Регистрация  Напомнить пароль?
 Отправлено SergeyMarina 10 августа 2015   

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы Хотите узнать, как в рекламе удается заставить жидкость красиво литься по бокалу, а шоколад — аппетитно ложиться слоями на печенье? В подавляющем большинстве случаев все это несъедобно, потому что сделано с помощью трехмерной графики и удивительной программы RealFlow. Подробнее о секретах имитации поведения жидкостей читайте в нашей статье.





Назад Вперед

Вспомните привычные кадры рекламы: струи минеральной воды или популярного пенного напитка — прозрачная красивая жидкость, играя светом, растекается по бокалу и собирается в удивительно правильные формы, демонстрируя самым лучшим образом свойства рекламируемого товара. А сколько раз перед доверчивым зрителем на экране демонстрировался аппетитно разламывающийся батончик или заливаемый шоколадом рожок мороженого! Многие из зрителей полагают, что такая красивая картинка — это заслуга одного лишь оператора и постановщика съемок.

Chocolate and caramel from C.H. Motion on Vimeo.



Но на самом деле столь эффектная съемка может иметь совершенно иное объяснение — компьютерная 3D-графика. С помощью современных компьютерных технологий можно творить удивительные вещи: делать предметы съемки красивее, чем они есть на самом деле, менять их форму, делать их текучими и заставлять двигаться в нужном направлении.

Трехмерная графика — это целый мир, где есть место всему: и программированию, и математическому анализу, и творческому началу. Сегодня мы хотим поговорить только об одном инструменте для создания 3D-графики — частицах. На его примере вы увидите, насколько универсален этот инструмент и узнаете, как создаются спецэффекты в современных фильмах и как талантливые 3D-аниматоры обманывают зрителя рекламы.

Анимированная жидкость: переход на новое измерение

Все вокруг нас состоит из частиц — все вещи, любой материал, даже Вселенная. Эта простая истина кажется очевидной и удивительной, простой и в тоже время трудно принимаемой. В основе всего лежит маленькое нечто.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

Город состоит из домов, дома состоят из кирпичей, кирпичи состоят из песчинок, песчинки — из атомов и так далее. Для компьютерного моделирования это знание имеет очень большое значение. Используя всего лишь симулятор поведения частиц, мы можем воссоздать любую физическую модель и любой видимый процесс. Звучит сложно и не очень понятно, поэтому попробуем объяснить это на примере компьютерной анимации, где частицы могут решать любые задачи.

На заре анимации перед художниками-мультипликаторами стояла труднейшая задача — покадрово отобразить сюжет фильма. Создать на бумаге узнаваемый образ — это уже само по себе сложная работа, но угадать, как этот образ должен видоизменяться со временем, как он должен выглядеть в каждом новом кадре — еще сложнее.

Художникам-мультипликаторам Оливеру Джонстону (Oliver Martin Johnston) и Томасу Фрэнклину (Frank Thomas) понадобились годы, чтобы хоть как-то упорядочить алгоритмы создания анимации. В их знаменитой книге Disney Animation, The Illusion of Life (1981 год) эти два человека постарались сформулировать основные постулаты для аниматоров.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

Фрэнк Томас


Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

Олли Джонсон

Интересно, что подход к созданию рисованных мультфильмов у Оливера и Томаса был точно такой же, какой сегодня используется во всех программах для создания анимации. Рисуя какую-нибудь сценку, авторы создавали несколько характерных поз персонажа, а затем отрисовывали промежуточные кадры, заполняя временные "пробелы". Ну чем не метод анимирования при помощи ключевых кадров!

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

Всего Оливер и Томас изложили двенадцать правил создания анимации, которые остаются актуальными несмотря на то, что средства для ее создания теперь совсем иные.

Но даже используя колоссальный опыт аниматоров Диснея, очень трудно передать на экран движения некоторых вещей. Вот примеры таких объектов: струящийся дым, поток воды, брызги жидкости от удара, изображение разлетающихся осколков разбитого стекла и так далее. Пока классическая 2D-анимация держала свои позиции, все эти сцены можно было делать лишь приблизительно, полагаясь, что часть недостающих деталей зритель сам домыслит.

Однако с приходом компьютерной графики ситуация изменилась. Перед художниками появилась новая, более сложная задача: как отобразить реалистичные движения предметов в кадре. Когда мы имеем дело с движением персонажей или неодушевленных предметов (автомобиль, падающий мяч, парящая в небе чайка и т.д.), движение очень простое и потому предсказуемое, его легко нарисовать или смоделировать. Но как можно предугадать, скажем, какие брызги возникнут от опрокинутой на туфлю чашки молока, какой они будут формы и куда полетят? И тут мы подошли к самой сути проблемы — моделированию физического процесса при помощи частиц.

Представьте себе ситуацию, когда стакан, наполненный водой, переворачивается. Очевидно, что жидкость, которая находится внутри, вытечет и постарается занять максимальную площадь поверхности.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

А теперь представьте себе аналогичную ситуацию, только вместо жидкости в стакане находятся крохотные стальные шарики. Перевернув такой стакан, мы получим очень схожую картину — массив шариков “растечется” по поверхности, приблизительно повторяя контуры жидкости из первого примера. Чем меньше размер у шариков и чем больше их число, тем более похожим становится поведение рассыпанной массы. Для компьютерной модели подобной аналогии вполне достаточно, чтобы смоделировать поведение жидкости с окружающими объектами. Именно такой подход и был выбран для создания программы RealFlow.

