Technika
komputerowa a efekty specjalne w kinie
[wróć]
Dla
kogo efekty specjalne?
Pióro
Forresta Gumpa
CG czy CGI?
Blue-box
Oprogramowanie
– Digital Nature Tools
„Alien
4 – Resurrection” – nikt nie usłyszy twojego krzyku
„Między
niebem a piekłem” – panorama snu
„Matrix”
– czas jest względny
„Piąty
Element” – apokalipsa na wesoło
„Titanic”
– realizm na smutno
IMAX – kino przyszłości....
Efekty specjalne w
grach komputerowych
Gdyby
kilkadziesiąt lat temu, widzom oglądającym w kinie czarno-biały film,
podmienić taśmę na obecne produkcje, to zapewne doznaliby oni ciężkiego
szoku. Po pierwsze kolory – bardziej
nasycone niż ich rzeczywistość, po drugie dźwięki – słyszane
wyraźnie jak bicie serca przez stetoskop, po trzecie sytuacje i zdarzenia -
niewiarygodne i jednocześnie tak realistycznie pokazane. Prawdopodobnie połowa
z nich pomyślałaby, że to się dzieje naprawdę. Druga połowa byłaby jednak
przekonana, że to film – gdyż takie rzeczy nie dzieją się na codzień.
Tym,
co sprawia, że filmy pompują w nas tyle czystej adrenaliny są efekty
specjalne. One właśnie oszukują racjonalny zmysł widza wywołując
zdziwienie, zaskoczenie, obrzydzenie...Co kto lubi. Niektórzy „efiksożercy”
oglądają z otwartymi ustami zastanawiając się „Jak oni to
zrobili”, inni po prostu wczuwają się w akcję, jeszcze inni poszukują
silnych bodźców dowolnego gatunku. Efekty specjalne tworzą realizm akcji a często
superrealizm napinając zmysły do granic możliwości. Pisząc niniejszy artykuł
na bok odkładam głosy przeciw – owszem zgadzam się z tym, że
producenci często spłycają film do efektów specjalnych, że to przez nie
stajemy się nieczuli na kino pokazujące świat jakim jest naprawdę, że mówiąc
o nowej superprodukcji zaczynamy od efektów specjalnych, że na film wybitnie
kiepski jesteśmy skłonni pójść bo ktoś włożył w niego 100 mln dolarów
a to przecież musi być widać. Dość tego narzekania. Nie będziemy tutaj mówili
jak robić dobre filmy z efektami specjalnymi, tylko jak robić efekty specjalne
– bo te potrafią cieszyć jak sto lat temu kalejdoskop w Boże
Narodzenie. Szczególnie uważnie przyjrzymy się temu jaką rolę w
konstruowaniu współczesnych efektów specjalnych odgrywa zaplecze komputerowe.
Zacznijmy
od piórka Forresta Gumpa. Pierwsza scena – gołębie piórko lekko opada
na ziemię, a my szybujemy wraz z nim. Piórko podrywane jest nagłymi
podmuchami wiatru, osiada na szybie samochodu, na plecach przechodnia, wzbija się
w górę i w kończy wędrówkę na bucie Forresta. Złudzenie jest idealne. Jak
to możliwe, że operatorzy nie plątają się w polu widzenia? Gdzie oni się
podziali i jak sfilmowali te zapierające dech w piersiach precyzyjne ujęcia?
Jak śledzili nieprzewidywalny ruch pióra?. Otóż najistotniejsi w naszej
opowieści operatorzy nie siedzieli za kamerą, lecz za ekranem monitora. W
prawej ręce myszka, w lewej gorąca herbata a na ekranie przed nimi unosi się
piórko. Prawda jakie proste? W rzeczywistości nic bardziej mylnego - przecież
nie inkasuje się grubych milionów za picie herbaty. Popatrzmy jak stworzono
scenę z piórkiem.
Prawdziwe
piórko przymocowano do prawdziwej nitki a następnie sfilmowano na niebieskim
tle w rozmaitych pozycjach. Jak wiadomo czytelnikowi technika
„blue-screen” umożliwia oddzielenie filmowanego obiektu od jego tła.
Obiekty filmowane w „blue-screenie” możemy wkleić na dowolne inne
tło – szerzej o tej technice w dalszej części artykułu. Jako
ciekawostkę powiem, że właśnie w ten sposób umieszczono Neila Armstronga na
księżycu (i dlatego popełnił swoją słynną gafę ...a small step for Man
and a giant leap for a mankind – jaką gafę? Wczytajcie się w treść
przesłania). Z tym Neilem to był żart. W każdym razie, wracając do naszych
przyziemnych tematów. Piórko sfilmowano i następnie przeniesiono do pamięci
komputera. Ruchy piórka zmiksowano i posklejano tak że otrzymano w efekcie
estetyczny i płynny ruch. Tło dorobiono przy innej okazji – sfilmowano
miasteczko Gumpa bez piórka. Komputerowi geniusze dokończyli dzieła sklejając
oba obrazy, a następnie dodając ostatnie szlify takie jak: cienie pióra na
szybie samochodu, morfing pióra cyfrowego w prawdziwe spoczywające na bucie
Gumpa. Brzmi dość prosto – ale przecież bez dobrego pomysłu i dobrego
komputera ekipa FX nie byłaby w stanie czegoś takiego zrobić (choć nie
twierdzę, że David Copperfield by sobie z tym nie poradził). Zachęcam do
poeksperymentowania w zaciszu domowym. Industrial Light and Magic potrzebuje
zdolnych pracowników.
