Сегодня практически любые новые фильмы, анонсы которых мы видим на дверях кинотеатров и на билбордах, в той или иной степени проходят компьютерной обработке. Причем, речь идет не только о специальных компьютерных эффектах, уровень которых за последние несколько лет возрос до небывалых высот, но и о монтаже картины в целом. Совершенствование компьютерных технологий представило кинематографистам небывалые ранее возможности. Современная киноиндустрия все чаще старается удивить зрителя не только, а порой, и не столько сценарием и актерской игрой, сколько количеством спецэффектов на метр пленки. И это становится первоочередным критерием при создании очередного нового блокбастера. Чем больше взрывов, съемок в замедленном действии, компьютерной графика, — тем больший успех гарантирован кинокартине. Конечно, режиссерская работа заслуживает определенного внимания, но, как о таковом «искусстве кино» многие критики сегодня предпочитают рассуждать все реже и реже. Нельзя сказать, что это плохо, но то, что большинство зрителей ходит в кинотеатр, чтобы посмотреть именно на спецэффекты, остается фактом.

Фильмы, где главные роли отданы компьютерной графике, лучше всего смотреть на большом экране. Голливудская статистика и современные режиссеры говорят, что публика сегодня требует подобных зрелищ и с большим удовольствием их воспринимает. Разумеется, степень проникновения компьютерной графики в кинематограф различна, но даже в мелодрамах и молодежных сериалах некоторые сцены поддаются компьютерной обработке, а процесс создания фильма может удивить любого. И дело даже не в том, что сложные декорации почти полностью вытеснила компьютерная графика. Рабочий процесс съемок теперь более сосредоточен не на операторской работе, а на так называемом Post-Production (пост-продакшн), включающем последующую обработку, монтаж и озвучку. Всю эту работу возлагают на мощные компьютерные системы и специальное программное обеспечение. Давайте выясним, какие конкретные функции они выполняют, но прежде обратимся к истории. 

Как всё начиналось?

В 1895 году режиссер черно-белой немой короткометражки «Казнь Марии Стьюарт» Альфред Кларк решил снять сцену обезглавливания принцессы. Получилось это следующим образом: после того, как все актеры и палач приняли необходимые позы, он приказал им замереть и не шевелиться. Съемка была приостановлена на этом моменте. Затем актриса, исполнявшая роль Марии, вышла из кадра, а ассистенты на ее место установили манекен в точно такой же одежде и таком же предсмертном положении. Камера возобновила съемку, и палач отрубил манекену голову. Это был первый «спецэффект», который открыл новую дорогу всему кинематографу. В начале XX века французский маг Жорж Мельес заинтересовался кинематографом и возможностями монтажа путем вырезания, объединения и ручной раскраски кадров. Его это настолько увлекло, что он снял свыше 500 небольших кинолент, которые впечатлили зрителей всего мира. Именно поэтому он и получил прозвище «Киномаг». Его самым известным фильмом считается «Путешествие на Луну» (1902 год), который является своеобразной пародией на роман Жюля Верна «С Земли на Луну» и включала как живую актерскую игру, так и большое количество анимации, комбинированной съемки и монтажа.

В прошлом веке в кинематографе было свершено много революций. Фильмы стали цветными, в них появился голос, были построены сотни киностудий в США, Европе и Азии. Павильоны этих студий располагаются на огромных территориях, оснащены самыми современными технологиями и оборудованием. Такие кинокомпании как Universal Studios, Paramount Pictures и 20th Century Fox сотрудничают со строительными, архитектурными и прочими узкопрофильными компаниями, готовыми в любой момент приступить к сооружению для съемки новых кинолент макетов и декораций любой сложности. А сегодня мы становимся свидетелями бума фильмов с ультрареалистичной графикой. Что же происходит за кулисами съемок?

