Эта книга о том, как создаются компьютерная анимация и спецэффекты. Яв-
ляясь цветным иллюстрированным путеводителем, она не только совершает
краткий экскурс в историю жанра, но и подробно описывает современные техно-
логии производства - от методов, унаследованных от традиционной анимации,
до совершенно новых аспектов, включая организацию цифровой студии. Деталь-
но рассматриваются такие фундаментальные принципы создания трехмерной
компьютерной анимации, как моделирование, визуализация и постобработка.
Причем, помимо разъяснения самих концепций и стоящей за ними теории, автор
приводит развернутое описание того, как эти концепции реализуются на практи-
ке, используя различные технические средства и не отдавая предпочтение той
или иной компьютерной программе.

Замечательной особенностью этой книги является ее универсальность. Те,

кто лишь начинает изучать трехмерную анимацию, могут рассматривать ее как
«введение в специальность» - хорошо структурированный материал, на основе

которого можно смело двигаться вперед. Кому-то из специалистов она поможет

найти ответы на вопросы, которые, вследствие сравнительной новизны отрасли
и ее стремительного развития, до сих
пор оставались открытыми, а кому-
то окажутся полезными предлагае-
мые рекомендации и советы. Ну а
тех, кому интересно, «как это
делается», книга тоже не разо-
чарует и, быть может, даже
подтолкнет к выбору про-
фессии.

ОБ АВТОРЕ:

АЙЗЕК В. КЕРЛОУ - директор отдела
цифрового производства компании
Walt Disney. Уже много лет он является
активным членом Специальной группы
по компьютерной графике (SIGGRAPH)
и Общества визуальных эффектов
(Visual Effects Society).
Искусство ЗО-анимации
и спецэффектов

Текст и дизайн:

Айзек В. Керлоу

ПЕРШИНА
(Вверху Ногтияыия. •<  NAMCO Ltd
Все права защищены)
The Art of 3D

Computer Animation
and Effects

Third Edition

Written and Designed by

Isaac V. Kerlow

WILEY

John Wiley & Sons, Inc.
УДК 004.928

ББК 32.973.26-018.2

К 36

Copyright © 2004 by Isaac Victor Kerlow.

ЛИ rights reserved. Authorized translation from the English language
edition published by John Wiley & Sons, Inc.

Перевод с англ. E. li. Смолиной

Керлоу, Айзек Виктор

К 36 I Ickvcctbo 3D-aiiHMamni и спец:х|>фектов/Лйзек В. Керлоу: 111ер. с англ. Е.В. Смо-
линой!. М.: ООО «Вершина», 2004. 480 с.: илл. ISBN 0-471-43036-6 (англ.) -
ISBN 5-94696-071-7

Агентство CIP РП>.

Эта книга о том. как делается компьютерная анимация и спецэффекты. Представленная
в роли путеводителя, она нс только дает краткий экскурс в историк) жанра, но и подробно
описывает современные технологии производства от методов, унаследован пых от традици-
онной анимации, до совершенно новых аспектов, включая организацию цифровой студни.
Детально рассматриваются такие фундаментальные принципы создания трехмерной ком-
пьютерной анимации, как моделирование, визуализация и постобработка, причем, помимо
разъяснения самих концепций и поящей за ними геории. автор приводит развернутое опи-
сание того, как эти концепции реализуются на практике, используя различные технические
средства и не отдавая предпочтение той или иной компьютерной программе.

Огромное количество иллюстраций, присутствующих в книге, нс только обеспечивает
наглядность материала, но и существенно оживляет текст, который сам во себе достаточно
увлекателен. Наконец, читатель найдет здесь немало практических советов, которые, в силу
того, что их дает настоящий п|хм|м-ссиопал, обладающий огромными познаниями и опытом в
данной сфере, представляют немалый интерес.

Замечательной особенностью этой книги является то, что она в своем роде универсаль-
на. Те. кто лишь начинают изучать трехмерную анимацию, могут рассматривать ее как «вве-
дение в специальность» хорошо структурированный материал, на основе которого можно
смело двигаться вперед. Кому-то из специалистов опа. возможно, поможет найти ответы на
те вопросы, которые, вследствие сравнительной новизны отрасли и се стремительного разви-
тия. до сих пор оставались открытыми, а кому-то окажутся полезными предлагаемые реко-
мендации и советы. 11у а тех. кто просто интересуется, «как это делается», книга тоже не ра-
зочарует и. может быть, даже подтолкнет к выбору профессии.

ISBN 0-471-43036-6 (англ.)

ISBN 5-94696-071-7

О 2004 by Isaac Victor Kerlow
© ООО. Вершина», 2004
1^люстрация на обложке:
Shrek”1 • DreamWorks LLC
Посвящается Эстер и Серджо Керлоу

Содержание

Раздел 1: Введение

Глава 1

Анимация, спецэффекты
и технология в контексте

Краткое содержание	3

1.1.	Циф|х»пая креативная среда 3

1.2.	Развитие технологии	5

1.3.	Этапы развития визуальной
сферы: 1960-1989	15

1.4.	Эганы развития визуальной

сферы: 1990 -

настоящее время	22

1.5.	Хронологические таблицы 33

Основные термины	42

Глава 2

Цифровой процесс
производства

Краткое содержание	43

2.1. Производственная
стратегия	43

2-2. Цифровая студия
компьютерной анимации 48

2.3.	Творческие, технические

и производственные
группы	52

2.4.	Обзор процесса
компьютерной анимации 59

2.5.	Десять нрсм|>есс11оналы1ых
советов для компьютерных
аниматоров и цифровых
художников	67

2.6.	Составление

демонстрационного ролика 74

Основные термины	78

РАЗДЕЛ II:

Моделирование

Глава 3

Основные концепции
моделирования

Краткое содержание	81

3.1.	Пространство. объекты
и структуры	81

3.2.	Построение
с помощью чисел	84

ЗЛ, Точки, линии
и поверхности	86

3.4.	Перемещение объектов	87

3.5.	Форматы файлов,
использующиеся
для моделирования	92

'ЗЖ. Подготовка	94

Глава4

Основные методы
моделирования

Краткое содержание 103

4.1.	Введение	103

4.2.	Заметки о линиях 104

4.3.	Геометрические
примитивы 107

4.4.	Построение фигур нуте
смещения образующей
плоскости по заданной
траектории

4.5.	Объекты свободных форм 111

4.6.	Основные утилиты
моделирования	114

4.7.	Полигональные модели
в реальном времени	120

Основные термины	124

Глава 5

Передовые методы
моделирования
и оснастки (риггинга)

К|ыткоесодержание	125

5.1.	Кривые поверхности
свободных форм	125

5.2.	Поверхности разбиения 131

5.3.	Лотчсскис операторы
и разностные поверхности 133
5.4.	Передовые утилиты
моделирования	133

5.5.	Процедурное описание
и физические модели
(симуляции)	186

5.6.	Фотограмметрия
и моделирование
на основе
изображений	140

5.7.	Анимационный ригпшг
и иерархические
структуры	142

5.8.	Подготовка	147

Основные термины	150

Раздел III: Рендеринг

Глава 6

Основные концепции
рендеринга

Краткое содержание	153

6.1.	Источники света, камеры
и материалы	153

6.2.	Цвет	156

6.3.	Этапы процесса
рендеринга	159

6.4.	Удаление скрытых
поверхностей	161

6.5.	Буфер глубины (/. буфер) 162

6.6.	Т рассировка луча	162

6.7.	Глобальное освещение
и иэлучателыгость	16-1

6.8.	Рендеринг на основе
изображения	166

6.9.	Нефотореалистичный
рендеринг	168

6.10.	Аппаратный рендеринг 171

6.11.	Форматы файлов
для рендеринга	173

6.12.	11одготовка	174

Глава 7

Камера

Краткое содержание	183

7.1.	Типы камер	183

7.2.	Зрительная пирамида	184

7.3.	Типы камерных кадров	187

7.4.	Типы камерных
объективов	192

7.5.	/Чнимация камеры	194

7.6.	Подготовка	195

Основные термины	198

Глава 8

Освещение

Краткое содержание	199

8.1.	Стратегии освещения
и настроение	199

8.2.	Типы источников света 204

8.3.	Основные элементы
источника света	207

8.4.	Освещение сцепы	211

8.5.	Основные положения
источников света	217

8.6.	Подготовка	220

Основные термины	225

Глава 9

Затенение
и поверхностные
характеристики

Краткое содержание	227

9.1.	Методы затенения
поверхностей	227

9.2.	Шейдеры поверхностей 230

9.3.	Наложение изображений 232

9.4.	Отражательная способность
поверхности	243

9.5.	Цвет поверхности	247

9.6.	Текстура поверхности	249

9.7.	’Прозрач । гость
поверхности 255	/ (

9.8.	Шейпинг, зависящий
от условий окружающей
среды	256

9.9.	Избранные хитрости
рендеринга	259

9.10.	Подготовка	262

Основные термины	266

Раздел IV: Анимация
и спецэффекты

Глава 10

Основные концепции
анимации

Краткое содержание	269

10.1.	Типы анимации	269

10.2.	Принципы анимации	272

10.3.	Изложение истории	284

10.4.	Раскадровка	286

10.5.	Разработка персонажей	289

10.6.	Форматы анимационных

файлов	296

10.7.	Подготовка	297

Основные термины	301

Глава 11

Основные методы
компьютерной анимации

Краткое содержание	303

11.1.	Принципы интерполяции

ключевых кадров	303

11.2.	Анимация модели	306

11.3.	Анимация камеры	313

11.4.	Анимация света	317

11.5.	Иерархическая анимация 321
11.6. Интеграция дву-

и трехмерной

анимации	324

11.7. Подготовка	326

Основные термины	329
Глава 12

Передовые методы
компьютерной анимации

Краткое содержание	381

12.1.	Обратная кинематика 831
12.2. Перформанс-анимация

и захват движения	834

12.3.	Динамика движения	3*11

12.4.	Процедурная анимация	350

12.5.	Анимация лица	357

12.6.	Анимация массовки	361

12.7.	Аттракционы

и интерактивные
развлекательные
системы	368

Основные термины	370

Глава 13

Методы создания
спецэффектов

Краткое содержание	371

13.1.	Основные концепции
цифровых визуальных
эффектов	371

13.2.	Камерный трекинг	377

13.3.	Ротоскопированис	378

13.4.	Синий и зеленый задники,
а также хромакей	878

13.5.	Продолжения декораций
и персонажей	380

13.6.	Клонирование
массовок	380

13.7.	Частицы, генерируемые
компьютером	381

13.8.	Трехмерный морфинг 381

13.9.	Управление движением 382

13.10.	Захват движения

и виртуальные
персонажи	382

18.11.	Фотограмметрия	883

13.12. Практические эффекты 388
Основные термины	384

Раздел V: Композит!mi-
ll ВЫДАЧА ГОТОВОГО
ПРОДУКТА

ГЛАВА 14

Ретуширование,
композитинг
и цветоустановка

Краткое содержание	887

14.1.	Базовые концепции
обработки изображений 387

14.2.	Ретуширопаннс
изображений

393

14.3.	Композитинг и сопряжение
изображений	399

14.4. Монтаж

последовательности

изображений 402

14.5. Цветоустановка 407

Основные термины 410

Глава 15

Разрешение изображения
и выдача готового
продукта

Краткое содержание	411

15.1.	Базовые концепции выдачи
цифрового продукта	411

15.2.	Разрешение изображения 412

15.3.	Форматы файлов изображений
и форматы изображения 418

15.4.	Выдача на бумаге	425

15.5.	Выдача на фотографических
носителях	427

15.6.	Выдача в форматах видео 128

15.7.	Выдача в цифровой среде431

15.8.	Выдача в виде трехмерного
объекта	434

Основные термины	436

Приложение

ПРЕДМЕТ!1ЫЙ указатель
Предисловие

Третье издание настоящей книги содержит
множество переработок и дополнений. отображаю-
щих новые профессиональные реалии, с которым
сталкиваются специалисты по трехмерной компью-
терной анимации и художники, создающие видео-
эффекты. Со времени первом публикации этой
книги в 1996 году произошли немалые изменения,
многие из которых преобразовали направление, на-
чинавшееся как специализированное нововведе-
ние. в господствующую тенденцию и зрелую сферу
деятельности.

Только подумайте о некоторых поворотных собы-
тиях, которые произошли за последние несколько
лет. Персональные компьютеры заполнили мир про-
изводства, в котором ранее господствовали професси-
ональные (и очень дорогие) рабочие станции. Компь-
ютерные сети и Интернет, включая развитие потоко-
вого видео в Мировой Паутине, достигли за эти годы
зрелости. Заметно возросло число художественных
фильмов, включающих значительный объем трехмер-
ной компьютерной анимации и спецэффектов - зача-
стую просто поразительных. Получили широкое рас-
пространение игровые приставки с мощными графи-
ческими возможностями. Выли созданы первые пол-
нометражные фильмы, целиком основанные на ком-
пьютерной анимации, а использование компьютеров
для производства традиционных мультипликацион-
ных фильмов увеличилось. 11ифровос видео достигло
достаточной зрелости в качестве реального средства
производства фильмов, и целиком цифровое кино
стало перспективным направлением. Качество рабо-
ты. выполняемой изучающими компьютерную ани-
мацию. повсеместно возрастает.

Некоторые из дополнений, включенных в настоя-
щее издание, были Предложены коллегами, специали-
зирующимися па компьютерной анимации, созлапнн
игр и спецэф|к'ктов; другие же были внесены по
просьбе читателей первого и второго изданий. Средн
повои) материала, который вы найдете в этой книге,
имеется следующее:

•	Новая глава, посвященная спецэффектам, в кото-
|Х)й описан 14 наиболее ши|юко применяемые циф-
ровые средства.

•	Переработанная глава о цифровом производстве,
содержащая более подробную информацию о про-
изводственных процессах и подготовке демонстра-
ционных лент.

•	Переработанные главы, посвященные анимации, в
которые была включена дополнительная нп<|юрма-
ция о принципах традиционной аннмацни, разработ-
ке персонажей, анимации лица и захвате движения.

•	Переработанная историческая глава, куда теперь во-
шли первые голы нового тысячелетня и расширен-
ное описание этапов развития компьютерной ани-
мации, спецэффектов и компьютерной технологии.

•	Бесчисленные «подсказки», помогающие повы-
сить художественный и технический уровень ва-
ших проектов.

•	Обновленную техническую информацию о риггнн
ге (оснастке) моделей, интеграции двумерных и
трехмерных элементов, нс<|юто|)еалнстичном про-
счете и полигональных моделях в реальном времени.

•	Обновленный сайт \v\vw.arlofBd.com содержит ин-
формацию о программном и аппаратном обеспече-
нии, перечень избранной литературы, а также про-
чее ресурсы и ссылки на другие сайты соответству-
ющей тематики.

•	Более 200 переработанных и новых цветных иллю-
страций, включая работы из Канады, Китая (Гон-
конга). Дании, Англии, Франции, Германии, Япо-
нии. Кореи, Повой Зеландии, Норвегии, Полыни,
Испании, Швейцарии и США.

Задачи данной книги

Для того. Ч ТОБЫ полностью описать и представить
все темы и технические методики, входящие в дан-
ную сферу, потребовалась бы энциклопедическая ра-
бота. Эта книга не претендует па то, чтобы считаться
подобным трудом. Были предприняты значительные
усилия, чтобы создан. книгу, которая не ограничива-
лась бы особенностями какой-либо конкретной ком-
пьютерной программы, но в то же время предлагала
бы детальную практическую информацию, выходя-
щую за рамки исключительно теории. Сведения, со-
держащиеся в книге, выкристаллизовались в холе
многих лет преподавания и работы с различным про-
граммным обеспечением, прочтения бесчисленных
руководств и описаний программ, а также в результа-
те практики и сделанных ошибок. Надеюсь, прочитав
эту книгу, вы будете реже ошибаться!

Как читать эту книгу

Овладевать искусством и техникой трехмер-
ной компьютерной анимации можно по-разному.
Точно также и эту книгу можно читать по-разному.

Тем из вас, кто предпочитает систематический под-
ход, рекомендую читать кишу <гг начала до конца по по-
рядку, а также ознакомиться с илиосграциямп и web-
сайгами. упомянутыми в Приложении, ч то позволит до-
полнить материал, изложенный в основном тексте.

Тем же, кто предпочитает учиться не практике пли
слишком нетерпелив, чтобы прочесть всю книгу от на-
чала до конца, советую сначала просмотреть картин-
ки. Только, рассматривая иллюстрации. позабывайте
читать подписи иол ними. В этих текстах содержится
много полезной иш|к>рмацпн. Возможно, вам захочет-
ся прочитать те главы книги, которые дополняют уже
прочитанный раздел вашего руководства по использо-
ванию программного обеспечения. В этой книге име-
ются сведения, редко встречающиеся в руководст-
вах или лабораторных курсах, преподаваемых инстру-
кторами. Эти сведения гораздо важнее, чем может по-
казаться па первый взгляд, так как они помогут вам
превратиться из технического специалиста по вы-
бранному вамп программному обеспечению в творче-
ски мыслящего цифрового аниматора или художника.

Использование этой книги совместно
с программным обеспечением

41ПАЙТЕ ЭТУ кишу в I пч>1 1Е(х:е ОБУЧЕНИЯ и экс-
периментирования с какой-либо трехмерной програм-
мой. Можете читать ее и отдельно, не совмещая чтение
с практической работой. Тем из вас, кто предпочитает
учиться посредством чтения до начала практической
части обучения, эта книга предлагает содержательную
вводную часть, содержащую множество теоретических
и практических сведений. Те же, кому больше нравит-
ся сразу погружаться в специфику конкретного про-
граммного обеспечения, а читать потом, увидят, что эта
книга дополняет их акс]^>нментаторскмй подход, по-

скольку предлагает четкие пояснения в сжатой <|юрме.
11. наконец, что не менее важно, для тех из вас, кто луч-
ше всего усваивает знания путем сочетания экспери-
ментаторского подхода с концептуальным осмыслени-
ем, эта книга обеспечивает логическую последова-
тельность рассматриваемых тем. выходящих за рамки
руководств и описаний программного обеспечения.

Формат книги

ДД1111АЯ KI II Н А СОСГО1ГГ11311Я ПI РАЗДЕЛОВ, В каж-
дом из которых имеется несколько глав. Первый раздел
включает описание исторической перспективы, а также
общие сведения по дизайну и п|хшзводсп1у. Этот |Х«-
дел содсрж!гт общее изложение основных творческих и
технических тенденций, краткое описание этапов раз-
вития компьютерной aiHLM.Tiuin и спецэ(]»фекгов. а так-
же много рекомендаций по планированию и производ-
ственной реализации проекта. Читая вводный раздел,
вы будете думать, как художественный критик и про-
дюсер. Во втором разделе подробно рассматриваются
вопросы моделирования трехмерных объектов и их ок-
ружения. Читая его, вы будете думать, как скульптор.
Третий раздел содержит описания ряда полешых мето-
дов просчета как простых, так и сложных; читая его,
вы будете думать, как фотограф и художник. Четвер-
тый раздел посвящен прежде всего вопросам изложе-
ния сюжета посредством движущихся картинок, напи-
санию базового сценария, раскадровке II способам
«оживления» анимированного персонажа. Раздел ани-
мации покажет вам, как думают актер, сценарист и
оператор. В последнем разделе рассматриваются мно-
гочисленные аспекты, связанные с записью и предста-
влением вашей работы, включая компоновку (комно-
зитипг) и спецэффекты. Читая этот раздел, вы будете
думай». как иллюзионист, проделывающий фокус на
глазах у зрительской аудитории.

Чего ожидать от этой книги

Цель миной книги - информировать и вдох-
новлять. Она предлагает концепции, необходимые
для понимания действий и процедур, ведущих к соз-
данию полностью просчитанной трехмерной компь-
ютерной анимации. Многие иллюстрации были соз-
даны таким образом, чтобы представить сложные
концепции в ясном, удобном для понимания виде.
Значительные усилия были предприняты с тем, что-
бы построение книги и се элементы стали как можно
более содержательным и: были испытаны и рассмот-
рены многие компьютерные программы и аппарат-
ные платформы, благодаря чему читатели получат
последовательные толкования и мнения. Основная
задача этой книги дагь читателю падежные базовые
знания, предложив ему необычное сочетание техни-
ческих и творческих возможностей.

Чего не следует ожидать от этой книги

Эта книга не является руководством по ис-
пользованию КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ.
Она нс основывается на какой-либо конкретной ком-
пьютерной программе. Читателям, нуждающимся в
подробной информации о работе какой-то конкрет-
ной программы или о применении определенных тех-
нических приемов, следует обратиться к соответству-
ющим руководствам. Тем не менее, ради обеспечения
привязки представленных здесь концепций к совре-
менным техническим средствам в книге воспроизво-
дятся несколько диалоговых окон из ряда программ.

Эта книга пс является и общим вводным курсом по
использованию компьютеров. Напротив, она основа-
на на предположении, что читатель уже знаком с аза-
ми использования компьютерных систем или где-то
получает таковые знания в настоящее время. Читате-
ли. владеющие навыками работы на компьютере или
имеющие базовые представления о работе компью-
терных систем, наверняка будут усваивать материал
этой книги быстрее, чем те, кто никогда ранее не
пользовался ком пью гером.

О руководствах по использованию
программных продуктов

РУКОВОДСТВА IIO IIC.Iюльзованик» программных
продуктов зачастую трудны для понимания и редко
содержат всестороннюю информацию. Это неудиви-
тельно. если принять во внимание сложность про-
грамм, постоянную модернизацию их возможностей, а
также краткость производственных циклов, в которые
должны укладываться люди и компании, обеспечива-
ющие |№13|хюотку этих программ и их превращение в
работающие и высокопроизводительные продукты,
предназначенные для рынка, где царит жесткая конку-
ренция.

Будучи как пользователем, так и составителем ру-
ководств пользователя, я знаком с трудностями, яс-
ны тыкаемыми обеими сторонами. Современные трех-
мерные пакеты настолько сложны и гак быстро изме-
няются. что невозможно ожидать от какого-либо они
сан ня исчерпывающего представления всей имею-
щейся информации. Я советую брать полезную ин-
формацию, содержащуюся в П1>ог{юм.иных руководст-
вах, за основу и двигаться далее. Часть информации,
необходимой для того, чтобы стать квалифицирован-
ным ЗГ)-художннком или техническим спсциалп-

стом, можно почерпнуть из руководств, тогда как дру-
гая часть приобретается методом проб н ошибок, пу-
тем чтения книг и журналов и при общении с лицами,
имеющими больший опыт. Учеба требует усилий.

Общие принципы против
специализированных средств

БОДЫШIIЮПИ) ТЕХНПЧЕСК1IX ВОЗМОЖ1ЮСТЕЙ.
описанных в этой книге, реализованы почти во всех
трехмерных компьютерных программах, предлагае-
мых на рынке. Однако вместо того, чтобы представить
эти средства моделирования, просчета, аннмацин и
выдачи ютового продукта точно в том виде, в котором
они воплощены в конкретной компьютерной системе,
мы сосредоточимся на их важнейших особенностях и
возможностях. Конкретной реализации технических
средств то сеть решений, отличающихся от системы
к системе мы не касались. Советуем тем читателям,
которые желают получить узкоспециализированную
ин(|юрмацию по какой-либо конкретной компьютер-
ной программе, упомянутой в этой книге, обратиться
к соответствующим руководствам.

Благодарности

Многие идеи, содержащиеся в этой книге,
были выработаны в ходе многолетней практической
работы и преподавания искусства и техники трехмер-
ной компьютерной анимации и спецэффектов. Я при-
знателен своим друзьям, коллегам и студентам, кото-
рые внесли свой вклад в создание этой книги, и. в ча-
стности. каждому человеку и фирме, разрешившим
мне воспроизвести изображения их изумительных
визуальных творений или щюцтаммных продуктов.
Моему сыну. Виктору, за его поддержку. Дженнн-
<|юр за помощь. Джейсону Чейсу за обеспечение
изображений диалоговых окон. Маргарет Камминс и
Моник Калелло из издательства John Wiley & Sons
за их терпение и профессионализм. Стиву Риттлеру -
за го. что он превратил мои неловкие наброски в за-
бавные иллюстрации, которые, надеюсь, помогут лю-
дям учиться с улыбкой.

Я надеюсь, что студенты, независимые аниматоры
и сотрудники производственных компаний найдут
эту книгу полезной и способствующей достижению
их творческих целей. Приятного чтения!

Айзек В. Керлоу

Голливуд, 2003

(На предыдущей странице;

Брилшм была создана с помощью
рекурсивного алгоритма GROWTH,
позволяющего «выращивать* сложные
органические формы Программа
воспроизводит простые правила,
благодаря чему генерируются
фантастические формы, подсказанные
обитателями моря (© Moichtro Kawaguchi).

1.1.1.	В мультфильме Лашгешм' (1м то Jr.)

мы видим очаровательного любопытного ламленка, который
исследует загадки большого мира. Этот короткометражный
фильм (режиссер - Джон Лассетер) стал настоящим
прорывом в трехмерной компьютерной анимации, будучи
одним из первых фильмов, где были опробованы и успешно
реализованы многие традиционные принципы анимации.
(О Pixar Aiimation Studios)
ГЛАВА I

Анимация, спецэффекты
и технология в контексте

о

Краткое содержание

В ЭТОЙ ГЛАВЕ ПРЕДСТАВЛЕН ОБЗОР СОБЫТИИ II ПРОЕКТОВ, способ-
ствовавших творческому и техническому развитию средств создания трех-
мерной компьютерной анимации и спецэффектов. Приведенные здесь
краткие исторические сведения дают читателю контекстную перспективу,
в которую вписываются технические и стилистические рассуждения. каса-
ющиеся трехмерной компьютерной анимации и э<|м|>ектов.

1.1. Цифровая креативная среда

Как никогда ранее, компьютеры стали частью нашей жизни особенно на-
шей творческой, производственной и профессиональной жизни. I lx мож-
но видеть всюду: они координируют потоки информации в наших банков-
ских транзакциях, они оцифровывают пашу речь и устраняют шум при те-
лефонных разговорах, они управляют системами инжекции в наших авто-
мобилях и обеспечивают настройку параметров фотоаппаратов и видеока-
мер таким образом. чтобы полученное качество изображения всегда было
оптимальным. Большинство профессии в визуальной сфере т|мч»уст сего-
дня определенного уровня владения компьютс|юм. Многие представители
индустрии вещания, производства. графики и развлечений «ххепечилп
компьютеризацию своего производства. Точно так же и независимые ху-
дожники и дизайи-студии выполняют свои разработки с помощью компь-
ютеров и часто поставляют продукцию в цифровых «(юрматах.

Переход к расширенном)' использованию компьютерных систем затра-
питает многих творческих работников и технических специалистов. Боль-
шое количество опытных профессионалов в визуальной сфере прошло пе-
реподготовку с целью приобретения новых навыков, а молодые студенты
стремятся овладеть всеми секретами и скоростными методами. Спектр
ожиданий широк от разумных до нелепых. Те. кто. например, полностью
нс приемлют перемен, оказываются среди отстающих, поскольку меняется
сам визуальный мир. тогда как чрезмерные энтузиасты зачастую питают
нсреалистичные надежды. Пора отыскать новый баланс. Пришло время
принимать преимущества, предлагаемые компьютерной технологией, про-
должать разработку перспективных направлений и уделять время возмож-
ностям. которые ныне находятся в процессе становления.

Действительно, сегодня множество образов создаются и производятся с
помощью компьютс|юв. Специалисты в широком спектре визуальных ди-
сциплин нее чаще работают с цифровой информацией. 1(екоторые тради-
ционные визуальные приемы, основанные на рисовании, живописи, <|юто-
(рафии и видео сливаются с цифровыми технологиями формирования
изображения Крсатншшя среда, которая ранее существовала в виде со-
вершенно изолированных и несвязанных между собой дисциплин, каждая

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Цифровая креативная
среда.......................... 3

Развитие технологии ...... .. 5

Этапы развития визуальной сферы
1960-1989 .................... 15

Этапы развития визуальной сферы

1990 - настоящее время . .22

Хронологические таблицы . 33

Основные термины...........42

www.artof3d.com

Посетите этот сайт,
где вы найдете набор
полезных ссылок
и программных ресурсов

Al II IMAI 1ИЯ. (illl.l |Э*ФЕК ГЫ 11ТЕХ! 1<>Л< >П 1Я В KOI ГТККСП Е
Мультипликационные
фильмы проииюдстаа
Walt Disney Studios

1937 Лглоглглгм»
и семь /наш»!

1940 Пиноккио

1940 Фиитнлим

1941 Дамба

1942 Пемба

1943 бамнЬм- Амнгое

1945 Три кабал^ро

1946 Сыгрий мою мулыку

1947 Веселая компания

1948 Время мелодий

1949 Приключения Пуабода
и мистера Тоудп

1950 Золушка

1951 Алиса о стране чудес

1953 Питер Пен

1955 Леди и бродяга

1959 ('пищам кршаиицр

1961 101 далматинец

1963 Меч и камне

1967 Книга джунглей

1970 Коты -аристократы

1973 Мии Гуд

1977 Приключения

Винни Пуха

1977 Спасатели

1981 Лис и охотничий пес

1985 Черный котел

1986 Великий мышиный
детектив

1988 (hutu’p и кампании

1989I Уголочка

СОЗДАНЫ С ПОМОЩЬЮ
ЦИФРОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ:

1990 Спасатели п Ашпралии

1991 Kpaeamnyi и чудотпце

1992 Лладдии

1994 Король-Дсп

1995 Покахонтас

1996 Ггу/бун ил Нотр-Дам

1997 Геркулес

1998 Мумп

1999 Тарши

1999 Фаита.шя-?ШЮ

2000 Похождения
императора. Диномшр
и Кини п/ю Тигру *

2001 Атлантида: мипсрянная
империя. Перемена:
летние каникулы *

2002 Лию и Стич. Планета
coK/MMiuui, Питер Пен
a Петлиидии ’

2003 Книга джунглей ?*
и Большое кино Пягачкл*

из которых обладала собственными инструментами, методами и средства-
ми. превращается в мир. где специалисты визуальной сферы используют
инструменты и методы, позволяющие аштсзйровать разные изобрази-
тельные средства. В результате некоторые из традиционных барьеров, раз-
делявших визуальные дисциплины, утратили свою обязательность. Сей-
час. например, наблюдается значительное перекрытие таких областей, как
анимация, графические искусства, вещание и кино. Креативная цифровая
среда способствовала такому перекрытию, поскольку компьютерная тех-
нология часто п|к*доставляет специалистам визуальной с<|м*ры больше
творческих возможностей. Например, несколько десятков лег назад этим
специалистам приходилось покупай, специализированные инструменты,
необходимые в их профессии. Зги инструменты предназначались для ра-
бот в конкретной области, но были непригодны для других областей. Фо-
тограф. например, использовал фотоаппарат для перенесения реальности
на <|ютоплснку. а Т|Х1Дициоппый аниматор пользовался ка|юндашом и све-
товым столом для создания комплектов анимационных рисунков па бума-
ге. Современные (|ютографы и аниматоры, так же как и мните представи-
тели других творческих профессий. используют компьютер (в который за-
гружено специализированное программное обеспечение) в качестве инст-
румента для решения своих специфических задач.

Анимация и спецэффекты в доцифровую эпоху

Сегодня многим из нас нелегко представить, что всего лишь несколько де-
сятков лет назад вся анимация. спецэ(|м|к*кгы и развлекательная продук-
ция в целом производились. распределялись и потреблялись без использо-
вания какой-либо компьютерной или цифровой технологии. Тем не менее,
так оно и было всего несколько десятилетий назад. Один из первых неза-
висимых короткометражных мультипликационных фильмов. целиком ос-
нованных па т|х-хмгрной компьютерной анимации, Ламнепок (Luxo Jr.)
Джона Дассетера был выпущен в 1986году (рис. 1.1.1). а первый полноме-
тражный анимационный фильм, целиком созданный средствами трехмер-
ной компьютерной анимации, История игрушек производства студии
Pixar, вышел в 1995 году (стр. 330).

В ходе наших экспериментов с новыми средствами моделирования, про-
счета и анимации полезно также помнить о новаторских достижениях
многих пионеров анимации - как тех из них, кто разрабатывал принципы
рисованной мультипликации, так и тех, кто первым начал применять та-
кие экспернмсчггальные методы, как коллаж, моделирование из воска, си-
луэтная анимация, теневая анимация с помощью игольчатого экрана, а
также анимация объектов и абстрактной живописи. Среди первых - ани-
маторы Нью-Йорк;» и Голливуда, которые выдавали один гэг за другим и
развлекали зрителя с помощью таких пе|конажей. как 1 lonaii. Вуди Вудис-
кер, Багс Банни. Том и Джерри. Мики Маус. Такими аниматорами были
Макс Флейшер. Волт Дисней, Вальтер Лави. Текс Авери, Фриц Фреленг,
Чак Джонс и многие друние талантливые аниматоры, работавшие вместе с
ними в их студиях. К аниматорам экспериментального направления мы от-
носим француза Леопольда Сюрважа и эмигрировавшего во Францию из
России Александра Алексеева. немцев .Ханса Рихтера. Оскара Финшнгсра
и Лотт,* Рай и ш ер, канадца 11ормана МакЛарина, а также американцев
Клера Паркера и Джона Витни старшего.

Классические мультфильмы Диснея, популяризовавшие этот жанр, были
созданы в конце тридцатых и в сороковых годах прошлого века (рис. 1.12).

I

Al 111М ,\| II1Я. < !| IKI (ЭФФЕКГЫ 11 TEXIК>ЛОП 1Я В К< >1ГГЕКГ П
В это же время аниматорами Диснея были (зазрабитаны широко известные
двадцать принципов aiiHMaiuui, описанные в главе 10 (рис. 1.13 1.13).

Учитывая наше стремление изобретать все новые цифровые видеоэффе-
кты, отрадно вспомнить, что в 1939 в Голливуде Американская академия
кинематографических искусств и наук (AMPAS) учредила категорию
•Спецэффекты» в конкурсе на соискание своей премии. Между 1964 и
1971 годами эту категорию переименовали в «Специальные виде<км|и|>ек-
ты*. а между 1972 и 1976 категорию вилсоэф<|)сктов переименовали в
•Приз за специальные достижения* то есть приз, который необязатель-
но было присуждать ежегодно. С тех пор эту категорию чаще всего назы-
вают «Визуальные эффекты». Лауреаты (с 1939 по 2003 год) перечислены
в хронологической схеме в конце этой главы.

Если мы углубимся в прошлое еще немного чтобы поместить цю.хмгр-
ную компьютерную анимацию в перспективу то узнаем, что первый кине-
тоскопичсскин салон открылся в Нью-Йорке в 1891 году. Эго событие про-
изошло в результате работ, проведенных Томасом Алва Эдисоном и его асси-
стентом Вильямом К. Дикинсоном с целью совершенствования устройств,
создающих движущиеся образы, и прежде всего работ по одновременной за-
писи звука н движения. Эдисон и его помощник разработали кинетоскоп
(это слово означает по-гречески «просмотр в движении*), представляющий
собой закрытый яшик, через отверстие в котором можно было просмотреть
около 15 метров ленты-петли. Те немногочисленные кинет»иконы, которые
были оборудованы наушниками для одновременного прослушивания музы-
ки. назывались кинстофонами. Через несколько лет по другую сторону Ат-
лантики. на Парижской Выставке 1900 года публике, находящейся на пока-
чиваемой паровой машиной плат(|>ормс, демонстрировались панорамные ви-
ды реальных и вымышленных сцен. В рст|мкт1сктнве видно, что кинетоскоп
породил множество прочих систем просмотра пленки и проекционных сис-
тем. которые обеспечили paaBimie седьмого искусства, то есть кино, а также
его младшей сестры анимации. Столь популярные на рубеже девятаадна-
того столетня панорамные аттракционы, конечно же, являются предшест-
венниками виртуальных гонок и современных павильонных аттракционов.

1.2.	Развитие технологии

Компьютеры, н особенно их визуальные возможности, сильно изменили
способы, используемые нами для создания и распространения изображе-
ний. Однако столь широко применяемые ныне мощные компьютерные си-
стемы. к которым все привыкли, существуют сравнительно недолго.

Предками современных электронных цифровых компьютеров были ме-
ханические арифмометры. использовавшиеся для выполнения однотип-
ных арифметических подсчетов. Эти рашше механические устройства по-
степенно эволюционировали в машины, которые можно было программи-
ровать всякий раз, когда па них нужно было выполнять разные наборы ко-
манд. В сороковые годы уже эксплуатировались электрические версии та-
ких вычислительных машин.

Первые компьютерные модели назывались большими ЭВМ (мейнфрей-
мами). так как их пюмоздкис компоненты монтировались в большие
стальные стойки (фреймы). В шестидесятые годы были разработаны два
типа компыотс|юа. Менее габаритные и менее дорогие, чем большие ЭВМ,
мнинкомньютеры (минн-ЭВМ)

Микрокомпьютеры (ши мнкроЭВМ) появились в середине семидеся-
тых. Рансе патанлякяцее большинство художников находило компьютеры

1 1.2. (на предыдущей странице)
Компания Walt Disney Studios
создала первый цветной игровой
мультипликационный фильм
в 1937 году и являлась лидером
в сфере полнометражных
мультфильмов в течение нескольких
десятилетий. Чертой отделены
фильмы, созданные

с использованием технологии
компьютерной анимации.
('Фильмы, отмеченные звездочкой,
были созданы в отделе
телевизионной анимации сразу
в качестве видеофильмов
с киноверсией; все остальные были
созданы в отделе художественной
анимации)

1.1.3. Принцип сжатия и растяжений-
первый из двенадцапг принципов,
разработанных аниматорами
Диснея, - используется
для деформации физиономии
при ударе кулаком.
1.1.4. Вторичное действие, еще один
из двенадцати принципов анимации,
описанных в главе 10. включающее
движение волос, меха, одежды
и аксессуаров, было разработано
с целью расширить применение
компьютеров в различных областях.
Суперкомпьютеры, которые обычно
были еще больше и дороже, чем
большие ЭВМ, разрабатывались для
обслуживания самых дорогостоящих
вычислительных проектов, причем
затраты значения не имели,
а основной упор делался на скорость
и производительность.

малоприкгекатслыгыми*. уж слигШЛМ они были дороги и неудобны в экс-
плуатации. причем даже простейшие задачи требовали существенных объе-
мов программирования. У большинства тогдашних моделей не было ни мо-
ниторов, ни принтеров, ин мышей, ни графических планшетов. В одном
кремниевом чипе микрокомпьютера содержатся миллионы микроскопиче-
ских электронных переключателей. В восьмидесятые годы некоторые моде-
ли миннкомпыотеров (такие, как Apple Macintosh, Amiga и ряд персональ-
ных компьютеров на базе Intel) уже широко использовались специалистами
визуальной сферы (рис. 1.2.2) Многие мощные современные микрокомпь-
ютеры столь малы, что их можно носить в портфеле. Тс. которые умещают-
ся в кармане, пока предлагают ограниченные возможности для создания
профессиональных изображений. однако многие из них достаточно хорошо
отображают движущиеся картинки различного уровня качества. Суггермнк-
рокомпьютср и параллельный компьютер были созданы в 1юсьмг1десятые
годы и оказали громадное влияние на использование компьютеров специа-
листами вшуальногг л|юры. Супсрмикрокомпьготсры. ггазываемые также
рабочими станциями. представляют собой микрокомпьютеры на базе мощ-
ного цегпрального процссс<>|» (I ШУ), специализированного для оптималь-
ного выполнения конкретной задачи, например, трехмерной компьютер-
ной анимации. Суперпараллельные компьютеры обеспечивают решение
крайне сложных задач по обработке данных путем распределения заданий
между большим колнчествгш меньших микропроцессоров. У некоторых та-
ких компьютеров может быть от десятка до нескольких тысяч процессоров.

Технология компьютерной графики была ]ш]хгботана в начале пятиде-
сятых годов с целью сделать видимым то. «гто не видно человеческому гла-
зу. Однако ин одна из первых систем компьютерной графики не создава-
лась для художественной работы. Большинство этих первых разработок
было связано с оборонной сферой, производством и прикладными паука-
ми и включали, например, пилотажные тренажеры для обучения военных
летчиков без использования настоящих самолетов, системы автоматизи-
рованного проектирования и производства (CADAM). позволявшие ин-
женерам-электронщикам разрабатывать и тестировать электронные схе-
мы, содержащие миллионы компонентов, а также компьютеризованные
томографические сканеры, благодаря которым врачи смогли заглянуть в
человеческое тело, не вторгаясь в него физически.

В пятидесятые и шестидесятые голы, на заре технолог ни компьютерной
графики компьютерные системы п методы, позволявшие создавать изо-
бражения, находились в зачаточном состоянии и обладали весьма ограни-
ченными возможностями особенно по сегодняшним меркам. В этот пе-
риод лишь немногие художники и дизайнеры .шали о том, что компьюте-
ры можно использовать для создания изображений.

В семидесятые и восьмидесятые годы компьютерные технологии стали
более полезными и удобными с практической точки зрения, и многие созда-
тели визуальных образов зашперссовалнсь применением этих технологий.
В девяностые голы произошло существенное снижение цен на компьютер-
ные системы, а выч1КЛ1пельпая мощность таких систем возросла. Для про-
фасноггалов визуальной с<|м*ры эти факторы послужили стимулом к приоб-
ретению соответствующей техники и ее интеграции в их ежедневные рабо-
чие процессы. Специалисты во всех визуальных дисциплинах признали
компьютерную технологию, так как она стала более мошной, более удобной
в применении и менее дорогой. На рис. 1.2.1 приведен перечеггь некоторых
первопроходцев в сфере И1н|и>рматпкн и инженерных решений, достижения
которых их коллега отмстили присуждением премий SIGGRAPH. Некого-
рые научно-исследовательские работы этих новаторов можно найти средн
докладов. представленных на ежегодных конференциях SIGGR/\PH. Начи-
ная с шестидесятых голой прошлого века, Специальная группа по компью-
терной графике (SIGGRAPII) Ассоциации но нычнсигтелыгоЛ технике
США (АСМ) является наиболее влиятельной профессиональной ассоциа-
цией в области компьютерной анимации. Многие крупнейшие технические
штовацип в сфере компьютерной анимации и родственных областях тради-
ционно представляются на этой ежегодной международной конференции.
Особое значение для этой книги имеет подборка трехмерных компьютерных
анимаций из разных стран. показанная в Электронном Театре SIGGRAPH.

Компьютерная технология, необходимая для создания трехмерных об-
разов н анимации, прошла огромный путь развития со времен первых сис-
тем, разработанных в пятидесятые голы прошлого века. Всего за несколь-
ко десятков лет возможности оборудования и npoqmiMiioro обеспечения,
обеспечивающих создание трехмерной среды, эволюционировали от соз-
дания п]юстсГппнх изображений до самых сложных, зачастую способных
обманывать паше визуальное восприятие.

Полная история трехмерной технологии компьютерной графики и твор-
ческих разработок пока не написана. Однако ниформшим, приведенная в
оставшейся части згой главы, дает представление о наиболее ярких собы-
тиях и этапах. Конечно. этот краткий обзор не является исчерпывающим и
нс претендует па то. чтобы дать полную и подробную картину всех зпачн-
тельных событий. Вместо этого он содержит личную оценку отдельных
примеров и краткое пхтожеиие основных тенденций.

1983 Джеймс Ф Блинн
1984 Джеймс X. Кларк
1985 Лорен Карлентер
1986 Тернер Виттсд
1987 Роберт Кук

1988 АланХ Барр

1989 ДжонВарнок

1990 Ричард Шоуп
и Алви Рей Смит

1991 Джеймс Т. Каджийя
1992 Генри Фукс

1993 ПэтХанрзхэн

1994 Кеннс» Е Торранс

1995 КуртАкелем

1996 Марк Ливой

1997 Прсмыслав
Прусинкьевич

1998 Майкл Ф. Коэн
1999 Тони ДеРоэ
2000 Дэвид X. Салснн
2001 Эндрю Виткин
2002 Дэвид Керк
2003 Питер Шредер

1950-е и 1960-е годы

В пятидесятые и шестидесятые голы разрабатывались первые интерактив-
ные компьютерные системы, которые совершенствовались в последующее
десятилетие. В те времена область компьютерной графики была столь мо-
лода, чго большинство технических нововведений того периода не слиш-
ком впечатляют с точки зрения п|юнзводнмых ими визуальных результа-
тов. Однако эти технические решения были основой для появления выда-
ющихся разработок, достигших расцвета 20 лет спустя.

Первым компьютером, для которого в качестве экрана была использована
жтектронно-лучевая трубка, стал в начале пятидесятых годов компьютер
Whirlwind в Массачусетском Технологическом Институте. Эта система ис-
пользовалась для отображения решений дифференциальных уравнений на
(кцнллог|Х|фнчгских мониторах. С середины и до конца пятидесятых годов
в системе противовоздушной обороны SAGE ВВС США использовались
элечегропио-лученые дисплеи оперативного управления, на которых опера-
торы могли обнаружить самолет, летящий над континентальной территори-
ей Соединенных Штатов. Операторы SAGE могли получать иш|х>рмаиию
об этом самолете, направив на его изображение (символ) световое* перо.

В шестидесятые годы различные оргапнзацпн. занимавшиеся интенсив-
ной разработкой технологий, ссхгдали первые системы автоматизирован-
ного проектирования и управления производством (CADAM или
САПР и АСУП). Задачей этих первых систем автоматизации было повы-
шение :и|к|>сктивн(х-т11 процесса проектирования путем предоставления
пользователям изощренных инструментов проектирования, а также совер-
шештвоваине процесса производства за счет объединения числовых дан-
ных. описывающих изображение. с другими видами ннфор.м.тн и напри-
мер, данными инвентарного нл н инженерного анализа. Одна из первых си-

1983 Айвам И Сазерленд

1985 Пьер Безье

1987 Дональд П Гринберг

1989 Дэвид К. Иване

1991 Андрис ван Дам

1993 ЭдКэтмулл

1995 Хосс Луме Энкарнасьо

1997 Джеймс Фоли

1999 Джеймс Ф Блинн

2001 Лэнс Дж Вильямс

2003 ПэтХанрахэн

1,2.1 Получатели премий
ACM SIGGRAPH за технические
исследования о сфере компьютерной
графики, включая премию за
достижения в области компьютерной
графики и премию Стивена А Кунса
за выдающийся творческий вклад
1971 Первый 4-разряднын
процессор Intel 4004 с 2300
транзисторов и тактовой
частотой 108 кГц

1972 Э-радрядный процессор 8008,
вдвое более мощный,
чем 4004

1974 8080 - ЦПУ первого персо-
нального компьютера Altair.

1978 8086 - 8088, ЦПУ персональ-
ного компьютера IBM

1982 286. первый процессор Intel,
на котором работало
программное обеспечение,
написанное для его
предшественника

1985 Intel 386, 32-разрядный чип
с 275000 транзисторов
(т.е в 100 раз больше,
чем в 4004).

1989 Модель 486 со встроенным
математическим сопроцессо-
ром для трофических
интерфейсов

1993 Первый процессор Pentium

1995 Pentium Pro: 5.5 миллионов
транзисторов

1997 Pentium II- 7,5 миллионом
транзисторов и технология
обработки видео ММХ

1999 Celeron - параметрически-
ориентироваиный

1999 Pentium III 9.5 миллионов
транзисторов

2000 Pentium 4, дебютировавший
с 42 миллионами транзисто-
ров и скоростью 1,5 ГГц.
Способен выполнять просчет
3D в реальном времени.

2001 Хсол - для высокопроизводи-
тельных двухпроцессорных
рабочих станций

2001 Itamum - первый в семействе
64-разрядных процессоров

1.2 2 Некоторые из наиболее
распространенных
микропроцессоров производства
Intel со времен первых
ми кропроцессороо

стем С ADAM была разработана компанией General Motors: в эту систему
входили различные графические станции для проектирования автомоби-
лей, работавшие в |х*жнме разделения времени. Аналогичные системы бы-
ли разработаны и другими комщишями например. Boeing Aerospace,
IBM. McDonnell Douglas. General Electric и Lockheed.

Первые попытки создания компьютерных фильмов были предприняты
в нескольких Исследовательских организациях. В начале шестидесятых го-
дов па фирме Boeing Вильям Феттер и Вальтер Бернарт создали короткие
образцы анимации. Трехмерные чертежи были распечатаны на бумаге и по
одному пересняты на пленку с целью создания анимации, отображающей
посадку на авианосец. Феттер также смоделировал человеческую фигуру
для .эргономических исследований. связанных с разработкой кабины само-
лета. В Bell Liboratories исследователи Майкл Нолл н Бэла Юлеш созда-
вали |зазлич11Ы(* стерео<|х)ничсскме анимации на пленке для использова-
ния в качестве пособия при изучении восприятия стерео. В это время бы-
ли разработаны некоторые из первых языков пронзаммировання анима-
ции. однако результатом применения большинства из них стали програм-
мы. которые работали только в iicinrrepaKniiiitOM |х*жнмс.

В эти дна десятилетия лишь немногие из коммерческих компаний зани-
мались исследовательской работой в области компьютерной графики.
Большинство технологических разработок, выполненных в этот период,
вышло из финансируемых государством уннверогтстских лабораторий
таких, как Лаборатории Линкольна в Массачусетском Технологическом
I lllCTIITVTC.

В начале шеггидесятых компьютерная графика развивалась в направле-
нии визуализации объектов и cinyaiurii. которые было слишком дорого
или попросту невозможно отобразить каким-то иным способом. Пилотаж-
ные т]Х‘пажсры. системы автоматизированного проектирования и управ-
ления производством, а также компьютеризованные томографические ска-
неры были одними из первых систем компьютерной графики. Первая ин-
терактивная система. Sketchpad, была разработана Айваном Сазерлендом
в Массачусетском Технологическом Институте в начале шестидесятых.
Система позволяла пользователям взаимодействовать с простыми каркас-
ными объектами с помощью светового пе|х». В этой системе были примене-
ны некоторые новые интерактивные методы и новые структуры данных,
позволяющие работал» с визуальной информацией. Таким обратит, это
была интерактивная система проектирования с возможностями манипу-
лирования и отображения двумерных и трехмерных каркасных объектов.

К середине шестидесятых годов были разработаны первые алгоритмы,
позволяющие удалять скрытые (невидимые) поверхности: кроме того, бы-
ли усовершенствованы системы для производства полноцветной анима-
ции с затенением поверхностей. Компания General Electric создала пило-
тажный тренажер, в котором была реализована анимация и одновременное
полноцветное отображение до 40 монолитных объектов с удаленными
скрытыми поверхностями. Корпорация Mathematical Applications Group,
Inc. (MAGI) в Элмсфорде, штат 11ью-Йорк, была одной из первых компа-
ний в коммерческом мире, предлагавших созданную на компьютер- ани-
мацию полностью просчитанных полигональных объектов. Этот метод по-
лучил название Synthavision. а средн первых заказов были контракты на
моделирование для оборонных и рекламных проектов.

Первые системы трехмерной компьютерной анимации и формирования
|13(м>ражснин базировались на дорогостоящих больших ЭВМ, которые по
современным стандартам работали крайне медленно. Большинство про-
грамм могло использоваться только на компьютерах и устройствах отобра-
жения определенного типа: перенести их на другие системы было невоз-
можно. Совершенно очевидно, что применение систем компьютерной гра-
фики и шестидесятые голы тормозилось высокой стоимостью и ограниче-
ниями используемого оборудования.

Практически все графические программы этого периода разрабатыва-
лись внутри компаний для их собственных нужд. Эти программы нс про-
давались. а объем выпускаемой на них сопроводительной документации
был минимальным. Большинство программ выполнялось и пакетном ре-
жиме. и лишь весьма немногие из них обладали хоть какими-то интерак-
тивными возможностями. Пользователям приходилось вводить данные
почти исключительно с клавиатуры, ведь других периферийных уст-
ройств. обеспечивающих большую степень творческой свободы, попросту
не существовало. Очень немногие графические системы были оснащены
графическими дисплеями у большинства имелись только черно-белые
экраны на основе электронно-лучевых трубок, а то и просто телетайп да
точечный матричный принтер.

1970-е годы

Семидесятые голы стали значительным десятилетием в истории развития
трехмерной компьютерной анимации и технологии формирования изобра-
жений. Целый ряд базовых методов просчета (рендеринга), используемых
и в наши дни, был сформулирован в эти голы. В конце десятилетия на по-
требительские рынки была также представлена микрокомпьютерная тех-
нология П<> сравнению с большими ЭВМ получившие распространение в
шестидесятые годы мпнпкомпьютсры были проще в эксплуатации. В се-
мидесятые годы эти системы также обеспечивали значительно большую
мощность при меньшей стоимости.

С точки зрения вычислительного оборудования большая часть исследо-
вательской и производственной деятелыккти выполнялась в этот период
на базе мшшкомпыотсров. Новые микрокомпьютерные системы внесли ог-
ромный вклад в распространение созданной на компьютере графики
главным образом, в форме видеоигр. Однако вычислительная мощность,
объем памяти и выходные характеристики восьмиразрядного микрокомпь-
ютера ничтожны по сравнению с его высококлассными собратьями (рис.
1.12). Стандартная конфигурация микрокомпьютера начала восьмидеся-
тых годов была следующей: 8-разряднос центральное процессорное устрой-
ство без графических сопроцессоров. основная память (RAM) менее 100
КБ. тактовая частота 10 МГц. экран низкого разрешения с размером пали-
тры до 8 цветов (или чуть больше, если использовалось сглаживание пере-
ходов) и ограниченный обтх-м внешней (псрш]м'рннной) памяти.

В эту декаду Университет штата Юта стал основным двигателем и цен-
тром новаторских разработок в области исследований трехмерной компь-
ютерной графики. Под руководством Дэвида Иванса, одного из основате-
лей компании Evans A Sutherland, кафедра информатики университета
Юты подготовила замечательную плеяду ученых. XIкопте из них стали ав-
торами целого ряда крупнейших технических достижений этого периода
таких, как оригинальные версии полигонального затенения (шейдпнга),
затенения по Гуро и по Фонгу: методы создания образных и рельефных
текстурных карт, использование буфера глубины (z-буфера), методы раз-
бивки и алгоритмы удаления скрытых линий; способы устранения ступен-
чатого эффекта. а также анимация рук и лица (рис. 1.2.3).

1.2.3а. Ранние обратим анимации
рук (с разрешения Эда Кэгмулла)



1 2.3b. Ранние образцы анимации
лица. В модели 1972 года (вверху)
использовалась простая
интерполяция выражения лица.

В выполненной позднее
последовательности изображений
использовалась интерполяция
формы. (С разрешения Фредерика
Парка).
1.2.4. Ваза, просчитанная с помощью
стохастических текстур

(с разрешения Кена Перлина)

1.2.5. В совместной разработке
компании Toyoltnks и университета
Осаки, названной Бшкенсо/г,
движение мускулов было
смоделировано с помощью
метаболов и просчитано
по методу трассировки луча
(Режиссер Такашн Фукумото,
ассистент видеорежиссера
Хитоши Ництмура

ToyoLinks. 1984)

1980-е годы

Именно н восьмидесятые годы прошлого века технология компьютерной гра-
фики совершила рывок. превратившись из некой диковины в пан|хшленнс.
имсющссубсл1ггсльный художественный и коммерческий потенциал. В тех-
нологическом смысле эта декада началась с несбалансированного сосущест-
вования мощных мипикомпьютерных систем и 1ихьмнразрядпых микроком-
пьютеров. Однако ему положило конец прежде всего со*№танне мощных 32-
разрядных микрокомпьютеров н графических рабочих станций на базе 61-
разрядных компьютеров с сокращенным набором команд (RISC) и. во вто-
рую очередь, мпникомньютеры. Silicon Graphics Inc., компания-пионер в об-
ласти визуальных рабочих станций, создавшая Geometry Engine - специали-
зированный геометрический процессор (или графический движок), была ос-
нована Джеймсом Кларком в 1982 году. С коммерческой же точки зрения это
десятилетие началось с горстки компаний; которые первыми начали произ-
водить трехмерную компьютерную анимацию и формировать изображения.
Средн этих компаний были Digital Effects п MAGI (на востоке США) и
Information International. Inc. (Ill) н Rolxrt Abel Associates (на западе США).
Эти компании работа in исключительно с программным обеспечением собст-
венной разработки, а также использовали большое количество графического
оборудования, сделанного на заказ. Завершились восьмидесятые годы за-
крытием всех производственных компаний-пионеров, или. по меныпей ме-
ре, их производственных подразделений, и созданием новой плеяды более
мелких, «тощих» и менее орис1пт1|юванных на исследовательскую работу'
фирм, которые работали главным <х>разом на стандартном оборудовании, ис-
пользуя как заказное, так и стандартное покупное программное обеспечение.

В это десятилетие большой объем исследовательских |х«бстг в област и про-
1]Х1М.мноп> (XxxTK'HiTiiiii и проектирования был проделан с целью совершенст-
вования методов модели|ювання и затенения, унаследованных or семидеся-
тых. Якорь был поднят с изобретением новых методов пропета. таких как нз-
лучатслыюсть и процедурныетекстуры,атакжес разработкой первого поколе-
ния надежных и удобных Н1гге|х|кч1сов для 11|юграмм трехмерной анимации и
формирования изображений. В 1988 году компанией Pixar был |>азработан
язык профаммирования шейдеров (алгоритмов затенения) RenderMan. В
этот период были основаны некоторые компанни-|Х1зработчики программного
обеспечения, которые и по сей день являются лидерами в производстве высо-
коклассных инструментов для производства трехмерной компьютерной ани-
мации и спецэффектов. В 1981 году в Санта Барбаре (Юьтпфоршш) открылась
фирма Wavefront. Alias была открыта в Торонто в 1982 году. Softimage - в Мон-
реале в 1986, a Side Effects Software в 1987 году, тоже в Торонто.

Среди ряда ведущих научных центров Северной Америки, проводивших в
этот период исследования в области трехмерной г|хм|>икн. следует упомянуть
Корнуэльский Университет (метод просчета по алгоритму изяучателыю*
стн), Лабораторию реактивного движения в Кали(|юрннйском технологиче-
ском институте (динамика движения), Калифорнийский университет в Бер-
кли (сплайн-моделирование), Университет штата Огайо (иерархическая
анимация персонажей и обратная кинематика), университет Торонто (про-
цедурные методы), университет Монреаля (анимация персонажей и сипх|ю*
низания речи сдвижениями губ) и уинвс]хтгтст Нью-Йорка (процедурные
методы, рис. 1.2.4). Значительные исследовательские работы и|юводили< ь
также университетами Токио и Осаки (моделирование с помощью капель-
ных поверхностей. рис. 1.2.5) и университетом Хиросимы (излучатсльность
н освещение). Несколько исследовательских центров и частных компатш
вложили значительные с|х?дства в разработку и производство короткомет-
ражных мультфильмов, в которых возможноетн технологии компьютерной
i рафики были использованы в максимальной степени (рис. 1.2.6 и 1.2.7).
Спонсируемые государством паучно-нсслеловатслыкие це(гтры также раз-
рабатывали передовые методы моделирования. На рис. 1.2.7 показана заме-
чательная имитация сил природы. Большая часть -цюхмерных программных
пакетов, имевшихся в продаже в первом половине десятилетия, отставала от
выдающихся работ, выполняемых в исследователыжнх институтах. 11ричнпа
состояла в нехватке инвесторов, которые были бы убеждены в коммерческой
перспективности данной технологии. Другой причиной являлась сложность
внедрения методов, требующих больших вычислительных мощностей, на
стандартном покупном оборудовании, которое было недостаточно быстро-
действующим и, пожалуй, несколько более дорогим, чем хотелось бы.

Ряд исследовательских работ в сфере аппаратной части в восьмидесятые
годы был нацелен на создание более мощных микропроцессоров универ-
сального назначения, а также специализированных графических процсссо-
щж и способов скоростной передачи визуальных данных. В восьмидесятые
годы стандартная компьютерная система с|>едисго класса, например, имела
следующую конфигурацию: 32- пли (И-разрядныи микрокомпьютер пли
супермикрокомпьютер с одним ii.ni несколькими графическими процессо-
рами. тактовая частота выше 50 МГц. объем памяти RAM в несколько де-
сятков мегабайт и большой объем периферийной (внешней) памяти.

Что касается выходных форматов. в начале декады только очень неболь-
шое число производственных компаний использовало первые методы за-
писи выходного продукта на видеоленту. Большинство высококлассных
работ сначала записывалось на пленку, а уже затем переносилось на видео-
ленту. ()диако к концу десятилетия запись на видеоленту стала самым рас-
пространенным методом записи в компьютерной анимации.

Начало 1990-х

В первой половине девяностых годов произошел важнейший переход на
более компактные п/илн значительно более мощные компьютерные систе-
мы. Практически все младшие модели мик|юкомныотс|мш. производив-
шиеся в это время, базировались на 32-разрядных ынкропропсссо|Х1Х, тог-
да как мощные модели микрокомпьютеров в основном использовали
(М-разрядныс процессоры CISC (с полным набором команд) и RISC (с со-
кращенным набором команд). Большой ассортимент моделей с различны-
ми возможностями предназначался для разных сегментов рынка, особенно
системы с несколькими процсссо|К1мн; а компьютерные системы продава-
лись в модульном виде. Мощность су|(срмпк|х»процессо]юн ii.hi рабочих
станций постоянно возрастала, а их стоимость снижалась либо остава-
лась на том же уровне при наличии дополнительных возможностей.

Научно-нсслсдовательскпе разработки вращались главным об|кыом вок-
руг таких ноп|Х)сов, как эффективность, стоимость и простота эксплуата-
ции. Притом, чп) оборудование среднего класса было достаточно мощным
для решения большинства креативных задач, много усилий и времени уде-
лялось опп1М11зации программных метадон. Па смену крупным рывкам
пришли маленькие уверенные шаги. Па этом рынке важнейшими стали во-
просы, связанные с интерфейсом «человек-машина». Пользователи трех-
мерных программ становились все более грамотными и требовательными и
радовались выходу па новые уровни творческих и вычислительных возмож-
ностей. Две дополнительные тенденции этого периода подъем индустрии

1.2.6. Механический муравей

И1 «шапки* 198*1 года, созданной
для фильма .TrtnorJ (Ilie Ubrjfc)
(Дизайн, анимация

и моделирование Дик Лундин.

Модель робота - Нед Грин

Изображения предоставлены Недом
Грином и Лабораторией компьютер-
ной графики Нью-йоркского
технологического института)

1.2.7, Hcr.ieittiaM (The I’tiieerv) была
первой в мире стереоскопической
(стерео 3D) анимацией,
просчитанной и записанной
на 70-миллиметровую пленку
(15 перф.) для проецирования
на куполообразный экран IMAX.
Она была создана для павильона
Fujitsu на выставке Tsukuba Science
Expo '85. (О 1985 Fujitsu/
Dentsu/ToyoLinks/IMAX)
1.2.8. 8 этой модели снимка сильной
бури (кверху) желто-зологистые
участки отображают небольшие
скопления маленьких капель
и ледяных частиц, тогда как голубые
зоны соответствуют крупным каплях*
дождя. Расстояние между линиями
нанесенной на поверхность сетки -
10 км; затемненный участок
обозначает поверхность области
интегрирования бури Оранжево-
красные «ленты» (внизу) изображают
трассирующие частицы,
поднимающиеся из глубины
штормового фронта восходящими
потоками, а синие «ленты»
соответствуют частицам, несущимся
в нисходящих потоках на землю
Пространственное разрешение
данных, использованных о этой
модели, составляет 2 км
по горизонтали и 0,75 км
по вертикали (Изображения взяты
из работы «Исследование шторма
с помощью числовой модели».

С разрешения Национального
Центра Суперкомпьютеркых
Приложений).

электронных nip (и сопутствующее ему повышение уровня занятости, объ-
емов и качества), а также то обстоятс.чытво, что и целом компьютерная ин-
дустрия стала более «дружелюбной» и менее технической и своем стремле-
нии к массовому продвижению продукции на потреб|польский рынок.

Конец 1990-х

Во второй половине девяностых годов мир компьютерной анимации и
С11ец:»<|х|к,кгов подш'рня влиянию больших изменений и технических до-
стижений, имевших место в программной н аппаратной сферах. Одним пз
наиболее определяющих событии было распространение операционных
систем Windows NT и Linux. Дело зашло столь далеко, что даже SG1. ком-
пьютерная компания, известная ранее как Silicon Graphics Inc. и являвша-
яся традиционным приверженцем операционной системы UNIX, начала в
1999 году предлагать компьютеры на базе NT. Тактовые частоты (скоро-
сти) процессоров, использовавшихся в производстве. продолжают возрас-
тай,. и скорости 400-500 М Гц становятся нормальным явлением. Линейки
процессоров Intel и Pentium уверенно завоевывают позиции в таких обла-
стях, где ранее от них отказывались как От маломощных. Продолжают эво-
люционировать мощные графические сопроцессоры, разрабатываемые
для повышения скоростей трехмерных вычислений. Некоторые из них в
результате попаян на материнские платы персональных компьютеров;
другие по-прежнему продаются н качестве дополнительных графических
карт. Компьютерные сети приобретают важнейшее значение в цпф|х»вом
производстве из-за широкого расщхх гранения так называемых фабрик
рендеринга и террнтриальной разбросанности производства. К концу де-
сятилетия использование корпоративных сетей для связи и пересылки
файлов, а также для решения управленческих задач, становится нормой в
большинстве ведущих центров цифрового производства.

Крупные индустрии в сфере видео также оказали воздействие на произ-
водство компьютерной анимации и сисц:к|к|х*ктов. Цифровое видео стало
|Х'<г1ыкхтыо в середине девяностых годов, и к концу десятилетия множе-
ство разнооб|>аз11ых видов производства реализовывалось в этой новой
среде. Тогда же Sony п|х,лставила цифровую видеокамеру высокой четко-
сти. а к 1999 году компания объявила о разработке версии 24Р III) (фор-
мат ТВЧ 24 кадра в секунду). В том же году кинорежиссер Джордж Лукас
сделал заявление о том, что планирует использовать згу камеру дня съе-
мок актеров в фильме Звездные войны-ll. В 1999 году успех таких альтер-
нативных лент, как Ведьма из Бззр и датского фильма Торжество. способ-
ствовал вхождению цифрового видео в массовое производство. Оба упо-
мянутых фильма были сняты в формате цифрового видео ( причем в пер-
вом из них не использовался специальный свет), а затем перенесены па 35-
миллиметровую пленку для показа н кинотеатрах. Все более широт- рас-
пространение цифровой» видсофор.мата 24Р III) обещает упрощение ряда
производственных моментов в сфере спгн:к|к|к‘ктов.

11оявлсннс цифровых кинопроекторов стало еще одним важным дости-
жением конца девяностых, гак как засвидетельствовало тот <|ткт. что ко-
гда-нибудь фотографическая пленка возможно перестанет быть домини-
рующим носителем в мире движущихся изображений и анимации, причем
это коснется не только версий, созданных для домашнего просмотра, но и
версий, предназначенных для показа в кинозалах. Одним из первых лиде-
ров в области цифровых проекторов стала компания Texas Instruments,
представившая свою первую цифровую .модель в 1998 году.
Развитие и широкая популярность компьютерных игр и ш р на базе сне-
циалнзпрованных платформ вылились н появление множества рабочих
мест для трехмерных компьютерных аниматоров, которые создали сотни
юр (как в реальном времени, гак н с предварительным просчетом) для
персональных компьютеров и таких новых игровых плат||юрм. как Sony
Playstation. Nintendo 64 и Dreamcast производства Sega. Аркадная версия
игры Vtrtita fighter 3. выпущенная компанией Sega в 1996 году, вывела
аркадные игры на новые уровни скоростей полигонального просчета в ре-
альном времени. 11о новые домашние игровые консоли продолжали ус-
ложняться. Индустрия игр в девяностые годы ознаменовалась высоким
спросом на компьютерных аниматоров и появлением нескольких увлека-
тельнейших нф.

В конце девяностых появился ряд важных разработок и в области про-
граммных инструментов. Техника моделирования с разбие<тем поверхно-
стен позволили пользователям создавать трехмерные модели, разные чагги
которых обладали разным геометрическим разрешением. Этот метод был
разработан Вашингтонским университетом, а затем доработан компанией
Pixar, которая создала мультфильм П/ра Гери, ставший призером 1997 года
и испытательным стендом для ЭТОГО и других методов моделирования (рис.
1.2.9). Метод просчета по изображс1П1ям, усовершенствованный в Калифор-
нийском уш1всрс1гтете в Беркли, позволил упростить реконструирование
трехмерных декорации на базе фотографических материалов, отснятых в ре-
альных условиях (рис. 6.8.1 6.8.3). 11с<|ютореалистичный просчет исполь-
зуется для представления трехмерной геометрии в двумерном (плоском)
виде. Использование этого метода представляет большой интерес для тех-
нических иллюстраторов, а также для тех, кто inner путей визуального со-
пряжения традиционной н трехмерной компьютерной апимацни (рис.
6.9.1 6.9.1). В этот период были достигнуты успехи в моделировании дина-
мики волы и газа, а также хрупких материалов (рис. 5.5.10,12.3.3 и 12.3.4).

1.2.9 Короткометражный
компьютерный анимационный
фильм //г/м Гери стал
испытательным стендом для метода
моделирования с ломошью
разбиения поверхностей.

использовавшегося для придания
динамики элементам одежды.
Просчет выполнялся
с использованием языка
шейдинга RenderMan
(© Pixar Animation Studios).
Начало 2000-х

Sony Playstation 2

Просчитывав» 66 миллионов
треугольников в секунду

ЦПУ: 128-разрядный RISC
(Emotion Engine), 300 МГц

Память RAM: 40 МБ

Объем хранения мультимедийных
данных: 4,7 ГБ

Microsoft Х-Вох

Просчитывает 125 миллионов
треугольников в секунду

ЦПУ: 32-разрядный Pentium III,
733 МГц

Графический процессор: 250 МГц,
Nvidia

Память RAM: 64 МБ

Объем хранения мультимедийных
данных: 6,4 ГБ

Nintendo GameCube

Просчитывает 12 миллионов

треугольников в секунду

ЦПУ: 32-разрядный IBM PowerPC

Gekko, 485 МГц

Графический процессор: 162 МГц.

ATi/Nmtendo «Flipper-

Память RAM: 43 МБ

Объел» хранения мультимедийных
данных: 1,5 ГБ

1.2 10. Характеристики трех
популярных игровых платформ
на момент выпуска

1.211. Дети шпшним 2 был одним
из первых фильмов, записанных
в формате видео высокого
разрешения HD. (<Ф 2002 Hybride.
С разрешения Dimension Films).

Оборудование продолжало развиваться в направлении уменьшения габа-
ритов, повышения скоростей и удешевления. Графические платы с мощ-
ными процессорами сделали аппаратный просчет реальностью, причем
как в профессиональной среде, так и в сфере домашнего досуга. Игровая
индустрия пожинала плоды возросших вычислительных мощностей, обес-
печивающих воспроизведение трехмерной компьютерной анимации в ре-
альном времени. Широкое распространение получили мощные игровые
консоли для домашнего применения (рис. 1.2.10). В 2000 голу, например,
фирма Sony представила Playstation 2, систему на основе 128-разрядиого
Н|Х)цессора, рисующую 2 миллиона полигонов на одни кадр, что примерно
соответствует геометрическому разрешению в средней сцене полномет-
ражного анимационного фильма История игрушек, вышедшего в 1995 го-
ду. Компания Microsoft выпустила систему Х-Вох с мощной графической
картой nVIDIA обеспечивающей п|юрисовку до 125 миллионов полигонов
в секунду, a Nintendo представила GameCube. 11гровая 1П1Дустрия продол-
жала затмевать киноиндустрию по доходности.

Процессоры персональных компьютеров достигли скоростей. прибли-
жавшихся к 2 ГГц и даже превышавших этот уровень. Процессор Intel
Pentium 4, например, дебютировал в 2000 году с начальной скоростью
1,5 ГГц сравните это с первым микропроцессором Intel 4004. скорость
которого составляла лишь 108 КГц! Если бы скорость, развиваемая авто-
мобилями, возрастала в такой же пропорции за тот же период, вы могли бы
теперь добираться от Сан-Франциско до Нью-Йорка всего за 13 секунд.
В 2003 голу AMD представила свой 64-разрядныи процессор. (И-разряд-
ныс 11|юц<ч'соры вызвали определенный интерес у разработчиков про-
граммного обеспечения. по в настоящее время имеется лишь одна совмес-
тимая с такой разрядностью система просчета - Mental Ray. В области опе-
рационных систем доминирующим стандартом для высококлассных про-
дуктов стала система Linux, появившаяся сравнительно недавно: кроме то-
го, вызвала некоторый интерес и получила определенное распространение
Mac OSX из-за сши-го сходства с UNIX.

Видео высокого разрешения IID (или высокой четкости ВЧ) продол-
жаю развиваться: были успешно завершены такие целиком цифровые
фильмы, как Звездные ванны: эпизод И и Дети ИЬнкшов 2 (рис. 1.2.11). По-
являлись все новые варианты 1П)-камер. особенно примечательными из
которых были Viper и|юизводства Phillips, появившаяся в 2002 году, пер-
вые модели Olympus и JVC, а также камерная система высокой четкости
Sony HDC-F950 стандарта 4:4:4 full-RGB и новый формат записи на .тенту
HDCAM-SR 4:2:2 с 10-разрядной полосой пропускания цветоразностных
сигналов. В то же время нслолышвание цифрового съемочного материала
и промежуточная цифровая обработка приобретали сторонников в мире
кино и телевизионного постпродакшн. 11аблюдалось существенное разви-
тие форматов, использующихся дня сжатия (компрессии) и декомпрессии
файлов, пересылаемых по компьютерным сетям. Эти форматы, известные
как кодеки, особенно важны для потокового видео: их внедрение привело
к появлению новых версий таких продуктов, как Quicktime производства
Apple, Media Player 9 производства Microsoft и некоторых других систем,
базирующихся на стандарте компрессии видео MPEG-4 (более подробно
компрессия описывается в главе 15).

11зобилне DVD-плсйеров на рынке домашнего видео в начале второго
тысячелетия способствовало массовому распространению «хитов» компь-
юп-рпой анимации и спецэффектов, появившихся в это время. В обзоре,
опубликованном в журнале Hollywood Reporter в 2003 году, сообщается. что
объем покупок DVD-дисков возрос на 65% между 200! и 2002 годом. Про-
дажи кассет VI IS в тот же период снизились согласно оценкам, на 29%.

1.3.	Этапы развития визуальной сферы: 1960-1989

Одновременно приятно и познавательно просматривать, восхищаться ими
и анализировать визуальные работ ы, ставшие творческими этапами н эво-
люции трехмерной компьютерной анимации и <|юр.ми|юнании изображе-
ний. Анализируя эти работы, мы можем многое узнал» о методах и стилях
компьютерной анимации, которые привели к появлению всего, что мы ви-
дим в этой сфере сегодня.

Некоторые источники дополнительной информации о трехмерной ком-
пьютерной анимации можно найти на сайте wwwartof3cl.com (см. прило-
жение). Среди прочих источников следует отмстить видеокассеты SIG-
GRAPH. содержащие обзоры видео (Video Review), журнал Cinefcx, по-
священный спецэффектам, а также перечни лауреатов и соискателей пре-
мий Американской академик кинематографических искусств и наук
(AMPAS) в категории «Визуальные эффекты». Полный перечень лаура-
тов и занявших вто|юс место соискателей премий AM PAS в категориях ви-
зуальных эффекта» и анимации приведен в конце этой главы.

1960-е годы

На протяжении почти всего этого десятилетия компьютер был. но мнению
болыпинства художников визуальной с(|>еры. критиков и зрителей, слиш-
ком «холодным» и слишком «техническим» инструментом, чтобы его
можно было использовать для создания художественных проектов. Анало-
гичные предрассудки в отношении техники распространились в XIX веке,
когда произошло массированное вторжение машин в мир промышленно-
сти, павших, мало-помалу, заурядным явлением повседневной жизни. На
рубеже XIX века многие художники боялись новой техники, пока не овла-
девали навыками ее использования н не начинали творить с ее помощью.
В шестидесятые годы влияние компьютеров на анимацию и создание обра-
зов можно сопоставить с влиянием, оказанным на визуальные искусства
фотографией в конце XIX века. Художники-миниатюристы и граверы опа-
сались. что новое изобретение вытеснит их, и кое-кто даже называл его
« изобретением дьявола».

Как упоминалось выше, компьютеры нсполкишались для создания изо-
бражений с пятидесятых годов двадцатого века, однако первые художест-
венные эксперименты с основанными па компьютерах системами начались
только в шестидесятые годы. Большинство первых анимаций и изображе-
ний, созданных с помощью компьютеров, появились не в художественных
студиях, а в исследовательских лабораториях, и вначале для их создания ис-
пользовались двумерные технологии. Поистине невероятное сотрудничест-
во физика Билли Клювсра из Bell Lal» с художником Робертом Раушенбер-
гом увенчалось в 1967 году основанном в 11ью-Йорке организации Е. А. Т.
Эксперименты и искусстве и технике. Однако в основном большинство тех,
кто со.«давал первые работы в области компьютерной анимации, были людь-
ми из мира науки и техники, нс имевшими специального художесгвеНПОГО
образования. Тем нс менее, многие из них п|юлемопст|М1ровал11 значитель-
ные творческие способности и хорошее ;зсгепмеское чутье.

Системы рейтинга в разных
секторах сферы развлечений

Кинофильмы, МРАА

G	Вес зрители

PG	На усмотрение

родителей

PG-13	Настоятельное

предостережение
родителям

R	Ограниченный просмотр

NC	Не допускаются лица

17 лет и младше

Телевидение,
Руководство для родителей -
TV Parental Guides

TV-Y	Все дети

TV-Y7	Дети среднего возраста

TV-Y7-FV Дети среднего возраста,
фантастика
с элементами насилия

TV-G	Все зрители

TV-PG	На усмотрение

родителей

TV-14	Настоятельное

предостережение
родителям

TV-МА	Только для взрослых

Видео- и компьютерные игры,
ESBR

ЕС	Дети младшего возраста

К-A	От детей до взрослых

Е	Для всех (от 6 лет)

Т	Для подростков

(от 13 лет)

М	Старше 17 лет

АО	Только для взрослых

RP	Рейтинг пока отсутствует

1.3.1. Рейтинги для разных
зрелищных секторов, присваиваемые
Американской ассоциацией кино
(Motion Picture Association of
America). Комиссией no выработке
рекомендаций no ТВ-передачам
(TV Parental Guidelines Monitoring
Board) и Комиссией по рейтингам
компьютерных игр (Entertainment
Software Ratings Board).
1 3.2. Пейзажи из мультфильма
С<юМныйполет (VolLibre).
созданного с использованием
метода фракталов.