Przy
okazji wyjaśnijmy sobie co znaczą skrót CG i CGI – oba są dla na
bardzo istotne. Otóż CG to inaczej „Computer Graphics” a bardziej
konkretnie grafika przetwarzana komputerowo. Jeśli na przykład wprowadzimy do
pamięci komputera video z ostatniej imprezy, następnie coś wytniemy, wstawimy
śmieszny morfing, jakiś fragment wyciszymy i ogólnie zmiksujemy przy użyciu
komputera wówczas powiemy, że użyliśmy CG. Dla odmiany CGI – Computer
Generated Images polegałoby na wygenerowaniu przy pomocy komputera wirtualnej
imprezy. Oczywiście mając do dyspozycji domowy sprzęt uzyskalibyśmy efekt,
który nie oszukałby nawet pięciolatka. Przykładem zastosowania CGI są
wszelkiego rodzaju dinozaury (Jurrasic Park), kosmiczne potwory (Alien 4), jak również
roboty (Lost in Space), mechaniczne
tarantule (Wild Wild West) i obrzydliwości istniejące prawie wyłącznie w
wirtualnym świecie. Piszę prawie wyłącznie ponieważ graficy komputerowi często
korzystają ze wspomagania w postaci modelu ruchów, motion-capture itp. Możemy
się zapytać, czy piórko było CG, czy CGI. Wydaje się, że raczej CG, gdyż
podstawą były ujęcia sfilmowane w standardowy sposób. Czasem jednak granica
pomiędzy CG i CGI zaciera się do tego stopnia, iż nie jesteśmy w stanie określić
co jest co. W gruncie rzeczy nie jest to ważne. Miejmy świadomość, że efekt
który widzimy na srebrnym ekranie jest mieszanką czegoś co istnieje i obrazów
generowanych komputerowo. I jeszcze jedno rozróżnienie: między VFX i FX. Otóż
efekty specjalne zwykło się uważać za efekty wizualne. Jest spłycenie
tematu, gdyż efektem specjalnym powinniśmy również nazwać dźwięk
przelatującego X-Winga, popisy kaskaderów, make-up’y w horrorach itp.
Potoczne znaczenie efektów specjalnych pokrywa się ze skrótem VFX –
Visual Special Effects. Warto znać ten skrót, choćby po to aby móc
rozszyfrować znaczenie nagród przyznawanych kategoriom filmowym.
Zapoznamy
się teraz z kluczowaniem, podstawową techniką filmową umożliwiającą łączenie
obiektów z tłem oraz pozwalającą na przenoszenie modeli realnych do
wirtualnego świata. Blue-box, nazwa
która się już w artykule przewinęła kojarzy się czytelnikowi ze ścianą
pokrytą głębokim, niebieskim kolorem. Obecnie jest to raczej niebieski pokój,
o gabarytach na tyle dużych, aby aktorzy mogli się w nim swobodnie poruszać
(trzeba wiedzieć, że technika blue-boxu jest również szeroko stosowana w
produkcji telewizyjnej, gdzie całe studio, oprócz konferansjerów, generowane
jest przez komputer). Gwarancją pełnego złudzenia po skluczowaniu (czyli
skomponowaniu tła i obiektu) jest równomierne natężenie koloru niebieskiego
– dlatego też w gestii specjalistów od oświetlenia jest takie
ustawienie fluorescencyjnych lamp, by w każdym punkcie niebieskiego tła światło
miało tą samą „temperaturę”. Aby to w ogóle było możliwe ściany
muszą być zaokrąglone na krawędziach i rogach. Oczywiście kolor ścian nie
musi być koniecznie niebieski – wybór koloru zależy od przyjętego
klucza i ubrań w których występują postaci. Najnowocześniejszą techniką
kluczowania jest „grey box” w którym ścian pokryte są farbą o
wysokim współczynniku odbicia (niektóre znaki drogowe są pokryte tego typu
farbą). Jest to uniwersalne rozwiązanie, gdyż ściany studia filmowego
nabierają koloru użytego oświetlenia, dobranego tak, aby nie pokrywały się
z kolorami obecnymi na pierwszym planie. Pierwszym krokiem jest więc właściwe
przygotowanie studia, przyjęcie odpowiedniego klucza koloru i sfilmowanie danej
sceny.
Podczas
cyfrowego przetwarzania w technice „blue-box” w miejsce tła
podstawiany jest sfilmowany przy innej okazji obraz drugiego planu. Komputer,
kierując się zadanym kluczem koloru wykrywa które piksele należą do tła, a
które należy pozostawić jako obraz z pierwszego planu. W ten sposób tworzona
jest tzw. maska – obraz o rozdzielczości odpowiadającej kluczowanemu
obrazowi. Każdy piksel maski zawiera informacją o tym, czy w danym punkcie
maska jest włączona czy też wyłączona. Następnie maska nakładana jest na
obraz filmowany w „blue-boxie” oraz na obraz z drugiego planu, który
ma nam posłużyć jako tło. Niby logiczne ale przecież za w pełni
skomputeryzowane rozwiązanie tej techniki w 1995 roku firma Ultimatte otrzymała
Oscara. „Blue-box”, z całą swoja „prostotą” będzie
jeszcze przez długi czas służyć kinematografii oraz telewizji (wirtualne
studia).
Takie
filmy jak „Titanic”, „Wodny Świat”, czy „Piąty
element” obfitują w sceny przedstawiające bezkresne tafle oceanu i pełne
romantyzmu widoki zachodzącego nad nim słońca. Wierzcie, albo nie, ale te
przekonywujące realistyczne obrazy są w rzeczywistości iluzjami stworzonymi
przez komputer.
Jeszcze
bardziej zaskakujące jest to, że do wygenerowania nieba i wody stosuje się
wyspecjalizowane, dedykowane temu celowi oprogramowanie. Firma AIS stworzyła
Digital Nature Tools w oparciu o materiały zebrane w przeciągu 20 lat badań
oceanograficznych. Wpływ zjawisk atmosferycznych na kształtowanie fal i właściwości
optyczne powierzchni oceanu okazał się niezwykle złożonym problemem. Jednak
stosując DNT producenci filmowi mogą dziś tworzyć realistyczne i co ważniejsze;
zupełnie dowolne krajobrazy morskie. Pakiet generuje bardzo zaawansowane efekty
związane z tematyką morską: rozpryski wody, kilwater – fala którą
tworzy łódź lub ryba poruszająca się pod powierzchnią wody, zaburzenia
wody, trójwymiarowe chmury.