Когда в 1997 году Джеймс Кэмерон снял фильм "Титаник", использованные декорации и спецэффекты обошлись создателям в рекордную сумму. Когда Кэмерон узнал стоимость съемок (а они и вправду превышали стоимость самого Титаника), он воскликнул "лучше бы мы его заново построили!". На то время использование компьютерной графики в таких масштабах было действительно дорогостоящим удовольствием. И хотя в 1997 году не существовало хорошего симулятора жидкостей, в этом фильме студией Digital Domain была предпринята попытка обмануть зрителя компьютерным дымом и водой.

Примерно в это же время двое студентов из Мадрида сделали первую попытку смоделировать всплеск жидкости с помощью компьютера. На просторах Интернета сохранились уникальные кадры первой симуляции, в которой использовалась технология RealFlow.


The First EVER RealFlow simulation! from Next Limit Technologies on Vimeo.



Realflow: как все начиналось

Изначально компания Next Limit состояла всего из двух человек — Виктора Гонсалеса и Игнасио Варгаса.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

Штат Next Limit довольно долго не расширялся, а сами сотрудники ютились в небольшом арендованном офисе с парой компьютеров. По словам основателей Next Limit, наибольшей трудностью для начинающих бизнесменов было заняться продвижением своей идеи практически без первоначального капитала. Когда компания только-только была зарегистрирована, интуиция подсказывала парням, что их ждет большой успех, эта мысль давала им стимул и вдохновляла. Но одно дело интуиция, совсем другое — реалии жизни. Поэтому первые годы разработчики особенно старательно работали над первой версией симулятора жидкости RealFlow, которая должна была развеять все сомнения и привлечь клиентов. В конечном итоге энтузиазм и упорство студентов победили. Как только RealFlow был “допилен”, первые лицензии продались очень быстро (что дало возможность программистам уже спокойно развивать свой перспективный проект), а новость о появлении нового симулятора жидкостей на рынке программного ПО для визуальных эффектов вызвала огромный интерес к этому продукту.

Виктор и Игнасио очень точно угадали нишу для своей программы. Предложенный ими способ симуляции поведения жидкостей решал огромное количество задач и проблем компьютерной 3D-графики: упростился просчет динамики текучих поверхностей, стало легче настраивать материал, появился простор для фантазии художников и дизайнеров.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

К тому же, движок основывался на классических законах физики, благодаря чему с помощью RealFlow можно было получить высокую точность просчета процесса и потрясающе реалистичную визуализацию.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

Создание трехмерной поверхности воды не было проблемой даже тех слабых рабочих станций, которые были в распоряжении первых компьютерных аниматоров в конце 90-х. Однако метод, который использовался для имитации водной глади до появления RealFlow, основывался лишь на деформации поверхности и не учитывал мелких деталей — брызг, пены, пузырьков и пр. Именно поэтому многие известные картины того времени (конец 1990-х — начало 2000-х) использовали послойный метод просчета жидкостей — отдельно визуализировались волны и отдельно просчитывалась гребневая шапка с помощью частиц, после чего на этапе видеомонтажа кадры накладывались, образуя полную картину. Это все было неудобно, да и компьютерная подделка была очень заметна.

Новый RealFlow появился очень своевременно — мощности компьютеров были достаточны для решения сложных задач, а конкуренции у симулятора жидкостей никакой не было. Чтобы закрепить успех, испанские разработчики очень много внимания уделили оптимизации использования ресурсов, благодаря чему RealFlow с самого начала его развития можно было запускать не только на топовых конфигурациях ПК.

Художники-аниматоры стали постепенно переходить на новый инструмент, отказываясь от прежних методов имитации жидкости, включая рельефное текстурирование водной глади или моделирование волн путем деформации поверхности несложным алгоритмом шума. Легко вообразить, как согнется лист бумаги при перелистывании страницы в книге, можно себе представить, как будет выглядеть нахмуренное лицо персонажа. Но представить мысленно геометрию морского прибоя крайне сложно и еще сложнее оживить эту картину, изменяя геометрию “воды” в каждом кадре. Стало очевидно, что такую задачу нужно автоматизировать.

Подробный обзор RealFlow: как делаются реклама и фильмы

RealFlow позволяет сгенерировать “жидкую” трехмерную поверхность, образованную частицами. Метод, на котором основан движок симулятора жидкостей, использует модель SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) — алгоритм просчета гидродинамики сглаженных частиц. Суть его та же самая, что и в описанном выше примере стакана со стальными шариками, с той разницей, что модель SPH позволяет отдельным частицам образовывать единое целое, слипаться друг с другом. Помимо SPH в программе также используется алгоритм Hybrido, предназначенный для симуляции масштабных сцен, например, поверхности океана.



На сегодняшний день RealFlow доступна для всех основных настольных платформ. "Послужной список" программы включает бессчетное число рекламных роликов и более трех десятков художественных фильмов, выпущенных с 1998 года. Симулятором жидкости пользовались при создании фильмов "Аватар", "Властелин колец: Возвращение короля", "Код да Винчи", "Хищники", мультфильмов "Гадкий Я", "В гости к Робинсонам", "Ледниковый период" и многих других.



Назад Вперед








Еще по теме:

  • Обновление плагина RealFlow для 3ds Max 6.0.1
  • Обновление плагина RealFlow для 3ds Max 5.0.5
  • Видеоуроки по обмену данными между RealFlow и Maya
  • Обновление плагина RealFlow для Lightwave
  • Анонсирована RealFlow 4



  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

    Форум Топик Ответов
    Будьте в курсе новостей