(>- 1980 Лорен Карпентер)

Компьютерные системы, использовавшиеся этими первопроходцами, не
были созданы специально для художественного творчества. Модель IBM
360. появившаяся в 1963 году, например, принадлежала к первому семейст-
ву вычислительных машин. заработанных на основе системы с разделени-
ем времени, использующей язык Фортран. По сравнению с современными
компьютерами системы тех лет были нс слишком интерактивными (если во-
обще были таковыми). I||(те|м|№Йс «человек-машина», существовавший в
икчт1щссятыс годы, был, как правило, темен, загадочен н нс интуитивен.

Поскольку использование первых компьютерных систем для создания
анимаций и изображений было непростой задачей, многие из этих перво-
проходцев были вынуждены вкладывать больше усилий в процесс созда-
ния работ, нежели в форму и содержание самих этих работ. Многие из пер-
вых компьютерных художников были больше озабочены разработкой ин-
струментов создания изображений на базе компьютера, чем стилем своих
работ. Однако, несмотря на все ограничения, эти пионеры сумели <м|м|»ск*
тнвно использовать имевшиеся в их распоряжении технические средства.

Первые изображения и анимации, созданные на компьютере, были про-
дуктами технологии, которая еще только развивалась. Стиль таких работ в
значительной мере определялся ограничениями самого вычислительного
оборудования, а также отсутствием компьютерных программ, способных
обеспечить просчет сложных изображении несколькими способами.
Очень часто использование сложных методов и структур данных не при-
водило к созданию столь же сложных изображений. Среди американских
пионеров компьютерного искусства можно упомянуть Джона Витни-стар-
шего и Чарльза Ксури, первые анимации которых, выполненные с помо-
щью компьютеров, датируются 1961 и 1966 годами соответственно. (Более
поздняя работ Ксури представлена на рис. 6.6.3).

Одним из первых экспериментов в области анимации букв с помощью
компьютера был Мистер Компьютерный Ллфанит (Mr Computer Image
ЛВС), созданный в 1962 году Ди Харрисоном III с использованием систе-
мы Scanimate в компании Computer Image Qirpotation (данная система
получила приз Emmy в 1972 году).

В 1968 году Американская ассоциация кино МРАА (Motion Picture
Association of America) учредила новую систему рейтингов для фильмов,
оказавшую влияние па работы, создаваемые кинорежиссерами и анимато-
рами. Эта система рейтингов включала 4 категории: G все зрители. М
взрослые зрители, R ограниченный просмотр, н X (не допускаются лица
17 лет п младше). Чуть позже рейтинг М был заменен рейтингом PG (па
усмотрение родителей). 11а рис. 1.3.1 представлен новый пе|К'чепь рейтин-
гов для разных секторов развлекательной продукции.

1970-е годы

В семидесятые годы панорама компьютерного искусства претерпела силь-
ные изменения вследствие развития технологий отображения трехмерных
объектов и все большего вовлечения п|мх|ичтнон.г1Ы1ых художников в ра-
боту с компьютерами. Системы анимации и формирования изображений
на базе компьютеров стали более интерактивными, чем в шестидесятые го-
ды. но пол1>зоваты.'я ими было все еще нелегко. Лишь немногие художни-
ки. интересующиеся компьютерной техникой, использовали их в качестве
основного средства для художественного творчества. Помимо рпбегг в ви-
зуальной сфере многие их этих первых художников, занимавшихся трех-
мерной компьютерной анимацией и ((юрмированнем изображений. внесли
свой вклад в техническое развитие своих инструментов, приняв участие в
разработке программного обеспечения.

В конце семидесятых годов наиболее часто п|хх'матриваемой работой. вы-
полненной с помощью трехмерной компьютерной анимации, был фильм
Вож»жер-2, созданный группой специалистов в Лаборатории реактивного
движения (JPL), шт ланлясмий Джеймсом Блинном. Эта работа визуализи-
ровала исследования, проводимые космическим кораблем Вояджер 2. и яв-
ляется превосходным примером одного из первых успешных развернутых
Применений метода создания карт изображений (ссылок). Художник Давил
Эм. приглашенный JPL, создал неподвижные изображения придуманных
нм фантастических планет с помощью того же п|юграммиого обеспечения,
которое ученые использовали дтя просчета планет Солнечной системы.

Другим замечательным примером компьютерной анимации того периода
является анимационный фильм 1974 года Гсыод, созданный Интером Фол-
дсом под патронажем Канадского национального совета по кино. Эта рабо-
та включала поразительные компьютерные интерполяции ключевых поз,
прорисованных вручную и затем Т1цатслы1о оцифрованных (что потребова-
ло батыпого труда) с целью их ввода в компьютерное программное обеспе-
чение. Свободный паяет, трехмерная компьютерная анимация Лорена Кар-
iMiirepa. демонстрирует просчет фрактальных гор. наделенных большой ли-
рической выраз1пе.1ьноггыо (рис. 1.3.2). Попрыгун (Jofl'/er) одни из пер-
вых образцов анимированного на компьютере героя-человечка, совершаю-
щего сложные движения был создан в компании Information International
Inc. (III). В 1974 году в Нью-йоркском технологическом институте (N'YIT)
в Олл Всстбсрн (штат Нью-Йорк) была организована исследовательская
группа по компьютерной графике, куда вошла замечательная плеяда инже-
неров и програямилон. Задачей группы была разработка 11|хираммного и
аппаратного обеспечения для компьютерной графики, предназначенного

13 3В Жестяной игрушке
рассказывается история о доброй
игрушке, готовой пойти на любой
риск, лишь бы выручить малыша
из беды, (т Pixar ЛЯтансо Studios).
1.3.4. Иемкиушка (Knickknack)
рассказывает о забавных
похождениях игрушечного
снегооика-казановы, который,
несмотря на свой успех у особ
противоположного пола, никогда
не может приблизиться к ним -
ему постоянно не везет.

(© Pixar Aiimatron Studios).

для коммерческого производства. А через несколько лет была создана ком-
пания Industrial Light & Magic (IL.M). задачей которой было создание спе-
iux|x|h*ktou для фильмов Джорджа Лукаса Звездные Войны, Этот фильм вы-
двинул визуальные :-к|к|к*кты на передний план в культуре мейнстрима, но
использование компьютерной технологии в нем сводилось главным образом
к компьютеризованным системам управления движением, которые схбсспе-
чивалп перемещения камер и миниатюрных физических моделей. Комнозп-
тннг элементов спецэффектов и вставок на синем заднике выполнялся опти-
чески. В 1979 году несколько членов исследовательской группы Нью-йорк-
ской» технологического института пришли в ILM с целью введения компь-
ютерной графики в производство спецэффектов.

Коммерческие работы, выполненные для рекламных агентств в компа-
ниях Digital Effects, III. MAGI и Robert Abel and Associates, иллюстрируют
уровень компьютерной анимации конца семидесятых годов. Эти компа-
нии активно работали до середины восьмидесятых, а затем породили дру-
гие компании, перенявшие их новаторский дух. Digital Effects работала с
1978 до середины восьмидесятых, III была создана в 1974 году и закрылась
в 1982, MAG1 активно работала между 1972 и 1987 годами, a Robert Abel
and Associates стартовала в 1971 и закрылась в 1986.

1980-е годы

Для трехмерной компьютерной анимации восьмидесятые годы начались с
нескольких исключительных работ, а закончились настоящей лавиной вы-
дающихся проектов. Произошло это в силу многих факто]юв таких, как
продвинутая технология, расширившийся рынок, наступившая зрелость
работавших в этой сфере художников и приход новой рабочей силы в ли-
це первых художников-студентов, проходивших учебные курсы по про-
граммам компьютерной анимации и форми|юваипю изображений.
Первой реалистичной моделью целой человеческой фигуры, созданной
в это десятилетие, стала виртуальная Синди, выполненная в компании 111
для научно-фантастического фильма Наблюдатель (Looker), вышедшего в
1981 голу. Появившийся в 1982 диснеевский фильм 77?(Л\’стал первым иг-
ровым фильмом. в котором более 20 минут компьютерной анимации были
оптически скомпонованы со съемками реальных актеров несколько кад-
ров пришлось десятки раз прогонять с использованием филь^юв перед
линзой копировального аппарата оптической печати. В фильме TRON иг-
ра живых актеров сочеталась с трехмерной компьютерной анимацией, соз-
данной группами специалистов в компаниях Robert Abel and Associates,
III, MAGI ii Digital Effects. Однако при всех своих визуальных нововведе-
ниях пот фильм принес лишь умеренные кассовые сборы. Сюжет этого
||аучпо фа1ггастического фильма строился на истории дизайнера видео-
игр, который оказывается в созданном нм внрту;иыюм мире и вынужден
преодолевать все препятствия, которые сам же и выдумал. Тема этого
фильма отражала тот факт, 'по популярность видеоигр достигла ника в на-
чале восьмидесятых, когда Atari была ведущей компанией на этой арене.
За десять лет до этого ее основатель I 1олан Бушнелл создал игру, имити-
рующую настольный теннис Понг (1972). - которая способствовала поя-
влению индустрии видеоигр.

В области сп<‘ц:и|и|)сктов. использовавшихся для филымов с участ ием жи-
вых актеров, компания Industrial Light & Magic продолжхта совершенство-
вать свои разработки, начатые всего несколько лет назад при работе над
фильмами Джорджа Лукаса Империя наносит ответный удар (1980) и Воз-
вращенис Джедая (1983). В 1984 году Индиана Джонс и.срам Судьбы cult их
первым фильмом, содержащим целиком цифровой скомпонованный кадр. В
А/оюдоп Шерпке Холмсе появился довольно-таки убедительный составной
персонаж, сделанный из плоских панелей типа стеклянных витражей с на-
ложением текстур и прозрачности В Полете навигатора (1986) ключевые
кадры из отснятого в реальных условиях материала были отсканированы и
использованы для создания карты сферических отражений с целью имита-
ция взаимных отражений при перемещении созданною на компьютере объ-
екта через сцену; кроме того, в этом фильме использовался трехмерный мор-
финг (тра11€<|юрмацпя). Сюжет фильма Пелдна (1989) основывался на нер-
вом трехмерном анимированном компьютерном персонаже, который был
достаточно реалистичен, чтобы «смешиваться» с задними планами, где И|х>-
исхолито реальное действие. Из-за сложности вычислений отражения и
преломления |»«бочая ipynna располагала ограниченным временем, доста-
точным только для одного обсчета разных слоев в каждом кадре. Различные
переходы (диффузные, зеркальные, преломления и блики) создавались оп-
тически. за исключением одного эпизода (когда защитная дверь закрывает-
ся и мо|х кое чудовище разрегистся пополам), который был скомпонован
цифровым способом (8 бит) с помощью пакета Photoshop.

::)i|m|m i,t «творения» (Genesis Effect), созданный фирмой Industrial Light
& Magic (1LM) в 1982 для фильма Стар Трек II: Гнев Хана, также представ-
ляет исторический интерес, так как это был фрагмент с визуальными :и|к|к’к-
Г.1МИ, созданными целиком с помощью методов т|>схмерной компьютерной
анимашш. который имел самую большую продолжительность. а также по-
тому, что он является одним из первых примеров п|юцедурного моделирова-
ния и анимации систем части. Последний .юелдный боецбыл первым художе-
ственным фильмом с реальными актерами, содержащим очень большой объ-
ем весьма реалистичной компьютерной анимации детально проработанных
моделей. Основной п|х)изволствспной тенденцией в то время было стремле-

1 3.5. Рикотты (вверху)
и живописный Усик (внизу) - одни
из первых трехмерных объектов,
созданных с ломощыо рекурсивного
алгоритма GROWTH
Результирующие сложные формы
получены на основе исходных
форм - таких, как раковины
моллюсков, щупальца и кораллы.
(Раковины © 1976 Yoschxo Kawaguchi.
Усик Ti 1981 Yoichiro Kawaguchi)
1 3.6. Дил» стала первой певицей
Synthespuin™, созданном Дайаной
Вальцак и ДжефЛол* Клейзером.
Она " играла» п их компьютерном
фильме /Ь-м/ии^лгня. созданном
в 1989 году (>М989 Klct$cf-Walczak
Construction Со.).

13 7. Ili/тгшпчпчиг длровсшм'п -
один из первых (1988) корогкомет
рлжных компьютерных аннмацион
них фильмов, где использовалась
техника сжатия и растяжения

(С PDI/DreamWcxh)

ине заменить управляемые компьютером (iimtion control) камеры пфотагра-
фпрованис моделей трехмерной компьютерной анимацией. 28 минут компь-
нггерной анимации, выполненной .гтя этого фильма (вышедшего в I985 го-
ду), были созданы и просчиганы насупгркпмиьюте|к*Сгау компанией Digital
Productions, Чтобы избежать ступенчатых д«|к*ктов изображения (зубцеоб-
разностн), 6o.ibiHniu-iiio кадров просчитывались г раз|хчшчшем 21Ю00 ли-
ний, а затем конвергировались до 1000 линий. С|х*ди прочих примечатель-
ных работ начала и середины восьмидесятых /шосемгор, созданный в 198-1
Университетом Осаки и компанией Toyo Links. Эта работа является выдаю-
щимся ирммс|хтм первых реализаций перемещений фигур и модсян|Х)вания
с ПОМОЩЬЮ капельных поверхностей (рис. 1.25). Рекламный клин блеск
(Brilliance), где появилась сексапильная девица-робот с убедительно pea.ni-
стичнымн движениями, был создан компанией А1м-1 and Associates. Это была
первая телевизионная |»еклама. ноликом созданная на компьютере и транс-
лировавшаяся во в]к*.мя показа матча за Супер Кубок по футболу.

Кроме того, в лог период в Университете Хиросимы были созданы изо-
|щкч1ныссимуляции света, тумана, дождя и неба (рис. 8.5.2), а иптсрсснсй-
шие «бссконтурные» симуляции облаков и дыма разработал Джефри
Гарднер (компания Grumman Data Systems). Кроме топ». Тернер Виттед в
Bell Liiis провел первые испытания метода формн|ювания изображений
по алгоритму трассировки луча

В середине носьмид<хятых годов во всем мире стали возникать и разни-
виться ведущие п|юизводственныг фирмы Отрасли. В северной Калн(|юр-
нии были основаны следующие компании: Pacific Data linages (PDI) в
1980 году.Tippet Studios в 1983, и Pixar в 1985. В южной Калифорнии
с 1982 по 1997 работала фирма Boss Films, ас 198! года - компания Digital
Productions, 11|хкуществЬщшцщя до середины ши-ьмилесятых. после чего
она была преобразована в Whitnuy/Dcmos Productions, которая прорабо-
тала еще несколько лет. В 1981 году открылась VI EX. a Rhythm & Hues на
чала работать в 1987. На востоке США. и Коламбусе (Опито) в 1981 поя-
вилась Cranston-Cstiri, которая закрылась в 1987 году» породив впоследст-
вии Metrolight. Компания R/Grvcnk*rg Associates была основана в 11ьм>-
Норке в 1981 году, Kleiscr-Walczalt Construction Company - в 1985. a Blue
Sky Studios в 1987. В 1982 году в Кэнаде стартовала компания Omnibus,
которая в 1986 году приобрела п компанию-пионера Abd & Associates, и
Digital Productions, а через пару лег после этого объявила о своем банкрот-
стве. В Париже и 1985 году открылась компания Buff, в 1986 голу - Мас
Guff Ligne, а между 1986 и 1989 там активно работала Sogitcc, впоследст-
вии объединившаяся с TDI, в результате чего появилась компания Ех
Machina. В Мюнхене в 1989 открылась СА Scanline В Японии в 1982 была
основана компания Toyo Links, а с 1981 года гам начала работать Japan
Computer Graphics Lib (JCGL), просуществовавшая до 1988 года, когда
она была приобретена компанией, производившей видеоигры NAMCC>. в
1983 году открылась компания Polygon Pictures.

В течение восьмидесятых годов два направления демонстрировали уро-
пень совершенства, достигнутый трехмерной компьютерной анимацией за
этот период. С одной стороны, это были увлекательные н забавные муль-
типликационные фильмы, созданные группой аниматоров компании
Pixar, возглавляемой Джоном Лассстером Среди этих мультфильмов
Лампснок (1985), Сон Petla (1987). Жестяная игрушка (1988) и Нсидс.и/ш-
ка (1989). Эти проекты компании Pixar не только цидвинули рубежи язы-
ка шейдппга KenderMan, но также доказали, что традиционные принципы
анимации можно применять в работах, создаваемых на компьютере
(рис. 1.1.1 и 13.3-13.4). С другой стороны, появился Рост (Growth) се-
рия полуабстракпшх анимаций японского художника-11|юграммиста Йо-
шпро Кавагучи. В серии представлены образы воображаемых морских су-
ществ, созданных с применением процедурных методов (рис. 1.3.5).

Копен восьмидесятых был временем экспериментов с разнообразными
приемами от моде.|и|и>ва11нл |кхта естественно выглядящих волос до ди-
намики твердою тела и моделирования ткани видимыми нитями. Работа
Стенли и Стелла: Ломая лед. созданная компаниями Symbolics Graphics и
Whitney Demo Productions в 1987, является добротным и любопытным ран-
ты образцом анимации групп. Фи.'п>м Нс тронь меня. созданный в 1989 го-
ду компанией Kleiser-Walczak Construction Company, был одной из первых
попыток анимации персонажей с помощью методики захвата движения
(рис. 13.6). Певица в этом фильме демонстрировала более развитую анима-
цию тела и более быстрые движения, чем во всех предыдущих работах: ани-
мация выполнялась путем «привязки» движений живой певицы к виртуаль-
ному персонажу. Демонстрационные ролики дизайнерских и производст-
венных студий, таких, как Rhythm & Hues и Mrtrolight в Ka.'iin|)opiiiiii,
Ex Machine в Париже. Digital Pictures в Лондоне и Toyo Links’ в Токио
(рис. 13.9), дают представление о коммерческих работах этого периода.

Среди независимых ко|х>ткомстражных компьютерных анимаций, поя-
вившихся в восьмидесятые годы, имеется много проникнутых вдохнове-
нием работ. Пылкая любовь, созданная компанией Pacific Data Images в
1988 году, продемонстрировала эмоциональное качество. котор<х‘ нечасто
можно было вст]хт1пъ в компьютерных анимациях того времени: кроме
того, в этом мультфильме были сделаны одни из первых попыток «живо-
писной» обработки трехмерного компьютерного рендеринга. Мультфильм
Путешествие паровозика, также созданный Pacific Data linages (1988), ил-
люстрировал историю симпатичного паровозика. который встречает на
своем пути разрушенный мост и в процессе преодоления трудностей де-
монстрирует отличное понимание своими создателями таких принципов
традиционной анимации, как сжатие п растяжение (рис. 13.7). В Малень-
кой Смерти, созданной Маттом Элсоном в компании Symbolics Graphics в
1989 году, использовалась техника анимации смещения, применяемая к
подробным моделям человеческой фигуры (рис. 13.8). В Зловещей ухмыл-
ке Смерти (авторы: МакКенна и Сабнстов. лаборатория Media Lib Масса-
чусетского технологического института) проявилось дерзкое, почти «чер-
ное* чувство юмора, которое было весьма необычным для компьютерных
анимаций того периода. Созданная в 1988 году Вильямом К|и>йсром Тех-
нологическая угроза сочетала рисованную вручную анимацию с трехмер-
ной компьютерной каркасной анимацией, в результате чего получилась за-
бавная картина автоматизированной конторы (рнс. 13.10).

Во второй половине десятилетия компания Walt Disney Feature
Animation, один из столпов традиционной анимации, начала эксперимеи-
тнровать с трехмерной компьютерной анимацией в своих мультиплика-
ционных фильмах. Вышедший в 1985 году Черный котел был первым из
анимационных фильмов Диснея, где использовалась технология компь-
ютерной графики для моделирования видимого летящего источника све-
та (в маленьком фрагменте фильма). В Великом мышином детективе
имеется сцепка преследования длиной в 1 минуту (почти в самом конце
фильма), где горой пытается спасти героиню средн страшных механиз-
мов, угрожающих |шдавнть обоих, пока они убегают от злодея. Меха-
низмы были смоделированы н анимированы средствами компьютерной
анимации, а затем распечатаны на бумаге с помощью перьевого графопо-

1.3.8. Лотта Дизайр - персонаж
из Машенькой Смерти, была
наделена сплошным кожным
покровом, охватывавшим все ее те-
ло, включая глаза, подключенные оп-
тическими «нервами* к задней части
глазных яблок и имевшие анимируе-
мые радужные оболочки. Этот пер-
сонаж был также одним из первых,
для создания которых использова-
лась ранняя версия метода разбие-
ния поверхности, позволявшая повы-
сить полигональное разрешение го-
тового фильма: около 5 тысяч поли-
гонов были при просчете преобразо-
ваны (разбиты) о 20 тысяч В Лотте
Дизайр были также использованы
внутренние смещения (не морфиче-
ские целевые объекты), обеспечива-
ющие ее мимику, (© 1989 Matt Ebon)

1.3.9. Сцена кд основе дизайна
французского иллюстратора,
Жана-Мишеля Фолона. просчитан-
ная с целью получения эффекта мяг-
ких пастельных тонов на бумаге.
(С разрешения Toyo Links.

из материалов кампании 1987 года,
проведенной токийской газовой
компанией Tokyo Gas Company)
строителя. Это позволило вклинить их в традиционный производ-
ственный процесс того времени.

Мните городские пейзажи к Оливере и компании. диснеевском
мультфильме 1988 года, «населены» анимированными трехмерными
автомобилями. Кроме того, салоны некоторых автомобилей служили
декорациями для беседующих пе|копажей мультфильма. нарисован-
ных вручную, а некоторые крупные планы экстерьеров автомобилей
являлись задним планом для сцен с участием персонажей-собак, па
которых держался сюжет. Русалочка (1989) стала последним из дис-
неевских мультфильмов. и которых использовалась традиционная
технология контуровкн и заливки. Однако самая последняя сцена
ленты та, где толпа машет руками на н|ющан1>е. - была создана в
цифровом формате с использованием П|ю1раммиого пакета CAPS
(Computer Animation Production System) собственной разработки.

Среди фильмов, снятых в реальных условиях, но с добавлением
созданных па компьютере визуальных эффектов, следует упомя-
пуп.художественный фильм 1989 гола, увенчавший дека-
ду убедительными примерами трехмерной анимации, «бесшовного»
композитинга, т.е. компоновки с отснятым на 70-мнллиметровую
пленку • живым» материалом, а также явившийся образцом сложно-
го продукта, созданного в значительной мере на стандартных покуп-
ных системах. Одни из самых эффектных моментов этого фильма
эпизод, когда анимированное на компьютере морское существо
имитирует мимику живой актрисы, которая к тому же дотрагивает-
ся до иен» рукой. В 1984 году МРАА расширила свою систему |х?н-
тингов, включив в нее категорию PG-I3 (до 13 лет па усмотрение
родителей). Мало кто ожидал того взрыва популярности, художест-
венного творчества и взлета доходов от компьютерной анимации
и спецэ<|м|>ектов. которые ознаменовали следующее десятилетие
(рис. 13.1 I).

1.3.10. Созданный в 1988 году
забавный мультфильм
Темюлогичегкоя у/роза сочетал
трехмерную каркасную
компьютерную анимацию
(декорации и босс) с традиционной
рисованной «ручной»
анимацией (сотрудники)

(Ci 1999 Kroycr Films, Inc.)

1.4.	Этапы развития визуальной сферы:

1990 - настоящее время

В последние несколько лет наблюдалось возрастание количества стилей и
методов, использующихся в трехмерной компьютерной анимации и при
производстве спец;и|и|)екгов. Значительно обострялась и конкуренция в
этой <-<|м.*|М*: к|юмг того. постоянно возрастала мощность используемых ин-
струментов, а производство выплсснулскь за рамки традиционных петров.

Начало 1990-х

1.3 11 (на противоположной
странице): Самые крупные сборы
от проката анимационных фильмов
в США (данные по состоянию
на середину 2003 г.)

I !ачало девяностых годов ознаменовалось достаточно совершенными при-
мерами компьютерной анимации, а также значительным оживлением в об-
ласти успешного производства спецэффектов для художественных филь-
мов. Трехмерная компьютерная анимация и фюрмнрование изображений в
этот период стали весьма сложными, характеризуясь и широким разнооб-
разием стилей и приемов. Многие проекты этого периода представляют
собой замечательные работы, созданные г использованием целого ряда ме-
тодов и стилей. К середнне десятилетия трехмерная компьютерная анима-
ция и (|юрмнроваипе изображений превратились в зрелую специализиро-
ванную область, получившую, наконец, д<к’тагочио широкое призвание.
Компьютерные аниматоры п цифровые художники повсеместно пользова-
лист. большим спросом вследствие возросшего производства фильмов со
спецэффектами, анимационных фильмов и телевизионных сериалов, а
также компьютерных игр и игр. базирующихся на специализированных
платформах.

В начале девяностых произошел ряд перестановок в мире компании, за-
нимающихся трехмерной компьютерной анимацией и спецэффектами. В
19911 году начали работать компании Mill (в Лондоне) н Santa Barbara
Studios, а в 1993 Digital Domain. В том же поду была основана фирма
Square, в задачи котором входило вначале создание анимации как для игр.
так и .для фильмов. Sony стала первой киностудией в Голливуде. решив-
шей организовать собственное производство визуальных ж|я|н*ктов и ком-
пьютерной анимации. Результатом этого решения стала открывшаяся в
1992 году компания Sony Imageworks. Несколько позже и другие голли-
вудские студии приобрели независимые фирмы, занимавшиеся производ-
ством компьютерной анимации и/нлн спецэффектов. Еще одним примеча-
тельным коммерческим событием этого периода стал договор о совмест-
ной разработке, производстве' и распространении нескольких анимацион-
ных фильмов, заключенный между студией Диснея и компанией Pixar.

В [мае художественных фильмов, созданных в начале девяностых годов,
широко пспа'Пхгуются снгц:х|х|»екть1. Например, снятый Джеймсом Камери
пом в 1991 году Терминатор II соснец:-х|х|к*кп1ми. выполненными компанией
Industrial Light & Magic, является настоящим событием в этом смысле. Этот
фильм стал первым блокбастером мейнстрима. в котором были |№ал1гзовшгы
замечательные ;и|и|х-кты трехмерного морфинга (траисформшши). первая
убедительная имитация естественных человеческих движений, общие ожи-
жения и даже самоотражсния (когда цифрнои «актер» проходит сквозь ме-
таллическую |кч11сгку). Гаюнокмтыцик, фильм с компьютерной анимацией,
созданный Angel Studios в 1992 году, был первым фильмом этой декады, в ко-
тором исследовался вопрос создания виртуальной реальности средствами
компьютерной анимации. В 1992 появился фильм Бэтмен вомращаепю!
а1ь'1иж1циясубедителы|ымн сцепами ipyiiiioitoii анимации (рис. 1.4.1). В вы-
шедшей в том же году ленте Смерть ей к.шцу пп1|юко использовалось вшфро-

1.4.1. Анимация стай летучих мышей
it фильме Бэтмен «го.мр<1щасгпся.

Поведение летучих мышей основано
здесь на компьютерной модели
поведения стаи, впервые
разработанной Крейгом
Рейнольдсом о 1987 году
(автор дополнительного
программного обеспечения -
Энди Копра. Hannan Ке/ияш™.
ю 1992 DC Comics.

С разрешения VIFX).

Фильм	Валовые сборы (млн	Год
Ап/МПГ,- 1СЧ	долларов США) 312.8	1994
Шрек	267.6	2001
Корпорация	255.8	2001
«iwr/wpon  История	245.8	1999
и/рцшек '! .-UnrAbiw	217.3	1992
Крмляиц/i	196,6	1991
ичшкшниу История	191,7	1995
utppweu Белоснежки	178.0	1937
.‘Мт/копый	176.3	2002
период Торит	171.0	1999
Приключении	162.7	1998

Флики
1.4.2. Первая реклама с белыми
медведями была создана студией
Rhythm and Hues о 1993 году.
На противоположной странице -
кадры рекламных роликов 1996
и 1998 годов (С The Coca Cola
Company. «Кока-кола», дизайн
белого медведя Кока-колы
и фирменная бутылка из-под
Кока-колы являются торговыми
шрками компании Coca-Cola).

вое ретуширование (для «удаления» головы актрисы и затем трекинг настоя-
щей говорящей головы в эпизоде «установки» этой головы на тело).

Фильм 1993 года Парк юрского периода (режиссер Стивен Спилберг,
компьютерная анимация II.M) один из первых примеров использова-
ния скелетонов обрапюй кинематики, а также дп|и»рмаций кожи и локаль-
ных деформаций каждого мускула. Этот фильм был также первым приме-
ром использования создаш<ого на компьютере каскадера п замечательным
образцом гнперреал неточного рендеринга. За сравнительно короткий пе-
риод времени был и|юведсн гигантский объем работ но обработке данных.
Впервые в художественном фильме. где играли живые актеры. цифровой
композитинг почти целиком заменил фотохимическую оптическую ком-
поновку, обеспечив идеальное слияние реального действия и аниматропи-
кп (для крупных планов голов динозавров) с созданными на компьютере
изображениями. Л фильм Фмнстоуны (1991 год) ранний образчик рен-
деринга меха, использованного для саблезубого тигра.

Среди других замечательных примеров компьютерной анимации начала
девяностых Первородный танец (1991) и Текучие сущности (1992). Обе
эти работы необычайно красивые образцы компьютерной анимации, со-
зданные Карлом Симсом с использованием систем частиц. Кроме того,
стоит упомянуть эпатажные и занятные Le Xons Crac-Crac и Кастон, соз-
данные в 1991 году компаниями Ex-Nihilo и McGuff bgne. завораживаю-
щий фильм Вильяма Лэтама Мутации (1991), смелую анимацию по клю-
чевым кадрам Дон Кихот, созданную Video System в 1991 году, а также
Магию мета (1991) Алана Нортона- хо]Ю1ИНЙ образец анимации с ис-
пользованием динамики движения.

Средн выдающихся работ, выполненных для телевизионной рекламы,
заслуживают упоминания Белые медведи Кока-колы. созданные в 1993 го-
ду компанией Rhythm and Hues Studios (рис. 1.4.2) и Стрелы Листерина
(1991 год. Pixar). Многие смелые (и превосходные) архитектурные визуа-
лизации были также выполнены в начале девяностых, включая Семь чудес
света (1992) производства Electric Images (Англия), Пахращенис в древ-
ний мир /-/// (1990-94) производства Taisei Corp., Карнакскш'1 лрам в Лук
соре (1992) производства Ex Machina. Созданная в 1993 голу игра Mysi ус-
тановила стандарт для предварительно просчитанной компьютерной ани-
мацнп. использующейся в компьютерных играх (рис. 1.4.3). В начете девя-
ностых были также созданы замечательные образны компьютерной ани-
мации веща тельного качества. целиком созданной па стандартных покуп-
ных микрокомпьютерных системах. Например, телевизионный сериал
1993 года Вавилон 5 стал первым образчиком мейнстрима в сфере высоко-
классной трехмерной компьютерной анимации, которая сначала целиком
выполнялась на таких микрокомпьютерах. как 32-разрядпый Amiga и
Macintosh. Ныне вездесущий музыкальный телеканал MTV вышел в эфир
в 1981 году и запустил свою программу присуждения призов за лучшие
музыкальные видеоклипы (Music Video Awards) в 1984. по лишь в девяно-
стые годы музыкальные видеоклипы достигли зрелости в качестве жизне-
способной и оригинальной среды применения самой современной компь-
ютерной анимации и визуальных эффектов (рис. 1.4.4 и 9.1.1).

В этот период интенсивно развивались и системы захвата движения
(motion capture), использующиеся для анимации персонажей. Среди таких
разработок система Facet rackcr. стланная SimmGrapliics для анимации
персопажт Супер Марио; Мокси виртуальный телевизионный ведущий.
аш1ми|юванны11 компанией Colossal Pictures для Cartoon Network (рис.
1.45); созданная фирмой .Acclaim Entertainment оптическая система, пс-
лользующая до 70 датчиков и обеспечивающая одновременный захват
движений двоих человек (рис. 12.2.5), а также разнообразное оборудова-
ние н программное обеспсчетге, появившееся в продаже.

В студии Walt Disney Feature .Animation в начале девяностых годов компь-
ютерная анимация перестала был» просто новшеством и превратилась в важ-
ную состак'1ЯЮ1цую цифрового процесса П|х>нзиодсттц<. Диснеевский мульт-
фильм 1990 года Спасатели в Австралии был первым полнометражным ани-
мационном фильмом, целиком созданным с помощью первой ворсин щю-
Пыммного пакета CAPS. Эта веха ознаменовала завершение длившегося 53
года (с 1937 гола) раскрашивания и |шрисовынания ацетатного целлулоида.
В этом фильме присутствовали также движущийся автомобиль и несколько
единиц рекниз|па, выполненные с помощью трехмерной компьютерной ани-
мации. В Красавиц? и чудовище (1991) есть незабышн’мая сцена бала. в кото-
рой анимированная камера следует за Красавицей и Чудовищем во время их
танца в цх*хмерном окружении. которое включало колонны и мраморные
текстуры, а также детально выполненный канделябр. Этот фильм также стал
первым анимационным фильмом, номинированным па премию Академии
кинематографических искусств и паук в категории «Лучший фильм».

Ковер-самолет в Аладдине первый пример «персонажной» диснеев-
ской компьютерной апнмаппи. Органические поверхности и детальная
текстура ковра были анимированы с безупречной координацией в соответ-
ствии с мультипликационным принципом сжатия и растяжения. Сложные
текстуры, нанесенные на ковер, конечно нелегко бы было анимировать,
разрисовать и раскрасить с помощью традиционных приемов создания
мультфильма. Кроме того, трехмерная компьютерная анимация, входящая
в гоп фильм 1992 года, включала поднимающуюся из песчаных барханов
пещеру в виде головы тигра, поток лавы и бесчисленные прочие анимаци-
онные эффекты. Созданное на компьютере паническое' бегство стада анти-

1 4.3. Myst достигла пределов
реалистичного рендеринга, который
можно было реализовать
для 8-разрядных кол'пьютерных игр
на CD-ROM в начале 1990-х
(скриншот компьютерной игры
Myst<f-' на CD-ROM. Игра и скриншот
© 1993 Cyan. Inc.

Все права защищены)
Музыкальные видеоклипы-
призеры MTV в категории
«Лучшие спецэффекты.-

1984 Rrxkit, Херби Хэнкок

1985 Don't Come Around Неге А’о

Mote - Том Пепи

1986 lake On Me, а-На

1987 Sledgehammer. П Гариэл

1988 //ourgfaxs. Squeeze

1989Лг«гг Me Alone,

Майкл Джексон

1990 Sowing Thr Seeds Of Lore,
Tears For Fears

1991 Falling To Pin es, Faith No More

1992 Eten Heller Hum The Real

Thing, U2

1993 Steam, Нигер Габриэл

1994 A'r.w That Frog, Питер Габриэл

1995 Love Is Strong. Roiling Stones

1996 Tontgfit. Ibnigfi, Smashing

Pumpkins

1997 Virtual Insanity, Jamitoqual

1998 Frozen. Мадонна

1999 Spmal. Garbage

2000 All Is Full Of Lorr. Бьорк

2001 Rod DJ. Робби Вильямс

2002 Fell In Love With a Girl.

The White Stripes

1.4.4 Перечень музыкальных видео-
клипов. получивших призы MTV
в категории «Лучшие спецэффекты»

14 5. Макси, виртуальный ведущий
первой оригинальной
анимированной программы Cartoon
Network, был «оживлен» с помощью
захвата движения живых объектов
и системы управления движением
(© 1993 Cartoon Network, Inc
Подробнее - см. рис. 12.2.6)

.ion гну в Короле-зме (1994) одна из самых потрясающих сцен в совре-
менной художественной анимации. Своей выразительной силой и визу-
альной мощью она подчеркивает ужасные события, которые произойдут
до окончания этого эпизода.

Антилопы были анимированы с помощью системы моделирования мас-
совки. которая была предшественницей многих аналогичных систем, по-
лучивших распространение в следующие годы декады. Тени антилоп и
пыль также были созданы средствами трехмерной компьютерной анима-
ции как и анимация эф<|м.*ктов пламени.

Конец 1990-х

Вторая половина десятилетня ознаменовалась настоящим залпом работ, в
которых широко использовалась трехмерная компьютерная анимация,
включая художественные фильмы со спец:-м|м|)екгами. мультипликацион-
ные фильмы и компьютерные игры или игры на основе специализирован-
ных платформ. Созданная в 1995 году на студни Pixar Истории игрушек ста-
ла первым полнометражным анимационным фильмом, реализованным це-
ликом средствами трехмерной компьютерной анимации (рис. 12.1.1). Три
года спустя еще два проекта вышли в конкурентный мир трехмерной компь-
ютерной анимации: ANTZ производства DreamWorks (рис. 2.4.14 и 2.4.16) и
Приключения Флика производства Pixar. В 1998 году вышли еще гр» филь-
ма, все от |Х13ИЫХ студий, получившие широкое распространение в Соеди-
ненных Штатах: диснеевская Мулан, Карапузы стулпи Nickelodeon и Принц
Египта производства DreamWorks. В Японии в 1997 году вышел анимаци-
онный фильм Принцесса Мононокэ режиссер Хаяо Миядзаки. .Тли фильм
не только показал зрителям совершенно невероятный мир, включая паря-
щее чудовище со множеством щупальцев, созданное с помощью 3D- анима-
ции. - он побил рекорды по кассовым сборам и популярности на ТВ. В то
время в Японии этот фильм стал лидером сборов средн всех фильмов и за-
нял восьмое место в рейтингах популярности телевизионных передач.

Нс только объемы выпущенной в 1998 году анимационной продукции
были впечатляющими качество и творческое разнообразие этих работ
было беспрецедентным за всю историю анимации. 11е менее замечатель-
ными были и мультипликационные фильмы, выпущенные в 1999 году:
диснеевские Тарзан и Фантазия 2000. История игрушек 2 студии Pixar,
Стальной Гигант Warner Bros, и Южный парк Paramount. Фантазия 2000
была первым анимационным фильмом (продолжительностьюболее 90 ми-
нут). предназначенным исключительно для показа в широкоэкранном
формате IMAX в течение первых четырех месяцев проката. В Истории иг-
рушек 2 была повышена визуальная сложность компьютерных декораций,
в особенности человеческих персонажей, а в Стальном Гиганте появился
фа1гтасп1ческий герой, п|юсчнтанный с использованием н (фотореали-
стичного шейдера RenderMan.

Уровень активности и технического мастерства в области визуальных эф-
фектов в конце десятилетия также был весьма высок. Достаточно вспомнить
некоторые из множества фильмов, где наряду с живыми актерами присутст-
вовали главные герои, созданные средствами компьютерной анимации: За-
терянный мир: парк юрского периода (1993), Джуманджи и Особь (1995),
Сердце дракона (1996). Титаник. Звездный десант и Л/дрс атакует! (1997).
Могучий Джо Янг. Мышиная охота и Годзилла (1998). Мумия и Призрачная
угроза (1999). И это десятилетие. и само тысячелетие увенчались, в смысле
enoli:m|m|k-ktob. четырьмя популярными фильмами: стильной Матрицей, по-
лучившей приз .AM PAS за лучшие визуальные ;х{м|к*кты. фильмом Стюарт
Литл с его новаторской комбинаций мультипликационного и реального
действия (риг. 1433. 143.4). неожиданно ставшая хитом АЛ/.чия и широко
разрсхтамировашгая Призрачная угроза из серин Звездных войн.

Визуальные :х|х|х‘кты для первого из этих фильмов были созданы в ком-
пании Mass Illusion, а для двух шхледипх в Industrial I Jght & Magic. Гора!
потерянных детей был снят в 1995 поду во Франции; это фильм революци-
онных снсц:х|х}х-ктов. для создания которых использовался просчет ио ме-
тоду трассировки луча, выполненный на программном обеспечении Mental
Ray (рис. 1.4.6). В том же году вышли фильмы Казино, где для создаштя до-
полнительных реалистичных декораций использовался алгоритм нзлуча-
тслыюсп! программного пакета Ughtscape (рис. 6.7.3). Водный.чир, в кото-
ром вода была смоделирована с помощью пакета Arete (рис. 5.5.10 и 1233).
нДжуманджи. где уровень рендеринга меха был намного выше, чем где-ли-
бо ранее. В фильме Бзйб нашли свое развитие приемы «удаления», трекин-
га (то есть отслеживания движения) и замены говорящих голов животных.
В 1996 году созданное на компьютере существо уже участвовали в фильме
(Сердце дракона) на правах одного из главных героев; в фильме Миссия не-
выполнима для обработки отснятых материалов использовались алгоритмы
шейлпнга RcnderMan, а в Смерче для создания торнадо применялись боль-
шие объемы динамического моделирования. В 1997 в собравшем призы Ти-
танике использоваласьсозданная па компьютере вода, а дтя вставки циф|ю-
вых материалов в сцены на палубе широко применялся цифровой компози-
типг и захват движения; в фильме Спаун драматический эффект усиливал-
ся благодаря анимации тканей, выполненной путем комбинирования реали-
стичного рендеринга и прсувслтшеннов анимации но ключевым кадрам; а
Марс атакует! сочетал ||тарсовую комедию с широкой анимацией тканей.
В 1998 году в фильме Куда приводят мечты были отработаны приемы ка-
мерного слежения. позволившие обеспечить разработанный для этого филь-
ма emu. ожившей картины, а в Могучем Джо Янге была усовершенствована
методика рендеринга волос. В 1999 году в получившей призы Матрице ис-
пользовался рендеринг по изображению, а также спен:м|м|к*кт «остановлен-
ного времени» (см. главу 13); в фильме Звездные войны: Эпизод I присутст-
вовали потрясающие сцены гонок и Гххш, для которых было выполнено мо-
делирование массовок (групи), причем качество работы было одним из луч-
ших ватой а|х’ре; Стюарт Литии вдохнул новую жизнь в фильм с живыми
ящерами благодаря использованию пшеррсалистпчного «мультяшного»
компьютерного персонажа, для которого были емолслн|х>в.шы мокрый мех
и мокрые ткани; а в Бойцовском клубе, еще раньше, чем в Матрице, было
применено моделирование и |х*ндсрннг но изображению, что позволило со-
здать :х|х|х-кт невероятных проходов камеры сквозь стену.

Иосравкенню с фильмами предыдущих десятилетий фильмы конца 90-х
годов содержали все возраставшее количество сложных цифровых и тра-
диционных <т1ец:и|х|м‘ктов. 11апрпмср. в фильме Терминатор II. знамена-
тельной работе 1991 года, революционизировавшей применение компыо-
тсрнон анимации в фильмах. основанных на «живом» действии, насчиты-
валось около 150 спецэффектов. из которых 44 были цифровыми. В филь-
ме 1995 года Бзтмеп навсегда было около 250 спсц:к|к|к‘ктов, в Титанике
(1997) почти 550. а н снятых в 1998 голу Армагеддоне и Годлше около
240 в 400соответственно. В 2000 году в фильме Гринч, похититель Рожде-
ства было порядка 600 сцеп со спецэффектами, 300 из которых были соз-
даны на компьютере (включая падающий и тающий снег): в Идеальном
шторме было около 225 спе11х|х|к'ктов. причем из них 40 эпизодов с уча-

1.4.6 Блоха из фильма 1995 года
lo/xul потеряниыл ttrmrit

(С> Клоди Оссар Режиссеры:
Жене и Каро. Спецэффекты: Вий)

1 4.7. Несколько главных героев
фильма Криса Ландрета Птао -
одной из первых компьютерных
анимаций, просчитанных
в реалистичном стиле, основанном
на технике театральной
импровизации.

(Ф Alias!Wavefront, отделение
.Silicon Graphics Limited)
1.4.8. Будущее аттракционов
определяется такими
компьютерными аттракционами, как
НосЬюРныг приключения (Scafari).

Это гипсрреалисгичнмй,
выполненный на компьютере
аттракцион, участники которого вы-
полняют роль подводных спасателей.
(© 1994 МСА/Universal. С разреше-
ния Rhythm & Hues Studios)

1.4.9. Вид из Цупи-шестпия

а AmtiuimuUy. спроецированный
на изогнутую поверхность.

на которой организовано
путешествие. (С разрешения Forum
Ride Associates)

стнем созданных на компьютере виртуальных каскадеров, а также 30 ми-
нут эпизодов с компьютерными волнами.

Лидерами в производстве компьютерной анимации и спецэффектов для
художественных фильмов были в конце девяностых в основном тс компа-
нии. которые заняли ведущие позиции в предшествующее десятилетие.
Среди крупнейших «новичков» следует отмстить Foundation Imaging
(1992), Blur Studios и Banned from the Ranch (обе компании открылись в
1995 году), а также Centropolis (1996).

Продолжая тенденцию, начало которой на заре девяностых годов поло-
жила Sony, создав собственное производство спсцэ(|к|к*ктов и компьютер-
ной анимации, компания DreamWorks приобрела долю в Hicific Data
Images. Fox купила VIFX. a Disney - пнонс|>а этой сферы. Dream Quest
Images. Годом позже компания Fox приобрела Blue Sky Studios. Компания
Warner Digital работала c 1995 no 1997 год.

В этот период были созданы также один из самых отточенных коротко-
метражных компьютерных анимационных фильмов, какие мы когда-либо
видели. Это Пера Гери, созданная Яном Пинкавой в компании Pixar в 1997
году (рис. 1.2.9), Банни Криса Веджа из Blue Sky Studios (рис. 7.2.4 и
10.1.1) и мультфильм 1998 года Бинго, созданный Крисом Ландретом в
Alias Research (рис. 1.4.7 и 4.2.7), а также Канат Даниэля Робишо (Digital
Domain. 1999 год. рис. 12.5.5. и 12.5.6). Эти мультфильмы отличались друг
от друга не только компанией-создателем - каждому из них был присущ
индивидуальный стиль, сделавший эти работа уникальными. Игра Гери и
/яшии стали призерами AMPAS в категории «Лучший короткометражный
анимационный фильм».

Индустрия игр, получившая новый импульс развития с появлением но-
вых игровых платформ, невероятно разрослась. Например, в 1998 году
Nintendo выпустила для N64 игру The. legend of Zelda: Ocarina of Time. С да-
ты выпуска этой игры (23 ноября) и до конца того же года, по сообщению
Nintendo было продано 2,5 миллиона копий этой игры на сумму 150 мил-
лионов долларов США. Для сравнения: одним из самых кассовых филь-
мов, вышедших в том же году, был совместно созданный студиями Disney
и Pixar фильм Приключения Флика, сборы от проката которого составили
114 миллионов долларов. I (есколько игр этого периода включали новатор-
скую компьютерную анимацию персонажей. Среди этих игр Soulblade.
моя любимая боевая игра тех лет. Super Mario 64 производства Nintendo
приключенческая ролевая игра Ultima Online. стратегическая военная игра
Age of Empires и Civilization, спортивные* игры NHL и 98 NBA Live 97. игры
жанра «экшн» Duke Nukem 3D и Tomb Raider, аркадная версия Virtue Fighter
3 и несколько выпусков серий Final lantasu производства SquareSoft
(рис. 1.4.10).

Среди замечательных примеров трехмерной компьютерной анимации, со-
зданной для аттракционов, следует отмстить Путешествие вжерю вулкана
(Volcano Mine Ride) (1995), I/оекюдные приключения (Seafari) и Трехмерное
путешествие в Атлантиду (Race ForAllainis in Imax 3D). созданные Rhythm
& Hues Studios в 1994 и 1998 годах соответственно (рис 1.4.8 и 1.4.9). Аркад-
ные игры стояли особняком от схваток и пальбы; наблюдался рост популяр-
ности спортивных симуляторов таких, как лыжи, сноубординг и так далее.

Среди наиболее запоминающихся рекламных роликов Танцевальная
лихорадка с танцующими автомобилями, созданная R/Grccnl>erg
Associates для компании Shell Oil в 1995 году, и Виртуальный Андре. соз-
данный в 1997 году компанией Digital Domain путем захвата движений са-
мого Андре Агасси. Большая работа проводилась и в с<|х.*ре апнмирован-
пых телесериалов, где появились новые,
анимированные целиком на компьютере се-
риалы - такие, как Нойны чудовищ и Пере-
за/рузка производства Mainframe
Entertainment (рис. 9.4.5 и 10Л.7). Деревен-
щина Foundation Imaging и очаровательный
Аш Поли Оли (премьера состоялась в 1998
году), созданный компаниями Nclvana и па-
рижской Sparx. В этом десятилетии сущест-
венно возросло и производство художест-
венных видеофильмов. В конце девяностых
юдов традиционное анимационное произ-
водство в компании Wall Disney Feature
Animation развивалось в паправленнн трех-
мерной компьютерной анимации, и резуль-
тате чего появилось несколько примеров
смешения традиций с инновациями. Напри-
мер, черновая анимация каноэ, на котором
Покахонтас (1995) мчится по реке, была со-
здана средствами трехмерной компьютер-
ной анимации. а затем совмещена с другими
объектами в сцене. Лицо сию ОДНОГО персо-

нажа этого мультфильма. Матери-Ивы. также было «оживлено» с помо-
щью трехмерной компьютерной анимации. В вышедшем в 1996 голу дис-
неевском Горбуне из Нотр-Дам присутствуют трехмерные компьютерные
конфетти н массовка. эффекты размытости в движении и несколько эле-
ментов реквизита. В последнюю часть эпизода «Убежище!». где Квазимо-
до спасает Эсмеральду от сожжения на костре и уносит ее на вершину со-
бора Нотр-Дам. введена трехмерная модель окна-розы и другие архитек-
турные детали, которые добавляют сцене объемности.

В выпущенном в 1997 году Геркулесе присутствует запоминающаяся
сцена, где герой сражается с многоголовой Гидрой. Как только он отсекает
головы. на их месте ужасающим образом немедленно появляются новые.
Помимо этого, в первых кадрах мультфильма была использована техника
морфинга. позволившая создавать переходы неподвижных картин облаков
и колонн. а также других картин заднего плана. В Мулан (1998) использо-
ван целый ряд объектов, созданных средствами трехмерной компьютерной
анимации, которые органично сочетаются с нарисованными вручную эле-
ментами и расписанными вручную же задниками. Среди этих объектов

1.4 10. Два главных персонажа
видеоигры Final Fantasy
(© 1998 Square Со., Ltd.

Все прана защищены)

знамена, стрелы и повозки. Кроме того, широко использовалась анимация
эффектов ироде дыма к пламени от горящих стрел и, конечно, ханской ата-
ки, которая Несколько напоминает моменты бегства антилоп в блокбасте-
ре 199-1 года Король-лев. Однако выразительность сцены ханской атаки
усилена за счет кадров, -снятых» как бы с низкого полета и вызывающих
ощущение тревоги и опасности события. В трехмерные сцепы были доба-

мены прорисованные вручную персонажи и некоторые элементы заднего
плана, которые позволили «заселить» эти сиены. В мультфильме 1999 го-
да Тарзан зритель увидел пышную растительность джунглей, созданную с
помощью собственного диснеевского прог|Х1ммного обеспечения Deep
Canvas, позволяющего воссоздавать двумерные мазки кисти на трехмер-
ной геометрии. С самого начала фильм создавался с учетом того, что он бу-
дет выпущен для показа в кинотеатрах одновременно и как обычный кино-
фильм. н как пионер цифровой кинопроекционной технологии. По этой
1.4.11. Synchronicity Хд»«са Улмга был
одним из первых независимых
короткометражных мультфильмов,
где широко использовалась
технология захвата движения
(С 2000 Bay Vista Productions).

1.4.12. Барби и Щелкунчик
(принцип «от позы к лозе»)
Сцена из созданного для видео
компьютерного анимационного
фильма l>rii>6u и Щелкунчик,
в котором сочеталась техника
захвата движения и анимация
по ключевым кадрам (BARBIE
и сопутствующие торговые марки
принадлежат и используются
с разрешения Mattel. Inc. С12003
Mattel. Inc. Все права защищены).

причине все последние кадры фильма стоп|юцентно цифровые, включая
165 метров прокрутки анимированных финальных титров.

В это десятилетне система рейтингов подверглась небольшой доработке
г внесением кое-каких дополнении. В 1990 году Американская ассоциация
кино МРАА переименовала свой рейтинг X hNC-17. В 1991 голу Комиссия
по рейтингам компьютерных игр опубликовала свою систему рейтингов
для компьютерных игр; кроме топ), в 1997 была введена новая система
pein ипгов телевизионных программ на базе имевшихся категорий МРАА
(рис. 1.3.1).

Начало 2000-х

Первые годы этой декады охарактеризовались ростом числа фильмов, со-
держащих спецэффекты, а также общего количества и качества спецэффе-
ктов, приходящихся на один фильм. Например, статистика фильма Звезд-
ные мины: Эпизод II. впечатляет: 2200 сцен, включающих спецэффекты,
10200 элементов спецэффектов, 5 миллионов кадров, 929 сцен с анимаци-
ей, 20 разных видов монтажных склеек и более 250 цифровых актеров, ко-
торые за одни день «съемок» «выполняли» объем работы, соответствую-
щий одному человеко-году. Движения камеры и действие были одними из
самых сложных среди всех, когда-либо выполнявшихся для фильмов с жи-
выми актерами. Режиссер фильма Джордж Лукас сумел выжать все воз-
можное из тех технологий высокого разрешения III) и рирщмх’кцни (съе-
мок на голубом <|юне), которые существовали в 2002 году, и доказал, что
художественный фильм можно снять с использованием исключительно
виртуальных декораций, предварительной визуализации и методов ком-
no3imnini. Другой фильм, Доти шпионов 2, весьма успешно воспроизвел
тот же процесс производства (но в более скромных масштабах): съемка в
высоком разрешении (III))с использованием преимуществ техники зеле-
ного задника, оцифровка «живого» действия, создание компьютерных спе-
цэффектов, композитмпг всех элементов с использованием цифрового
промежуточного процесса н запись конечного результата на нужный носи-
тель (рнс. 2.4.1 и 13.1.1).

Первые две серии Властелина колец (2201 и 2002) продемонстрировали
стилизованные декорации и существ, выполненных с применением бес-
численных приемов создания э<|х|х*ктов от камерных (оптических) эф-
фектов до компьютерной анимации. Особо следует отмстить жуткое и
эмоционально убедительней* существо по имени Голлум (рис. 122.7), сис-
тему анимации массовки (рис. 12.6.1), великолепную цветовую согласо-
ванность и тот факт, что элементы для трех эпизодов этой саги снимались
одновременно. В фильме 2001 года Пирл Харбор широко использовались
выполненные на компьютере лопемпяющпе части декораций и реквизит,
воспроизводивший многие корабли и почти все самолеты. Для имитации
дыма и пламени си взрывов бомб были использованы миллиарды частиц.
Чтобы сделать взрывы судов и самолетов более реалистичными, была при-
менена эффективная система динамики твердого тела.

I !з-за возросшей доступности спспэ<|х|х*кт'ов в этот период увеличилось
число художественных фильмов, где нснольэовалнсь превосходные и гоп-
кие вспомогательные спецэффекты, которые нс «тащили фильм на себе», а
помогали акцептировать важные элементы действия. Таковы дождь из ля-
гушек в фильме Магнолия и лепестки роз в Касоте по-американски (1999).
падающий в бассейн камень из Сексуального зверя (2000), видимое сердце
Амели (2001), а в 2002 году сцены снов но Фриде, снимающий скальп Ле-
Kiupn Ганнибале и голова Адриена Броди, приставленная цифровым спосо-
бом к телу виртуоза-исполнителя в Пианисте Романа Полански.

Synchronicity был одним из первых независимых короткометражных
v.y.ibTi|iiLibM(>B, где использовалась технология захвата движения (рис.
1.4.11). Последняя фантазия ознаменовала собой первую попытку создать
полнометражный анимационный фильм целиком с помощью технологии
захвата движения (рис. 5.5.13 и 9.2.4), но, несмотря па замечательные ви-
зуальные достижения, коммерческие результаты были неровными. Нес-
колько фильмов с Барби также были созданы с использованием захвата
движения (рис. 1.4.12 и 12.2.9). В создававшемся в течение пяти лет дисне-
евском Динозавре компьютерные персонажи «играли» на фоне реальных
киников. Ледниковый период студни Fox был превосходно исполненной
сагой, в которой сочетались элементы драмы н комедии (стр. i и рис.
10.5.11). В созданном DreamWorks фильме Спирит был использован нова-
торский прием сочетания трехмерной компьютерной анимации и нефото-
ремнетнчного рендеринга в стиле рисованных мультфильмов. Диснеев-
ские Атлантида и Планета сокровищ демонстрируют :m|n|ickthdc сочета-
ние двумерной и трехмерной технологии, однако последнему не удалось
вызвать зрительский интерес в момент выхода.

Отчасти из-за повышения качества и количества анимационной про-
дукции Американская академия кинематографических искусств и наук
(AMPAS) ввела в 2001 году дополнительную категорию ежегодно прису-
ждаемых премий «За лучший анимапионный фильм». Первый приз в
лой категории получил созданный DreamWorks Шрек. преподнесший
зрителям сочетание эпатажного юмора н уникальной стилистики ренде-
ринга (рнс. 2.4.4 п 12.3.7). Героями Корпорации монстров производства
Pixar были зеленый одноглазый монстр, монстре голубой мохнатой шку-
рой, состоявшей из 3 миллионов волосков (рис. 2.4.4. и 5.5.12), и очарова-
тельная девочка. Созданный DNA Дмимии-нейтрои: мальчик-гений дока-
зал. что компании среднего размера способны производить высококачест-
венную трехмерную анимацию на стандартных покупных программах
(Lightwave производства NcwTck), укладываясь при этом в разумный
бюджет (рис. 1.4.15). Фильм Унесенные призраками. работа мэтра япон-
ской анимации Хаяо Миядзаки, стал победителем в вышеназванной кате-
гории в 2002 году (перечень всех номинированных фильмов приводится
в хронологической таблице в конце этой главы). За несколько лет до это-
го Конференция SIGGRAPII также учредила призы «За лучший коротко-
метражный анимационный фильм» и «Почетный приз жюри», которые и
1999 голу получили Бинии Криса Беджа и Маски Петра Каркаса соответ-
ственна (рнс. 10.1.1 и 8.4.3); в 2000 году эффектная вступительная часть
созданной PS2 видеоигры Onimusha (рис. 12.7.4) и фильм Станции Кри-
стиана Саваде-Мейера; в 2001 году Значения Ван Фана и J8 Джейсона
Вена, а в 2002 году Собор Томска Багински (рис. 8.3.7 и 8.6.5) и Дезер-
тир, который создали Оливер Кулон, ОдДансе, Паоло де Люсия и Людо-
вик Саноньср. Общество визуальных эффектов Visual Effects Society
(www.vcs.org) учредило в 2002 году программу призов для разных типов
спецэффектов (рис. 1.4.14).

Производство компьютерной анимации и спецэффектов и этот период
развивались н росло во всем мире. Например, испанская компания Dygra
выпустила Живой.чес первый в Европе полнометражный фильм, создан-
ный средствами трехмерной компьютерной анимации (рис. 15.2.1 и
152.5). Парижская Duran выполнила замечательные вспомогательные эф-
фскгы для Л чс./н н ряда музыкальных видеоклипов, включая It’s Kot the

1.4.13. Возросшая доступность
цифровых технологий и появление
более квалифицированных
специалистов привели
к образованию компаний,
лрониюдящих спецэффекты
во всем мире (Кадры из фильма
IltMthntoK печатаются с разрешения
компании Mcnfond. «Э China Star
Entertainment Limited /

Win's Entertainment limited).
Визуальные эффекты в худ. фильме,
основанном ил спецэффектах

Дополняющие визуальные эффекты
в худ. фильме

Визуальные эффекты
в телевизионных минисериалах,
фильмах или программах

Визуальные эффекты в телесериале

Визуальные эффекты в рекламе

Визуальные эффекты в музыкальных
видеоклипах

Анимация персонажей
в художественном фильме
с живыми актерами

Анимация персонажей в -живой-
телепрограмме, музыкальном
видеоклипе или рекламе

Анимация персонажей
в анимационном фильме

Спецэффекты в художественном
фильме

Matte Painting (каше)
о художественном фильме

Matte Painting (каше)

в телепрограмме, музыкальном
видеоклипе или рекламе

Модели и миниатюры в худ. фильме

Модели и миниатюры

в телепрограмме, музыкальном
видеоклипе или рекламе

Съемка визуальных эффектов
в худ фильме

Художественное оформление
эффектов в худ. фильме

Художественное оформление эф-
фектов в телепрограмме, музы-
кальном видеоклипе или рекламе

Композитинг в худ, фильме
Комлозитинг в телепрограмме,
музыкальном видеоклипе
или рекламе

Игра актера в фильме
со спецэффектами

1.4 14. Двадцать новых категорий,
учрежденных Обществом Visual
Effects Society (VES) в 2002 году
с целью отметить работу над спецэф-
фектами в ряде творческих областей
и форм исполнения (призеры пере-
числены на сайте www.ves.org).

1.4.15. Джимми Нейтрон закусывает
с друзьями. (© 2003 Viacom
International Inc. Приключения
Джи.чип llrtim/xuHi, мапчика-еения
и все связанные с ним названия,
логотипы и персонажи являются
торговой маркой Viacom
international Inc.)

End of the World (группа Super Furry Animals). а также начала производст-
во целиком компьютерного анимационного фильма Женщина-ловушка. ос-
нованного на работах художника-графика и автора комиксов Энки Била-
ла (рис. 4.2.G). Еще один французский компьютерный анимационный
фильм, завершение которого запланировано на 2003 год - Коена
(рис. 8.3.11). Те же сроки предусмотрены и для Освободите Джимми нор-
вежской компании AnimagicNet (рис. 6.1.4). Лондонская Aardman Studios
продолжила свое сотрудничество с DreamWorks, а новая компания
Vanguard Animation заключила договор с Disney па распространение ряда
компьютерных анимационных фильмов. Framestore и Computer Film
Company, также базирующиеся в Лондоне, объединились в 2001 голу и соз-
дали замечательные телевизионные рекламные клипы для Microsoft
(X-Box), а также рекламу джинсов Levi’s (рис. 9.8.4,13.3.1 и 13.7.2). Гонконг-
ские компании Menfond и Centro Pictures продолжили своп новаторские
|К1зработкн в области спецэффектов и компьютерной анимации (рис. 1.4.13
и 13.6.1). В эти годы. несмотря на рост производимой продукции, отрасль
пережила несколько спадов и подъемов, причем повсеместно наблюдались
случаи закрытия производства. Fox Studios продала VIFX компании
Rhythm and Hues, a Wait Disney Feature Animation закрыла свою Группу no
производству спецэффектов, The Secret Lab. В Нью-Йорке R/Greenberg
Associates закрыла свое отделение, занимавшееся компьютерной анимацией
и спецэффектами, а лондонская Mill Film, получившая в 2000 году приз
AMPAS за спе!1эффекты в фильме Гладиатор, закрылась в 2002 голу.

Почти все появившиеся в начале декады работы в той или иной мерс ис-
пользовали компьютерную технологию, и ближайшие несколько лет обе-
щают быть не менее плодотворными в этом отношении. По ссюбщениям
специализированных периодических изданий во время напечатания на-
стоящей книги создастся ряд анимационных проектов. Рабочие названия
некоторых из них на момент печати этой книги Шрек 2. Охотник на акул.
Мадагаскар и За изгородью (DreamWorks/PDI); Медведи, Мой народ. Цы-
пленок Литл. Дом а ряду (Disney); Невероятные Бреда Берда (2004 год) и
Автомобили Джона Лассетера (2005 год) (Pixar); а также Роботы (Blue
Sky/Fox). Фильмы на базе спецэф<|мжгов, вышедшие или готовящиеся к
выходу в 2003 году: Сорвиголова, Халк,Лара Крофт: Колыбель жизни. Вла-
стелин колец: Вомращепие короля. Матрица: Перезагрузка, Матрица: Ре-
волюция, Ангелы Чарли: Полный вперед. Терминатор 3: Восстание машин.
Дом с приколами. Пираты Карибского моря н Лиги выдающихся джентль-
менов. Среди других снимаемых фильмов стоит отметить фильмы, аффек-
ты для которых делает Sony Imageworks: Удивительный человек-паук и По-
лярный экспресс (Warner Bros.) фильм, где широко применяется техно-
логия захвата движения. В Лондоне компании Passion Pictures и Double
Negative начали производствотелевизионного серила Капитан Скарлет.

Индустрия игр продолжала соперничать с киноиндустрией за лидерст-
во в развлекательной сфере. Получили распространение он-лайновые
многопользовательские игры. В 2001 гопу Лара Крофт,расхитительница
гробниц стала самым кассовым фильмом. основанным на видеоигре. Вы-
пущенная Sony в 1999 году игра EtvrQuest насчитывала к 2003 году сепии
тысяч пользователей (рис. 4.7.2). Среди других многопользовательских
он-лайновых игр. выпущенных в 2002 голу, Ultima и Majestic производ-
ства Electronic Arts, а игра компании Maxis The Simms. URU: Ages Beyond
Myst (он-лайновая версия популярной игры) должна выйти в 2003 (рис.
4.7.3). Игровые плат(|юрмы начали предлагать дополнительные он-лайно-
вые услуги, а новые графические карты для персональных компьютеров
способствовали созданию инновационных игр широким кругом разработ-
чиков и производителен. Среди компьютерных игр (и игр, предназначен-
ных для игровых платформ), получивших признание критиков или ока-
завшихся экономически успешными в 2000 году, упомянем следующие.
Игры для ИК: Deus Ex (ION Storm Austin), Sims (Maxis), Diablo II
(Blizzard), No One Lii-es Forever (Monolith); для Dreamcast: Jet Grind Radio
(Smilcbit), Shrnmue (Sega AM2), Samba de Amigo (SEGA Sonic Team),
Seaman (Vivarium), и Crazy Taxi (Hitmaker); Spyro: Year of the Dragon
(Insomniac) для PS2 и Legend of Zelda: Majora’s Mask (Nintendo) для N64.
В 2001 году некоторыми из игр, получивших признание критиков и поль-
зователей, были: для Playstation 2: Grand Theft Anto 111 (DMA Design-
Rockstar Games), Jak & Daxter. The Precursor Legacy (рис. 7.4.6), Final
Fantasy X (Square), Ico (Sony computer Entertainment), Rez (United Game
Artists) и Metal Gear Solid 2: Sons of Liberty (Konami). Для X-Box: Halo:
Combat Evolved (Bungie Studios), Cel Damage (Pseudo Interactive) и
Odihrorld: Munch’s Oddysee (рис. 7.6.2); для ПК: Max Payne (Remedy
Entertainment), и Return to Castle Wolfenstein (Activision), а также Black f-’’
White (Lionhead Studios) для Drcamcast (рис. 7.3.2).

1.5.	Хронологические таблицы

В этих таблицах представлен хронологический обзор pantun ня трехмер-
ной компьютерной анимации и связанных с этим событий за последние че-
тыре десятилетия двадцатого века. В таблицы попали лишь избранные со-
бытия и вехи; дополнительную историческую информацию можно найти в
тексте данной главы или на сайте www.arlof3d.com. Чтобы облепить вос-
приятие ннформатш. я организовал таблицу на основе пяти категорий,
поясняемых на рис. 1.5.1.

Фильмы на базе видеоэффектов

Полнометражные анимационные
фильмы 2D/3D

Короткометражные мультфильмы

Компьютерные и видеоигры

События а компьютерной технологии
и отрасли

Сопутствующие технологии и события

Телевизионные программы

1.5.1 Цветовые обозначения,
использующиеся в хронологических
таблицах, приведенных

на следующих страницах. Зелены м
выделены фильмы с живыми
актерами, где используются
компьютерные спецэффекты
Призеры AMPAS в категории
визуальных эффектов помечены
звездочкой, а претенденты
перечислены рядом. Остальные
упомянутые в таблицах фильмы
со спецэффектами не номинирова-
лись на приз AMPAS. Малиновым
выделены полнометражные
анимационные фильмы,
большинство из которых включает
трехмерную компьютерную
анимацию Работы независимых
производителей и короткометражная
компьютерная анимация выделены
голубым. Компьютерные

и видеоигры, а также игры на основе
платформ выделены

Ряд этапных событий
о компьютерной технологии
и связанных с ней отраслях
производства и бизнеса выделен
Различные сопутствующие
события и технологии отмечены

. Телевизионные анимацион-
ные сериалы и ряд связанных с ними
событий выделены темно-синим.
1895...	1914...	1927...	1932...	1939...
Казиь Марии. королевы шотландцев. 1895  Прибытие поезда на вокзал братьеп  Люмьер. 1895  Полет на Луну Жоржа  Мелье. 1902  Большое ограбление поезда Эдвина Портера. 1911  Маленький Немо бинсора МмКея-первый короткометражный	Динозавр Герти Еинсорл МакКея, первый коротко- метражный фИЛЬМ С ‘ЖИ- ВЫМ" действием и анимацией, 1914  Рождение нации  Д В Гриффита. 1915  .'Лакс Ф.-ейшер изобретает ротосхопированне. 1915  Kodak внедряет обрати- мую фотопленку 16-мм	Певец Джаза - первый звуковой фильм. 1927  Диснеевские Пароходик Вилли - первый анимиро- ванный мультфильм с синхронизированным звуком, 1928  Пляска скелетов (Ub twerks), первый и? дисне- евской Забавной симфо- нии. 1929  Бетти Буп (Fienher Brothers). 1930	Появляется пленка 8мм и оборудование Kodak, 1932  Кинг Конг и Человек- невидимка 1933  Дебютирует Попай Флейшера. 1933  Невеста Фрснкеяштейна. 1935  Облик грядущего. 1936  Белоснежка и семь гно- мов, первый полномет- ражный мультфильм, 1937	Фильмы 1939 года со спецэффектами  Начались дожди*  Унесенные ветром Только у ангелов есть крылья  Частная жизнь Елизаветы и Эссекса  Толпер отправляется в пуп.  Юнион Пасифик Волшебник страны Оз  Появляются Путешествия Гулливера (Fleisliei Brothen.) и Кот Феликс.
мультфильм	Первая версия Багдадского пора, 1924	Запатентован телевизор. 1930		
Eastman Kodak поставляет ацетатную пленку Эдисону для использования пдомашних кинетоскопах, 1912	Виллис О'Брайен аними- рует динозавров в Зате- рянном мире. 1925  Метропоянс Ланга, 1926	Фрснкенштейн, 1931  Диснеееомй мультфильм Цветы и деревья - первый цветной короткометражный мультфильм. 1932	Академия кинематогра- фических искусств и наук учреждает категорию  Спецэффекты». 1939	1939  Диснеевские Пиноккио и Фантазия. 1940  (*-призеры AMPAS)
1940-41	1941-42	1942-43	1944-45	1945-47
Фильмы 1940 года со спецэффектами Багдадский вор* 13 других финалистов, включзя следующие;  Доктор Циклопе Возвращение человека- невидимки  Ребекка / Тайфун Шьсйцарскач семья  Робинзонов  Фильмы 1941 года со спецэффектами: Я хотел иметь крылья* 7 других финалистов, включая след:  Летный отряд Женщина-невидимка Морской ВОЛК Другие фильмы со спей эффектами:  Гражданин Кейн	Диснеевский Думбо. 1941  Выходит первый 9-минутный мультфильм из анимированного сериала Супермен  Фильмы 1942 года со спецэффектами: Пожнешь бурю* 9 других финалистов, включая след:  Черный лебедь Летающие тигры Один из наших самолетов пропал без вести  Агент-невидимка	Диснеевский Бемби. 1942  Пол Терри создает Могучую мышь - пародию на Супермена 1942  Фильмы 1943 года со спецэффектами.  Опасное погружение* 5 других финалистов, включая след: ВВС  Бомбардир  Северная звезда  Диснеевский Салю дос Амигос. 1943	Фильмы 1944 года со спецэффектами: Тридцать секунд над  Токио*  6 других финалистов, включая следующие: Приключения Маркл  Твена  Секретная команда  Фильмы 1945 года со спецэффектами: Чудесный человек* Капитан Эдди Спеябаунд Они были  незаменимыми Тысяча и одна ночь	Диснеевские Три кабальеро. 1945  Фильмы 1946 года сю спецэффектами:  Веселенькое  привидение* Украденная жизнь  Фильмы 1947 года со спецэффектах™  Улица Грин Долфин* Непобежденные  Диснеевский Сыграй мою музыку. 1946  Диснеевская веселая компания. 1947
1948-49	1950-52	1953-55	1955-57	1958-59

Фильмы 1948 года со спецэффектами Портрет Дженни* Глубокие поды	Фильмы 1950 года со спецэффектами Пункт назначения - Луна* Самсон и Далила  Фильмы 1951 года	Фильмы 1953 года со спецэффектами:  Война миров* (единственный номинант)	Фильмы 1955 года со спецэффектами: Мосты в Тох о-ри* Затопить Германию Дожди Ранчипура	Фильмы 1958 года со спецэффектами Мальчик-с-лальчик * Ход торпеды Другие фильмы со спецэффектами:
Диснеевский Время мелодий, 1948	со спецэффектами: Когда сталкиваются миры*	Диснеевский Питер Пен, 1953	Диснеевский Леди	Головокружение
	(единственный номинант)		и бродяга. 1955	Фильмы 1959 года сс с.-<цэф|>с*. ими.
				
Фильмы 1949 года со спецэффектами:	Диснеевская Золушка 1950	Фильмы 1954 года	Фильмы 1956 года	Бен Гур* Путешествие
Могучий Джо Янг* Тулсд	Диснеевская Алиса в стране чудес	со спецэффектами  20 тысяч лье под водой* Ад в открытом море	со спецэффектами Десять заповедей* Запретная планета	« центру Земли Дисисеяская Спящая
	Фильмы 1952 года	Они!	Фильмы 1957 года со спецэффектами: Враг под нами* Дух Сент-Луиса	красавица, 1959
Диснеевский  Приключения Ихабода	со спецэффектами Плимутские	Другие фяг/ъмы со спецэффектами:		Ub Uedu сопершеиппует пленочный кмпокслирсваль-
и мистера Тоуда. 1949	приключения*  (единственный номинант)	Годзилла		иый аппарат оптической пе- чати для съем»' пос-едом- телюсти шдроа, 1959
				
1960	1961		1962	1963	1964
Фа'ьмы соспгаэфрестамг Машина времени* Последнее путешествие Другие фильмы со спецэффектами Психо  Спзртм	Фильмы  со спецэффектами;  Пушки острова  Наварен*  Рассеянный профессор  Диснеевский 101 далматинец		Фи.'ьМЫ  СО спецэффектами Самые длинные дни *  Мятеж на Баунти  Другие фильмы со спецэффектам..!.  Доктор Ноу (первый фильм об агенте 007)	Фильмы со спецэффектами Клеопатра* Птицы  Другие фильмы Со спецэффектами  Ясон и аргонавты  Покадровые скелеты из Ясона и аргонавтов анимированные Реем Харрихаузеном. становятся классикой спецэффектов  Диснеевский Меч в камне  Ляпис Джона Витни. 16 мм, 8 мин  IBM представляет модели 360 - первое семейство	Фильмы  СО спецэффектам.! Мэри Поппинс*  7 лиц доктора Лао  Мери Поппинс - фильм с живыми актерами и сценами двумерной
ДкоиМагК|рт1г мзрабзтггаг’ емк прэрм-ллрианит USP ДМ грмюяеиий исхусстценного интеллекта  Kodak представляет обратимую итнось’енку Stachrome 2386	Каталог Джона Витни, 16 мм, 7 мин  Компании Fairchild Camera и Semiconductor  Instrument создают первую интегральную схему на чипе		Айван Сазерленд создает систему Sketchpad для интерактивной компьютерной трафики в Массачусетском технологическом институте (МТИ)  Студенты МТИ Слаг		анимации  Посадка на авианосец - ЗИ-анимация с помощью расчерченных на плоттере чертежей выполнен* Вильямом Феттером и  В Беркхартом в компании Boeing в Сиэтле
					Томас Курц и Джон Кемеии разрабатывают язык программирования BASIC
HitamzeABC в прадмпйм дебютирует цулиСфяал Багс Бают (Warner Eros.)	Мультсериал Топ Кэт (Налпа-Ваг1эета) дебютирует на АВС		Расселл. Шег Грэтц и Алан Коток создают SpaceWarl - первую интерактивную компьютерную игру - на DEC POP-1  Мистер Компьютерный Алфавит (Mr Computer  Image ASO, создан Ли Харрисонам третьим с использованием системы Scaninute		
Птрсыевь>7Оэ< MjnrxepMiu Флинстоуиы (Наппа- total) озиедят : проАмтсйм на ТВ				компьютеров с системой разделения времени кз базе Фортрана  Polaroid представляет цветную пленку	Повтор и замедленное шхпроиюсдеиие появляются в телевизионных спортивных программах
(АК. 166 вытупсое)				одноступенного процесса	Научно-фантастический пржлзэче1е«ский серна,* Джонни Квест (Наппа-
			Футуристический мультсериал Джетсоны (Hanna-Barbera) дебютирует на АВС (24 выпуска)		Barbera) дебютирует на АВС (26 выпусков)
1965  1		1966		1967	1968	1969

4МЛ*'.'М

со спей эффектами

Ш*роыя молния*

Ветичайшая и> кот дг либо
рэссхам»я*и историй

ЛА1ЙГЛ Ноля и Бзла Юлсш
создаст коиъюгер^ье
стерео анишцм
в М Laboratories

<ah'< продстлвляп $срс<
8 мм. наэый .«сбителъский
фэрмат гсптки

Рои дестю Чарли Брауна
дебетирует в кзчктве
передо телефильма на ТВ

Cewin Предвестники
бури 'лкрышет новую эру
з куьолыюй
’cxneiWHHoa анмцции

Фильмы
со спецэффектами:
Фантастическое
путешествие*

Гавайи

Другие фильмы
со спецэффектами
Миллион лет

до нашей эры

Колибри Чарльм Ксури -
первые примеры
изобриител»ной
компьютерной анимации

Последний выпуск
оригинального
мультсериала
Флинстоуиы выходит
в эфир

Фильмы

СО спецэффектами:
Доктор Дулитл* Тобрук

Диснеевская Книга
джунглей

Модель кабины
самолета, выполненная
Вильямом Феттером
в компании Boeing
включает компьютерную
30-анимацию
человеческой фигуры.