По ту сторону экрана

Процесс производства современного фильма можно условно разделить на три этапа: подготовительный (Pre-Production), собственно сама съемка фильма (In-Production) и Post-Production с последующей обработкой, о чем мы упоминали выше. К подготовительному этапу относятся разработка сценария, кастинг (подбор актеров), выбор основного места съемки и прочие организационные мероприятия. Съемочный процесс до недавнего времени считался основной стадией при производстве фильма, однако сегодня он заметно отличается от того, как к нему подходили в прошлом веке. Декорации заменены на большие павильоны с монохромным окружением, как правило, синего или зеленого цвета. Актеры взаимодействуют с «условными» объектами: дорогами, транспортом и мебелью. Даже их одежда может отличаться от той, в которых вы увидите героев киноленты на экранах. Разумеется, так бывает не со всеми сценами. Например, ужин в ресторане проще снять в естественных условиях. Но съемка сложных сцен, которые подвергают опасности здоровье актеров и съемочной группы, которые ранее нуждались в привлечении специализированной техники, каскадеров и т.п., сейчас почти полностью перекочевало в монотонные павильоны. Данная технология называется «Хромакей» (Chrome Key) и своими корнями уходит в 30-е годы прошлого столетия, когда инженер Линвуд Ванн предложил ее использовать. Было предпринято несколько попыток применить хромакей в кинематографе, однако, первой удачной реализацией можно считать английский фильм «Багдадский вор» режиссеров Людвига Бергера, Майкла Пауэлла и Тима Уэлана, снятый в 1940 году, где на монохромном фоне были сняты сцены с летающим ковром-самолетом. Картина была удостоена трех премий Оскар, в том числе в номинации «Лучшие визуальные эффекты».

Суть хромакея, который также иногда называются кеингом (keying, от фразы colorkey — ключевой цвет), заключаются в наложении на объекты переднего плана необходимой фоновой сцены (статичной или динамичной) которая вытесняет монохромный цвет. При этом, обязательным условием является то, чтобы объекты переднего плана не содержали цвета хромакея. В исключительных случаях традиционные синие или зеленые цвета заменяются иными. Этот относительно недорогой способ позволяет совмещать сцены практически любой сложности. Однако, одной лишь прорисовки нужного фона бывает недостаточно. Ведь основное действие происходит на первом плане. И если добавить в кадр трехмерную модель автомобиля и самолета может даже начинающий 3D-дизайнер, то в случаях, когда речь заходит о компьютеризации действующих персонажей и главных героев, требуются точные технологии захвата.

Вы, наверное, не раз задумывались о том, как был создан Голлум во «Властелине колец» и каких средств, инструментов и усилий стоило Джеймсу Кэмерону реализация его легендарного «Аватара»? На помощь в этих случаях приходила технология Motion Capture (захват движения), которая представляет собой систему, состоящую из десятков световых датчиков, подключаемых к нужному объекту (чаще всего к человеку в специальном костюме) и соединенных с компьютером через специальный интерфейс. Это позволяет в реальном времени анимировать ранее отрисованного в графической программе персонажа, который, получая информацию от датчиков, в точности воспроизводит движения человека на его моделированном персонаже. Разработчиком технологии захвата движений считается компания Digital District. С использованием ее методов были сняты мультипликационные фильмы «Последняя фантазия» (2001 год), «Полярный экспресс» (2004 год) и другие. 

С каждым годом технология совершенствовалась, и в 2009 году позволила Кэмерону снять «Аватар», который совершил очередной революционный прорыв в технологии кинопроизводства. Здесь впервые была применена специально разработанная система захвата движений (Performance Capture), и если раньше система захвата движений была общей, то для этой картины Кэмерон разделил ее. При съемках фильма за захват выражений лица отвечала камера, закрепленная на голове, а движения тела снимала отдельная удаленная камера. Под заказ киностудии 20th Century Fox компанией Sonyбыли разработаны специальные камеры, которые были направлены на лица актеров (Facial Camera) и были закреплены на специальных шлемах. Камера на голове героя следила уже не за датчиками, а за особыми маркерами в ключевых местах на лице персонажа, которые приводились в движение лицевыми мускулами. Это позволило обеспечить абсолютную реалистичность персонажей: подвесная аппаратура записывала выражения лиц, движение мускулов, движение зрачков глаз с невиданной до этого точностью (при этом методе приблизительно 95% действий актеров передавалось их цифровым копиям) и сделать аватаров и жителей инопланетного народа Нави такими реалистичными. А удаленная камера дала съемочной команде фильма гораздо более широкое пространство для захвата движений (по сравнению с прежними возможностями оно возросло в 6 раз). В отличие от предыдущих систем захвата движения, где цифровую окружающую среду добавляли после того, как были захвачены движения актеров, новая виртуальная камера позволяла Кэмерону отслеживать с монитора, как виртуальные копии актеров взаимодействуют с цифровым миром кино в режиме реального времени. Режиссер мог регулировать и управлять сценами так же, как при обычной съемке, видя не актеров на фоне съемочного павильона, а героев фильма в тропическом лесу. Новый подход позволил съемочной группе частично отказаться от услуг гримеров и техников, отвечающих за создание образов инопланетян. Теперь можно воссоздать любого сказочного или фантастического персонажа в любых условиях, выбрать возраст, не тратя времени на сложный грим, который к тому же вызывает дискомфорт у актеров.

