое мастерство, поэтому именно эти моменты должны быть дольше видны зрителю. Для этого ассистенты дорисовывают движения так, что больше всего кадров оказывается рядом с ключевыми позами. При этом персонаж как бы проскальзывает движение от одной компоновки к другой, медленно выходя из позы и замедляясь у другой.
«Сквозное
движение и захлест»
(follow
through / Overlapping actions)
.
Суть принципа состоит в том, что движение никогда
не должно прекращаться. Существуют такие элементы
как уши, хвосты, одежда, которые постоянно должны
находиться в движении. «Сквозное движение» обеспечивает
непрерывность движения и плавность перехода фаз,
например, из бега в шаг и наоборот. Движение отдельных
элементов тела, в то время как тело уже не двигается,
называется захлестом. Захлест выражается в сценах
смены фаз движения. Если персонаж резко тормозит
после бега, мягкие части тела не могут остановиться
вместе с жесткими и происходит небольшой захлест
(волосы, уши, хвосты и т. д). При ходьбе движение
начинается с бедер, а уж потом распространяется
до лодыжек. Таким образом, все движения персонажа
связаны в отдельную цепочку, и появляется возможность
жестко описать правила, по которым он двигается.
Движение, при котором один элемент следует за другим,
называется сквозным движением.
«Движения по дугам» (arcs) . Живые организмы всегда передвигаются по дугообразным траекториям. До этого применялся метод прямолинейного движения, в связи с чем, движения выглядели механическими - как у роботов. Характер траектории зависит, как правило, от скорости движения. Если персонаж движется резко, траектория распрямляется, если же медленно, то траектория еще больше загибается.
Второстепенные действия (Secondary actions) . Часто для придания персонажу большей выразительности используют вторичные движения. Они служат для того, чтобы акцентировать внимание на чем-нибудь. Например, горюющий персонаж может часто сморкаться в платок, а удивленный подергивать плечами. Вторичные действия получили широкое распространение в мировой анимации. Благодаря их использованию персонажи становятся более живыми и эмоциональными.
Расчет времени (Timing). Этот принцип позволяет придать персонажу вес и настроение. Как зритель оценивает вес персонажей? Вес персонажа складывается из таких факторов как скорость перемещения и инертность. Для того чтобы персонаж двигался в соответствии со своим весом, художник рассчитывает время движения и захлеста для каждого персонажа. При расчете времени учитываются вес, инертность, объем и эмоциональное состояние героя. Настроение также передается скоростью движений персонажа. Так подавленный персонаж движется очень вяло, а воодушевленный достаточно энергично.
Преувеличение (Exaggerrate and Caricature) . Уолт Дисней всегда требовал от своих работников большего реализма, на самом деле стремясь больше к "карикатурному реализму". Если персонаж должен был быть печальным, он требовал, чтобы его делали мрачным, счастливого же нужно было делать ослепительно сияющим. С помощью преувеличения увеличивается эмоциональное воздействие на зрителей, однако, персонаж приобретает карикатурный характер.
Профессиональный рисунок . Рисунок основа всего. На студии Диснея довольно часто встречаются таблички вроде: "Чувствуется ли в твоем рисунке вес, глубина и равновесие?". Принцип профессионального рисунка также воспрещает рисовать "близнецов". "Близнецами" называют любые элементы рисунка, которые повторяются дважды или являются симметричными "Близнецы" очень часто появляются помимо воли художника, сам не замечая того, он рисует две руки в одном и том же положении.
Привлекательность (Appeal) . Привлекательность персонажа - путь к успеху всего фильма. Как же определить, привлекателен ли персонаж? Привлекательным может быть любой предмет, если смотришь на него с удовольствием, обнаруживая в нем простоту, обаяние, хороший дизайн, очарование и магнетизм. От привлекательного персонажа невозможно оторвать взгляд. Даже самый противный герой фильма должен быть привлекательным, чтобы удержать зрителей у экрана.