Художник Р Раушенберг
и физик из вев Laos Билли
Кловер основывает
в Нью-Йорке организацию
Эксперименты
в искусстве и технологии
(ЕАТ.)

Фантастическая
четверка и Шаээаи
(Hanra-Barbera)
дебютирует на АВС

Человек-паук (Marvel
Comes) дебютирует «а .АВС

52 эпизода анкме Гонщик
Спиди дублируются
на английский

Фильмы

со спецэффектами:
2001: космическая

одиссея*

Полярная станция

• Зебра*

Другие фильмы
со спецэффектами

Планета обезьян

Желтая подводная
лодка Джорджа
Даннинга представляет
радикально новый
визуальный стиль

Пермутации
Дкона Витни

Открывается
Evant & Sutherland.

Нова» система
рейтингов фильмов
вводится Американской
ассоциацией кино (МРРА)

Kodak представляет
обратимую цветную
пленку одноступениого
процесс-i Eastman 5249
(для односту пенного
дублирования оригинала)

Фильмы

со спецэффектами
Потерянные*
Крахатоу - к востоку

от Явы

Мальчик по имени Чарли
Браун Б. Мелендеза

Па-де-де

Нормана МакЛареиа

Видеокассета U-maUc
3/4 дюйма. Sony

Кеннет Томпсон и Деннис
Ритчи разрабатывают
UNIX о AT&T В<*’
Laboratories.

Алгоритм Варной
для удаления скрытык
поверхностей и разбиения
поверхности

Hanna-Barbera выпускает
сериал Скуби-Ду

На канале N8C
дебютирует
анимационный сериал
Розовая пантера
Фил1.мм
со спецэффектами:

Тора! Тора* Тора!*
Паттон

Другие фильмы
со спецэффектами:

Аэропорт
М*А*$*Н

В эту декаду
миникомпьютеры
становятся признанным
инструментом для 30-
анимации, мясная
модели POP и VAX (Distal
Equipment Corporation)

Система удаления
скрытых линий scan fine
разработана Воткинсом

На выставке в Осаке
Ехро'70 дебютирует
кинзлрэекциониая
Система IMAX

Фильмы

со спецэффектами
Набалдашник и метла*
Когда на Земле царили
динозавры

Другие фильмы
со спецэффектами
Молчаливое бегство

Кот Фитц Рамфа Бакши

Анимированные лица
выполнены
Фредом И Парком
о университете Юты

Открывается

Robert Abel 4 Associates

Intel выпускает
4-разрядиый процессор
4004

IBM изобретает гибкий
8-дюймовмй диск

Технология Dolby
подавляет шум
при записи звука
для Заводного
апельсина Стенли
Кубрика

Фильмы
со спецэффектами:
Приключения
'Посейдона* *
(единственный номинант)

Час лик Ральфа Ба«ши

Atari выпускает
аркадную игру Понт

MAGI анимирует
созданные на компьютере
помтотшльные объекты

Ашоритм удаления
скрытых поверхностей
depth sort Пьювелла

Intel выпускает
8-раэрядный процессор
8008

Фотоаппарат fbUtonl
SX-70 открывает эру
0Дкоступс1оюй
мгновенной фотографии

Phillips и MCA
демонстрируют систему
затки и воспроизведения
видеодисков

(В этом году приэ AMPAS
не присуждался)

Фильмы
со спецэффектами.
Изгоняющий дьявола
Мир Дикого Запада

Дикая планета Ренс Лалу

Паутина Шарлотты
(Warner Bros.

и Hanna Barbera)

Напла-8агЬсга выпускает
анимационный
телесериал

Семейка Адамсов.

Кабелыюс ТВ становится
основной тенденцией
в эту декаду

Фильмы

со спецэффектами.
Землетрясение*
(единственный номинант)
Другие фильмы
со спецэффектами
Китайский квартал
Ад в поднебесье
Молодой Френкенштейи

Голод Литера Фолдс.).
Националы*/# совет
по кино Канады

Intel и ZHog выпускают
микропроцессор

Intel 8080

Первая конференция
S1GGRAPH проходит
в Боулдере (Канада)
На ней присутствуют
600 человек.

8 США Techrxofo'
прекращает прок шодстио
фильмокопий

с переносом красителя

1975	1976	1977	1978	1979

Фильмы

со спецэффектами:
Гинденбург!*
(единственный номинант)
Другие фн.'хмы
со спецэффектами
Челюсти

Scxiy внедряет формат
видеокассет Betamax

Угагвсроттет штата Юта
становится центром
новатооэих исследований
в области компьотернэй
графики

Фильмы

со спец эффектами

Кинг Конг*

Бегство Логана*
(при> получили оба)

Shugart Associates
разрабатывает гибкий
диск размером
5,25 дюйма

64-разряд мый
суперкомпьютер Gay I
выполняет

166 миллионов операций
с плавающей запятой
о секунду

Слтв Возняк
ратрабатывлет Apple I

В фмльме Роки впервые
используется система
стабилизации камеры
Steadicam

АЕ-1 производства
Сапсп - первая камера
для 35-мы пленки
(для снятия неподвижных
изображений) со встроен-
ным микропроцессором

Фильмы

со спецэффектами
Звездные войны*
Близкие контакты

третьей степени

Другие фильмы
со спецэффектами:
Аэролор т77

Шпион, который меня
любил

Анимационные модели
космических
исследований
Вояджер выполнены
Джимам Блинном
ri let Propulsion lab

Atari представляет
домашнюю систему
дли иидеом'р VCS 2600

Выпущен
микрокомпьютер Apple II

Radio Shake выпускает
компьютер TRS-80

Matsushita представляет
формат видеопленки VHS
(Video home System).

Фильмы
со спецэффектами
Супермен*
(единственный номинант)
Другие фильмы
со спецэффектами
Козерог 1

Властелин колец
Ральфа Баши.

Midway импортирует
в США аркадную игру
Taito Space invaders

Digital Equipment
выпускает
миниксмлмэтер
VAX 11/780

Художник Лерой Нейман
использует систему
компьютерной генерации
для создания двумерных
изображений в реальном
времени по время
передачи игр Супер
Кубка на CBS

Фильмы
со спецэффектами

Чужой*

Черная дыра

Корабль ’Лунный

гонщик* / 1941

Стар трек (худ. фильм)

Другие фильмы
со спецэффектами
Апокалипсис сегодня

Галактический экспресс

999 - аниме (Рннгаро
и Кон Итикава)

Замок Калиостро
(Хаяо Миядзаки)

Alan выпускает ар<адную
игру Asteroids

Motorola выпускает
32-разрядный процессор
63000

Визуализации Вояджер 2
выполнены

Джеймсом Блинном
в Jet Propulsion lab.

6 Нью-Йорке открывается

Digital Effects

8 ИМ организована
компьютерная группа
dv-ъмы

w cTeu>J4waiui
ИмЛСрИЯ ИЗНОСИТ

ответный удар'
;гдингв*»0вл< исмлиант)
Другое филж-ы
;оспец>ффс1Т.млг;
Бегство и 1 Нио Йори
Биты по ту сторону’

галактики

Ксаиаду

Сил»'? Империя наносит
ответный удар ««эолит
фшым на союзе
сл-шффеюоз на новый
у^ве-ьС'С'тккт
Я Cmep.CiKTM

Король и птица
Пола Гргио

Сясбэдный полет
«пицц* л фрагтхгъных
пе.Ъамй Лорена

Kifoweepa

АСа. гыпуааег и.-ру $ркс
Invaders для осей
сипела VCS26CO

Karen алтуэает Рас Мал,
Сачуо популярную
юсздчую игру mi кек
суыеспусщих

Seagrte W.ndo^y
вьгух1ет жесткие диски
i'SiAWsorepcfi

Оподается Pacific Data

1п*а^св(Р£Х)

fcw М1ЧМЭСТ
прздаыть плейеры
для видеодисков

3 зго десятлетие
пыучаот распространенье
миздежемпьюгеры

Фильмы
со спецэффектами
Индиана Джонс:

Искатели
потерянного ковчега*

Охотник на драконов
Другие фильмы
со спецэффектами;

Амери канский
оборотень • Лондоне

Битва титанов
Наблюдатель

Наблюдатель становится
первым фильмам,
где играет первый
виртуальный персонаж
•Сииди», созданий
на основе сканнровани а
тела актрисы Сьюзен Дей

Секрет Н.ИМ.X
(Bluth Producticns)

American Pop
Ратьфл Бакши

Philips создает оптический
диск CD-ROM

IBM выпускает
персональный
компьютер на бате
процессора 8088
с операционной системой
MS-DOS

Sony выпускает дискеты
размеров 3.5 дюйма

/щам Осборн
(хьрабстъвзет первый
портативный компьютер
Osborne I ьесом

около 11 кг

8 Санта Барбаре
открывается Wavefront

8 Лос-Анджелесе
открывается Digital
Productions

В Нью-Йорке-
RyGreenberg Associates
(RGA)

Ouantef представляет
свою цифровую
графическую систему
Paintbox

MTV нликгет пр«.мые
трансляции на кабельном
телевидении

Серим Смурфы
(Hanna-Barbera)
дебютирует кт К8С

Иллюстрации печатаются

с разрешения Arete Entertainment. Inc

Фильмы
со слецэффегтами
Инопланетянин*
Бегущий по лезвию
бритвы

Другие фильмы
со спецэффектами
Огненный лис

Стар Трек II -Гнев Хана
TRON

TRON - первый фильм
с живыми актерами,
в котором было около
20 мин трехмерной
компьютерной анимации

ИМсотдает .Эффект
творения* для Стар Трек
II - первую сцену
со спецэффектом
в хул фильме, целиком
анимированную
на «омпьютсре

Джим Хенсон создает
Темный кристалл,
используя кукол,
покадровую съемку
и а..нмдтрон.чу

Властелин времени
Рене Лалу

Острое Карлы Нельсона
Макса (Lawrence

Livermore National Lab)

Sublogic рирабатыоает
компьютерную игру,
симулятор Microsoft
Flight Simulator - сначала
ляя Apple II. потже дляПХ

Открывается Silicon
Graphics (SGI). Alias
Research и Omnibus
Computer Graphics
открываются в Торонто.

Джеффри Гарднер
создает модели
бесконтурных облаков
и дыма в Grumman Data
Systems

Пилотажный тренажер
СТ5 (Evans б Sutherland)

Canon демонстрирует
первую электронную
камеру для съемки
неподвижных
изображений

Фильмы
со спецэффектами
Возвращение Джедая
(единственный номинант)
Осьминожка

Лед и пламя
Рал.фа Басши

Рост: таинственная
галакти.а - первая
анимация о серии
полуэбстрактных работ
художника-программиста
Нсимро Кавагучи

В аркадной игре Dragon's
Lavr. анимированной
Доном Блатом, впервые
нспольтована технология
лазерных дисков

Недорогой компьютер
Commodore 64
превосходит
по лющност.» игровые
приставки

Compaq представляет
свой первый компьютер -
клон ПК

SCI представляет
терминал IRIS 1000
на ба» процессора
Motorola 68000 с 10
или ' 2 геометрическими
процессорами

В Беркли открываете»
Tippett Studios авТокио
- Polygon Pictures

В восьмидесятые годы
коммерческое
производство
возглавляют компании
Pacific Data Images (POI).
Digital Productons.
Cranston-Csuri. Sogitec.
Tbyo Links и Omnibus

Изготовители
электронных
инструментов создают
MIDI (цифровой
интерфейс музыкальных
инструментов)

Фильмы

со спецэффектами
Индиана Джонс

и храм Судьбы*
Охотники

за привидениями
2010

Наусика из Долины
Ветров Хаяо Миядмхи

Биосенсор, созданный
УииоерситетомОсаки
и Toyo Links.-один
из первых примеров
реализаций перемещений
Ф-rryp и моделирования с
помощью капельных
поверхностей

Этюд натюрморта -
ранняя модель света,
тумзна, дождя и неба,
созданная в университете
Хиро-тимы

Анонс для Заводов,
неоконченного фильма
Нью-йоркского
технологического
института

Apple Computer выпускает
Macintosh

Pixar открывает двери

IBM выпускает ПК-АТ
на базе процессора 80286

Система рейтмк-оо МРРД
раешкрена-добап.пеиа
категория PG-13

На А8С дебютирует
новый телесериал Новые
тайны Схуби-Ду
(Hanna-Barbera)

Музыкальный видеоклип
Kockit (Херби Хэнадк)
получает приз за лучшие
спецэффекты в перлом
конкурсе MTV на лучший
музыкальный видео-клип

/\1 II (МАНИЯ, (ЛНОФФЕКГЫ II ТКХН0ЛО1 ИЯ В KOiri EKCTF

87
I1985	1986

1987	1988

1989

Фильмы

ГО «хиэффектами
Кокон’

Возвращение в страну Оз
Молодой Шерлок Холмс
Другие фильмы
со спецэффектами
Последний w здный боец
Назад в будущее

См.-ьм Последний звезд-
ный боен созданный с ис-
пользованием суперком-
гьютера Cray нз Digital
Productions, был первым
фильмом с подыми акте-
рами где присутствовала
реалистичная ксшпьютер-
нее анимация

Черный котел-первый
диснеевский анимацион-
ный ф.ыъм. где нсло.-ъю-
валась трехмерная «ом-
пьютери-w ге>нологи«

Рекламный клип Бвеся
(Вгйыпсе), где появилась
сексапильная девица
робот с убеди гелию
реалистичными
движениями. создан
Abel and Associates

Рост Ш Йоширо Кавагучк

Тони де Пелтри создан
Пгером Лашапелем
и его коллегами

Амерлкачскдя версия
8-ра>ряднэй юроэой
системы Nintendo
Entertainment System
(NES) с игрек) Super Mario
Brothers

Sega выпуехзет
8-разрядмую игровую
систему Master

Обрывается Kleiser-
Wakzak Зарывается
Digital Effects В Лондоне
начинает производство
The Moving Picture Co

Бьерн Страуструп  Bel
labs разрабатывает язык
программирования С* ♦

Переа» волна удобных
в применении
«ммжютертп
анимационных
ЗО-программ

Для научно-
исследовательских ртбот
В Национальном, научном
фонде создается сеть
NSFNET-будущий
Интернет (скорость
септ • 56 кб/еек).

ФиЛвМЫ

со спецэффектами
Чужие’

Лавка ужасов
Другие фильмы
со спец аффектами.

Полет Навигатора

В диснеевском Великом
мышином детективе
механизмы были
смоделированы и
анимированы средствами
компьютерной анимации

Небесный замок Лалута
X. Миядзаяи

Американский хвостик
Дона Блата

Лабиринт Джима Хенсона

Лампено* Джонз
Лассетсра номинирован
в категории AMPAS
«Лучший
короткометражный
анимационный фильм»

Неподвижное изображе-
ние Дорога на Пойнт
Рейс переосмысливает
реализм путем компонов-
ки фракталов и графт адов
для создания пейзажа

Тот. кто пришел
гуманной ночью создан
Исследовательской
Группой компьютерной
графики в университете
Хиросимы

В Монреале открывается
Softimage, о Париже
Mac Cuff Ligne
о Лос-Анджелесе - VIFX
и Лондоне - Framestore
Omnibus объявляет себя
банкротом

Intel выпускает
микропроцессор Intel
80386 (32 разряда,
4 миллиона операций
в секунду).

SGI выпускает серию
IRIS 3000 с одним
процессором MIPS
и геометрическим
процессором (движком)
Geometry Engine (10 МГц)

Ouantcl внедряет
цифровую компонентную
обработку видео
с помощью системы

Напу

Фильмы
со спец аффектами
Внутреннее

пространство’
Хищник

Акира Кацухиро Отомо -
полнометражный научно-
фантастический фильм -
популяризует аниме
среди международной
трите,-вехой аудитории

Стенли и Стелла: ломая
лед (Symbolics Graphics
и Wlvtney Demo
Productions) ранний
образец анимации
групп (стай).

Сон Реда
производства Плат

Крис Ведж в университете
штата Огайо создает
мультфильм Человек-
воздушный шар

Рандеву о Монреале
Нади Магненаг-Тальмлн
нее колаг-г

Nintendo выпускает в
США картридж NES
с игрой legend of Zelda

6 Нью-Йорке открывается
Blue Sky Studios Side
Effects Software (SESI)
открывается в Торонто.

В конце 80-х годов
начинаются исследования
в области моделирования
естественно выглядящих
полос и меха. динамики
твердых тел и
моделирования тканей
с видимыми нитями

В Apple Computer Билл
Аткинсон разрабатывает
Hypercard в качестве
интерактивного
инструмента разработки
программного
обеспечения (ЛО),

Hanna-Barbera выпускает
13 новых выпусков
сериала Джонни Квест

Фильмы
со спецэффектами
Кто подставил кролика

Роджера’

Крепкий орешек
Выллоу

Фильм Кто подставил
кролика Роджера откры-
вает новые горизонты но-
ваторским совмещением
живых актеров с анмми-
ротииныым персоналами

Многие автомобили
в диснеевском фильме
Оливер и компания
были трехмерными
компьютерными
моделями

Мой сосед Тоторо
Хаяо Миядмхи

Покадровая съемка,
куклы и «живое» действие
в Алисе Сванкмайера

Земля до начала времен
Дона Блата

Кладбище светлячков
режиссера аниме Исао
Такахаты

Жестяная игрушка

Джона Лассетера
и Вильяма Ривза (Pixar)
получает приз AMPAS

Технологическая угроза
Вильяма Кройера
и Брайана Дженнингса

Путешествие паровози-
ка (Pacific Data Images) -
ранний пример трехмер-
ного компьютерного сжа-
тия и растяжения

Nintendo выпускает
портативную систему
Game Boy (140x120
пикселей, 2.14 МГц)
с игрой Тетрис

Выпускается и получает
патент в США язык
шейдипга RenderMan

NAMCO покупает Japan
Computer Graphics Ufa.

Небо - модели света
и неба в университете
Хиросимы

Волдо С График - персо-
на», анимированный
в реальном времени
для передачи

Час Джима Хенсона

'Фильмы

со спецэффектами:
Бездна’

Приключения барона
Мюнхгаузена

Назад в будущее, часть II
Другие фильмы
со спецэффектами
Индиана Джонс
и последний
крестовый поход

Поле чудес
Охотники

за привидениями II

В Бездне реализована
первая убедительная
«сомльютер»1ая
30-анимация персонажа

Русалочка - последний
диснеевский фильм, где
использовалась традици-
онная технология
кентуроэки и заливки,
Последняя сцена создана
средствами компьютер-
ной графики

В Японки стартует
Служба доставки Кики
Хаяо Ми «дики

Все псы попадают в рай
Дона Блата

Безделушка (Pixar)
и Не тронь меня (Kinser-
Wakzak) - первые
примеры анимации
персонажей с помощью
здгоата движения

Предварительный про-
смотр Заводов (Нью-
йоркский техиолопг-ес
кий институт). Малень-
кой смерти Мапа Элсо-
на (Symbolics) и Эврит-
мии Сьюзен Амкраут
и Мишеля Жирара

SEGA выпускает
1б-разрядную игровую
систему Genesis

Moos выпускает SimCity

Inlet выпускает
32-разрядиьй
микропроцессор
Intel 80486

Открывается СА Scanline
Sogitec и TDI
объединяются
n Ex Madtina

letraset выпускает ПО
для ретуширования
изображений Color Studio
для «Макинтошей»

На ТВ дебютируют
Симпсоны Мапа
Греодкга
1990

1991

1992

1993

1994

Сэ'ЛЛС.

со спецэффектами
Вспомнить КС*
(едоктссмьмй номлшгг)
Другие фел-лы
со сгецэфф: стами:
Назад о будущее Ш
Крепкий opeiatx II
Дк< Трейси
Лрисмдсннс
Oxou и - Кроемым

Октябрем»

Дгдоек'не Спасатели
в Австралии -первый
зимицжьтый фил»м
этой студ.». целиком
выкпне нел! на первой
оерс ни системы CAPS

В фильме Джетсоны
(rtt.-ru-ВаФста) пегюльзу-
очя тргкпертные меха-
ними и де«.срзции,
coiWHHvc средствами
<пм1Ч»тер«о»1 аеыммрги.

Панспермия Карла Сим-
а-рання» коыльютер-
тня ангшгция с исполню-
ta>veu систем частиц.

Ofir S/Vlcmi tlWT/OQCT
Wh^Cornnunder-
пргкмчоггклуц
•ыгерымгаичную»
яру лея ГХ

hWendo выпускает
Super/Лию 3 -самый
.-родаюемый игровой
артридж все» времен

ВЛх-Адоелесе
оирммещя Santa Barbara
Studos, а Лондоне -
The Vail

ПО Lightwave,
рахибстс-хе Newkrk.
интар'руется
в arru.'uгное устройства
«hater»

Ad±e ялустасг
tto'piMMHuiT паяет
Photoshop

ДГЧ KCWbOKp»
АрсАт AUdntosh

Tnw Бернере-Ли
разрабатъвзет в CERN
яы. HT/AllhYpcrText
AUrkup Language)

МРАА перенмеиовыыет
а»ТрейгихХвНС-17
(«с ргрспенэ к гросмогру
литии 17 пп и младше)

№гегВм.выпуз.зег
шмицжтим сериал
Приклсыения мультяшек
Стивой Спилберга

Фыльмы

со спецэффектами:
Терминатор II:

Судный день*
Огненный вихрь
Капитан Крюк
Другие фильмы
со спецэффектами:
Стар Трек VI

Терминатор II - первый
блокбастер мейнстрима
с эффектами морфинга
и моделированием
настоящих движений
человеческого тела

Анимационная камера
в диснеевском фильме
Красавица к чудовище
перемещается в трехмер-
ном пространстве Это
первый анимационный
фильм, номинированный
на премию AMRAS
•За лучший фильм»

Е Мутациях

Вильяма Л Лэгэма. и Дон
Кихоте (Video System)
истю.’ь-хлли прием
анимации персонажей
по «."«левым кадрам

В Первородном танце
Карла Симса
использованы частицы
•: Магии листа Алана
Нортона использована
анимация динамшн
движения.

Американская версия
гб-разрядкой игровой Си-
стемы Super Nintendo
Entertainn»ent System
(SNES) с масштабировани-
ем, прозрачностью
u реальном времени

Мчсгооользомтельская
игра Falcon имитирующая
согду-шныйбой (Spectrum
Hdobyte). Аркадная игра
Street fighter II (Capcom)

Motorob выпускает
32-разрядный процессор
68040

Apple Computer выпускает
QuickTime

Линус Торвальдс выпуска-
ст я Сеть открытую опера-
ционную систему LINUX
(версия 0.01)

Профессиональная
цифровая камера Kodak

В Книгах Просперо Пите-
ра Тринвея сочетается
монтаж «мииы» с тради-
ционным киномонтажом

Фильмы
со сгицффектами
Смерть ей к лицу*
Чужие 3
Бэтмен возвращается
Другие фильмы
со спецэффектами
Дракула Брэма Стокера
Гаэонокосильщих

Начало 90-х годов
ознаменовалось
успешным возрождением
«живых» фмлх-иов
со спецэффектами

Диснеевский Аладдин
стал первым примером
использования этой
студией персонажей,
целиком анимированных
на компьютере,
а также трехмерных
компьютерных
органических
поверхностей

Порко россо (Розовый
свин) Хаяо Миядмхм

В прорисованном вручную
фильме Kroyer films
Долина папоротников:
Последний тропический
лес использованы
фильтры-детекторы
контуров для прорисовки
контуров потрут
ЗО-сюхектое.

Параллельный мир
Ральфа Бакши

Текучие сущности
Карла Симса - анимация
агстсмами частиц

Семь чудес света (Electric
images) раздвигают
горизонты архитектур**01’
визуализации

Открываются
Foundation Imaging
и Sony Imageworks

Для анимации Super
Mario используется
система захвата мимики
Facctracker
(SimmGtaphics)

NSFNET переводится
на пинии Т-3
(скорость: 45 Мб/сех)

Warner Bros выпускает
серим Аииманьяки
Стивена Спилберга

Warner Bras, выпускает
Бэтмен: анимационный
сериал

Фильмы
со спецэффектами:
Парк юрского периода*
Скалолаз

Кошмар перед
Рождеством
Другие фильмы
со спецэффектами
Беглец

Фнтм Парк юрского
периода устанавливает
новые стандарты
реализма, обратной
кинематики и цифрового
комлозитинга

Фильм Тима Бертона
Кошмар перед
Рождеством выводит
покадровую съемку
на ноями уровень
н становится классикой

Компьютерная анимация
в телесериале Вавилон 5
выполняется

га стандартных покупных
микрокомпьютерных
системах

Первая реклама Кока-
колы с Полярными
медведями создана
Rhythm & Hues

Myst раздвигает границы
интерактивных
визуальных возможностей
игр на дисках CD-ROM.

Джордж Ромеро и Id
Software выпускают
Doom Игры first person
беегюворотно
изменились.

Pixar получает
техэпгаеский призАМРА5
за Render Мап

Adobe выпускает
Photoshop для Windows

SGI представляет Опух
с системой виртуальной
реальности Reality
Engine} и графическим
ускорителем VTX;
количество процессоров
MIPS R-44IX) - от 2 до 24.

Открываются Digital
Domain и WETA

Начинаются прямые
трансляции Cartoon
Network на кабельгюм ТВ;
ведущий - Мокси, один
из первых виртуальных
телеведущих.

Warner Bros выпускает
сериал Два глупых пса

Фильмы

со спецэффектами:
Форрест Гамп*

Маска

Правдивая ложь
Другие фильмы
со спецэффектами:
Флинстоуиы

Скорость

Сцена панического
бегства антилоп
и диснеевском
Короле-льве - настоящее
достижение в области
интеграции традиционной
и компьютерной

ЗО-аниыацкн

Фауст Яка Сванкмэйера

Дюймовочка Дока Блата

Стрелы Листерина -
телевизионный
рекламный ролик студии
Pixar

32-ратрядкые игровые
приставки Sorry
Playstation и Saturn
(SEGA) появляются
а Японии (в США -
в 1995 году), вызывая
оживление в индустрии
электронных игр.

Погружение - ранний
эксперимент рендеринга
га основе изображения

Сутхрм.гкрогомпьюгеры
или рабочие станции
на базе 32- илт
64-рирЯДИых
процессоров C1SK и RISC
получают распространение
в начале декады

Apple выпускает
компьютеры PowerPC

Newtek начинает
продавать Ughwave как
самостоятельный
программный пакет.

Комиссия по рейтингам
компьютерных игр
выпускает категории
рейтингов для видео-
н компьютерных игр

Дебютирует формат DVD
Фильмы
со спецэффектами
Бейб*

Аполлон 13

Другие филылы
со спецэффектами
Бэтмен навсегда
Каспер / Конго
Город потерянных детей
Багровый прилив
Золотой глаз

Судья Дредд
Джумднджи/

Звездные врата

Особь

Двенадцать обезьян
водный мир

История игрушс*
первый фмльм, целиком
основанный
на трехмерной
компьютерной «намдцин

Сцены с каноэ и Матерые-
ИвоАвдиснесвсхой
Покахонтас созданы
средствами трехмерной
компьютерной графики.

Призрак в доспехах
Мамору Оск.т
(о США-□ 1993 году}

Анимация для
аттракциона Жерло
вулкана (New Wave)
настроена под тому
зрения зрителя

8 созданной R/GA для Sheil
Oil pexALVHOA» ролике
Танцевальная лихорадка
применен прием с«а nt"
и растяжения автомобилей

Крис Ландрет создает
конец

d Software выпускает
он-лалновуо игру Quake

В Японии появляется
Nintendo 64 - 64-ра тряд-
пая итрогил платформа

В Парихе открывает
Sparx*. в Лэс-Андхсисе -
Blur. SCI покупает
Alias/Wavefront

Internet превращается
в самоокупаемый
коимернеоэ1й проект,

Warner Bros выпускам
телесериал Пинки и Брэйн

Консорциум
из 55 компаний вводит
Формат видеозаписи DV

Опубликовано описание
и спецификации формата
MPEG-2

Фильмы
со спецэффектами

День независимости*
Сердце дракона

Смерч

Другие фильмы
со спецэффектами:

Миссия невыполнима
Скала

Стар Трек: первый
контакт

Джеймс и гигантский
персик объединяет
покадровую съемку
и технику компьютерной
анимации

В диснеевском фильме
Горбун из Нотр-Дам
использованы

3D- конфетти, массовка и
архитектурные элементы

6 Космическом джеме
(Warner Bros.)
использованы персонажи
Безумных, мелодий

Бой (Acclwn
Entertainment)
подтверждает
жизнеспособность
использования моделей
для анимации
персонажей

Тараканьи бега в
квартире Джо
(Blue Sky Prodix tiom}

Nintendo выпускает игру
Super Mario 64 (для N64),
Capcom - Resident Evil
(для ПК}. Namco-
аркадиую игру Soul Edge.
Core Design - Tomb raider

Dreamworks приобретает
долю в Pacific Data
Images Disney покупает
Dream Quest Inuges Fox
покупает VIFX

Microsoft выпускает
Windows 95.

Основано общество Visual
Effects Society (VES)

На канале Caitocn Network
дебютируют сериалы
гроынюдствд Наппа-
Barter а Лаборатория
Декстера и Настоящие
приключения

Джонни Квеста.

Warner 8'os. выпускает
сериал Супермен

Фильмы
со спецэффектами
Титаник*

Затерянный мир: парк
юрского периода
Звездный десант
Другие фильмы
со спецэффектами:
Самолет Президента
Чужой: воскрешение
Бэтмен н Робин
Воздушная тюрьма /
Контакт
Пик Данте
Пятый элемент
Флаббер
Марс атакует!
Люди е черном
Спаун / Вулкан

В Японии выходит
Принцесса Мононокэ
Хаяо Миядзаки.

(В США-в 1999 году)

Сцены с Гидрой
и мерфические облака
в диснеевском Геркулесе

Гох выпускает Анастасию
Дона Блата

Я вышла замуж за
странную личность -
работа Билла Плимптона

Созданный на студии
Pixar мультфильм Игра
Г ери Яна Пинкаеы полу-
чает приз AMPAS. В филь-
ме использован метод
разбиения поверхностей

8 созданном Digital
Domain рекламном ролике
Виртуальный Андре
«пользован макет

Лмюате-ьная анимация в
.tpe-'стрелггке» Soulblade
ВьяущсинсмМАМСО

AtiviiKxi выпускает Meeh
Warrior (для ЛК), Rare -
Golden Eye 007(дляМб1)
Capcom выпускает
аркадную Street Fighter III
a Namco - Tekken III

NVIDIA выпускает 128-
рлзрядный процессор
DirecBD

Sony представляет
формат HDCAM

Ha MTV и Fox премьеры
Южного парка и Царя го-
ры На Cartoon Network де-
бяэпфуют Корова и цып-
ленок и Джонни Браво.

Появляется один ит первых
целиком созданных на кам-
пыо тере le/cccpiance -
Перезагрузка (Menframe)

Фильмы
со спецэффектами
Куда приводят мечты*
Могучий Джо Янг
Армагеддон
Другие фильмы
со спецэффектами
Столкновение с бездной
Подъем с глубины
Годзилла

Затерянные о космосе
Мышиная охота
Плсзаятвиль

Солдатики
Сфера

Секретные материалы -
худ. фильм.

Совместкзя работа
Disncy/FUu Приключения
Флика и ANTZ производст-
ва DreamWcrks/PDI пред-
ставили мир созданных на
компьютере насекомых

Компьютерное моделиро-
вание массовки и рекви-
зита в диснеевской Мулан

Принц Египта
(DreamWorks} со стилизо-
ванными персонажами
и великолепными анима-
ционными эффектами.

Малобюджетный фи,-»м
Карапузы (Nickelodeon)
приносит хорошие
кассовые сборы.

Кирику и колдунья

Мишеля Осело знаменует
оживление французскссо
анимационного фильма.

Банни Криса Вед ка (Кие
Sky Stuck») получает прит
AMPAS я лучш1М коротко-
метрдкиый мультфильм

Бинго Крита Ландрета
исследует нео-дадаистский
театр. Аттракщ'си
Путешествие о Атлантиду
ОМАХ) анимирован
компанией Rnytlim Ь Hues

Namco выпускает Tekken 3
(для ПК). Nintendo-
Legend of Zelda: Ocarina
of Гиле (для K64)
и Quake 2 для ПК.

В Лондоне откоьлаегся
Double Negative

Премьера сер.илл Роли-
Поли-Оли целиком
созданного средствами
компьютерной 3D-rpjijv»n

На канапе Cartoon Networks
дебютируют Крутые
девчонки (Hanni-Baic-era)

Появляется пленка Kotak

SFX 200Т

ЛННМАНИЯ. СПЕЦЭФФЕКТЫ II технология в контакт

Фильмы
со спецэффектами
Матрица*
Звездные войны, эпизод

1	- Призрачная угроза
Стюарт Литтл
Другие фильмы
со спецэффектами
Конец света
Бойцовский клуб
Мумия
Сонная лощина
Дикий, дикий Запад

Двумерные /лазки кисти
воспроизведены
на Зб-гсомсгр«и в
диснеевском Тарине

История игрушек 2 вы-
водит Базза и Вуди на но-
вые уровни комедийных и
технических дости меинй

Диснеевская Фантазия
2000 с трехмерной
компьютерной графикой •
в Формате IMAX

Нэватерстий анимационный
стиль и игфотореалистичньй
р«-ндсрятнг в Стальном
гиганте Брэм Берда

Королевство обезьян
Жана-Ф. Лагеиони

Южный парк - больше,
длиннее и без купюр
с использованием
ЗО-тсхкики для создания
планарных объектов

Канат Даниэля Робишо -
клоун сталкивается
с бизнесменом

Музыкальным видеоклип
Бьор» АП is Full of Love

Нсфотореадлпичмий рен-
деринг и □срреа.-кглюс-
кий фарс в Рыбалке и Про-
странстпснных кадрах

Фиат-Люкс Поля Девебе-
ка - веха в рендеринге на
основе изображения.

Маска Петра Кариса
получает первый приз
жюри SIGCRAPH

Рабочие станции Pentium
SGI Открывается Discreet

Н.т канале Fok дебютирует
анимационный сериал
Футу рама

Прогулки сдиноиврами
(Framestrxe)

Первое цифровое «низ:
Звездные войны: Эпизод
I. Тарзан к Идеальный му»
(Шипы)

1н На’ V КЗ
2000	2001	2001 (продолжен.) 2002	2002 (продолжен.) |

фг.ъмы

io огеизффотамн
Глииатор*
Негодими

Идеальный шторм
Д/у-исфильмо
ооспездффехтами:
102 далматинца
Приключения Рокки ><
Булжюолл
Икой

Клети/Динозавр

Гринч, ПОГИГИТСЛЬ
рэждестм

Мисси» невыполнима-?

Мисси» на /Ларс
О, где же ты. брат?

Черна» дыра

Крютая планета /
Люди Икс

,1* нееио . »• Ди но тавр
отстает «ливне* задние
платы < реоыстхчмыми
г>е,хо-ч«-хмх содоона'и
С г<х«сл^»«: мзипыэтернсй
ЗЭ-жницих

Побег из курятника

(Аийпш Яибю1

Cwr-Works) hi союее
пхадржй съемки

Дорога ia Эльдорадо
<Dta-¥Axia)

Титан После гибели
Земли. Дона Блата (Гох)

Днсжлож

Похождения императора
и Кино про Тигру

Карапузы о Парихе
(TiWcfodeon)

Мул.гфглыз Рдеьфз
Эглсзонз (Рил?

Про птичек голу-ает
ггм| AMPAS

Ownushi то* »шы гуссмм
нркаджгтрзхмым
«угътфиъмсмщ
9CGWVXC0

В Интернете
раарссрзнхгсяАЬеп
Song сикгсра Наы>е

Дебопру».* Playstation 2.
Х-Вса и Gamecube

Потдмкя процессор Intel
Веп1шт4(1,5ГГц)

По»ап»егся гп.-фичеоуй
npWOTpNVOIA
GeForce?

сбеспечлваощий цмйдикг
тюлю селям

Фильмы

со слецзффсктами
Властелин колец:

Братство кольца*

1кхусстоениый интеллект
Перл Харбор

Другие фильмы
со спецэффектами

Черный ястреб
Кошки против соба*
Враг у ворот

Эволюция
Форсаж
Гарри Поттер и
философский камень
Пар* юрского периода UI
Лара Крофт,
расхитительница
гробниц

Маякибоун

Мумия возвращается
Планега обезьян

Дети шпионов
Пароль* рыба-меч

AMPAS учреждает новую
агеторло *3а лучцдей
анимационный фильм-

Анкмааиочны? фильмы
2001 года.

Шрек*

Джимми Нейтрон,
мальчик-гений
Корпорация монстров
Прочие:

Атлантида: затерянная
нмлери»

Последняя фантазия
Марко Поло:

еозпращение
вКсамаду

Пришельцы-мутанты
Ос мюсис Джонс

Принц света
Перемена: летние
каникулы

Труба лебедя
Пробуждение жизни

6 Шреке зпатджыя
комедия снимается
с самым передовым
рендерингом Эготфмтдл
полу-ает первый из призов
AMPAS «За лучший
анимационный фильм»

Б Корпорации монстров
(Ри.эг) те. кто долины
пугать, боятся тех.
кого пугают

Метрополии аниме
режиссера Ринтаро

Джимми Нейтрон,
мальчик-гений создан
студией Nkkelodecn
с помощью стандартного
покупного ПО при
бюджете ниже среднего

Последняя фантазия
(Square) демонстрирует
потрясающую
компьютерную графику,
но не делает кассовых
сборов

Manframe использует
технику захвата движений
танцоров Амер»*-* аясхого
театра Балета для
анимации персонажей
в целиком компьютерном
мультфиАмс Барби
и Щелкунчик,
выпущенном на видео

Короткометражный
мультфильм Пита Доктера
и Роджера Гоуддл Новая
машина Майка (Pixar)

Значения Ван Фана - луч-
ший короткометражный
мультфильм на SfGGRAPH
2001

Sega прекращает
ПХИ38ОДСГ0О платформы
Oreamcast

Игра Grand Theft Auto III
(Rrxfcitar) становится
хитом

В Лондоне происходит
с,-*<Я1*»с Framestore и CFC

В Париже открывается
LaManon

Появляется
прсгралсмируелзыи
графический процессор
NVIDIA беГогсеЗ

Intel выпускает
64-разряд иый процессор
Itanium

Fcundaiirxi Imaging создает
26-оерийиьй компьютер-
ный сериал Дэн Дейр •
пилот будущего, главным
героем «хпоро-о был пер-
сонаж из английских ко-
миксов 1950-х. Стоимость
сериала - 20 миляиочоо
долларов США

Фильмы
со спецэффектами.
Властелин колец:
Дпе башни*

Человек-паук
Звездные войны,

Эпизод II: атака клонов

Другие ф-илыин
со спецэффектами
Астерикс и Обеликс
миссия Клеопатра

Блэйд2
Останавливающие время
Умри, но не сейчас
Атака nay к оо

Гарри Поттер и тайная
комната

Люди в черно*» 2
Особое мнение
Комната страха
Власть огня
Обитель зла
Скуби-Ду

Царь скорпионов
Солярке

Дети шпионов 2

Стар Трек: Немезида
Стюарт Литтл 2
Машина времени
Три икса (хХх)

Во Властелине колец 2
используется сочетание
захвата движения
и использования клкмевых
кадров для анымщии
Голлума, а также
замечательное ПО для
моделирования массовки

Звездные войны 
эпизод II был снят
в формате видео высокой
четкости (НО) с широким
использованием техники
голубого задника и
виртуальных персонажей

В фильме Роберта
Родригеса Дети шпионов 2
кгкзльзоздпея фюрлат HD
и компьютерная ’ехкика.
позволившие обеспечить
преимущества
немшкимой модели
пран модели

Анимационный фмтл*
Хаяо Миядзаки

Унесенные призраками
построенный
на поразительном сюжете,
получает приз AMPAS

Фильм Криса Беджа
Ледниковый период (Fox)
соединяет комедию
и сложнейший рендеринг
по методу таксировки
Л>41

Барби и дракон (Mattel)
оыпускается на видео

Анимационные фильмы
2002 года:

Унесенные призраками*
Ледниковый период
Лило и Стич

Спирит, душа прерий
Планета сокровищ

Прочие:

Живой лес
Эй, Арнольд!

Пришельцы-мутанты

Крутые девчонки (первый
полнометражный)

Возвращение

в Нетландию
Дикие Торнберри

Г г,токые г ерем дискевско-
го мульт фильма Лило и
Стич гавайская девочка и
се друт-инопланстянмн
Роскошные акварели
в mine ретро

Диснеевская Планета
сокровищ демонстрирует
великолепную двумерную
и трехмерную texi«Ky, но
не становится кассовой

ТриоиэБельвилля

Силызсна Шомс выходит
во Франции Сочетание
20и 30

Ззлощгнаощиеся
рекламные ролики для
Blockbuster's Cari and Ray,
Levis X-Box Mosquito и
Game Boy Advance

Толстяки Эрика
Армстрока получают при)
AMPAS за лучший
короткометражный мул>т-
фнльм

Собор ’омека Багннсхи
попумзет приз SIGGRAPH
за лучщич корэтх.омсграж-
ный му АТфИЛЬМ

Игры Medal of Honor:
Allied Assault (для ПК).
Kingdom Hearts (для PS2).
Animal Crossing (для N64)
и Munch's Odyssey
(дгоХЕОХ)

Разработан язык
программирования
CfJNWXA)

Apple Computer покупает
Shake компании Nothing
Real

Захры гаюгс.т Mill FcVn и
Secret Ub - отделение
Disney, занимавшееся раз-
рабогкей спецэффектов

Телкерилл Дино толи я
(Fram«tore./CF<)
2003

Фильмы

<о спецэффектами
Сораиголоил
Халх

Контуру Дмсклот

Лара Крофт:

Колыбель жизни
Лига выдающихся
джентльменов
Властелин колец:
Возвращение короля
Матрица: Перезагрузка
Матрица: Революция
Дети шпионов 3:

Игра окончена
Терминатор 3:
Восстание машин
Люди-Х 2

Общество Vsual Effect!
Society проводит первый
конкурс на свои призы

Среди вышедших
полиометрая.чых
фильмов визуально
эффектные В поисках
Немо (Pixar) Синбад:
Легенда семи морей
(DreamWorks) и
диснеевские Большое
кино Пятачка
и Книга Джунглей 2.

8 данный момент
находятся о
производстве
Шрек 2, Охотник
на акул Мадагаскар
(DreamWorks). За
изгородью (Wallace and
Gromit).

Диснеевские Мой народ.
Цыпленок Литл,
Дом п ряду. Медведи
Warner Bros looney
Toones Blue Sky/Foi
Роботы

Во Франции планируются
к выпуску: полностью
компьютерная Каема
(ре»: Крис Делапорт)
Пророчество лягушек
(Жак-Реми Жирер)
Дети дождя
(Филипп Леклерк)

Sony внедряет формат
видеозаписи в высоком
разрешении HDCAM-SR

ГЛАВА 1

Основные термины

Американская академия
кинематографических
искусств и наук (AMPAS)

САПР и АСУП (CADAM)

CAPS

Cinefex (журнал)

Кодек

Автоматизированное проектнро-
ванне н производство

Корпоративные компьютерные
сети

Технология компьютерной
графики

Компьютерные игры

Цифровое кино (D-кино)
11и(|»|ювая среда
Цифровые методы
формирования изображения

Цифровая информация

Цифровые кинопроекторы

Цифровое видео

Dreamcast (шровая илат<|х>р.ма)

GameCube (игровая нлат<|юрма)

Эфс|к*кт «творения»
Геометрический процессор

(движок)

HDC-F950 (камера)
11нфровое видео высокого
разрешения (III))

Кинетофоны

Кинетоскоп

Аттракционы
Linux

Mac-OSX (операционная
система)

Мейнфреймы большие ЭВМ
Супер|1араллелы1ыс компьютеры

М|1КрОКОМ11ЫОТСрЫ

Миннкоыньютсры

Американская Ассоциация Кино

(МРАА)

NI узы кал ы । ые видеокл ины

Nintendo 61

(игровая платформа)
11гры на базе игровых 11лат<|и>рм
Playstation

Playstation 2

RcnderMan (язык шейлинга)

Scanimate

Седьмое искусство

С пениальная группа
по компьютерной графике
(SIGGRAPH)

Обзор видео SIGGRAPH
Кремниевый чип
Графический планшет
Супермнкрокомпьютеры
Synthavision
Разделение времени
UNIX

Viper(камера)
Windows NT
Рабочие станции
www.artof3d.com

Х-Вох (игровая платформа)

Иллюстрация печатается с разрешения
NVIDIA Corp
ГЛАВА 2

Цифровой процесс
производства

Краткое содержание

СУЩЕСТВУКТ МНОЖЕСТВО РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ и
|фавводсгва трехмерной компьютерной анимации или эпизодов со спецэф-
фектами. В сущности, способов производства столько же, сколько проектов (с
их розньшн объемами ресурсов и разными творческими задачами). В настоя-
щей главе iipc,iriaK.Tcii ряд методик организации цифрового производства:
а.жь также объясняются особенности и назначение каждой ил этих методик.

2.1.	Производственная стратегия

11.1ани|хййннс производственной стратегии для проекта, прсдусматривакице-
m создание компьютерной анимации, начинается с определения типа пронз-
видспа, степени технической сложного! задач и объема основных ресурсов
таких, как бюджет, сроки. персонал и компьютерные системы. В зависимости
вт сочетания .mix факторов xioiyr выби|К1Тм*я |xkiihjc производственные
стратегии. Про1сцюдгпм'нныс тенденции также изменяются в зависимости от
\nvra и времени. Годы экономического подъема обычно характеризуются
щедрыми бюджетами. И»> в другие времена бюджеты оцыничгны. так как заказ-
чики премии я экономить. где только возможно. I I ап ри мер, в конце 1990-х го-
дов многие студии Голливуда приняли решение о сокращении пропзводст-
Ш-Ш1ЫХ расходов, причем размеры сокращений составляли от 20% до 40% на
фильм. Вообразите себе, как это повлияло на прл1кшодст1ЮС11сц.х|х|х*1пов!

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Проилюдстостоия стратегия....43

Цифровая студия компьютерной
анимации ......... ..	... 4В

Творческие, технические
и произаодстаеинне группы... 52

Обюр процесса компьютерной
змишщии........... ....... 59

10 профессиональных советов
для компьютерных аниматоров
и цифровых художников.. .. 67

Составление демонстрационного
ролика.....................74

Основные термины ........... 78

Тип производства

11|хх‘кгы создания компьютерной анимации могут сильно отличаться друг
от друга в зависимости от своего производственного типа. Эксперимен-
тальный короткометражный мультфильм, эпизоды со спецэффектами для
фильма с живыми актерами, рекламная продукция, серия из анимационно-
го телесериала. игра в реальном времени для тропой приставки и произ-
водство 11<>лномст|К1ЖИоп> мультипликационного фильма сильно отлича-
ются друг от друга и по преследуемым целям, и но динамике проектов. На
pic. 11 1 перечислены некоторые распространенные в паши дни категории
Проектов оазданпя компьютерной анимации. Подумайте о различиях меж-
ду двумя крайними полкхами. одним из которых является производство
одним человеком экспериментальной компьютерной анимации, а другим
создание компьютерной анимации для полнометражного фильма. Задачи
экспериментальной компьютерной анимации изучение различных прие-
мов, тем или трактовок, которые обычно не прпсутстиуют в работах, отно-
сящихся к мейнстриму. Большая часть экспериментальных работ нсорисн-
ПфОКШЭ на вкусы массового зрителя, поэтому режиссер, зачастую являю-

{Все рисованные вручную
иллюстрации в этой главе,
подписи к которым отсутствуют. -
С 2002 Harald Siepermann).
•	90-минугный анимационный
фнЛЬМ. ЦСЛИКОМ 1ШПОЛНСННЫЙ
на компьютере

•	30 минут анимации, дополняющей
рисованный вручную мультфильм

•	15-минутный целиком
компьютерный анимационный
эпиюд в телесериале

•	10 минут эоиюдов для ролевой
компьютерной игры

•	4-минутный независимый
мультфильм

•	2-минутная еженедельная
анимация для Интернета

•	30-секумдная заставка
для еженедельной телепрограммы

•	15 секунд для телевизионного
рекламного ролика, снятого
п реальных условиях

•	300 движений для компьютерной
игры--стрелялки« в реальном
времени

2 11 Некоторые из наиболее
распространенных типов
анимационных 3D-проектов

шийся одновременно сценаристом и аниматором, обладает большой свобо-
дой для экспериментирования даже несмотря на то. что ресурсы экспери-
ментального производства обычно невелики. Хотя это последнее обстоя-
тельство может негативно повлиять на технический уровень проекта, а так-
же на количество используемых компьютерных систем и привлекаемых со-
трудников. оно может иметь и положительную сторону, выражающуюся в
менее жестком производственном графике и большей творческой свободе.

Готовая компьютерная анимация может сильно различаться но продолжи-
тельности. Не существует стандартной продолжительности, которая опреде-
ляла бы. что есть короткометражная. а что - полнометражная компыотерная
анимация. Как правило, все, что длиннее 30 .минут, уже не считается корегг-
комстражкым. Тридцать минут не такое уж большое время, особенно по
сравнению со средней длиной полнометражного художественного фильма,
согпшлямяцей около 90 минут, однако oi-ромный объем работы, необходи-
мой для производства 30-мпиутиого куска компьютерной анимации. застав-
ляет считать такой фрагмент длинным с производственной точки зрения. Ко-
роткие компьютерные анимации, длина которых нс превышает 1 минуты, со-
здаются, как ирвило. для экспериментов, студенческих проектов, телевизи-
онной рекламы, заставок-идентификаторов телеканалов, «шапок» телепро-
грамм и пиров различных фильмов. Компьютерная анимация, относящаяся
к категории «средней длины». включает серин анимационных телесериалов,
наборы сисц.х|х|х.чстон, которые будут вставлены в художественный фильм
пли телесериал. анимации для аттракционов в парках отдыха или специали-
зированных помещениях, а также специальные творческие проекты, финан-
сируемые госула|мтвом или производст1К'11Ными предприятиями.

Техническая сложность и носитель готового продукта

В зависимости от конкретного проекта техническая сложность эксперимен-
тальной компьютерной анимации может быть весьма различной, однако во
всех случаях следует тщательно выбирать уровень сложности технического
исполнения компьютерной анимации, дабы успешно реализовать производ-

ство на базе имеющихся ресурсов. Полнометражные компьютерные анима-

ционные фильмы обычно создаются с расчетом на успех у массового зрите-
ля. большинство проектов подобного тина довольно сложны и требуют про-
думанного планирования даже при наличии значительных ресурсов. Такне
нрем-кты обеспечивают решение сложнейших творческих и технических за-
дач, но. с другой стороны, налагают серьезные ограничения, связанные с не-
обходимостью создать продукт, который будет хорошо продаватия и прине-
сет тем самым прибыль партнерам и инвесторам и премии исполнителям.

С точки зрения технической сложности компьютерная анимация может
быть разной: от самой незамысловатой до крайне сложной. Простой в техни-
ческом смысле анимационный компьютерный проект может включать лишь
несколько объектов, анимированных с использованием одного пли несколь-
ких простых способов реализации движения. Например, многое заставки на
телеканалах или «шапки* телевизионных п|юг|>амм, созданные средствами
трехмерной компьютерной анимации, могут быть сложными с точки зре-
ния траектории движения камеры, но технически простыми с точки зре-
ния используемых приемов реализации движения. Обычно для таких
проектов применяется анимация по ключевым кадрам. «усиленная» пре-
вос.хо.тно выполненными моделями и отличной визуализацией (ренде-

рингом). Выполнение для фильма в жан|х> «экшн» с живыми актерами эпи-
зода со спецэф(|)ектамн. включающими компьютерную анимацию, обычно

•II

IU (Фровой пгоцкс1:1пч>||звол(ПВА
подразумевает использование несказькмх методов реализации движения
таких. например, как «|юрмп|ювапне ключевых кадров. об|хггоая кинемати-
ка 1! динамика движения. В проекте подобного типа сгенерированное на
компьютере движение должно быть идеально сннх|юннзировано и согласо-
вано с «живым» действием. «живыми» снецэ(|м|м?ктамн и традиционной цел-
лулоидной анимацией. Носитель конечного продукта обычно оп|>еделяется
io ранней стадии проекта, поскольку имеет существенное значение с точки
зрения сроков и бюджета. Абсолютно необходимо выяснить характеристи-
ки носителя конечного продукта в самом начале работ по проекту, так как
зги характеристики будут определять, помимо прочего, пиксельное разре-
шение п формат кадра подлежащих просчету изображений (Вопросы, каса-
ющиеся конечного продукта, освещаются в главе 15).

Совещания, совещания, совещания...

Лучший способ справиться с техническими сложностями выполнить тща-
тельное планирование до начала производства. Планирование на сталии
подпповки произволова начинается с совещаний, в которых обычно участ-
вуют продюсеры пли постановщики проекта. Цель таких совещаний со-
брать ниформащполля выбо|>а техничес кой стратегии, необходимой для по-
лучения желаемых результатов Продихеры и постановщики могут предсх-
тавшъ такую 11Н<|х>рмацпю, как творческое видение проекта, его визуальная
стилистика, бюджет и сроки; эта информация важна для определения уров-
ня технической сложности. Лица, ответственные за спецэффекты, старшие
аниматоры, руководители проекта и другое могут внести существенный
вклад ваги первые дискуссии. 11осле проведения раскадровки будущей ани-
мации необходимо провести совещания с техническими постановщиками,
отвегственнымп за прояснение сложных технических вопросов, обеспече-
ние технической поддержки и разработку новых инструментов, которые мо-
гут понадобиться для выполнения проекта. Цель проведения этих совеща-
ний и выполнения раскадровки сузить круг возможностей и разработать
четкий план действий. В этом плане должна быть предусмотрена техниче-
ская реализация каждого фрагмента компьютерной анимации; кроме того,
oil должен содержать ясную концепцию, которая будет направлять произ-
водство. В производстветюм плане должен также содержаться ряд таких
производственных параметрон, как количество кадров, уровень сложшхтп
моделей п кодн’геспю спецэффектов. Кроме того, в плане должны был» про-
писаны этапы работ, что поможет коллективу определиться с приоритетны-
ми задачами и используемыми стратегиями. 11а более нозлпих стадиях про-
изводственного процесса совещания станут форумами для показов выпол-
няемой работы и организации циклон правок и согласований.

Планирование технологического процесса
производства и съемок

Выбор конкрспюго способа технической реализации или комбинации ис-
пользуемых методов среди всех существующих < >быч! ю требует отыскания ба-
лат.! между лучшим способом достижения желаемого результата и наимень-
шими затратами, необходимыми для этого. Такой баланс должен учитывать
не один, а все фрагменты проекта. Техническая реализация каждого эпизода
начинается г анализа его элементов и аюсобов их взаимодействия друг г дру-
гом. Результатом этого анализа всегда является письменное описание плана
([фагмеита. который включает элементы эпизода, их взаимодействие и кон-

Анализ съемок
или цифрового производства

Творческие вопросы

•	Тип проекта? (См, рис 2.1.1)

•	Четкое творческое определение?

•	Может ли о процессе производст-
ва измениться режиссура?

•	Контекст эпизода?

Что происходит до и после?

•	Длительность в секундах
или минутах?

•	Нужно ли согласовывать
с «живым* действием?
Визуальный эффект
или стилизованная анимация?

Технические вопросы

•	Разбирается ли заказчик
в технических вопросах?

•	Природа действия?

•	Тип движения?

•	Сложность геометрии?

•	Количество основных

и второстепенных персонажей,
основных или второстепенных
элементов?

•	Тип объектива и источники света?

•	Характеристики конечного
носителя и процесса?

Вопросы логистики

•	Размер бюджета?

•	Срок сдачи готового проекта?

•	Сроки предварительных
просмотров?

Могут ли они измениться?

•	Размер и тип коллектива?

•	Какие нужны средства
компьютерной анимации и какие
вычислительные мощности?

•	Какие еще материалы могут
потребоваться до начала
и до завершения проекта?
Вероятность их своевременного
получения’

2.1.2 Анализ съемок спецэффектов
или процесса анимации является
одним из наиболее важных
моментов подготовки производства
Этот процесс начинается
с рассмотрения основных творческих
задач проекта, а также основных
переменных, которые могут
повлиять на производство. Анализ
съемок или проекта выполняется
для того, чтобы о конечном итоге
выработать конкретную производст-
венную тактику, которая обеспечит
получение наилучших результатов
о условиях имеющихся ограничений.
2.1 3. При планировании эпизода
должны учитываться все его
составляющие - в данном случае
кадр включает разные элементы
Созданный на компьютере
космический корабль Рапира,
скомбинированный с реальными
декорациями (вверху), был собран
из нескольких компонентов,
(на противоположной странице)
включая реальную съемку,
созданные на компьютере
и просчитанные послойно элементы
и композитинг (Изображения
из игры П7лх Contmtiinlrr печатаются
с разрешения Digital Anvil Visual
Effects, отделения Digital Anvil)

кретпые методы, которые будут использоваться для их аодштя. 11менно на
этой стадии абстрактые цели и режиссерское видение должны быть превра-
щены в пс|к*чень конкретных производственных 1гарамет|юв (рис. 2,1.2).

Разработка производственного процесса это нолупаука, полуискусст-
во. Отчасти она основывается па таких жестких <|»акторах. как бюджет и
сроки, но. кроме того, н па тщательной оценке более топких моментов - та-
ких, например, как творческие задачи или даже личные особенности чле-
нов рабочей группы, се динамичность и производственный опыт в целом.
11орой то. что уместно вболыпой производственной компании, может при-
вести к катастрофе в маленькой студии, а то. что подойдет для фильма с
анимированными на компьютере персонажами, может оказаться абсолют-
но неприемлемым для «живого кино» иа основе спедоффектов.

Успешный производственный процесс не выстраивается в вакууме - при
его проработке необходимо учитывав, специфику производства и. что еще
важна*, обсуждать его с ключевыми членами производственного коллекти-
ва. получать от них замечания и комментарии и учитывать :пу информацию
при составлении производственных штанов. В наши дни. когда инструмен-
ты производства гак быстр»» изменяются. слишком часто приходится слы-
шать истории о том. как цифровым производствам не удалось достичь жела-
емых целей из-за плохо спланированного производственного процесса или
негибкости продюсера или руководителя проекта. который не прислуши-
вался к пиктам более опытных членов производственного коллектива.

Ответственность за выработку оптимального производственного про-
цесса обычно лежит на нескольких лицах, занятых в производстве. В эту
группу могут входить художественные и технические руководители про-
екта. помощник продюсера, руководитель производства и другие члены
художественной и анимационной производственных групп. Нередко слу-
чается, 'по художник-постановщик или помощник продюсера в нсбодь-
шой студни вынуждены исполнять обязанности руководителя проекта, ко-
гда руководитель производства не укладывается в бюджет.

Самые опытные руководители производства или ответственные за
съемку способны выстроить оптимальную структуру производственного
процесса отчасти потому, что уже занимались этим ранее, совершали
ошибки и. скорее всего, учились на них. а отчасти потому, что хорошо раз-
бираются в производственном процессе. Многие опытные руководители
производства, режиссеры-мультипликаторы или ответственные за п|юнз-
водство спецэффектов способны интуитивно составил» довольно точную
и разумную схему производственного процесса точно гак же. как опыт-
ный повар может приготовить восхитительное блюдо из взятых «на гла-
зок» ингредиентов, не заглядывая в поваренную книгу (рис. 2.13).

При разработке производственного процесса необходимо все в|к*мя опи-
раться на два ключевых принципа: стремление к цели и компромисс. Вся-
кий производственный процесс Предполагает такую организацию элементов
и операций. свя;<анных с проектом. при которой исполнение работ и реше-
ние задач служило бы достижению цели. Проблема, однако, coctoitt в том.
что служение достижению цели может означать весьма |шные вещи для ка-
ждого члена производственного коллектива или для каждой группы людей,
занятых в битее масштабном про!13водстве. 11апример, для человека, отвеча-
ющего за выделенные па производство финансы, «достичь цели» означает
уложиться в бюджет. Для продюсера или заведующего отделом рекламы (в
случае производства рекламного ролика для телевидения) выражение «дос-
тичь цели» шипи всегдаэквнваленлю фразе «заказчику понравилось». Для
художника же достижение цели редко означает что-нибудь, кроме «я удов-
лстворен результатом* (атакой подход подразумевает, что проект становит-
гя бесконечным). Поэтому важно, чтобы лица, принимающие решения о
том. каким образом коллектив будет реализовывать целевой прехчег (укла-
дываясь в сроки и бюджет), звали, как сбалапсн|ювать различные аспекты
проекта, а также как найти разумный кохшромнсс между движущими спла-
йн проекта. Если такой производственный б;панс в iijxx'ktc отсутствует,
для одной или нескольких групп, ответственных за определенные пронзвод-
спи иные показатели, процесс может оказаться поистине ужасающим.

Творческие задачи

Определение творческих задач проекта порой оказывается прямолиней-
ным н ясным процессом, а иногда превращается в мутный навязчивый
кошмар. В целом определение творческих задач проекта, включающего
трехмерную компьютерную анимацию, лучше всего удается человеку на-
пример. художнику-постановщику, который определяет визуальный
стиль п|хх‘кта, и небольшой i руине лип. объединенных общей творче-
ской концепцией. Впрочем, правил для наплучшего способа определения
творческих задач нрекжта нс существует. Одно известно наверняка: опре-
делить их нужно как можно раньше и лучше всего не менять их слишком
часто или слишком радикально. Предупреждение: изменение творческих
задач н|ик'кта после начала производства почти всегда но|южлает волну
негативного воздействия, которое приводит к срыву сроков, осложнениям,
дополнительным издержкам и разочарованиям.

Бюджет, сроки и ресурсы

Проект. предусматривающий создание компьютерной анимации, в значи-
тельной степени зависит от выделенных на него ресурсов. Одна из основ-
ных задач. например, режиссера спец:и|и|к‘ктов или руководителя компью-
терном анимации состоит в том, чтобы обеспечить соответствие между вы-
.П'.ииным (продюсером или режиссером) на проект бюджетом и достиже-
нием желаемых результатов. 11е менее важно и то, чтобы график производ-
ства (также устанавливаемый продюсером или режиссером проекта) осно-
вывался на реалистичных сроках п п|х’дусматрпвал достаточно времени
дтя достижения желаемых результатов. II бюджет, и график производства
сильно влияют на каждодневную производственную динамику, поскольку
определяют КОЛИЧСЧТ1Ю и квалификацию нанимаемых сотрудников, а так
4.|'<мм’мы и мощность компьютерных ресурсов, которые можно будет ис-
пользовать.

Время, необходимое для выполнения компьютерной анимации, зависит
от типа производства и уровня его к-хпнческоп сложности. Типовая про-
должительность производства простой компьютерной коммерческой ани
мании составляет от одного до двух месяцев, причем для такого пронзвол-
спй может 1ютребо1кпься всего.тишь пара аниматоров и компьютеров. Ко-
роткий продукт со сложными техническими требованиями и комнознтнн-
гом например.телевизионный рекламный ролик может потребовать от
двухдотрсх месяцев, полудюжины аниматором и компьютеров и пары ру-
ководителей.

На создашь батес продолжительной компьютерной анимации, включа-
ющей ЖЯПШ фрагментов и требующей большого объема взаимодействия
с 'Живым» материалом. спецэффектов и композитннга, - например, если
речь идет о полпомет|>ажном фильме может уйти год. Для этого типа
•	Творческий персонал

•	Проимюдствекиый персонал

•	Технический персонал

•	Административный персонал
и персонал по маркетингу

•	Готовое программное
обеспечение

•	Программу обеспечение
собственной разработки

•	Вычислительные мощности

•	Периферийное хранилище

•	Компьютерная сеть
и средства связи

•	входное и выходное
оборудование

•	Бизнес-план и финансы

•	Заказчики

•	Помещение

2-2.1 - Основные сослагающие
предприятия по производству
компьютерной ЗО-анимации

производства может потребоваться более I00 человек персонала, а также
фабрика рендеринга, стктоящая из десятков компьютеров. Техническое
обеспечение экспериментальной компьютерной анимации сильно колеб-
лется. Некоторые из таких работ могут выполняться одним-двумя анима-
торами в свободное от основной работы время и с использованием пары
взятых на прокат компьютеров. Другие те. которые лучше финансируют-
ся. могут быть выполнены за полгода силами шести-семи человек, рабо-
тающих на нескольких компьютерах.

2.2.	Цифровая студия компьютерной анимации

Большинство компьютерных анимационных проектов предполагают сот-
рудничество многих людей, обладающих разными профессиями. дарова-
ниями, личностными особенностями и стилем работы. Такне проекты соз-
даются усилиями коллектива, причем сотрудничество ключ к успеху.
Производство любой компьютерной анимации требует большого объема
планирования н постоянного контроля, учитывая количество занятых в
проекте сотрудников, краткость производственных циклов, бюджетные
ограничения и непредсказуемую и переменчивую природу передовой тех-
нологии. Совершенствование возможностей сетей пе|>елачн данных, воз-
росшая стандартизация программного обеспечения и более глубокое по-
нимание технологических процессов сделали возможным производство
анимационных компьютерных проектов на разных территориях благодаря
организации дистанционного сотрудничества.

Разработка и производство компьютерной анимации происходит в сре-
де. где большинство инструментов и процессов основаны на использова-
нии компьютеров. Есть много способов организации цифровой студни, за-
висящих от типа п объема выполняемых работ н количества людей, рабо-
тающих в студии. Все цифровые студии включают персонал, программное
обеспечение и компьютерные системы со специфичными параметрами вы-
числительной мощности, памяти, сети и периферийных средств па входе и
выходе (рис. 2.2.1). Наконец, что не менее важно, за цифровой студней
должен стоять бизнес-план, в котором, помимо прочего, должен быть чет-
ко определен баланс между доходами и расходами, подход к вопросу о за-
тратах на дорогое оборудование и программную модернизацию, а также
средства, заложенные на обеспечение развития.

Персонал

Персонал студни компьютерной анимации пли производственной компа-
нии включает творческих, технических, п]Ю11зводствен11ЫХ и администра-
тивных работников. Количество сотрудников прямо пропорционально
размеру или объему конкретного проекта или студии. В маленькой студии
может работать всего 5 человек, в средней порядка двадцати, а в некото-
рых крупных студиях достигать сотни человек.

Иногда в крупных студиях работает творчески й п технический персонал
из областей, не относящихся к компьютерной анимации например, таких,
как традиционная мультипликация. производство «ЖИВЫХ» художествен-
ных фильмов, оптический композитинт, скульптура и изготовление моде-
лей. Точно также и административный персонал большой студни может
включать специалистов в области бухгалтерии, сбыта, обучения, подбора
кадров и продвижения продукцшь Па рис. 2.3.1 и .2.3.6 перечислены неко-
торые технические п творческие должности для различных типов проектов.
Квалификация творческого и технического персонала, работающего в кол-
лекпше, занятом производством компьютерной анимации, обычно опреде-
ляется их талантом. опытом, трудолюбием и продуктивностью.

Готовое программное обеспечение

Помимо iiiiqiaiuioHiioii системы и соответствующих служебных приложе-
iiirii-ynuirr в основе 11нф|хям>н студии обычно лежит прикладное программ-
ное обеспечение (рис. 2.2.2). К такому типу программного обеспечения мо-
гут принадлежать столь разные программы, как пакеты трехмерной компью-
терной анимации, комгкхнгпшга изображений, захвата движения и про-
граммные пакеты цифровой котировки и заливки (перечень программных
ресурсов .можно найти на сайте wwwartofkk'om). Многие студни компью-
терной анимации ипкиг-зуют готовое программное обеспечение. I IpoqxiMM-
ные пакеты этого типа, называемые также покупными программами, работа-
ми практически на всех компьютерных платформах, а приобрести их можно
у целого ряда продавцов. Стоимость готовых программных пакетов может
колебаться в диапазоне от менее тысячи долларов до нескольких десятков
тысяч в зависимости от их возможностей, уровня сложности и скорости.
Небольшие готовые пакеты обычно продаются как один блок, тогда как боль-
шие покупные системы предлагаются в виде набора отдельных модулей, ко-
торые можно покупать н различных сочетаниях. Очень часто функциональ-
ные возможности прикладного НО можно paciinipim» с помощью добавле-
ния плагинов. которые, по сути, представляют собой допаиигтелынае иро-
|]К1.ммы с определенным набором функций. Стоимость плаппюв может со-
ставляй. от нескольких долларов до нескольких тысяч.

Готовое программное обеспечение постоянно модернизируется. Модер-
низация может состоять в добавлении новых функциональных возможно-
стей, оптимизации имеющихся характеристик и устранении проблем, назы-
ваемых также багами. Обычно программные обновления (апгрейды) пред-
лагаются владельцам модернизируемых программ по номинальной пене, но
шкпда объем модернизации таков, что обновленное программное обеспече-
ние считается уже новой версией продукта. В последнем случае модернизи-
рованное программное обеспечение иногда предлагается и владельцам ста-
рой iiqicini, и новым покупателям по одной и той же цене. Совместимость
«снизу вверх* имеет место, когда файлы, созданные в предыдущих версиях
ПО. совместимы с новыми, модернизированными версиями. Совмести-
мость «сверху вниз* означает, что файлы. созданные в новой версии ПО.
сов.месп1мысегобачсе ранними версиями. I Iomhmo прикладного программ-
ного обанечепия в компаниях, занимающихся производством компьютер-
ной анимации и спецэффектов, используются операционные системы, ко-
торые представляют собой программы, управляющие каждой компьютер-
ной системой в сети. Среди наиболее широко распространенных ныне опе-
рационных систем Linux, Windows, OS X, Irix и Solaris.

Собственное программное обеспечение

Згга'ппельная часть сложных программ для компьютерной анимации соз-
дается путем комбинирования покупного ПО и специализированного пли
собственного программного обеспечения Собственное ПО создается вну-
три компании ,ыя обеспечения инструментов и возможностей, отсутству-
ющих и покупных программных пакетах. Собственное ПО может исполь-
зоваться и совместно с покупным например, его можно использовать .тля



•	2О-сканирсвание

•	20-анимация

•	20-рисование и ретуширование

•	Графика

•	Проигрывание картинок
(«презентации»)

•	Ротоскопироеанис

•	Маскирование

•	Моделирование ЗО-поверхностей

•	30-сканирование

•	30-графика

•	ЗО-риггиит и анимация

•	Захват движения/ доработка

•	Затенение (шейдинг)
и просчет (рендеринг)

•	Композитинг

•	Калибровка цветов

•	Сжатие файлов

•	Видеомонтаж

•	Доступ а Интернет

•	Управление информационными
ресурсами

•	Резервирование данных

•	Администрирование сети

2.2.2. Некоторые из наиболее
распространенных типов
прикладного ПО. используемых
в студиях комлыотерной анимации
и спецэффектов
2.2 3 Две фотографии фабрики
рендеринга, включающей 250 двух-
процессорных компьютеров Pentium III
скоростью 1 ГГц (по 2 ГБ RAM
о каждом), дисковый массив
хранения данных RAID (fibre Channel,
объем хранения 4,3 ТБ) и сетевое
коммутирующее оборудование
(1000-Ва$еТи 100-BaseT)

С разрешения Render Core, Голливуд)

Творческая группа
(телевизионный
рекламный ролик)

Режиссер

Художник-постановщик

Составитель рекламное о сообщения

Продюсер

Делопроизводитель

Режиссер анимации

Производственная группа
(телевизионный
рекламный ролик)

Руководитель анимации
Старшис/младшие аниматоры
Технические постановщики:
Моделирование, ригтииг,
освещение, рендеринг

Специалист по ротоскопироеанию /
компоновщик

Продюсер

Руководитель производства

Технический ассистент

2.3.1 Пример творческой и произ-
водственной групп, занятых произ-
водством небольшого телевизионно-
го рекламного клипа, целиком явля-
ющегося компьютерной анимацией.

предварзггельной обработки полученных параметров движения (при за-
хвате движения), прежде чем направить эти данные далее в покупной
анимационный пакет. Собственное ПО часто оказывается весьма дорого-
стоящим, так как для его разработки, модернизации и обслуживания ну-
жен коллектив соответствующих специалистов н и|м>граммистов. Исполь-
зование собственного ПО в проектах, создаваемых несколькими производ-
ственными компаниями, иногда может привести к определенным ослож-
нениям и ограничить производственную гибкость.

Вычислительные мощности

Вычислительные мощности предприятия. занимающегося компьютерной
анимацией, определяются мощностью, скоростью и количеством компью-
теров, использующихся для проечнтывания анимации. Мощность и быст-
родействие одной компьютерной системы обуславливаются параметрами
се центрального процессорного устройства, сопроцессоров, генераторов
тактовых частот, шины и внутренней памяти. Конкретная конфигурация
компьютера, используемого для создания анимации, зависит как от имею-
щегося бюджета, так и от типа задач, которые должна выполнять эта маши-
на (таких, например, как моделирование, |К‘Ндери1п или композитниг).

В современном производстве компьютерной анимации господствуют ми-
крокомпьютеры или суиермикрокомпьютеры. Большинство современных
микрокомпьютеров, использующихся для профессиональной компьютер-
ной анимации, имеют один или два 32-разрядных цс1гтральных процессора,
тактовые частоты выше 2 ГГц (гигагерц) и мощные графические карты с
развитыми аппаратными возможностями просчета (рендеринга). Широко
распространены такие микрокомпьютеры, как ПК на базе Pentium и маши-
ны линейки G производства Apple Computer. На рынке появились 64-раз-
рядные процессоры Itanium производства Intel. Суиермикрокомпьютеры
пли рабочие станции, доминировавшие на рынке десять лег назад, исполь-
зуются до сих пор, но главным образом в качестве серверов или в составе
фабрик рендеринга. Средн распространенных супермикрокомпьютеров
различные модели производства Silicon Graphics (SGI) и Sun Microsystems.
Обычно такие системы комплектуются одним или несколькими 32- или 64-
разрядными специализированными графическими процессорами. Когда-то
микрокомпьютеры считались недостаточно развитыми для профессио-
нального производства, но эти времена прошли особенно с учетом топ»
обстоятельства. что вычислительные мощности микрокомпьютеров про-
должают возрастать, а также потому, «по они теперь конфигурируются в ка-
честве многопроцессорных графических рабочих станций и серверов рен-
деринга. Микрокомпьютеры все шире используются н в качестве составля-
ющих компьютерных фабрик рендеринга, в которые могут входить десят-
ки или сотни отдельных процессоров, распределяющих между собой рабо-
ту по просчету и взаимодействующих друг с другом по высокоскоростной
сети (рис. 2.2.3). В 2001 году для создания фильма Последняя фантазия ис-
пользовались фабрики рендеринга, включавшие 960 центральных процес-
сорных устройств (ЦПУ), работавших под операционной системой Linux, а
также более 300 I [I I У, работавших под Irix. 50

Периферийное (внешнее) хранилище

Типы периферийных хранилищ, использующихся в студиях компьютер-
ной анимации, также зависят от объема, качества и сложности работ, вы-
пилпясмых на данной студии. (Сары компьютерной ани-
мации хранятся в цифровом виде с момента их создания и
до их записи на кинопленку или на видео. Он-лайновое
(оперативное) хранилище необходимо для обеспечения
возможности предварительного просмотра выполняемой
анимации, а также ретуширования и композптннга (ком-
поновки) некоторых кадров создаваемой анимации. Раз-
мер одного кадра высококачественной компьютерной ани-
мации может составлять от 4 до 50 МБ в зависимости от
его пространственного. временного или хроматической»
разрешения. Емкость он-лайнового хранилипщ производ-
ственного предприятия может измеряться в мегабайтах
(МБ), то есть в миллионах байтов, гигабайтах (ГБ) - или
MiLi.inap.iax байтов или в терабайтах (ТБ) т.е. триллио-
нах байтов. Например, для фильма Последняя фантазия
использовалось он-лайновое хранилище объемом около
10 ТБ (для трехмерных данных) и еще одно объемом



5 ТБ для двумерных данных. У стандартного персонал ь-
иого компьютера, использующегося в производстве, может быть жесткий
диск объемом 200 ГБ пли выход на компактный настольный массив жест-
ких дисков объемом I ТБ. Распространенным средством надежного хране-
ния данных являются дисковые массивы RAID (Redundant Array of
Independent Disks). Массив RAID представляет собой группу дисков,
функционирующих как единая система хранения с высокими уровнями
резервирования и отказоустойчивости. Существует несколько уровней ре-
зервирования KAID-массивов. Уровень 1. например, обеспечивает созда-
ние копий всех данных (зеркалирование) с использованием двух жестких
дисков. Ila RAID массивах пятого уровня резервирования данные сохра-
няются на нескольких дисках, включая информацию о четности, позволя-
ющую восстановить данные в случае отказа любого из дисков массива.

Сети

Основная функция компьютерной сети передавать на процессоры ин-
формацию из хранилища и с периферийных устройств, и наоборот.
Обычно весть включены один или несколько компьютеров, называемых
сетевыми серверами, основное назначение которых помогать осталь-
ным компьютерам сети получать или отправлять данные. Термин «Ин-
тернет» относится к сетям, объединяющим компьютеры, находящиеся в
различных точках земного шара, а внутренние (или корпоративные) се-
ти объединяют компьютеры, принадлежащие одной компании или даже



Автор/режиаер.................1

Продюсер ........ ......... . 1

Огветстбсниыг за цифровые эффекты 2

С горшие аниматоры	.2

Аниматоры................... 12

Ответственный осветитель.. ... 1

Технические постановщики 19

Создатели моделей........... 16

Художники-графики . .	.3

Монтажер .. .............     1

Координатор производства.......1

Группа программных инструментов 6

Научно-исследовательская группа 6

Группа обслуживания системы.	2

Технические ассистенты .......2

Исполнительный продюсер........1

Руководитель производства . 1

Ассистент продюсера ..........1

Производственный экономист,
контролирующий финансы ... 1

иахоляшнеся водном п том же здании. Полоса пропускания или пропу-
скная способность естп является ключевым параметром, определяющим
со возможности. Примеры пропускной способности некоторых распро-
гтраненных типов сетей: Т-1 или DS-I (скорость 1,544 мегабит в секун-
ду), Ethernet разработки Xerox (10 мегабит в секунду). FDDI (100 мега-
бит о секунд)') и ATM (154 мегабит в секунду). Сети широко использу-
ются в производственной среде для обмена файлами, а также для того,
чтобы обёсиечнп* максимальную работоспособность всех компьютеров в
Сети в любое время. Для обеспечения пересылки компьютерной анима-
ции между студиями, находящимися в разных городах или даже разных
странах, начинают использоваться сети с очень высокой пропускной спо-
собностью.