Фильм «Аватар» на 40% состоит из живой съемки и на 60% — из компьютерной графики. Он стал новым уровнем взаимодействия игрового и компьютерного кино. Но это отнюдь не все технологические новшества, которые мы можем найти в «Аватаре». Фильм сделан в стереоскопическом трехмерном формате (подробнее мы вернемся к этому чуть ниже), для чего режиссер применил свою собственную технологию Reality Camera System с двумя камерами высокого разрешения, увеличивающими глубину восприятия. Для создания мира «Аватара» понадобилось более петабайта (1000 Tb) цифрового дискового пространства для хранения всех графических файлов фильма (растений, животных, насекомых, скал, гор, облаков и т.д.). Для сравнения, при работе над фильмом «Титаник», также снятого Кэмероном, понадобилось всего 2 Tb для создания и последующего  затопления корабля и тысяч пассажиров. Хотя для съемок «Титаника» понадобилось гораздо больше декораций, включая почти полноразмерную копию корабля длиной свыше 200 метров. 

В настоящее время при создании полностью реалистичных действий виртуального персонажа без технологии Motion Capture не обойтись. Но, при этом, нельзя допускать ошибок реализации, ведь малейший недочет и неверное движение будут выглядеть неестественно и разрушат эффект погружения в фильм. Именно поэтому аниматоры пытаются сделать движения своих персонажей более выраженными, это позволяет усилить восприятие. Похожая проблема, хоть и в несколько меньшей степени, проявляется при анимации различных животных и выдуманных персонажей. Постановщикам приходится искать реальные аналоги анимируемых существ, проводить их съемку, и уже на основе собранных материалов пытаться воплотить фантазии сценаристов. В компьютерной индустрии существует масса аниматоров, преуспевших в создании трехмерной компьютерной графики (CGI — Computer Graphics Imagery). Одной из самых популярных компаний по разработке CGI-эффектов в Голливуде является Industrial Light & Magic (ILM), созданная известным режиссером Джорджем Лукасом в 1975 году в момент съемок «Звездных войн». Компания стала автором спецэффектов для нескольких сотен самых популярных и кассовых блокбастеров Голливуда за последние 35 лет. Выходцами из ILM основаны такие студии, как Pixar и Kerner Technologies, специализирующиеся на симуляции физики.

В 1993 году на экраны вышел фильм «Парк Юрского периода» (Jurassic Park) Стивена Спилберга, который также можно считать революционным. Изначально авторы фильма не планировали использовать компьютерную графику в таком числе сцен и предполагали воссоздать динозавров с помощью традиционных и испытанных ранее методов: кукольной мультипликации и управляемых роботов. Однако, все оказалось не так просто и без компьютерной графики режиссер не смог бы добиться столь высокой реалистичности. Конечно, компьютерную графику использовали в кинематографе и до «Парка Юрского периода», но немного по-другому. Например, рисовали виртуальный компьютерный мир в фильме «Трон» (1982 год), либо создавали спецэффекты, изображающие то, что, как правило, не имеет аналогов в реальности. Вспомните хотя бы робота T1000 из жидкого металла во второй серии «Терминатора» («Судный день», 1991 год). До «Парка Юрского периода» в большом кино никто не применял компьютерную графику для изображения реалистичных объектов, тем более для анимации животных, пусть уже вымерших. Никто не предполагал, насколько это возможно и что из этого может получиться, поэтому изначально Стивен Спилберг не собирался тратить бюджет на рискованные эксперименты. Но после того, как студия ILM нарисовала тестовый образец динозавра, анимировала его и совместила с фотографиями природы, Спилберг сделал свой выбор в пользу компьютерной графики, и в дальнейшем все сцены, которые собирались снимать с помощью покадровой кукольной анимации, были нарисованы на компьютере. 