Do
pełni szczęścia konieczne jest posiadanie oprogramowania PowerAnimator lub
SoftImage3. Niezbędny jest również szybki komputer. Dla uzmysłowienia jak
silny komputer jest nam potrzebny powiem, że 10 godzin zabrało redakcji pisma
GFX wyrenderowanie pozbawionego dodatkowych efektów 4 sekundowego obrazu falującej
wody. Dodam, że na stacji 02 Silicon Graphics. Mając to na uwadze możemy
przystąpić do montowania remake’u „20 tysięcy mil podmorskiej żeglugi”.
Na początek do pustej sceny definiujemy położenie słońca na nieboskłonie:
od wysokości zależy jego kolor. Dorzucamy atmosferę w postaci płaskiego
prostopadłościanu lub kulistej powłoki, po czym dodajemy do niej efekty
specjalne takie jak: mgła, kolor powietrza , zasięg widoczności. Mając niebo
tworzymy Ziemię, czyli ocean. Na jego wygląd składa się szereg rozmaitych
parametrów. Możemy dodawać fale powstające w efekcie odległych sztormów,
lokalnych zaburzeń, zafalowania wokół zanurzonych w wodzie obiektów,
rozpryski. Całość przyozdabiamy chmurami wedle życzenia i .... po 150 latach
czekania otrzymujemy gotowy film w klimacie Cousteau. Rozwiązanie idealne dla
obawiających się szkorbutu i dysponujących czasem (lub gotówką). Jako
ciekawostkę powiem, że James Cameron zażyczył sobie od firmy Digital Domain
rozszerzenie do programu Digital Nature Tools, gdyż jak się okazało nie
pozwalał on na tworzenie dowolnych kształtów chmur, kluczowanie. Prace nad
nową wersją programu trwały niebagatelne cztery miesiące.
Wraz
z odrodzeniem się Ripley i jej porywczego przyjaciela postanowiono zrobić coś
ekstra, coś co zadziwiłoby widownię, jak niegdyś przestraszył ją
„Obcy: Ósmy pasażer Nostromo”. Mam na myśli efekty specjalne (i
stwora którego ziemianie próbują udomowić – jest to jeden wielki efekt
specjalny). Nad filmem pracowało kilku znamienitych bonzów: Jean Pierre
Jeaunet odpowiedzialny za „Miasto zaginionych dzieci” i trójwymiarowe
produkcji dla iMaxa, Khondji operator filmu „Siedem” oraz Nigela
Phelpsa od filmu „Sędzia Dredd”. Panowie byli świetnie
przygotowani jeszcze przed realizacją wstępnych zdjęć. Przejrzeli
najbardziej przerażające filmy grozy i horrory, głównie z lat 50-60, chcąc
ustalić co wywołuje w widzach przerażenie. Wkrótce po przeszkoleniu kaskaderów
odgrywających niewdzięczne role Obcych przystąpiono do realizacji zdjęć.
Zastosowano
szereg nowatorskich rozwiązań. Z klasycznych, najbardziej przypadł mi do
gustu pomysł z korytarzami statku kosmicznego. Zamiast budować całą ich sieć
zdecydowano się zrobić kilka a dobrze. Fakt, że widz nie widzi podobieństw
spowodowany był tym, że wygląd zmieniany był na życzenie przy użyciu
zaawansowanych systemów oświetleniowych. Wystarczyło naciśnięcie jednego
klawisza, aby z korytarza po tytułem „obcy się zbliżają” zmienić
go na „śliczny android szuka matki”.
Do
efektów mniej klasycznych zaliczyć należy scenę podwodną. Pamiętamy
zapewne jak stwory ścigały drużynę Ripley wewnątrz zatopionej w wodzie
kajuty. Śmiem twierdzić, że jest to najlepiej zrealizowany FX w całym
filmie. Zanim dowiemy się jak wykonano te niesamowite sceny przyjrzyjmy się
narodzinom Obcego w wirtualnym świecie. Aby przenieść go do pamięci
komputera celem dalszej obróbki, zeskanowano skanerem 3D oryginalną rzeźbę
Obcego. Dalej obiekt wyczyszczono ze zbędnych punktów w programie Softimage
3D, podzielono na segmenty, zaś zespół modelarzy wykonał na podstawie rzeźby
dokładny model w Alias WaveFront. Prawie pół roku trwały równoległe prace
nad modelowaniem i animacją. Kolejnym przedsięwzięciem było odwzorowanie
tekstur jego skóry. W tym celu zastosowano: program do malowania w trzech
wymiarach Amazon Paint i Photoshopa. Zadanie nie było łatwe, szczególnie z
tego powodu, że oryginalna powłoka obcego pełna była napiętych mięśni i
ścięgien, a na dodatek była pokryta tłustą mazią. Nie powinno więc dziwić,
że same tylko tekstury miały po 200-300 MB. Widać jak wiele pracy włożono w
kilka minut animacji Obcego (pozostałe robione były w tradycyjny sposób).
Przejdźmy do dwunastominutowej sceny podwodnej. Ponieważ nigdy wcześniej Obcy
nie pływał, reżyser miał pełną swobodę twórczą. Zdecydowano się na
skopiowanie sposobu poruszania się morskich iguan. Polega on na tym, że zwierzę
chowa odnóża blisko ciała zaś pęd zapewniają mu szybkie ruchy ogonem a
czasem kopnięcia tylnych nóg. Do animowania tego pełnego dziwnego piękna
ruchu użyto narzędzia Path Deformation z Softimage 3D. Niestety pierwsze próby
nie dały spodziewanego rezultatu – Obcy wyglądał nierealistycznie, gdyż
zupełnie nie było wrażenia, że porusza się pod wodą.