2. 3.2 Выдержка нэ титров
(статистических данных) Банн»,
фильма, созданного режиссером
Крисом Всджсм на Blue Sky Stud»o$
и получившего приз академии
AMPAS в категории
короткометражных мультфильмов
Обратите внимание на средние
размеры коллектива, создавшего
призовой короткометражный
мультфильм
Состдл творческой группы
(худ. фильм на базе
спецэффектов)

Режиссер

Сценарии

Художник фильма

Постановщик спецэффектов

Художник - постановщик

Художник по раскадровке

Продюсер

Административная группа
(худ. фильм на базе
спецэффектов)

Исполнительный продюсер
Помощник продюсера
Руководитель производства
Директор постпродакш
Финансовый директор
Производственный экономист

2.3.3 Примеры состава творческих
и административных групп
в крупном производстве
(художественный фильм с «живым
действием» и эпизодами
спецэффектов)

2.3.4. (На противоположной
странице). Пример
производственной группы в крупном
производстве (художественный
фильм с «живым действием»
и эпизодами спецэффектов)

Входное и выходное оборудование

Входные средства. которыми располагает студия компьютерной анимации,
могут использоваться для нескольких целен. Планшетные сканеры нти оциф-
ровывающие камеры предназначены в основном для сканнроватшя изображе-
нии. которые могут использоваться в качестве текстурных карт или задатков в
процессе рендеринга. Диппайэеры лент используются для оцифровки целых
фрагментов отснятого в реальных условиях материала, который затем нужно
будет скомпоновать цн'|>ровыми средствами с компьютерной ашгмацпей.
Трехмерные сканеры используются для оцифровки формы созданных в мас-
штабе моделей и полноразмерных объектов шли движений живых актеров (по-
следние данные будут затем использоваться в качестве «двигательных шабло-
нов* для анимации). Выходные устройства студии компьютерной шпшацип
включают ряд устройств для записи тестов движения и законченной анима-
ции. Обладающие высоким разрешением электронные или лазерные записы-
вающие устройства используются для записи готовой компьютерной анима-
ции на шлепку. Цифровые дисковые рекордеры обеспечивают запись анима-
ции в различных вндеоформатах. Такие рекордеры являются также распро-
страненным средством периферийного хранения, так как позволяют записы-
вать видео в цифровом формате и воспроизводить компьютерную аппмапню
со стандартной видеочастотой па выходных видсоусгройсгвах.

2.3.	Творческие, технические и производственные группы

Выполнение большей части анимационных компьютерных проектов тре-
бует участия одной или нескольких групп специалистов, обладающих раз-
ными навыками и талантами. Группы компьютерной анимации комплек-
туются по-разному, в зависимости от характера и нужд проекта. Часто в
выполнении одного проекта бывает задействовано несколько групи осо-
бенно когда проект сложный и требует участия нескольких компаний. В
некоторых случаях одна группа способна справиться и с творческими, в с
производственными задачами, ио часто эти две стадии компьютерного
анимационного проекта выполняются разными группами - творческой и
производственной. Члены обеих этих групп часто вносятся в финальные
титры готовой анимационной работы.

Творческая группа обычно представлена отдельными лицами, дизайн-
студией, компанией СМИ или рекламным агентством, которые разрабаты-
вают концепцию и визуальный облик. Эта группа обычно отвечает за соз-
дание сценария или сюжета и раскадровку. Основная задача производст-
венной группы - реализовать идеи, выработанные творческой группой и
создать законченную анимацию. Производственная группа может базиро-
ваться в одной или нескольких компаниях, занимающихся производством
iliii постпродакшн, или состоять из персонала нескольких разных групп
внутри одной и той же компании. Среди многочисленных обязанностей
технической группы обеспечение технической поддержки производст-
венной команды, поддержание работоспособности компьютерных систем
и разработка собственного программного обеспечения для решения специ-
фических производственных задач.

Маленькие проекты

В зависимости от своей природы, маленькие проекты могут требовать уча-
стия разного количества специалистов от двух-трех до тридцати-сорока
человек. Проекты, технический уровень исполнения которых очень высок,
обычно требуют участия больших коллективов, Эго часто относится к ло-
mriioii телевизионной рекламе, музыкальным видеоклипам и даже незави-
симым работам. Совмещение (или перекрытие) различных производствен-
ных обязанностей лосих пор распространено в маленьких коллективах, где
num и пи же человек может выполнять разные роли и отвечать за выпол-
нение разных задач. Например, в небольшом проекте аниматор может так-
же отвечать за моделнроватше некоторых персонажей и шхтростшс их це-
почек обратной кинематики, в то время как в более крупных проектах эти
три задачи обычно решаются тремя разными специалистами. Творческая и
производственная группы в небольшом компьютерном анимационном про-
екте например, проекте создания телевизионного рекламного ролика,
может вклинить специалистов, перечисленных на рис. 2.3.1. В производст-
венную группу может также входить ответственный за спсцэ<|х|м*кты и мон-
тажер (если в проекте необходим большой объем «живого» съемочного Ма-
тернам и комиозитинга). Производственная ipyinia для рекламного роли-
ка, показанная на рис. 13.2.2, состояла из 12 человек, включая изготовите-
лей моделей, операторов трекинга, аниматоров и осветителей; срок испол-
нения проекта составлял три месяца, и съемки «живого действия» были вы-
полнены за пять дней. 11а рис. 2.3.2 перечислено большинство участников
коллектива, создавшего Бают независимый короткометражный мульт-
фильм, получивший приз академии A MPAS в 1998 году.

Крупные проекты

Производство длинных компьютерных анимаций может потребоваль уча-
стия сравнительно небольшой творческой группы, но многочисленной про-
|внодственний группы со специализированными подгруппами. Имеется три
типа масштабных проектов, включающих тртхмерную компьютерную анн-
m;uqwx спецэффекты для художественного фильма с живыми актерами, пол-
нометражный анимационный фильм, целиком выполненный средствами
компьютерной анимации, и традиционный (двумерный) мультипликацион-
|<ы||ф|иы1.вк.1игающи|1 значительный обы‘м компьютерной ЗО-аннмации.

Например, творческая команда, создающая спецэффекты для художе-
ственного фильма, может состоять менее, чем из десяти человек, включая
перечисленных на рис. 2.3.3. Большая производственная гругша один из
способовулож1пъся в сжатые производственные сроки и выполнить объем
|пбот, необходимых для создания палномет])ажного анимационного ком-
пьютерного фильма. Производственная группа подобного проекта может
включать несколько подгрупп и целый ряд специалистов (рис. 23.4), одна-
ко в некоторых случаях несколько разных должностных обязанностей мо-
гут быть шиложены на одного человека. 11 все же совмещение пронзводст-
венных обязанностей по-прежнему редко встречается в крупных проектах,
где люди, как правило, придерживаются рамок узкой специализации.

Подгруппа визуальных эф|>ектов ответственна за общее производство
всех спецэффектов в проекте, включая контроль над компьютерной ани-
мацией. Обычно режиссер выдает творческое решение каждого эпизода,
где требуются спецэффекты. Продюсер визуальных эффектов раз|>абаты-
1ист схему производства, а также график и бюджет проекта. Ответствен-
ный за визуальные эффекты выбирает технологию, которая будет исполь-
зована для производства спецэффектов; кроме того, этот специалист сов-
местно с продюсером визуальных эффектов отвечает за то, чтобы схема
производства. сроки и бюджет исполнялись разными производственными

Подгруппа визуальных аффектов
Продюсер визуальных эффектов
Ответственный м визуальные
эффекты

Монтажер визуальных эффектов
Помощник монтажера визуальных
эффектов

Координатор визуальных эффектов
Техники-постановщики

Подгруппа компьютерной
анимации

Ответственный за компьютерную
анимацию.

Ответственные м эпизоды
компьютерной анимации

Компьютерные аниматоры
Координатор производства
компьютерной анимации

Подгруппа моделирования
и освещения

Ответственный за компьютерное
моделирование

Технические постановщики
по моделированию

Старший по свету

Технические постановщики по свету
Операторы рендеринга

Подгруппа компьютерной
технической поддержки

Руководитель отдела компьютерной
графики

Разработчики ПО компьютерной
графики

Технические ассистенты

по компьютерной графике
Обслуживание систем компьютер-

ной графики

Подгруппа цифрового
композитингд и постпродвкшн

Руководитель цифрового
производства

Координатор цифрового
производства

Художники компьютерной графики
Специалисты по композитингу
Оператор цифровой передачи данных
Ответственный за сканирование
Операторы сканирования
Ответственный

за ротоскопирование

Операторы ротоскопирооания
Операторы камерного трекинга
Ответственный за конечный
цифровой продукт

Ответственный за цифровую
цветовую синхронизацию

Монтажер негативов
Приключения Флика

Анимация.........................61

Менеджер по анимации........... .... 1

Аниматоры.. . ........... .......33

Помощник менеджера по анимации	. 1

Дополнительная анимация	23

Органымтор/координатор по анимации 1

Протводст венные ассистенты... ....2

Осветители........................40

Руководитель группы осветителей	... 1

Художники-осветители.......... .	38

Координатор осветителей . ......	1

Информационные системы............33

Директор ..........................1

Менеджеры......... ................2

Системные администраторы

и обслуживающий персонал......30

Моделирование.....................31

Менеджер по моделированию
и шейдингу ......................  1

Художники-создатели моделей	30

Разработка дополнительного ПО .... 30

Директор ........................  1

Инженеры-программисты ............26

Документация и поддержка......... 3

Массовка и аффекты................27

Технический руководитель массовки	1

Менеджеры по эффектам и массовке	2

Операторы-постановщики эффектов . 13

Операторы-постановщики по массовке . 7

Дополнительная техническая
поддержка массовки................ 3

Координатор массовки и эффектов .. 1

Художественная постановка.........26

Менеджер художественного отдела. ... 1

Дизайн тиейдикга ................. 1

Старший компьютерный художник. ... 1

Компьютерные художники............	3

Художники, выполняющие эскизы	6

Скульпторы.........................2

Разработка персонажей ..	 1

Помощники по разработке
персонажей.........................7

Визуальное решение................ 1

Координатор художественной
разработки.........................1

Производственный ассистент
художественной разработки ..	.. 2

Постпродакшн.......................26

Ответственный за постпродакшн _____ 1

Консультант постпродакшн............1

Ассистент постпродакшн . .......    1

Операторы записи и микширования.	2

Микширование оригинального диалога .1

Старший по звуковому монтажу.,	. 1

Монтаж ADR

(автоматическая замети диалогов) .. 1

Монтаж звуковых эффектов .... 1

Монтаж фоновых эффектов (FoJey)...2

Помощник аудио-дизайнера .1

Помощник оператора аудиомонтажа . . . 1

Постановщики фоновых эффектов.. .. 2

Оператор микшера фоновых эффектов.. 1

Оператор записи фоновых эффектов.... 1

Ассистент по эффектам ... ..........1

Ассистент оператора днек-рекордера .. 1

Операторы микширования	.2

Ассистенты по записи диалога......4

Ассистент по голосовому кастингу для ADR

(автоматической замены диалогов).... 1

Исполнительная/контролирующая
группа.............................23

Директор ...........................1

Второй директор.....................1

Продюсеры ..........................2

Сценаристы ......................   3

Ответственный за сценарий ....	... 1

Ответственный редактор-монтажер .. 1

Ответственные постановщики .	.. 2

Оператор-постановши»:	. 1

Дизайнер............................1

Художники постановщики..............2

Ответственные аниматоры............	2

Ответственный за шейдинг	1

Ответственный художественный
редактор .. . ......................1

Руководитель производства ..........1

Ответственные за производство_______3

Редакция...........................22

Второй редактор.................... 1

Первый помощник редактора --------- 1

Вторые помощники редактора. ------- 4

Координатор редактирования........	1

Координатор фильма...............   1

Производственный ассистент........ 1

Временный музыкальный редактор .... 1

Временные звукорежиссеры. .... 2

Дополнительные вторые помощники
редактора ......................... 6

Дополнительный редакционный
персонал.......................... .4

Производство.......................21

Координатор графика работ ..........1

Производственный экономист..... .. 1

Представитель производственного
отдела Disney . ...............   1

Ассистенты производственного
экономиста........................2

Исполнительные ассистенты
постановщиков ....................1

Исполнительные ассистенты продюсеров. 1

Координатор производственного офиса 1
Производственные ассистенты
постановщиков ................... 1

Производственные ассистенты	3

Производственные интерны..........7

Дополнительный производственный
персонал..........................2

Раскадровка......................19

Руководитель раскадровки........... 1

Старший художник-раскадроощкк... 1

Художникн-раскадровщики...........9

Главный художник по декорациям-- 1

Оформители декораций..............2

Дополнительные оформители декораций 4

Координатор раскадровки...	 1

Разработка ПО для рендеринга....19

Директор ......................   1

Специальные методы рендеринга ...	3

Поддержка производства---- -------2

Инженеры-программисты ... .... 13

Группа шейдинга..................19

Художники по шейдингу............17

Координатор моделирования и шейдинга 2

Группа режиссерской раскадровки ... 19

Руководитель раскадровки..........1

Художники-расхадровщики . . ..	10

Дополнительные раскадровщики ... б

Производственные ассистенты . 2

Операторская группа..............12

Руководитель операторской группы 1

Руководитель фотосъемки...........1

Ответственный по камерам........ .. 1

Камерные программисты и инженеры 3

Технический персонал по камерам 3

Инженеры по цвету... . ...........2

Администратор отдела..............1

Группа рендеринга................12

Старший специалист по рендерингу . 1

Руководитель группы рендеринга-- 1

Специалисты по рендерингу .	9

Консультант по оптимизации........1

Группа анимации массовки..........7

Ответственный за анимацию массовки 1

Аниматоры массовки .............  6
Прынц Египта

Окончательная анимация............111

(для всех персонажен)

Руководитель отдела------ ----------1

Гмфъй ответственный по персоналам .1

От оетственные по персонажам	18

Главные старшие ассистенты _______ .2

Сирине ассистенты .................39

Ассистенты ....................... 14

Раэбнви и фаэоохд .................36

Эффекты (по эпизодам)..............90

Руководитель отдела 2D ............ 1

Гони- са колесницах, ответственный
аэпюод .............................2

Аниматоры ..........................3

Цифровые эффекты------------------  4

Ассистенты .........................5

Несгалимав купина, ответственный
та эпоса............................2

Аниматоры ... ..................... 5

Цифровые эффекты	............... 1

Игры с Большими Ребятами,
отеетствснньй м эпизод............. 1

Анлщторы ...........................2

Ассистенты .......................  2

Игроки, ответственный за эпизод ....2

Аниматоры ..........................2

Цпф»ие эффекты	. .............. 1

Ассистенты .........................9

Красное море, ответственный
«эпизод.............................2

Аниматоры .... .................... 6

Цифровые зффекты.........	.8

Ассистенты....................      4

Разбивка эффектов и фззовка........19

Природные явления/ 20-графика.	. 2

Дэполните.ъшя анкмзция эффектов .4
Разрабопики графического ПО ... 5

Анимация персонажей................83

(по персонажам)

Старший аниматор Старого Моисея....1

Старший аниматор Молодого Моисея,. 1

Ан/латоры Моисея.........	20

Старший аниматор Старого Рамзеса .. 1

Сио-чй аниматор Молодого Ралоеса.. 1

Аниматоры Рамзеса................. .4

Сгар_уй аниматор Зиппора .......... I

Аниматоры Зиппора................. .5

Старший аниматор Ефрема.............1

Старший аниматор Хотела и Хая..... 1

Аниматоры Хотела и Хая............ .. 1

Старший аниматор Мирнам.............1

Аниматоры Мириам.................... 2

Старший аниматор Аарона ...	1

Старший аниматор Царицы .............1

Аниматор Царицы........ ..........   1

Старший аниматор Сети............... 1

Аниматор Сети ....................   1

Старший аниматор Верблюда.....	.1

Старший аниматор Иошевета	1

Старший аниматор .лошадей........... I

Компьютерная анимация массовки	Л

Дополнительные аниматоры.	15

Дополнительные ассистенты

аниматоров .......................  13

Руководство производства............66

(по группам)

Производственный менеджер
по цифровому цвету...................1

.Менеджер по цифровым операция*, .	. 1

Ответственные за производство........7

Анимацня/окончательная анимация	2

Эффекты/последовательность сюжета... 1

Производственные экономисты ...	2

Ассистенты производственных

экономистов ......................   2

Старшие координаторы ............... 2

Редактор............................ 1

Офис режиссера...................... 1

Координаторы .......................20

Последовательность сюжета ........   1

Оформление ..........................2

Планирование сцен .................  1

Анимация..........................   2

Окончательная анимация (доводка)	2

Задники............................. 1

Эффскгы/комльютерная графика....... 2

Сканирование ....................... 2

Вывод на плоттер .	..	 1

Контроль........	........... ... 1

Цветовые модели/визуалыия

проработка .....................1

Цифровая прорисовка................2

Запись фильма.............	.	1

Роспись режиссерского сценария	.... 1

Ассистенты......................... .9

Производственные ассистенты.........25

Информационный отдел................ 1

Редактирование......................42

Цифровые художники..................41

Корректоры...........................2

Художники.......................... 39

Раскадровка.........................29

Руководитель отдела................. 1

Старший раскадровщик/ ответственный
по режиссерскому сценарио........... 6

Раскадровка.........................19

Раскадровка компьютерной графики . 2

Наброски («синие* эскизы)............1

Задники.............................20

Художники-создатели задников .	17

Цифровые художники задников .	..	3

Сценарий............................16

Автор-сценарист........... ..	1

Другие писатели ................. ..	8

Обеспечение дополнительного материала
для сценария........................ 1

Дополнительный текст ..............  6

Финальная цифровая правка
анимации............................14

Исполнитсльная/контролирующая
группа..............................13

Директоры............................3

Исполнительный продюсер............. 1

Продюсеры............................2

Помощник продюсера . .	1

Художники-постановщики.............. 2

Дизайнер производства ...............1

Ответственный редактор ..............1

Старший руководитель производства . 1

Руководитель производства........ 1

Художественные руководители......13

Сценарий ........................... 2

Оформление .... .................... 1

Задники..............................2

Визуальные эффекты ........... .	.2

Планирование сцен ...................1

Цветовые модели..................... 1

Сканирование.........................1

Финальная цифровая правка анимации.. 2

Цифровая прорисовка................. 1

Разработка персонажей...............10

Дизайнеры............................3

Дополнительные дизайнеры
персонажей...........................5

Скульпторы...........................2

Дизайн визуального решения...........9

Цветовые модели......................8

Колористы............................5

Цоетоустаиоека........ ..............3

Планирование сцен....................7

Сканирование.........................6

Операторы сканирования ............. 5

Оператор сканирования задников.......1
2.4.1а Данный график предстааляег
собой возможный план производства
для небольшого коллектива, работа-
ющего над созданием независимого
короткометражного мультфильма
вертикальный текст в центре отобра-
жает систему управления производ-
ством (С Isaac V. Kertow).

подгруппами и подразделениями. При этш он (или она) является связую-
щим звеном между съемками реальных объектов и цифровым производст-
вом. (Дополнительная информация о процессе производства спсц:я|>фек-
тов содержится в главе 13).

Группа компьютерной анимации отвечает за выполнение фрагментов
компьютерной анимации. Если речь идет о фильме со спецэффектами,
основная задача ответственного за компьютерную анимацию состоит в
том, чтобы разъяснить аниматору все задачи, касающиеся спецэффектов,
с тем, чтобы аниматор их выполнил. В случае компьютерного анимаци-
онного фильма ответственный за анимацию должен определить тон и ос-
новные цели, которых должны добиться аниматоры от «игры» своих пер-
сонажен. Контролеры анимационных эпизодов отвечают за подгруппы,
занимающиеся исполнением отдельных эпизодов или серин эпизодов.
Компьютерные аниматоры разрабатывают образы и динамические тесты
до тех нор, пока эпизоды не будут одобрены постановщиком спецэ(|)фск*
тов. Координатор компьютерной анимации обеспечивает сотрудникам
все необходимое для их работы; этот человек также составляет графики
использования оборудования, работы персонала и совещаний. Задания
по эпизодам и объемам отснятого материала обычно ставятся группой
людей, в которую могут входить режиссер анимации, продюсер и руково-
дитель проекта. .Аниматорам раздают эпизоды с учетом их квалифика-
ции, чутья, загрузки и продолжительности найма. Некоторые аниматоры
лучше справляются со сценами в жанре «экшн» или откровенной коме-
дии. тогда как другим особенно удаются эмоционально выразительные
сцены или гонкие интроспективные моменты. Иногда аниматор отвечает
только за один персонаж, ио на всем протяжении фильма (рис. 2.3.6), а
порой ему поручают анимировать все персонажи в эпизоде (рис. 2.3.5).
Съемочные нормы, которые называют также объемами кадров или ани-
мации, представляют собой количество кадров (в 0,3м 35-мнлли.мптро-
вой пленки их 16). которое аниматор должен выдавать еженедельно.
Нормы но объемам съемки обычно соотносятся с квалификацией анима-
тора. качеством инструментов анимации, сложностью сцены и рабочим
графиком. Например, в Приключениях Флика средняя норма составляла
0,76 метра в неделю (40 кадров), а в Корпорации монстров 1,37 метра
(72 кадра) в педелю.

Наконец, не менее важная i руина цифрового компознгннга и постпро-
дакшн может отвечать за сканирование задников, ретуширование, камер-
ный трекинг, ротоскопи|юваиие, компознтпнг и выдачу разных слоев
спецэффектов, компьютерной анимации и «живого действия».

В дополнение к творческой, технической и производственной группам,
имеется административная группа, которая решает многие финансовые,
юридические и маркетинговые вопросы, связанные с производством слож-
ного компьютерного анимационного проекта. Типовая административная
группа включает персонал, перечисленный на рис. 2.3.3. Члены админист-
ративной группы работают также с руководителями подгрупп творческой н
|||к>изводствснной групп, координируя бюджет, сроки и стратегию для
обеспечения успешного выполнения проекта. 11а рис. 2.3.5 перечислены не-
которые члены групп, работающих пал созданием полнометражного ком-
пьютерного анимационного фильма, а на рис. 2.3.6 представлен персонал,
занятой в щюизводстве рисованного вручную полнометражного мульт-
фильма, содержащего значительный объем трехмерной компьютерной ано-
малии. Обратите внимание на разный подход к тому, как анима торам ста-
вится задача анимации персонажей: в одном случае аниматорам раздаются
Немлыия рацибттка и пробы

Я«о rurfbeccou
ф,ппы

Ра трибо т«а
сктжет.1

Ратр*6о1«4	\	(	Режнсссрсхаа	/ Р-ккадрсвка сцен
оер<о*4хгй	у	1	расаадроока	)	и фрагменте*

Завершение Сцснариа
для проб и тестов

г Пересмотренные
тесты от npcaiMoMToewHMi
ч________ДЕЕ_________>

Представление
тестов проитоодстее»
ч_____ 'руттм

ПрСрЖСвиа
птрссааакей

ЗЗ-нОДегоровГни

выд гм раСхтчих плаксе
по сермвм о пронмсдство

П?ОЙ>СОВа> ПерСОЖШй

Цветовые
КЛЮЧИ

Аапнсь дкллэ'л
и 5с«хр*«м

ПодСор прюитаодст венной
труппы (ил* трулл)

Ратработка внтуалымхо
решения

□ ИНМЛЦИТ*

Предмраательиыл
план готов

Составление руководя->
его плана для всего серна.
ла в целом

трон таодову дают
 кленый глет»

Псдгот oai j лроитводгтtu сериала

Моделл персонажей
la высоком ратрстыехии
и 6олвл»ни»

Подготовка прсммодаал отдельных серии

Написание
шейдеров

Сощание
текстур

Сотдтьме
аглетом* ОК

Форесы
ДЛЯ аМИМИ

Ра^аботи
«ЗМ-СО «рал

Моде/жровдние
декораций и реавньиа

Рдтриботал технологмче-
сохо процесса

Материалы -
ттрсшюодство

'Г	Раскадровал	\	/	Затикв диалога
	серия	-”,	и фопэграим

Прмюлдпао серин

Ксмп:-ми	\  20/30	Г	Рмссваннла	\		/'	Ротоскопировамне	\  черновая анимация	;	\	ЗО-нднилов	(	Рамакл
1	1		х	1	
	 	LJ	 _	1 i		

губ и 1« ищи a mavvu и

&

Доработал
анимации

Р.толадка сцепа
и настройка •-ЛМГрМ

Промежуточный
рендеринг дл» просмотра
и доработок_________

динм*»»

Попами DVO

Оксичателыныи
рсатдеринт

Саны для реяламы
и маркетинга

Пжслрод.».ии< и MJCtepa"”

Пмоаоссе видео
Иетрпе’е

Сом**<»е сюжетной ленты
и момтдк по хопиям

Переработка, пр>зм>
и иыленсниа

Покаты цежмылт
трутам

Кздломгинг

J

Цаетоуста1Ювкл

ОН-ЛЙЙаЮВЫА М0НТ.1Ж
а оьсо*ом раюешеныж

Перегон
на видеоленту

Кодирование а нимом
рац'ечиг«ии

Видеокассеты - на телека

•илы дм вещания

2.4.1b. Эта упрощенная схема
отображает возможный
технологический процесс создания
целиком компьютерного
анимационного телесериала
с небольшим объемом интеграции
2D/3D. Несколько важных этапов
выделены жирным контуром.
Основные творческие решения
принимаются на стадии
подготовки производства,
так как данная малобюджстная
модель производства
предполагает минимальный
объем изменений во время
или после производства
Для создания 15 серий
по 20 минут каждая и при сроке
в 6 месяцев производственной
группе придется выдавать около
12.5 минут анимации
еженедельно.
ГЛ1Д4ЧА lAMItink

Просмотр ежедневного
съемочного материала

Последний ыриаит
сценария

Рл_Ч*э6отжл Г<рСО41ЖСЙ :

Анимации псрсонлшеи

и дилмдцн»

Релм’ороля памп

Режиссерская правка

Цяетоустдиоеяа

Студийная право J—

Продюсерская njuuia

З-дач.! готовые продукта

Прочтение сценария
и выделение эпизодов

Подбор персонал»
костинг, контракты

Рлфлботгл емууджххо

решение

Соыднгс скелетонов ОК

Компонохы анимации
по ключевым кадром
по макетам

Предварит слсмья»
ремдерткнг для просмотра

С нс мха < живыми
актерами ка яидео но 24Р

камерным трекинг
ротоскоемрсвдме

Фотограф.' ровокие
текстур

• Временные эффекты для
монтажа по копиям

Переработка, правы
и паиено* я

Л_£

OuwmienwiwR рендерим'

L_

Oi.xp<x.u« >ву>;омг«ь

Расходы сцен»,
и настройка камеры

Рмсомние гесспр

.•Лоделмропаиие
декораций к рекиимта

.1ИИЛММКИ д*«?»«••

устранение каркасов,
подчистка задников



Осяещвнн* <цгны

Компа ist.oir

Зву>х»мшясь
с млкзлироваиием

Запись цветных файлов
формата 10 бит. 4'44

2.4.1с Эта упрощенная схема
отображает возможный технологиче-
ский процесс при создании эпизода
фильма со спецэффектами, снятого
в высоком разрешении <НО>, с использо-
ванием персонажей ЗО-анимации.
захвата движения и камерного трекинга
задников, представляющих собой
«живое действие* в высоком разреше-
нии. Обратите внимание на то. сколь
многие задачи являются взаимосвязан-
ными. а большинство из них выполняют-
ся одновременно. Задачи, обведенные
пунктирным контуром, выполняются
людьми, не являющимися членами
основной группы компьютерной анима-
ции. Горизонтальные цветные линии
(справа) отображают упрощенный
временной график, включающий
одновременно выполняемые
еженедельные задания - от начала
(слева) до конца (справа)

(Схемы - о Isaac V. Kerlow).
отдельные персонажи дня работы па протяжении всего фильма, тогда как в
другом случае аниматор может заниматься любыми персонажами. присут-
ствующими в сцене, которую ему поручено анимировать.

2.4.	Обзор процесса компьютерной анимации

Процесс создания компьютерной анимации или цифровых В1«дсооффсктов
постоянно эволюционирует и <»п|х*деляется такими факторами, как творче-
ские задачи, бюджет, сроки и ресурсы, а также прочие особенности произ-
водства. 11а прктике этот процесс, или «производственный конвейер»,
может иглнчэться |йзнообразисм <|юрм и вариантов, ио основные его ста-
дии включают подготовку производства. п|х>нзподство н постпродакшн. На
ряс. 2.4.1а сны видите несколько очевидных различий между нроизвод-
сгесннымп операциями, использующимися при создании мультнпликаци-
инпыо фильма и художественного фильма на основе сиец:к|м|>сктов.

Подготовка производства {имразумеваст всю концептуализацию и плата I-
|юваиие. которые гкуществляются до начала выполнения работ над проекта-
ми компьютерной аннмашш или спецэффектов. На данной стадии процесса
решаются как неаизуачьныс задачи такие, как написание сценариев, кастинг
к планирование управления проектом, - так и визуальные например, рас-
кцювка и разработка общего визуального решения проекта. Проект, включа-
ющий шру живых актеров, потребует также проведения совещаний с кино-
оператором н выбора мест съемок. IПщпттовка производства основа проек-
та Ошибки и недоработки при подготовке п|юпзводства чреваты срывами
сроков. превышением бюджета и ограничением творческих возможностей.

В упрощенном нхчожении стадия производства в процессе трехмерной
компьютерной анимации включает последовательность стандартных про-
цедур,а именно, моделирование, привязку (rigging), анимацию и просчет
(рендеринг). Вначале выполняется моделирование персонажей, объектов
л окружающий среды, использующихся в трехмерной компьютерной ани-
мации Такое компьютерное моделирование может производиться с помо-
щью многочисленных компьютерных 3D-технологий например, с ис-
шмиоваинем инструментов виртуального моделирования для построе-
ния объектов или посредством трехмерного дигитайзера, обесисчпвающе-
птввадформы физической модели непосредственно в компьютерную П|ю-
грамму. После того, как виртуальные актеры и объекты смоделированы, их
.можно «привязать* к динамическим скелетонам, позволяющим анимп|Х>-
кгп. эти объекты путем применения целого набора соответствующих
средств. Операция привязки называется ригтингом. Способы компьютер-
ной аннмашш разнообразны: от анимации по ключевым кадрам. предусма-
тривающей задание исходной и конечной позиции для всех объектов в по-
следовательности. до захвата движения, при котором все данные о место-
положении поступают к объектам непосредственно с живых актеров, дви-
жений которых оцифровываются. Результаты анимации можно просмот-
реть а виде последовательности цифровых картинок, отображаемых на эк-
ране. Когда объекты смоделированы и анимированы, их можно просчиты-
вать. Для экономии времени и средств часто выполняются динамические
тесты, позволяющие просматривать последовательности компьютерной
аннмашш до выполнения окончательного просчета. Компьютерный про-
счет (рендеринг) представляет собой процесс визуализации анимирован-
ных моделей с помощью виртуальной съемки. Освещение сцены и харак-
теристики затенения часто задаются до раскладки анимации, но ренде-
ринг, то ечть просчет законченных анимированных изображений, всегда

2.4.2. Концептуальный эскиз
окружения, созданный на стадии
разработки визуального решения
(© 1999 Oddwodd Inhabitants Inc
Обитатели Странного мира
и логотип Oddworld являются
зарегистрированными торговыми
марками Oddworld Inhabitants Inc
Все права защищены).
производится „осле задания параметров моделирова-
ния и анимации.

Ниеле гот как изображения просчитаны, их можно
обработать с помощью ряда инструментов постобра-
ботки или средств постпродакшн, а уже затем запи-
сать. Например, компьютерные изображения могут
быть скомпонованы нли смикшированы с другими
изображениями компьютерными или отснятыми с
реальных объектов. Компьютерную анимацию также
можно деформировать, ретушировать или подвергать
цветовой кор|к*кции с использованием средств пост-
Продакшн. Готовые компьютерные анимации обычно
записываются на видеокассету или киноленту для то-
го. >ггобы их впоследствии можно было просматри-
вать на телеэкране нли в кинотеатре. Каждому <|юр-
мату видео или кино присущи спои специфические
требования и характеристики. Например, стандарт-
ная частота кадров аш!М11рованных изображений. за-

2.4 3. Цветовые ключи, помогающие
выбрать палитру и задать настроение
конкретного фрагмента

(4 1999 Oddworld Inhabitants Inc.

Все права защищены)

2.4.4. Облик тайных repoeu Шрека
и Корпорации мош троп
разрабатывался и ходе
интерактивного процесса,
составляющими которого были
интуиция, замысел, творческая
разрабогка, отбор, критика
и совершенствование.

(На противоположной странице -
вверху Шрек'" и - ' 2001
DreamWorks L.L С Вверху
и на противоположной странице
внизу <& Disney Enterprises. Inc./Pixar
Aiimatiori Studios).

писанных па видеоленту, составляет 30 кадров в секунду, а на киноленту
24 кадра в секунд)'. Очень часто компьютерная анимация записывается в
цифровом формате, благодаря чему се можно воспроизводить в реальном
времени как элемент компьютерной программы, игровой платформы или
он-лайновой интерактивной игры.

Ниже приводится обзор основных стадий цифрового производства
трехмерной компьютерной анимации и компьютерных спецэффектов.
Следует иметь в виду, что существует много способов решения каждой из
этих задач, а порядок выполнения операций может изменяться в зависи-
мости от ряда факторов. Процесс производства никогда не бывает абсо-
лютно прямолинейным, и многие задачи являются взаимозависимыми, пе-
рекрываются или решаются одновременно. Несколько основных различий
между технологическими процессами создания компьютерной анимации
и спецэффектов показаны на рис. 2.4.1а - с.

Разработка сюжета, написание сценария и запись диалога

За каждым великим визуальным проектом лежит отличная идея и доброт-
ный сюжет. Разработка сюжета производится до начала произвола на
особенно в случае небольших проектов, когда писатель создаст сюжет до
начала каких-либо иных работ по подготовке производства и до выделе-
ния средств па проект. В случае более крупных проектов разработка сюже-
та знаменует собой начало проекта. 11а этой стадии писатель или дизайнер
игры (или команда сцснарнстов/дизайнсфов в крупном проекте) должен
сосредоточиться на разработке персонажей и сюжета, а также адаптиро-
вать его к возможностям и ограничениям используемой визуальной среды.
Обычно между сюжетом (или идеей игры) и финальным сценарном (или
планом игры) лежит несколько творческих циклов и/нли редакции. Пре-
жде. чем можно будет начать производство, необходимо разбить (перевес-
ти) сценарий в последовательность фрагментов то есть создать режис-
серский сценарий.

Для проекта, включающего анимационных персонажей, актеры подби-
раются уже на этой ранней стадии процесса, чтобы обеспечить возмож-
ность записи диалога. Это очень важно, так как диалог в существенной сте-
пени «толкает* анимационную работу.

2.4.5. Эскиз скелета и наброски
мимики и деталей формы головы
и шеи Скульптурные модели
из традиционных материалов также
используются в процессе создания
персонажа для более четкой
проработки деталей

(О 1999 Oddworld Inhabitants Inc
Все права защищены).

Разработка визуального решения

Разработка визуального решения включает все, 'по относится к общему
визуальному облик)' н cni.no проекта. 11а этой спиши создаются персона-
жи. типы окружающей среды и реквизиты, вырабатывается общая стили-
стика. атмосфера. визуальный облик и даже цветовые схемы проекта (рис.
2.4.2). В команду разработчиков визуального решения, задачей которых
является конишпуальная прорисовка (в противоположность производст-
венной прорисовке), обычно входят художники, скульпторы и иллюстра-
торы; наиболее активно эта команда работает на стадии подготовки произ-
водства. Создание палитры и цветовых ключей для каждой спеша проекта
является важным аспектом процесса разработки визуального решения, в
знашпильной мере определяющим зрительное впечатление, производимое
проектом (рис. 2.4.3). Цветовые ключи должны визуально дополнять цели,
преследуемые каждым эпизодом. Представьте себе, насколько отличается
впечатление, создаваемое изображением в мягких гармоничных тонах, от
топ) же к;щра, Окрашенного в резкие, контрастирующие цвета.

Разработка персонажей

Пожалуй, вторыми по важности после сюжета в анимационном проекте яв-
ляются персонажи. Внешность и характеристики персонажей вырабатыва-
ются с помощью рисунков, скульптур, макетов и даже созданных на компь-
ютере и просчитанных картинок (рис. 2.4.5 - 2.4.6 и все нарисованные вруч-
ную неподписанные персонажи в этой главе). При подготовке визуального
решения важно как можно |хшыпс выбрать тип внешнего облика каждого
конкретного персонажа «мультяшный», стилизованный или реалистич-
ный (более подробно разработка персонажей описана в главе I0). Набор
прорисовок образов персонажей и набор пространственных прорисовок
два важнейших продукта, создаваемых на этой стадии подготовки произ-
водства (рис. Ю.5.1 и 10.5.7). Первый представляет собой комплект рисун-
ков. изображающих индивидуальные особенности и позы персонаж;!, то
есть положения тела и выражения лица, а второй отображает основные ха-
рактеристики персонажа, прорисованные с разных точек зрения.

При разработке облика персонажей для компьюпфной анимации необ-
ходимо учитывать особенности анимационных средств и способов пред-
ставления этой анимации зрителю 11апрнмср, герой компьютерной игры в
жан|И' «экшн» должен разрабатываться совсем иначе, чем персонаж мульт-
фильма. Второстепенный персонаж в фильме, выполненном целиком
средствами компьютерной анимации, будет разрабатываться иначе, чем
главный виртуальный герой в фильме, основанном на спецэффектах. Ис-
пользуемые в сценах реквизиты от мелких принадлежностей до автомо-
билей часто разрабатываются ассистентами художников-мультиплика-
торов или специалистами по промышленному дизайну (рис. 2.4.7 н 9.8.7).
Крайне важно, чтобы художники-создатели персонажей консультирова-
лись с техническими директорами, отвечающими за моделирование, реа-
лизацию управления анимацией и рендерим этих персонажей.

Раскадровка

Создание раскадровок обычно является первой попыткой перевода сюжета и
сценария в зрительные образы. В этом смысле создание раскадровок важ-
ный инструмент, позволяющий разделить сценарий на рабочие «блоки», а
также нгаатшмое средство выполнения гех-
нпчгсмй разбивки каждого плана. В ходе про-
рабсггеи сюжета раскадровки используются и
дтятопх чтобы решить, нужна ли подгонка ди-
алога. Как правило, основные вопросы. решае-
мые посредством раскдцхниж’, выполненных
па ранней стадии подготовки производства,
:гт оатечспис диалога «плотью». общая ком-
позиция и действие, а также перемещения ка-
меры. Техническим икхшеам на этой стадии
уделяется меньшее внимание (рис. 2.4.8). В
процесседальнейiiiefi работы над раскадровка-
ми В НИХ обычно ВКОСЯТСЯ ДОПОЛНИ П'ЛЬНЫГ
технические, ориептировашпас на н|х>изводст-
Fzi детали. (Описание различных типов рас
кадровок содержится в главе 10),

Черновая анимация,
предварительная визуализация
и сюжетные ленты

Раскадровки часто используются для ностро-
пиш черновой (неполной) апнмиини. пред-
сгаадякицеп собой набор п|хктых движущих-
ся изображений. используемых лчя визуалн-
.rauiHi возможной структуры финального
Проекта и его привязки ко времени. Двумер-
ная черновая анимация может быть создана
путем сканирования отдельных рисунков из

? ь U М
CMuAKgO fMiriON;

|жкад]х>вкн н создания 11ослслователыкк*ти

изображений во времени. Этот тип черновой анимации часто включает в
себя простые движения камеры (такие, как панорамирование и наезд), при-
званные усилить вырад1гге.тыюсть эпизода и способствовать pasHimno дей-
ствия. Трехмерная черновая анимация идет дальше, так как здесь исполь-
зуются такие первичные материалы визуализации, как каркасы нли днна-

2.4.6. Концептуальный рисунок,
определяющий форму, окраску,
текстуру и спокойную позу
персонажа (С 1999 Odd world
Inhabitants Inc. Все права защищены).

мнчсскпе тесты в низком разрешении, позволяющие просмотреть черно-
вую iK'pciiKi компьютерной мультипликации. I 1н один из снсц;х]х|)ектов
черновой анимации не считается окончательным, и она зачастую реализу-
ется бодес грубыми и дешевыми средствами, чем те, которые были преду-
смотрены .тля финального проекта (рис. 2.4.9). При отображении сложных
динамических э|м|)сктов в виде черновой анимации их зачастую заменяют
прпстыми рисованными эскизами пли статичными фотографиями.

В Gaibiinniniic случаен при выполнении черновой анимации пс слишком
заботятся о подробной детализации движений, но порой встречаются до-
кмыю «От1юлнрова1шыс» образцы. Такая детальная черновая анимация не-
п&тьзуггся для предварительной визуализации одного или нескольких эпи-
.«шн фильма - например таких, которые могут п])сдстанляп. особенно труд-
ную задачу с гочки зрения их технического исполнения. В случае типовой
дерновой ашшацин движения персонажа, например, моптбып. «дергающи-
мися» и лишь намеченными, тогда как те же движения при предварительной
пвумизашш (или тестах предварительной визуализации) должны макси-
мадыю приближаться к окончательной динамике. Черновая анимация это
сии.™|юда днплмича кие хмегы. тогда как тесты В1пуализацин отображают

68

l(H«roM>nill4MlFXX:ill4 шзводсгвл
2.4 7 Разработка облика
и функционального назначения
объектов реквизита является
составляющим элементом процесса
разработки визуального решения
(€ bekchoi. Blueline/ Dongwoo
Arima bon)

настоящее действие, уже разработанное и находящееся в процессе совершен-
ствования. Черновую анимацию часто демонстрируют заказчику или испол-
нительному н|юдиксру до начала производства. В условиях современного
производства черновую анимацию части «собирают* из цифровых последо-
вательностей неподвижных изображений и простых фрагментов «живого*
отснятого материала, который был скомпонован цифровым путем. Отчасти
по этой причине черновую анимацию па студиях все чаще выполняют на тех
же рабочих местах, где создается компьютерная анимация ведь оба тана
анимации существуют в цифровом формате. Сюжетная лента, по сути, пред-
ставляет собой черновую анимацию, совмещенную с записью диалога. Сю-
жетные ленты. которые во времена рисованной вручную анимаци называли
также Лейка-леитамн. эволюционируют в ходе производства проекта и час-
то обновляются монтажером, который заменяет ранние версии работ битее
«свежими» и. в конце концов, финальной версией проекта.

Моделирование

Задача моделирования геометрии в компьютерном анимационном проекте
обычно разбивается по моделям или по сценам. В первом случае, который
обычно применяется в крупных проектах, модели главных и второстспеп-
пых персонажей распределяются между исполнителями или группами ис-
полнителей. тогда как реквизит и окружающая среда, называемые декора-
циями. раздаются другим специалистам. Во втором случае, который, пожа-
луй, более подходит для небольших проектов, создание моделей для кон-
кретного эпизода является обязан костью того специалиста (или группы),
который отвечает за этот эпизод (рис. 2.4.10). Распространен прием созда-
ния геометрических болванок (пли «пустышек») на ранней стадии процес-
са. благодаря чему аниматоры, специалисты по рип лигу и прочие могут
начать работу, не дожидаясь завершения моделей.

Построение сцен

Пока создаются модели персонажей, реквизита и декораций (а порой даже
раньше), одет проработка положений и движений персонажей н камеры,
для чего используются геометрические болванки (рис. 2.4.14). Эта стадия
называется построением сцены (рис. 2.4.8). Все чаще такое построение
производится на компьютере с использованием уп|ющенных цифровых мо-
делей. В ходе построения выполняется набросок основного действия: это
делается с целью П|м*обраэовання сюжетной ленты в трехмерную цифро-
вую анимацию. Анимационные наброски могут включать наброски торса,
простых движений рук и поворотов голоиы всего, 'по имеет отношение к
пластической выразительности тела, позе, положению и жестам. Анимация
обычно выполняется «задом наперед»: сначала торс, затем руки, кисти,
пальцы и н последнюю очередь анимация мимики лица. Перемещения
персонажей и камеры на этих рисунках обычно отмечаются стрелками
(рис. 3.4.9). В некоторых производствах до сих пор используется традици-
онный подход к построению сцеп, который основан па рисунках, детализи-
рующих композицию кадра в конкретном анимационном поле (рис. 7.2.2).

Риггинг или установка средств управления анимацией

Внутренние скелетоны, которые наиболее часто используются для анима-
ции персонажей, называются средствами управления анимацией. Их так-
же ini.iMiiahiT двигательной оснасткой или схемами ОК (ОК сокра-
щение от обратной кинематики), так как скелетоны являются оснаст-
кой или схемами управления, использующими анимационный метод
обратной кинематики (рис. 2.4.11). В п|Юектах с большими объемами
анимации установка средств управления анимацией обычно является
обязанностью технического постановщика, тогда как аниматоры при-
ступают к выполнению анимации уже после расстановки основных
Средств управления (рис, 12.5.5).

Захват данных с реальных объектов

Захват данных с реальных обтлктов является важнейшим элементом
при создашш проектов со спец:и|и|н*ктамп. которые базируются на
•живом» съемочном материале и данных, собранных в процессе ре-
пышго действия независимо от того, где оно происходило на нату-
ре или в съемочном павильоне. В большинстве случаев для захвата
данных с реальных объектов необходимо специальное оцифровываю-
щее оборудование и программное обеспечение (рис. 2.4.12); системы
трехмерного сканирования актеров, объектов реквизита или ланд-
шафта (рис. 5.6.10). Киносъемка реального действия обычно осущест-
вляется с помощью кино- или видеокамер (рис. 13.1.1	13.1.2). Как

правило, захват данных и оцифровка изображений выполняются спе-
циальными подразделениями, которые не входят в состав анимацион-
ной группы.

2.4.8. Раскадровочные рисунки,
отображающие выражения лиц. позы
и концепции персонажей, а также
построение сцены. На рис. 2.4 4
показана просчитанная версия
Корпорации Монст/хю, (вверху),
а на рис. 12 4 1 - просчитанная
версия Шрека (внизу). (Вверху:
Корпорация монстров, Disney
Enterprises, inc /Pixar Animation
Studios. Внизу Shrek’“ и О 2001
Drea Works LLC)

Ротоскопирование и камерный трекинг

После передачи элсмешов «живого действия* группе цифрового произ-
водства их начинают анализировать специалисты по ротоскопированпю и
камерному трекингу (слежению) (рис. 13.2.1 13.2.2 п 13.3.1). Извлекае-
мые пин пространственные и динамические данные используются анима-
торами и художниками спецэффектов в качестве ориентиров н важной для
iixрабсил справочной информации. I I ротоскопирование, и камерный тре-
книг можно выполнять вручную или в полуавтоматическом режиме (См.
главу 13, где эти приемы описаны подробно).

Рисование текстур

В большинстве трехмерных компьютерных анимационных проектов .для
геометрических объектов широко используются текстуры. Многие из
этих текстур рисуются вручную с помощью цифровых графических сис-
тем или с использованием традиционных материалов, после чего произ-
водится сканирование (рис. 2.4.13). Фотографии текстур, выполненные
на пленке, тоже нужно сканировать, тогда как снятые цифровым фотоап-
паратом могут быть перенесены непосредственно в систему цифровым
путем. В любом случае все фотографические текстуры обычно требуют
определенной работы по доводке или выставлению цветового баланса,
прежде чем их можно будет применить к геометрическим объектам. Рисо-
вание текстур или доводка обычно выполняется художниками зачастую
ими, которые работают в группе разработки визуального решения. Ино-
гда художннкам-текстуршикам приходится работать совместно с техни-
ческими постановщиками, которые отвечают за разработку процедурных
тексту]) (рис. 9.6.4 и 9.6.8).
2.4.9. Постановка и предварительная
визуализация компьютерной
анимации для рекламы Levi's,
показанная на рис. 13.1.3,13.3.1
и 13.7.2, была выполнена с помощью
этой черновой анимации
(С разрешения Framestorc CFC
и Bar Не Bogle Hegarty)

Анимация персонажей

Аннмашш персонажей выполняется поэтапно, начиная с черновой анима-
ции и заканчивая окончательной доводкой. Обычно сначала набрасывают*
ся широкие движения, для чего используются геометрические болванки
(рис. 2.4.И). Затем добавляются вторичные движения н мимика, после че-
го дорабаплваются детали и производится тонкая подстройка синхрониза-
ции перекрывающихся движений. Клк и в случае моделирования задачи
анимации обычно распределяются между разными исполнителями или
группами. Обычная разбивка объемов работ поанимаиии по персонажам
или по сценам. Анимация групповых сцен (массовки) обычно поручается
отдельной группе, которая часто входит в команду анимации э<|м|и'кто|1.
Последовательности неподвижных изображений (flipbooks) содержат
много кадрОВ*4СЛаЙдов» и удобны для предварительного просмотра и до-
водки анимационных фрагментов (рис. 2.4.15).

Анимация эффектов

Группа анимации эффектов отвечает за анимацию нри]юдиых янчений вроде
дождя, вст|>а или пламени. Большинство методов, использующихся для ани-
мации природных явлений, являются процедурными, в силу чего группа ани-
мации эффектов обычно в значительной мере состоит из технически ориеи-
тированных шшматоров. В некоторых производствах анимацию массовки то-
же выколияигг специалисты группы анимации .м|и|м*ктов (рис. 2.4.16 и 12.3.4).

Освещение, затенение (шейдинг) и рендеринг (просчет)

Освещение и затенение иногда выполняются разными группами. Освеще-
ние подразумевает размещение и настройку всех источников света в каждом
кадре фильма. Во многих производственных компаниях освснггельная ста-
дия соответствует моменту, когда все детализированные модели впервые со-
бираются в сцене. Затенение (шейлннг) включает написание шейдеров (ал-
горитмов затенения), которые будут исполыюваться на протяжении всего
производства (рис. 2.4.16). Как и в случае процедурных текстур некоторые
элементы освещения и шейдинга часто выполняются программистами или
технически подкованными художниками, которые умеют писать шейдеры.
Этот процесс часто является iicitocpencniciiiiiJM |к*зультатом стыни (нара-
ботки внешнего облика, на которой определяются все компоненты, влияю-
щие на окончательный облик просчитанных изображений. Работы (часто с
помощью программ, (|юрмирую1цих очередность) пересылаются на участок
окончательного просчета, где задаются все репдеринговые переменные
(рис. 2.4.17). Маленькие файлы обычно просчитываются за один щюход. то
есть все их элементы просчитываются одновременно. Файлы большего раз-
мера со сложной геометрией или сложными настройками рендеринга часто
просчитываются послойно, причем в каждом слое содержатся разные эле-
менты кадра. В этом случае необходим последующий композитпиг.

Композитинг, постобработка и финальный продукт

После того, как элементы фрагмента или сцепы были просчитаны, их не-
обходимо сначала собрать п скомпоновать(т.е. выполнить компкигтннг). а
уже потом производить запись (рис. 6.12.5). 11а этой стадии производится
ретуширование неподвижных кадров или фрагментов, нуждающихся в та-
кай доработке, а также устранение допущенных в них ошибок (методы
inuiiaurniiira и |М'гунн1|х>нання описаны в главе 14). Логическом кульми-
нацией процесса производства компьютерной анимации является запись
изображений на ряд разнообразных носителей, включая киноленту. видео-
кассеты. цифровые видеодиски (DVD) и бумагу (основные концепции вы-
дачи материала изложены в главе 15).

Управление информационными ресурсами
и техническая поддержка

Зг!аст)то скрытым, но крайне важным элементом цифрового производст-
г< iiiioio пропита является управление разными художественными пли ме-
дийными ресурсами, из которых складывается производство компьютер-
ной анпишиш. Хотя существуют готовые программные пакеты для управ-
ления информационными ресурсами (системы Media asset management),
серьезную проблему представляет необходимость постоянного пересмотра
имеющихся ресурсов, а также участие большого количеств;! людей в созда-
нии каждого кадра анимированного действия или спецэффекта. Управле-
ние информационными ресурсами требует неукоснительной дисциплины:
простой п понятной системы идентификации файлов. относящихся к раз-
ини сценам, эшеюдам и их нс|нрабог<1нным версиям: и зачастую цифро-
вого резервирования (коии|юва1пш) данных. Группа технической под-
держки ключевая составляющая п|х)нзводства компьютерной анимации.
Эти специалисты нс заняты непосредственно в создании художественной
продукции ши. на голливудском жаргоне, не «щупают продукт*. Однако
без их сгаранин. блителыкх*ги и быстрого решения технических проблем
реализация большинства компьютерных анимационных проектов была бы
попросту немыслима. 11менпо благодаря нм все работает как надо, а это и
обсс1И"1икпт своевременное завершение производства.

2.5.	Десять профессиональных советов

для компьютерных аниматоров и цифровых художников

Начиная с конца 1980-годов, цифровая технология значительно изменяет
.ШК искусства и производства анимации. Некоторые из этих изменении
были временными и эволюционировали до тех пор. пока не устаиавлива-
.нмь устойчивое равновесие между старыми и новыми про1иводственпы-
мн меимами, однако многие нз фундаментальных повседневных аспектов
производства аннмашш изменились навсегда (рис. 2.5.1).

Чтобы стать успешным 31>компьютерным художником или аниматором,
нужно обладать множеством разных навыков н дарований. Некоторые из
них лежат в творческой плоскости. некоторые в технической, а многие
другие 11ршы.гтсх1Т к целому раду других областей. Конкретный набор
нужных навыков является различным для разных секторов, использующих
трехмерную цифровую технологию для художественного производства:
.iiiiniaiuiiHiiiHx художественных фильмов и телесериалов, игр для приста-
вок и шропых аттракционов и wcb-гайтов. Тем не менее, чаще всего имеют-
ся некие базовые навыки, которыми желал бы овладеть каждый художник и
аниматор в этой области. или которые он желал бы видеть у своих потенцп-
алышх работников. Десять предлагаемых здесь советов выкристаллизова-
лись из мпогалстнеп) опыта и контактов с новичками и опытными npo<|icc-
iTinn;ii:iMii. Возможно, атп советы помогут вам быстрее достичь ii[xx|ktciio-
HiLiuiux целен и сделают вашу карьеру более ровшж и успешной.

I Iiw-H >ы »и nroi in х; I ич Н1зв< >дс гг вл

2.4 10. Каркасная и простая
шейдимговая версии «идущего»
ключевого кадра (tp 1999 Oddworld
Inhabitants Inc. Все права защищены).

67
2.4.11. Схема обрагной кинематики
накладывается на геометрию.

которая размечена цветами

для отображения разных частей
и функций этой фигуры
(Turok 2'" and Acclaim»-,

1999 Acclaim Entertainment. Inc

Все права защищены).

Будьте готовы к переменам

Повседневные реалии работы в качестве ЗО-хуложника или аниматора,.за-
нятою в цифровом производстве, постоянно изменяются. Эго ни новое
явление. За последнее десятилетне изменились многое факторы, опреде-
ляющие аспекты профессиональной деятельности художников цифрового
производства. Эти факторы включая технические достижения, художе-
ственные стили и бизнес-циклы - продолжают изменяться и сегодня, и су-
ществует большая вс|юятность того, что значительные изменения будут
происходить в течение ближайших нескольких лег.

Технические достижения, например, оказывают глубокое воздейст-
вие на рабочие реалии цифрового производства, поскольку оп|>сдсляют
множество навыков, необходимых для выполнения проекта. Художест-
венные стили крайне важны потому, что производственные компании
часто нанимают художников, исходя из стиля их работ. В случае трех-
мерного модели|м>наиня примером разницы в художественном стиле мо-
жет служить сопоставление «мультяшного* и реалистичного стилен.
В области рендеринга, например, освещение сцен, которые будут ском-
понованы с «живым» отснятым материалом, может потребовать стили-
стического подхода, отличающегося от стиля освещения сцеп с декора-
циями. в которых трехмерные виртуальные персонажи ведут бои в ре-
альном времени.

Бизнсс-циклы часто определяют бюджет и сроки, а оба этих фактора иг-
рают ключевую роль в определении потенциала любого проекта. Бюджеты
обычно оп|м*дсляюг размер творческой и произвола венной групп. тип ин-
струментов (аппаратных и программных). используемых для того, *гтобы
воплотить проект в жизнь, а также период времени, за который коллектив
должен выполнить проект. Сроки сильнее, чем что-либо иное, обуславли-
вают общую нагрузку на членов производственного коллектива. Эта на-
грузка весьма реальный фактор. определяющий качес i во рабочего опы-
та в жизни 3D циф|>ового художника или аниматора.

Преследуйте реалистичные цели

I к'редко случается, что люди, желающие сделать кармру в цифровом ху-
дожественном производстве. сразу ставят перед собой такие цели, кото
рые для них явно недостижимы. Многие новички в этом деле мечтают о
том. чтобы за пару лет добиться больших заработков и получи ы, между-
народные призы. Однако многим из нас известно, что. хотя прославлен-
ные ЗО-художники-ветераиы дейспиггельно хорошо зарабатывают и ук-
рашают своп студии полученными призами, все это, кик правило, являет-
ся результатом целой жизни, исполненной трудов и самоотверженности.
В этой сфере случались периоды, которые напоминают калифорнийскую
золотую лихорадку 1849 года. Несколько авантюристов выиграли в этой
лотерее, после чего тысячи других возымели надежду получить столь же
крупный выигрыш за то же время. Спросите себя, чем вызван ваш инте-
рес к т|К“Хмерному искусству и анимации призванием или чем-то вроде
компьютерно-анимационной золотой лихорадки. Хороший способ сосре-
доточиться на достижении реалистичной цели выбран, работу. которая
вам нравится и для выполнения которой у вас имеется достаточная ква-
лификация.

Этот процесс можно начать с выбора предприятия, где вам хотелось бы
работать. Что для вас интереснее работа в маленькой мастерской, сред-
нем предприятии ши на крупной студии? У каждого нз этих варншпов
имеются свои «за* и «против», включая уровень оплаты, возможность
гипься у других. виды работ и типы проектов, над которыми вам продето*
hi трудиться. В ходе выбора желательного для вас типа предприятия мож-
но составить перечень компании, попадающих в эту категорию (или кате-
гории). Следующий шаг решить, какие должноет и в этих компаниях
могли бы представлять для вас наибольший интерес. Внимательно рассмо-
трите те должности. которые лучше всего соответствуют вашим навыкам и
талантам.

Вся эта Подготовка может вылиться в серьезный объем исследований.
Независимо от того, получите ли вы эту нш|х>рмацию из журналов, от ин-
структоров, друзей или в ходе профессиональных мероприятий, можете
быть уверены хорошая информированность окупается. Конечно, ветре-
чаются немногочисленные счастливчики, которым удалось сходу полу-
чить замечательную работу без всякого пошагового приближения, но луч-
ше ие надеяться. что вам так повезет. Как только вы определились с типом
|аботы. которая для вас желательна, нужно соответственно подкорректи-
ровать ваш демонстрационный ролик и порт(|юлио, а после этого начать
процесс подачи обращений.

Познайте свое цифровое ремесло

Навыки, которыми владеет цифровой художник, это то, что позволяет
выразить его (ИЛИ се) идеи в «|юрме изображений. Ремесло цифрового ху-
дожника или аниматора включает множество разнообразных вещей на-
пример, знание того, как добит ься выразительности с помощью линий,
форм. цвета и композиции, умение ориентироваться в разных программ-
ных пакетах. использующихся в производстве, способность работать с эле-
ж-ппмн, созданными другими людьми, и, в свою очередь, передавать свои
работы тем, кто будет следующим в производственной цепочке, и умение
сохранять творческие ориентиры в ходе производственного процесса, ко-
торый может быть сложным и отстраненным от конечного продукта. Циф-
ровое ремесло трехмерных художников и аниматоров нс шлн<|ювалось ве-
ками оно все еще форхтрустся; поэтому не удивляйтесь, если в какие-то
моменты вам покажется, что вы или ваш коллектив впервые пробуете ра-
ботать цифровыми методами возможно, гак оно и есть.

Воченьиемногих сферах творчества ремесленные навыки столь важны
л; ч работы художника, как в цифровом мире. При творческой работе в тех
областях, которые еще нс перешли на целиком цифровое производство, не-
обходимость для художника владеть соответствующими навыками обыч-
но не является слишком жесткой. В подобных случаях в производствен-
ный процесс включают одного художника, привычные инструменты (на-
пример, акварельные краски) и достаточно стабильную технологическую
структуру производства, понятную для всех его участников.

Гам же, где используется цифровая модель художественного производ-
ства, творческая н производственная группы обычно состоят из несколь-
ких художников и аниматоров. Этим людям приходится использовать ин-
струменты. которые постоянно изменяются псреконфигурнрование обо-
рудования и модернизации программного обеспечения происходят
сплошь и рядом. Еще больше осложняет дело то. что существующие ныне
процессы цнф|ювого производства недостаточно стандартизированы, так
как многие проекты ставят настолько новые задачи, что эти процессы при-
ходится соотвегсгвукицпм образом адаптировать. Постоянно совершснст-

2.4.12. Движения этого спортсмена
оцифровываются с тем. чтобы
впоследствии их можно было
использовать для трехмерного
анимированного персонажа
(С разрешения Aigcl Studios).
2.4.13. Карта изображения слева
<1200 х 1095 пикселей) и рельефная
карта справа, использующиеся
для модели на рис. 2.4.10

СР 1999 Oddworid Inhabitants, Inc
Все права защищены).

вовать техническое мастерство важно вдвойне потому, *гго цифровые .ме-
тоды стремительно развиваются. Подобный темп изменений на каком-то
этапе, возможно. начнет замедляться. По пока продолжайте обновлять
спои навыки, например, регулярно посещая пхттветствуюнше мастер-
классы или постоянно обмениваясь опытом с коллегами. Ваши техниче-
ские знания и творческий диапазон всегда можно пополнить за счет новых
навыков работы с программными пакетами.

Адаптируйте ваш демонстрационный ролик и портфолио

Демонстрационный ролик ло сборник ваших лучших работ по анима-
ции и снец:х|к|и'ктам. Пожалуй, всем ясно, что самое важное в творче-
ском портфолио или демонстрационном ролике это тот факт, что они
демонстрируют ваши специфические дарования и навыки самым луч-
шим образом. Традиционно демонстрационные ролики выполнялись на
видеокассетах, по сейчас для представления образцов зачастую исполь-
зуются персональные сайты пли диски DVD. Сайты лучше всего «сраба-
тывают», когда существуют в версиях для скорост кого и медленного со-
единения и совместимы с разнообразными плеерами. Второй крайне
важный момент для получения желанной работ ы это обеспечение того,
чтобы ваш портфолио или демонстрационный ролик содержал материа-
лы того типа, который представляет наибольший интерес для потенци-
ального работодателя. Скажем, если ваш портфолио пли демопст[>ацион-
ный ролик характеризуется высоким качеством, ио материал не соответ-
ствует тому, что нужно вашему потенциальному работодателю, лот за-
мечательный портфолио никак не поможет вам получить работу. Все это,
в общем, означает лишь одно в смысле увеличения ваших шансов на по-
лучение желаемой работы.

Сосредоточившись на разработке высококачественного демонстрацион-
ного ролика или портфолио, необходимо удел1ггь определенное внимание
и его адаптации к конкретным пожеланиям и т|х-бованням той компании,
куда вы хотите устроиться на работу. Разузнайте как можно больше о спе-
цифических требованиях в отношении портфолио и демонстрационного
ролика, принятых в той компании, куда вы хотите устроиться. Некоторые
компании высылают свои требования почтой или факсом, другие перечис-
ляют их на страницах своих Сайгон, посвященных кадровым вопросам. а
отдельные компании сообщают их по телефону.

'Гот факт. что разные компании предъявляют разные т|н-бования к де-
монстрационным роликам, может означать, что у вас. в конце концов, по-
явится несколько слегка различающихся версий нодбо|юк ваших луч-
ших работ. Например, одна компания готова просматривать видеоленты
с любыми видами работ любой продолжительности, тогда как другая рас-
сматривает только ролики продолжительностью не более трех минут и
начинающиеся с динамических каркасных тестон, а заканчивающиеся
полностью просчитанными анимированными сценами, причем эти роли-
ки должны содержать исключительно анимацию персонажей, выполнен-
ную с помощью методов захвата движения. 11екоторые компании просят
предоставить письменные пояснения в отношении работы, которую вы
выполняли в коллективных проектах. Конечно, для получения хорошей
работы вам необязательно адаптировать демонстрационный ролик, но
ЭТО несомненно увеличит ваши шансы и спектр возможных вариантов.
Специфические составляющие демонстрационного ролика описаны в
конце этой главы.

70

I b|фнтвой । пт>пе<.(: net >|i:нм>д< л пл


Будьте готовы работать в команде

Потт все цифровые проекты - плоды коллективной работы. Независимо
от того, является ли проект web-сай том. видеоигрой нлп эпизодом со спе-
цэффектами для художественного фильма, комплексная природа этих
проектов практически диктует необходимость сотрудничества.

Например, если речь идет об эпизоде со спги:и|х|х‘ктамп. само количест-
I» этапов его создания требует участия группы, состоящей из нескольких
снсцпа।истов. между которыми распределяется рабочая нагрузка. Иногда
некоторые нз этих этапов выполняются параллельно. Например, одни вы-
страивает сложные трехмерные декорации, второ»! разрабатывает детали*
ЛПрОКШНОП) трехмерного героя, а третий рисует текстуры, которые будут
применены к просчитываемому изображению. В случае сайта, даже если
визуальный Koirronr несложен и требует использования простых приемов,
всегда присутствует вечный прессинг в виде сжатых сроков. Так как сайты
обычно обновляются каждый день или каждые несколько дней, лучшим
<»! часто единственным) способом вписаться в сроки является распределе-
ние рабюты между несколькими людьми.

Вдоцнфровые времена многие художники могли выполнять свои твор-
ческие работы в одиночку. Живописец, работающий над небольшим по-
лотном. пожалуй, лучший пример традиционного визуального художни-
ка. которому действительно не нужна помощь других художников для вы-
полнения работы. Живописец набросал композицию. загрунтовал холст,
смешал краски. наложил фон, изобразил детали и покрыл готовую карти-
ну лаком. В том же духе еще два-три десятилетия назад даже многое пер-
!'|||р>хп.1иы экспериментальной анимации или создатели видео могли вы-
полнять многие свои работы самостоятельно. Однако сложность работы
часто предполагает участие команды. Когда живописные произведения
< гаповилпсь слишком сложными (как в случае настенных фресок), мас-
тер-живописец нанимал помощников, которые смешивали краски, подго-
тавливали рабочую поверхность и лаже наносили эти краски. Когда анн-
мз горы создавали работы, характеризующиеся сложным действием, изощ-
ренными приемами или большой продолжительностью, или когда они хо-
тели добиться более реалистичных эффектов, производственная модель
лню.» была включать нескольких специалистов, выполняющих спсциа-

.П1зн|юванные задачи.

Ну а в сов|Х'мсниом цифровом производстве творческим коллективам,
работающим согласованно, часто приходится выполнять и многие персо-
нальные художественные н|юскты. которые традиционно выполнялись в
цивЮТку. Сегодня только простейшие из коротких компьютерных анима-
ций могут создаваться, моделироваться, окрашиваться, просчитываться,
анимироваться и компоноваться одним человеком. То же самое можно
।-спать практически обо всех интерактивных или мультимединных циф-
ровых проектах.

Работа в команде это то, чему не всегда учат в художественных учи-
лищах и школах анимации. Акцепт там пока делается прежде всего на вы-
работке художественной инднвидуалыгостн на фоне изучения ряда прие-
мов. Возможно, мы вскоре увидим плоды трудов некоторых новаторски
настроенных преподавателей, разрабатывающих такие подходы к обуче-
нию искусствам и анимации, которые позволяют их студентам развивать
свое артистическое видение одновременно с развитием и укреплением на-
пыхов (пботы в команде.

2 4 14. Модели-болванкм нужны
для набросков предварительной
анимации (вверху), а более
детальные модели используются
для анимации мимики (внизу)
(Изображения из фильма ANTZ'"
О DreamWorks L IС и PDI
печатаются с разрешения
DreamWorks foimation)
<*• tf- r*- s*' A



Научитесь воздавать должное подготовке производства

Цифровое производство обычно отличается комплексностью. так как я
нем для выполнения работы необходимо пройти целый ряд этапов. Muo-
nic из этих этапов выполняются одновременно пли в очень специфи-
ческой последовательности. Опыт подсказывает нам. что нанлучший спо-
соб справиться с комплексным производством (неважно, цифровым или
нет) - проанализировать его и разбить па более простые составляющие.
/Ног процесс анализирования и планирования чаще всего имеет место на
стадии подготовки производства проекта. В условиях цифрового произ-
водства такая подготовительная стадия не бывает необязательной это
всегда необходимое требование, особенно если мы хотим уложиться н
бюджет н завершить проект в срок

Привычка планировать заранее - ключевой фактор, определяющий ус-
пех вашей деятельности на ниве художественного цифрового производст-
ва. С производственной точки зрения ны становитесь бесценным челове-
ком для других сотрудников или всего коллектива. если у вас имеется план
действия, который вы можете нм предъявить, или если вы неуклонно при-
держиваетесь согласованного к выполнению плана. Разузнайте, каков бу-
дет следующий этап процесса. Благодаря этому вы. скорее всего, сможете
продвинуться на таг вперед и соответственно оказаться более гибким и :м|>-
фектннным. I (аконец, относитесь к совещаниям ио подготовке производст-
ва как можно серьезнее, стараясь внести в них максимальный вклад в виде
своих идей, даже если другие не осознают важность таких совещаний. В ко-
нечном итоге это поможет вам отвоевать уважение коллег и будет способст-
вовать успеху проекта, над которым вы работаете.

Не забывайте о факторах,
которые могут воздействовать на ваше здоровье

Как и М1Ю1 не другое и jmx|k*cc и и специальность трехмерного аниматора со-
пряжена с потенциальным риском для здоровья. К счастью, большую
часть факторов риска легко нейтрализовать, если уделять внимание неко-
торым базовым правилам и организации груда. Значительное число совре-
менных художников, работающих на компьютерах, страдают от связанных
с их работой нарушений здоровья от простых болей в синие до туннель-
ного кистевого синдрома. Последнее явление представляет собой заболе-
вание. причиной которого является чрезмерный объем работ, выполняе-
мых руками, запястьями, ладонями или пальцами. В результате таких пе-
регрузок опухают сухожилия, проходящие через узкий канал в запястье, и
давление, оказываемое на нервы, вызывает дискомфорт, боль и даже нс-
/4^	j£*

Tpy.nx.'iiCH’ooiiiK'Ti.. Работая на компьютерах. художники сталкиваются co
<'|<<'11>|||||1чсск11.ми угрозами для здоровья, шли чающимися от тех. которые
штшкают при работе с другими инструментами. Мы должны быстрее на-
унниси (и как сообщество цифровых художников, и как отдельные индн-
1ШЛЫ)П1стемав1Ч(ч*кн принимать п|ю<|нмактпч1*скнс меры.

Задумаемся на секунду о нескольких профилактических мерах по по-
псслнениому сокращению вредных для здоровья факторов, разработанных
художниками, работающими в других областях. Скульпторы. использую-
щие силовые инструменты или работающие с сильно |шог])стыми мери-
лами в литейных цехах, научились ностггь защитные очки, перчатки и
прочную ибупь. Танцоры и атлеты. нагружающие свои мускульно-скелет-
ные системы ио восемь часов в день, выделяют определенное время на ра-
зогрев и охлаждение. за счет чего их тела расслабляются и становятся гиб-
кими. Живописны, пользующиеся токсичными красками, не имеют при-
вычки облизывать кончики своих кистей, чтобы заострить их. Фотографы
(н'ю]и>жны в обращении с химикатами в проявочном иомещелпи, а рабо-
тая и своих студиях, стараются почаще давить глазам отдых, так как под-
rc|H'jitnci воаденствпю множества вспышек, которые они используют сот-
ни роз и лень.

Очевидно, что за десятилетия п столетия работы художники разработа-
Л11<Н1|хис.нч1ные приемы, позволяющие им сохранять здоровье на рабочих
местах. Пришло время и нам позаботиться об этом, причем нужно нс про-
сто йЫрзботпть иекогорыс п|км*тые рекомендации но здравоохранению, ио
И ежедневно следовать им. а также разделять эту практику с коллегами.
Ми можем очень успешно предотвращать связанные со стрессом пробле-
мн даже синдром повторною напряжения. широко известный как RSI.
Профилактика это прежде всею упражнения па растяжение, которые
нужно выполнять перед тем. как сесть ;ui клавиатуру, перерывы, которые
следует делать в работе, и правильная воза во время многочасовой работы
(рнс.15.2). Изредка выполняемые упражнения еще никому не причинили
нрлза Прибегните к здравому смыслу.

Изучите историю цифрового творчества

Приступая к созданию очередного шедевра цифрового искусства или циф-
ровой анимации, не забываЕи? о том. что другие люди работали в этом же
иапрешлетш. начиная с шестидесятых годов прошлого века. Если вы уже
изучали работы из области трехмерного компьютерного искусства и айн*
чипш. созданные другом!!, то знаете, сколько полезного можно из этого
inwib. Если же нет, то самое в|Н*мя начать: к данному momcittv вы уже.

2.4.15. Две версии анимационного
цикла ходьбы, включающего

12 кадров. Правая нога в верхней
версии остается в оотдухс несколько
дольше, чем в нижней.

(<О 1999 Oddwotid Inhabitants. Inc.
Все права защищены).

73

I шмчт ifi процесс 1114)1 спи >д<.- гвд
наверно, прочитали главу 1 этой книги, не так
in? Ознакомление с чужими достижениями мо-
жет многое поведать о том. какие приемы лучше,
а также о том. какие методы больше подходят
для решения творческих задач проекта. В любом
случае изучение некоторых важных работ, с<|юр-
мировашинх область трехмерного искусства и
анимации, поможет вам избежать ошибок, кото-
рые до вас совершали другие.

Соберите информацию
о деловых аспектах вашей профессии

Если вы читаете газеты или специализированные
журналы, то. видимо, знаете о влиянии, которое
оказало цифровое распространение контента на
вон|мх'ы шгтеллектуальной собственности и ком-
мерческие законы, регулирующие жизнь нашего
общества. Точно так же изменяются и многие

2.4.16. Освещение мой сцены
выполнено к просчитано пекле
того, как большая часть анимации
была завершена. Кадр
на противоположной странице
включает такие тонкости рендеринга,
как размывание при движении
и глубина резкости, (Изображения
из фильма ANTZ"'' с DreamWorks
L.L.C и PDI печатаются с разрешения
DreamWorks Animation).

стандартные правила, которые определял и п регулировали трудоустройство
художников или аниматоров. Пора уделить немного вашего драгоценного
времени изучению наиболее типовых вопросов, касающихся трудовых и
коммерческих отношений, которые формируют вашу карьеру. Например, и
работа в качестве внештатной > сотрудника, и работа в штате имеют свои пре-
имущества и недостатки. Что вам больше подойдет? Друшми примерами
подобных вопросов являются условия трудового договора. принятые нефе-
|х- творчества. включающего цифровое художсствсших? производство; преи-
мущества. связанные с работой: роль профсоюзов в обеспечении таких пре-
имуществ и вопросы прав на И1гге-ллектуальпую собственность, созданную в
результате вашей работы. Возможно, изучение подобных boiijxkob не столь
увлекательное и вдохновляющее врсмяпреир01и>ждещ|е, как создание обра-
зов или анимации, наполняющих вас страстью, но эти вои|юсы нс менее
важны для формирования вашей карьеры к качестве цифрового художника
или аниматора. Посвятите немного времени их изучению; некоторые ресур-
сы можно найти па сайте иъчг.апо/ЗО.а>т.

Продолжайте развивать свое художественное видение

11аконен. очень важно имев, в виду. »гто ваше художественное видение и
личное восприятие являются, пожалуй, самым ценным долговременным ас-
пектом ваших творческих способностей. Нередко ЗО-художникн и анимато-
ры настолько увлекаются техническими сторонами цифрового художест-
венного производства, что забывают развивать своп творческий ум и шли-
<|ювать свои идеи. 11с переставайте развивать свое творческое видение, пока
учитесь у других и вникаете в особенности цифрового художественного про-
изводства. Неважно, являетесь ли вы членом творческой группы или неза-
висимым художником всегда помин те о том. что однажды ваш голос, воз-
можно, вызовет такой резонанс в мейнстриме, какого вы совсем не ожидали.

2.6.	Составление демонстрационного ролика

Как уже говорилось ранее, демонстрационный ролик представляет собой
сборник ваших лучших работ по анимации и эффектам и призван показать
uoTeiiiui.'tibiioMy нанимателю, заказчику или коллеге, на что вы спосоопы
со; техническом, так и в творческом смысле. I 1ервый шаг в создании де-
Иьролика - определиться г материалом и техникой. которые вы хотите
пр(Пе.м(111<трн|)011агь. Разумеется, это зависит от того, какими навыками
вы кшестг н на какую должность претендуете. Ваш демонстрационный
ринк должен содержать большой объем анимации персонажей. если вас
iilirqnicycr работа в качестве аниматора персонажей. Демо-ролик с об|ш-
ц»ш камшкиппнта или технического рендеринга вряд ли поможет устро-
ился па работу в качестве компьютерного аниматора.

Второй зтап состоит и том. чтобы узнать, какие требования наниматель
предьнвляст к кандидатам, а также какие вакансии пли потребности име-
ются у него на момент вашего обращения. Такую информацию легко най-
ти в Интернете или узнать по телефону. а на се основе вы получите пред-
ставление о типе и продплж»ггсльпости материала, который нужно вклю-
чит® в ролик.