С наращиванием производственных мощностей, компьютеризировать современное кино стало можно все в больших масштабах. Но спроектировать сцену на компьютере это далеко не весь процесс, так как необходимо еще придать картине художественный и реалистичный вид. Для этого после съемок фильма за дело берутся команды графических специалистов. Post-Production также подразумевает несколько этапов работы, подразумевающих не только манипуляции над отснятым материалом, но и создание различных предметов и окружения, кажущихся зрителю естественными и обязательными при просмотре киноленты. В финальном варианте фильма внешний вид актеров зачастую бывает сильно перерисован, а часть вполне естественных сцен практически полностью создана 3D-художниками. В первую очередь черновой вариант отснятого материала собирают в программном пакете для видеомонтажа. В отличие от любительского домашнего монтажа, состоящего в основном из нарезки клипов с добавлением нескольких эффектов, профессиональные кинематографисты внимательно оценивают и обрабатывают каждый кадр. Монтаж происходит в процессе всего этапа Post-Production, начиная с первичной обработки отснятого материала и заканчивая мастерингом финальных носителей (пленки для кинотеатров или DVD/Blu-ray дисков), для чего используется профессиональное и дорогое программное обеспечение.

Признанным индустриальным стандартом в области программного обеспечения для монтажа фильмов является американская корпорация Avid Technology. Многим обычным пользователям, работающим с видеокамерами и картами видеозахвата, она знакома по своей дочерней компании Pinnacle, выпускающей программное обеспечение потребительского и бытового уровня. Наибольшей популярностью у создателей фильмов пользуется программа Avid Media Composer, получившая награду ACE Technical Excellence Award от американской ассоциации киноредакторов после выхода фильма «Аватар». Также в последнее время все более популярным становится программный комплекс от компании Apple под названием Final Cut Studio. На первом этапе отснятый материал подвергают черновому монтажу, чтобы определить порядок и длительность сцен. Результат этой работы передается студиям звукозаписи, компьютерной графики и эффектов.

Одной из самых интересных и напрямую связанных с компьютерами частью Post-Production является создание компьютерной графики. Он настолько сложен, что также делится на этапы, охватывающие разработку 3D-обстановки, анимации всех объектов и создание 3D-окружения. Наиболее популярным программным пакетом для создания трехмерных сцен в современном кинематографе является Autodesk Maya, но широко распространены также Softimage и Cinema 4D. По наброскам художников создается полноценная трехмерная среда и персонажи, а чтобы зритель поверил в происходящее на экране, все детали сцен должны быть максимально правдоподобными. Поэтому для виртуального окружения создаются сотни гигабайт текстур, которые могут быть выбраны из реальной жизни или сгенерированы на основе синтеза различных материалов. Кроме того, художниками с помощью шейдеров задаются светоотражающие свойства материала, на который накладываются соответствующие текстуры. Однако, этого мало, ведь, например, камни гальки на пляже тут же выдадут свою плоскую природу, если подать на них динамическое освещение. В то же время и прорисовка каждого камня в отдельности является абсолютно непосильной задачей. Поэтому для всех поверхностей 3D-художники создают карты теней. Если все сделано правильно, то в результате можно получить виртуальные окружения, практически неотличимые от реальных. Однако, подобный реализм хорошо смотрится на статичных картинках. Чтобы они выглядели более живыми и в фильме, необходимо анимировать не только главных персонажей и передний план, но и все окружение. Этот этап не менее сложен, чем предыдущий, и очень часто его реализацию поручают отдельным специализированным студиям. 