Programiści musieli więc dodać efekty takie jak: bąbelki powietrza,
zawirowania wody, odbicia światła padającego na skórę obcego poprzez taflę
wody. Efekty były niezłe a i film niezgorszy (choć mniej dziwiłoby, gdyby
jego reżyserem był Luc Besson).
„What
dreams may come” to oryginalny tytuł patetycznego i pełnego wzruszeń
filmu z Robinem Williamsem w roli głównej. Przypomnę: Pan ginie w wypadku
samochodowym, Pani popada w rozpacz tak ciężką, iż jednym wyjściem jest
samobójstwo. Pani trafia do piekła, o czym dowiaduje się przebywający w
niebie Pan. Łamiąc wszelkie zasady, ignorując rady i wskazówki życzliwych
aniołów rusza za ukochaną do piekła.
Osoby,
które film oglądały domyślą się w czym leży istota efektów specjalnych.
Świat Piekła i Świat Nieba to dwa majstersztyki stworzone notabene przez dwie
niezależne firmy. Niebo jest wirtualnym odwzorowaniem wizji Świadków Jehowy,
wraz z pastelowymi kolorami i uśmiechniętymi murzyniątkami. Na potrzeby filmu
wykorzystano krajobrazy niezwykle piękne i wzniosłe – Montana National
Glacier Park. Zdjęcia wykonane tradycyjnymi metodami zamieniono później na
modele trójwymiarowe. Jednak w tym świecie - Raju każdy ma swój własny zakątek.
Ponieważ Pan uwielbia malarstwo swojej żyjącej (jeszcze) ukochanej jego
osobistym rajem jest świat malarstwa (impresjonistycznego). Na oryginalny obraz
parku narodowego nałożono więc kolejne warstwy; w tym pociągnięcia pędzlem
m.in. Stevena Hannocka. Uzyskany efekt wykracza poza realność. Nielsen porusza
się jakby w obrazie, ale jednocześnie mamy wrażenie, że nie jest to jedynie
komputerowa iluzja. Rewolucyjne podejście polega na przelaniu do sceny piękna
istniejącej natury i nasyceniu jej impresjonistycznymi kolorami. Mając gotowe
modele istniejącego środowiska, oraz impresjonistyczne tekstury, programiści
mogli generować ruchy kamery już w wirtualnym świecie. Niebiańskim efektem
było również Jesienne Drzewo oddające zmienne nastroje bohatera. Do jego
stworzenia użyto programów genetycznych, dzięki którym drzewo wirtualnie
urosło. Sam skrypt programistyczny tej symulacji liczył sobie kilkanaście
stron.
Nie
mniej efektowny jest świat Piekła. Jak powiedziałem został on zbudowany
przez innego producenta efektów specjalnych. Ich praca rozpoczęła się w
momencie gdy Nielsen wybiera się w poszukiwanie przewodnika, który poprowadzi
go do piekła i z powrotem. Ogromny hol z unoszącymi się w powietrzu ludźmi
został oczywiście zrobiony przy użyciu komputera. Jako ciekawostkę powiem,
że Biblioteka była w 85% CGI – czyli całkowicie wygenerowana
komputerowo. Rzeka, którą podróżnicy zmierzali do piekła faktycznie
istnieje, podobnie jak łódź. Wszystko co się rozpościera poza nią zostało
wygenerowane i skluczowane przy pomocy „zielonego ekranu”. W dalszej
kolejności mamy cmentarzysko statków – patrząc się na te sceny trudno
odgadnąć, co jest komputerowe a co nie. Podobnie scena z głowami osób, które
ugrzęzły na przedpieklu jest kombinacją gry aktorskiej Robina Williamsa i
komputerowo wmontowanego nastroju Potępienia. Finałowa scena w katedrze i w
domu Annie została zmontowana z kilku warstw grafik przy użyciu Photoshopa.
O
ile „Star Wars” był najbardziej oczekiwanym filmem roku, o tyle
„Matrix” okazał się filmem najbardziej niespodziewanym. Jak głosi
fabuła „Matrixa” wkrótce komputery staną się na tyle
inteligentne i potężne, że będą w stanie podjąć walkę z cywilizacją
ludzką o supremację na Ziemi. Wygrają na swój własny sposób, umieszczając
całą ludzkość w wirtualnie stworzonym śnie o Starej Ziemi. Główny bohater
dowiaduje się, że jego życie jest tylko iluzją i w tenże sposób rozpoczyna
się jazda spektakularnych efektów specjalnych doprawianych (lub doprawiających)
subtelne motywy filozofii Wschodu, wątku miłosnego i motywów
Mesjanistycznych.
Koncentrując
się wyłącznie na efektach specjalnych – po raz pierwszy od długiego
czasu tchnięto w film science-fiction nutę czegoś świeżego i pionierskiego.
Za efekty odpowiedzialny był John Gaeta – po tym co zrobił w
„Matrixie” każdy jego film będzie wart obejrzenia. Duży udział w
najbardziej widowiskowych scenach „Matrixa” miała również ekipa
znana z „What Dreams May Come” – w rzeczywistości ich praca
jest kontynuacją techniki z tamtej produkcji. To co było największym powodem
do dumy dla ekipy od efektów specjalnych (dokładniej rzecz biorąc na każdym
filmem pracuje kilka firm specjalizujących się w różnych efektach) była
technika „Flow-Mo”, lub inaczej „Bullet Time”. Na
srebrnym ekranie zastosowanie „Flow-Mo” widzimy podczas pojedynków
między agentami a Neo. 1. Na dachu wieżowca Neo staje twarzą w twarz z
agentem-ale-pomocnikiem, który opróżnia w jego kierunku cały magazynek.