Третий этап состоит в просмотре материала, который вы отобрали для
дсми-рол ш.а, и выборе фрагментов, производящих наилучшсс впечатле-
ние и выставляющих нас в самом выгодном свете. Покажите их другим.
Особенно тем. кто не знаком с вашей работой, и обратите внимание па их

75

llii'i'i'oitoft itronux: iii'oi иво.к л пл
реакцию и отзывы. После проведения перво-
го отбора нам следует решить, какая последо-
вательность показа ваших материалов будет
наиболее эффективной. Мо1гтаж демонстрй-
цноиного ролика это процесс, который тре-
бует определенного уровня владения видео-
монтажными программами. К счастью, задачу
можно решить циф|ювым путем, используя
такие программные пакеты, как Apple Final
Cut I’m Adobe Premiere. Avid DV Express или
Media 10(1. Работа ио отбору и монтажу мо-
жет занять несколько дней: кроме того, обыч-
но приходится выполнить несколько вариан-
тов монтажа, прежде чем вы остановитесь на
том. который смотрится достаточно хорошо.
Подбор звукового сопровождения для вашей
последовательности изображении, а также
создание титров в начале и конце также вхо-
дят в работу по составлению демо-ролика.
Титры должны легко читаться и содержать
ваше имя и фамилию, номер телефона и адрес
электронной почты.

Четвертым этапом создания демо-ролика

2.4.17. Окончательно просчитанный
персонаж, включающий модель,
текстуру и освещение 1999
Oddworld Inhabitants, Inc.

Все права защищены).

Десять профессиональных
советов для компьютерных
аниматоров

1	Будьте готовы к переменам

2	Преследуйте реалистичные цели

3.	Познайте свое цифровое ремесло

4	Адаптируйте ваш демонстраци-
онный ролик и портфолио

5.	Будьте готовы работать в команде

6.	Научи гесь воздавать должное
подготовке производства

7.	Не забывайте о факторах,
которые могут вотдсйствовать
на ваше здоровье

8	Изучите историю цифрового
творчества

9.	Соберите информацию о дело-
вых аспектах вашей профессии

10.	Продолжайте развивать свое
художественное видение

2 5 1 Десять профессиональных
советов для компьютерных
аниматоров и цифровых художников

является сп» запись п копирование на нуж-
ный носитель. Вы можете представлять свой демо-ролик на видеокассе-
те, дисках DVD-ROM, CD-ROM или на web-санте. Если вы останови-
лись на традиционной видеокассете. помните о том, что VI IS до сих нор
остается самым популярным нидеоформатом для демонстрационных ро-
ликов, поскольку практически каждый работающий в сфере компьютер-
ной анимации и спецэффектов имеет свободный доступ к плейеру VHS.
Другие (|и>рматы видео, включая DV. DVCAM. Betacam SB и SX и Digital
Betacam. обеспечивают более высокое качество, чем VHS, по не у каждо-
го есть под рукой средства для их воспроизведения. Поэтому задайте
этот вопрос, прежде чем высылать свой ролик. Кроме гоп», учтите, что в
разных странах приняты разные стандарты видео. Коротко говоря, стан-
дарт NTSC принят в США. Японии и большей части Латинской Амери-
ки. Стандарт PAL принят в большинстве стран Европы и многих странах
мира. SECAM используется во Франции и нескольких других странах.
Мультистаплартные плейеры распространены в Европе, но редко встре-
чаются в США (дополнительную информацию по выдаче продукта на
видео можно найти в главе 15).

Если вы решили представить работу на диске (DVD-ROM или CD-
ROM). постарайтесь осуществить запись таким образом, чтобы получи-
лись версии, которые можно проигрывать на разных воспроизводящих
устройствах. в идеале: на бытовом DVD-илсйере. персональном компьюте-
ре и комн1>югс|Х‘ Apple. Если ваш цифровой носитель допускает воспроиз-
ведение только на определенном типе плейера или компьютера, обязатель-
но укажите эти ограничения на этикетке или коробке с диском. Если вы
предпочитаете выставлять cboi"i материал па web-сайте, вам, возможно,
придется пройти еще один этап, включающий сжатие (компрессию). Это
позволит оптимизировать материал для просмотра п/или уместить весь
материал в конкретную среду или полосу пропускания. Всегда старайтесь
егхтдавать такой материал, который можно будет легко воспроизводить с
2.5.2. Идеальная поза, позволяющая
избежать появления синдрома
повторного напряжения.

болей в спине и зрительного
утомления, включает прямые кисти
к расслабленные плечи, кроме того,
необходима фиксация монитора
на уровне глаз и частые
упражнения-потягивания

tiowiiniiX) максимального колнчсстна плсйсроп или браузеров. Например.
Qiuckiinw является популярным и относительно мультиплатформенным
форматом фыов. подходящим для записи лемо-роликов па диски CD-
ROM и web-сайты.

В дополнение к визуальным материалам неплохо представить и некого-
румнпсьмснную информацию, дополняющую ваш демонстрационный |ю-
лшс. Сюда ВХОД1ГТ сопроводительное письмо-обращение, резюме и техни-
\-.<киг примечания Сопроводительное письмо пли прсдстанлякяцес вас
мегтрошюе сообщение поможет нанимателям понять, какой тин работы
кэс ninvjxrycr. а также какие у вас есть специальные навыки или потреб-
шип. Наиболее аффективны короткие письма, написанные но существу.
Резюме содержит информацию о вашем профессиональном опыте, обра-
зовании и. помимо п|ючсго, степени владения компьютером. Важно перс-
пн.шть конкретные задачи, за решение которых вы отвечали па каждой
рэбсис или в каждом проекте. Полезно добавить и перечень тех программ-
ных шийтов, которые входят в ваш инструментарий, особенно если вы так-
же укажете свой уровень владения ими. I 1апрнмср: «Я являюсь опытным
пользователем пакета Alias|\Vavefront Маул 6.2. хорошо малек» Adolx1
Photoshop 10 и несколько раз использовал в работе систему Discreel
Inferno». Технические примечания часто оказываются полезными с точки
зрения обеспечения информации, которая может способствовать лучшему
пониманию нашей работы зрителями. Такие примечания могут содержать
техническую или практическую 1пи|юрмацию например, касательно об-
стоятельств пли методов, которые определяли, ограничивали или способ-
ствовали выполнению ваших проектов. Письменная информация о моде*
JiipoiiaiiHii, освещении, рендеринге или процессе композптнпга. например,
может прилить много света на ваши навыки и понимание технических
Приемов.

□	Отбирайте только самые
лучшие из ваших работ

□	Включайте в ролик работу,
свидетельствующую о вашей
креативности

□	Включайте в ролик работу,
свидетельствующую о вашем
техническом мастерстве

□	Включайте в ролик работу,
соответствующую должности,
на которую вы претендуете

U Выделите ту работу, которая
может представлять
наибольший интерес
для просматривающих

J Сведите к минимуму монтаж,
который может отвлечь
внимание от вашей работы

□	Включите начальные и конеч-
ные титры, содержащие ваши
имя, фамилию и контактную
информацию

U Перед отправкой копий
просмотрите их и убедитесь,
что они хорошего качества

□	Приложите несколько
технических примечаний,
которые могут помочь
в понимании работы.

2.6.1.	Простой контрольный лист
для подготовки демонстрационного
ролика.

(На следующей странице: Персонажи
из А'нгкмо .игг/ г. 2001 Dygra Films).

Цифровой пгоинч. i ii*oii:uu >д<гпк\

77
Глава 2	Адаптируйте ваш ролик	()не|К1Щ1онные системы Периферийное	Модернизация  программного
Основные термины	Нормы выполняемых работ  Носители продукта  Демонстрационный	хранилище  Геометрические болванки План действия Планирование	обеспечения  Стандартная длина Разработка сюжега Сюжетный ролик
Административная	ролик	Плагины	(.'у11С|)-МИК|М)КОМ11ЫОГСрЫ
группа	Диалог	Требования к порп|юлно	Кпнт|м»ль
Черновая анимация	Цифр*11"*'	Постобработка	Т-1 (сеть)
Анимация	резервирование	П(мтпродакшн	Коллективные усилия
1 1абр<нки внимании	Цифровое |н-месл<>	11одштонка производства	Работа в команде
Средства управления	Цифровой формат	Предварительная	Техническая сложность
анимацией	11иф|Х)Вой Komi loan тннг	визуализация	Гсх11нч<.ч'кис достижения
Прикладное	и постпродакшн	Гесты предварительной	Технический
программное	Цифровая «тулия	визуализации	IKK'T.IIIOHIHIIK
обеспечение	Совместимость	Вычислительная	Гехннческая реализация
Согласование	«сверху вниз*	МОЩНОСТЬ	Техншнткие прнмеча-
Творческий	DS-I (сигнал)	Производство	пня
|1О|ГГ(|>ОЛПО	Анимация :к|я|м*ктов	Производственный	Гехннческая группа
Художественные стили	Ethernet (есть)	процесс	1 слсвизиопный
Творческое видение	14)1)1 (интерфейс)	П|юпзволспич|ная	рекламный ролик
ATM (асинхронный	Окончательный	стратегия	Рисование текстур
режим передачи)	рендеринг	1 |роизволствепная труп-	Покупное п|мп|»аммн<к'
Пропускная	11оследовательностн	па	обесисченпе
способность	неподвижных	Методы пронзводстна	Тин производства
Бюджет	изображений	Собствсиши1 программ-	Совместимость
Бизнсс-циклы	Нормы съемки	Hix* обеспечение	«снизу вверх»
Бизнес-план	Анимационный фильм.	Реквизит	Визуальные зф<|)скты
В срок	рисованный вручную	Модели-пустышки	(спгц.и|х|к“кты)
Туннельный кистевой	Риск для здоровья	Дисковые RAI 1 )-магсивы	Спец:в|в|вч.ты
синдром	Цепочки обратной	Реалистичные цели	для художественного
Сотрудничество	кннематики	Дистанционное	фильма
Цветовые ключи	Входные мощности	сотрудничество	Визуальный стиль
Комплексное	Интернет	Рендеринг	Вписаться в бюджет
производство	Корпоративные сети	Синдром повторного	Пцсьмеппое описание
Компьютерная анимация  Компьютерный анимационный полнометражный фИЛЬМ  Компьютерные фабрики peiijepiHira	1 ||гп*ллгктуальная собственность  Лсйка-роликн Освещение Разработка облика Управление информаци- онными ресурсами  Совещания	напряжения (RSI) Ресурсы  Резюме  11ересмотр Риггипг  Построение сцены График  Сценарий	Письменные м.'Пгсрналы
Компьютерные ресурсы  ( оп|ювод||тельное письмо  Творческие задачи	Этапы  Микрокомпьютеры Моделирование Двигательная оснастка Динамические тесты	1Лендинг  Обмен опытом  Распределение фрагментов  11езависнмый	Л	
Творческая группа Творческое видение Перекрытие	Сеть  Сетевые серверы  Выходные мощности	короткомет-  ражный	у  мультфильм	/	

78

I (НФ1Х ни ИI ПН и |M <: lire >1 ШШ >Д< Л B\

(На предыдущей странице)
Саксофон, смоделированный
с использованием множества
методов (С разрешения
Тору Kocaka, STUDIO EggMan)

3.1.1 Эта сюрреалистичная сцена
иллюстрирует концепцию
чревоугодия посредством
необычного сочетания объектов
и существ, созданных

с использованием многочисленных
методов моделирования (€ Jim Ludtke).
ГЛАВА 3

Основные концепции
моделирования

Краткое содержание

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ОПИСАНИЕ II РАЗМЕЩЕНИЕ воображаемых
трехмерных объектов» окружающей среды и сцен с помощью компьютер*
поп системы называется моделированием. В данной главе рассматривают-
ся основные KOHUcimini процесса моделирования, включая числовое опи-
сание объектов. перемещение объектов н изменение их размеров в трех-
мерном пространстве, распространенные форматы с|кшлов и рекоменда-
ции по подготовке к сеансу моделирования.

3.1.	Пространство, объекты и структуры

Мы существуем в трехмерном мире. Мы передвигаемся в толпе других лю-
дей. взбираемся на горы, бегаем по пляжам и наслаждаемся окружающим
ландшафтом. Мы входим в здания и выхолим из них. поднимаемся по сту-
пенькам и спускаемся вниз, проезжаем по мостам и берем в руки инстру-
менты для письма, приготовления пищи и расчесывания волос. Наша по-
вседневная жизнь протекает в трехмерном окружении и полна трехмерных
объектов и существ (рис. 3.1.1). Мы постоянно созерцаем и ощущаем эту
трехмерность. Однако до тех пор. пока мы не займемся делом или профес-
сиональной деятелыкхтыо, связанной с созданием вещей будь то столо-
вое серебро или мебель, здания или мосты, мы редки задумываемся о
том, как создавалась наша трехмерная реальность и какие методы исполь-
зовалнсь для ее создания.

Когда речь идет о моделирование нашей реальности, мы обычно шкирпни-
мэем многие вещи как не*гго само собой разумеющееся. Однако если мы хо-
тим смоделировать трехмерные сцены с помощью компьютерной програм-
мы, нам придется ознакомимся С широким ассортиментом компьютерных
нрмраммных инструментов, которые могут быть использованы для модели-
рования объектов н окружающей среды. Очень часто в трехмерном компью-
терном моделировании лаже для построения одного объекта используется
комбинация различных инструментов. Представьте себе разницу между
стульями. один нз которых был сделан с помощью всего двух инструментов
ручной пилы и молотка, а другой с использованием шести инструментов:
грубой пилы, лобзика, токарного станки. специального долота, молотка и
шлифовального инструмента. Очевидно, что. хотя у первого стула может
бытыштерсснын дизайн, количество возможных (|юрм будет ограниченным.
Моделирование второго стула может был» куда более богатым и изощрен-
ным. В этой главе описаны простые компьютерные инструменты моделиро-
вания, а большинство бачес сложных ииструменпж рассматриваются в гла-
ве! А сейчас сделаем небольшое отступтеине и поговорим об общих вопро-
сах, касающихся модели|х)ва1111я в трех измерениях.

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Прост рано во,
объекты и структуры ..	.81

Построение с помощью чисел . . 84

Точки, линии и поверхности. .. 86

Перемещение объектов	87

Форматы файлов, использующиеся
для моделирования ,	92

Подготовка..................94

Основные термины..........102
3 1 2 Строительство простого
прямоугольного помещения
требует проведения измерений,
определяющих ориентацию стен,
местонахождение доерн, окон
и расстояние между стенами.

Многие базовые условности. псш>лы1уемые в программных пакетах т|к*х-
мерного моделирования для описания трехмерных сцен, основаны па три-
диционпых условностях, принятых в различных дисциплинах. Например,
для описания п|юсцкшства в ясной и краткой <|м»рме архитекторы исполь-
зуют услопносгн. связанные с измерениями, компоновкой и последователь-
ностями. Даже ii|nk’Kth|>oh;ihiic п|юстого прямоугольного помещения тре-
бует многократных измерений, выполняемых для того, чтобы вес дте.мепгы
этого помещения в итоге оказались там, где планировалось (рис. 3.1.2). Бо-
лес топ», для точного понимания архитектурного чертежа и строительства
каменщики тоже должны производить измерения. В течение столетий ка-
менщики и архитекторы выраГилитн условности. обеспечивающие чет-
кость и ясность н отношении таких вещей. как плмсрспнс пространств, пи
строение объектов н организация их в структуры

Мы прибегаем к аналогичным условностям /тля описания размера. поло-
жения и последовательности объектов и их окружения в трехмерном про-
странстве, имитируемом с помощью компьютерной программы. Начинаю-
щий строитель быстро узнает, что существует множество различных спо-
собов измерения пространства. и вначале эго разнообразие может сбивать
его с толку. Однако ошлпыс строители обычно находят подобное изоби-
лие способов очень полезным, гак как могут выбирать те из них. которые
лучше соответствуют требованиям коик|мткого проекта. Давайте начнем
паше определение трехмерного пространства с границ очерчивающих ра-
бочее пространство или сцену.

Самый простой способ для этого вообразить, что мы работаем внутри
большого куба. Мы можем рассматривать этот куб как наш мир или окру-

Х2

0(3 IOBI114Е KOI И1ЕПЦ1III М< >ДЕЛ1114 m МIIIЯ
жашцую среду, Объекты, пахблящисся внутри этого куба, являются нпдн-
ныж а те,яго ввести невидимыми (рис. 7.2.1),

Основная точка отсчета в этом мире называется точкой начала глобаль-
ных координат. Точка начала координат обычно находится в центре про-
странстпа. носе можно разместить и в другом месте или передвинуть в за-
висимости от нужд моделирования или выбранной стратегии (рис. 3.1,3).
Например, если бы мы строили модель солнечном системы, разумно было
бы поместить точку начала координат туда, где находится Солнце то есть
it титр. рогом)' что все остальные объекты в системе вращаются вокруг
Ciuhiui и легко могут быть описаны в показателях их положения относи-
тельно СОяшщ. Если бы мы создавали подводную сцену, в которой ирнсут-
ствдваднбы и рыбы, и корабли на поверхности моря, мы. возможно, реши-
ли бы поместить точку отсчета координат па границе между воздухом и во-
.’.ой. В случае трехмерной модели аэропорта точку отсчета координат мож-
нпбплобы поместить на уровне земли с учетом положения диспетчерской
hiJiiiKi! Все г|и‘хмсрныс пространства имеют грн основных измерения:
□крину, высот)' и глубину. Обычным способом отоб|мження этих измере-
ний трехмерном пространстве является использование стрелок или осей
(рте. 3.13). Принято обозначать ось. соответствующую ширине трехмер*
него пространства, символом X, ось высоты символом Y. а ги'ь глубины
символом Z. Та точка пространства. где эти оси пе|м*а'каются, и называ-
ется точкой начала координат.

Прямоугольную систему координат можно использовать для определе-
ния местонахождения и точного размещения точек объекта в трехмерном
пространстве. Рене Декарт, французский философ и математик, живший в
иклмнипатим пеке, формализовал идею использования трех осей, обо-
лншемых символами X. Y. Z для отображения размеров в трехмерном
пр'мтранстве. Разработанную им систему координат обычно называют де-
картовой (пли прямоугольной) координатной системой. Каждую ось в си-
пс.'.п' ложно поделить па множество единиц измерения. В принципе эти
•Линины являются абстрактными значениями, которые могут представ-
/лп.|\оные единицы и масштабы измерения. На каждой осп значения по
ину сторону от точки начала координат являются положительными, а по
другую отрицательными. Как показано на рис. 3.1.3, положительное на-
правление каждой оси в правосторонней системе ктюрдпнат отображается
стрелкой.

Существует много способов отображения направления оси и. соответст-
ihiiio, направлений. и которых значения этом оси являются иоложитель-
пынп । и отрицательными. Тем нс менее, обычно в правосторонней сис-
ишс координат значения X возрастают вправо отточки начала ксюрдннат,
значения но осп Y Возрастают по мере возвышения над точкой отсчета ко-
ординат, а значения по осн Z. растут по мере приближения к нам. В лево-
по|юнпсв системе координат значения по оси /.убывают номере прибли-
жения к нам. Существует несколько вариантов направленности прямо-
угольной системы коо|ыипат, но большинство прог]Х1мм трехмерного мо-
делирования используют правостороннюю систему координат для описа-
ния виртуального мира.

Три осп в прямоугольной системе координат можно комбинировать по-
Ларис»таким образом, что каждая пара осей будет определять разный план
или ни;. Осн XY описывают передний (фронтальный) вид. осп XZ вид
сверху, а оси YZ вид сбоку (рис. 3.1.4). Помимо распространенной пря-
ммуголыюй системы К(я>рдннат, существуют и другие координатные сис-
темы. Полярная (нли сферическая, или азимутальная) система коордп-

3.1.3. Точка начала координат
является точкой отсчета, обычно
располагающейся и центре
трехмерного пространства.
Трехмерное пространство обладает
следующими измерениями:
шириной, высотой и глубиной,
каждое из которых представлено
одной из трех осей в декартовой
системе координат. Числовые
значения на рисунке соответствуют
значениям, принятым
в правосторонней системе
координат

3.1.4. Три плана или вида, которые
можно определить как пары осей XY.
XZ и YZ, удобны для построения
моделей с разных точек зрения
3 1.5. Глобальная координатная
система исполыуется
для размещения и передвижении
объектов - например, целого
здания - относительно точки начала
координат. Координатные системы
объектов (локальные системы)
удобны для выполнения
трансформаций лишь
для конкретных объектов -
например, одной колонны (Здание
Sain$b«iy4 вид со стороны Blackfriars
Road South." Hayes Davidson).

нат тоже широко применяется, поскольку
обсс1км1иваст простой способ размещения объ-
ектом в тр*хмерном нрмгтраистве путем ис-
пользования таких парамст|)ов. как расстоя-
ние до объекта. угол поворпа относительно
точки отсчета и угол возвышения над точкой
отсчета. Полярная система координат особен-
но удобна для размещения и перемещения ка-
мер и источников света в трехмерной сиене
(рис. 3.4.8).

Всякая глобальная (млн мировая) система
координат удобна для размещения или пере-
мещения объектов в мире иди относительно
друг друга. Глобальные координаты являются
абсолютными величинами, соотносящимися с
точкой отсчета координат. Эти координаты не
зависят от какого-то конкретного объекта в
мир- и применимы к любому объект)’ безотно-
сительно к его типу. (Глобальные трансфор-
мации, как мы позже прочтем н этой главе,
легко выражаются в понятиях миртой систе-
мы координат). Однако в дополнение к гло-
бальной системе координат, каждый объект и
мир- может обладать своей собст венной пли
локальной координатной системой (рис.
3.1.4 и 3.1.5). Координатные системы объектов
характеризуются величинами, соотносящи-
мися с центром координатной системы объек
та. который иногда |мсполатаеггя в iieirrpe
данного объекта. В практических целях объ-
ектные координатные системы используются
только для указания положений, ориентаций
или транп|м)рмацнн данною объекта. (Ло-
кальные трапс(|юрмацнн почти всегда выра-
жаются в координатной системе объекта).

3.2.	Построение с помощью чисел

По нрОЩССти1П1 времени мы выработали слож-
ный словарь для устного и письменного описа-
ния форм трехмерных объектов и их положс-

iniii <лткхт1Телы1о друг друга. Мы можем испатьзоватъ этот словарь для
того, чтобы сообщить другим информацию о тр-хмерных объектах и их по-
ложении в пространстве. Однако несмотря на то, что вербальные описания
объектов могут быть очень краткими, нм недостает точности.

Вербальные описания объектов могут истолковываться по-разному,
причем нс только в очевидном вощик е размерю, ио и в более тонких во-
просах пропорции п формы. Читая приведенное ниже описание вазы,
попытайтесь вообразить ее мысленно или попробуйте нарисовать ее ка-
рандашом.

Если у вас имеется некоторый опыт в моделирзванпн или гончарном де-
ле. вы. возможно, сможете воспринять описание форм вазы и взаимосвя-
зей между этими <|м>рм.1ми. так что ваша ваза получится похожей на ре-
'уплаты, показанные на рис. 3.2.!. Но если у вас
мало опыта работы с трехмерными моделями,
ват эскиз может оказаться совсем другим, а мо-
жет быть пи даже не сможете дочитать все описа-
ние до мини. Такая потеря интереса может объ-
ясняться гем. что вам было трудно вообразить все
ин формы и способы, какими они соединяются
между собой.

1ю.1ьин111гп1о людей и современных компью-
терных систем не способны подробно воспрои;!-

ЫХ1П словесные описания сложных трехмерных объектов. Компьютерное
мимпрованне в т]х?х измерениях т|)сбует очень точных и иедвусмыслси-
m: описании формы. Предпочтительным методом составления точных и
(ыновначных описании форм и их расположения в пространстве является
пппиьзовапие чисел. С помощью числового описания мы можем указал,
положение объекта в пространстнс. а также описать элементы его <|м>рмы:
in; «ку. ширину, глубину, диаметр, кривизну п количество сторон. На рис.
322 показана большая часть чисел, необходимых для описания довольно
Простой 1]к'Хыер1К)н <|юрмы.

Успех моделирования трехмерных объектов и их окружения с помощью
компьютерной системы в значительной мере определяется пониманием
топI.IC.IK данная компьютерная система описывает формы посредством чи-
сел Точные числа могут по-разному интерпретироваться разными про-
граммами. Например, некоторые системы очень сильно ориентированы на
р.л'юту с десятичными числами, или числами с плавающей запятой (на-
пример. 5,379). которые описывают мельчайшие нюансы формы малень-
кой кривив, тогда как другие компьютеры могут полностью игнорировать
r.isiir числа и воспроизводить кривую на основе целых чисел (напри-
мер. 5). Следует учитывать, что некоторые из чисел, описывающих форму,
могут быть для нас несущественными. если мы создаем объект. используя
грииииоштыс материалы например, дерево, - но некоторые числа зача-
стую обеспечивают компьютерную систему информацией, которая абсо-
лютно необходима для построения объекта с помощью методов компью-
тер wi моделирования. Например, порядок, в котором мы нумеруем точ-
ки .инион формы. может привести к очень разным результатам.

Суп. всего трехмерного моделирования, выполняемого па базе про-
циммното обеспечения, состоит в создании файла данных или перечня
UKT.1. описывающего модель таким образом, который может быть понят
компьютерной программой. 11езавнсимо от того, что мы создаем простой
губили набор компьютерных форм, отображающих человеческую руку. -
опаенпакнцне объект числа содержатся н (райле, благодаря чему програм-
ма может загрузить их в память, отобразить нх. изменить, вновь отобра-
.шть, сохранить и гак далее. Файлы, в которых содержатся описывающие
ибмжт данные, называются геометрическими файлами. Примеры всех
форматов гтохгстрнчсских файлов будут расс.мот]хч1Ы в этой главе позже.

В большинстве систем моделирования трехмерные объекты можно мо-
делировать. впечатывая цифры, которые описывают объекты, непосредст-
wiiiio и систему. Этот метод прямо! о числового описания может быть до-
вольно скучным и занимать много времени. Мы редко прибегаем к нему,
если нам истребуется получить крайне специфичную форму или деталь,
которую сложно смоделировать с использованием обычных инструментов
моделирования. Но даже когда мы используем интерактивные ннструмсп-
гы .моделирования, обеспечиваемые программным обеспечением, мы все-

Словесное описание ваты

•	У вазы очень длинное горло
и короткое круглое основание

•	Горло вазы приблизительно
соответствует пятикратному
значению высоты ее основания,
а ширина основания примерно
вдвое больше, чем его высота

•	Цилиндрическое горло плавно
«вытекает» из основания

•	В точке, где горло вливается
в основание, ширина горла
примерно равна высоте основания

 Горло сужается в направлении
кверху, но по достижении
приблизительно одной пятой
своей высоты оно становится
изящно тонким, и его небольшая
ширина далее остается
постоянной до самого верха

•	Небольшой сектор овальной
формы, являющейся основанием
вазы, срезан таким образом,
что донышко основания стало
плоским.

•	Получившаяся в результате этого
острая кромка дна основания
немного сглажена.

•	Посредине между кромкой
основания и его центром
к основанию прикреплен гонкий
срез короткого цилиндра

3.2.1 Различные интерпретации
словесного описания вазы

<х 1ювныг коши.11Ц11НМ(>дг.ч1Нчтмп1я

Я5
1114

/л\ ' в\ / с\ / \

2	33	44	23	2

Геометрический формат № 1			
Точка	X	Y	Z
1	0	0	0
2	•1	-2	1
3	1	-2	1
4	0	•2	-1
Поверхность	Точка	Точка	Точка
А	1	2	3
в	1	3	4
С	1	4	2
D	3	4	2
			
Геометрический формат № 2			
Поверхность	XY2	XYZ	XYZ
1	ООО	-1 -2 1	1 -2 1
2	ООО	1-2 1	0-2 -1
3	ООО	0-2-1	-1 -2 1
4	1 -21	0-2-1	-1-21

3.2,2. Здесь разница между двумя
геометрическими форматами
для одного и того же объекта
достаточно очевидна.

Эти два перечня были составлены
двумя разнотипными программами
моделирования.

таки можем просматривать цифровую информацию, которую использует
программа для описания трехмерных форм и манипулирования ими.
Большинство систем позволяет нам получать такую числовую информа-
цию с разном степенью полноты (рис. 3.2.2). II форма объекта, и сю поло-
жение в т|к*хмерном н|юстранствс выражаются в числовых величинах
(рис. 4.6.1). С точки зрения компьютера, числовыми величинами легко ма-
нипулировать; их легко повторять. Это упрощает построение трехмерных
объектов с помощью моделирующею программного обеспечения, а также
их дублирование с помощью метода копирования и вставки, реализован-
ного в большинстве современных программ.

3.3.	Точки, линии и поверхности

Теперь, когда вы узнали, как размещать точки в трехмерном пространстве
и создавать и редактировать перечни чисел, описывающих пространства
XYZ, можно нодумэтъо построении простой модели. Трехмерный объект,
показанный на рис. 3.3.1, определяется четырьмя точками, шестью линия-
ми. шестью ребрами и четырьмя плоскостями.

Точки, линии и поверхности принадлежат к категории основных элемен-
тов. которые можно использовать для построения трехмерных объектов.
Точку легко описать с помощью ее координат XYZ. Линия описывается ко-
ординатами XYZ обеих ее оконечных точек. Ребро определяют соседние по-
верхности. Плоская поверхность может бы ть определена положением огра-
ничивающих ее линий. Объект обычно состоит из нескольких точек, линии
и поверхностей. Трехмерный объект, таким образом, можно иредстав1гп,
программному обеспечению в виде перечня чисел. Этот перечень обычно ав-
томатически создается компьютерной программой, но может быть создан н
непосредственно пользователем. Как отмечалось ранее, в большинстве слу-
чаев необязательно вводить все эти числа вручную. В сущности мы можем
вовсе не думать о том. что все это тасование чисел имеет место. Но время от
времени вы будете сталкиваться с такими моментами моделирования, когда
ваше понимание значения и правильного структурирования этих чисел ока-
жется незаменимым. Именно для таких случаев пригодится информация,
изложенная в этой главе.

В большинстве программ моделирования простые объекты, подобные
тем. что изображены на рис. 3.2.2 и 3.3.2. и даже более сложные, могут лег-
ко описываться или редактироваться путем ввода трехмерную программу
их положений по (н ям XYZ и перечней межсоединений. Независимо от то-
го. каким образом это делается непосредственным напечатанием этих чи-
словых значений на клавиатуре или путем переноса данных XYZ, снятых с
помощью трехмерного скане|>а, можно использовать простую методоло-
гию. Прежде всего обозначьте все точки и все плоскости на вашем эскизе
или распечатке, если таковая имеется (рис. 3.2.2, вверху). Далее запишите
положения XYZ каждой точки в форме перечня (рис. 3.2.2. точки <|юрма-
та I). I {аконец, составьте еще один перечень, включающий все плоскости и
все точки, которые нужно «подключить» для их описания. Важно, чтобы
все точки каждой плоскости вводились в одном направлении либо по ча-
совой стрелке, либо против (рис. 3.2.2, поверхности формата 1). 1ккоторые
компьютерные программы требуют ввода точек по часовой стрелке, а неко-
торые против, но обычно для всех процммм необходимо придерживаться
неизменного порядка ввода на протяжении всего проекта.

Плоские поверхности, определяющие большинство трехмерных объек-
тов. называются также гранями (как у бриллиантов) или полигонами. Сло-
iii «полигон» произошло от греческой)polytfonon, чп) означает многоуголь-
ных. Полигоны представляют собой замкнутые плоскости, ограниченные
пргмымн линиями. Полигоны бывают правильные и неправильные. Мио-
ще трехмерные формы, созданные с помощью трехмерных компьютерных
программ, состоят нз полигонов. Простые геометрические<|юрмы могут ои-
мдояпся десятками полигонов. Для моделирования элементов таких трс-
бующих значительного объема деталировки объектив, как чанная чашка,
жгут потребоваться сотни полигонов. Сложные объекты такие, как де-
тйльнэя модель человека, могут потребовать тысяч полигонов (рис. 3.3.2).
Д.тяыоделнрова1Н1я природных явлений, например, леса или взрыва сверх-
кмйзвезды, могут понадобиться миллионы полигонов.

Иногда мы можем описать объекты с помощью не прямых линий, а кри-
вых, и нафшыснных поверхностей вместо плоских поверхностей полиго-
на. Поначалу построение объектов с помощью кривых поверхностей мо-
жет оказаться более трудным. чем использование полигональных поверх-
ностей, так гак кривые поверхности являются более сложными. Дополнн-
телыгля информация по кривым линиям и поверхностям содержится в
rzaiiax 4 н 5.

3.4.	Перемещение объектов

П«трпив какие-то объекты, мы можем перемещать их в трехмерном про-
CipuinBe и подавать композицию или сцену. Иногда для завершения мо-
Ишшання нужно переместить некоторые элементы объекта, например
группу точек.

Функции, кп1олк1ую11шсся для изменения формы объектов, их размера
и пропорций, а также положения в пространстве, называются геометриче-
скими преобразованиями (или трансформациями). Ясно, что название
лих простых, но мощных инструментов. проистекает из того <|>акта, что
они могут нсполкюваться для преобразования (изменения, перемещения,
модифицирования) геометрии объектов. В сущности эти математические
операции могут изменять числовую информацию, описывающую объек-
ти,которые мы гтроим в некой окружающей их среде, и даже само это ок-
pnronw. Наиболее широко используются такие геометрические преобра-
зования, гаксдинг (параллельный перенос), вращение, масштабирование
и iceprncMiiBHOjS п|юец|||юшшне.

Геометрические преобразования могут также быть применены к каме-
рс,«портя «смотрит* на сцены, которые .мы моделируем и организуем, а
тихе к источникам света, которые «открывают» паши творения камере.
В главе 7 подробно описываются движения камеры, а в главе 8 приводит-
01 пформаиня о перемещении источников света. В целом, определяя
преобразования, которые нужно применить к одному объекту или груп-
пе объектоп. важно задать тип преобразования, ось или оси, по которым
будет пмполняться преобразование, точку, вокруг которой будет выпол-
няться вращение пли последовательность поворотов (в зависимости от
тпго, является преобразование локальным или глобальным), и порядок
выполнения преобразований в случае, если предусматривается их послс-
ДШйтсдыюстъ. большинство программ выполняет геометрические пре-
образования г помощью матрицы преобразований. Такая матрица 4x4
Исимшустся для вычисления новых значений XYZ после применения
прмбраювания ко всем точкам трехмерного элемента. Лишь немногие
Орсираммы позволяют пользователям производит!» манипулирование
мачепиячн XYZ непосредственно в матрице в дополнение к использова-

3.3.1. Трехмерные объекты
определяются точками, линиями
и плоскостями. У этой простой
пирамиды всего четыре вершины
и четыре стороны.
8979 ПОЛИГОНОВ

35 305 ПОЛИГОНОВ

3.3.2. Первая модель скелета создана
с помощью 8979 полигонов, вторая -
с помощью 35305 полигонов,
а третья (на противоположной
странице) - с помощью
141788 полигонов
Обратите внимание
на более высокую плотность
полигонов в зонах поверхностей,
смоделированных наиболее
детально (О Viewpoint Datalabs.
используется с разрешения).

нню более удобных в применении инструментов
пли вместо них.

Глобальные и локальные
преобразования

Геометрические преобразования можно выполнять
для отдельных объектов или для ш ей окружающей
среды вместе с ними. Преобразования, применяе-
мые к объектам с использованием осей окружаю-
щей среды н/илн точки начала координат, называ-
ются глобальными преобразованиями. Когда пре-
образования применяются к одному объекту (или
ограниченной группе объектов) с использованием
собственных координатных осей объекта или его
собственной точки отсчета координат, речь идет о
локальных преобразованиях.

В общем, программные пакеты предлагамя два ос-
новных способа определения того, будет ли преобра-
зование (или последовательность преобразований)
глобальным или локальным. Эти можно сделать, не-
посредственно выделив объекты мытью нлн напе-
чатав их названия (имена) на клавиатуре.

Мы можем начать определение локального пре-
образования с выбора или активирования несколь-
ких объектов но только не всех. При этом преоб-
разование будет применено только к активирован-
ным объектам Обычно, когда в качестве реципи-
ента локального преобразования выбран один объ-
ект. центр и осп объекта исполк1уются в качестве
центров вращения и масштабирования, а также
осей сдвига, вращения и масштабирования. (Если
не указано иначе, центры вращения п масштабиро-
вания обычно находятся в центре данного объек-

та). Однако некоторые программы позволяют применять локальные пре-
образования к объекту с использованием центра н/или осей всего его ок-
ружения вместо использования центра н/нлн осей этого объекта. Резуль-
таты могут получиться очень разными (рис.3.4.1). Например, объект,
масштабированный по своей оси, после выполнения вращения сохраня-
ет свою форму, тогда как объект, масштабированный по глобальной оси,
свою форму нс сохраняет. Чтобы узнать, как выполняются локальные и
глобальные преобразования, обратитесь к инструкциям по применению
программного обеспечения, которое вы используете. Четкое понимание
этого вопроса необходимо .тля обеспечения правильной работы вашего
профаммного пакета.

При выполнении глобальных преобразований или локальных преобра-
зовании. производящихся по (или вокруг) глобальной осн. на конечный

результат может повлиять порядок применения последовательности пре-
образований к объекту или ряду объектов. Именно поэтому необходимо
тщательно планировал» последовательности вращения или масштабиро-
вания. притом, что последовательности сдвига (параллельного переноса)
мот выполняться в любом порядке. Иногда глобальные преобразования,
выполняемые в определенной последовательности. называют сцсплепны-
ми преобразованиями. Рис. 3.4.2 иллюстрирует разные результаты, полу-
чаемые при применении одних и тех же 1лобальных преобразований к
ipen объектам в разной последовательности.

Вообще в случае, когда все объекты в сиене активированы, преобразо-
вание является глобальным и применяется ко всем объектам. Больишнст-
пн программных пакетов применяют преобразования ко всем актпвнро-
иаиним объектам. При выполнении глобального вращения или масшта-
бирования центр сцены обычно принимается за центр вращения и мас-
штаба рования всех объектов. если не задано иначе.

Абсолютные или относительные величины

141 788 ПОЛИГОНОВ

При работе в большинстве интерактивных программ моделирова-
нии применение преобразований к одному или нескольким объе-
ктам выполняется очень просто: достаточно выделить эти объе-
кты н перетащить их и повое место в трехмерном пространстве.
...и- управления положением, ориентацией и размером моде-
лей и окружающей их среде обычно используется мышь и се
кнопка Однако иногда для задания точного положения, ори-
ентации н размера моделей бывает необходимо напечатать
Munq-'Tiibie значения на клавиатуре. При вводе значений с
млвиитуры необходимо иметь в виду, что нее иреобразова-
1ш:1 можно задавать в виде абсолютных величин или и виде
относительных величин.

Абсолютные величины или числа всегда относятся к точно-
му положению н пространстве, куда нужно перенести объект,
|.•.аипенмо от того, в какой точке прост ранства этот объект
находился до выполнения преобразования. Относительные
величины. как подсказывает их название, представляют со-
Гиш числовые значения, отображающие количество единиц,
которые необходимо прибавить к текущему положению обь-
i'ki.i пли вычесть из этото положения. Относительные значе-
ния jtotc, которые отсчитываются от имеющегося абсолют-
1ют положения. Например, если у нас имеется сфера с центром, коорди-
наты которого по осям XYZ 30 30 30. то в случае использования отиосп-
iT.ihiiitt величии команда irans sphere 0 20 0( перенести сферу) передвинет
i:t'Hip«[x'pu в точку с координатами XYZ 30 50 30. так как 20 единиц бу-
дут прибавлены к положению сферы. Однако если используемые велнчн-
|'|. являются абсолютными. цент]» сферы переместится в положение с ко-
ординатами XYZ 0 20 0. независимо от того, что ранее он находился в точ-
ке г координатами 30 30 30.

Сдвиг (параллельный перенос)

Сдвиг (параллельный перенос) является самым простым из всех геомст-
piwivKHX преобразований. Зга операция используется .тля линейного не-
p Mi'uiciiiw объекта или труппы объектов в новую точку трехмерного про-
(трансов (рис. 3.4.3).

Среди всех геометрических преобразований параллельное переме-
щение самое простое и легкое лтя выполнения. Его можно произ-
иадптьПоОДНОЙ осн или но нескольким осям одновременно. Поря-
док применения нескольких глобальных и локальных переносов к

•i.UhiMy объекту не оказывает влияния на конечное положение объекта.
3.4.1. Положение центра объекте
имеет очень важное значение
для результатов преобразований,
примененных к этому объекту.
Первый куб был локально повернут
вокруг его собственной оси X и точки
начала его координат Второй куб
поворачивался вокруг глобальной
оси X и точки начала своих
координат. Третий куб вращался
глобально - то есть вокруг
глобальной оси X и точки начала
глобальных координат.

Например, объект, сдвигаемый па 5 единиц по оси X. затем на
10 единиц по осн Y п, наконец, на -7 единиц по оси Z, окажется п том же
месте, где и объект, который был вначале сдвинут на 10 единиц по осн Y.
затем на -7 единиц но осп Z, а потом на 5 единиц по оси X.

Вращение

Вращение это геометрическое преобразование, использующееся для пс-
рсмещения объекта или группы объектов вокруг заданного центра или оси.
Величина вращения обычно задается в виде угла поворота (измеряемого в
градусах) и направления вращения (рис. 3.4.4).

В зависимости от того, каким является вращение глобальным или ло-
кальным. объекты могут быть повернуты вокруг их собственного центра,
центра их окружения или даже цс1пра их «родителя» в nepapxiui объектов
(подробное описание преобразования иерархий моделей приводится в гла-
ве 5 и главе II). При вращении обы'кта вокруг его центра во многих про-
граммах можно изменять положение этого центра. 1!оэтому центр вращения
объекта необязательно должен помещаться в центр этого объекта.

Вращение можно использовать для того, чтобы поворачивать объект к
камере разными сторонами. Вращения очень удобны для выстраивания
топких деталей сцены например, для показа наиболее шгге|х.*сных (с точ-
ки зрения формы или деталировки) сторон модели, для имитации движе-
ния или для акцентирования перспективы объектов в сиене.

Так как вращения всегда происходят вокруг какой-то оси. важно знать,
в каком направлении они должны выполняться. В зависимости от значе-
ния (положительного или отрицательного), определяющего вращение, оно
может происходить ио часовой стрелке или против часовой стрелки. В
правосторонней системе координат положительное вращение всегда про-
исходит против часовой стрелки, а отрицательное по часовой стрелке.
Простов способ запоминания направления вращения состоит в том. чтобы
представить оси, по которым выполняется вращение, с помощью отогнуто-
го большого пальца правой руки, как показано на рис. 3.4.5. Если большой
палец указывает в положительном направлении оси. положительное вра-
щение будет определяться направлением, в котором мы шибаем остальные
пальцы в кулак.

Масштабирование

Масштабирование представляет собой геометрическое п|юобразовап№,
использующееся для изменения размера и/или пропорций элемечгга
или группы элементов. Масштабирование можно применят!, к объекту в
пропорциональном или непропорциональном режиме. Пропорциональ-
ное масштабирование состоит в изменении размеров объекта в одина-
ковых количествах ио каждой оси. В результате пропорциональною
масштабирования всегда получается увеличенный пли уменьшенный
объект, обладающий теми же пропорциями, что и исходный объект. При
непропорциональном масштабировании размеры объекта могут и вме-
няться в разной степени но разным осям. Непропорциональное масшта-
бирование можно использовать для изменения пропорций трехмерного
объекта таким образом, чтобы он стал выше или ниже, шире или уже.
толще или тоньше (рис. 3.4.6 и 3.4.7). Благодаря иго свойству легко из-
менять форму объектов, непропорциональное масштабирование широко
используется в компьютерной анимации для имитирования дефориа-
unit tuna «сжатия и растяжения*, которые типичны .гая
движущихся трехмерных объектов.

Если масштабирование выполняется не на одном объекте,
а па всех объектах в сцене. мы получаем эффект, аналогич-
ный камерному зуму (наезду и отъезду).

Перспективное проецирование

СДВИГ1ОХ СДВИГ 10 ¥

Перспективное проецирование является крайне важным
преобразованием. поскольку позволяет отображать трсх-
шрвне сцены на плоской поверхности компьютерного мо-
нитора пли па листе бумаги. Перспективный вид трехмер*
nnli сцены создается путем проецирования каждой точки
обЫ'КГ.1 ИЗ ПЛОСКОСТЬ КарТИНКН С ОПрСЛСЛСНИОН ТОЧКИ 3|Х'-
ппя. При этом точки координатной системы трехмерного
обьеш преобразуются в координатную систему двумерно-
го |130б]МЖ011ИЯ.

Перспективное проецирование это прсчхбразование. ко-
торое ||]юн< ходнт автоматически почти но всех трехмерных
программах. Ирв работе со сценой нам необязательно всякий
раз задавать команду перспективного проецирования. Трех-
мерная цкда постоянно преобразуется и двумерный вил бла-
тпдлря использованию методов перспективного проецирова-
ния. Ilnciyieiiiiwe на экране двумерные изображения можно
Мкйфицировагъ, перемещая объекты в трехмерной сцене
ши изменяя параметры камеры. Болес подробно перепек-
ппшос проецирование рассматривается в главе 7.

Навигация

Навигации обычно означает движения, позволяющие пере-
издал» Kauqty в разные части сцены. Наянпщню можно ис-
IKUKuioaib в процессе моделирования для И|х>смогра моде-

лен с таких точек зрения, которые позволяют увидеть эту мо-
ллев деталях. Навигацию также можно псполъзоватьдо вы-
1МШС11НЯ рендеринга (просчета) для того, чтобы рассмотреть
:11лфч'ую1ине вас зоны, или до процесса анимации для
рийедспия камеры там. откуда можно показал» действие
ишболее эффектным образом.

Для навигации 'исто используется полярная (или азиму-
тальная) система координат, в которой можно задал» поло-

жите камеры с помощью угла поворота камеры в горизон-
тальной плоскости, се угла над горизонтом и расстояния между камерой и
обмюом (рис. 3.4.8).

Навигация в трехмерном пространстве посредством перемещения каме-
ри может производиться в любом из четырех окоп, обеспечиваемых прак-
тически всеми трехмерными программами.

Эп| окна отображают перспективу н три ортогональных вида, свер-
ху снизу, сиереди/сзади и справа/слева. Все описанные здесь перемеще-
шгя камеры могут происходить в перспективном окне, однако в некото-
рнх программах определенные движения камеры например, поворот в
горизонтальной плоскостн/угол наклона нли полярный угол/угол воз*
вшвишя нельзя увидел» на ортогональных видах, так как эти перемс-

3.4.2. Первые два примера (А и В)
иллк>стрируют одни и те же преобра-
зования, примененные к одному
и тому же объекту в разной последо-
вательности Конечные результаты
идентичны - в обоих случаях объект
оказывается о одном и том же месте
Примеры С и D показывают, как,
после применения одних и тех же
преобразований (вращения
и масштабирования) в разном
порядке, получаются две разные
результирующие формы
(параллельный перенос) объекта

руя камерой с помощью пе|

щсния можно вычислить только в трехмер-
ном пространстве, но нс на плоской по-
верхности.

Базовые характеристики ви|ггуалы1ой ка-
меры в трехмерном пространстве (то есть,
что камера «видит») определяются положе-
нием камеры, гем. на что она наведена, и се
объективом. Эш характеристики легко за-
дать. напечатав нужные значения на клавиа-
туре. Их также удобно задавать в интерак-
тивном режиме, щелкая мышью по кнопкам
управления, имеющимся в некоторых про-
i рам мах, или непосредственно манипулн-
фернйных входных устройств, к которым от-

шк'ятся мыть. графический планшет, шаровой манипулятор, джойстик

или изборник.

3.4.4. Вклад сверху
на вращаемый объект

Хотя веч* положения камеры и ее перемещения можно задавать с клави-
атуры. гораздо удобнее и интереснее двигать камеру в шгтсрактнвном ре-
жиме. Как бы то ни было, в результате любого возможного перемещения
камеры изменяется хотя бы одни из трех базовых параметров камеры, ко-
торыми являются положение, ориентация и фокусное расстояние.

Перемещения виртуальных камер компьютерной анимации базируются
на движениях камер, использующихся в традиционной кинематографии. В
большинстве программ используются те же понятия, которые приняты в
традиционной кинематографии, однако в некоторых случаях нсполкзуется
отличающаяся номенклатура. Все движения камеры, лаже самые сложные,
можно выразить в понятиях сдвига или вращения относительно одной или
нескольких осей (рис. 3.4.9). Наезд-отъезд (dolly) соответствует переме-
щению камеры по оси X. кран (boom) перемещению по осн Y. а боковое
перемещение (truck) перемещению по осн 7. Вертикальное панорами-
рование (tilt) соответствует повороту камеры вокруг осн X. наклон (roll)
се повороту вокруг оси Z. а панорамирование (рай) повороту вокруг
осн Y. Иногда наклон (tilt) называют тангажом (как это принято для само
.Итон), а ||ан<>|К1МН|м>канис рысканием. Зум это особый тип движения
камеры, при котором изменяется только имитируемое (|юкусиое расстоя-

ние камеры, тогда как ее положение и ориентация остаются неизменными.
(Подробнее камеры и их движения рассматриваются в главе 7).

3.4.5 В правосторонней
координатной системе направление,
о котором ваши пальцы смыкаются
в кулак, соответствует
положительному направлению
вращения вокруг любой оси,
представленной отогнутым
большим пальцем правой руки.

3.5.	Форматы файлов,

использующиеся для моделирования

Для сохранения информации, содержащейся в <|>айл.зх трехмерной геомс-
грин, имеется много форматов. Многие из существующих форматов фай-
лов, содержащих описания геометрии объекта, предназначаются исключи-
тельно для конкретных компьютерных программ и нс подлежат перетку
в другие программы (или на другие машины). Другими словами, содержа-
щаяся в этих файлах информация <|юрматируется в соответствии с услов-
ностями, принятыми именно в данной программе, и такие файлы несовме-
стимы с другими программами. Немногие <|юрыаты геометрических фай-
лов являются переносимыми, что означает возможность их обмена между
несколькими программами.

Все грехмерныс модели, созданные в программе молели|юнания. можно
сохранять и вызывать из памяти в «родном» формате файлов. Конкрет-
пый трехмерный программный пакет. например, может сохранять все соз-
данные в нем трехмерные модели в формате «^аилов. оптимизированном в
пютнетстшш со своими специфическими требованиями.

Очевидным преимуществом иеполкювания «родных» (собственных)
форматов файлов является то. что каждая конкретная программа прочи-
тывает файлы в своем формате быстро и легко. Файлы, сохраненные в
«родном» формате. обычно быстрее загружаются и требуют меньше места
,ия окто хранения. Существует ряд утилит конвертации, обеспечиваю-
щих «перевод* (или конвертирование) геометрических файлов в «род-
ных- форматах для других программных приложений, причем такое пре-
образокишс может производиться с разной степенью точности. Модели,
гохинннес использованием стандартных приемов или имеющие простую
никиогик), обычно успешно конвертируются таким образом (рис. 3.5.1).
Однако попытки преобразования сложных файлов моделирования нз
«родного» фюрмаш в другой могут привести к изменению некоторых мел-
ких легален, а то и вовсе к их уничтожению, а также потребовать зпачи-
шлыкнообъема ручной подстройки. Решения проблемы несовместимости
форматов включают использование «универсальных» форматов файлов
ддя сохранения информации о трехмерных моделях или преобразование
одного «родного» <|юрмата файла непосредственно в «родной» (формат
другой программы.

Форматы файлов, использующиеся .для переноса геометрической ин-
формации между программами моделирования, часто называют универ-
сальными форматами файлов, и два наиболее распространенных из них
форматы OBJ и DXE Формат OBJ или .obj (сокращение слова «объект»)
।•пучнл распространение благодаря программным продуктам компании
Alb । Wavefront, предназначенным для производства высококлассной
uiM’ibioTcpHOH анимации и спен;>ф<||ектов. Формат DXF (аббревиатура
Drawing Interchange Format то сеть формат обмена рисунками) был раз-
работал компанией /\ntodesk. Inc. для работы каке двумерной.так и с трех-
мерной геометрической информацией, и широко применяется в системах
ж<>м.чгн и1|х)в;ш11оп1 проскти|ювания (системах CAD). Даже при нсноль-
>• яонип универсальных форматов файлов для сохранения трехмерной ип-
:>||>ч.!1шн. и интерпретации ннформацнп разными программами могут
Draimran. небольшие различия. Подобные отклонения в толковании вы-
званы тем обстоятельством, что мши нс универсальные фюрматы файлов
оплетают трехмерную информацию в очень общем виде. I {апример. фай-
дн [>XF содержат определенную двумерную информацию, которая часто
и- учитывается (отбрасывается) при импорте файла трехмерным про-
граммным пакетом. Кроме того, типичной для трехмерных программ явля-
ется различная интерпретация погрешности и/нлн кривизны линии, опре-
деляющей поверхность.

Практически все программы трехмерного моделирования П|)СЛлагают
<ш|к-де.тсннуи1 степень конвертации файлов Эту функцию можно найти
либо среди стандартного набор опции управления файлами (под коман-
дой или опцией меню с названием вроде Import или Retrieve), либо в виде
отдслыюГт служебной программы конвертации, которая может выполнять-
ся пне программы моделирования. Большинство программ способны так-
же экспортировать свои данные трехмерного моделирования в другие
«родные» или универсальные форматы файлов.

Многие современные программы трехмерного моделирования обла-
дают возможностями конвертирования (в определенной степени) сто-
ронних форматов файлов в «родной» формат. Количество форматов

3.4 б. Эти здания и туннели были
созданы путем копирования
и масштабирования ряда форм
и -выдавленной» дуги. (Вверху
вид сверху на здание St. Botolph's
House © Hayes Davidson. Внизу;

© Jim Ludtke.)
3.4.7. Было выполнено
масштабирование объекта -
о данном случае с помощью машины
для терморелаксации.

3 4.8. Полярная или азимутальная
система координат позволяет камере
двигаться по орбите вокруг объекта
или выполнять панорамирование

данных, которые данная трехмерная программа способна преобразовать,
может колебаться между единицами н несколькими десятками форма-
тов. Все преобразования форматов файлов управляются с помощью
фильтров импорта, представляющих собой таблицы, «подсказываю-
щие» служебной программе конвертации, как конвертировать каждый
элемент. имеющийся в оригинальном (или в «чужом») файле. На рис.
3.5.1 показано, как некая программа конвертации файлов экспортирует
файл данных в три разных формата. Даже при использовании самых па-
дежных форматов файлов или конвертирующих фильтров, между ре-
зультатами. полученными с помощью разных программ, неизбежно воз-
никают небольшие различия. На рис. 3.5.2 показан широкий выбор оп-
ций, имеющихся в нреярамме при импорте или экспорте данных в ({юр-
мате DXE Одной из причин реализации столь большой) количества оп-
ций при конвертации в «стандартный» формат является то, что не все
аспекты (или опции) формата DXF поддерживаются всеми прог|>амма-
ми. способными считывать файлы DXE На рис. 3.5.3 показано, как кон-
кретная программа работает с одним из аспектов конвертации из «род-
ного» формата в формат DXE

Разброс результатов, получаемых при использовании разных утилит кон-
вертации файлов, весьма широк. I{екоторые п|хчх>|К13овання файлов выпол-
няются почти безупречно (только некоторые детали т^кбуют подстройки), в
то время как другие редки позволяют получить желаемые результаты. Лег-
кото способа узнать, хорошо ли сработает программа конвертации (ранлов,
не существует каждую нужно опробовать и посмотреть.

В начале 1990-х толов в качестве удобного средства описания трехмер-
пых сцен в переносимом формате для он-лайнового отображения в ре-
альном времени получил распространение язык моделирования вирту-
альной реальности Virtual Reality Modeling Language, широко извест-
ный как язык VRML Сейчас он почти не используется, но этот язык по-
родил несколько инноваций, которые ныне реализуются в новых поточ-
ных трехмерных стандартах, предназначенных для использования в Ин-
тернете и других он-лайновых применениях. Одной из инноваций
VRML была возможность создания виртуальной реальности, в которой
несколько участников могли взаимодействовать друг с другом в трехмер-
ных пространствах. Более новым открытым стандартом .тля реализации
интерактивных трехмерных сред в Интернете и встроенных устройствах
является стандарт X3D (Extensible 3D). X3D это новый язык описания
сцен, обращающийся к геометрии объекта, а также язык рендеринга. на-
вигации, взаимодействия и размещения виртуальных сцен вести. Другие
форматы, Использующиеся для отображения в реальном времени, описа-
ны в главе 5.

3.6.	Подготовка

Работа по моделированию может потребовать значительного объема вре-
мени в силу необходимости уделять большое внимание деталям. Ситуа-
ция усугубляется в том случае, когда в процессе работы встречаются за-
труднения. Несмотря на гибкость, обеспечиваемую многими системами
компьютерного моделирования, попытки устранить осложнения. вызван-
ные плохим планированием, могут иногда оказаться более трудоемкими и
требующими больше времени, чем начало всей работы заново. В силу
этой и других причин, имеющих отношение и к практическим вопросам
таким, как сроки и бюджет, очень важно рассмотреть некоторые рскомсн-
auiiihiw подготовке производства, нривсдсппые ниже. Все эти стратегии
..ижни реализовываться прежде, чем вы приступите к построению трех-
МфНЫХ .М1ЦСЛ1Ч1

Сначала сделайте набросок ваших идей

(Хить наброски идеи ваших моделей на бумаге или и глине иногда быка*
п и быстрее, и экономичнее, чем сразу начать выполнять их на компьюте-
ре; Хотяв создании трехмерных моделей без прсднарнп*лы|о нодготовлен-
вого эскиза в обще.м-то ист ничего плохого, в большинстве случаев такое
работы повышает ваши шансы на столкновение с мелкими пробле-
мами, которых можно было легко избежать. I (анримср, разобраться с мол-
нии надиеамн. вроде того, как объединить две сложные формы. бывает
iih ipi и лешеате с помощью листка бумаги или пластилина. В большин-
стве случаи» вопрос стоит не в том, может ли что-нибудь сразу набрасы-
гапл.ч nut просматриваться на компьютере, а в чисто экономическом пла-
не: .мать эскизы при помощи компьютерной системы зачастую гораздо
дороже. чем при помощи простого карандаша второго номера, листа обыч-
ней белой бумаги к ластика.

Ешб одним преимуществом разработки трехмерных идей па бумаге
a.iii з глиие состоит в том. что оба материала являются абсолютно перс-
RUCIHluMlt и не представляют никаких проблем с точки зрения совмсс-
ntvitcui. ?.1го особенно важно, koi да нужно представить кашу работу
другим людям до начала производства. Проще простого показать кому-
нибудь набросок па бумаге это можно сделать где угодно и когда угод-
но. Вашим заказчикам, например, не придется ехать к вам из-за того, что
V них нет компьютеров. а вам нс придется резервировать одну из рабо-
чих сганцнй в вашей компании для того, чтобы нродемонстри|х>вать за-
здшупиш идеи. Немного найдется столь непосредственных, порта-

3.4 .9. Навигация о трехмерном
пространстве гложет выполняться
с использованием принятых
в кинематографии перемещений
камеры: наезда-отъезда. крана,
бокового перемещения, наклона,
панорамирования и наклона
в вертикальной плоскости

3.5.1, (На следующей странице.

Разработчики: ApcBot model' 1999
Matt McDonald. Vision Scape Imaging
и Newtek. Inc Скриншоты
соответственно £' 1999 Newtek. Inc .

Kinetix, Inc., Avid Corp.
и MultiGen-Paradigm Corp.

Изображения предоставлены
Okino Computer Graphics).
3.5 1. Четыре изображения
демонстрируют то,
как геометрический файл, созданный
с помощью пакета bghtwave'u.
был преобразован программой
Poly Trans (версия 2) в три других
родных» формата файлов*
3D Max, Softimage и Маул

тинных, выразительных и удобных средств показа наших визуальных
идей другим людям, как набросок на листе бумаги или уменьшенная
глиняная модель.

Если я вас все еще не убедил, подумайте о том, что эскиз это всего
лишь торопливый набросок, грубый рисунок, предварительный очерк.
Эскиз эго нс «вылизанная» просчитанная картинка и не детальная
скульптура. Создание эскиза трехмерной модели может занять всего не-
сколько минут; он должен быть ориентировочным, но при этом содер-
жать детали сложных частей объекта. Эскизы призваны быть вспомога-
тельными элементами в процессе разработки, а вовсе нс произведениями
искусства, которые вставляются в раму и становятся объектами восхи-
щения посетителей музеев. Иногда бывает полезно сопроводить рисо-
ванные эскизы краткими пояснительными примечаниями, касающимися
таких нюансов, как предлагаемая техника моделирования, или количест-
во полигонов, необходимых для выполнения какой-нибудь изогнутой ча-
сти. или преимущества и недостатки представленного па эскизе вариан-
та (рис. 3.6.1).

Использование нескольких камерных видов
при моделировании

Часто бывает очень удобно модели|к>вагь трехмерный объект с использо-
ванием нескольких камерных видов. Например, когда скульптор работает
над своей скульптурой, он ходит вокруг нее, чтобы составить ясную мыс-
ленную картину того, как все части и формы будут соотноситься друг с
другом. Как только изменяется одна форма, остальные тоже приходится
менять и подгонять. Точно так же человеку, использующему компьютер-
ную систему трехмерного моделирования, бывает удобно посмотреть на
создаваемый объект с нескольких точек зрения. Это легко реализовать,
постоянно поворачивая объект вокруг его собственного центра. Однако
при моделировании бывает удобнее использовать несколько активиро-
ванных видов, часто называемых окнами. Таким образом, сосредоточив-
шись на моделировании. можно сразу получать возможность обзо|>а с раз-
ных точек зрения.

Большинство систем трехмерного моделирования позволяют одновре-
менно открывать четыре активных окна-вида (рис. 3.6.2). Обычно исполь-
зуется вид спереди, вид сбоку, вид сверху и камерный вид (план). Камер-
ный вид обычно позволяет полностью ко1гтролнровать точку обзора: вир-
туальную камеру можно разместить вблизи моделируемого объекта (для
того, чтобы рассмотреть детали) или отодвинуть подальше от пего (чтобы
оценить его форму целиком). В процессе моделирования широко исполь-
зуются некоторые точки обзора например, 60 0-30. -15-0-45. 20*0*120.
-15-0-220 и 30-0-60. гак как эти положения камеры соответствуют углам
некоторых стандартных трехмерных проекций, обычно использующихся
в черчении.

В некоторых случаях бывает, что чем больше видов вы требуете от
компьютерной программы, тем дольше длится процесс обработки ин-
формации и обновления экрана. Это может вынудить вас работать толь-
ко с камерным видом и еще одним окном, в котором вы можете при не-
обходимости переключаться между видами спереди, сверху и боковыми
видами. (Болес подробная информация по настройкам камеры изложе-
на в главе 7).
Записывайте ваши цифры

Зэлис!» цифр часто оказывается полезной как до начала, так и па протяже-
Г11' шт-no процесса моделирования. Вначале очень важно записывать (ил
простом листке бумаги, в перечне параметров проекта или в вашем произ-
iw.li пианом журнале) цифры, описывающие такие общие, но важные юс-
inn. как габаритные размеры вашего объекта, его положение в трехмерном
пространстве н границы активной зоны или рабочего пространства. За-
пись подобной информации может оказаться особенно полезной, когда вы
««вращайтесь к работе над проектом, замороженным на долгий период,
пли когда кто-нибудь, нс знакомый с проектом, должен продолжить над
нгм работу потому, что вы решили (пли кто-то решил за вас) заняться
чем-нибудь другим.

Не теряйте рабочие чертежи

Рабочие чертежи (рисунки) бывают необходимы, когда моделируемые
гбъекг» оказываются слишком сложными и детальными для импровиза-
ций и сохранения их в вашей памяти. В некоторых случаях бывает K|xiihie
1мжи« постоянно обращаться к исходным чертежам (рис. 3.6.3). Даже пос-
ле юто. как вам показалось, что модели закончены, вы сами или кто-то из
навей группы (или оппозицио1шон группы) можете вдруг решить, что они
отнюдь нс завершены. В этом случае вам или кому-то еще могут вновь по-
। поиться рабочие чертежи.

Полигоны или кривые?

Большинство современных программ трехмерного моделирования оспо-
«авы исключительно на полигонах, однако многие базируются на нсполь-
•юваЦИИ кривых, а некоторые сочетают и то. и другое. Выбор между поли-
топам)! к кривыми для моделирования трехмерного объекта, разумеется,
бу.-.ст иметь определенные последствия для формы модели (более под-
обно эти последствия рассматриваются в 4Геометрических примитивах»
в I nin-4). Но влияние моделирования с помощью полигонов или кривых
на рендеринг нс столь очевидно, хотя и имеет порой решающее значение
(рне.3.6.4).

К»: мы узнаем позже нз раздела III. посвященного рендерингу, многое
। рнграммы рендеринга требуют полигональных структур от программ мо-
.1» црошиия. Это означает, что там, где используются кривые, необходимо
наполнять преобразование в полигональные структуры, прежде чем трех-
мерная модель сможет быть обработана большинством программ реидс-
риша. Чаще ват» такое преобразование не представляет проблемы мно-
п - программы выполняют его автоматически. Однако иногда вопрос того,
км; начал, моделирование полигонами или кривыми, требует планирова-
ния Например, некоторые базирующиеся на кривых программы моделиро-
вания не принимают полигональные модели, и наоборот некоторые про*
(]»шмы моделирования на базе полигонов окажутся в грудном положении
при потоке прочтения фчйлов моделей, созданных с помощью кривых.
1й|.кс топ», во многих программах трехмерного моделирования даже тех.
которые предлагают возможности моделирования и на базе полигонов, и на
б •:<- сплайнов ряд современных функций, таких как скос или отсечение,
хсотаег только на полигональных сетках. Большинство сложных про-
грамм, обеспечивающих двунаправленные преобразования между полиго-

3.5-2. Диалоговые окна,
обеспечивающие управление
импортом и экспортом файлов
в формат DXF.

(Диалоговые окна и> fornvZ.

(С 1991 - 1995 auto*des*sys. Inc )

3.5.3 Процесс разбиения вогнутой
формы с отверстием (А)
при экспорте в формат DXF Вначале
все отверстия соединяются с краями
формы (В), эатсм вогнутая форма
разбивается на несколько выгнутых
частей (С), затем все части
разбиваются на четырехугольные
частицы (D) и, наконец, форма
разбивается на треугольники таким
образом, что все составляющие
ее части становятся элементами
в треугольной полигональной сетке
(С разрешения auto*des*sys, Inc.)
3.6.1. Набрасывание ваших идеи
и эскизов равных поз, жестов
и вариантов может способствовать
оттачиванию этих идей прежде,
чем вы начнете выполнять
моделирование(Эскизы
и просчитанное изображение
из Влюбленного Толиа. © 2002
Aentre Chien et Loup/J8A/RTBF).

98

пильными селами и сплайновыми поверхностями выполняют их «за счет*
преобразуемых форм. При выполнении подобных преобразовании всегда
возникает значительный объем искажений, которые иногда требуют трудо-
емкой коррекции по точкам.

Будет ли использоваться модель
в системах автоматизированного проектирования
и управления производством (CADAM)?

Объекты, которые моделируются только для визуализации (рендеринга)
пли анимации. строятся совсем не так. как объекты, которые будут слу-
жить моделями для систем автоматизированного проектирования и упра-
вления производством (CADAM). Крайне важно знать, будутли ваши мо-
дели использоваться в системах CADAM. Если будут, необходимо вы-
брать специальную методологии» моделирования и придерживаться ее ил
всем протяжении проекта. I la рис. 3.65 показана трехмерная модель, кото-
рая использовалась для выполнения скульптуры с помощью метода сте-
реолитографии (рис. 15.8.3).

Два существенных различия между моделированием для проектов
CADAM и анимационных проектов состоят в используемой для моделиро-
вания технологии и в производи венной и структурной специфике смоде-
лированных объектов. Очень немногочисленные компьютерные системы
обеспечивают оба метода моделирования. Большинство программ основа-
но на использовании или границ, «тли твердых тел. В такой ситуации выбор
автоматически определяется ограничениями программного пакета. Только
в случае, когда программный пакет обеспечивает обе возможности, нам
приходится выбирать между оболочками объектов и твердотельными объ-
ектами. Когда мы создаем трехмерные объекты в целях рендеринга или
внимании, пас почти всегда интересуют поверхности объектов, но очень
редко их внутреннее содержание. Именно по этой причине, моделируя объ-
екты для рендеринга и анимации, мы обычно используем граничные и гео-
метрические методы моделирования Граничная геометрия занимается по-
верхностью или оболочкой объектов, игнорируя их содержимое п внут-
реннюю структуру.

Основные концепции молил иеовлния
Это можно уподобить выполнению чьего-нибудь <Jx>-
тографпческого портрета. Нас интересует. главным т-
разом. жк1мож1юсгь схватить выражение лица и пере-
дать текстуру кожи, позу, цвет глаз и другие детали. В
Делом пас мало интересует (с точки зрения выполнения
хорошего портрета) то. что находится пол кожей этого
человека, то есть его мышцы, кости и органы.

С другой стороны, когда мы строим трехмерные
компьютерные модели с целью их последующего про-
изводства (с помощью компьютеризованного фрезер-
ного станка или системы стереолитографии), нас
принципиально интересует все, что находится внутри
объекта. его структурный состав, а также то. можно ли
обеспечил, рациональное производство форм, кото-
рые мы включили в наш объект (рис. 15.1.1 и 15.8.4
15.8.5). Вследствие всех этих причин при моделирова-
нии объектов для проектов CADA.M мы часто прибе-
гаем к методам конструктивной блочной геометрии



(стереометрии). Эти методы не учитывают скоростей просчета трехмерной
шмели, реалистичности ее внешнего облика или эффективности се аннма-
1!ИП Вместо этого методы конструктивной блочной геометрии сосрсдото
чеиы на таких вопросах, как например, отвечает ли наша трехмерная мо-
дель структурным критериям, точно ли соответствуют ее размеры требуе-
мым и содержит ли она заданное количество материала.

3.6.2. Большинство трехмерных
программ могут отображал,
несколько проекций камерного вида

Здесь показаны перспективная
проекция, а также верхняя, передняя
и боковая ортогональные проекции
Эскизы для данной сцены

Моделирование связано с рендерингом и анимацией

Жизнь трехмерной компьютерной модели редко заканчивается с заверше-
нием процесса моделирования. Большинство трехмерных моделей после
ЭТОГО подвергаются просчету (рендерингу), а многие вступают в стадию

представлены на рис 2 4.2 и 2 4.3
(© 1999 Oddworld Inhabitants. Inc.
Все права защищены).

ЛИПМИроВЛИПЯ.

Как вы узнаете из этой книги позже, многие творческие и технические
ранения, принятые в холе процесса моделирования, могут упростить. ос-
ложнить, а то н вовсе парализовать процесс рендеринга, анимации, или оба
этих процесса Было бы преждевременным разъяснять, какие решения по
моделированию скорее всего осложнят выполнение определенных прие-
мов рендеринга или анимационной последовательности. (Следует наде-
ялся, что вы получите эту 1П|формацню. прочитав всю кишу). 11ока же за-
помните, что перед тем. как приступить к будущим проектам моделирова-
ния. вам нужно как можно больше узнать о истинах в отношении рендерин-
га и анимации объектов, если таковые планы имеются.

Например, определенный метод рендеринга. производственные сроки
или положение камеры могут потребовать от вас двукратного сокращения
числа полигонов, используемых для описания части объекта: или сцена-
рии аннмацнн может заставить вас сгруппировать объекты определенным
образом (рис. 3.6.6). Если вы заранее узнали об этих требованиях, то смо-
жете избежать необходимости разбирать готовую модель для того, чтобы
попытаться уменьшить количество политопов, или аннулировать слож-
ную пягиуровневую иерархическую структуру, включающую сотни объе-
ктов. для того, чтобы переделать некоторые базовые соединения по-дру-
гому. 11а рис. 3.6.7 показана одна и та же геометрия, по с разными уровня-
ми детализации (LOD). созданная с помощью программы сокращения
полигонов.

3.6 3. Рабочий чергеж,
детализирующий форму,
пропорции и скелет персонажа
(Г 2003 Oddworld Inhabitants. Inc
Все права защищены).
В процессе моделирования помните о требованиях по рендерингу и ани-

мации, предъявляемых к вашему проекту, cho поможет свести к миниму-
му потери времени.

3.6.4. Модель для игры Spyro ihr
Огицоп,№ о реальном времени
содержит 352 полигона и 230
вершин (вертексов). Моделирование

Проверяйте файл предпочтений (Preferences file)

Следует помнить, что и используемая вами программа трехмерной анима-
ции, и операционная система вашего компьютера хранят свои предпочти-
тельные, то есть заданные по умолчанию, настройки в файле предпочте-
ний (Preferences file).

Содержимое файла предпочтении важно потому, что эти настройки
прямо и косвенно определяют результаты выполнения многих опера-
ций и функции и применения многих инструментов. Среди содержа-
щихся в файле предпочтений настроек имеются, например, единицы

измерения моделируемых объектов или настройки, определяющие работу
инструмента создания куба (то есть, будет ли куб выполняться путем «рас-
тягивания» от центра пли же от одного угла куба до противоположного).
Как видите, некоторые из этих настроек могут повлиять на результаты

было начато в программе Alias Power
Animator 8,5 с пары полигональных

трехмерного моделирования, рендеринга и анимации.

Вообще говоря, последний, открывший файл или использовавший нро-

геометричсских примитивов, после
чего набрасывались точки. Для таких
элементов, как глаза, ноги

и промежутки между точками,
добавлялись отдельные полигоны.
(Spyro the Dragon м С разрешения
Universal Interactive Studios, Inc

грамму нли компьютерную систему, может изменить файлы путем изме-
нения настроек в файле предпочтений. В некоторых системах файлы пред-
почтений «привязаны» к трехмерной компьютерной программе, а в неко-
торых случаях - к самим файлам моделей. Проверьте, как это реализовано
в вашей системе.

и Insomniac Games, Inc.)


Проверьте требования к памяти

В большинстве современных программ компьютерного модели]ювания
предусмотрен достаточный объем системной памяти (RAM н/илн вирту-
альной), Это означает, что в большинстве случаен вам нс нужно забопгть-
ся о том, достаточно ли места н памяти вашего компьютера для того, что-
бы ВЫ МОГЛИ ПОСГ|ХНПЬ спою модель.

По иногда, особенно если сложные г|м*хмсрныс модели создаются на не-
больших компьютерных системах, iuhi|mx* нехватки памяти может вылить-
ся и проблему. Для большинства профессиональных трехмерных про-
грамм сейчас достаточно приблизительно 512 мегабайт памяти RAM. но
они будут работать еще лучше при памяти в I ГБ нли больше. Иногда, ес-
ли система не обеспечивает аэтоматаческой проверки того, достаточно ли
памяти для продолжения моделирования, она неожиданно зависает, когда
память заканчивается. Кроме того, имейте в виду. что одни системы весь-
ма изящно восстанавливаются после сбоев (и позволяют вам восстановить
все ваши данные), а другие нет.

Почаще сохраняйте свою работу

Сохраняйте свою работу часто каждые 15 минут нли около того, а также
периодически создавайте резервные копни важных файлов данных. Неко-
торые приложения автоматически сохраняют файл(ы), над которыми вы
работаете, через равные промежутки времени, заданные заранее. Исполь-
зуйте эти возможности.

3 6.5. (На противоположной
странице) Компьютерная
визуализация модели, построенной
с помощью программного пакета
Rhinoceros, Стереолитографическая
модель н бронзовая отливка
показаны на рис. 15.8.4.

(С 1999 Bathsheba Grossman}.

3.6.6,	(Вверху слева) Проекты,
выполняемые в сжатые сроки,
требуют эффективного подхода
к моделированию и анимационному
риггингу. (Л/г. Diftjlal 'Ibkaru by
производства Polygon Pictures.

©TPVN).

3.6.7.	Геометрическая модель жука
в низком разрешении (вверху) может
оказаться пригодной для сцен.

о которых жук находится далеко
от камеры, а версия в высоком
разрешении (ниже) больше подойдет
для крупных планов или сцен,
в которых жук является главным
героем. (Сокращение полигонов
и рендеринг выполнены с помощью
программы VSimplify.

1 1999 Virtue Ltd.)
ГЛЛНА 3	Математические операции Моделирование	Вил сбоку Пространства
Основные термины	* Родной» (собственный) формат файла  Навигация  Непропорциональное	1 (олярная система координат  Структуры  Поверхность  Трехмерное пространство
Абсолютные величины	масштабирование	Вертикальное
Оси	Координатная система объекта	панорамирование (till)
Азимутальная система координат	OBJ. .obj	Вид сверху
Кран (boom)	Объекты	Матр| <ца 11 |х*образо!кн 111 й
Методы граничною	Открытая система	Перемещение по осн Z (truck)
моделирования	Панорамирование	Универсальные <|юрматы файлов
Декартова система координат	Перспективное проецирование	(одержимое
Автоматизированное	Тангаж	Язык моделирования
проектирование	Точка	внртуал ы i о и реал ы юстп
и управление производством	Сокращение полигонов	VRML
Сцепленные преобразования	11ереносимый	Рабочее пространство
Конструктивная блочная	Файл предпочтений	Мировая система координат
геометрия	Пропорциональное	Точка начала координат
Утилиты конвертации	масштабирование	X3D
Вырезать-скопировать-всгавптъ	Прямоугольная	Рыскание
Файл данных  Размеры  Прямое числовое описание 11аезд-оп>езд (dolly) Формат Drawing Interchange  Formal  Формат DXF	система координат Отшкительные величины  Правосторонняя  система координат  Наклон (roll)  Вращение Масштабирование	Зум (трансфокатор)
Ребро  Экспорт  Грани  Конвертация (преобразование) файла  Форматы файлов  Преобразование из cropomiern в «родной» формат  Вид спереди  Геометрические преобразования  Геометрические файлы  Методы геометрического моделирования  Глобальная система координат  1 (ерархия	Сцена  Язык описания сцеп Оболочка	*  А
Фильтры импорта  Левосторонняя система  координат  Уровни детализации (LOD)  Линия		
Локальная система координат Локальные преобразования		(ReBoot >< и < 1997 Mainframe Entertainment, inc.  Все права защищены)
I ЛАВА I

Основные методы
моделирования

Краткое содержание

В iron ГЛАВЕ РАССМАТРИВАЮТСЯ (X I1ОВНЫЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРО-
ВАНИИ трехмерных объектов с помощью компьютерных систем. Глава па-
чилиt-гся г коротких, но важных замечаний в от ношении линии, их iiciio.ii.-
aeiaiiii всацаннн поверхностей и общих отличий между полнгошыы1ы-
ш стами и кривыми поверхностями. За этим следует обсуждение самых
простых инструментов геометрического моделирования. имеющихся и
о иштстве современных систем. После этого приводится обзор иесколь-
Н1Х производных приемов, включая построение фигур вращения и разные
siuw выдавливания (экструзии). После описания способов создания ланд-
зфп» (топографии) и простых объектов свободных <|юрм следует обзор
\Titinr. которые удобны дтя разработчнкон моделей па всех уровнях. За-
при .'.сгг.Шу обзор моделирования для отображения в реальном времени.