Следует отметить, что технологии анимации могут быть очень разнообразными по своей сути. Анимировать траву на лужайке и идущего по ней человека далеко не одно и то же. Если анимируется человек, то специалисты прибегают к захвату движений Motion Picture. Совсем иначе обстоят дела с анимацией окружающей среды, ведь невозможно задать свое правило движения для каждой травинки или листика. Это же касается анимации воды, огня, дыма и пр. Тут на помощь приходят ресурсоемкие вычисления. Чтобы правильно имитировать подвижность таких элементов, аниматоры задают динамику движения среды. Например, выставив параметры ветра и присвоив соответствующие свойства материалу травы, можно разом достичь невероятно правдоподобной картины движения на экране. Чтобы реалистично вписать в это окружение активно двигающегося персонажа, аниматорам приходится прибегнуть к симуляции коллизий предметов. Очень часто эти задачи решаются с помощью отдельных программных пакетов, таких как Houdini от Side Effects Software, но иногда даже множества возможностей существующих программ не хватает для создания реалистичной картины для того или иного фильма со своим фантастическим миром. В этом случае анимационные студии пишут собственные приложения, фильтры, создают новые эффекты и физические свойства окружающей среды. Прибегают даже к помощи ученых. Например, чтобы реалистично показать воду, обтекающую виртуальный корабль, российской студии Mainroad Post, которая делала спецэффекты в фильме «Адмиралъ» (2009 год) пришлось обратиться за помощью к Институту Океанологии Израиля. Кроме этого, к спецэффектам следует отнести не только прорисовку и анимацию событий и окружения. Например, в современном кинематографе, чтобы состарить героя уже нет необходимости накладывать на актера толстый слой грима. И с этим справляются компьютерные программы. 

3D: хорошо забытое старое?

По мере того, как развивался кинематограф, люди искали способы запечатлеть мир таким, как он кажется нам в реальности. И хотя еще в начале XX века были предприняты попытки съемки стереоскопического изображения, первый публичный фильм был продемонстрирован в Лос-Анджелесе 27 сентября 1922 года. Им стала картина под названием «Сила Любви» (The Power of Love). Фильм демонстрировался двумя кинопроекторами с двух пленок позитива в красно-зеленом спекте, называемом «анаглиф». При этом сам фильм был черно-белым. Проектор с зеленым фильтром показывал картинку, немного смещенную относительно проектора с красным фильтром. Посетители одевали специальные очки из картона с двумя фильтрами из красной и зеленой пленки, благодаря чему каждый глаз видел только нужную картинку. Это и создавало подобие объемного изображения. Но уже к 70-м годам прошлого века массовая съемка стереоскопичеких фильмов была приостановлена.

Сегодня для съемки трехмерного изображения используются сразу две камеры, которые размещаются достаточно близко друг к другу и на одинаковой высоте. Съемка ведется одновременно на обе камеры, создавая, таким образом, трехмерное изображение. Революция в киноиндустрии возродила интерес к созданию трехмерных фильмов, и компании Dolby Laboratories и RealD представили собственные технологии под брендамиDolby 3D и RealD-Cinema. Последняя в настоящее время получила наибольшее распространение, так как работает на основе поляризационного метода, согласно которому картинка демонстрируется проектором попеременно, при этом для каждого кадра используется световые волны разной поляризации светового потока. В специальных поляризационных очках установлены фильтры, пропускающие определенные световые волны, что позволяет каждому глазу получать изображения с различной информацией, на основании которой и формируется 3D-изображение. Зритель получает полноцветную картинку, а оттенки красного и синего, как это было в устаревшем анаглифном формате. На больших экранах, в особенности на IMAX-3D, фильмы в подобном формате создают непередаваемую глубину погружения. 

Компьютерные технологии последних десятилетий подняли киноиндустрию на совершенно новый уровень. Сегодня это не только взрывные спецэффекты в боевиках, но и значительная экономия на оформлении павильонов, декорациях, транспортных расходах и даже актерском составе. Гиганты программного обеспечения не только создали все необходимое, чтобы раскрыть неограниченный талант и фантазию графических аниматоров Голливуда, но и позволили удивить зрителей невероятной реалистичностью. И можно однозначно заявить, что пока технологии развиваются, с выходом каждого нового блокбастера или фильма-катастрофы посещение кинотеатра будет становиться все интереснее. Кстати, а вы уже смотрели список релизов на 2014 год?