Podczas, gdy Neo robi super-szybkie uniki czas zwalnia i widzimy jak w jego
stronę zbliżają się wystrzelone kule ciągnąc za sobą korytarze powietrza.
Jednocześnie kamera robi pełny obrót wokół Neo. 2. Inna scena to sparring
między najważniejszym-z-agentów i Neo na stacji metra. Panowie skaczą na
siebie i szczepiając się w powietrzu opróżniają magazynki. Kamera również
obraca się w czasie tego zwolnionego ruchu. Ten efekt był rezultatem mozolnej
pracy koncepcyjnej. Reżyserzy Bracia Wachowscy zażyczyli sobie kamery, która
wykonuje 500 zdjęć na sekundę i jednocześnie porusza z przyspieszeniem 9 G
po eliptycznym torze wokół filmowanego obiektu. Tego po prostu nie dało się
zrobić. Najlepsze high-endowe kamery wykonują do 300 zdjęć na sekundę, a
powyżej eksplodują. W końcu po wielu próbach udało się osiągnąć
zamierzony efekt. Jak? Wyobraźmy sobie, że Neo jest w „blue-boxie”
a wokół niego, na ścianach umieszczonych jest 120 nieruchomych kamer. Zamiast
poruszać kamerą zdecydowano się wykonywać sekwencyjne zdjęcia z tych ponad
stu punktów w przestrzeni. W ten sposób osiągnięto super-szybki obrót. To
jednak było za mało gdyż potrzebowano znacznego zwolnienia. Pomysł był zapożyczony
z techniki kompresji MPEG, która swoją efektywność opiera o zapis tylko
wybranych klatek – pozostałe są ekstrapolowane z sąsiednich przy użyciu
funkcji kompensacji ruchu. Tutaj również posłużono się wybranymi klatkami,
a dla osiągnięcia efektu spowolnienia, wypełniono je klatkami
ekstrapolowanymi. Całość operacji przeprowadzono w Softimage’u przy użyciu
specjalnego plug-in'a sterującego kamerami. Przypuszczalnie technika ta ma
przed sobą dużą przyszłość, gdyż pozwala w dowolny sposób kształtować
przyspieszenie i zwolnienia (jest ich mnóstwo w „Matrixie”) prawie
niezależnie od posiadanego materiału filmowego. Może kiedyś dzięki temu będzie
możliwe zrekonstruowanie 3D każdej sceny na podstawie jej wyrywkowych zdjęć.
Drugą
„totalną” sceną byłą opowieść o historii ludzkości snutą
przez Morpheusa (w slangu ekipy był to „History Program” zawierający
scenę „Fetus Field”). Pamiętamy z pewnością moment, gdy przed
naszymi oczami pojawia się wypalone miasto a następnie w mgnieniu oka kamera
opada w dół do wydrążonej w skale jaskini, gdzie w fotelach wygodnie siedzą
Neo i Morpheus. To była pestka w porównaniu z polem nienarodzonych dzieci
(...people are grown...). Do wykonania projektów i animacji robotów nadzorujących,
jak również Strażników (Sentinels) wykorzystano talent Steva Buya
odpowiedzialnego za robota w „Terminatorze 2” i „Abyss”.
Szczególnie trudna była animacja setek macek oraz integracja elementów
mechanicznych w coś, co sprawiałoby wrażenie bio-androida.
Luc
Besson – twórca kultowych filmów takich jak „Nikita”,
„Wielki błękit” czy „Leon” zdecydował się wyruszyć
w swym nowym (już nie najnowszym) filmie w przyszłość i w kosmos. Niby nic
szczególnego, bo przecież wszystkie filmy o tematyce science-fiction ulokowane
są w podobnej czasoprzestrzeni. A jednak w filmie tym znajdziemy motywy nie
spotykane wcześniej. Historia jest następująca: Piąty Element –
pozaziemska istota przybierająca powłokę (o dziwo) Milli Jovovich jest
jedynym remedium na Zło mogące unicestwić całą rasę ludzką. Aby się
zrealizować Leeloo musi dopełnić określonego rytuału w ziemskiej świątyni.
Niestety już na wstępie ziemski renegat anihiluje statek, którym przybywa
Leeloo. Sprawy się komplikują, jest dużo śmiechu, nie brakuje też zawrotnej
akcji. O męskiej obsadzie nie wspomnę, gdyż należy do mniej znaczących
efektów specjalnych. W końcu dowiadujemy się czym jest Piąty Element, film
kończy się happy-endem, a my gratulujemy Bessonowi zrobienia rzeczy łatwej,
miłej i przyjemnej.
Mówiąc
o efektach zacznijmy od samego początku. Eksplozja statku Mondoshawan nie była
dziełem komputera. Wykorzystano fragment wydm o powierzchni 500 metrów
kwadratowych, pod którym zainstalowano setkę wyrzutni ognia oraz pierścień
obiektów symulujących fragmenty rozpadającego się statku. Całość
sfilmowano w momencie, gdy kolor padającego na wydmy światła słonecznego był
najbardziej korzystny. Dalej jednak mamy do czynienia z sekwencjami przeważnie
komputerowymi. Na przykład pulsującą czerwienią kulę lawy, czyli pana
Evil’a wykonano cyfrowo przy użyciu programów Alias i Prism (do
modelowania), Renderman (do renderingu). Powierzchnię kuli symulowano stosując
algorytmy fraktalne. Sceną, która choć nie do końca autentyczna, jednak
podobała się widzom był przelot statku turystycznego Fhloston Paradise.