4.1. Введение

Как И в случае использования традиционных методов моделирования,
upnitw трехмерного моделирования на компьютере начинается с замыс-
л Прежде, чем начать процесс моделиронапия, мы стараемся визуализи-
|хияп>згот замысел или то, что хотим создать, путем выполнения :к'кизон
ilbi даже подробных рабочих чертежей.

Концептуализация и разработка замысла трехмерной модели обычно
йщйются первой стадией в щюцсссе имитации трехмерной сцены с помо-
щи» iMMniiUTcpa. С художественной точки зрения зга стадия, пожалуй,
нптмгя самой важной но всем процессе, поскольку именно здесь зак.та-
лиюхлся основные характеристики сцены: форма, положение и размер
б-шиц. цвета и текстуры, освещение. а также положение камеры. Кроме
тио. именно на этой стадии производится анализ основных илей и выбор
оптимальных методов моделирования для каждой задачи.

Я обычно предпочитаю начальные наброски т|к-хмерпых объектов и ок-
p...кающей среды, выполненные с использованием традиционных средств,
гакш как цветные карандаши ii.ni фломастеры и бумага. Такие наброски
лип представление <х> общих характеристиках объектов, например, раз-
•I: л-л. отшит m-льном положении, цвете и :k|m|k-kt*.ix освещения. Когда эс-
кизу гитовы. я анализирую их и подготавливаю комплект рабочих черте-
лей (рисунков), содержащих один или несколько детализированных вп-
.7111 (быъта с размерами.

Сутцесгепт много способов нремразовання содержащейся в эскизах
uiiiyxihiiort информации в числовую информацию, пригодную для компь-
м!г|Н1ЫХ манипуляции Большинство программ г|м?хмсрпого молели|кнт-
Ш'.ц (бкнечиваст пользователю возможность |1<кт|юспня моделей в инте-

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Введение ...................  ЮЗ

Заметки о линиях	104

Геомегричохнс примитивы... 107

Построение фигур путем смещения
обр.оующей плоскости
по заданной траектории. 109

Объекты свободных форм 111

Основные утилиты
моделирования ..... 114

Политональные модели в реальном
времени...................  120

Основные термины .........124
4.2.1. Персонажи из рекламного
ролика Х-Вох созданы

с использованием разных типов
линий и поверхностей. В диалоговом
окне отображены различные опции
преобразований между разными
типами линий. (Изображение
вверху: С разрешения Blur Studio
Внизу: © Alias | Wavefront.

отделение Silicon Graphics limited).

рактивном режиме. Эго означает, что модели, над которыми вы работаете.
мо|ут отображаться па экране. Любые изменения, выполненные пользова-
телем, отображаются на экране почти мгновенно. Такая интерактивность
обеспечивает визуальную «реакцию», которая столь важна при (наработке
форм объектов и создании трехмерных пространств. 11з-за отсутствия воз-
можности мгновенной осязательной реакции при создании трехмерных
моделей с помощью программного обеспечения, визуальный отклик в jx-
алыюм времени на экране становится практически незаменимым.

По окончании процесса моделирования мы обычно получаем файл,
содержащий детальное описание объектов в окружающей среде, вклю-
чая информацию, касающуюся их геометрии, положения и иерархии.
Реалистические отображения ([гайлов можно получить с помощью неко-
торых методов рендеринга (просчета), описанных в главах 6 9. Суще-
ствует много способов описания трехмерных структур, причем каждый
из них даст отличный от других результат и требует отдельного подхода
(рис. 4.2.6 4.2.7).

Если не указано иначе, все методы модели|ювання. описанные в настоя-
щей главе, основаны на граничной геометрии, а не на конструктивной
блочной геометрии. Как пояснялось в главе 3. это означает, что трехмер-
ные обы-кты создаются только в виде пустых оболочек, то есть настоящие
твердые объект ы не имитируются.

4.2.	Заметки о линиях

Линни используются для определения формы объекта п множества его по-
верхностных характеристик. Линии представляют собой основной состав-
ляющий элемент всех трехмерных объектов. Поэтому важно знать, в чем
состоят различия между типами линий, а также их признаки и ограниче-
ния. В этом разделе приводится краткое описание некоторых стандартных
линий, наиболее широко применяемых в трехмерном моделировании,
Следует иметь в виду. что. хотя здесь используются по возможности самые
общие названия, в вашей компьютерной системе для обозначения кон-
кретных типов линии или инструментов для работы с ними могут исполь-
зоваться другие названия. Приведенная здесь классификация основывает-
ся па практических характеристиках разных типов линий, их преимущест-
вах н недостатках, а также на их математической номенклатуре. В ниже-
следующих парагрфах поясняются некоторые различия между типами
линий. Пожалуйста, прочтите их внимательно. Эти концепции крайне
важны для понимания большей части материала, изложенного в других
главах и касающегося моделирования и рендеринга.

Одним из явных различий между линиями является то. что линии бы-
вают прямыми и кривыми. Прямые линии определяют кратчайшее рассто-
яние между двумя точками, а кривые линии используются, когда речь идет
о тонких изменениях и элегантности дизайна. Между прямыми и кривым!:
линиями имеется множество различий, состоящих в их математическом
описании, их поведении при использовании в моделировании, типе трех-
мерных структур, которые они позволяют создать, и. в болыиннстве случа-
ев. их внешнем облике.

Некоторые прираммы трех мерного моделирования могут преобразо-
вывать кривые линии в прямые и наоборот, но чаще всего результаты по-
добных преобразований оказываются неожиданными и могут потребовать
значительной дополнительной работы прежде, чем их можно будет ис-
пользовать (рис. 4.2.1 и 6.4.1).
Прямые линии, гак и следует in их названия, не обладают
кришгаюй, Прямые линии определяются только двумя свои-
мн оконечными точками и могут быть наклонными, но при не-
изменном угле. Другими словами, наклон кривых линии мо-
жет изменяться, а наклон прямых линии - пет. В программах
трехмерного моделирования прямые липни иногда называют-
ся иолигоиалытымн линиями, гак как они используются для
построения полигонов и полигональных сеток. Компыотер-
1шс программы трехмерного моделирования, использующие

палюдательно прямые линии, могут строить модели только с
ломанью полигональных сеток (по нс сплайновых новерхно-
ntii). Компьютерные программы т]х*хмерногп моделирова-
ния. использующие кривые, способны строить модели с помо-
щью как кривых поверхностей, так и полигональных сеток.

Многое программы предлапнот два типа инструментов для

рисования: один тин - для прямых линий, а другом - для кри-
вых. Вто время как прямой линии сложно превратиться в крн-
вую(гаккак у прямых линий отсутствует переменная, обсснс-
чшаюни1Я пзмеяешк’угла), кривая линия с легкостью превра-
ш.ится в прямую просто путем установки параметра измене-
ния угла в ноль. По згой причине многие прог|)аммы трехмер-
Hoiti .моделирования предлагают лишь один - но моптый
инструмент, позволяющий рисовал, только кривые всех ви-
.iw, включая и такие, которые выглядят, как прямые линии.

Кривые линии обычно описываются несколькими точка-
ми И отклоняются от прямой трассы без резких изменений
углов. Иногда кривые линии называют кривыми отрезками;
они молт использоваться для определения изогнутых по-

верхностен и построения сеток кривых поверхностей.

Кривые также часто называют сплайнами, так как они напоминают фи-
зический сплайн (или лекало) - длинную узкую полосу из дерева или ме-
талла. мспатьзумяцукк’я чертежниками или строителями для проведения
кривых между несколькими точками. Лекала, традиционно использовав-
шиеся вкораблсп]хк'иии для разработки и строительства корпусов кораб-
,ii!ii, ||юрмон.г'111С1. с помощью свинцовых гирь. Изменяя количество и по-
шмгапи! гирь. можно превратить лекало (сплайн) в плавную кривую, про-
хцмшую между нужными точками. Хотя не все кривые попадают в мате-

4,2.2, Здесь показаны пять
распространенных типов сплайнов
линейные сплайны, кардинальные
сплайны, b-сллайны. кривые Безье
и неоднородные рациональные
b-сплайны (NURBS)

магическую категорию енлайиовых кривых, в некоторых программах
трехмерного моделирования этот термин используется в качестве общего
понятия. Разумеется, подобное обобщение нс обладает точностью.

Существует много типов кривых, которые можно классифицировать па
•к нон».- их математических и геометрических характеристик. Однако в этой
книге мы ограничимся примерно пятою наиболее распространенными ти-
пами сплайнов, использующихся в основных системах трехмерного моде-
лировзиня. Таковыми являются: линейные сплайны, кардинальные силаи-
iiii Ь-спланпы. кривые безье и неоднородные рациональные 1>-сплайпы
(NURBS).

На рис. 12.2 показаны эти пять типов кривых.

Все сплайны происходят из определяющего полигона. Из-за этого
пшини Называют управляемыми кривыми. Структуры, управляющие
пышными, невидимы они отображаются только тогда, когда мы форми-
руем сплайн, однако содержат важную ии<|юрмацию, которую можно не-

шиьзоютъдтя изменения |(юрмы сплайна.
ВТОРОЙ ПОРЯДОК

ТРЕТИЙ ПОРЯДОК

ПЯТЫЙ ПОРЯДОК

4 2 3 Диалсхооое окно иллюстриру-
ет несколько органов управления
кривой, предлагаемых покупным
программным пакетом, а также
кривые NURBS второго, третьего
к пятого порядка

(Вверху: Диалоговое окно из fomvZ.
( - 1991 - 1995 auto-dcs-sys, Inc.

Внизу. • Alias| Wavefront, отделение
Silicon Graphics Limited)

Органы управления, имеющиеся в сплайнах разных типов, включают
контрольную линии» или контрольный полигон или корпус, контрольные
точки или контрольные вершины (вертексы), точки касания, узлы и вес
Следует иметь н виду, что ]шные программы используют разную номенк-
латуру органов управления; кроме того, их реализация может также не-
сколько различаться. На рис. 4.2.3 показаны некоторые использующиеся
для модифицирования сплайнов органы уязвления, которые имеются п
разных программных пакетах.

Каждая сплайновая кривая может быть быстро охарактеризована спо-
собом се управления по контрольным точкам или контрольным верши-
нам. Линейный сплайн выглядит, как последовательность прямых линий,
соединяющих контрольные точки. Кардинальный (фундаментальный)
сплайн выглядит, как кривая, проходящая через все контрольные точки.
Ь-сплайп имеет вид кривой линии, редко проходящей через свои конт-
рольные точки. Кривая Безье проходит через все контрольные точки
NURBS, пли неоднородный рациональный Ь-сплайн. не проходит через
СВОН КО1ГТрОЛЫ1ЫС ТОЧКИ.

Еще один способ охарактеризовать сплайны состоит в том, чтобы рас-
смотреть другие органы их управления (помимо контрольных липин и
контрольных точек). Контрольные точки обеспечивают управление кри-
визной или натяжением кривой линии главным образом за счет того,
сколь близко друг к другу они находятся, а в некоторых случаях за счет то-
го, насколько близко к кривой находятся они сами или их точки касания
(рис. 4.2.4). Кривая Безье отличается от трех другох упомянутых сплайнов
в основном тем. «по помимо контрольных точек, у нес имеются точки ка-
сания. Точки касания используются дтя тонкой подстройки степени кри-
визны линии без изменения контрольных точек.

Сплайны NURBS характеризуются высокой степенью локального упра-
вления кривой за счет использования узлов и весов. Эти органы управле-
ния позволяют модифицировать кусок сплайна без оказания воздействия
на другие части сплайна. Для каждой контрольной точки задается вес. и
эти веса определяют расстояние между контрольной точкой и апексом
кривой. По умолчанию все контрольные вершины на сплайне обладают
одинаковым весовым ко.и|и|>ицнентом, что и называется нерациональной
кривой. (Например, Ь-снлайпы представляют собой NURBS с равными ве-
сами). Если значения весов на кривой могут изменяться, такая кривая на-
зывается рациональной кривой. Манипулирование весами на кривой
NURBS позволяет усовершенствовать нюансы формы данной линии, но
обычно замедляет рендеринг финальной модели. Еще один нед<ктаток ра-
боты с разными значениями весов состоит в том. что многие системы игно-
рируют эти данные при обмене файлами моделей. Зачастую можно до-
биться результатов, аналогичных использованию разных значений весов,
путем размещения контрольных точек очень близко друг к другу.

Узлы на NURBS определяют распределение и локальную плотность то-
чек на кривой. Минимальное количество узлов, необходимое для форми-
рования отрезка кривой, равно порядку кривой плюс единица плюс коли-
чество контрольных точек. Порядок кривой соответствует экспоненте
(или показателю степени), использующейся в математических формулах,
описывающих кривые. Каждому тину кривой (b-сплайн. Безье и NURBS)
соответствует своя математическая <|юрмула. и каждая кривая может быть
создана с разным порядком (рис. 4.2.5). Чем выше порядок кривой, тем
больше вычислений необходимо дня ее создания. Кривые первого порядка
соответствуют линейным отрезкам. кривые второго порядка квадратпч-
ним кривым, а кривые третьего порядка кубическим кривым. Чем выше

порядок кривой, тем больше контрольных точек и узлов необходимо для
формирования отрезка кривой.

4.3.	Геометрические примитивы

Практчсскп все компьютерные программы трехмерного
моделирования предлагают набор инстру.мг1гтов дтя созда-
ли простых ||юрм с фиксированной структурой, которые принято
кьийть геометрическими примитивами. Количество и виды
тТометрических примитивов в разных программах разные, од-
и?.кр следующее перечисление является достаточно типовым
напором: кубы, сферы. цилиндры, конусы, торы, правильные
Июпяранпики и двумерные полигоны (многоугольники). 11а
wic 4.3.1 и 1.4.1 показаны некоторые из наиболее расп|ихт|>а-

ышшх геометрических примитивов. Из геометрических примн-
шит можно создавать выразительных персонажей.

В некоторых программах разные инструменты геометрических при-
штпцюв собраны под одной рубрикой меню, тогда как в других они мо-
тут юявдяться но отдельности. Однако во всех случаях общей <к*обсн*
WXIыо примитивов является то. что они представляют собой стан-
д»ртиы< формы, которые могут создаваться н использоваться про-
iptvuoH моделирования без затруднений, причем обычно на базе
НрсктоСО, заранее заданного математического описания. В прин-
ципе; все геометрические прими jивы могут быть созданы в виде нолнго-

4.2 4. Данная последовательность

изображений иллюстрирует то, ка-
ким образом контрольные и каса-
тельные точки воздействуют на натя-
жение сплайна На среднем рисунке
перемешаются только касательные
точки. На нижнем - контрольные
точки передвигаются ближе друг
к другу, а касательные точки
поворачиваются с тем, чтобы
результирующая кривая была более
сглаженной

нальных структур нли криволинейных областей-«заплат».

Гмметршгеские примитивы можно использовать для создания простых
||ю|И| пли в качестве основы для более сложных комбинированных трех-
крпых форм. В первом случае формы, предоставляемые программой,
почти m потребуют изменений за исключением тех. которые связаны с их
ппюжмшем в пространстве, размерами и иногда пропорциями. Во втором
случае геометрические примитивы могут быть модифицированы или нс-
ми-иваны для построения более сложных объектов с помощью набора
Ьпебнмх инструментов, предназначенных, в частности, для подгонки.
Ьр1Ю.<.и1Н«ШЯ и сопряжения. Как и большинство других инструментов

Гвшрнческие примитивы можно изменять непосредственно на экране,
из чет используется мышь. шаровой манипулятор и электронное перо,
либо путем печатания нужных значений в диалоговом окне.

Кубы

Кубы oownio моделируются как niecnicTopoiniiie замкнутые трехмерные
бЬзи. Так как все стороны куба имеют одинаковую дчнну. единственной
f> pnii'iiiiiii<. необходимой для определения куба. обычно является длина его
п<ршы. Иногда по каждой iu трех осей можно задать ряд делений (отрезков
Июарсспия). Почти всегда кубы создаются как полигональные структуры.

Сферы

Сферы подобно кубам, моделируются как симметричные, замкнутые трсх-
wruiiie объекты. Для определения любой сферы необходима переменная,
хипр'й ямястся радиус или диаметр. С<|юры могут моделироваться как
кищишцьная структура или область кривых. При моделировании в виде

4.2.5. В целом, чем выше порядок
сплайна, тем дальше он отстоит
от управляющего полигона
(внешняя форма с острыми углами).
4.2.6.	Персонажи и город в фильме,
основанном на графической новелле
Энки Билала Жснщини-пни/шкн,
смоделированы с использованием
комбинации кривых поверхностей
и геометрических примитивов
(С разрешения Duran).

4.2.7 Главный герой Zm/nzo
смоделирован с использованием
целого ряда методов

(С' Abas| Wavefront, отделение
Sibcon Graphics limited)

полигональной структуры, рисуемой прямыми линиями, для определения
< <|х'ры необходимо количество «строительных» отрезков но долготе (свер-
ху вниз) inn по шпроте (вокруг). Эти деления напоминают параллели и ме-
ридианы на глобусе, а их количество оказывает пропорциональное воздей-
ствие па геометрическую гладкость конечной формы. При моделировании
в виде криволинейных зон. сферы. помимо вышеупомянутых данных, тре-
буют задания типа сплайна. Сферы также широко применяются в качестве
отправного пункта при моделировании свободных <]юрм (рнс.4.5.1).

Цилиндры и конусы

Цилиндры и конусы обычно определяются как полигональные объекты, и
их (|хзрма может оп|к*деляться следующими переменными: радиус, высота,
количество продольных «стротгельиых» отрезков, количество поперечных
«строительных» otjxskob. а также указания, «закупорен» данный примитнп
или нет. Количество отрезков, использующихся для построения цилиндров
и конусов, определяет степень детализации моделирования этих объектов.
Объекты с небольшим числом отрезков построения могут просчитываться
быстрее, чем объекты, состоящие из множества «строительных» отрезков.
Если вы собираетесь просчитывать объекты с картами изображений. лучше
моделировать их с использованием большого количества отрезков построс-
нпя. Для определения оптимального количества отрезков построения, необ-
ходимых для моделирования любого графического примитива. следует про-
изводить маленькие пробные просчеты (тесты рендеринга).

«Закупорка» (capping) оп|к-деляет. будут ли круглые стороны конусов
или цилиндров закрытыми или открытыми (то есть, будет ли у них «дно*
и «крышка» или нет).

Торы

Top является трехмерной замкнутой (|юрмой, напоминающей бублик. Тор
также похож на цилиндр. который согнули и растянули так. что оба его ос-
нования соединились. Переменные, необходимые для построения тора.

108

Оси< ни ник методы м< >дыиг< ikaiiiui
почти тс же. что и для с<|м*ры плюс одна дополнительная переменная. ко-
торой является внутренний радиус. Полный перечень переменных моде-
лирования тора включает задание того, будут ли использоваться полигоны
или зоны кривых, размер внешнего радиуса, размер внутреннего радиуса,
количество продольных «строительных* отрезков и количество попереч-
ных (Л]х*зков. Тор это геометрический примитив. который можно соз-
дать с использованием приема радиального вращения. (рис. 4.4.1).

Правильные многогранники

Многие т]и хмсрные объекты относятся к категории правильных много-
гранников. Многогранник это трехмерный объект, состоящий из полиго-
нов. Среди самых распространенных правильных многогранников четы-
рехгранник (тетраэдр). гисстиграипик (гексаэдр), восьмигранник (октаэдр),
двенадцатигранник (додекаэдр), двадцатигранник (икосаэдр). Правильные
мноп)Г]Х1111111 кн обычно моделируются в виде полигональных сеток и могут
быть построены путем задания радиуса и нужного количества граней.

Двумерные формы

Двумерные формы могут использоваться для создания трехмерных форм
с помощью производных методов таких, как экструзия (выдавливание)
и построение фигур вращения. Двумерные формы это чаще всего дуги,
окружности. спирали, треугольники, квадраты и другие полигоны (много-
угольники).

Окружности являются двумерными замкнутыми контурами; они опреде-
ляются радиусом или диаметром, количеством контрольных точек и типом
поанпа Дуги .по двумерные открытые контуры, требующие дтя своего
определения тех же параметров, «по и окружности, плюс точку начала и
точку окончания (обе задаются в градусах). Спирали гоже двумерные от-
крытые шпуры: для них необходим начальный и конечный радиусы, на-
чальный и конечный углы, количество контрольных точек и высота. Пати-
гоны (включая треугольники и квадраты) это двумерные закрытые конту-
ра. которые почти всегда строятся с помощью полигональных или линей-
ных сплайнов н могут быть определены количеством сторон и радиусом.

ДВАДЦАТИГРАННИК	ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ

(ИКОСАЭДР)	СФЕРА

4.4.	Построение фигур путем смещения образующей
плоскости по заданной траектории

Построение фигур путем смещения образующей плоскости по заданной
траектории (sweeping) пожалуй, самый мощный производный способ
моделирования, особенно если сравнить сложность трехмерных форм. со-
здаваемых с его помощью, с простотой входной иш|и>рмации. необходимой
для их генерирования.

Основной принцип, лежащий в основе всех приемов построения фигур
путем смещения образующей плоскости по заданной траектории, состоит
в определении двумерного контура. который затем движется но заданной
траектории. По мере перемещения контура ио траектории он образует
||юрму в трехмерном П|юстраистве. Получившаяся трехмерная модель
сильно зависит от сложности образующего контура, а также сложности
траектории (рис. 4.4.2b). Три наиболее распространенных способа соада-
вня фигур путем выдавливания по заданному профилю: экструзия (выда-
вливание), построение фигур вращения и свободное выдавливание.

4 3.1 Сфера, цилиндр и регулярные
многогранники, включая тетраэдр
(четырехгранник), шестигранник
(гексаэдр), восьмигранник (октаэдр),
двенадцатигранник (додекаэдр),
двадцатигранник (икосаэдр)
и геодезическую сферу
4.4.1 Торы и другие геометрические
примитивы могут создаваться путем
перемещения двумерных контуров
вокруг оси Ремть геометрические
примитивные формы, созданные
этим способом, обычно бывает
легче и быстрее, чем создавать
аналогичные формы с помощью
функций геометрических
примитивов, а затем резать
их с помощью функции подгонки
тримминг»

4.4.2а. Это диалоговое окно
отображает типы органов
управления, использующихся
для выполнения выдавливания
по прямой траектории (С разрешения
Softimage Со. Все права защищены).

Простая экструзия (выдавливание)

I la п|хх|ххсионалы1ом жаргоне промышленного дизайна и производства экс-
трузией называют процесс формования материала (такого, как пластмасса
или металл) нутом его разогрева и продавливания через пресс-форму. Пресс-
форма это инструмент, использующийся для формовки или штамповки раз-
ных материалов. Процесс промышленной экструзии обычно основан на вс-
пользовании стационарной п|ххсч}х>р.мы щюсто из-за ограничений, связан-
ных с необходимостью работать с горячими материалами и тяжелой формой.
I (апрнмер, мясорубки или машины по производству макарон продавливают
измельченное мясо или тесто через пресс-формы разных видов.

Большинство компьютерных программ трехмерного моделирования пре-
доставляют пользователям аналогичные инструмс1гты выдавливания, кото-
рые так же. как и их тяжелые промышленные аналоги, создают трехмерные
формы, начиная с двумерного контура и его последующего выдавливания
или продвижения по прямой траектории вдоль одной oat (рис. 4.4.2а). Про-
стое выдавливание имеет место по любой по одной осн. Двумерные кон-
туры, которые будут выдавливаться. могут быть созданы с помощью геоме-
трических примитивов или экспортированы из других программ в таких хо-
рошо переносимых форматах. как EPS (Encapsulated PostScript).

Экструзию иногда называют лифтингом (подъемом), так как двумерные
контуры дублируются и перемещаются на уровень выше.

Свободная экструзия

Некоторые программы обеспечивают также возможность вылавливать
объекты по траекториям любой формы и но любой осн или комбинации
осей. Экструзия, производящаяся по нескольким осям, иногда называется
выдавливанием по профилю или свободной экструзией (free-form sweep-
ing) (рис. 4.4.3). Результаты свободной экструзии, которая или масштаби-
руется вдоль траектории, или основывается на двух траекториях. анало-
гичны результатам, получаемым с помощью скиннинга, то есть метода со-
здания оболочки («натягивания кожи»), описанного в главе 5.

Моделирование выдавливанием использовалось веками для создания
пиражных-безс и украшений на тортах и выпечке. Инструмент для выдав-
ливания кремов (кондитерский шприц) перемещался волнообразным дви-
жением вдоль украшаемой линии. Движения шприца обычно отображают-
ся на поверхности в виде непрерывного действия как при взмахах метлы
или мазках кисти и в виде широкой кривой пли амплитуды.

Построение фигур вращения (lathe)

Одна нз очень распространенных разновидностей построения фигур пу-
тем смещения образующей плоскости по заданной траектории называется
построением фигур вращения (lathe). Этот вид построения фигур на-
столько популярен, что почти всегда выделяется в отдельную функцию
(то есть отдельную от общих видов построения фигур). Поверхности, соз-
данные с помощью этого метода, называются поверхностями вращения

Программный инструмент создания (|юрм вращения имитирует реаль-
ный токарный станок (lathe), основанный па использовании вращающей-
ся базы, на которую крепится деревянным цилиндр, после чего ему прида-
ется нужная форма с помощью стального резца, который прижимается к
поверхности цилиндра, в то время как база вращается вокруг вертикаль-
ной осп. Гончарный круг используется для выполнения почти такой же
ранни над глиняным комом. Глина или дерево режутся равномерно по
периметру цилиндра, так как резец пли другой острый инструмент при-
ближается и отдаляется в соответствии с заданной траекторией. Про-
граммный «токарный станок» перемещает двумерный контур вокруг од-
ной оси. при этом двумерный контур может быть замкнутым или откры-
ил1. Когда двумерный контур перемещается но круговой траектории пли
по дуге, возникает новая трехмерная форма. Обычно во время пере моще-
ния двумерные контуры остаются перпендикулярными траектории дви-
жения. Получившийся г])ехмерный объек т определяется областями, лежа-
щимн внутри вращаемого двумерного контура. Для определения новерх-
пстсн (вращения необходим угол вращения и количество «шагов» или
ipaiieii Кп.1ичссг|м> таких граней обычно определяется количеством точек
на ктштурс. используемом для создания формы.

Поверхности вращения, получающиеся в |>сзультатс прохода 360 граду-
сон. ютобывают закрытыми трехмерными <|х>рма.ми. Сектора, или отрезки
трехмерных (|юрм. можно также создавать путем выполнения вращения ме-
нте, чем на 360 градусов. Двумерные контуры, которые не соприкасаются с
осью крашения, позволяют подшать трехмерные об1>екты с отверстиями
(рис. 4.4,4). В этих случаях, а также если создается лини, сектор <|юрмы. по-
.ташншпсся фигуры могут быть «закупоренными» пли открытыми.

Метод создания фигур вращения можно также использовать и для вос-
oma.iiiiui таких геометрических примитивов, как цилиндр и конус (рис.
4.3.1). Использование данного метода в подобных целях даст прснмущест-
ш>, состоящее в большей степени управления и экономии операций при
молмпровавни специализированной версии геометрического примитива.

4.5.	Объекты свободных форм

Некоторые проекты требуют создания трехмерных объектов свободных
форм. Созданне моделей экпо типа может оказаты-я трудоемким, гак как
их необходимо лепить из сетки способом, очень похожим на ваяние или
.инку модели из пластилина. Простые объекты свободных <|юрм обычно
требу'хгт Гюлыишо объема операций по выбору точек, вдавливанию и вы-
тятвагпгю п общего «массирования» повсрхшх-nioii септи (рис 4.5.1).
Сетки могут быть планарными (плоскими), кривыми или даже основан-
ными на поверхностях разбиения. Планарные или пол и тональные сетки,
рассматриваемые в этой i лаве, особенно удобны для проектов по созданию
игр. гле рендеринг в реальном времени практически вынуждает нспользо-
ватыюлнгпны. Полигональные сетки со средним разрешением издалека
выглядят гладкими, особенно когда на них наклады каются детальные кар-
ты изображений, однако иллюзия гладкости улетучивается, когда модель
Приближается к камере. 1(олигональные сетки высокого разрешения та-
ит. такте, которые получаются путем сканирования трехмерного макета,
•бычно приводят кеопданнюочень больших файлов, и их иногда исполь-
зуют для полнометражных анимационных фильмов.

Свободное моделирование, называемш* также свободной деформацией,
исиотыуется в случаях, когда другие методы моделирования оказываются
слишком грубыми для гюстроеггпя специфической сцены или когда ис-
пильзонзпис комбинации других инструментов. ХОТЯ II позволит решить
задачу. потребует дополнительного производственного времени и увели-
чения бюджета. Порой объекты свободной формы используются потому,
что нм отлают предпочтение те художники, которые разрабатывают облик

4.4.2b. Контуры разных этажей были
определены на плоскости XY
(вид сверху), а получившийся контур
выдавливался по осн Z
Детали добавлялись позже -
с использованием разных методов,
включая подгонку и булевы
операции Просчитанное
изображение было путем композита
скомбинировано с фотографией
территории, гда планировалось
построить здание
Фотографирование выполнялось
с большой выдержкой

<110 Bishop Cate Hayes Davidson).
4.4 3 . С помощью свободной
экструзии, основанной
на выдавливании по сложной
траектории и нескольким осям,
можно создавать текучие формы.
Эти волки обладают особым
примитивным стилем, благодаря
которому они сильно отличаются
как от -мультяшных»,
так и от реалистичных моделей
(Пастилки Виши. Агентство: EURO
RSCG ВЕТС Режиссер Пьер Коффин,
Иллюстратор Жан-Кристоф Сорель.
Производство и компьютерная
графика: Ex Machine.

С разрешения Ex Machina).

ВРАЩЕНИЕ ДВУМЕРНОГО КОНТУРА

трехмерной сиены. Рис. 4.5.2 иллюстрирует метод свободной формы с ис-
пользованием простои полигональной сетки для генерирования кривом
поверхности и управления сю. В данном случае сетка создастся путем вы-
давливания новых полигонов и скрепления их друг с другом. Плоский по-
лигон выдавливается для создания заготовки торса. а точки растаскивают-
ся для придания формы (А). Форма груди создается путем растаскивания
точек сплайновой фигуры вращения (В и С). На некоторых полигонах
торса создаются дополнительные кромки, необходимые для прикрепления
8-стороннсго объекта-груди. который копируется и прикрепляется с помо-
щью соел1П1Итслы1ых вершин и стирания внутренних поверхностей (I) и
Е). Нижние полигоны торга выдавливаются для создания тазовой облас-
ти, а вершины обрабатываются «лепкой» (F). Нижние грани срезаются,
выдавливаются и «ваяются» для создания йог (G и II). На спине создают-
ся доиолн1ггсльные грани путем деления сторон некоторых полигонов и
скругления сетки вручную, а руки получаются путем преобразования не-
которых кромок на краях торса в 5-стороннюю форму, их выдавливания и
перемещения точек для лепки детален. (I. J, и К). Зона торса вырезается
для получения выемки пупка, а грани внизу туловища выдавливаются
вниз и обрабатываются для создания ног (L). Ступни и ладони создаются
выдавливанием книзу лодыжки, выдавливанием некоторых передних по-
верхностен и создания ЛОНОЛН1ГГГЛЫ1ЫХПОЛН1ОНОВ для получения пальцев
рук и ног (М и N). Еще несколько деталей выполняются лепкой с помо-
щью дополнительных полигонов, и. наконец, из полигональной сетки ге-
нерируются сплайновые поверхности (О). Закопченная модель представ-
лена на рис. 10.5.8.

Свободное моделирование можно использовать в сочетшщн с другими
методами особенно геми, которые описаны в главе 5. У метода свободно-
го моделирования имеется несколько разновидностей, включая такие, как
неи<к'|Х'Дствеппое манппулн|юванне точками, деформация решетками и
топо1рафня (создание рельефов).
Виртуальная лепка
с помощью полигональных сеток



Самый легкий и распространенный путь гоздания трех-
мерных свободных <|х»р.м обычно состоит в том. чтобы на-
чать с cymerniyioineii трехмерной структуры, которая затем
«ваяется» и преобразуется в нужный объект свободной фор-
мы. Этот процесс виртуальной лепки. но сути, очень похож на
моделирование мягкой глины руками. Исходная форма
комка глины практически не имеет значения для
получения задуманной трехмерной формы. Но
мере того. как паши руки мнут, растягивают,
вдавливают и потирают бесформенную глину,
она постепенно превращается в осмысленную
структуру. Простой примитив вроде С(|юры мо-
жет стать отправной точкой: а можно начать и с

трехмерного отсканированного образа модели в нату-

ральную величину. Некоторые приемы лепки с помощью кривых
поверхностей свободных форм и «вписывания» кривых поверхностей в
полигональные сетки рассмоцтены в главе 5.

Процесс моделирования, состоящий в непосредственном манипулиро-
вании точками (как иногда называют виртуальную лепку), начинается с
выбора точек или контрольных вершин (вертексов) в каркасной стру-
ктуре, которая может смещаться в трехмерном пространстве. Большинст-
во программ трехмерного моделирования обладают удобными возможно-
стями для выбора одной пли нескольких точек. В случае кривых линий не-

4.4.4. Эта чашка была смоделирова-
на путем вращения двумерного
контура на 360 по оси Y
(на противоположной странице),
а ручка была добавлена позже.
(С разрешения Iris Benado).

посредственное манипулирование точками может выполняться прямо на
точке кривой или на контрольной или касательной точке. Обычно выбор
осуществляется простым щелчком mi.ihiii и пс|нтаскнвапием одной пли
нсскатькнх точек. Как только точка выбрана (выделена), се можно перста-
сипкгп. в любом направлении. Некоторые щмлраммы предлагают замеча-
тельные инструменты для выбора отдельных точек и манипулирования
пни, вто время как аналогичные функции в других программах оставляют
желать лучшего. Некоторые наиболее полезные опции непосредственного
>шшпули|юван11я точками включают возможность выбора сразу неСколь-
пк точек, которые не являются смежными, или возможность зафнкенро-
кап> наложение точек и некоторых частях объекта, тогда как над другими
точками производятся различные манипуляции. 11а рис. 1.5.1 и 4.5.2 пока-
заны результаты свободного моделирования.

Деформация решетками

4 5 1. Этот каркасный персонаж был
создан с помощью зон NURBS,
включая методы простого
свободного моделирования,
состоящего а растаскивании
отдельных точек сетки. Простые
сетки вроде сфер часто используются
при свободном моделировании
в качестве виртуальной глины, так
как они обеспечивают достаточное
количество точек для работы
(© 2003 Oddwotld Inhabitants, Inc.
Все права защищены)

Непосредственное манипулирование точками может оказаться очень эф-
фективным методом, когда речь идет о необходимости работы с неболь-
шим количеством точек, пли если пользователь обладает действительно
солидными навыками в свободном моделировании. Существует другой
метод свободного моделирования, который может оказаться более при-
годным для решения задачи, чем непосредственное манипулирование
точками особенно в случаях, когда необходима равномерная глобальная
дсформшшя. или когда у пользователя ист навыков пли времени зани-
маться манипулированием большим количеством точек сразу. Этот вто-
рой метод называется деформацией решетками. Решетки (lattices) ино-
r.iaназывают ограничивающими коробками (bounding boxes) не путать

ОСНОВНЫЕМЕЛ>ДЫ М(>ДЬТ HIT >ВА1111Я

из


4.5.2. Этот навеянный аниме
персонаж является примером
прямого моделирования с помощью
инструментов Me$h Smooth пакета
3D Studio АЛАХ Для создания этой
человеческой фигуры небольшое
число полигонов было не менее
важным параметром.

чем их четырехугольная форма
(О 1999 Michael В Comet.

Все права защищены).

Ill

с ограничивающими прямоугольниками (boundary boxes). описанными
ниже в этой главе.

Решетка представляет собой структуру из точек и линий, которая при-
меняется для управления точками модели. Вы .можете представить себе
решетку, как некую статую структуру, которая подсоединена вообра-
жаемыми пружинами к точкам модели. Поэтому, когда решетка или уз-
лы решетки перемещаются, они ташат точки объекта вслед за собой
(рис. 4.53).

Каждая точка решетки соединена с одной пли несколькими точками .мо-
дели. Возможность управления д<ч|м»рмациями объекта путем перемеще-
ния одной или нескольких узловых точек |юнктгки завнлтт iicihm'|m*.ictrch-
иоот количества узлов решетки. Малое количество узлов решетки приво-
дит к получению очень трубой или глобальной дс<|юрмации. Решетки с
большим количеством контрольных точек могут использоваться для вы-
полнения очень топких (или локальных) деформаций объекта. управляе-
мого решеткой.

Простые рельефы (топография) и функции

Существует много способов создания рельефов (топографий), нмнтнру
Ю1ПИХ или изображающих природные или воображаемые ландшафты.
Многочисленные другие методы, основанные па использовании матема-
тических функций, позволяют деформировать эти рельефы.

Простейший способ создания рельефа состоит в использовании двумер-
ной плоскости с делениями XY. Ясно, что чем больше делений имеется на
поверхности. тем 6o.Ti.nie деталей появится па законченной модели лайд-
ша<|па. Как уже упоминалось ранее*. наложение точек на плоскости может
быть изменено путем непосредственного манипулирования точками или с
помощью дсс|юрмпровання решеткой. Любой из этих .методов подойдет,
если форма должна напоминать природный ландшафт. Однако если вы
пытаетесь создал, более (фантастичный ландшафт, базовую плоскость
можно дет|юрмировап» с помощью математической функции. 11а рис. 4.5.4
показаны рельефы, созданные посредством искажений с псна*1ьзоваш1см
разных функций.

Нщеолнп метод создания ландшафта ссктпит в построении трехмерной
сетки па основе двумерных контуров, определяющих фаэтастнчсскпй или
реальный ландшафт. Этот метод требует большого количества данных, но
очень ;х|х|>ектнвен для создания точных моделей ландша<|>тов. 11л-за своих
топологических деталей ландшафты. созданные этим способом, редко де-
формируются при помощи математических функций (рис. 5.1.4). Простом
прием для быстрого построения рельефов состоит в применении черно-бе-
лого изображения в качестве карты смещения к трехмерной плоской по-
верхности (рис. 9.6.2).

4.6.	Основные утилиты моделирования

Помимо базовых инструментов моделирования почти все программы трех-
мерного .моделн|Х)вания предлагают комплект основных утилит, предна-
значенных для дополнения процесса моделирования. Среди них мы нахо-
дим такие полезные функции, как именование объектов и получение ин-
формации о них. дублирование (копирование), привязка к сетке, зеркаль-
ное отображайте. вывод па экран в виде ограничивающего прямоугольни-
ка, подсчет объемов и создание текста.

< >< J i< MU ТЫК МН <>ДЬ1 м< (ДЕЛ 1114>КЛ1 II ш

Получение информации
и именование объектов

Объектам н. в некоторых случаях, их компонентам,
могут присваиваться имена для того, чтобы нам было
легче их идентифицировать. Muonic щхираммы авто-
матически залают имена создаваемым нами объектам
например. Cube (Куб) 1. Cube 2. Cube 3 или Node 1 of 5
(Узел I из 5). Node 2 of 5 и так далее. Однако, если нужна
конкретная и однозначная идентификационная информация,
лучше использовать уникальные имена. Например, если в одном
из 50 эпизодов с воздушным шаром присутствует воздушный шар.

•1.5.3. Эти рисунки иллюстрируют
аолдейстпие решетки на форму
трехмерного объекта Всякий раз,
когда решетка перемещается, объект
деформируется, потому что каждый
узел решетки соединен
воображаемыми пружинами
с точками объекта

в который целится ребенок, название «Шар-мишень» (вместо «Эпи-
зод 37 •) может оказаться удобным для быстрого опознавания этого эпи-
зода и последовательности покажи (рис. 4.6.1)

Еще одна полезная функция. позволяющая быстро просмотреть подроб-
ную нн(|юрмацню о нужном объекте (например, его положение. размеры и
ориентация), функция Gul Inionnation (получить информацию), которая
выдает информацию об активированном объекте в числовой форме.

Фиксирование (Locking)

Объекты можно зафиксировать и определенном положении, ориентации
или пространственном диапазоне. Фиксирование объекта или его элемен-
та. который не должен перемещаться. может упростить процесс моделиро-
вания. В большинстве случаев объекты можно переключать из фиксиро-
ванного в свободное состояние без потери пли изменения каких-либо дру-
гих атрибутов.

ФУНКЦИЯ	< • •

4 5.4 Плоский рельеф с разрешением
40 х 40 единиц деформируется

с помощью разных математических
функций функции Starr, случайной
функции, а на противоположной
странице - фрактальных функций
функции Джулия и функции
Мандельброта.

Дублирование и клонирование

Модели можно легко копн|х>в.'гп> бел необходимости их постройки заново.
Дублирование позволяет создавать одну независимую копню выбранной
модели нли группы выбранных моделей. Коник» можно создать в том же ме-
сте. где находится оригинал, нли в другом месте, определенном смещением
по осям XYZ. Утилита дублирования позволяет создавать и несколько ко-
пий объекта. Значения, которые нужно задан, для создания нескольких ко-
пни объекта. обычно включают количество копий, а также значения XYZ
для переноса, вращения нли масштабирования (рис. 4.6.2 и 4.63). Создание
копий объектов нрнводго к увеличению трехмерных элементов в сцене, уве-
личению размеров <|>анла и г|>сбусг большего времени вычислений.

Альтернативой дублированию, имеющейся во многих системах, явля-
ется клонирование (Instancing или Cloning). Функция клонирования со-
здаст -двойников» оригинального объекта с использованием его числово-
го описания. кото|М1С клонируется в любом месте сцены. Созданные при
этим двойннкн подобны «живым клонам», которые продолжают соотно-
ситься с оригинальным объектом. Если оригинал изменяет <|юрму пли
масштабируется, его зависимые клоны тоже изменяются. Так как клоны
модели не увеличивают размер фаГта, их удобно использовать для созда-
ния целых армии объектов. которые одинаково выглядят и демонстриру-
ют устойчивое групповое поведение. Клонировании, однако, не пригодно
в случае, когда проект требует от каждого двойника индивидуальных из-
менений формы.
Задание плоскости

Двумерные контуры, нарисованные с помощью функций свободной <|м>р-
мы пли кривых, появляются действительно трехмерными объектами. Ко-
гда их рисуют впервые, двумерные ктгтуры, которые сомкнулись (закры-
лись), прело "линяют собой вост лишь липни о (отверстием пос|К'Дине. I Io-
этому для обеспечения нормального просчета двумерных контуров. их не-
обходимо превратить в плоскости. Этот процесс и называется заданием
плоскости контуру.

Создание зеркального отображения (Mirroring)

Создание зеркального отображения трехмерной модели очень удобно при
построении объекта, состоящего из двух одинаковых (или почти одинако-
вых) половин. Способ создания зеркального отображения реализуется в
разных н|Х)1|тммах по-разному: каждый раз имеются конкретные требова-
ния и небольшие функциональные различия. Трехмерные объекты можно
перемещать в пространстве, используя метол создания зеркального ото-
бражепня. В подобных случаях объект целиком перемещается туда, где
оказалось бы его зеркальное отображение. Однако вообще говоря, данная
функция работает путем копирования объекта. помещения копии в то же
место, где находится оригинал, и. наконец, изменения наложения копии
Таким образом, объект остается на старом месте, а копня помещается туда,
где оказалось бы зеркальное отражение объекта.

Для создания Зеркального отображения нужно либо задать па|>аметр
масштабирования  I ио оси зеркалирования, а также двумерную плоскость
(XY. XZ или YZ), на которую будет помещено зеркальное (отображение
объекта. либо задать ось отражения, щелкнув по линии, перпендикуляр-
ной гпражасмому объекту (один конец .пинт представляет собой базовую
точку отражения, а другой начало оси отражения). Создание зеркально-
го отображения поясняется на рис 4.6.2 и 4.6.4.

Задание центра объектов

Большинство трехмерных ирофамм «следят» затем, где помешаются цен-
тры объектов. П<» умолчанию центры помещаются в геометрические иеиг-
рм объектов. Эти точки становятся очень важными, особенно во время
процесса анимации, поскольку многие операции вычисляются па основе
Простраип венного положения центра объекта. Среди таких операций
масштабирование, вращение (глобальное и локальное последнее также
известно, как вращение вокруг своей оси). сцепление и моделирование
(симулирование) дипампкп движения, связанной с центром тяжести. Воз-
можность пе|Н'мещать центр объекта в интерактивном режиме это мощ-
ная утилита моделирования и анимации (рис. 4.6.1).

Привязка к сетке

Заставил точки объекта пли его компонентов привязаться к сетке, про-
граммы трехмерного моделирования могут способствовать упрощению
построения П|К1внльпых форм пли точных деталей в более крупных фор-
мах (рис. 4.6.3). Обычно сетки определяются пол|*зовзтелем.

Сюда входит также задание размера единицы (деления) сетки, опреде-
ление того, будут ли точки «цепляться» к узлам сетки, что именно будет

Гл Т«ич»:

©ООО

•1.6.1. Это диалоговое окно
обеспечивает оперативную
информацию о положении,
ориентации, размере и диапазонах
движения объекта.

(Диалоговое окно Carrara

< 2001 -2003 Eovia Corporation).

ФУНКЦИЯ ДЖУЛИЯ

ФУНКЦИЯ МАНДЕЛЬБРОТА

117

Основные me годы моделшчшлпия
«прицепляться* к сетке при перемещении объекта его центр или края, а
также будет функция привязки к сетке применяться ко веем обы'ктам в
сцене или лишь к некоторым из них.

4.6.2 Этот объект был создан
с помощью двенадцдтнкратного
копирования исходной формы
(в основании). Каждый раз исходная
форма зеркально отображалась
путем поворота на 45 с изменением
на одну единицу по оси Z.

Настройки текста

Текстовый инструмент может автоматически производить двумерные
контуры трехмерных объектов, «извлекаемых* из двумерных контуров
шрифтов. инсталлированных в компьютерную систему. Степень сложно-
сти н разшюбразпя двумерных текстовых копту|юв сильно катсблются от
прог|К1ЫМЫ к п|юг|мммс: то же самое относится п к дополнительным воз-
можн(м*тям. касающимся оформления текста, например, расстоянию меж-
ду символами. возможностям настроек межзнаковых интервалов и редак-
тированию но точкам (рис. 1.6.5).

Большинство современных программ моделирования «извлекает* тек-
стовые контуры из описаний па базе сплайнов (часто па языке
PostScript). содержащихся н upoi (ximmiiom обеспечении системы. I (екото-
рыс трехмерные программы извлекают эти контурные данные из базы
шрифтов (иногда в (|юрмате кривых, а иногда в no.iiirona.it.iioM <|юрма-
те). которая поставляется как часть самой трехмерной П|юграммы. Фор-
мы текстовых символов обычно получаются сглаженными и детальными,
когда контурная пн<|юрмпц|1Я П|м'дстан.тсна последовательностями кри-
вых. Однако, когда эта информация предоставляется в виде последова-
тельностей iio.iiin»iia.ii.iii4x.iiiiinii. получившаяся <|юрма может оказаться
неровной и грубоватой особенно участки контура, обладающие наиболь-
шей кривизной.

Большинство текстовых функции работают совместно с клавиатурой.
Любой символ, который можно напечатать па клавиатуре. появляется в
трехмерном окружении в виде двумерною контура. Когда для такого
двумерного контура задастся значение экструзии, буква становится т|х‘х-
мерпой. Как и для всех объектов, создаваемых выдавливанием. для сим-
волов. полученных путем модглн|ишанпя с использованием текстовых
инструментов на базе экструзии, можно применять скос. то есть фаску
(рис. 5.1.1 5.1.2). (Дополнительная информация но скосу содержится в
главе 5).

4 6.3 Органы управления
для функции привязки к сетке
(Диалоговое окно из form«Z

*• 1991 - 1995 auto*des«$y5. Inc.)

Подсчет объема

Подсчет объемов и развертывание плоск<хтей подставляют cixioii две
<т1ецпж1нз|1|ювап|1ые функции моделирования, которые могут приго-
диться при 11|мк‘кгнрова1П111 трехмерных моделей, предназначенных .тая
последующего исполнения из настоящих материалов. Функции подсчета
объемов позволяют пользователям находить общий iwwm и площадь
внешней и внутренней частей любого трехмерного объекта, а также от-
дельных его частей. Для Н|м>мы|плсН11ого дизайнера очень важно знать
объем жидкости, которая будет налита в проектируемую им новую бу-
тылку. Точно так же инженер, отвечающий за |Х*альное iipoii.nioacriui
.мой бутылки, должен знать, какой объем стекла необходим ДЛЯ Се изго-
товления. Некоторые инструменты подсчета объема могут использовать-
ся и для получения данных но массе объекта или по его центру тяжести
и ппсрц110|11нх*т|1. Такая 11н<|м»рмаипя может быть использована впослед-
ствии при анимации моделей с помощью п|юграмм аннмацнн динамики
движения.
Возможность «разворачивать»
плоскости, ограничивающие трех-
мерный объект, может быть очень
полезной, когда нужно создать либо
картонную модель в масштабе или
прототип трехмерного объекта, ли-
бо собственно конечный объект (из
более прочных материалов, напри-
мер пластмассы или листового ме-
талла). На рис. 15.8.1 показаны
трехмерные объекты, построенные с
использованием ряда методов, а за-
тем «развернутые» в двумерные со-
ставляющие.

Ограничивающий
прямоугольник

При моделировании сцены с не-
сколькими сложными объектами
многие компьютеры могут работать
медленнее из-за огромного объема
вычислении, необходимых для пере-
рисовки образов моделей на экране.
I кпоаьзовапие ограничивающих
прямоугольников для обозначения
объектов удобный способ уско-
рить их перерисовку. Ограничиваю-
щие прямоугольники оп|х‘деляк)тся
точками, наиболее удаленными от

цмттра модели. Ограничивающие прямоугольники могут не-пользоваться
дтя задания областей столкновений в видеоиграх (рис. 1.6.6) или имитиро-
вания динамики (рис. 13.3.1). Ограничивающие прямоугольники не следу-
ет путать с решетками, использующимися для деформирования трехмер-
ных объектов, находящихся внутри лих решеток. Ограничивающие пря-
моугольники и решетки, использующиеся для деформирования объектов
свободных форм, хотя и похожи внешне, но ведут себя по-разному.

Сделать объекты невидимыми пли превратить их в «призраки»
(ghosting) это две функции, аналогичные ограничивающему прямо-
угольнику. Когда вы делаете объекты невидимыми, они исчезают с экра-
на. но информация о них. находящаяся в файле, при этом никуда не де-
вается. Объекты, сделанные с помощью данной функции невидимыми,
обычно не отображаются, какой бы метод рендеринга ни применялся, до
тех пор. пока их опять нс сделают видимыми (обычно для этого нужно
просто отмстить соответствукицую ячейку). Опция «призрачности», реа-
лизованная в некоторых прог|Ш1.мах. аналогична ограничивающему пря-
моугольнику. Иногда модель па экране с «призраками» обозначается
только пунктирными линиями, и отображенная «призрачная» модель об-
новляется только тогда, когда в конце интерактивной манипуляции
пользователь отпускает кнопку мыши. В других реализациях эта функ-
ция нс ускоряет отображение картинок па экране, но зато упрощает рабо-
ту со сложными моделями гем. тто запрещает выбор (выделение) «.при-
зрачных» зон.

4,6.4. Элементы этого двигателя
были созданы путем копирования
и зеркального отображения
нескольких специально
выполненных объектов

(С разрешения Тору Косака,
STUDIO EggMan)

4.6.5. Двумерные контуры текста
легко могут быть преобразованы
о трехмерную форму
4,6.6. Области обнаружения
столкновения, выделенные
темно-синим цветом, отмечают
зоны поражения солдата в игре
Mritalof lltuwi и «включают»
реакцию на попадание

(© 1999 Electronic Arts Inc
Все права защищены)

Щ_ИС

4.7.1. Сопряженно анимационных
циклов, просчитанное игровым
движком, предварительно
просматривается на ПК с помощью
утилиты МОП Hrust

(С11999 Electronic Arts Inc
Все права защищены)

4.7.	Полигональные модели в реальном времени

Функция п|юсчета полигональных моделей и реальном времени почти
ровесница г|к‘хме|>ноп компьютерной анимации, однако сов|к-меп11ые сис-
темы обеспечивают более реалистичный рендеринг п более сложные моде-
ли. чем .по было возможно десять лег назад. I йровая индустрия (мктастъ.
и наибольшей степени использующая преимущества щюсчста и реальном
н|х'менн как на игровых плап|к1рмах. так и на компьютерах. Преимущест-
ва no.ini’oiKL'ibiiiJX моделей, просчитываемых в реальном времени, исполь-
зуют также и он-лайновые сайты с трехмерными функциями н навигаци-
ей. Как игры, гак и он-лайновые сайты накладывают <)Н|>елслен11ые требо-
вания на моделирование для реального времени. причем упор делается на
:х]х|)скп1пностъ и переносимость (совместимость).

Как поясняется в главе 6. ycoiiepnieiicTBoBaiiiiun аппаратный рендеринг
упрощал 11|х>пзводсгно и распространение все усложняющихся полиго-
нальных моделей в реальном времени. Мощные графические карты и гра-
фические процессоры. повышенные тактовые частоты и увеличившиеся
объемы памяти продолжали поднимать планку дня полигональных моде-
лей в (геальном времени. Однако у возможностей мощной графической си-
стемы все же имеются свои ограничения, и полому важно оптимизировать
полигональные модели для просчета в реальном времени. За разработкой и
построением полигональных моделей и их текстур для |х пдсринта в реаль-
ном В|м’мсн11 стоит компромисс и оптимизация (рис. 1.7.6). В условиях |х--
альпоп» в|к-менн постоянно присутствует компромисс между визуальными
деталями и скоростью. Модели в |)еальмом времени могут насчитывал, от
нескольких сотен до тысяч полигонов. Например, у дракончика из Spyro
the Dragon 352 полигона (риг. 3.6.4.10.5.10 и 11,1.1), тогда как Дон (риг.
6.10.1) сделана из 2037-11 треугольника. «Тяжелая» модель со слишком
сложной геометрией может затормозить просчет в реальном времени, так
что скорость смены кадров упадет и иллюзия настоящего движения будет
нарушена. 'Го же самое касается модели с каргами н.зображешпЗ и текстуре-
ми. чрезмерно ||юм(мдк11мп для возможностей имеющейся памяти, графи-
ческой карты и ли соответствующего |рафичегкот п|юцессора. Помните о
том, что геометрия и размер карт изображений, которые оптимальны дтя
одной ситуации, могут оказался «непосильными» пли недостаточными
для другой. Эго типичная проблема переноса компьютерной игры с одной
плак|и1рмы на другую, с нлат<|юрмы на пещ-опальный компьютер и наобо*
|ют, называемая также п|м>блемон адаптации: мщелн и карты изображений
иногда требуют существенных переработок и оптимизации.

Большинство компьютерных шр и игр на базе плаи|юрм использует свой
собственный. С11СШ1а.тизи|м>ваи11ый процессор визуализации (движок реп-
дернита) для просчета полигональных моделей в реальном времени (рис
4.7.1). На него поступают хорони» <MmiMiaii|x>Haiiiiue данные полигонов и
карт п;|см'>ражеппй. Так как разные иг]ювые движки пеиолмуюг раз|Нюб]Х13-
пые методы рендеринга и анимации. <|х>рматы полигональных мотелей и
карт изображений для разных движков могут cilti.ho отличаться (рис. 3.6.4.
1.7.5.7.4.6 п 11.5.4). Понтой причине всегда полезно иметь базовую модель,
являющучгх'я «наименьшим общим знамена гелем*, которую можно адапти-
ровать и п|ххх)|хьювывап> под разные игровые плак|юрмы и движки.

/1тя многих oii-.iainioitmx сайтов, использующих модели в ixuh.iiom вре-
мени. н«юходнм плейер iliii luarini. Болыпп11СТ1ю многопользователь-
ских игровых сайтов iiciKviKiyiT собстасиные форматы и средсттщ визуа-
лизации (рис. 1.7.2-4.7.3 и 4.7.8). Однако пмптся и множество готовых
(стандартных) iLiciicpon для |кч|дсрпига в реальном п|К‘м<ч1и. Их обычно
можно скачать и компьютер пользователя из Интернета иногда бесплатно.

Средн самых распространенных стандартных форматок н плейе|юв
Shockwave 31). Viewpoint. Cult 31). Wild Tangent. Pulse 31) и недавно поя-
вившийся MPEG-4. Этот формат используется в основном для кодирова-
ния движущихся изображений, но также позволяет кодировать трехмер-
ные полигональные сетки, которые можно использовать для анимации лиц
и тел персонажей в реальном времени и в низком разрешении. MPEG-4 пс-
шмьтуег визуальные конфигурации губ. называемые визсмамн (visemes).
которые аналогичны речевым <|к>нсмам. В общем, трехмерные файлы мо-
пт включать сжатую геометрию. данные связности, нормали 1нсйлпнга.
цист п координаты текстуры.

,1м ускорения рендеринга в (Х’алыюм времени помимо использования
мощных г]мфических карг или упрощения геометрии и карг изображений
можно использовать еще несколько приемок п хитростей. Среди самых
распространенных испаи>:я>ва1Н1е функции уровня детализации, декора-

4.7 2 Персонажи
мкоголользовательской игры
kjrrQncM содержат
от 500 до 3000 полигонов,
минимум по две текстуры
256 х 256 и рельефные карты
(EverQuest с разрешения Sony
Online Entertainment Inc.

EverQuest - зарегистрированная
торговая марка Sony Computer
Entertainment America Inc
T-1999-2002 SCEA Inc. SOE
и логотип SOE являются
зарегистрированными торговыми
марками Sony Online Entertainment
Inc Все права защищены)

4 7 3.1 'RI'. Arts Reywd Mi/Я (слева)
является он-лайновой многопользо-
вательской версией игры АЛ/м
Виртуальный пользователь - аватар -
состоит примерно из 5000 полиго-
нов. однако для снижения
разрешения в длинных эпизодах
используется функция уровня
детализации (LOD). Виртуальная
среда насчитывает несколько тысяч
полигонов, однако их суммарное
число может превысить 15000.
когда степень тесселирования
(разбивки) воды возрастает вследст-
вие ряби и течений. (£> 2002 Cyan
Worlds, Inc Все права защищены).

4.7.4 (вверху) Карта изображения
татуировки а высоком разрешении
била (с использованием
UV-координат) наложена на десяток
полигонов руки. (© 1999 Electronic
Arts Inc Все права защищены).
4 7 5 Образец персонажа
многопользовательской он-лайновой
игры 'lixitiititi'/t: каркасная

и затененная (шейдннгооая) версии.
Модель содержит около

1000 полигонов. включая

392 полигона головы. 476 полигонов
туловища и 158 полигонов ног

(О Disney Enterprises, Inc.)

4 7.6 Эта полигональная сетка
была разработана для оптимизации
складок брюк но коленях

1999 Electronic Arts Inc
Все права защищены).

4 7.7. Игровое поле первого уровня
и многопользовательской игре
lbwilunw, на котором стоят два
аватара, которых пользователи могут
создать о интерактивном режиме,
используя каталог компонентов
(туловище, ноги, голова и морда)
и одежды (© Disney Enterprises, Inc.)

uni билбордов и флэш-анимации. У|х>вни деталпхщии удобно использо-
вать, когда одни и гот же трехмерный персонаж или предмет появляется
то очень близко к каме|к*. то далеки от нее. Функция уровня детализации
(LOD) состоит в задании разных разрешений для одной и той же модели,
причем эти разрешения гибко подгружаются по мерс того, как объект то
приближается к камере, то удаляется от нес (рис. 3.6.7). Карты изображе
ннй с разными уровнями дстали.зацпп могут использоваться также для ак-
цептирования деталей таких, как татуировка па рис. 4.7.4, билборды
представляют собой несколько полигонов, определяющих плоскую по-
верхность. на которую проецируются карты изображений. Билборды не-
сут ту же функцию, что и расписанные задники. которые ставят на теат-
ральной сцене или используют в числе кинодекорапин (рис. 4.7.7 и 4.7.9).
(Донол1П1телы1ая информация по билбордам для визуальных эффектов
приводится в главе9). Еще одним типовым приемом является использова-
ние файлов Flash MX для реализации он-лайновом трехмерной анимации.
В этом случае трехмерная анимация просят ывзется и сохраняется в виде
двумерного файла SWE или флэш-фильма.

П|х.‘имущества такого подхода или «обмана» состоят в том, что <|и:>ш-
<|мйлы обычно компактны и быстро загружаются, а флэш-нлейеры рас-
прострапены но всем мире. Трехмерные .-iiiii.m;ihiih. сохраненные в форма-
те SWF. обычно содержатся и небольших окнах (например. 200 х 200 пик-
селей), которые шгко нмпортн|ювать »и» <]шш-фпльм п столь же легко
проигрывать н сценах большего размерь

Компьютерные и 1ыат<|м>рменные игры являются областью наиболее ши-
рокого применения рендеринга в реальном времени, по. |шумсегся. пселии-
rmeHiioii. Художники все чаше создают интерактивные миры и инсталля-
ции ннрту.ыыюй реальности, псполыуя для этого стандартные и лейеры
или *11срс11|юфпл11|>(нынные» игровые движки; последний подход называет-
ся игровой модниг. 11а рис. 12.7.3 показана инсталляция виртуальной реаль-
ности,для «попадания» в кгоюрую поль шпатель должен надевать шлем вир-
туальной |м*алы1(мти. 11а рис. 1.7.8 показана Purbeck Liitjit Years, компьютер-
ная анимация в реальном времени и вирту*;ип>пая реальность, созданные на
основе ЖННО1ШП1ЫХ графических работ. Сетка поверхности земли в этой ин-
сталляции была создана с помощью сделанною спутником снимка Дорсета
(Англия), а также с использованием значений серой шкалы в качестве Кар-
ты смещения на ландшафте, пктоящем пз8192 полигонов. Земля и небо бы-
ли покрыты |мсг|ювымн тексгурами. Для имитацпп дня и ночи текстуры зе-
мли и неба постепенно сливались с другими тхксту|К1ми. 11сбо выбиралось в
случайном режиме, чтобы воссткщатъ непредсказуемый характер реальной
погоды, а в лисиное время была п|м-дусмоцич1а 30-ii|x>iieimina iu-роятшмть
дождя. Текстуры для вертикальных плоскостей или билбордов созданы по
рисункам и карт инам, изображающим замок Корф в Дорсете. а канал алы|>а-
проз|»ач11огп1 ИС11ОЛКЮНЛ.1ГЯ для 11С|х*лпчи неровностей г|к>рм. Система ани-
мации стан упранляет лвпжениямн птиц, что вшктгг в 11|хк‘кт;1лемснттсат-
|хиыкм-п1. Чтобы замок шх-гоянио находился в центре сцены, была приме-
нена полярная система кгмфдвнат (рис. 3.4.8).

4.7.8 В дополнение к 8192 полигонам
ландшафта, в инсталляции ЬнЬгск

Yam (мир. созданный
в Shockwave 3D) имеются
128 моделей, каждая из когорых
состоит из 2 полигонов. Всего же
в этом мире насчитывается 8448 тре-
угольников Для захвата изображе-
ний использовалась модель и более
высоком разрешении, состоящая
из 131072 полигонов Карты изобра-
жения замка: 32-разрядный цвет
и 1024 х 512 пикселей: карты для пло-
скостей. земли и неба 512 х 512 пик-
селей. (С> 2003 Jeremy Gardiner.
Программирование: Энтони Хед.
исследования Вероника Фалсао).

От нт шлык Ml ЛОЛЫ Мт ТДГ.П11Ч »В \| И1Я

123
4 7 9. Кдркасндя и шейдингсммя версии
уголка в Iboiiiow. где на декорации
в реальном времени затрачивалось
от 2000 до 3000 полигонов
(ЭТО бет персонажей). Движок
собственной разработки может
отображать геометрию в реальном
времени, используя либо OpenGL
либо DirectX (С Dtsney Enterprises. Inc )

ГЛАВА 1	Создание тел враще- ния
Основные	Линейный сплайн
термины	Фиксирование  Лофтинт(подъем)
Луги	Математические
Ь-сплайн	функции
Кривая Безье	Зеркальное
Ограничивающие	отображение
прямоугольники	Нерациональные
«Закупорка»	кривые
Кардинальный	Неоднородные
сплайн	рациональные
Окружности	Ьснлайны NURBS
Клонирование	Октаэдр
Конусы	Оптимизация поли-
Контрольные точки	тональных моделей
КоНТ|М1ЛЫ1ЫС	Плейер, плагин
вершины	Национальные
(вертексы)	линии
Управляемые	Радиус
кривые	Рациональная
Кубы	кривая
Кривизна	Регулярный
Кривые линии	многогранник
Цилиндры	Процессор
Дп|м»рмаиня	Ш1зуалпзащп1
решетками	Вращение
Порядок кривой	Образующий контур
Диаметр	Задание грани
Пресс-форма	Привязка к сетке
1 1сносрсдствсниос	Сферы
манипулирование	СНИ|К1ЛН
точками	Сплайны
Додекаэдр	1 lOIK'pXIIOCTH
Дублирование	вращения
Экструзия	Построение фигур
(выдавливание)	путем смещения
Свободная экструзия	образующей плос-
Свободное	кости по заданной
моделирование	траектории
Трехмерные объекты	Касательные точки
свободной формы	Натяжение
Игровой МОДИ1Н	Рельефы
Геометрические	(ландшафты)
примитивы	Тетраэдр
Превращение	Тор
в «призраки»	Двумерные (|юрмы
Икосаэдр	Виртуальная лепка
Привязка	Визсмы
Узлы	Вес

Основные методы моделирования

121
ГЛАВА 5

Передовые методы
моделирования
и оснастки (риггинга)

Краткое содержание

В ЭТОЙ ГЛАВЕ РАССМАТРИВАЮТСЯ НЕКОТОРЫЕ РАЗВИТЫЕ МЕТОДЫ
моделирования. использующиеся для построения трехмерных объектов н
декораций. К таким методам относятся комплексные кривые поверхности
и капельные поверхногти, логические операторы н разностные поверхно-
сти. ряд таких утилит, как сопряжение поверхностей, процедурное описа-
ние, нсполмуюштя, в основном, для моделирования природных явле-
ний. н моделирование на основе изображений. Завершает главу обзор ме-
тодов анимационного pin гонга (оснастки).

5.1.	Кривые поверхности свободных форм

С середины восьмидесятых годов прошлого века кривые поверхности сво-
бодных форм являются |к1снространенным методом моделирования. Их
гладкостью и кривизной легко управлять, используя сетку контрольных
точек, привязанных ко всем кривым. В отличие от полигональных сеток,
позволяющих свободно добавлять или удалять отдельные полигоны, доба-
вление локальных деталей к кривым поверхностям может норой предста-
влять многоступенчатую задачу, так как кривые поверхности должны на-
чнняггься с шахматной конфигурации, в которой можно добавлять или
удалять только целые ряды или столбцы. В связи с отсутствием разв1гтой
возможности локального управления моделированием для создания ком-
плексных <|юрм обычно ИСПОЛЬЗУЮТСЯ куски кривых поверхностей лос-
куты. которые «сшиваются» друг с другом. Если, например, с помощью
кривых поверхшхтей моделируется рука, каждый палец н ладонь будут
моделироваться в виде отдельных объектов-лоскутов, которые затем будут
«сшиты* друг с другом.

Кривые поверхности свободных <|х»рм допускают значительную степень
управления. Они определяются математически и называются также пара-
метрическими криволинейными поверхностями, поскольку каждая их ко-
ордината представляет собой функцию одного или более (шрамстров. та-
ких как контрольный корпус, контрольные точки. касательные точки, уз-
лы и вега. Кривые поверхности свободных форм» п «комплексные кри-
вые поверхности свободных т|юрм» - общие названия (родовые имена),
которые могут обозначать бикубические поверхностные лоскуты, поверх-
ности Безье, Ь-снлайиовые поверхности и кожные поверхности. Каждый
из этих типов поверхностей <хт1овывастгя на разных типах кривых.

Как пояснялось и главе 3, кривые линии описываются несколькими точ-
ками п отклоняются от прямой траектории без резких изменений углов.

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Кривое поверхности
свободных форм ....	..125

Поверхности разбиения ... 131

Логические операторы
и разносные поверхности.... 133

Передовые утилиты
моделирования .............133

Процедурное описание
и физические модели
(симуляции)............... 136

Фотограмметрия и модегыроолние
на основе изображений_____ 140

Анимационный рмг гинг
и иерархические структуры 142

Подготовка..... ............147

Основные термины.....	150
5 11 Для создания лоскутов
с разным разрешением
использовались две кривые

51.2 Объединение двух лоскутов
обычно требует приведения
и соответствие количества
их рядов и столбцов.

Кривые используются дня описания кривых поверхностей свободных
(|к>рм и птк т|юс!шя сеток кривых поверхностей. Существует много типов
кривых, причем наиболее paciipoeipaiiciiiiuMii являются линейные сплай-
ны. кардинальные сплайны. Ь-сплайпы, кривые Безье и неоднородные ра-
циональные Ь-снлайпы (NURBS), (рис. 4.2.2).

Каждая кривая поверхность может быть охарактеризована способом уп-
равления ее кривизной (или натяжением) посредством контрольных инк к

Например, кривые поверхности. определяемые кривыми 1зезь0. прохо-
дят через все свои контрольные точки, а степень их кривизны может быть
топко настрсччта с помощью касательных точек. Кривые поверхности, соз-
данные с помощью b-снлайпов. редко проходят через свои контрольные
точки, л поверхности, созданные с помощью NURBS, не проходят через
свои контрольные точки, а .ыя обеспечения высокой степени локального
управления кривизной используются веса и узлы. (Дополнительная ин-
формация по кривым линиям содержится в главе 1).

Кубические сплайны используют методы вписывания кривых и про-
ходят через все заданные точки. Они также предусматривают парабо-
лическое сопряжение и требуют числовых данных по направлению п
величине тангенциальных отклонений. В случае кривых Безье, форму и
порядок кривой можно изменять с помощью использования соответст-
вующих параметров. Для описания кривой, которая определяется как
открытый полигон. используются первая и последняя точки. При пере-
мещении любой из точек изменяется вся кривая. поскольку она пред-
ставляет собой среднее значение всех своих вершин (вертексов).
Ь-сплайновыс кривые допускают большую степень управления, чем
кривые Безье.

Криволинейные лоскуты

Криволинейный лоскут (patch) зто небольшая криволинейная зона. ко-
торую можно создать с помощью двух пли четырех кривых. Если лоскут
создается из двух кривых, они располагаются друг против друга
(рис. 5.1.1). Для описания четырехугольного участка можно также ис-
пользовать четыре кривых. Комплексные поверхности свободной формы
создаются объединением (двух iliii более) криволинейных лоскутов. При
объединении криволинейных лоскутов г одинаковым количеством рядов
и столбцов, результаты достаточно предсказуемы. Однако объединение
лоскутов с разным количеством рядов ii/ilhi столбцов требует использо-
вания методов нитерполяипп. которые Модифицирую! ОДИН НЛП два объС-
днняемых лоскута (рис. 5.1.2). Задавая вручную точки первого лоскута и
точки вто|Х)го, которые будут соединяться друг с другом, можно точно
конлюлировать объединение. Достижение бесшовного, то есть плавного
объединения лоскутов очень важно для того, «гтобы получить хороший |ю-
зультат ренлерннта (то есть визуализацию) «сшитого* лоскута особенно
в случае, когда на поверхность наложена карта изображения (рис. 5.1.3).
Типичной п]юблсмой при атом является большое количество точек пли
вершин в модели, созданной из лоскутов. Решить се можно. предусмотрев
малое количество разбиений во всех лш кутах. составляющих модель, iliii
применив специальную утилиту моделирования, которая удаляет некото-
рые точки в соответствии с такими критериями. как угол iliii расстояние
до других точек. Криволинейные лоскуты можно и далее обрабатывать
или «шлифовать». используя некоторые утилиты. описанные в згой главе
и в главе 4.

126

I Iei’Ejk»вык методы м<.»дел11гова1П1я и оси м.т кн iBiirniiii Ai
Создание оболочек или кожи (скиннинг)

CiicuiuuiLiiipoiuiiiiijii метод ini.uiiinn кривых повсрхн<к'тей. которые соттг-
штпиумл прсд1К1рнт1'лы|озаданным тмкиутым кривым (тесть «нрплсга-
ял* к ним) п трехмерном пространстве. называется созданием ободочек или
ckiiiiiiiiiitom (от английского skin кожа). г>п»т метод нозводяст создавать
трсхаирные обмжты путем соединения 11<к*лсдователы1ости двумерных се-
чений |ызы»ыемых также срезами или контурами, с помощью кривых. Соз-
дание ободвчгк несколько напоминает .метод свободного выдавливания. так
как моделирование происходит по определенной траектории, однако отли-
чие между методами состоит в том. ч то при пылании ободочек форма не
||п1мусмых течений .кыастся заранее. Большинство функций CKiiiiiiiuira
цибуп. чтобы используемые двумерные Koirrypu были закрытымп, и чтобы
те они имели одинаковое количество точек Однако некоторые функции
скннннпп» могут образовывать ободочки из контуров с разным количеством
точек путем подлиня необходимых точек на основе предположения о том.
каков будет оптимальный результат Для генерирования моделей рельефов
(ландшафгоп) метолом создания оболочек часто используются топографи-
ческие данные, включающие |нк|»ормапии> но высоте (риг. 5.1.4),

Метод скниппига часто называют выдавливанием (экструзией) сече-
ний ii.ui последовательной реконструкцией по сечениям, так как можно
реконструировать целые объекты, используя сечения н.чн срезы, получае-
мые с помощью р;ын1мн'),>алных приемов. Метод создания оболочек <м*о-
бепно удобен для получения моделей люден, так как их легко описать в нп-
дс 1юслсло№1гелыкк*ти двумерных контуров. Для получения точных дан-
ных о внешних н внутренних формах человеческого тела используется це-
лый ряд технических средств, таких как. например, трехмерные лазерные
сканеры и магнитно-резонансные (MR) сканеры (рис. 5.1.."»).

5.1.3 Эта модель знаменитой
актрисы была создана путем
изготовления реального бюста,
его сканирования, преобразования
полученных данных

а NURBS-поверхность

и последующего «растаскивания*
точек с помощью Softimage.

программного пакета, который
использовался также и для анимации
модели В сплошной поверхности
имеются отверстия для рта;

уши - это отдельные поверхности,
а ресницы создавались с помощью
рельефных карт (карт неровностей)

С* • 1999 Virtual Celebrity/Marlcne lnc >

III-П.П>вык MT I т >ДЫ М< >Д1. И цч >В MII1Я 11 < И 31 М I KI 1114IIГ1ИII АI

127
5.1.4. Путем соединений
или скнннкнга двумерных контуров
(А) различными способами можно
создавать разные трехмерные
объекты. Сетка, базирующаяся
на обоих направлениях XY (В),
выглядит несколько иначе, чем
сетки, «взвешенные» по оси X или Y
(С и D). Контуры, показанные
на (Е) и (F), соединены двумя
треугольными сетками в разном
разрешении, а контуры на (G) -
простыми ступеньками Высота
каждого следующего контура
сдвигалась вниз или пиерх (Н>.

а на (I) высота контуров
инвертировалась

Трехмерные данные, нгпа'1ьзованные для создания стерео-шары челове-
ческой грудной клетки, показанной на рис. 5.1.6. были снята с человека. за-
держивавшего дыхание на 45 секунд в матитно-рсзонансном сканере. 11ри
каждой задержке дыхания снималась серия сканов одного коронарной)
среза ври десяти разных фазах сердечного никла. Это достигалось г помо-
щью координирования п|хщесса сканирования (или захвата данных) по-
средством сигнала элект]юкарлног|Х1ммы объекта. Данный процесс был по-
вторен 50 раз для разных сечений сердца. Весь захват данных занял около
часа, а в результате были получены 490 срезов, включающих десять ipyini
но 49 срезов объемов при десяти разных фазах сердечного цикла. Самым
ярким объектом па изображениях является циркулирующая кровь.

Контуры, оп|х‘деляющне «одеваемый кожей- объект, можно также за-
дап» вручную с помощью планшетного дигитайзера. Этот метод особенно
удобен для получения трехмерных оболочек объектов. характеризующих-
ся неоднородное тью формы, типичном для вещей, выполненных вручную
Количество О1Ц|ф|ювываемых сечений, необходимое для описания объек-
та. находится в прямой пропорциональной зависимости ОТ желаемой
сложности и числа деталей результирующего обтлчета. Сечения в плоско-
стях X и V отображают образны горизонтальных и вертикальных у|юнисй
оригинального обтдчета. 1(скоторыс объекты проще описывать по их гори-
зонтальным сечениям, тогда как другие легче поддаются определению по
их вертикальным сечениям. Количество течений, необходимых Д1Я точно-
го описания объекта, может колебаться между пятью-шестью и более, чем
сотней сечений. Очевидно, что при взятии образцов с «одеваемого кожей*
объекта с большим интервалом (то есть с большим расстоянием между се-
чениями) произойдет потеря части данных. После оцифровки сечений
иногда бывает необходимо отредактировать базу данных для того, чтобы
подстроить отдельные участки цтехмерного объекта.

Для изменения относительного пространственного положения конту-
ров могут быть использованы геометрические преобразования.