10 фильмов с использованием компьютерной графики, совершившие революцию в кинематографе:

1. Tron («Трон», 1982 год)

«Трон» не получил огромного успеха в прокате, так как в начале 80-х годов прошлого века в кинопрокате находились и другие научно-фантастические фильмы с не менее интересным сценарием, например, «Бегущий по лезвию». Но в этом фильме впервые при помощи компьютерной графики была полностью нарисована виртуальная реальность.

2. Terminator 2: Judgment Day («Терминатор2: Судный день», 1991 год)

«Терминатор 2» стал знаковым фильмом в киноиндустрии, начавшей массово использовать компьютерную графику. Это первая лента, где при помощи CGI был создан один из главных персонажей — робот из жидкого металла Т-1000.

3. Jurassic Park («Парк Юрского периода», 1993 год)

Несмотря на то, что в первой части «Парка Юрского периода» было немало роботизированных динозавров, в общей сложности 14 минут фильма были созданы полностью на компьютере. В последующих частях трилогии абсолютно все динозавры были созданы на компьютере и с использованием технологии захвата движения.

4. Toy Story («История игрушек», 1995 год)

«История игрушек» стала первым анимационным фильмом, полностью созданным на компьютере. Компания Pixar, которой на тот момент управлял Стив Джобс, породила целую эпоху и задала новый тренд в мультипликации.

5. Titanic («Титаник», 1997 год)

Стоит вспомнить последние полчаса легендарного фильма Кэмерона «Титаник» (процесс затопления корабля и тысяч пассажиров, обреченных погибнуть на «непотопляемом судне»). За исключением главных героев на переднем плане, все пассажиры были заменены на компьютере цифровыми актерами. Здесь впервые была применена технология воссоздания большой группы людей при помощи компьютера.

6. The Star Wars Prequels («Звездные войны», 1999, 2002, 2005 гг.)

Компания ILM в этих фильмах подняла прорисовку космических войн на высочайший уровень. Невероятно, но до 90% фильма было обработано и смонтировано на компьютере. Многие последующие фильмы, в которых действия происходили в космосе, использовали схожие технологии.

7. The Matrix («Матрица», 1999 год)

«Матрица» стала самым обсуждаемым фильмом конца прошлого века, получив огромный успех в кинопрокате. Зрителей поразили не только новые компьютерные спецэффекты, но и такие технологические новшества, как «bullet-time» с использование нескольких 3D-проекций, и высокоскоростная съемка. Позже эти технологии использовали во многих боевиках и в игре Max Payne.

8. The Lord of the Rings («Властелин колец», 2001-2003 гг.)

Экранизация трилогии Дж.Р.Р. Толкиена обошлась в сотни миллионов долларов. Были использованы колоссальные компьютерные ресурсы для создания мира Средиземья, однако, истинной революцией стал новый уровень захвата (Motion capture), созданный специалистами компании Weta Digital для анимации персонажа Голлума. До сих пор он остается одним из самых продвинутых, используемых в Голливуде.

9. The Curious Case of Benjamin Button («Загадочная история Беджамина Баттона», 2008 год)

Фильм повествует об уникальном случае рождения ребенка с признаками старого человека. Однако, по мере взросления персонаж Бреда Питта становится моложе. При этом, на протяжении почти всего фильма он сам исполняет роль в разном возрасте. К фильму были привлечены не только профессиональные гримеры, но и впервые лицо человека было обработано на компьютере с целью придания возрастного различия.

10. Avatar («Аватар», 2009 год)

Фантастический фильм о попытке захвата землянами далекой планеты Пандоры собрал в кинопрокате рекордную на сегодняшний день сумму — 2,7 млрд. долларов! Созданные на компьютере мир Пандоры и его обитатели шокировали зрителей своей ультрареалистичностью. Но истинной революцией стало то, что «Аватар» оказался первым фильмом, изначально созданным и спроектированным в стереоскопическом 3D.

Анар Алиев