Statek był autentycznym modelem, choć jego kolory zostały zmodyfikowane
cyfrowo. Cała reszta zaś to zjawisko wyłącznie komputerowe. Jednak
najbardziej pracochłonną sekwencją w całym filmie było wykonanie
rekonstrukcji Leeloo po jej zagładzie na statku Mondoshawan. Aż trudno uwierzyć,
ale te kilkadziesiąt sekund, w rzeczy samej idealnej animacji,
zajęło ponad rok wytężonej pracy. Całą sekwencję wykonano przy użyciu
Softimage3D. Rekonstrukcja ciała z ocalonego fragmentu Leeloo może służyć
jako wykład anatomii szkieletu człowieka. Dla urealnienia sceny wykorzystano
materiały udostępnione przez National Library of Medicine, zaś efekty pracy
na bieżąco porównywano z medycznymi przekrojami.
Spośród
wszystkich wymienionych w niniejszym artykule filmów „Titanic” wyróżnia
się na polu efektów specjalnych czymś szczególnym. Otóż, o ile w takim
„Matrixie” przy pomocy komputera zamierzano osiągnąć
hipperrealizm psychodeliczny, o tyle w „Titanicu” dążono jedynie
do wiernego oddania realiów. Wszystkie użyte w nim technologie uzasadnione są
jedynie chęcią skopiowania sytuacji mającej faktycznie miejsce z dodaniem
fikcyjnych bohaterów i ich perypetii. Nie znaczy to jednak, że stosowane tutaj
techniki montażu na etapie postprodukcji są prostsze lub tańsze. Wręcz
przeciwnie – zrobienie czegoś co naprawdę nie istnieje jest łatwiejsze,
gdyż programiści nie muszą stosować się do sztywnych ograniczeń realizmu,
dbając o to by odcień pasował lub niebo było pozbawione księżyca (mimo kłopotów
z oświetleniem sceny). Dbałość o realizm jest w dziele Jamesa Camerona
ambitnym zadaniem, bo choć mniejszym nakładem mógł zrobić coś
atrakcyjniejszego wizualnie, wybrał jednak realizm. Oto historia produkcji
„Titanica” – mariażu technik konwencjonalnych i cyfrowych.
Pierwszym
krokiem Camerona było sięgnięcie do źródeł – czyli do spoczywającego
na dnie oceanu wraku Titanica. Wyzwanie to było nie byle jakie, bo na głębokości
wraku ciśnienie wynosi 19 ton na centymetr kwadratowy. Jednak Cameron dopiął
swego stając się osobą, która przebywała na pokładzie Titanica dłużej niż
którykolwiek z jej pasażerów. Narzuca się refleksja – przecież
zrobienie tego komputerowo, lub nawet przy użyciu zanurzonej w wodzie makiety
byłoby tańsze. Celem Camerona była autentyczność filmu (lub kto wie, może
czegoś tam szukał). Po zebraniu materiałów do nakręcenia pierwszych scen i
uzyskaniu akceptacji producenta, przystąpiono do budowy makiet części statku,
dla oszczędności w skali 0.9:1. Kolejnym krokiem było sfilmowanie wyjścia w
wodę statku „S.S. Lane Victory”, który swoimi gabarytami
przypominał Titanica. Na etapie postprodukcji umieszczony tam zostanie właściwy
statek.
Zdjęcia
kontynuowano od sceny finałowej, gdzie widzimy ludzie pływających w wodzie o
temperaturze bliskiej zeru. Problemem stało się wykonanie kłębów pary
wydychanych przez tonących oraz członków ekipy ratowniczej. Gdyby obniżono
temperaturę powietrza aktorzy marzliby w wodzie, natomiast gdyby podgrzać wodę
a schłodzić powietrze parowałaby również woda. W końcu zdecydowano się
jednak skorzystać z pomocy komputerów. Firma Blue Sky ViFX musiała do tego
celu stworzyć bibliotekę oddechów. Wybudowano więc wyłożoną czarnym
aksamitem komorę o kontrolowanej temperaturze powietrza. Osobom, których
oddechy filmowano pomalowano twarze i zęby na czarno. Filmując dzień i noc
zebrano odpowiednią ilość materiału, około 60 typów różnych rodzajów
oddechów. Zadbano o to, aby na przykład marynarze prowadzący rozmowę na
bocianim gnieździe otrzymali stosowną do prędkości statku parę z ust.
Podczas
prac w hangarach i specjalnie do tego celu stworzonych basenach, trwały równoległe
prace na komputerach. Graficy ze firmy Digital Domain zajęli się tworzeniem
cyfrowej repliki kadłubu i pokładu Titanica. Większość część danych
stanowiły skany trójwymiarowe. Jak się później okazało model ten nie został
wykorzystany w żadnym z głównych zdjęć. Szef zespołu musiał się zadowolić
wizualizacją przedstawiającą katastrofę, którą prezentowano starej Rose.
Digital Domain odpowiedzialne było za: animację postaci przebywających na pokładzie,
cyfrowy obraz wody, śledzenie ruchu kamery oraz szereg szczegółów w rodzaju
dymu, pary, gwiazd, lodu. Dość pracochłonne było wypełnienie zdjęć
makiety Titanica cyfrowymi postaciami (powód był prosty makieta w skali 1:20).
Wykorzystano technikę motion-capture. Tak więc na ubraniach statystów
zainstalowano czujniki ruchu, niezbędne dla śledzenie ścieżek ruchu przez
komputer. Digital Domain stworzyło bibliotekę ruchów, wykorzystaną później
do modelowania ponad 500 osób. Przygotowując cyfrową choreografię kierowano
się wiekiem, płcią oraz klasą społeczną. Problemem była duża liczba
czujników ruchu umieszczonych na poruszających się postaciach. Jeśli na
scenie znajdowało się kilka osób, wówczas następowało mieszanie się ich
trajektorii ruchu. Ruch filmowano z szybkością ponad stu klatek na sekundę.
Dodatkową bibliotekę stanowiły modele twarzy stworzone skanerami 3D. Mimo
bardzo dobrego efektu na ekranie specjaliści z Digital Domain z rezerwą
podchodzą do techniki motion-capture wyrażając opinię, iż jest ona wciąż
niezadowalająca. Cyfrowe postaci widać dobrze w trakcie najazdu kamery na dziób
gdzie znajduje się Jack Dawson i jego druh Fabrizio.