12.4
Метод, выбранный для определения внешней поверхности сочиненного
скелетона, определяет ежончап'льный внешний нид анимированной т|х*х-
мериой модели. В идеале геометрия. нрнсоедштешшя к со’пепсиному скеле-
тону. должна гюответспювать движению сегментов цепочки сочленений, а
также автоматически деформироваться. Жесткая геометрия обычно ведет
себя подобно жесткому панцирю, надетому на скелетон, причем этот панцирь
может быть деформирован только с использованием методов анимации по
ключевым кадрам, с трудоемким «подтш иканием* отдельных точек сетки.
Можно привязывать жесткие модели к цепочке сочленений. Эта н|юцсду|К1
обычно выполняется путем создания иерархической структуры, для чеп»
нужно последовательно щелкать мышью по одному сегменту цепочки и од-
ной модели и так далее. Однако привязанные к скелетонам жесткие трехмер-
ные модели не деформируются автомат пчески при поворотах сочленешш.

Большинство программных пакетов содержат инструменты. обеснечива-
мицис ссхздаине похожей на кожу поверхности, которая облекает скелетон

5 1 5. Трехмерный сканер позволяет
быстро снять точные данные
для моделирования

(С разрешения Cyberware,
Монтерей, Калифорния)

ши цепочку сочленений. Поверхности (или оболочки). покрывающие ске-
fiiiii, называются кожными поверхностями (skin surfaces), так как явля-
ются сплошными и гибкими, как кожа; они дс<|м>р.мирукяся в ответ на дви-
жения скелетона. который они покрывают. Очевидным п|мшмущсспюм нс
пользования кожных поверхностен для «одевания» скелетона над жестки-

мн моделями является большая степень
управления деформациями, которук»
обеспечивают первые иг» сравнению со
вторыми. Гели кожные поверхности пра-
вильно присоединены к анимационной
оснастке, они могут автоматически под-
страиваться под модификации, состоя-
щие в сдвиге, вращении и масштабирова-
нии скелетона. Реалистическое отображе-
ние растягивающейся при движении ко-
жи (особенно на суставах iliii сочленени-
ях) часто достшается лишь за счет соче-
тания анимационных приемов, которые

могут включать динамику движения гибких тел. привязку кожи к костным
и мускульным системам с использованием имитируемых -пружин» (рис.
12.1.7) и анимацию свободных форм в виде гибких решеток.

Для создания кожной поверхности, схмекающей сочлененную фигуру
н.и( просгуи» сочлененную цепочку, имеются два расн|ххтрш1снных мстила.
Автоматический метод iijx-.(усматривает создание трехмерной поверхности
на основе самой цепочки. Ручной метод состоит в привязке заранее опреде-
ленных •qx-XMepiii.ix поверхностей, кривых iliii полигональных, к цепочке
или конкретным сегментам цепочки. Кожные поверхности могут генериро-
ваться автоматически путем создания контурной <|юрмы и выдачи програм-
ме команды на ее выдавливание вдоль скелетона (рис. 5.1.7). Как и в случае
использования стандартных методов выдавливания автоматические генеря*
торы кожной поверхности позволяют аниматору задать число повторов вы-
давливаемого контура вдоль сегмента цепочки сочленения, а также «шрсдс-
11гп>, будет результирующая форма «закупоренной» (закрытой) iliii нет. В
большинстве случаев поверхность, получаемая в результате автоматическо-
го генерирования оболочки (кожи), может редактироваться вручную.

Кожные поверхности можно создавать и вручную с использованием ряда
методов, после чего полученные иоверхности |кчс полагаю гея вокруг скеле-
тона (рис. 5.1.7). Создание оболочек (кожных поверхностей) вручную

5.1 6. Эта стерео-пара изображений
органов и структур, находящихся
внутри человеческой грудной клетки,
была создана путем считывания
49 срезов, входящих в данную
программу рендеринга по объемам
Изображения были обработаны
С использованием настроек непро-
зрачности для акцентирования яркой
циркулирующей крови Изображение
слева представляет собой переднюю
проекцию объемного рендеринга,
а изображение справа было получено
путем поворота объема на 10 граду-
сов против часовой стрелки относи-
тельно первого изображения. (Дан-
ные - Др. Пол Мартосян и др.. Picker
Inc.. Кливленд. Огайо. Программа
рендеринга - ISO Technologies. Торон-
то. Канада Форматирование и пред-
ставление данных - Ирвин Собел,
HPLABS. Пало Алю. Калифорния.
С разрешения Ирвина Собела),
скелетон и автоматически
созданный КОЖНЫЙ покров

скелетон и созданный вручную
КОЖНЫЙ ПОКРОВ

СОЗДАННАЯ ВР>"»ТУЮ КОЖА ШРЕКА

5.1.7. Скелетоны, содержащие
иерархическую информацию,
покрыты кожей, созданной
автоматически и вручную
Смоделированные вручную кожные
покровы содержат больше деталей,
чем те. которые генерировались
автоматически (Внизу: Sftrvk
и  2001 DreamWorks L.L.C ).

обеспечивает два крупных преимущества перед автоматическим генериро-
ванием. С помощью ручных методой можно моделн|ювать больше деталей,
а созданные вручную оболочки можно более точно размещать па скелетоне,
что позволяет оптимизировать способы деформации этой оболочки (ко-
жи). Обычной практикой является молел11|ютнщ‘ большого количества
деталей па тех участках поверхности кожи (обычно ото участки над сочле-
нениями), которые будут дсформ!цитаться иод действием движений ске-
летона. благодаря этому минимизируются ;х|к|к*кты Htvcronriieinioro рас-
тяжения пли слишком сильных искажений кожных покровов (рис. 5.1.8).

После того, как кожные <нюточкн были привязаны к |шным сепкчгтам
цепочки сочленений или к скелетону, можно их дорабатывать и управлять
ими с помощью параметров деформации. Эти параметры позволякя анима-
торам управлять различными свойствами изгибающейся оболочки и мани-
пулировать отдельными вершинами (вертексами) или группами вершин на
поверхности кожи. 11а|К1.метры лс<|и>рмации включают величину выпукло-
сти или округления части кожной поверхности в результате стиба сустава
(сочленения). Эти параметры управляют также весом, который определяет,
каким образом вершины будут реагировать на деформацию, а соседние об-
ласти сопрягаться друге другом: крометого,эти параметры управляют при-
вязкой вершин ил поверхности кожи к коик|мтпому сегменту цепочки со-
членения (рис. 5.1.9). Дополнительная информация о скелетонах ритшта.
управляющих своими 1юп'ючка.ми. приводится в конце настоящей главы.

В некоторых случаях кожа трехмерных моделей оп|Х‘деля<чтя не как
сплошная (11си|к рывная) поверхность, а как пос.'к'дователыикть независи-
мых поверхностей, сотл-носимых друг с другом посредством иерарх и чет кой
структуры. В подобных случаях следует располагать поверхшхти. соответ-
ствующие коже, очень тщательно с тем. чтобы свести к минимуму число
зазоров на поверхности анимируемой модели. Разумеется, зазоры на по
верхностп модели нс представляют проблемы, если фигура задумана таким
об|К13ом, что поверхности нс соединяются между собой, например, если это
«мультяшный» не|х-онаж с тишающими (раздельными) частями тела. По
во многих случаях зазоры на кожной оболочке выглядят как дех|х*кты моде-
лирования. ;11я сведения к минимуму з;сю|юв па коже объектов. созданной
из нескольких иоверхшхтгй. можно псполыяжать два Несложных метода:
нсшиикзоваинс заполняющих форм па сочленениях и интерполяция про-
стых форм Заполняющие объекты обычно являются сферическими и рис-
I шлага юте я на сочленениях с Ш11|юкими углами иово|юта. поскольку имен-
но гам наибатее часто возникают зазоры между стыкуемыми поверхностя-
ми 11|ггсрпо.1яцня простых форм гоже неплохо справляется с маленькими
сизорами, которые могут возникать на поверхности моделей во время про-
стых поворотов. Однако такой вид И1гтгрноляцп11 обеспечивает далеки нс
совершенные результаты, так как дает нсп|Х'двпдепныс искажения кожной
поверхности, если применяется к зазорам, образующимся вследствие пово-
ротов. происходящих однов|>емсн||о но нескольким осям.

Капельные поверхности

Капельные* повсрхисктн обычно <И1|к*леляются. как с||м*ричсскпе поверхно-
сги. изменяющие свою (|юрму в завиенхихтм от топ», насколько близко они
находятся к другим канслышм элементам. Dr.iirnnia силы притяжения иг
цельных ллечеппш 1Х)ычно определяется их обы'мом. но их зону действия
можно житаватьн независимо от их |юзмер;и В анимации капельные поверх-
ности являются динамическими и постоянно Hixx/iikwyiorcH при попалашш
и зону действия или выходе из эоны действия других капельных элементов
(рис. 5.1.10). Когда два или более таких элементов со-
прикасаются. они могут ел иты-я и единый объект
ТОЧно так же. как сливаются, столкнувшись па по-
верхности, две капли масла пли ртути.

То. каким образом капельные объекты. назы-

ваемые также неявными поверхностями, сливают-
ся друг с другом, определяется случай и ымн или неявны-
ми бязями, установленными между всеми объектами капель-
ной системы (рис. 5.1.11).

Согласование кривых поверхностей с полигонами

Методы согласования кривых поверхностей с полигональными сетками
получили 1ин|юкос распространение благодаря все возрастающему ис-
пользованию трехмерных сканеров для оцифровки физических моделей и
макетов. Сканеры обычно захватывают трехмерную геометрию в виде по-
лигональных сеток. Для п]хч)бразовання полигональных данных в данные
кривых поверхностей было разработано специализированное программ-
ное обеспечение, назначение которого состоит не только в обеспечении ;к|ь
фективного преобразования данных, но и и том. чтобы п|х*доставпть оне-
ртиру-миделыцпку возможность ищн-дслят!.. каким образом лоскуты бу-

дут размещены и ориентированы на полигональной сетке (рис. 5.1.12).

5.2.	Поверхности разбиения

Поверхности разбиения получили распространение в качестве гибкого
средства .моделирования поверхностен Эти поверхности представляют со-
бой нечто вроде гибрида между полигональными сетками и лоскутными
поверхностями, сочетая в себе некоторые лучшие признаки обоих этих
традиционных средств моделирования. Поверхности разбиения сюладают
гибкостью полигональных сеток, но лишены фасеточного (то есть гранено-
го) вида, который типичен для полигональной геометрии низкого разре-
шения. Поверхности разбиения обеспечивают также получение плавных
кривых поверхностей без топологических ограничений, присущих лоску-
там, для «сшивания» которых необходимо, чтобы число рядов и столбцов
было у обоих лоскутов одинаковым.

Вместо одинаковой плотности точек на всей модели, поверхности раз-
биения обеспечивают возможность шлаиия разного разрешения на вы-
бранных участках поверхности. Свою способность к разбиению эти по-
верхности уггаследовали от криволинейных лоскутов, но. помимо этого,
win лают отличные результаты при модслн|ювани11 складок и трещни. ко-
торые сложно получить, скажем, при использовании Ь-сплайноных кри-
вых поверхностей. Однако поверхности разбиения не являются парамет-
рическими (в отличие от кривых поверхностей), поскольку их топология
является нерегулярной и нс поддастся точному определению какой-либо
формулой. Поверхности разбиения определяются логарифмически, при-
чем многие алгоритмы, «порождающие* дополнительные полигоны, дела-
ют это в два этапа: сначала разбивают каждую понерхшк ть на четыре гра-
ни, а затем перемещают вершины путем усреднения локальных весовых
точек. Как показано на рис. 5.2.1. эта процедура может производиться не-
сколько раз для получения большего количества деталей. Существует
много способов выполнения разбиения поверхности. включая шгтерполя-

5.1 8 Модель «оболочки- ///ргхп.
включающая одежду.

На рис. 5.7.4 показаны некоторые
из ригтмнговой (то есть
двигательной) системы мышц
и костей, использованной для
анимации внешней поверхности
лого персонажа

(Slu.-k'"' и г. 2001 DreamWorks L.L.C.).

5 19 Кожа, изображающая бицепс,
взбухает (вторичное действие),
поскольку привязана к повороту
кости (С разрешения АссЫп
Entertainment. Inc.. Advanced
Technologies Group)

Пепловые методы моделнговання iiocilvcikii нчп thihai

131
5.1.10 Деталь просчитанного
изображения персонажей, созданных
с помощью капельных поверхностей
На стр 181 показан каркасный
вид главного героя

<С разрешения Тима Ченга)

5 1 11 (внизу справа) Персонаж
по имени Облако в фильме
Hiru m-viiii-f rtmtvuit. которого играл
Арон Квок, обладал волшебной
способностью извлекать воду
из своего окружения и превращать
ее в смертельное оружие Жидкая
атака была создана с помощью
приложения Softimage Metaball
(С разрешения Centro Digital
Pictures Ltd)

5 112. Процесс моделирования путем
согласования кривых поверхностей
с полигональной сеткой здесь
начинается со схулыпуры
в уменьшенном масштабе (А),
которая оцифровывается
с помощью лазерного ехшюра (В)
Необработанные сканы интегрируются
(Q С помощью программы Parafonn
создается внутренняя структура
свойств лоскутов и контрольные
кривые (D) Подогнанные поверхности
NURBS Можно создать модель
из кривых поверхностей в низкам
разрешении (Е>. а также в высоком (F).
(С разрешения Доми Пнтурро).

цию, усреднение, а1П1|юк<'имацию и ввод новых точек. Однако .оя дости-
жения ;m|m|m'ktiihhocth эти подходы обычно базируются на адаптивной ап-
проксимации. Эю означает. что noRcpxiiomi будет разбилатмя только
гам. где топология этой поверхности Т|>сбует дополнительных детален.

Впервые методы разбиения поверхностей были использованы при произ-
водстве мультфильмов //z/м Герн и llpHLiHiuctnin Флика. Юскдая рука I ери.
еп) голова. пиджак и брюки представляли собой отдельную поверхность
разбиения (рис. 5.2.2 и 1.2.9). Лица и руки Флика и Хоппера тоже модели-
ровалисьс помощью поверхностей разбиения. тогда как декорации были со-
зданы с помощью кривых поверхностей. Методы же наложения карт иэо-
б|К1Жгш1п на поверхности разбиения с ||омощыофункц||й UV пока несовер-
шенны. Зачастую точно наложить карты изображе) шй па поверхiкнть раз-
биения удастся лишь в том случае, когда координаты текстуры разбиваются
в текстурном п|мх-т|К1Нст1к* точно гак. как были |шбиты модели.
5.3.	Логические операторы и разностные поверхности

Лопщескнс операторы испандуются для создания моделей путем сложе-
ния и вычитания форм, выполняемого различными способами. Наиболее
распространенными логическими операторами являются опе|кггоры объе-
динения (union), пересечения (intersection) и разности (difference). Опе-
ратор объединения известен также как И. пересечения как ИЛИ. а раз-
ности как НЕ. Применение логических операторов <юъсдипсн11я н разно-
сти к сфере и кресту проиллюстрировано на рис. 5.3.1.

Логический оператор разности обычно называют триммингом (выреза-
нием). а поверхности, созданные с его помощью разностными поверхно-
стями Техника моделирования с помощью оператор разности особенно
удобна .тля моделирования трехмерных объектов или поверхностей е от-
верстиями. Последоюатслыюстъ, представленная на рис. 5.3.2. показывает.
ЮК работаетэтот оператор совместно с оператором ехтыдиненпя. < Xtumiii to-
nne цилиндра и па|кытслс11нне;ы (а, Ь) приводит к образованию параллеле-
пипеда со скругленным верхом. Разность между округленным нараллелсян-
псдом и кубом (с) лает прямоугольную выемку и скругленной базе. Нако-
нец, разность между базой и цнлинл|Х)М (d) дает базу с двумя круглыми от-
ирстиями (с). Для многих реализаций оператор разности необходима по
меньшей мере одна пара пересекающихся трехмерных объектов, как показа-
но на рис. 5.3.1. Однако в других |к.*алпзаШ1ЯХ вырезание поверхностей или
объектов может выполняться просто линией или двумерной (|юрмой (отвер-
стием) которая пересекает форму или проецируется сквозь объект.

5.4.	Передовые утилиты моделирования

Muonic утилиты моделирования такие, как скос ((раска). согласование,
слияние и деформация сплайнов, используются для дальнейшей доработ-
ки поверхностей и в качестве дополнения развитых методов моделирования.

Скос (фаска), скругление и бордюр

Ребро, образованные соседними поверхностями. можно обрабатывать
очень детально, используя функцию скоса или <|кмкн (beveling). Простой
скос выполняется обычно нутом <*|м* ышия остром кромки между прилега-
ющими друг к другу поверхностями как правило. двумя или тремя и се
ямены наклонной плоскостью. Величину скоса можно задавать <• помо-
щью значений расстояния, радиуса или угла между скашиваемым краем и
местом, где должен оказаться скос (<|кн ка). Скругление (rounding) это
«смягченная» форма скоса, при которой прямые края или точки объекта в
прямом смысле скругляются. Степень скругления определяется числом
сегментов или граней. нс пользующихся для создания плавного перехода
между прилегаюппшп поверхностями (рис. 5.4.1).

Утилиты для создания бордюра также изменяют места соединения по-
верхностей. Утилита бордюра (fillets) создает фигурный поясок, идущий
вдоль кромки. Этот поясок более изощрен, чем простой сын- или скругле-
ние. Бордюры похожи на декоративные лепные пояски, которыми часто
украшают углы или кроя мебели, или на функциональный плинтус, ис-
пользующийся для защиты кромок там. где стена встречается с полом. I lc-
которые программы создают бордюрный поясок путем вырезания поверх-
ности (тримминга), а другие путем перемещения нужного двумерного
контура вдоль модифицируемого края (рис. 5.4.2).

5.2 1 Процесс разбиения разделяет
каждую поверхность на четыре грани
путем сложения срединных точек
краев с центроидами граней.

(• Pixar Ailmation Studios).
5.2.2. Короткометражный
мультфильм lb/ю Гери бил
испытательным стендом
для поверхностей разбиения
и динамики одежды. Каждая рука -
единая поверхность разбиения
с немногочисленными острыми
кромками, полученными путем
разбиения только вдоль края
(но не поперек). Обратите внимание
на резкую линию вдоль ногтя
большого пальца и несколько более
мягких линий разной степени
резкости вокруг. Модель головы
Гери (на противоположной странице)
демонстрирует адаптивную
плотность точек, типичную
для поверхностей разбиения. Были
выбраны вершины на участках,
требующих большей детализации,
а затем к этим вершинам была
применена процедура разбиения
(просчитанная версия
показана на рис 1.2.9)
(С Pixar Animation Studios).

5 2 3 Модели для проекта МеРикус
создавались как поверхности
разбиения с помощью
программного пакета Lightwave
(*12002 Dan Platt. SoW Image Arts.
LLO

Выравнивание, согласование и сопряжение (слияние)

Компьютерные программы, обеспечивающие развитые возможности моде-
лирования. предлагают утнлты. которые особенно удобны ,ця тонкий до-
водки криволинейных лоскутов. Такие утилиты, как выравнивание, согла-
сование и сопряжение (слияние). работают <• краями криволинейных лос-
кутов (а также полигональных поверхностей), обеспечивая тонкую прора-
ботку и доводку <|юр.м трехмерных моделей. Выравнивание (aligning) двух
лоскутов состоит в том, что выби|мются два лоскута, которые затем переме-
щаются и поворачиваются так. чтобы выставить их определенным образом
друг относительно друга. Согласование (fitting) позволяет избавиться от
мелких зазоров между поверхностями путем перетаскивания поверхно-
стей. не вполне соприкасающихся друг с другом, таким образом, чтобы их
края полностью совместились. Сопряжение (blending) этоособын способ
слияния двух поверхностей. Вместо того, чтобы слить поверхности, заста-
вив их сначала соприкоснуться друг с другом, а затем объединив. функция
сопряжения cnitacT новую поверхность, которая является Продолжением
обеих сопрягаемых поверхностен. Созданная утилитой сопряжения новая
поверхность соединяет две поверхности, а плавностью сопряжения можно
управлять с помощью функциональной кривой или путем манипулирова-
ния контрольными точками сопряженной поверхности (рис. 5.4.3).

Удаление (вычищение) точек

Трехмерные модели, созданные с помощью криволинейных лоскутов. часто
имеют большое количество точек или вершин. В результате такие модели
могут оказаться чересчур сложными для Т])ебова1ШЙ проекта: кроме того, на
просчет таких моделей ухолит больше времени, а размер их файла может
быть очень большим. Утилиты вычищения (purging) очень удобны ,ыя ав-
томатического удаления лишних вершин в сложных трехмерных моделях.

13-t

Пнчтювьп. МЕТОДЫ М()ДЕЛ1П,ОВА1П1ЯИ<Х31АСПа10ЧИ111НГЛ)
ПАРА ОБЪЕКТОВ

ОБЪЕДИНЕНИЕ (UNION)

ПЕРЕСЕЧЕНИЕ (INTERSECTION)

РАЗНОСТЬ (DIFFERENCE)

Обычно это выполняется путем выявления точек, расположенных
слишком близко друг к другу (при этом за основу берется некое мини-
мальное расстояние), и стирания одной из них. Редактирование точек
вручную часто используется совместно с утилитой удаления точек для до-
водки н регулирования распределения точек в модели.

Деформированные и рандомизированные поверхности

Помимо нс11олыюва11ня решеток для искажения <|юрм трехмерных объек-
тов, можно также ле<|юрм11|м)вап» их с помощью сплайнов, лоскутов, функ-
ций или случайных чисел. (Деформирование объектов шхредством реше-
ток и функций рассматривалось в главе 4).

Метод деформации сплайнами и лоскутами состоит в использовании
сплайна iliii лоскута в качестве фактора, деформирующего объект, па ко-
торый они воздействуют (рис.5.4.4). При деформировании объекта с по-
мощью ciL'iainia точки объекта смещаются в соответствии с ({хтрмой сплай-
на При деформировании с помощью лоскута объект «подтягивается* под
форму лоскута в тех областях, где они перекрываются.

Интересные Дс<[к)рмацн11 можно получить, смещая вершины трехмерно-
го объекта с помощью функций или случайных величин (рис. 4.5.4 и 5.4.5).
Метол случайных искажений (рандомизации) особенно полезен при соз-
дании моделей рельефа (ландшафта) с таким большим количеством нерав-
номерностей. что их трудно создать с помощью других методов. Случайное
искажение можно также использовать для анимации ;м|м|м’кта тряски (дро-
жи), путем анимации смещений точек в обоих направлениях во времени.

ДРОБЛЕНИЕ (SPUD

РАСКАЛЫВАНИЕ (EXPLODE)

5.3.1. Логические операторы,
применяемые к паре объектов,
дают в результате объединение,
пересечение и два вида разности
Оператор разности часто
используется для дробления
объектов и раскалывания новых
объектов на части.
ртзультирующая форма

5.3.2 Данная последовательность
нллострнрует применение

логических оператора» объединения
и разности, примененных

для получения модели сложного
трехмерного объекта из четырех
компонентов

5.5. Процедурное описание и физические модели
(симуляции)

Процедурные описания трехмерных объектов, особенно встречающихся в
природе, представляют собой лффектииную альтернанту правильным и
порой жестким формам, получаемым с помощью систем геометрического
моделн|м>вания. При процедурном описании объекты не моделируются
путем лепки их внешней оболочки. Методы моделирования. состоящие в
процедурном описании, получили свое название 1ч ледствие того обстоя-
тельства, что при их использовании объекты моделируются путем имити-
рования (симулирования), например, п]юцесса их естественного роста, ко-
торый описывается в процедурной форме (рис. 5.5.1). Например, фрак-
тальная геометрия и системы частиц являются двумя методами процедур-
ного описания, позволяющими получить такую сложность моделирования,
какой сложно добиться при геометрическом моделировании. Оба лих ме-
тода хорошо подходят для геперщювания естественно выглядящих (при-
родных) форм. так как они обеспечивают рандомизацию. |х*ку|хию и слу-
чайные отклонения формы, характерные для объектов природного проис-
хождения. С помощью комбинации методов процедурного описания мож-
но также описать множество разнообразных растений. 11акоиеп, <|к>р.мы
многих стихийных явлений, которые у пас не ассоциируются с трехмерны-
ми формами например, волны, облака и дым. можно воспроизвести пу-
тем построения модели (симулирования) их физического поведения.

Фрактальная геометрия

Фрактальная геометрия особенно эффективна при создании случайных и
неправильных <|юрм. напоминающих <|юрмы природного происхождения
(рис. 5.5.2). Этот метод моделирования был ржцхтботан Бенуа Мзндельб-
|х»том в 1970-е голы. Метод можно применять к существующим трехмер-
ным сеткам; его также можно исполыонать для генерирования совершен-
но новых моделей пли частей моделей. При примененин к имеющейся мо-
дели фрактальные процедуры обеспечивают случайное и рекурсивное
разбиение полигонов объекта на множество неправильных <|юрм. напоми-
нающих природные. Количество разбиений обычно выражается в виде ко-
эффициента пли уровня рекурсии (рис. 5.5.3). Фрактальную геометрию
можно применять и для создания объектов с нуля, используя случайные
образующие значения или итерации жисбраичсских формул (рис. 5.5.4).

Системы частиц

Моделирование с помощью систем частиц основано па использовании
простых форм обычно маленьких сфер или точек в т|н‘хмерном про-
странстве. Эти формы, или частицы, обладают атрибутами роста. При мо-
делировании (симулировании) этих атрибутов частицы начинают вести
себя специфическим образом, результатом чего являются специфические
траектории частиц. Гак как со временем частицы растут, их траектория
определяет некую форму, в результате чего получается трехмерная мо-
дель. Процессом роста многих атрибутов частиц, включая их высоту, ши-
рину, угол ветвления, факюр наклона, количество ветвей и цвет, можно
управлять, их можно также рандомизировать. Па рис. 12.4.2 показана сце-
на. смоделированная путем моделирования (симулирования) перьев пти-
цы или цветочных лепестков с помощью создания чистин, которые густо

136

111 Г». и>14.1» ME Г<>ДЫ Ml >ДЕЛ1 И'< >ВАН11Я 11 < X 11 \< I KII ( 14И 1111II \1
СКРУГЛЕНИЕ ТРЕХ РЕБЕР

БОЛЬШОЙ ТОНЕМНЫЙ СКОС

СКРУГЛЕНИЕ Д8УХ РЕБЕР

СКРУГЛЕНИЕ ОДНОГО РЕБРА

5.4.1. Первые три формы
демонстрируют точечный скос
разной величины. Вторая группа
форм включает скос (фаску)
трех ребер, скругление трех ребер
и скругление трех ребер и точки.
Последние две формы являются
примером скругления двух ребер
и одного ребра

растут па поверхностях трехмерных объектов. В этом проекте цветовые
карты были пхкккены на перья, птица анимировалась с помощью метода де-
формации скелетона, л все перья росли па своих местах, в то в|>емя. как тело
двигалось. (Донаипгтсльныс примеры и иш|юрмаиия об анимации с помо-
щью систем частиц приводятся в главе 12).

11|м)цсдурН1Х* описание и особенно системы частиц используются для
воссоздания ряда природных материалов и явлений, <|юрма которых по-
стоянно изменяется во времени. Таковыми являются, например, бураны,
тучи. потоки ноли, сдвигающийся грунт и огонь. Если частицы использу-
ются для воссоздания движения волы. каждая нз них огоб|)ажаег кайлю
воды с такими атрибутами. как плотность. когезия (сцепление), прозрач-
ность п преломление. У частиц имеется определенный срок жизни, в тече-
ние которого они ведут себя опрсделснным образом, а потом исчезают или
сливаются с другими частицами (рис. 5.5.6). Среди всех методов процедур-
ного моделирования системы частиц являются лучшим методом для ото-
бражения динамических форм природных элементов. При этом методе об-
разуется большое количество частиц, у которых шт конкретной формы и
которые обычно представляют собой с<|х*ры или капчи. Однако частицы
группируются в формы, которые изменяются во времени в соответствии с
правилами, определяющими поведение таких стихии, как вода или огонь.
Системы •истиц являются широко распространенным и очень мощным
ннпрументом д'ш анимации ;к|х|кчсгов как для мультфильмов, так и для
фильмов с живыми актерами (рис. 12.3.4.12.4.1 и 13.7.1-2)

Моделирование растений

Трехмерное моделирование растений (включая деревья) с помощью про-
цедурных методов обсч псчннасг более широкие возможности управления
иба1ыиук13<|к|м'кт11вн<кть модсл11|юнаиия, чем болышшгпю других мето-
дов. Это объясняется большим количеством элементов и поверхностных
деталей, присущих растению, а также сложностью форм. Как правило, по-
лигональные методы моделирования малопригодны для создания реали-
епгшых растений. Кривые поверхности пригодны для моделирования
форм, вс питающихся у растений, но при их иснользованин моделирова-
ние растений быстро превращается в весьма трудоемкое занятие,

5.4.2. На этом рисунке показаны
результаты применения четырех
разных типов бордюра для угла
и ребра куба.
5.4,3. Слияние (сопряжение)
цилиндра с плоскостью при разных
степенях перехода между двумя
поверхностями.



СУЖЕНИЕ

НОЖНИЦЫ

ВРАЩЕНИЕ

РАДИАЛЬНЫЙ
____СРЕЗ___

СГИБ БЕЗЬЕ

РАЗБУХАНИЕ

5.4.4. Последовательность
пиктограмм, иллюстрирующих
разные методы управления
деформацией лоскутами
(иконки из программы form-2
<•1991-1995 auto’dwcyi.lnc.)

Модели растений можно создавать. кодируя их характеристики в пиле
последовательности правил пли процедур, использующихся в качестве ос-
новы для симулирования роста. Этот метод можно также нснот км man
для анимации процесса роста растений и сцене. Имеется несколько спосо-
бов гежгрпровання моделей растений с помощью процедурных методов.
Эти общие методы можно классифицировать как прост|>анписнно-ориен-
тнрованные н как структурно-ориентированные.

Пространственно-ориентированные процедурные методы моделиро-
вания |ки*теппй и анимации их роста основаны па воздействии па них ок-
ружающей среды. С другой <то|юны, структурно-ориентированные про-
цедурные методы основаны на внутренних состояниях |м<тения. в частно-
сти, на процессе роста растения и результирующей структуре. типичной
для вида растения. Muonic методы процедурного моделирования. <ктю-
ванные на процессе роста растении, часто выражаются в виде математиче-
ских моделей. ||юр.малнзонанных биологом Аристидом Лпилеммеером в
конце 1960-х годов. Эти структурно-орис1ггированныс модели описывают
п|Х)цссс роста растений на уровне клеточного взаимодействия и известны
как L-системы (сок|кицгнпе от «системы .'liiii.ieiiMecpa»). L-системы осо-
бенно хорошо отображают структуры, которые ветвятся параллельно. по-
добно тому, как разветвляется сразу на несколько сучыч» ствол дерева
(рис. 55.7). Еще одной характеристикой L-систем является то. что при ка-
ждом цикле ветвления процедуры ветвления генерируют преемственные
модули, которые заменяют предшествующие модули.

Существует много вариаций l.-систем. Некоторые из них определяются
па|хьмстрами, соответствующими исключительным условиям, при которых
может разлетаться L-снсгсма. Другое основываются на стохастических (то
есть своего рода случайных) величинах Функционирование контекстно-
зависимых L-систем определяется характеристиками предшествовавшего
модуля. Метод графталов является примером котекслкнинисимых L-cn-
стом. позволяющих создавать сложные изображения с помощью маленьких
баз данных (прием, называемый расширением базы данных). Графта.ты ос-
повиваются па правилах производства и <]>акторах тетк-рнровання. при этом
избегается применение ач1срато|хш случайных частиц. Г|кн|палы могут нс-
пользовать как пюметричтткис, так и иетеомстричсские объекты: сферы, ци-
линдры или ворсистые объекты со сглаженными краями.

Зависящие от условии внешней среды L-снстс.мы определяются харак-
теристиками окружающей среды например, освещенностью или столк-
новениями с объектами.

Об|хзка ветвей (pruning) является примером трехмерных моделей на
основе имитации растущего |>астс111!Я, <|м»|>мм которшхт определяется пере-
менными окружающей среды (рис. 5.5.8).

13S

ПтдовыЕмподы мо u.TitiTпиния и<к;нл<г|К11(1ЧПТП11ГЛ1
Некоторые пл основных способов управления симулированием (имита*
п11сй)пруктурн(н>рнсптправапной системы растения включают генеало-
гию («родословную») и взаимодействие между компонентами процесса
роста. Генеалогия представляет собой передачу атрибутов с одного уровня
растения на другой и момент ветвления. Взаимодействие компонентов
процесса р<мта включает, например, учет условий полива пли наличия ин-
тательпых веществ, определяющих рост растения. Растения. смоделиро-
ванные посредством процедурного описания, тем ближе к настоящим рас-
тениям, чем больше число компонентов, заложенных в производство форм
растения.

Сейчас ведутся активные исследования методов, обеспечивающих эф-
фективные возможности обработки больших объемов данных, необходи-
мых для моделирования и рендеринга реалистичных растений. Среди
пшланиых с этим проблем такие очевидные вещи, как необходимость ра-
ботать г миллиардами геометрических примитивов, распределяя их по
ландшафту правдоподобным образом, а также просчет всех тончайших
элементов света и тени, наблюдаемых в природе. На рис. 5.5.9 представ-
1141 результат применения метода, который позволяет «заселять- окружа-
ющим мир путем сочетания имитации экосистемы и садового дизайна,
при котором растения размещаются вручную. На этой иллюстрации так-
же П|>едсгаклена статистика представителен («экземпляров*) и геометри-
ческая компрессия (сжатне), примененное для данной сцены. При данном
методе широко используется аппроксимированное представление моде-
ли. когда перед выполнением рендеринга |х1гтсиия или группы растений
заменяются представителями (или репрезентативными объектами).
Изучая сложность данного метода, исследователи установили, что, когда
одна па сиен содержит до 100 тысяч растений, каждое растение является
видимым в среднем лишь в десяти пикселях изображения форматом
1000 х 1000 пикселей.

Моделирование с помощью создания
физических моделей (симуляции)

Самый легкий способ моделировать природные материалы, <|юрма кото-
рых постоянно изменяется, нс лепить их. а имитировать. Физические си-
муляции (модели) широко используются для моделирования природных
явлении вроде дождя, огня, дыма н даже ветра: некоторые на .я их методов
рассматриваются в главе 12. На рис. 5.5.10 показано диалоговое окно, поз-
воляющее пользователю анимировать сетку волн с помощью базовых пе-
ременных, которыми являются средние значения высоты и крутизны вол-
ны. н.111рав.тение. частота и скорость. Другое глобальные настройки опре-
деляют сложность воли. их рисунок и подводные кадры. Вторичным дви-
жением в симулянпн можно управлять с разной степенью детализации в
виде ряби, зыби и борозды от проходящих кораблей (рис.11.2.X). Среди
конфигураций шейдинга (затенения) в физической модели могут исполь-
зоваться такие переменные факторы, как блеск, наложение на поверхность
двумерного изображения или рельефной карты, размывание отражений и
показатель преломления (рис. 5.5.10). Глубина и снижение видимости ча-
сто используются в подводных сиенах. 11а рис. 5.5.5 показана имитация во-
ды, наливаемой в стакан, а на рис. 5.5.10 результат симулянпн оксана в
дневное время.

Формой твердых, по гибких объектов можно также управлять с помощью
про1]К1ммпых инструментов физического моделирования. На рис. 5.5.11

5.4.5. Случайное искажение сферы

5.5.1. Эта созданная по алгоритму
трассировки луча сцена
под названием Kpt/t.inr пи >г
содержит более 100 миллионов
примитивов. Она разраба1ываласъ
с использованием метода,
называющегося процедурным
геометрическим представлением,
позволяющего отобразить поле при
помощи создания представлений
единственного стебля пшеницы.
В ходе создания представлений
каждый представитель (стебель
пшеницы) проверяет свое положение
с тем. чтобы определить, должен ли
он склониться или остаться прямым
(«О 199-1 John С. Hait. университет
штата Вашингтон)
5 5.2 Детали нз H/h'.wh жнлни
демонстрируют, как фрактальные
процедуры позволяют передать
неоднородность и фрагментарность
природных явлений (С ратрешения
Мидори Китагава Де Леон)

АЛЛ

5.5.3. Фрактальное рекурсивное
разбиение применено к правильному
полигону (вверху) и к деталям
трехмерной сетки (внизу)

показаны дна куска ткани, форма которых была пиртле-лена путем симули-
рования гравитации и других сил. 1йК1дсйстнукш1пх па них. Естественно
выглядящие 1юл<х-ы обычно имитируются с помощью прядей, состоящих
из частиц. причем эти пряди управляются несколькими контрольными во-
Лоеками (рис. 5.5.12 и 5.5.13).

5.6. Фотограмметрия и моделирование

на основе изображений

Методы фотограмметрии используются для восстановления трехмерных
сцен путем получения трехмерной информации из серий фотографий ре-
альных объектов. Во многих программах фотограмметрии процесс рекон-
струкции сцены начинается с отмечания на отсканированных <|ютографн-
ях углов или краев основных <|юрм. Фотограмметрическая программа в<к'-
создаст упрощенную версию геометрии. анализируя и сравнивая .iiniiiii
перспективы и ин<|юрмац|по затенения па нескольких фотофафиях одно-
। о и того же места. 11а рис. 6.8.1 и 6,8.2 представлен замечательный резуль-
тат моделирования на основе изображения.

Еще одни метод, кагорый может быть очень эффективен при моделиро-
вании крупномасштабных трехмерных сцен, .по лазерное сканирова-
ние. Для реализации этого метода часто используется линейньн! лазерный
сканер, с помощью которого снимаются данные точек г|к‘хмериого про-
странства. которые затем конвертируются в oaiiiroimbiiyio сетку. Пите-
росным применением является сочетание лазерного сканирования с ис-
пользованном традиционных кино- или видеокамер для захвата карг изо-
бражений в высоком разрешении, которые можно накладывал, на геомет-
рию (рис. 5.6.1 5.6.2).
5.5.4	визуализация глаза (Из доклада
-Виргудльная среда и модель глаза
для хирургических упражнений»
на конференции SIGGRAPH'94.

С разрешения Марка Сагара,
факультет механики Оклендского
университета. Новая Зеландия).

5.5.5.	Эта динамическая симуляция
моделирует поверхность воды
и учитывает взаимодействие
между объектами и жидкостями
(€» 2002 Next Limit SL)

5.5.6.	Этот слайд из анимации
Поты, демонстрирует систему
частиц в сочетании с системой
симулирования водной сетки.

(Рендеринг и анимация - Гевин
Миллер, моделирование Нед Грин.

<• Apple Computer, Inc.)
5.5.7. Эти растения наглядно
иллюстрирую: перенос атрибутов,
называемый родословной
(нли генеалогией) с одного
уровня растения на другой
во время ветвления (Из работы
• Алгоритмическая красота растений»
П Прусннкьевича и А Лииденмеера.
Springer Vertag. Ныо-Йорк. 1990.
  199-1 Przemyslav Prusinkiewicz)

5.7. Анимационный риггинг и иерархические структуры

5 5 8 (вверху справа) Симуляция
реакции дерева на постоянную
обрезку Ветви растут более плотно
у краев куба, использующегося
для подрезки модели Листья
определены как поверхности Безье
Красным отображена энергия
(•жизненная сила»)
реитерированных ветвей
на изображении дерева,
подвергшегося обрезке
(С> 1994 R Prusinkiewicz.

М James и R. Meeh).

Трехмерные обьек т ы можно |рушн1|кшат1> друг с другом бесконечным ко-
личеством пкхобон для тот, чтобы создавать структуры, определяющие
поведение моделей при анимации, их взаимодействие друг с другом, а так-
же то, как они будут визуализироваться (просчитываться). Группы трех-
мерных объектов обычно называют иерархическими структурами, так как
внутри таких структурированных групп одни объекты всегда бывают
•главнее» других. (Дополнительная информация по уровням старшинст-
ва. сочленениям и степеням свободы содержится в главе 11). Иерархиче-
ские структуры являются самым нижним слоем анимационной оснастки.

Объекты внутри иерархических структур обладают заданными уровнями
старшинства и наследуют в этой иерархии атрибуты (признаки)старших.то
есть доминирующих объектов. Объект iliii объекты, находящиеся на самом
верху иерархической пирамиды, называются родителями, а те, что находят-
ся ниже, детьми или внуками. Лети наследуют атрибуты своих родителей.

11ерархическне структуры можно также отображать в виде дерева, у ко-
торою высшим уровнем старшинства является ствол. Ветви, выходящие
Рт тгниг ()ш*кты Практитиеним

Яблони	1	4
Тростники	140	140
Одуванчики	10	55
Розетки травы	15	2577
Крапива	10	430
Желтые цветы	10	2751

5.5 9. Образы, соответствующие
каждому омду растений на верхней
иллюстрации, просчитывались
отдельно, а затем комбинировались
путем композитинга. В таблице
приводится перечень объектов-
прототипов и их представлений
по каждому виду Время выполнения
вмчисленнй на машине SCI Опух
(8 процессоров R-10000 по 195 МГц.
RAM 768 МБ) составило 75 минут.
Объем тополя на верхнем
изображении составлял 16 кБ при
его сохранении в виде процедурно*'!
модели, однако в стандартном
формате геометрического файла
он занимал 6.7 МБ (Copyright
Bernd Lintermann. Разработчики
программного обеспечения: Оливер
Дейсссн и Бернд Линтсрманн).



из ствола. следующий уровень иерархии; за эт им у|юши‘м следуют вет-
ви, выходящие нз главных ветвей, и так далее, пока мы не дойдем до листь-
ев, которые щк-лпавляшт собой последний (низший) уровень иерархиче-
ской структуры.

В большинстве случаев на одну сцену приходится только один набор ие-
рархических схем, и эти схемы управляют данными моделирования, рен-
деринга и аннмлцнн объектов. Тем не менее, некоторые программы обеспе-
чивают несколько наборов иерархических схем и, соответственно, иерар-
хических конфигураций, так что ссылки моделирования могут быть неза-
висимыми п отличными от ссылок рендеринга и анимационных ссылок.
Ссылки моделирован ня, например, обеспечивают изменение формы всех
детей в иерархии при изменении формы их родителя. Ссылки (каналы)
рендеринга передают родительскиеатрибуты рендеринга вши по иерархи-
ческой лестнице. Анимационные ссылки <юсспеч1пиюг шгтоматическск*
обновление (коррекцию) пр<к*т|Х111гтвсиного положения детей при транс-
формации родителя.

Взаимоотношения объектив в иерархической структуре часто бывают
сложными, и их удобнее представлять в виде линейной структурной схемы.

5.5.10а Поверхность моря,
смоделированная с помощью
симулирования движения воды;
на следующей странице -
диалоговое окно программы
NatureFX. использующееся
для управления симулированием
водных поверхностей.

(С разрешения Arete
Entertainment. Inc.)

ПМЧДОВЫТ МЫ ОДЫ МОДЫ!114 >ВЛ1Il Ш It (M'JIAt.TKII <ГШ IIIIH AI

143
5.5.10b. Диалоговое окно NatureFX.
использующееся для управления
симулированием водных
поверхностей (С разрешения
Aret<f Entertainment. Inc.)

5 5.11. (справа) Для получения форм
фиолетовой ткани и золотистого
занавеса использовалась программа
симуляции Fabnx. Чтобы собрать
сетку Nurbs 20 х 40 в руках
человеческой модели о высоком
разрешении, созданной в программе
Zygote, использовалось размещение
и масштабирование кластеров.
Симуляция также испытывалась
на самостолкновения
(Kalrgirl Shawna Olwen
О 1999 Reflection Fabnx Inc )

5.5.12. (на противоположной
странице) Для Салли из Корпорации
Монанроп использовались
10000 контрольных волосков,
которые определяли размещение,
ориентацию и анимацию прядей
голубых шерстинок, количество
которых составляло
2,8-3,2 миллиона.

(О Disney Enterprises, tnc/Ихаг
Animation Studios)

Такие схемы час го строят из блоков, отображающих объекты в структуре,
тогда как .'iiiiiiin егятитешукя их месту в иерархии и их взаимоотношени-
ям с другими объектами.

Как показано на рис. 5.7.1. существует много способов группирования объ-
ектов или узлов в иерархическую структуру.. Лучшей иерархией обычно бы-
вает та. которая учитывает требования данной сцены в отношении рендерин-
га и анимации. (Подробнее плияпне иерархических структур на атрибуты
объекта. касающиеся рендсринта и трансформации. рассматривается в главах
11 и 12). Узел в иерархии, нс содержащий в себе объекта. но удерживающий
вместе нескольких детей, называется нулевым родителем iliii просто ну-
лем. 11улеион родитель используется. например, в случае, когда два нли более
объектов группируются на одном и том же иерархическом уровне. 11а струк-
турных схемах нули часто обозначают курсивом iliii пустыми блоками. Па
рис. 5.7.1 и 5.7.2 иллих-1рирустся использование нулевой ячейки для объедл-
нения трех ножек и колес н одну группу таким образом, чтобы ими можно бы-
ло манипулировать независимо от кольца.

Специфические шаги по организации иерархических взаимоотношений
между объектами у разных программ разные, по основная концепция имеет
две разновидности: щелкать мышьи» либо по самим трехмерным объектам
на любом из камерных видон, либо по блокам, изображающим объекты на
схеме их взаимосвязей. Некоторые программы требуют, чтобы пользова-
тель сначала щелкал по объекту, которым будет родителем, а уже потом по
детям. Для других программ необходимо сначала выделить мышью детей. а
уже потом родителя. 11срэрх11ческие структуры более важны для стадий
рендеринга и анимации: их обычно создают в процессе хюделнрованпя к
||юрмс анимационной оснастки.

Анимационная оснастка (rig) представляет собой иерархическую струк-
туру управления. которая нндив|1лу.ъ1Ы1о раз|ибатывается для анимации
iH*|K'oiiax<'ii. Лппманпопная оснастка лвнг.г|е.|1.пая система персонажа:
nee сочленения (суставы) и вся .пинка движения персонажа содержатся в
оснастке. Очень сложные оснастки требуют значительного объема пычпе-
.iciiiiii, а когда аниматоры работают г ними, па обновление уходит много
времени. так что лучше включат), в оснастку только дейепштально важные
характеристики. В крупных проектах управляющую оснастку обычно раз*
рабятывают и пюпрают специализирующиеся па этом технические поста-
новщики, которых называют рнггерам|(. При небольшом производстве^ог-
раниченными ресурсами более :м|м|х*ктипным и позволяющим сократить
время рендеринга является простой pitminr и структура привязки кожи.

Аш1машюн11ую оснастку можно шюбразпть по-разному: в виде гнпергра*
<|м или Hi*|KipxiNtcKoii схемы (рис. 5.7.3b). в виде скелетона с костями и су-

5.5.13. (внизу слева к справа)
Для создания волос Акн
использовалось 30000-60000 тысяч
прядей, что составило 25% всего
рендеринга в П<» trdnrit ifuitinut utu
Волосы появляются в 611 эпизодах -
то есть, почти и половине их общего
числа Модель тела и головы Аки
состоит приблизительно
из 100000 полигонов разбиения
(© 2001 FFFP).

(кПДОВЫ!. МК1ОДЫ модклпкмиипя IKXTIM ТКП (1Ч11ТП111'Л»

II.'.
5.6.1. Каркасная геометрия
и затененная (шейдинговая) версия
вертолета и его окружения,
смоделированного с помощью
процесса лазерного сканирования
Panascan " (С разрешения Panavi$x>n).

папами (рис. 5.7.3) или и виде набора органов управления, которые не
пользует аниматор для манипулирования системой оснастки. Эти органы
управления анимацией обозначаются с<югтчгтвующимп пиктограммами
(иконками) и помечаются разными цветами (рис. 12.5.6) таким образом,
чтобы аниматор оперативно распознавал назначение этих управляющих
органов, а также части, которыми они управляют. В процессе анимации
скелетон оснастки обычно выключается. когда аниматоры придают персо-
нажу различные позы, используя для этого болванку оболочки (вере пю ко-
жи в низком разрешении) и анимационные манипуляторы (рис. 5.7.3 н
5.7.5). Развитые типы оснастки могут с помощью визуальных индикаторов
уведомляй, аниматора о достижении предела или о том. что аниматор пы-
тается реализовать что-то, чего не положено делать пе|х,онажу например,
когда он пытается выгнуть метено назад или «проткнуть» погон землю.

Анимационные органы управлення могут состоять нз точки, кривой
или сложной поверхности. Для удобства пользования эти органы управле-
ния могут включать много элементов: например, управление ступней мо-
жет предусматривать поворот ступни вокруг вертикальной осп. подъем
кончиков пальцев, покачивание и изгиб. I !огм и ступни ч|гезвычайпо важ-
ны для aiiiiMaiuiii персонажа, поскольку обеспечивают ходьбу. Большинст-
во оснасток ног содержат бед|ччгным. коленный, голеностопный суставы, а
также сочленения для пятки и копчиков пальцев(рис. 12.1.8). Конфигура-
ции оснасток для анимации лица гоже включают много костей, как пока-
зано на рис. 12.5.5.

Одним из основных моментов при организации оснастки является зада-
ние порядка, в котором будут ii|x>iicxo.nm> вращения (повороты). Как по-
яснялось в главе 3, порядок поворотов очень важен, гак как разные после-
довательности осевых вращении приводя г к разным результатам (риг
3.4.1 3.4.2). Программы, как правило, требуют задания в оснастке поряд-
ка поворотов, причем обычно в виртуальных мирах, где Y соответствует
вертикальной осп, первой идет именно ось V. а за ней осн X и Z. При та-
кой организации персонажи могут новорлчннаты-я в любом направлении
вокруг осп Y и двигаться в сторону или наклоняться. не застревая в мерт-
вой точке, то есть точке, в которой у модели «кончаются п»во|х»ты«.

5.6.2. Диалоговое окно программного
пакета Image Modeler, ломюляющего
создавать 1рехмерныс
реконструкции по фотографиям
(© Realvizi»).

Деформаторы кожи

Анимационная оснастка управляет геометрией кожи пс|конажа и дефор-
мирует се несколькими способами: путем привязки суставов, используя
имеющуюся костную геометрию, пли посредством всей мускульной систе-
мы. Привязка точек кожи к одному или нескольким суставам является
nporrriiiiiii.M средством деформации кожи. Для повышения сложности их
перемещений этим точкам кожи можно задать веса или сделать их зависи-
мыми от поворотов нескольких суставов (сочленений).

Сама геометрия скелетона (то есть не просто абстрактный иерархический
скелетон) может использоваться в качестве де<|и>рматора кожи. В этом слу-
чае геометрия костей назначается родителем .-ня сочленений обратной ки-
нематики и используется как веса для кожи. I кпользованпе геометрии кос-
тей н качестве деформатора кожи служит и другой цели, обеспечивая удоб-
ную возможность визуализации |шмсщсння кожи, сочленений н мышц в
нужных местах. Геометрия костей используется для получения значений ве-
сов н их «запекания» в кожу, после чего пюметрпю скелетона можно убрать.

Подобное «запекание* (или чобжнг*) может производиться путем при-
своения весовой ннформацин коже н без использования геометрии костей
.i именно. путем сохранения иссоп кожи и <|шйл, удаления скелетона и псре-
1ши;гк*11исм .mix значений коже без костей.

Ixviee сложный прием ло<|м»рма111111 кожи предусматривает пострсхтшс
геометрии. имитирующей мышцы. Геометрия этих виртуальных мышц
обычно |Ki:<pci6an>iRai'TrH с помощью нескольких контрольных точек таким
образом. 'П1юы при изгибах мускулатур сох|кшя.та свой объем. Как iipami-
.10. мышцы подсоединяются к скелетону, следуя его иерархии: начало мус-
кула привязывается к родительской кости. а конец к кости-«рсбснкуДля
настройки мускулов таким образом. чтобы они. прижимаясь к милям iliii
другим мышцам. вытяппсинсь iliii пыпячивались. используется функция
обнаружения столкновений (collision detection). (рис. 5.1.9 и 5.7.4).

Мускульные оснастки могут обладать разными степенями реализма
движения в зависимости от сложности и функциональности геометрии,
используемой для их стимулирования. Мышцы, построенные с исполкм»-
ваннсм одного -куска- (блока) геометрии, можно настроить так. чтобы
пни изгибались при сгибании костей. Очень удобны для моде лп|ювания
широкого разнообразия мышц такие н|к>стые формы. как сферы, однако
для моделирования групп мышц часто приходится использовать более
сложные формы (рис. 4.5.1). Для достижсиня более детального отлбражс-
пня движения мускулов и привязанной к их поверхности кожи может пс-
шмкюваться несколько геометрических -блоков-. Кроме гою. для управ-
ления более тонкими л«|юрмаЦ11Ямн поверхности мышц можно нснильзо-
1и1тьдсформацпю несколькими кривыми или деформацию решетками. Ре-
нитки легко задавать (рис. 4.5.3). по они зачастую.дают меньшую точность,
чем тщательно пыстргх-иныг пучки контрольных кривых.

5.7.1. На схемах изображены
возможные вариант иерархической
структуры для всех элементов стула.
Первая схема (вверху слева) будет
более удобной в случае, если стул
должен кататься на колесах
и его сиденье, ножки и колеса
просчитывались с исполыоваиием
разных материалов. Второй вариант
(вверху справа) будет оптимальным,
если весь стул делается из одного
материала В третьем варианте
(внизу) за вершину иерархии принято
сиденье, остальные элементы
находятся под ним -
все на одном уровне

5.8. Подготовка

Перекрывающиеся края и зазоры

Для многих программных пакетов рендеринг объектов с перекрывающи-
мися краями или г|мнями представляет проблему. Подчистите ваши трех-
мерные модели, прежде чем передавать их специалистам, отвечающим за
рендеринг (или прежде. чем сами начнете их просчитывать). Для устране-
ния перекрытий объектов используйте утилиты ны|>авнива11пя пли слия-
ния. Случаются критические ситуации, когда нам по какой-то причине не-
доступна функция автоматического выравнивания для устранения несов-
падений пар элементов и получившихся в результате зазоров па просчи-
танной поверхшхти.

5 7.2а Часть внутренней иерархии
этого аинмиропанного и реальном
времени персонажа, берущего
объект, представлена о виде схемы
на следующий странице
(<• Motion Factory)

Птд<жы1.\п-годымодклпропишяиоелм iкнii4iininr.\i

117
5.7 3 Анимационная оснастка
сержанта » итре Medal ofHonor.
Обратите внимание на органы
управления, использующиеся
аниматорами для задания поз
персонажа Две его основные позы
показаны на рис. 10 5.15b.

(♦- 1999 Electronic Arts Inc
Все права защищены)

•Hw>3*

• - WASTE

-•-FFLAP
--6ЯАР

- • FELMS

•	-OIL
т-’UL
L.. и
• LARL

•	-RU.

-•-ALL
RF

• FURL
cxsr

l«CX

• LHAR
-KNOT

•- RHAIR
LUA

ILA

• -1Я

- • • LTHM8

L- • - IP?

L. u>3
-LFW1

U-.-LHH2

L- 1ЛНЗ
LUAA

RUA
RU

• -RH

L

L.

-RTHUMB

• RP1
RP?

L. PPj

• RHHI
- • RRH?
L-. W1H3

5.7.2b. Обратите внимание на то.
как корневая часть схемы управляет
тазовой частью (pelvis) и грудью
(chest). Тазовая часть двигает
верхние и нижние части ног
и ступни. Грудь двигает шею,
верхние и нижние части рук и кисти
(в Motion Factory)

В подобных случаях лучшим решением часто бывает совмещение объе-
ктов путем ввода с клавиатуры их точных координат XYZ в пространстве,
а не попытки перетаскивания объектов мышью в нужное положение.

Отключение полигонов, не попадающих в поле зрения

При построении большой модели, которая будет визуализироваться (про-
считываться) только с одной точки зрения например, только вид сперс-
ди разумным подходом будет нс моделировать поверхности, которые не
попадают в поле обзора камеры, и отключить задние поверхности. Ike
это напоминает театральные декорации, которые и|>свпсходно отделаны с
тон стороны, с которой их видит публика, но не обработаны с других сто-
рои, не просматривающихся из зрительного зала. Некоторые программы
предоставляют пользователю возможность отключать рендеринг отдель-
ных полигонов или их труни. Другое программы г|м*буют. чтобы пользова-
тель отрезал нежелательные поверхности и полностью удалял их из трех-
мерной сцены. Любой ил этих приемов удобен для визуализации с одной
точки ш'кюра. гак как предусматривает получение более простых молелен,
более компактных файлов и более быстрый рендеринг.

Держите «тяжелую» двигательную оснастку отдельно

Сложные (хтюгткн часто становятся •ге|К'гмур громоздкими и могут требовать
значительного объема вычислений при применении всех органов управления
к коже (оболочке). I 1о.гтой причине -тяжелые» двигательные оснастки лучше
держать в виде отдельных компонентов или слоев. Эго обеспечивает большую
пгбкость и позволяет аниматором начн1Бггъап11мацг1ЮС номощьюболсе .такой
оснастки, в то время как технический 1нхтан< ионик заннм,теля доводкой кож-
ной сетки и дс<|юрматоров мускулов в финальной оснастке.

Избегайте избыточного моделирования

Создание СЛИШКОМ большого количества элементов, то есть избыточное
моделирование, вредная тенденция, которая, как правило, приводит к
негативным последствиям па стадиях рендеринга и анимации. Оптимизи-
руйте размеры своих моделей и файлов данных, сводя число полигонов,
5.74 Костно-мышечная
система риггмвгд (оснастки),
использовавшаяся для анимации
Ш/х-кп На рис 5.1.8 показана
одетая модель кожи (оболочки),
которая была привязана к данной
иерархической системе

(Sliifl"' и -• 2001 DreamWorks L LC.).

кривых пли точек кривых к абсолютному минимуму. Если нужно, исполь-
зуйте утилиты удаления точек или сопряжения (слияния) пли редакти-
руйте свои модели вручную. Многочисленные осложнения, порождаемые
ц.юыточным моделированием, никогда не бывают явными во время про-
цесса моделирования, но позже. ш> время рендеринга пли анимации, они
выявляются со всей неприятной очсвндностыи.

Используйте ошибки моделирования

В пртжт* моделирования часто попадаются ниструменш или функции, ко-
торые ведут себя не гак. как ожидалось. Эп> особенно касается методой дери-
вативного (производною) моделирования таких, как привязка кожи или
.1(1П1Чсскнеонч)агторы. которые созла ня обыча и из cymecTByioimix объектов.
Ограничения .лих методов моделирования становятся явными, когда мы пы-
таемся построить необычные nonepxiiocni такие, как знгааюоб|Х13ныс фор-
мы, пс|)скрыв<1Ю|цисся вогнутые зоны или большое количество острых углов.
Ошибки моделирования или сбои случаются и тогда, когда мы пытаемся .я-
cr.iiiinii инструмент делать что-то. для чего он нс предназначен. Например,
пробуем заставить функцию привязки кожи сначала соединить дна контура
па противоположных краях объекта. а затем пролвпппъся внутрь объекта. по-
ка все контуры не соединятся подобным образом. вместо тою. чтобы просто
постепенно «одевать» кожей iipiL'icnuoiiute друг к другу контуры, последова-
iv.ii.ho продвигаясь от одной стороны объекта к другой. Хотя вначале подоб-
ное •нсср.чбагы1И1П1с« инструментов моделпро1тация нас разочаровывает
точно так же. как всякий дефект или баг в п|юграммс, мы можем посмотреть
на них и с другой стороны, то есть всерьез задумап>ся «том. нельзя ли исполь-
зовать результаты таких неудачных попыток творчески, заставив их служить
повышению выразительности сцены. Вспомните о том. как художники, при-
мыкавшие к <юстракттк)-:>кси|ххс1и>нисакох|у движению 1950-х толов, не-
патьзовалн формы случайных потеков краски и нс11|и'дсклзуемые результаты
энергичных мазков кнегн дтя создания своих великолепных |мбог!

5 7 5 Каркасная модель

(1272 полигона), демонстрирующая
двигательный скелетон Чертеж,
содержащий структурный и
динамический анализ данного
персонажа, приведен на рис 3.6.3
(< 2003 Oddwodd Inhabitants. Inc.
Все права защищены).
Глава 5

Основные
термины

Адаптивная аппроксимация
Выравнивание

Анимационные ссылки
Зона действия

Цепочка сочленений
Сочлененный скелетон
Привязка жестких моделей
Сила притяжения
гХвтомлтнческое

генерирование кожи
Задние поверхности
Скос (фаска)

Сопряжение(слияние)
Капельные поверхности
I !араллел!.ное ветвление
Контекстно-зависимые l.-снстемы
11спрерывная поверхность
Выла нливашк* сечения
Сечения

Расширение базы данных
11а|кшетры дп|юрмаинн
Де«|х>рмацпя лоскутами
Дп|х>рмацпя сплайнами
Производные методы
моделирования

Разность. НЕ

Зависящие от условии внешней
среды L-снстемы

Занолняющне объекты
Бордюр

Согласование

Фрактальная геометрия
Фрактальные п|хщслуры
Криволинейные ловерхиогти
ешхюдной <|юрмы

Зазоры па просчитанной
поверхности

Граф талы

Атрибуты роста

I к'рархнческнс структуры
I ]еявные поверхности
Пересечение. ИДИ
L-гпгтемы

Лазерное сканирование
Уровень рекурсии
Родословная (генеалогия)

Ус |Х'днеп не .юкат ьн ы х
весовых точек

Логические операторы

Создание кожных
поверхностей вручную

Объединение криволинейных
лоскутов

Ус|м?дненное представление
модели

Ссылки моделп|хииип1Я
Моделирование растений
11улевоп родитель

Контуры

Перекрывающиеся
контуры (края)

I !збыточное моделирование

11а|К1.мстрнчп кие кривые
поверхности

Системы частиц
Фотограмметрия
11рслшссгвующне модули
Процедурное описание
Вычищение

С л у чай пос 11скаже11 и е
Ссылки рендсрита
Оснастка

Скругление

Последовательная

|Х'конструкция ио сечениям
Интерполяция простых <|юрм
Кожные поверхности

(оГхмочкп)

Срезы

Пртктранствснно*
ориентированные
11 роцедурн ые методы

Стохастичстк» ie вел и ч и н ы

Структурноорнснтп|>о ванные
npoi (еду pi < ые методы

Преемственные модули
Поверхности рж«бис1п>я

Поверхи<кти. которые не
попадают в поле обзора

Поверхности с отвс|х*тпями

Траектории

1,а:нюсгны<- поверхности
I’aaiiocTii

OoiiCAiHieHiie. И

(Изображение на обеих страницах!
< СА Sc.uilioe / creaTV / Pro7)
РАЗДЕЛ III

Рендеринг
6.1 1. При столь мастерском
использовании источников света,
камер и материалов трудно
определить, что на этом
изображении настоящее,
а что создано на компьютере
(Фотография: Лори Себастиан -
для фильма Мышиная шита.
© 1997 DreamWorks L L.C ).
ГЛАВА (»

Основные концепции
рендеринга

Краткое содержание

БОЛЬШИНСТВО ХАРАКТЕРИСТИК создаваемого трехмерного мира
(сцепы) определяется в ходе процесса визуализации пли рендеринга. В
этой главе содержится обзор процесса настройки источников света и ка-
мер. а также основных методов рендеринга, включая трасси|М>вку луча,
взлучательность, рендеринг па базе изображения и пефотореалпстичпый
рендеринг.

6.1.	Источники света, камеры и материалы

Мир компьютерной визуализации заполнен большинством атрибутов на-
шего зримого мира, где формы объектов открываются нам благодаря свету
или скрываются тенями, где цвет создаст настроения глубочайшего покоя
tun бурной радости, где текстуры могут быть лиричны и нежны, как тон-
чайший песок или выразительны и волнующи, как малахит, где беспо-
койное мерцание дождя искажает черты мира, а зеркало тихой прозрачной
голы вновь восстанавливает их. Компьютерная визуализация реальности
it.ni фантазии может дать художественные результаты, нс уступающие со-
зданным любыми другими средствами, (рис. 6.1.1).

Когда мы используем компьютеры для визуализации реальных нли во-
ображаемых сиен, то так же. как и в случае использования любых других
средств. придерживаемся неких процедур, позволяющих нам выполнить
все задачи. предшествующие выполнению визуализации (рендеринга)
компьютерной программой. Это н|М‘красно понимают художники, исполь-
зующие такие средства, как краски, фотографию пли кинематографию для
отображения сиен, выражения эмоций или нхюжеиия историй с помощью
цементов визуального языка. Каждая из этих групп нр<м|»есспоналон в
сфере создания изображений разработала способы выполнения работ, ба-
зовые методы, последовательности выполпеиня и определенные сложные
процедуры, необходимые и их деятельности. В любом случае, большинст-
ву художников визуальной с<|)сры приходится иметь дело с некоторыми
базовыми элементами в процессе визуализации. Эти элементы включают
композитно, освещение и задание таких характеристик поверхностей, как
цвет и текстура.

Рассмотрим, к примеру, подготовительную работу. которая проводит-
ся перед тем. как фотограф нажимает на кнопку фотоаипа|>ата и делает
снимок.

Задачи, которые должен решить фотограф, приведут к созданию изобра-
жения. Точно так же при использовании трехмерной компьютерной про-

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Источники света, камеры
и материалы............... .,153

Цвет	156

Этапы процесса poiflepiwra	159

Удаление скрытых
поверхностей.................161

Буфер глубины (z-буфер) .	.162

Т рассировка луча.......... 162

Г лоболыюе освещение
и иалучательность........... 164

Рендеринг на основе
изображения................. 166

Нефотореалмстичный рендеринг 168

Аппаратный рендеринг	171

Форши.'файлов
для рендеринга ..............173

Подготовка...............  .	174

Основные термины............181

<>1 Н1НЧП.Н- КОНЦЕПЦИИ 14.11.113*11 ИГЛ

153
б 1 2 Натюрморт организован
рядом с имитацией стены
в фотос1удии таким образом,
что окно и расписанный задник,

просматривающийся сквозь это
окно, находятся позади стола. Вид
места съемки сверху показан ниже.

граммы для имитации реалистичной или ф.пггаст11чсской сцены нужно ре-
шить несколько задач и определить целый ряд переменных величин, пре-
жде чем пр»грамма сможет обработать ин<|>ормацню. необходимую для гг-
иерпрования задуманного нами образа. Задачи, которые нужно ixmiihti.
при визуализации с помощью компьютера, теоретически алогичны зада-
чам <|х>гографа. Однако на практике эти задачи выполняются с помощью
совсем других ииструментов и в другой среде.

В нашем примере фотограф снимает аранжировку «фрукты в чаше»,
помешенную на небольшой стол в центре просторной комнаты с сол-
нечным пейзажем, который видно через единственное окно в поме-
щении (рис. G.I.2). Фотограф начинает с подбора самих моделей
и.in «реквизита». Таковыми являются фрукты, чаша, столик и
скатерть. Реквизит можно достать и разных местах например,
на рынке, в мебельном магазине и в антикварном салопе. Нс
забывайте о том. ЧТОобъекгы и фрукты нужно выбирать, ру-
ководствуясь неким критерием. Который определяет, как
они должны выглядеть. Например, столик и скатерть,
возможно, должны иметь мягкий «старинный» облик: ча-
ша же, напротив, может быть сделана ил темного щюзрач-
ного хрусталя и обладать изящной и пропой формой. Для такого снимка
можно непользовать только свежайшие фрукты. Когда все объекты прине-
сены в студню, <|хттог|хм|> н се ассистент организуют их в определенную
композицию.

ЗАДОК

151

В трехмерной компьютерной графике все объекты, использующиеся н
сцепе, называются просто моделями Из раздела II пои киши мы узнали,
•гто трехмерные модели могуг быть созданы с использованием разных ме-
тодов. Кома модели пострк'иы. их можно поместить в виртуальную сту-
дню. существующую в памяти компьютера, н организовать нужным обра-
зом с помощью комбинации геометрических преобразований.

Вернемся к фотографу, размещающему сейчас столик рядом с панелью
в центре помещения и фотоаппарат напротив столика. гак что окно на па-
нели оказывается позади столика. Опа рккладываст и фрукты и чаше. Вот
она отходит назад, смотрит на фрукты через видоискатель ii|xx|xxciioiia.Tb-
ного (|и>т(К1Нпа|хпа. установленного на штатив вблизи объекта съемки, по-
том втхшращается п перекладывает фрукты. На этом этапе фотограф дела-
ет снимок вспомогательным <|хугоаипаратом. который она держит в руке (в
этот фотоаппарат заряжена пленка для моментально! и фото; у него имеет-
ся вспышка), только для того, чтобы оперативно получить предваритель-
ный вил композиции. Из-за резкого света сработавшей вспышки цвет в не-
которых участках полученной ([миографии размыт, общая иллюзия глуби-
ны немного нлтх'ковата.а нежность некоторых текстур потерялась. Тем не
менее, мгновенная фотография свое дело сделала она зафиксировала по-
ложение объектов в простристве и композицию. Аналогичные оператив-
ные снимки можно получать и в трехмерных программах визуализации
(рендеринга).

Теперь все элементы на гюрмо|л а на месте, и нужно переходи п. к расста-
новке источников света и подбору их яркости. цвета и <|х»куса. Так как сни-
мок выполняется внутри студии, естественный солнечный свет практиче-
ски отсутствует. Поэтому фотографу придется воссоздать не только сол-
нечный спет, но и дополнительное освещение. которое нужно а|юкусиро-
вать на нескольких областях фруктов для того, чтобы подчеркнуть их фор-
му и акцентировать отсветы и тени, лежащие на :них фруктах. усилив тем
самым :и|х|к*кг глубины.

(Я HOBIII.il К< ВIIIFI н и и I еглтшп и \
Наш воображаемын <|м»тограф останавливается на минуту, оглядыва-
ет темное. почти цугтое помещение и пытается мысленно оценить (впзу-
.инзнровать) эффект, производимый разными типами освещения па
фрукты, скатерть и стены. Обсудив некоторые стилистические возмож-
ности н технические нюансы со споим ассистентом, фотограф решает
начатье одного интенсивного, но непрямого заполняющего прожектора,
создающего имитацию дневного света с|м*лиеГ| интенсивности. Заполня-
ющий прожектор ставится между натюрмортом и камерон, по направлен
он от натюрморта на вогнутую переносную поверхность отражения в
форме зонтика.

Затем фотограф тщательно выставляет три маленьких Н|южскгора-с11о-
тэ. направленных на разные фрукты в чаше. Так как у всех трех прожекто-
ров одинаковая интенсивность. (|юто|раф должна придвинуть пли отодви-
нуть некоторые из них от фруктов в соответствии с желаемым з<|х|юктом.
Пока фпог|>аф выставляет свет, ее ассистент занимается освещением зад-
ника (с изображенным на нем пейзажем), который размещен за фальш-
стеной н просматривается через окно. Ассистент ||ютогра(|к1 |нчпаег ис-
пользовать две маленькие лампы заполняющего света с легкой голубой ок-
раской. что позволяет имитировать свет холодного дождливого дня. Эти
лое лампы направлены па задник под углом 15 градусов oi задней стороны
фальш-стены (рис. 6.1.2),

Большинство трехмерных программ |к*ндсрнн|'л позволяет художникам
выбирать и размещать источники света с теми же возможностями интуи-
тивного метола проб и ошибок и с гой же степенью точности. как и при ра-
боте с реальными прожекторами.

При размещении источников света фотограф и ее ассистент постоянно
1ЮДХ0.ВП к фотоаппарату’, чтобы с помощью видоискателя проверить, вы-
деляют ли источники света композицию натюрморта и создают ли они
впечатление. задуманное в начале процесса. Поначалу оценки освещения
косят интуитивный характер и являются чисто зрительными. Однако не-

6.1 3. Запоминающиеся эффекты
освещения и рендеринга
в Сыюрг были получены
с помощью программы
рендеринга по алгоритму
трассировки луча Вт лтй.

(© 2002 Tomck Baginski
and Platige Image).

6.1 4. Равномерное внешнее
освещение и яркие источники
верхнего света были использованы
для освещения этого сделанного
с низкой точки кадра из
анимационного фильма

( V	fiimc Д »'«•« v/i

2003 AWmagicNel Norway)
полны»

V

6.2.1. Полноцветное изображение
CMYK получается, когда четыре слоя
изображения просматриваются
вместе. Разделение по четырем
цветам (голубой, пурпурный,
желтый, черный) используется
в большинстве механически
воспроизведенных цветных
изображениях, которые мы видим
в бумажных журналах и книгах

|М‘Л выполнением окончательного снимка фотографу необходимо изме-
рить освещенность систематическим и точным методом. Такие измерения
выполняются с помощью специального ycT|xiii<-nia. называемого экспоно-
метром. который выдаст точные числовые характеристики света. присут-
ствующего и любой точке трехмерного просгранстти.

В ходе процесса измерения освещенности необходимо также сверить (и
скорректировать) данные освещенности с другими числовыми значения-
ми. ||снол1к<угмым11 и процессе <|ютографнровання натюрморта. Среди
этих значений могут оказаться, например, скоростные и хроматические
(цветовые) параметры фотопленки, хроматическое значение фильтр, по-
метенного на объектив фотоаппарата, а также хроматическое значение от-
раженного ста. Такие постоянные персиршерки необходим...... только

для гоп), ч тобы сделать «рамотпую работу они являются неотъемлемой
частью творческого процесса подбора освещения.

При визуальных оценках, выполняемых путем «подсмотрон» через ви-
доискатель. ассистент замечает, что поверхность одного из фруктов выгля-
дит тусклой и немного плтх-кой. а это не соответствует тому, как этот
фрукт должен получиться на фотографии. Фотограф н ее ассистент реша-
ют. что это произошло оттого, что Кожина плода подсохла при хранении в
магазине. Опп также приходят к выводу, что. поскольку другого плода у
них пег. лучшим решением проблемы будет нанести немного масла на ко-
жицу. В трехмерных п|инраммах рендеринга характеристики поверхно-
стей всех объектов можно легко определять и тонко подстраивать.

Когда все источники света настроены.а поверхности доработаны. насту-
пает время выполнить небольшую коррекцию положения и «(юкуспровки
<|ютоапиарата. Фотограф решает заменить объектив фотоаппарата объек-
тивом другого типа, обеспечивающим более широкое полеобзора, благода-
ря чему в финальное изображение можно вписать больший участок сцепы
без необходимости отодвигать <|кпоаппарат (рис. 7.4.3 и 7.4.4). Наконец
сцепа । гл она к съемке. Трехмерные программы рендеринга предоставляют
пользователям инструменты, имитирующие объективы с разным фокус-
ным расстоянием, а также соответствующие .м|м|хчсгы такие, как глубина
резкости (рис. 6.1.3 и 6.1.4).

6.2.	Цвет

В этом параграф* рассматриваются наиболее распространенные цветовые
модели, использующиеся в трехмерном компьютерном рендеринге, вклю-
чая модели CMYK (голубой, пурпурный, желтый, черный). RGB (зеле-
ный. К|>ас11ый, синий) и HSL (цветовой тон. насыщенность и светлость).
Дополнительная пн<|юрмацпя по разрешению иветопе|х*дачи и таблицам
сгхгтнетстния цветов содержи тся в главе 13.

Аддитивные и субтрактивные системы

Тем из Вас. кто -изучал* теорию инета в детстве, давали три баночки с
красной, синей и желтой краской и говорили, что нужно получить другие
иве га. смешивая тс, которые были в этих баночках. Нам говорили, что три
основных цвета это красный, синий и желтый (RBY). I Io это было нс
все. Дело в том. что эти цвета - денствнтельно основные, но только в цве-
товой среде, основанной на пигментах. Субтрактивная система RBY по-
лезна для понимания взаимоотношений между цветами в мире бумаги и
красок.
Голубой, пурпурный, желтый, черный

Еще одна модель. использующаяся для описания и определения цветов,
основанных на пигментах это цветовая модель CMYK (голубой, пур-
пурный, желтый. черный). Эта модель широко используется в ipa.iiimuiii-
ной шм1праф||ц и цифровой печати для механического воспроизведения
цветных изображении (рис. 6.2.1).

RGB 209.	RGB: 205.	RGB. 217,
42. 53.	193.0	20. 120.
HSB 356.	HSB: 56’.	HSB 330‘,
80%. 82%.	100%. 80%	91%. 85%
CMYK 9,	CMYK. 29.	CMYK- 12.
92. 78.1.	11.100,2.	93.0,1.

Зеленый, красный и синий

Цвета. отображаемые па компьютере, существуют в цветовой среде, ос-
нованной на излучении света. Эти цвета создаются путем сочетания раз-
ных количеств трех основных цветов в аддитивной цветовой системе:
зеленого, красного и синего (RGB). В модели RGB циста определя-
ются содержащимся в них количеством зеленого. красного и синего.
Сочетание или сложение всех основных цветов к системе RGB
даст белый цвет (отсюда и название аддитивная система, то есть
система сложения). Сочетання двух основных цветов RGB дают
результаты. которые не имели бы смысла в основанной на пиг-
ментах модели. Например, комбинация равных частей красного
и зеленого света дает желтый снег. Цветовая модель RGB ис-
пользует преимущества технологии, на шпорой основаны компью-
терные мониторы: она представляет собой точный и эффективный
способ описания цвета и используется по всех компьютерных систе-
мах. (й).ты11111и-пи» программных пакетов отображай»г каждый из ос-
новных цветов RGB в отдельном слое или канале, так что можно ра-
ботать с каждым цветом отдельно (рис. 6.2.2 п 6.2.1). Цвета RGB мож-
но описывать. задавая числовые значения, спектр которых может
просп1ратъся. например, от0 до I. или от 0 до 255. Значение чисто-
го зеленого цвета 0-255-0. Значение зеленовато-голубого может
быть 150-2011-255. а желтоватого темно-оранжевого 120-80-30
(рис. 8.3.3).

Цветовой тон, насыщенность и светлость

Для многих людей, работающих в визуальной сфере, использование
мидели RGB оказывается затруднительным. В качестве более иптун-

niiuioii альтернативы для задания цвета и основанной на излучении света
среде можно использовать цветовую модель HSL (цветовой тон, насы-
щенность и светлость). В этой модели цвета оппсынаются параметрами их
цвегоного тона. iiacbimeiiiiocTii и светлости. Цветовая модель IISL может
быть визуализирована в виде трехмерного п|мкт|кн1стпа, что упрощает
размещение п описание цвета. Это пространство может быть определено

RGB: 76.
16. 124.
HS8: 273'.
87%. 49%.
CMYK; 82.