Jak
wcześniej wspomniałem, do wygenerowania realistycznie wyglądającego morza
zastosowano udoskonalony na potrzeby „Titanica” pakiet Digital
Nature Tools. Do symulacji fal wokół Titanica użytu wcześniej stworzonego
modelu – tego samego, który oglądamy wraz ze starą Rose. Niektórych
efektów, np. fal pojawiających się przy burtach Digital Nature Tools nie był
w stanie wygenerować, toteż sfilmowano i wykorzystano fale powstające wokół
prawdziwych statków. Jakby realizmu było jeszcze mało, napisano specjalny
program 3D tworzący na falach pianę. Następny z długiej listy problemów, to
odwzorowanie wody z tragicznej nocy. Była ona wówczas bardzo spokojna, a
niestety modele trójwymiarowe generowały obraz sztuczny i przez to nie do
zaakceptowania przez Cameron. Jim Rothrock specjalnie na tą okazję napisał
szader do programu RenderMan. Przy okazji tematu modelowania natury: programiści
Digital Domain zadbali o to, aby widok nieba był zgodny z rzeczywistością.
Stworzony przez nich system śledzący posłużył do wygenerowanie odpowiednich
konfiguracji gwiazd.
Sceny
eksploracji wraku Titanica została wzbogacona, lub trafniej uzupełniona przez
zdjęcia stworzone przez ekipę Digital Domain przy użyciu modelu 1:20. Powodem
była niekompletność zdjęć wykonanych na samym początku pracy. Problemów
pojawiało się mnóstwo – celem było bowiem wmontowanie nowej symulacji
pomiędzy faktycznie wykonane zdjęcia. Dla uzyskanie poprawnego złudzenia
musiała się na przykład zgadzać ziarnistość filmu. Przy wykorzystaniu
specjalnych filtrów usunięto ziarna z obu filmów a następnie nałożono na
oba ziarna o tej samej charakterystyce. Oczywiście bez komputerów zadanie to
byłoby niemożliwe do zrealizowania. Cameron był bezwzględnym krytykiem, jeśli
jakieś ujęcie nie spełniało jego oczekiwań wówczas odrzucał je bez względu
na poniesione koszty. Dla uzyskania dodatkowych efektów cyfrowych zatrudniono
firmę Banned from the Ranch Entertainment. Wmontowali oni obraz dna, cyfrowe
ryby (Softimage), oraz bąbelki powietrza (ElectricImage).
Sceny
końcowe: kolizja statku i jego tonięcie sprawiło chyba najwięcej trudności.
Na przykład spadający ze statku ludzie. W pierwotnej wersji kaskaderów miały
wyręczyć manekiny, kosztowne, bo sterowane cyfrowo. Jednak nie ze względu na
koszt zrezygnowano z robotów po 2000 dolarów za sztukę. W czasie, gdy
planowano sfilmować spadające postaci nie zakończyły się jeszcze wcześniejsze
zdjęcia. Ekipa Digital Domain dokonała więc w przerwach stereoskopowych zdjęć
makiety Titanica, które następnie zeskanowano i na ich podstawie wygenerowano
model cyfrowy. Stosując technikę motion-capture wymodelowano upadek do wody
około tysiąca postaci.
Opisane
tutaj efekt są jedynie częścią pracy, którą musieli zrealizować programiści,
graficy i specjaliści od efektów specjalnych. Nie powiedziałem słowa o
delfinach, podmianie twarzy starej Rose na młodą Rose itp. Pewne jest, że
Cameron zasługiwał na swoje honorarium, a jego „Titanic” na
Oscara.
...oczywiście
nie obejdzie się bez komputerów. Już teraz wiadomo, że „Star Wars
Episode 3” kręcone będzie wyłącznie przy użyciu techniki cyfrowej.
Jednakże nie na generowaniu wirtualnych scenerii zakończy się rola komputera.
Efekty, które podziwiamy na płaskim ekranie to zaledwie wierzchołek góry
lodowej. Dlaczego bowiem nie sięgnąć po trzeci wymiar? Żaden problem –
już teraz można przekonać się jaki jest odbiór techniki przyszłości. Nie
musimy szukać za oceanem. Kina posiadające standard IMAX3D / IMAXDome możne
odwiedzić będąc w Paryżu lub we francuskim miasteczku Futuroscope. W tym
ostatnim znajdziemy ponad 20 różnych rodzajów kin, między innymi trójwymiarowe,
dynamiczne (ruchoma sala a na ekranie symulacja podróży kropli wody), podwyższonej
„rozdzielczości” (48 klatek na sekundę). Na szczególną uwagę
zasługuje IMAX3D. Wrażenie po seansie najlepiej oddaje popularny „znak
przestankowy” nadużywany w sytuacjach zagrożenia. Miałem przyjemność
oglądać tam film nakręcony przez J.-J. Annauda z udziałem Vala Kilmera.
Opowieść dotyczyła samotnej górskiej wędrówki – walki o życie pośród
lodowej pustyni. Po założeniu okularów z odpowiednio spolaryzowanymi szkłami
wrażenie było zdumiewające. Sam w sobie ogromny ekran jeszcze bardziej się
przybliżył a wrażenie uczestnictwa w akcji było totalne. Gdyby tak odmłodzić
„Star Wars” w IMAXIE... Z całą pewnością takie kino przyszłości
będzie kiedyś faktem dzięki zastosowaniu techniki komputerowej. Dziś, jest
to zbyt kosztowna impreza: filmować trzeba dwoma kamerami, komputery nie mają
na tyle mocy obliczeniowej by podołać niektórym efektom specjalnym w 2D, a co
dopiero 3D itd. Za parę lat sytuacja się zapewne zmieni. W Futuroscopie widziałem
również szkołę przyszłości – w jednym z trójwymiarowych kin, w którym
ekran rozpostarty był wewnątrz ogromnej sfery pokazywano symulację procesu
fotosyntezy. Całość wykonana była oczywiście na komputerze i w pełnym trójwymiarze
(nie jakieś ciapki na ekranie modne 30 lat temu, co nam dziś odgrzewa
telewizja Polsat). W jeszcze innym kinie komputer sterował ścianą dosłownie
setek kineskopów pełniących rolę pikseli. Dzień w Futuroscopie otworzył mi
oczy na atrakcje, które na nas wkrótce czekają właśnie za sprawą komputerów.
Funkcje
graficzne akceleratorów są tym samym dla gier komputerowych, co efekty
specjalne dla kina. W obu przypadkach są to wodotryski nie mające żadnego związku
z fabułą, a jednak w obecnych czasach niezbędne aby gra/film stała się
przebojem. Każda nowsza generacja kart graficznych oferuje coraz bogatsze
biblioteki efektów specjalnych. W wielkim skrócie: cóż takiego widzimy na
ekranie dzięki posiadanemu akceleratorowi?
W
pierwszej kolejności, głównym zadaniem akceleratorów jest odciążanie
procesora przy generowaniu grafiki przestrzennej. Obiekty przestrzenne składają
się z setek płaskich wielokątów, które złożone razem, z pewnej odległości
dają wrażenie plastycznych brył. Najprostszym wielokątem jest trójkąt i właśnie
rysowanie trójkątów jest podstawową funkcją karty 3D. Taki trójkąt
opisany jest przez położenie, kolor, oświetlenie i teksturę. Karta otrzymuje
polecenie, od procesora po czym rysuje zadany trójkąt.
Jak
wiemy, to raczej z kół się składa nasz świat, a nie z trójkątów. Dla
uzyskania wyższego stopnia realizmu stosuje się szereg zaawansowanych funkcji
realizowanych przez procesor karty. Szykując się do zakupu karty graficznej
powinniśmy wiedzieć co jest czym, gdyż hasła w technicznym żargonie
niewiele wyjaśniają, co oczywiście wykorzystują producenci kart. Teksturowanie
z korekcją perspektywy (Perspective Correct Texturing) – Wspomniane
wcześniej trójkąty tworzą jakby szkielet obiektu. Stworzenie złudzenia, iż
obiekty są zbudowane z dowolnego materiału wymaga nałożenia na nie
odpowiednich tekstur. Komputer niejako wycina z tekstury w odpowiednim miejscu
kształt odpowiadający elementarnemu trójkątowi. Dla zachowania właściwej
perspektywy niezbędne jest zastosowanie funkcji korekcji perspektywy – wówczas
tekstura „wygięta jest w odpowiednim kierunku. Udoskonaloną wersją tej
metody jest Korekcja perspektywiczna z dokładnością
do jednego piksela. Filtrowanie (Filtering)
– Tekstura jest tak naprawdę mapą bitową. Zbliżenie się do niej
powoduje efekt pikselizacji – jedyny niechciany efekt specjalny w grach
komputerowych. Aby temu zapobiec wygładza się i rozmywa powiększone piksele.
Obraz się zamazuje ale nie widzimy tych okropnych kwadratów. Spośród dwóch
odmian filtrowania: bilinear filtering i trilinear filtering lepsza jest oczywiście
druga z wymienionych. Cieniowanie (Shading) – Służy do określenia jasności wyświetlanego
trójkąta w zależności od kąta padania światła. Odmiana Gouraud Shading
umożliwia ponadto wygładzanie przejść pomiędzy sąsiednimi trójkątami. Przezroczystość
(Alpha Blending) – Określa przezroczystość trójkąta w bitach kanału
alfa. Dzięki tej funkcji możemy spoglądać przez szybę, taflę wody.
Najkorzystniejsza jest Additive Alpha Blending. Bufor
Z (Z-buffer) – Jest to bufor pamięci odpowiadającej współrzędnym
ekranu, którego każdy piksel reprezentuje głębokość odpowiedniego piksela
na ekranie. Dzięki tej funkcji trójkąty mogą się przenikać, zaś komputer
nie ma problemów z ustaleniem ich kolejności. Zaoszczędza się również mocy
procesora na rysowaniu tylko widocznych obiektów. MIP-mapping
– Poprawia wyświetlanie tekstur poprzez wybranie wersji tekstury zgodnej
z odległością. Dzięki temu tekstury
zawierające wiele detali nie rozmywają się wraz ze zbliżaniem obserwatora do
teksturowanego obiektu. Kompresowanie
tekstur –karta posiadająca 16 MB z tą opcją pomieści więcej
tekstur niż wynosi pojemność jej pamięci.
Wygładzanie krawędzi (Edge
Antialiasing) – Sprawia, że trójkąty przestają być trójkątne. Mieszanie tekstur (Dual textures) – Metoda umożliwia nałożenie
na siebie dwóch (i więcej) tekstur. Odmianami są: jednoprzebiegowe i
dwuprzebiegowe (lepsze). Mapowanie środowiska
(Environmental Mapping) – generujący efekt odbicia lustrzanego
generowanej powierzchni. Najnowszym wynalazkiem jest tzw. Environmental Bump Mapping – Efekt ten uwzględniając fakturę
powierzchni daje niezwykle realistyczne obrazy. Niestety w funkcję wyposażony
jest jak na razie tylko Matrox G400.
Materiały:
Czasopismo
"GFX" nr. 5/97; 2,3,4/98; 5/99
Strony
Internetowe
Visual
Effects Headquarters
FX
World
VFX
Resource Center
[wróć]
Piotr
Lasoń, Wrocław 2000
Text
& Design
Copyrights
by Piotr
Lasoń
[Home
Page]
|