95. 0.0

RGB: 202.
69.136

HS8: 330 .
66%, 79%
CMYK: 18.

83,0,1.

RGB- 146.
203. 28.

HSB 80,
86%. 80%
CMYK: 53.

0, 99.0.

двумя конусами, основания которых соединены.

Вертикальная ось. п|и»ходящая между двумя вершинами. используется
для определения светлости или темноты конк|мтного щита. Светлость
цвета увеличивается пли уменьшается в направлении данной осп. причем
более светлые цвета находятся на вершине этого пространства, а более
темные внизу. Насыщенность щита возрастает по .пиши, которая начи-
нается перпендикулярно к ве|тп|калы1ой осн пространства, а закапчивает-
ся на внешней поверхности. I (пета на внешней поверхности являются пол-
ностью насыщенными, тогда как цвета вблизи цснт]к1 пространства размы-
ты. Цветовой тон и цветовом н|к»сгранегпе IISL изменяется в .uhiiiciimikth

6.2.2. Эти красивые уторы
демонстрируют значения образцов
цвета п цветовых /моделях RGB,
HSB и CMYK. Значения RGB
простираются от О до 255. CMYK -
от 0 до 100%. а значения HSB
выражаются в градусах (цветовой
тон) и процентах (насыщенность
и яркость) (С разрешения Akira Kai,
FOTON).
6.2.3.	(вверху справа) Данная
диаграмма цветового пространства
МКО определяет цвета
в электромагнитном спектре
Тс цвета, которые воспринимаются
человеческим глазом, находятся
внутри дельтовидной формы,
а те, которые лежат вне видимого
спектра (например, инфракрасные
или ультрафиолетовые частоты),
находятся за пределами этой формы
(« Photo Research, Inc
Все права защищены)

АЛЬФА-
КАНАЛ

6.2.4. Каждый из основных цветов
RGB содержится в отдельно*» слое
или канале Эти слои изображений
могут также содержать отличную
от цвета информацию. Например,
альфа-канал содержит черно-белое
изображение, которое можно
использовать в качестве трафарета
для маскирования некоторых
участков слоев, комбинируемых
с другими изображениями

от угловою положения цвета «округ вертикальной оси. Все спектры цве-
товых тонов располагаются вокруг вертикальной осн. а их положение
можно задать в градусах.

Горизонтальные срезы пространства IISL дают много значений щито-
вого тона и насыщенности для одного и того же значения светлости. Серые
цвета нейтральные и «бесцветные» располагаются по вертикальной
осп. Абсолютно белый и абсолютно черный можно найти на вершинах
пространства IISL Расп]ххгтрансиным вариантом цветовой модели HSL
является модель HSB цветовой тон. насыщенное гь и яркость. (кновное
различие между моделями IISL и USB состоит в том. что в последней для
определения хроматического пространства вместо двух конусов использу-
ются два цилиндра. Графическое изображение цветового пространства
USB представлено на рис. 8.3.4.

Преобразования цвета

При создании изображений с помощью компьютера часто возникает необ-
ходимое ть н|>еобразован11я одного цветового пространства в другое. Про-
исходит это главным образом из-за того, что творческий процесс обычно
протекает в обеих цветовых средах то есть в среде, основанной на излу-
чении света и в пигментной среде.

Когда мы сканируем фотографии или рисунки, мы имеем дг.тог цветом,
основанным на пигментах. Когда мы работаем с существующими на экра-
не изображениями или создаем новые, мы имеем дело с цветом, основан-
ным на излучаемом свете. Когда мы распечатываем наши изображения на
бумаге, мы опять сталкиваемся с цветом на базе пигментов.

В большинстве случаев цветовое преобразование выполняется исполь-
зуемой нами программой автоматически. Разумеется, качество этих цвето-
вых преобразований у разных п|юграмм разнос. Если нас в целом устраи-
вает выдаваемый нашей компьютерной системой цвет, нам не нужно вме-
ишватытя и процесс цветового н|х*обра:юваИ11Я. Ec.ni автоматическое (или
заданное по умолчанию) преобразование пас не устраивает, следует вы-
полнить балансировку инета и цветокоррекцию или заручиться под-
держкой опытного в работе с цветами пользователя.

Цветовые диапазоны

В начале 1930-х гадов Международная комиссия но освещению (МКО)
впервые представила цветовое пространство, определявшее* все цвета
спектра. видимого человеческим глазом. Цветовое пространство МКО яв-
ляется хорошим подспорьем для понимания топ», какие цвета мы можем
видеть: например, ультрафиолетовый и инфракрасный цвета находятся за
пределами видимого спектра (рис. (5.2.3). Цветовое пространство МКО
удобно также и для визуализации хроматических диапазонов разных
сред Оказывается, не все среды и методы. используемые памп для созда-
пня цвета, способны воссоздавать абсолютно одинаковые цвета. Этим объ-
ясняется то. почему цвета, которые мы видим па экране, отли'шются от
цветов, которые мы получаем на распечатке. Знание того, какие цветовые
диапазоны не перекрываются н разных средах и форматах, поможет п вы-
работке решений, позволяющих обойти подобные физические ограниче-
ния воспроизведения цветов.

Типичной проблемой, возникающей при создании компьютерных ню-
браженнй. 11|х*дназначенных для записи на видеоленту. является то, что
цвета, созданные па компьютерных RGB-мониторах, слишком ярки и на-
сыщенны для показа па экранах стандартных телевизоров. Тс. кто готовят
материал для видео в системах RGB. вынуждены отсекать цвета RGB. ле-
жащие за пределами цветового диапазона, д ля предотвращения появления
и финальной видеозаписи таких искажений, как цветовые «протечки». Это
иллюстрируется на рис. 6.2.5 и 6.2.6, где образец цвета из пространства
RGB преобразуется в пространства NTSC и СМУК.

6.3.	Этапы процесса рендеринга

Весь процесс рендеринга состоит из пяти «м'новиых этанов. независимо от
используемой компьютерной системы. Выполнение этих этапов в жесткой
последовательности не является обязательным. В сущности, некоторые
проекты требуют некоторого изменения последовательности этапов. Бо-
лее подробно весь производи венный процесс описан в главе 2.Вследствие
сложной и кумулятивной нрн|х»ды процесса рендеринга, обычным явле-
нием становится значительный объем определенных колебаний (возвра-
тов) между стадиями, происходящих до завершения рендеринга.

Однако следует иметь в виду, что реализация одинаковых методов в раз-
ных программах может потребовать небольших отклонении от последова-
тельности выполнения этанов, описанной в этой книге. 11а рис. 6.3.1 при-
водится п<х*ледователы1ость основных этапов процесса рендеринга в виде
блок-схемы. Подробно каждый этап процесса рендеринга рассматривается
в разделе III.

Первый этап процесса рендеринга состоит в том. чтобы получить подле-
жащие просчету модели либо прямо из топ» модуля программы, в котором
производилось моделирование. либо из какого-нибудь периферийного
хранилища вроде жесткого диска. Обычно средн этих моделей имеются
персонажи, предметы реквизита и декорации. Втором шаг манипулиро-
вание камерон и пространстве X YZ с целью получения такого вида сцены.

ГAI.WA Й(.л

РАЗЛИЧИТ МОДУ «СЛ И NTW

6.2.5. Темные области в нижнем кругу
отображают ратные хромат >»•«:< кие
диапазоны цветовых пространств
RGB и NT5C

(Хэк>141ЬН. К<»1 III»IIIUIII ГТ1MIEI’I II1ГД
ГАУЛ'ЛЯСв

«ж пост огсесния смгх

РАЗЛИЧИЕ МЕЖДУ МЛ И СМУК

6.2.6 Темные области о нижнем
кругу отображают разные
хроматические диапазоны шиповых
пространств RGB и CMYK.

который представляется нам наиболее интересным. Мы можем мснятыю-
ложспие камеры, наклонять се. изменят!, фокусное расстояние и глубину
резкости, а также надстраивать пропорции и разрешение изображения. Ес-
ли нужно, мы. возможно, организуем объекты в сиене по-другому. В-треть*
их, мы продумываем и реализуем схему освещения. Это можно выполнить,
нарисовав на листе бумаги расположение источников света н указав их ха-
рактеристики. или путем мысленной визуализации В трехмерном про-
странстве компьютерной программы мы можем выб|кпт. и разместить не-
сколько источников света.

Далее мы залаем множество характеристик поверхностей объектои.
включая цвет, текстуру, глянцевитость, отражательную способность и про-
зрачность. Задание поверхностных характеристик часто требует присталь-
ного внимания к деталям. Хорошо выполненная работа на этом этапе за-
лог качества. совершенства и выразительности конечного результата визу-
ализации.

Наконец, пятый этап состоит в выборе метода затенения (шейдинга) и
генерировании конечного просч1панного изображения. Задание характе-
ристик поверхностей и выбор метода шейдинга два отдельных этапа, но
по сути они связаны друг с другом н зачастую перекрываются.

Если геометрия или шейдинг в какой-то сиене слишком сложны, разные
компоненты подобных сцен обычно просчитываются по отдельности. Это
часто называют работой или рендерингом но слоям. Простой пример та-
кого приема отдельный рендеринг задника, затем - рендеринг элементов
переднего плана и. наконец, их комбинирование друг с другом (компоан-
типг) с помощью методов, описанных в главе 13 (рис. 13.1.1).

Методы рендеринга

Для превращения каркасного вида трехмерной модели в затененное
(шсйдннговос) изображение используется множество методов рендерин-
га. Помимо качественного размещения источников света в сцепе и задания
обтА'ктам поверхностных характеристик, на конечный затененный образ
сильно влияет тип применяемого метода рендеринга. Необходимо учиты-
вать. что пользователи систем рендеринга (особенно готовых систем) за-
висят от возможностей используемого метода пли алгоритма рендеринга.
Отчасти э го объясняется тем. что большинство систем рендеринга обычно
поставляется в виде -черных ящиков», которые лишь принимают геомет-
рические данные к переменные визуализации - такие, как освещение, за-
тенение и поверхностные характеристики. и нс могут быть модифициро-
ван ы пол ьзователем.

11сключенпем из этого правила является язык шейдинга RenderMan.
обеспечивающий конфигурацию рендеринга. которая может настраивать-
ся пользователем. 11екоторые программы рендеринга снабжены подроб-
ными техническими примечаниями. поясняющими работу щюграммы; та-
кие примечания могут дать важную иш|юрмацию о способах выполнения
визуализации данной программой. Эта ин<|юрмацня может оказаться по-
истине неоценимой при создании сцепы, которая будет впоследствии ви-
зуализироваться. Однако в большинстве случаев необходимо довольно
много практиковаться, прежде чем появится ощущение или понимание то-
го. как визуализирует конкретная программа. Знание сильных и слабых
сторон программы рендеринга может быть очень полезным на многих ста-
диях трехмерного компьютерного творчества от стадии эскизов и |хк-
кадровок вплоть до получения и записи конечного продукта.

160

< )( 11<>1Ч 1Ы1- К< ИII in IIIII11 I’M 1ДК 1’1 II11 V
Следует учитывать несколько практических аспектов, касающихся рен-
деринга в целом. У каждого метода рендеринга, описанного в этой главе,
имеются свои плюсы и минусы. Зачастую один и тот же метод рендеринга
слегка по-разному реализован в разных программах, поэтому нс стоит рас-
считывать на получение идентичных |юультатов при использовании од-
ного и того же метода |кндсриига и одних и тех же переменных в двух раз-
ных пргпраммах. Наконец, следует иметь в виду, что можно использовать
несколько методов рендеринга в совокупности. Это называется гибрид-
ным рендерингом. Па рис. 6.7.4 и 6.12.4 показаны результаты рендеринга
сцены но слоям с использованием как рендеринга по ал гори i му трассиров-
ки луча, так и рендеринга по алгоритму излучатели гости.

6.4.	Удаление скрытых поверхностей

Скрытые липин и поверхности обы*кга. которые не просматриваются с
точки зрения камеры, необходимо удалять до выполнения визуализации
трехмерных каркасных моделей. Для сортировки всех точек, линий и по-
верхностей объекта и принятия решений о том. какие из них видимы, а ка-
кие нет. было разработано несколько алгоритмов. После принятия тако-
го решения видимые поверхности оставляются. а скрытые поверхности
удаляются (рис. 6.4.1). Прежде, чем можно будет начать п|мк'чет полиго-
нальных сеток и кривых поверхностей свободных форм, они разбиваются
на треугольники; этот процесс называется тссселированпсм (разбиением).
Как поясняется в главе 9. удаление скрытых поверхностей определяется
отношением между ориентацией их поверхностных нормалей и положени-
ем и ориентацией камеры. Имеется много методов удаления скрытых по-
iicpxiHKTcii; эти методы можно разделить на две общие группы: методы
удаления в ii|mkt|kiiictbc объекта и методы удаления в пространстве изо-
бражения. Лишь немногие гибридные методы рендеринга работают и в
пространстве объекта, и в пространстве изображения.

Методы удаления скрытых поверхностей в пространстве объекта бази-
руются на выполнении вычислений в трех измерениях. Эти алгоритмы
требуют значительных компьютерных ресурсов, но зато генерируют дан-
ные. которые могут быть использованы для совершенствования визуали-
зации текстур и тенен, а также для устранения ступенчатости (зубцеобраз-
ного дефекта). Примером объекто-пространственного метода рендеринга
является алгоритм трассировки луча стандартный метод рендеринга, ис-
пользуемый многими современными программами визуализации.

Трассировка луча под|ызумсваст отслеживание лучей с вето (излучаемо-
го источниками снега в сцене) по мере их отражения или прохождения
сквозь объекты и. наконец, достижения камеры.

Методы удаления скрытых поверхностей в пространстве изображения
сохраняют информацию о глубине объектов в сцене, по выполняют сор-
тировку пл бокового положения и только до уровня разрешения. прису-
щего дисплею. Методы рендеринга в пространстве изображения визуали-
зируют трехмерную сцену, проецируя модели па двумерную плоскость
изображения (рис. 6.4.1). Алгоритмы рендеринга в пространстве изобра-
жения, в общем, ;и|к|к‘ктпнны, но отбрасывают часть исходной трехмер-
ной Ш1<|м)рмацип. которую можно было бы исполыювагь для улучшения
теней, текстур и устранения ступенчатости. Многие методы удаления
скрытых поверхностей в пространстве изображения были разработаны в
начале 1970-х годов: среди них метол разбиения поверхностей Варио-
ка (1969). метод построчного сканирования Воткинса (1970) и метод

6.3.1. Этапы достаточно
стандартного процесса рендерим! а
Ло выполнении нескольких
этапов делается тест, позволяющий
проверить, все ли идет так.

как надо. Если нет. переменные
корректируются В главе 2
представлены блок-схемы других
процессов цифрового производства,
которые разработаны для
конкретного типа проекта,
конфигурации рабочей группы,
бюджета и сроков

(Ъ 31(111111.11 КОНЦЫ И11III ВЕНЛКПИПЛ

161
6.4.1 Хамелеон, смоделированный
с помощью кривых поверхностей.

а мтем преобразованный

в полигональную сетку. Просчитан
в каркасном режиме с удалением
скрытых линий

(С разрешения Тима Ченга).

6.5.1. Цвет на видимых поверхностях
этого хамелеона был просчитан
для каждою пикселя

Общее количество отраженного
поверхностью модели спета равно
произведению падающего света
на отражательную способность
поверхности

сортировки по глубине 11г.ювелла (! 972). (Последний обычно рассматри-
вается как гибридный алгоритм, сочетающий пространство объекта н
нрост|кшств() изображения).

Другие исследователи выполнили множество усовершенствований н
доработок каждой нз оригинальных процедур |кч|Деринга в пространстве
изображения. Лишь немногие из современных программ, использующих
методы |хч1дсрн11г<1 и пространстве изображения. выдают нн<|юрмапню <»
том, какой конкретно метод они используют, однако в целом существен-
ной разницы между изображениями, полученными г нснолыговаипем раз-
ных методов одного уровня сложности. нет. Тем не менее, среди некоторых
ограничений, присущих методам рендеринга в пространстве изображения,
стоит отметить гот г|икт, ’по некоторые нз них работают только с полиго-
нальными сетками, или же плохо работают (если вообще работают) с мо-
делями, созданными с помощью параметрических кривых поверхностей.

6.5.	Буфер глубины (z-буфер)

Метод рендеринга, называемый бу<|н'|х»м глубины (z-буфером). является
примером рендеринга в пространстве изображения. но также включает не-
которые концепции, реализованные в (м5ъсктпо-простра11СТ1гс1Н1ом ренде-
ринге. Метод z-буфера (или бу<|нра глубины) гюлучил пик* название из-
за топ», что при его использовании все объекты в сцене сортируются по их
положению по осп Z. то есть но глубине. Данные по глубине сохраняются
в буфер и используются в процессе рендеринга при вынатненни вымпеле-
пин, необходимых для удаления скрытых поверхностен.

При методе z-буфера удаление скрытых поверхностей п|юпзвод1пся
поочередно для каждою пикселя каждого объекта. Этот алгоритм опреде-
ляет, виден ли объект сточки зрения камеры, проверяя но одному каждый
его пиксель. Если объект является видимым, информация по его глубине
(пли (хичтоянню от камеры) п|м»всряегся с целью установить, не является
ли он на данный момент сортировки самым близким к камере объектом.
Если по так, объекту присваивается значение затенения в этом пикселе, и
тест на видимость повторяется для этого же объекта по всем пикселям на
экране. Когда определение видимости одного объекта завершено, выбира-
ется другой объект, и процесс определения видимости вновь выполняется
ио всем его пикселям (рис. 6,5.1). Установить, находится ли новый обм-кт
ближе к камере, чем ранее протестированный объект, легко: для этого нуж-
но просто проверить нш|юрмаццю по глубине нового объекта.

Если новый объект ближе к камере, его значения затенения замещают
предыдущие значения затенения для данного пикселя. Рендеринг но алго-
ритму буг|н*ра глубины завершается после того, как видимость всех объек-
тов в сцепе была проверена по всем пикселям.

6.6.	Трассировка луча

Трассировка луча это метод рендеринг а. шхш(ыяюн|пй создана г ь фото-
|ктин<*гпчные изображения трехмерных сцеп. Трассировка луча является
одним из наиболее развитых и точных способов визуализации. отчасти
Из-за того, что предусматривает просчет каждого луча света в сиене, от-
слеживая еп> прохождение сквозь всю сцену вплоть до камеры. При ис-
пользовании метода трассировки луча получаются изображения с очень
точными отражениями и п|к*ломл<ч1нямн света, а также с.деталыгыми тек-
стурами и тенями.
it общих чертах алгоритм трассировки
луча работает пнем создания луча для ка-
ждого пикселя па экране и отслежива-
ния его трассы (но одному лучу за раз)
назад к источнику света. Луч по во-
ображаемая прямая линия, проходя*
тая через трехмерное пространство и
собирающая данные визуализации.
При пом при отражении светового луча
от разных поверхностей в сиене пли про-
хождении сквозь них вычисляются соот-
ветствующие значения дчя ряда харак-
теристик луча (рис. 6.6.1). Метод визу-
ализации на основе т|кк'си|ювкп луча
имитирует то. как лучи света проходят от

источников света в наши глаза, отражаясь по пути от поверхностей. кото- 6.6.1. Процесс трассировки лума
рые изменяют их характеристики. Однако было бы непрактичным трас-
сировать все лучи света, испускаемые источником спета в сцене, так как
многие из этих лучен нс логтнгакп камеры. Вследствие эпи о щмираммы
трассировки луча отслеживаю? лучи света в обратном направлении сп
камеры к источнику света, что обеспечивает минимизацию объема не-
нужных вычислении.

Главное преимущество просчета по алгоритму трассировки луча со-
стоит в том. что изображение трехмерной сцены просчитывается н трех-
мерном пространстве. Трассируемый луч движется в трехмерном про-
странстве и часто перебросы нгется от одного объекта на другой. Такие
лучи позволят учитывать процессы например, изображения. отразив-
шиеся на какой-то поверхности. пли преломление пита прозрачными
объектами, которые лучше всего симулируются в трехмерном про-
странстве. В отличие от методов |мндерпнга в пространстве изображе-
ния. алгоритм трассировки луча точно симулирует поведение света в
грех м ер ном и ространстае.

Основные средства управления в рендеринге по алгоритму трассиров-
ки луча базируются па глубине трассировки луча, количестве пикселей в
изображении и количестве источников света в сцене. Глубина трасси-
ровки луча связана с числом разрешенных лучу контактов с поверхно-
стями я трехмерном пространстве. Наиболее тонкие детали в и:юбраже-
min. обрабатываемом по этому алгоритму. определяются глубиной трас-
сировки луча.

Гюлыппнство программ трассировки луча использую? |кипыг способы
управления для лучей отражения, лучей преломления и прозрачности п
теневых лучен. Каждый из этих типов лучей обеспечивает просчет разных
компонентов визуализации трехмерной сцены. Глубина лучей каждого
тапа является независимой от глубин лучей других типов. На рис. 6.12.2
показаны версии изображения, просчитанного по алгоритму трассн|ювки
луча при разных комбинациях глубины трассировки. На первом нзобра-
жепнп пет отражений, а прозрачные поверхности небыли визуализирова-
ны. как прозрачные. Второе изображение содержит достаточно много от-
ражений на отражающих поверхностях в преломления па преломляющих
поверхностях но теин отсутствуют. I la tjxtwm изображении есть тени
и увеличенное число отражений и преломлений. Прн использовании ви-
зуализации по алгоритму трасси|ювкп луча необходимо помнить, чго по-
верхность. которая определена как сильно отражающая, практически пре-

0(1 К >11111.11 КО11ЦН1ННИ ГН1Д) РИНГА

163
6.6,2 Деталь сцены, просчитанной
по алгоритму трассировки луча,
пключакмцая отраженные источники
света и преломленные объекты
и декорации.

(С разрешения Чарльза Ксури)

1<»1

вращается в зеркало, из-за чего теряет многие другие поверхностные ха-
рактеристики.

Лучи отражения проходят сквозь сцену по прямой и отражаются <п
попавшихся на их пути отражающих объектов под тем же углом, под ко-
торым они упали па эти объекты. Как только па точку в трехмерном про-
странстве упал луч н числовое значение этой поверхности было подсчи-
тано. из этой точки к центру каждого источника света в сцене испуска-
ется теневой луч. Точка в трехмерном пространстве будет видимой
лини, в том случае, если теневой луч на пути к источнику света не на-
толкнется па другой объект. Если в процессе трассировки луча в сцене
попадаются прозрачные поверхности, для просчета значения преломле-
ния света генерируются лучи преломления. В большинстве программ
трассировки луча функция преломления активируется только в том
случае, если у поверхности, которая должна п|м*ломлять. имеется тол-
щина. определяемая как расстояние между передней и задней сторона-
ми поверхности (рис. 6.6.2 и 6.6.3).

Количество лучей, трассируемых и сцене (независимо от их глубины
трассировки), сня.зано с iipocTpaitcnNMiiiMM разрешением сцены. которсх*
определяется суммарным количеством пикселей и изображении. Каждый
луч трассируется назад к источнику света через каждый пиксель изобра-
жения. Следовательно, увеличение числа пикселей приведет к увеличе-
нию количества трассируемых лучей н периода времени. необходимого
для выполнения рендеринга изображения.

Количество источников света к сцене также влияет па количество лу-
чей. трассируемых при прохождении сквозь это сцену, и. соответственно,
на длительность выполнения просчета. Объясняется это тем. «по обратной
трассн|м>вке подвергается каждый луч света, достигший камеры.

Из-за большого объема вычислений, 11|х'дус.матрпваемого методами
рендеринга по алгоритму трассировки луча, многие программные паке-
ты обеспечивают возможность предварительного п|>о< могрэ небольших
участков сцены в режиме трасс11|х»нки луча (рис. 6.12.3). Некоторые про-
граммы оценивают время, необходимое для выполнения |м*ндсринга. и
уведомляют пользователя об этом с тем. чтобы он мог заняться в этот пе-
риод выполнением других задач. В большинстве случаев пнет отражае-
мого поверхностью света И|Х)счнтывасТСЯ как комбинация красного, зе-
леного и синего света. Цвет отраженного света основывается на цвете по-
всрхпости. цвете падающего на поверхность света п на отражающей спо-
собности поверхности для каждой (красной, зеленой и cimcii) составля-
ющей света.

6.7.	Глобальное освещение и излучательность

Глобальное (общее) (хшещенис позволяет создавать образы. которые Гюлее
точны физически. нежели созданные с помощью любого другого метода
рендеринга. Это объясняется тем. что при методе глобального освещения
просчитывается непрямое освещение на объектах, включая диффузные,
глянцевые и зеркальные нзаимоотражеиия между поверхностями и пере-
дачу света от других объектов (рис. 6.7.2). Рсндеринговыс методы глобаль-
ного (М'всщси11я базируются на принципах теории освещенности и переда-
чи энергии. Имеется несколько разновидностей просчета глобального ос-
вещения. включая 1шучатслыкмт1» и фотонные карты.

Алгоритм ||з.1учатслыюс1И просчитывает диффузные взаимные отра-
жения между поверхностями и. как правило, предусматривает разделение

( h IК Mil И 4 Е К< >1111НI Hl III I'EI ЩЕП11II \
11
I

геометрии сцепы на участки или кластеры полигонов в соответствии с тем,
как на них воздействует свет. При подсчете жиучательностн полигоны
обычно классифицируются как источники света, снстоиринимающпе по-
верхности и свстоблокпрующие поверхности.

Используя прием итерации, алгоритм и;<лучатслы1остт1 н|ххчнтывает
количество света. переданного or одной поверхности к другой. Итерация
(повторение) продолжается до тех пор, пока анергия света не поглощается
поверхностями полностью или пока опа нс рассеивается в пространстве.
При рендеринге по алгоритму ихтучатсльносп! разбиение трехмерного
пространства основывается на количестве света, испускаемого или переда-
ваемого между поверхностями. При выполнении классификации поверх-
ностей, необходимой для выполнения просчета пзлучательпости. генери-
руются структуры данных, которые при отображении на экране выглядят
как сетки разбиения (рнс.6.7.1). Как н|»ннло. эти структуры данных тре-
буют большого <и>ъема основной памяти (RAM) и подготовительных вы-
числении. После opraHii:iamni сетки разбиений можно отслеживать ихту-
чаемую каждым источником света энергию но всей сцене, основываясь на
Геометрии поверхностей. Расстояние между поверхностями и их угловое
положение дна важных фактора, использующихся для установления ко-
личества переносимой световой энергии. Прежде. чем свет рассеется в
пространстве, значительная его часть отразится между поверхностями, сс-

6.6.3. Изображение, просчитанное
по алгоритму трассировки луча,
с эффектами отражения
и преломления

Обратите внимание на лентовидную
структуру, использованную
для изображения лошадей
(С разрешения Чарльза Ксури)

(ХМОВИЫГ КОНЦЕПЦИИ 1*Е11ДЕГ1ИП'А

|ûû
6.7.1 в этой визуализации
по алгоритму излучательное™
трехмерное пространство
разбивалось с помощью наложенной
сетки на последовательность
небольших пупков полигонов-
источников, полигонов-приемников
и полигонов-блокираторов.

что позволяло упростить вычисления
(Из работы «Разбиение

и упорядочение больших объемов
вычислений излучательное™*;
авторы Сет Теллер, К. Фаулер,
Т Фанкхаузер и П Ханрахзи
Группа Прогона Калифорнийского
университета в Беркли
и Лаборатория компьютерной
графики Принстонского
университета. С разрешения
Сета Теллера).

ли они параллельны друг другу. Если поверхности перпендикулярны. пе-
реносится меньше энергии. а если они «смотрят* в разные стороны, пере-
носа вообще нс происходит. Точно так же. больше энергии переносится,
когда поверхности расположены близко друг к пруту. чем когда они удале-
ны другог друга (рис. 6.7.3). Один из наиболее поразительных световых
;м|и|зектов. достигаемых при iiciiojuuhuhiiiii и. мучительности. эффект
просачивания цвета (color bleeding). Он возникает, когда окрашенные
об1>екты портаают часть своего цвета соседним объектам за счет лп<|я|»узпн
света. Например, при рендеринге ярко-к|к1спон с<|х'ры по алгоритму нзлу-
чателыкхтп она отб|хк'нт бледно-красный диффузный рефлекс па сосед-
нюю белую степу.

Пзлучагелынх гь можно сочетать с другими методами визуализации,
что позволяет получать поразительные и беспрецедентные результаты. В
фильме-призере Ванни 1и.чучатслыюгп» использовалась для визуализа-
ции декораций и реквизита, тогда как оба главных героя просчитывались
по алгоритму трассировки луча, а затем комбинировались с окружением
гак. как если бы были моделями «живой* съемки (рис. 6.7.4 и 6.12.4). Пря-
мое освещение персонажей исключало iiciio.ikioikhihc излучателыкхти.
так как визуализация меха по алгоритму излучательшхти была бы непра-
ктичной. Интересный побочный .к|м|юкт от использования пзаучателыю-
ггп достигался за счет oquniiviciinn разрешенных отражений света в сцепе.
В данном случае один пли два цикла взаимных отражений света не позво-
ляли просчитать все детали сцены, так как при этом не обеспечивалось до-
статочное количество выборок излучателыюгт. Любопытно. что полу-
чившийся в результате дефект изображения дал картину, аналогичную
эмульсионному зерну па фотопленке. Создатели фильма использовали
преимущества этого артефакта стохастическом выборки, шхтавпп его на
службу эстетическим целям. Зерно пзлучателыюсти варьируется от кадра
к кадру. и такие отклонения зависят от множества факторов

Еще одной разновидностью глобального <хвсщен11я является рендеринг
по фотонным картам. Фотонные карты это наборы маленьких эиертепь
четких пакетов, эмитируемых в сиену для отображения прохождения све-
та в пространстве. Значения фотонов, полученные при их огражении. по-
глощении пли передаче сквозь поверхности н объемы, используются для
просчета глобального (Х'вгчцепня (рис. 8.3.2).

С помощью этого метода можно визуализировать такой выразительный
световой ;м|м|х-кт. как каустика Узор каустики создается, когда зеркаль-
ный свет ||юкусирустгя пли рассеивается за счет отражения или преломле-
ния. п обычно наблюдается при прохождении света сквозь хрусталь или
воду (рис. 8.1.6 8.1.7).

6.8.	Рендеринг на основе изображения

6.7.2 (но прогнвоположной
странице). Диалоговое окно
глобального освещения
программы XSI. (С разрешения
Softimage Со Все права защищены)

Рендеринг на основе изображения (как и моделирование на основе изобра-
жения) основан на получении данных о геометрии, текстуре изображения
и глобальном освещении путем анализа фотографической информации.
По сути, этот тип визуализации позволяет воспроизводить трехмерное ок-
ружение путем использования выборки <|мпогра(|шчсскпх изображений.
В целом, чем более тщательно трехмерная сцена воспроизводится по изо-
бражениям. тем сложнее стоящий за этим анализ и дольше визуализация
(рве. 6.8.1 и 6.8.2).

В ряде первых экспериментов с рендерингом по п.<об|Х1Жсниям фотогра-
фии реального мира использовались для получения карт глубины сцены и

166

()< новиыь к< НИ ИЗ IIИIII гнинчппх
ре-проецирован ня пикселей в трехмерном пространстве. Качество этих
ранних образцов визуализации по изображениям сильно зависело от коли-
чества отснятых видов данной сцены. Если фотографий было мало, и про-
считанном изображении появлялись пробелы и ошибки; однако современ-
ные методы позволяют вычислять недостающую информацию и запол-
нять зазоры аппроксимированными данными (рис. 6.8.3).

Сбор информации, использующейся при рендеринге па основе изобра-
жения. это важный этап, так как он определяет качество конечных |х*-
зульгатов. Эта информация включает изображения, записанные фотогра-
фическим пли цифровым путем с максимально возможным качеством и
разрешением.

При сборе информация учитываются и данные по экспозиции и диа-
фрагме объектива. или предельный динамический диапазон, замеры ни-
тенсивнсхтп светового потока или энергетической яркости, пн<|юрмапии
о положении <|ютоаш1арата и расстояние до некоторых ключевых точек
сиены (получается путем точечных замеров) и, наконец. пп<|юрмацпя о
пше падающего на объекты света например, прямой или фильтрован-
ный солнечный свет или свет ламп накаливания.

Анимационный фильм Фиат люкс хороший пример всестороннего
экспериментального проекта, созданного с использованием молелпрова-
нпя, рендеринга и освещения на основе изображения. Геометрия, внешний
вид п освещение сиен реализовывались с использованием qxviCTB цифро-
вой фотографии. Окружение и освещение были получены нз 1|ютографий,
снятых в соборе Святого Петра в Риме. Различные виды были зафиксиро-
ваны посредством фотографии к высоком динамическом диапазоне
(HDR), позволяющем захватить весь спектр освещения; у некоторых из
.лих образующих фотографий динамический диапазон составлял более
100 000:1. Некоторые снимки, сделанные с разной скоростью сраблтыва-

6.7.3. Имитация освещения
в главном холле библиотеки Эли
Лилли в университете штата Индиана
о Блумингтоне. Это изображение -
одно из первых, полученных
с помощью алгоритАта
иалучательности - было создано
п начале 1990-х годов с помощью
версии 2.2 программы Radiance Грега
Варда Геометрия была создана
с помощью пакета AjtoCad
(12-я версия) для IBM RISC 6ОСО
(С разрешения Ребена Макфарланда
и Скотта Роутсна, Artifcx.
Блумингтон, Индиана).

()(11ОВНЫЕ К<ИIIIFJIIIIIII РИ 1ДЕ1ЧII Н’А
4HJKH iioiiiinidwi \riiiiii.n(xlinni<|>iii<>n iH'iUinivoii .» in n •injoiixdoiimi on к.)
KMKL’.ir.xIn.iKil no i n jk iii 11 xriiii.o.iwh aVtxlii I'li i.'iid uviv jriiiiionliiiVndi лея
*<1HU inillinodllL'AKlM IOMIUV.xIjOII К.М.Ж11ГОИГ111 llllimilll OH *l|.U_M>ll.\d.)ll
•on xrnubivx.Mli. ilmIikniuiujov Ш.М1Э emjjhuvroi ini.iVon hxiihii<I.iekjXv
odn '.mujiii!(Ii.mmIii ivoild.nvx.xliii.HiiiHHeiooiNl‘(HciN>«лнпЬкил!(iioiihiu.)
•ИП!.х|<Шм|>.)11 НГО1Л|\' (67, Cl Jlld) IHVCVUWK IIKI'IIIhlll-lllLT’.Ml ttlllMllli.MMllI
(ILI'IO EIIO XI'.M ‘O.IO.I. .)Г.М>11 IIIAltOlY HOIld.MVX.Mll Ч.1.11НЛ1\||(1|| ОПЖО1Ч dH(loi
-OX ||.41(XJI!doOl.)OII I'ldl4l. lll|l •IIJ .VI Oil 'lioyo.» lOIKI.HII.Dr.XllI .111111*.)! ,M)| I llllll
..vrndcjoni xHiid.nvAHi' ii'LUxji’dgo xurobih ch .nuXdr 'p.iiiiitbVii.xl aioiiibiv
-x.xll XEV0H.1K Cll HllVUOlIJO .iridoiox.lll !tlimB£l<rBA£ttS HOIfhlliOIIVBddoiOl})
-an ?i tioVoxtoii oflWKDiiK Ju»XiiiA)lnXj iiiviiiiur.xb iiivhiiiioiiIihVccU ui.inn:
-<)> xii oii'Xo *miu. ИГЛГКГ.1МП aridoiox iiiiii.).'Ki!dooi:ii xi'iiminVonoii и niiMciv
-nun iioiid.noi<iiiKo?i iioiid.nxx.xli iniiiiivro.) ndn .xni.iiirdi.xxlii.nxl .xiMtxhini
1И1П.ЛГОН 11IIH ll!.»Vl l.xl OlIOIII.II1JIIL1!.XIoI<x|m|| FlVobllV IIOl'OI x-()6(i| .яшох я

jHndatfHad И1чньи1эи1геэдо1офэн *6*9

(Г» 9 'J’«d) кип
-.rrndooni ajoiniiimh.xxlii xkdiii. xami on хкнплтшко n K.riiwiiidim.xxln
It llll.u •U.HIH.U’dlUD KElX.nno IVII'I.MI.IU.IIHIL) orilL-onixni Oil. •XKII<|H?(LlOJO(|)
xnim i.'iiii.indo ch xiiiiinceoeiALAJiidii 'Kiiiresoiuo X плнл n iiiiii3.v.iidi.o *nox
-inn ihiii.m.t’Va kit q.Hin’iHM^ii-on.Hi эжмш. Kini.nii.ni.xi агппнт aruiVox.)] |

•|||111,)ЖО1.'О11 1\'011ЖХ|1 II II IILXWdK

|_1онжХп iiLMi.i ПО.ХНПЫН.М1 xi'iiid.iivx.xli Kiiiimi».» KiTi-HivciH^iroii.ni iu.mi.)
oodll KIIII.)T1!do<M!ll l’ XKIn|nxllOL<x|> nil .M>HIII.’ll<xlllJMII<|>lli: 'Kllll.nil.W.XI ЯОХ
•iiiiMMJH .И111.)жо|.-оп 'i.xirin iMiriiixlii ioH aiLLNieduodii ixoikI.hvx.mIi я ivaicj’
(c’8'9 and) onidDivo.)j en 'i.iiinnKxliiii.xxlii iinii.)x<i.xhx»:ii mdirx с’-тсф»
Kiii№iodni.*.)Voiv i'ik.ilmi.) iiox.x)i>iidi.)Ki\r<Lioio<|i ix.niiiditJivitdii .> ivkik|i
-viUoiix|>oii .nxiifi и inIl)|| qioikhj) iidixxi.iHiAiVniv iioiKbivx.xhiioijodii кип
-.mkIijoii klt av-xiu.'i.HinriKKi'inni.Hi cravudjodii me :(«KirXu .)•) тнгинял!
marciAidii 'iJiiinnini'ni.» Kiiiicnodni'.iiroiv ojond.nvxodi riwivcibodii iioindm;
-пни (X’iiiiokoii .) iv.ni?f; (i ffy Л1к1) nuoNdK iiox.whiii.ud.HK- ipiilDnad ион
• ИЛИНГ J ЛННЛЖ1Х(о<И'И .MMIIVlXloilCU .MMIIlV.l II HII.MIIIV.VUJO IILTIIJ 'IxIlHUCi: кип

<6661 'wiKbg •
хзлнхЬеинА уихэниндофшггм
'vaopratf won «><нэп»<К|М э) оожшд
tnoofDSHAvX емчиап э «ooinmiRiegedgo
tnooxvdgcxii r '«wveodnf m/ngcia
HixjxdK иожюыиал1энс ж<нэжсддо£»1
XNHHMiXuOU XrldOlOXJH HCXCUHlV
Hffiooi-Hwi’H'.'V veoHtxhaodu axhcu
HOHnvtr о кнюпмею ox>i««3voi>duvnaM
BWKXbvrtM •UXXXOW.Of)
oinnttbauwoo MHHOxedgcoi xhic m
эоУжгх вшит ги охжнэЪригсо
'vxudcni ojo*»4iiT>d3$ ojoso.vpMtfxXntf э
maoxde иох»>апакМнс иимвжгбдосн
(esitiwHgoavai otqlnowou э)
киооп waiXu Bxrwat/ vims
ngodu dawn HHtrxtx ciaea fkIjiyve
3RHi^h01 i4na.tuounn ivwg ojoi awodx
t’dogoa ojatnKOiaVH аинэпивю и

Vku иннтэнп лошк нкпд
(ahitHedn yoH*o</o<x>eniodu vh) t g 9

(so-pnjg Air Опи 3661 >)
HixxHt/diVhAuTH (axdogna) wndav/rc
wRMH.iKitwdjo кдсРолид аЛмнаоЛиои
'ахилии vw xvx *ч13О1эинКаг рн
a««<wniwi) auuvdgo mhow rw
oja ч1ГО<х1мзАхоф) и HXhouww 10
iae> uroodHiHjnxc nowowtou
evdoiox '(vdtrvx mvrizatfadu et)
41/ЭН1Ш evw'nraicxcdio vwaHiaivou
14/1Я9 yoxyow trvw eVoEwue ojoic
нинатэяхз wd|j irwAu iwnodmavdi
AwiHdoRT ou - vo-ogvg кгиьо** it
нншк/ ntser ivva v 'юхэнчилекЛиси
wvotdojvp waKHrootn/oiOH э
nwviHioodu m/wg v*vag vawd»
mwoy в iwEKBxad н wuhrdoxatf f Z’9
(>< JIOKHIJF KOIIIUIIIlllll I'HLUJ’IIIH A

169
6.8.2 Чегырехугольиые плиты
и сферы в мультфильме Фиат тюлт
анимировались процедурным путем
или с помощью симулятора динамики
программного пакета ЛЛаул
Окончательная визуализация
выполнялась на кластере рабочих
станций с использованием системы
глобального освещения Radiance,
•по позволило имитировать
фотометрическое взаимодействие
объектов и их окружения
Окончательный облик был получен
с помощью комбинации
рассеивающих, поляризационных и
котирующих фильтров, примененных
к просчитанным изображениям
с высоким динамическим
диапазоном (С разрешения
Пола Девебека. Калифорнийский
университет в Беркли. 1999).

щнхея методов шейдинга (затенения). Методы вефотореалнетнчного рен-
деринга иногда называют тришендерамн (мультяшными тендерами), так
как результаты их применения напоминают рисунки комиксов с присущи-
ми им черными контурами и несколько плоскими цветами. Некоторые ги-
бридные методы визуализации позволяют сочетать реалистичные и нефо-
торсалистнчные приемы рендеринга. применяемые за один или несколько
проходов.

На рис. 6.9.1 представлено тестовое сравнение результата обычного за-
тенения с не<|илорсалист11чном визуализацией с плоскими цветами. На
трех результирующих кадрах наблюдается неравномерная ширина конту-
ров и узкая цветовая палитра (рис. 6.9.2).

На рис. 6.9.3 показано изображение из короткометражного мультфиль-
ма Рыбачка, просчитанного г помощью процесса пмитапин акварели, на-
чипаюшегося с создания двумерной маски из трехмерного целевого объе-
кта. Внутри маски имитируется различное поведение нт ментов жилкой
акварели, а па поверхностях имппфуются связующие вещества с разными
абсорбционными и отражающими свойствами. Благодаря использованию
этот процесса можно визуализировать геометрнюс некоторыми ;и|>фскт.1-
ми. типичными для акварели, включая перекрывающиеся лессировки ком-
плиментарных цветов (как на риг. 6.9.3): зф(|х,кты сухой кисти; затемне-
ние по краям, типичное при мазках влажной кистью по сухой основе; рас-
текания. когда водяная клякса распространяется на участок с влажной
краской; гранулирование и разделение пигментов, а также шпеки, обыч-
ные при живописи «мокрым по мокрому». Получившийся |М‘зулыат изме-
нялся во времени для отображения меняющегося времени дня, а также на-
строения главного троя. Просчитанное изображение на рис. 6.9.4 имеет

170

(как >вные концепции гы «дети1 пл
6 8.3. На виде вверху слева
представлены некоторые
геометрические детали (выделены
синим), которых не было на
исходных фотографиях. Остальные
виды иллюстрируют фаты процесса
аппроксимирования данных
и заполнения ими пробелов
с помощью программы
реконсгруи рои ания.

(С разрешения Чун-Фа Чанга.

Г. Бишопа, А Ластра. Н О'Брайена
и АСМ).

вцд картины, iiiaiiaiiicininii ryaiiii.Hi. Для него пгп(1лыо11;ппсь карты про-
зрачности. позволявшие наложить неправильные <|юрмы. например, мет-
лу, на прямоугольную геометрию. Па рис. 6.9.5 представлспы результаты
паюльзованпя двух вариантов метода нефоторсалист11чн(>по рендеринга,
изменяющего оттопок цвета в соответствии с данными затенения света, а
также добавляющего контур, похожий на контуры рисунков, принятые и
традиционной рисованной анимации. Варианты отображают разновидно-
сти шейдинга и подсветки, полученные за счет пспачьзоваиня разных ва-
риантов моделей iiieilunir.i.

6.10.	Аппаратный рендеринг

В большинстве п|мк-кгов сложные операции визуализации традиционно
просчитывались программным обеспечением, и только простейшие из них
симулировались аппаратной частью. Компьютерные сииемы начала девя-
ностых годов прошлого века, например, выполняли просчет только в па-
кетном режиме, но также могли обеспечивать непосредственный аппарат-
ный просмотр с ограниченными возможностями. Аппаратные визуализа-
ции сводились к простым методам шейпинга и редко включали карты изо-
бражений или рельефные карты (карты ие]х>н1юсп.’й). Однако рендеринг в
реальном времени изменился с появлением мощных и доступных по пенс
фафшкекнх карт таких, как карты производства компаний NVIDIA. ATI
и 3D Libs. Эти карты значительно повысили мощность визуализации,
обеспечиваемую использующимися для создания трехмерной анимации
компьютерами, а также компьютерными игровыми платформами (рис.
6.10.1). Возможности |х*ндери11га у расщиктрапсиных игровых платформ

6 9.1 Мальчик, просчитанный
с использованием простого
шейдинга и нефотореалистичиого
алгоритма затенения, применяющего
плоский цвет к целым зонам
(На основе произведения Марка
Тетро Режиссер: Филип Стамп

•n Tube Nunavut Inc 1 Матс Tetfo).

ОСН(>К11ЫГКОНЦН1Ц1П1 ГМ(ДН'1111ГА

171
6.9.2. Эти пейзажи
визуализировались путем
разделения геометрии на группи
с разными Z-r дубинами. Обратите
внимание на изменяющуюся
толщину линии, использованной
для оконтуривания форм
(На основе произведения Марка
Тетро. Режиссер. Филип Стамп
€' Tube Nunavut Inc. С Marc Tetro).

впечатляют: Sony Playstaiion 2. например, просчитывает G(> миллионов
т]х*уголышков в секунду, использующая карту NVIDIA приставка Х-Вох
производства Microsoft просчитывает 125 миллионов треугольников, а
GameCulx* производства Nintendo 12 миллионов треугольников в секу и-
ду (рис. 1.2.10). На рис. 6.10.2 показана сцена из игры 5/л/го the Dragon.
просчитанная па Playstation. а на рис. 6.12.7 изображения из игры
Oddworid: Munch's Oddysee, просчитанные на X-Box.

Многие современные графические карты обеспечивают значительную
сложность рендеринга. Это возможно не только благодаря возросшему ко-
личеству микроэлектронных устройств па самой плате*, по и потому, что
некоторые алгоритмы рендеринга были встроены в кремниевые чипы.
Примером мощности рендеринга, обеспечиваемой новейшими поколения-
ми графических карт, могут служить технические характеристики разра-
ботанной ATI платы Radeon 9800: программируемые аппаратные вершин-
ные и пиксельные шейдеры, до восьми параллельных мювейеров ренде-
ринга. проход визуализации до 16 текстур на пиксель, цветов» к* разреше-
ние до 128 бит на пиксель, ускоритель рендеринга теневых объемов, бо-
лее 18 миллиардов выборок в секунду по всей сцене для обеспечения уст-
ранения ступенчатости, скоростная сортировка z-буфера, поддержка
сложных кривых поверхностей высокого порядка и непрерывные уровни
разбиения по полигонам для обеспечения динамичных уровней дсталпза-
ции (I.OD). Помимо возможностей трехмерного рендеринга, некоторые
высококлассные графические карты обеспечивают обработку видео в ре-
альном времени например. ;<ахват видео в стандартном или высоком раз-
решении и декодирование файлов MPEG-2. Вершинные шейдеры (успех
shaders) это подпрограммы в конвейере i рафической карты, которые мо-
гут обрабатывать данные вершин, передаваемые трехмерным игровым
движком. Эти данные описывают т]к,уголы1ики полигональной сетки и
включают положение вершины, рассеянный (диффузный) цвет, зеркаль-
ный цвет, до четырех пар координат текстуры и диапазон тумана. 1Ickoto-
рые графические карты предлагают программируемые вершинные шейде-
ры. что обеспечивает возможшхть регулировки операций с данными вер-
шин. Вершинные пкчаеры гибкие inter рументы; их можно использовать
даже для просчета автоматического скнппннга (одевания кожей) скелето-
на динамики.

Помимо встроенных возможностей аппаратного рендеринга некоторые
г|К|ф|1чсскме карты являются полностью программируемыми. Эго означа-
ет. что можно |Х13|»батыват1*с1иш алгоритмы шейдинга. а затем выполнять
аппаратную внзуалнхчцню в реальном времени.

I lanpiiMcp. графический язык Cg и формат файлов CgFX, разработан-
ные компанией nVIDlA можно использовать для создания и сохранения
|1лат(|юрмо-нсза1шс11мых шейдеров дтя аппаратного рендеринга. Па рис
6.10.1 показан реалистический персонаж, просчитанный на карте
nVIDlA GeForce FX с помощью шейдеров, написанных на языке Cg.
В общих чертах, шейдеры, написанные на языке Cg. компилируются пли
нрсоб]>азуютея графической картон в графический формат API. исполь-
зуемый дайной компьютерной системой. API - или И1пер<|х’йс про-
граммного приложения представляет собой набор команд низкого
уровня, применяющихся для вывода изображений на компьютерный
дисплей. В настоящее время наиболее широко используются два API-нн-
терфейса Open GL и DirectX.

Muonte про|раммируемые аппаратные шейдеры карт не менее гибки,
чем программный рендеринг не в реальном времени. Например, рсалн-
стпчсскнн персонаж на рис. 6.10.1
включает несколько аппаратных тен-
деров на языке Сд. Дна вершинных
тендера обеспечивают ее движение:
ветвящийся скелетный шейдер там,
где сетка тела управляется анимаци-
онной оснасткой, и шейдер сопряже-
ния форм. деформирующий ее лицо с
использованием контрольных параме-
тров. Кожный шейдер использует для
создания реалистически выглядящей
человеческой кожи сложную комби-
нацию цветовых карт, зсркачьиых
карт и карт характеристик крови. Этот
шейдер просчитывает маслянистость

пове рхности кожи и количество крови, циркулирующей непосредствен-
но под ее поверхностью. Нюансы освещения реализовывались с помо-
щью наборов карт для рассеянного, зеркального и бликующего освеще-
ния кожи. .Анизотропный шейдер волос просчитывает различные значе-
ния для прядей волос н зависимости от их ориентации и внешних воз-
действий. Шейдер прозрачных крыльев модифицирует цвет, отражае-
мый крыльями, а также количество света, проходящего сквозь крылья,
на основе углов обзора и света.

6.9 3. Цвета в этой имитации
акварели анимировались с целью
отображения изменяющегося
времени дня и настроения Рыболова
(Риоптмг, короткометражный
мультфильм Дэвида Гейни. PDI)

6.11.	Форматы файлов для рендеринга

Все программы трехмерного рендеринга обеспечивают сох|ынснне и вос-
становление из памяти просчитанных изображений. которые также на-
зываются файлами изображений, в своих собственных <|и>рматах. Неко-
торые п|)ограммы рендеринга могут также сохранять файлы просчитан-
ных изображений в одном или нескольких стандартных <|юрмагах. Бла-
годаря .пому свойству данное программное обеспечение .может обмени-
ваться файлами с другими прикладными программами или другими ком-
пьютерными платформами. Поэтом причине мы ненадолго остановимся
на тех форматах файлов. которые можно использовать для обмена фай-
лами изображении с другими программами или компьютерами (рис.
6.11.1). Информацию о собственном формате просчитан и ых файлов, ис-
пользующемся вашей программой, можно почерпнуть в руководстве
пользователя. (Дополнительная информация ио «|юрмата.м файлов име-
ется в главе 15).

Файлы изображений не следует путать с файлами моделей. Файлы изо-
бражений содержат исключительно двумерную информацти. так что ма-
нипулировать ими в трехмерном п|хк-трансгве можно, только наложив их
на объект.

Помимо собственных («родных») форматов файлов, большинство про-
грамм рендеринга поддерживает один или все наиболее распространенные
форматы файлов изображений. включая следующие: TIFF, TGA.JPEG.
QuickTime. EPS и Cincon. Каждый из .mix форматов был разработай для
определенных целей и, соответственно, приспособлен для выполнения
специфических задач (рис. 15.3.1). Можно преобразовывать <|к1йлы из од-
ного <|юрмата в другой. 11ногда ото можно делать прямо в программах рен-
деринга тех, которые имеют функцию внутренней конвертации файлов.
Однако если необходимо провести большой объем преобразований фай-

6.9 4. Девочка Зоэ визуализирована в
стиле. напоминающем выполненную
гуашью картину (T.12002 Sparkling*.
Компьютерная графика. Sparx").

OctKnnnai.Koiiiujiiuiii гы щернпга
6.9.5. Нефотореалистичная
визуализация. демонстрирующая
результаты, полученные с полющыо
новой модели шейдинга с бликами,
переход цвета от холодного
к теплому и линии контуров (вверху),
и аппроксимацию этого метода
с использованием традиционного
шейдинга по Фонгу, два цветных
источника света и контурные линии.
(К> 1998 Amy Gooch)

дон изображений, чаще всего используют ciiciiiia.Tiuii|x»Raiiiiuc програм-
мы преобразования файлов например, Adobe Photoshop или одну из но
скольких отдельных программ-утилит конвертации.

В целом, п повседневных производственных условиях, млн когда отсут-
ствуют или не работают конверторы экзотических <|юрматов, удобно нс-
полиовать нижеупомянутые форматы. Например, т|юрмат TIFF для луч-
шего качества деталей полутонов, EPS для высококачественных черте-
жей пли каркасных визуализаций, Quick Time для сжатых и переноси-
мых иоследователыюгтей аннмашш и формат Cincon .ня храпения широ-
ких динамических диапазонов. В теории а в большинстве случаен и на
практике эти <|юрмагы файлов переносимы и между платформами, и ме-
жду операционными системами (рис. 6.11.2).

Формат файлов TIFF (Tagget linage File Format) распространен в про-
граммах прелпечатнон подготовки и пздателмкпх программах и удобен,
когда просчитанное изображение нужно вос11|юнзвест|1 в печатной пуб-
ликации. Формат TIFF сохраняет подробные данные серой шкалы, кото-
рые могут быть очень полезны при генерировании высококачественных
полутонов (сеток из точек разных размеров), обычно необходимых для
печати. Файлы TIFF, как правило, большие, поэтому во многих приложе-
ниях обычно предусматриваются средства или утилиты для их компрес-
сии н декомпрессии. Формат TGA очень распространен в п|юграммах
для видео и весьма j<|x|hkthbcii и удобен для переноса файлов в видео-
среду. TGA эго сокращение от TARGA названия семейства графиче-
ских плат, разработанных в начале 1980-х и явившихся пионерами обсс
печения микрокомпьютеров видео-входами и видео-выходами. Формат
JPEG использует оче1н> эффективную систему компрессии (сжатия) изо-
бражений. которая может воздействовать на разрешение н качество изо-
бражения (рис. 15.3.3). Благодаря своим компактным размерам. i|khliu
JPEG широко используются для передачи изображений низкого разре-
шения но сети Интернет. Формат QuickTime удобен для сохранения не-
подвижных изображений, последовательностей анимации и звука при
разных уровнях компрессии изображения и качества (рис. 15.3.4).
QuickTime также поддерживает разные скорости кадров в секунду, пото-
ковое видео н совместим со звуковым цифровым интерфейсом музы-
кальных инструментов MIDI. Формат EPS (Encapsulated PostScript)
распространен в программах нреднечагиой подготовки и может быть
очень полезен и эффективен, когда нужны высококачественные каркас-
ные чертежи. Файлы EPS обычно требуют большого объема памяти дм
своего хранения и пересылки. Несжатый формат файлов Cincon широко
используется для захвата нюансов и динамических диапазонов изобра-
жении, записанных в оригинале на кинопленку, и обычно дает 10-разряд-
пун» глубину цвета для каждого канала RGB. (Дополнительная информа-
ция по (|юрмата.м файлов содержится в главе 15).

6.12.	Подготовка

Рендеринг может быть комплексным процессом вследствие большого ко-
личества факторов. которые играют в нем роль. ?>го нс означает, чти рен-
деринг обязательно должен быть сложным. Большая часть от дельных сту-
пеней этого процесса, в сущности. проста. Однако если все эти ступени
принять во внимание и сложить, получившийся результат потребует хоро-
шего понимания п|Х)цесса и определенных базовых навыков управления,
позволяющих учесть все tohkixth и последствия, заложенные в нашем вы-

171

(HaiomibiKKoiniFJiiiini i'hi.th'hiii \


6.10.1. Этот персонаж просчитывался
графической каргой NVIDIA
GeForce FX в реальном времени
с использованием специальна
написанных шейдеров. Дои состоит
нз 203 741 треугольников, скелетона,
насчитывающего 98 костей,
и 50 морфнческнх целевых объектов
для анимации лица. (г1 2002 NVIDIA
Corporation. Все права защищены).

боре нпструментов и методов. Представленные здесь рекомендации имеют
целью сделать процесс рендеринга как можно более успешным и эффек-
тппным.

Делайте пометки и не выбрасывайте их

Даже iipix-геГнная трехмершш сцена содержит большое количество пере-
менных, определяющих то, как будут выглядеть просчитанные объекты
после выполнения компьютерной визуализации. Всегда полезно записы-
вать все пли некоторые нз этих параметров в блокнот или в п]юнзвол(т-
вениыи журнал. Разумеется. важно также нс затерять этот блокнот н дер-
жать сто пол рукой па притяжении всего н|юцссса рендеринга. Запись всей
информации по визуализации на каком-нибудь лис точке плохая практи-
ка, гак как такие листки легко теряются. Иногда во время просчета сцены
на компьютере мы хотим еще рал взглянуть па информацию, заложенную
нами в компьютер.

В зависимости от используемой памп компьютерной системы иногда
можно получать эту |пн|юрмацию даже в процессе выполнения рендерин-
га. Имея такую возможность,записи вести необязательно, ио ваш блокнот
пригодится, если компьютерную программу нельзя прервать дтя того, что-
бы мы могли ознакомиться с нужной нам информацией, пока машина ве-
дет просчет. Важно также иметь записи пол рукой, когда наш доступ к ком-
пьютеру ограничен ио причинам, от пас нс зависящим: например, выпол-
няется резервирование системы и опа недоступна: мы в пути, а аккумуля-
тор нашего ноутбука сел: мы у клиента, а их сетевой теледоступ к пашен

6.10.2. 8 игре S/if/niiltr 1)гицпн'а
на одну сцену и среднем приходится
около 7000 полигонов

(без персонажей), просчитанных
на игровой платформе Playstation
(С разрешения Universal Interactove
Studios. Inc. и Insomniac Games. Inc.)
6.11.1В ходе произволетва файлы
изображений многократно
конвергируюкя нз одного формата
а другой Это изображение было
сохранено в нескольких форматах
и для нескольких компьютеров,
пересылалось по сетях» и было
в результате записано на пленку
с помощью цифрового рекордера
Г лядя на это изображение.

вы и не догадаетесь, что этот файл
переводился из формата в формат
и переходил из системы и систему.

bmp
dn
cps

8if

iPK- ipe«
pk. pct
qt
«ga
tiff

Bitmap
Cineon
Encapsulated
PostScript
GIF
JPEG
Picture
QuickTime
TARGA
TIFF

компьютерной системе вдруг отказал; или .ми в одном купальнике на пля-
же в выходные размышляем о нашем проекте, причем кроме полотенца, у
пас при себе ничего пет.

Моделирование влияет на рендеринг

Как пояснялось в разделе II этой книги, многие решения, принимаемые
нами в процессе модслн|ювапня, оказывают прямое воздействие на работ)'
н|юг|)аммы рендеринга. В целом, при одних и тех же условиях рендеринга
хорошо построенная модель просчитывается быстрее, чем выполненная
«коряво*. Когда мы сами отвечаем за построение моделей, причину проб-
лем |x*iuicpinira легко отыскать в пеп|к1впльных решениях, принятых па
стадии моделирования. По. как вы. наверно, уже поняли, в некоторых слу-
чаях из-за сроков выполнения проекта нли отсутствия у пас .китагочных
навыков модели, которые мы должны визуализировать, создает кто-то
другой. В подобных случаях нам следует обязательно узнать, какие мето-
ды использовались для построения моделей, правильно они использова-
лись пли нет. и принимались ян во внимание вопросы рендеринга па ста-
дии моделирования.

Среди некоторых аспектов моделирования, которые могут стать источ-
ником головной боли при рендеринге, упомянем следующие (они мопгт
меняться в зависимости от используемой программы): пересекающиеся
полигоны. вогнутые полигоны, открытые полигоны, некорректно постро-
енные поверхности с отверстиями, поверхности, которые должны был» кы-
|хшпены друг с другом, но между ними все же остались небольшие трещи-
ны. модели, у которых количество вершин и полигонов превышает воз-
можности н|юграммы |М!ндер1шга. модели, экспортировавшиеся из других
программ моделирования, в |Н'зульг,гге чего некоторые исходные атрибу-
ты модслп|хшанпя потерялись или изменились при конвертации, а также
<ю14‘кты, содержащие другие объекты, которых гам быть нс должно.11но-
г.ы подгибные недостатки модели можно «обойти» за счет изменения пере-
менных рендеринга нли путем выбора другого метода рендеринга. Но не-
редко приходится и возвращаться на стадию модел11|юваипя. устранял!
проблемы модели, а затем вновь переходил. к стадии |х*ндсрпига уже с ис-
правленным файлом модели.

6 Г1.2. Некоторые из наиболее
распространенных форматов
файлов (и их расширения)
для неподвижных изображений
Описание этих и других форматов
содержится в главе 15.

6.12.1. (нл противоположной
странице) Диалоговое окно
иллюстрирует важность проверки
заданных по умолчанию значений
{(лобальных предпочтений)
программы рендеринга перед
началом просчета модели
(<Г• Alias| Wavefront, отделение
Silicon Graphics Limited).

Рендеринг связан с анимацией

Между рендерингом одного вида трехмерной сцены и рендерингом со-
тен кадров этой сцепы Как составляющих последовательности анимации
пли 11111с]К1Ктивпого прохода имеется большая разница. В общем, при ис-
пользовании одного и того же метода рендеринга (и независимо от исполь-
зующейся компьютерной системы) рендеринг одной» плана занимает на-
много меньше времени, чем рендеринг многих видов той же сцены. Это оз-
начает. что зачастую мы можем позволить себе чрезмерно сложный ренде-
ринг. только когда работаем всего пал одной сценой

Мы можем создать сложную организацию освещения. задать нсскольки
текстурных слоев и множество слоев трассировки луча. Если картинка нс
нравится, мы можем просчитать ее снопа два. пять или десять раз, по-
ка не останемся довольны. Однако когда мы работаем нал десятками и сот-
нями кадров, приходится быть практичными и выбирать такие настройки
рендеринга, которые наша систем;» сможет выполнить к диктуемым п|юек*
том срокам или просто в разумные сроки. При выборе же параметров
рендеринга лтя аннмашш нужно быть особенно осто|южным и учитывать
возможности и скорость |мч1лсрннга. обеспечиваемые вашим оборудова-
нием. Проверьте, за сколько времени просчитывается одни кадр, н ум-
ножьте это значение на количество кадров, которые нужно просчитать.
Учтите, что выб|хм1нын .тля такого теста кадр должен быть достаточно ре-
презентативен (в анимационной 1кх<лелонателы1огт11) с точки зрештя
сложности рендеринга. Обычно характеристики рендеринга в анимацион-
ной последователь! 1<>стп варьируил . Например, могут добавляться источ-
ники света. пли н середине последовательности н сцене мот иояшгтыя
сложные модели.

Учитывайте ограничения вашей компьютерной системы

Краине редко доводится работать в системе, у которой ресурсы аппарат -
noil части не представляют никаких проблем. Сколь бы нп была велика
мощность наших компьютеров, их всегда можно «посадить». заставив вы-
полнять слишком тяжелый рендеринг. Поэтому целесообразно работать в
таких диапазонах параметров рендеринга, которые соответствуют возмож-
ностям вашей системы. Если вы не обладаете неисчерпаемыми финанса-
ми, позволяющими проводить модернизацию нашей компьютерной систе-
мы еженедельно. есть смысл работать и творить в пределах ограничений,
присущих нашей системе.

Рендеринг связан с выходным продуктом

В отличие от завершенных трехмерных моделей. которые можно затем из-
менять без необходимости пе|к*делк11 «с нуля*, готовые просчитанные
изображения, которые хочется изменить, необходимо полностью просчи-
тывать заново. Визуализации всегда создаются при онрсдстеином выход-
ном разрешении. До выполнения |>ендсрш1га особенно такого, который
требует большого объема компьютерной обработки цслес(юб]шио про-
думать выходные опции и выбрать самые подходящие. Как поясняется в
главе 15. вопросы выдачи чаше всего касаются цветового, пространствен-
ного н -<|юрматноп>* разрешения щик читанного изображения (или пос-
лсдователыюсп! изоб|>ажсшш). Подумайте о том. сколько изображений
нужно визуализировать. Одно? Сто? Тысячу? На чем их будут просмат-
ривать RGB-мониторе или экране телевизора? Что будет использовать-
ся для их показа в кинотеатрах обычный кинопроектор или цифровой
проектор?

Проверьте файлы предпочтений
(настройки по умолчанию)

Если вы работаете дома, или на |xi6otv за вамп закреплен отдельный ком-
пьютер. вы. возможно, единственный, кто использует вашу программу
рендеринга или всю нашу компьютерную систему.

В этом случае вы. скорее всего, знаете, что содержится и в системном
файле предком н нпй. и в файле предпочтении программы рендеринга. I la-
стройки. содержащиеся в обоих, определяют многие фундаментальные ас-
пекты процесса визуализации. Как показано на рис. 6.12.1. файл предпоч-
тении программы рендеринга можно изменить таким образом, чтобы пол-
ностью хшретптъ некоторые операции, которые, вы. возможно. задали в
других частях программы.

Ol J !< НИ IЬ! Е К< >111IH11 u 111 ГН 1Д El'l 1111 \

1
ОТГАЖИЯИ I ИКЛОМЛОМ О, ПНИ о

ОГРАЖГНИ1 «.ППЛОМЛОШГ I ТО«« о

ОП>АЖ1НЯСй.ЛПЛЭМЛ1Н»«С В.ПНИ 1

6.12.2. Э»и «ри версии одного
и того же изображения,
просчитанного по алгоритму
трассировки луча, основаны на трех
разных комбинациях глубины
трассировки луча, Значения глубины
для отражения, преломления и теней
в первом изображении: 1 -0-0,
во втором: 3-1-0, в третьем 5-3-1

6.12.3 Небольшой квадратный
участок этого изображения
был предолрнгельно просчитан
по методу трассировки луча,
тогда как остальная часть
изображения просчитывалась
с помощью более скоростных,
но менее точных методов

17,4

Делайте тесты рендеринга

Одним из преимуществ использования компьютера для визуализации
т]юхмерных моделей является то. что мы можем просматривать нашу ра-
боту но мс|»с tv выполнения. cha возможность просмотра очень удобна и
процессе рендеринга. особенно если окончательный рендеринг сложный
(рис. 6.12.2). Выполнение гсстов рендеринга (то есть контрольных визу-
ализаций) н низком разрешении пли с помощью простых методов шей-
днига хороший способ проверить но ход) работы, соответствуют ли ба-
зовые характеристики рендеринга, например. цвет. тому, что нам нужно.
Когда же мы начинаем применять более «требовательные» переменные
рендеринга, такие, как текстура, полезно сделать еще один тест па этот
|ш с помощью более совершенной модели шендннга или в более высо-
ком цветовом и ||р<кт|хшстненном разрешении. Наконец, когда мы зада-
ли лая всех объектов комплексные атрибуты визуалнжщпн такие, как
отражение пли размывание при движении, наступает время для выпол-
нения последнего теста |ич1деринга. который позволит нам визуально
нрокоптроли|ювать все, прежде чем начать окончательную впзуалнза-
цню. Помните о том. что выполнение тестов рендеринга перед проведе-
нием окончательной визуализации позволит вам предотвратить необхо-
димость большой дополнительной рботы впоследствии, когда вы буде-
те пытаться поправить ошибки, которых можно было избежать (и испра-
вление которых может потребовать большого объема компьютерных вы-
числений и времени).

Имеются и другие подходы к тестированию характеристик рендеринга:
эти подходы, в отличие от предварительных просмотров в низком разре-
шении или с нсиолыюванисм простых методов затенения. позволяют нам
Н[хн мог|мт1. всю сцепу ИЛИ ее часть во всех деталях. Одни из таких подхо-
дов. реализованный в нескольких программах,состоит в выборе лтя ренде-
ринга лишь нескольких объектов. I (апример, мы можем решить не нрисчи-
тыкать в сиене некоторые г|и'хмсриые объекты. поверхность которых
слишком сложна. Еще одна возможность предусматривает отключение не-
которых второстепенных или третьестепенных источников снега. Как пра-
вило, количество источников света в сцене пропорционально времени про-
счета этой сцены. Наконец. третий подход, реализованный во многих нро-
граммах. основанных на использовании алгоритма трассировки луча
П|к'дш1лигас1 виэужтпзацпюлпшь небольшого кусочка сцены однако та-
кого. в кото|юм активированы все объекты. источники света и атрибуты
затенения (рис. 6.12.3).

Один из лучших способов попять и возможности, и ограничения про-
граммы pciinqiinira НСП0ЛКЮКГП1 се. Дополнительные знания можно по-
черпнуть из технической документации (если таковая имеется), описыва-
ющей работу конк|хтнои программы рендеринга. 11о все же лучший спо-
соб научиться и действительно ра:юб|К1Ться с тем. как работают средства
визуализации использован! их. Выполнение тестов рендеринга и сравне-
ние результатов |№зных тестов с учетом того, какие переменные иснользо-
вались в каждом случае, является хорошим спосгхюм получить представ-
ление о том. что стоит за числами пли числовыми значениями. присваива-
емыми переменным рендеринга.

Ос IIOBIII.I1- KOI I ПЕНЦИН ГЫ 1ДГ Г1II1ГА
Почаще сохраняйте свою работу

Сохраняйте споят |>a6oiy часто каждые 15 минут или около гоп», а гакже
периодически создавайте резервные копии важных файлов данных. Не-
приятности с данными всегда происходят, когда этого меньше всего ожи-
даешь, как правило, но время ав[хиьпой сдачи работы.

Изучите сильные стороны своей программы
и используйте их

Прочитан три главы раздела, п<хчтященпого рендерингу (плп. возможно,
только нрехтлотрев иллюстрации), вы должны знать, что каждая конкрет-
ная программа визуализации обладает своим собственным подходом к
разным аспектам рендеринга. Порой различия очевидны: например, раз-
ные названия одного и того же инструмента пли |>азнос представление ин-
формации в диалоговых окнах, используемых нами для задания парамет
рои. Однако иногда различия между программами |тендер||нга не столь ио-
перхкостмы они бывают очень существенными, и часто как раз они-то и
поясняются в руководствах хуже всею (а то и вовсе никак). Во многих
случаях именно вы. пользователь, и отыскиваете некоторые чудесные ве-
щи, которые отлично может делать именно ваша и никакая другая - про-
грамма. Исследуйте и используйте нанлсннос!

6.12.4. Это| сделанный с высокой
точки кадр нз Панин был просчитан
с использованием сочетания
методов: алгоритма трассировки
луча (персонажи) и алгоритма
излучатсльностн (декорации
и реквизит), что дало замечательные
результаты. (< 1998 Blue Sky Studios).

6.12.5. Конечный результат
композитинга и несколько элементов
кадра спецэффекта ' Прыжок
Тигрового Клыка» нз игрового
фильма II wg Commander
(С разрешения Digital Aivil Visual
Effects, отделения Digital ftrvd).

()СН<>В11Ы1. КОНЦЕПЦИИ РЕНДЕРИНГА

179
612 6. Этот стоп-кадр иэ
HKfYiNn. фильма Франсуа Гарнье,
демонстрирует, насколько
эффективно могут тщательно
размещенные источники света
выделять свойства материалов,
поверхностей и объектов.
(Исполнительное производство
Ex Machina с> 1998 Monaco Inter
Expo Особая признательность музею
океанографии Монако)

6 12 7 Изображение из игры
(Ш/гпгЫ: Munch's Oddifscc
визуализировано в реальном
времени на игровой платформе
X-Box. (s > 2003 Oddwortd Inhabitants.
Inc Все права защищены. Некоторые
пометкиw н/нли Ф обозначают
торговые марки, а также
зарегистрированные торговые
марки Oddworld Inhabitants, Inc
в США и/или других странах)

Оптимизируйте ваши визуализации

(на противоположной странице
слева- Каркасная версия персонажа,
созданного с помощью капельных
поверхностей, просчитанная версия
представлена на рис 5.1.10.

С разрешения Тима Ченга.

Справа элементы кадра из игрового
фильма 117/ig Commanded)

ISO

Профессионального художинкд-снсцихтнста но трехмерному компьютер-
ному рендерингу характеризует не только красота и выразительность его
или се образов. но и то, как часто он иди она выполняет проекты и с|юь.
11епосрсдггаеншк* отношение к выполнению проектов в сроки имеет оп-
тимизация времени рендеринга, а это достигается выбо|юм методов п при-
емов. которые обеспечивают наиболее эффективное создание желаемых
результатов (рис. 6.12.4).

Возможности для оптимизации рендеринга можно найти па стадиях мо-
делирования и собственно рендеринга. Пользуйтесь методами композн-
гинга для сборки отдельных визуализаций в единое целое (рис. 6.12.5).
СтараГпссь. где возможно, нснолызожт. методы наложения текстур .ня
имитации п|юзрачп1ити. отражательной способности и шероховатости по-
верхности вместо применения методов трассировки луча, особенно для
сложных сцен (рис. 6.12.6). Если трассировка луча абсолют но необходима,
старайтесь снижать значение глубины трассировки луча. Всегда пытайтесь
свести к минимуму количество полигонов или геометрическое разрешение
лоскутов в моделях (рис. 6 12.7).

В соответствии с рекомендациями главы 8, используйте минимальное
количество света ровно столько, сколько необходимо для создания нуж-
ного настроения.

Этой» принципа следует прндержпваткя на протяжении всего творче-
ского процесса, то есть не только во время окончательного рендеринга, но
и при выполнении походу работы тестов визуализации. Выполнение тес-
тов визуализации перед тем, как передать 1кюбраження в окончательный
рендеринг, важно ,ыя п|)слотнрап1сння таких настроек рендеринга, копь
рые могут оказаться неэкономными. Старайтесь визуализировал» основ*
ныс участки сцены, прежде чем просчитывать всю сцену. Прочтите главы
13 и 15. чтобы узнать о дополнительных возможнопях оптимизации за
счет использования двумерных методов и предварительного просмотра
окончательного изображения в формате (среде) выдачи, а не просто на мо-
ниторе RGB.

Основные концепции it i i.ih-iiiiis
Глава!»

Основные
термины

Аддитивный

API интерфейс

программного приложения
Разбиение участка

(Х>рап1ын
Синий
Яркость
Каустика
Графический язык Cg
Хроматические диапазоны
Цветовое пространство МКО

Cincoo

CMYK (голубой, пурпурный,
желтый, черны»!)

Просачивание цвета
Преобразование инета
Голубой. пурпурный, желтый,
черный

HDR высокий
динамический диапазон

Опенок

Гибридный рендеринг
Рендеринг на основе
изображения

Взаимные отражения света
Формат смайлов JPEG
11ростраиство изображения
На основе света
Экспонометр
Светлость

Модели

I {(фотореалистичный
рендеринг NPR

Количество источников

света

Количество пикселей
Пространство объекта
Open GL

Фотонные карты
Формат файлов PICS
Формат файлов PICT
Файлы ।тзображен!i й
На основе пигментов
Выборка точек

QuickTime

Энергетическая яркость

Излучатглыюетъ
Трассировка луча
Глубина трассировки луча
Красный

Лучи отражения

Лучи преломления
Послойный рендеринг
Процесс рендеринга
(визуализации)

Язык 111сйлннга RenderMan
RGB

11асы1ценность

Построчное сканирование

Шейдеры

Теневой луч

Сетки разбиения

Субт|К1КТИНПЫЙ

Тссселпрованне (разбиение)
Формат (|нн1л<)11 TGA
Толщина

Формат (pailioii TII-T'
Тун-шейдеры

Вершинные (вертексные)
шейдеры

Виртуальная студия
Видимые поверхности
Z-6y«|>cp (бу<|х*р глубины)

()< -.1К >101Ы »' KOI 11 (I IIIIIII114 J1. Il l’l 11ITA

181
Kami т\
ГЛАВА 7

Камера

Краткое содержание

В НАСТОЯЩЕЙ ГЛАВЕ РАССМАТРИВАЮТСЯ СПОСОБЫ УСТАНОВКИ
КАМЕРЫ в трехмерной сцене и регулирования всех камерных настроек.
Наиболее распространенные камерные планы и объективы также описы-
ваются в этой главе.

7.1.	Типы камер

Вог уже более века мы используем камеры для отбора и фиксирования
.1гйсгв1пх‘ЛЫ1ости. С течением лет кинооператоры разработали целый
ряд камерных методов, позволяющих выстраивать элементы в кадре, а
также обеспечивать развитие сюжета. При создании виртуальных трех-
мерных сцен мы используем многие из этих методов. Композиция каж-
дою кадра помогает зрителям понять роль персонажей в сюжете и их
действия в эпизоде. Без виртуальной камеры наши созданные на компь-
ютере миры или сюжеты нс могли бы быть увидены нли показаны, не го-
воря уже об их записи.

Камеры это небольшой, по важный элемент процесса |хш.те‘ринга. по-
скольку они определяют, что мы увидим в кадре, откуда п как (рис. 7.1.1).
В то время, как многие операции по выстраиванию композиции сцены со-
стоят в выборе и организации объектов перед камерой. выбор и размеще-
ние самой камеры знаменует начало процесса рендеринга.

В общем (и ради удобства) все трехмерные npoqxuiMu рендеринга
обеспечивают наличие заданной но умолчанию или стаилартiioit камеры.
Эта камера обычно располагается не слишком далеко от начала К(х>рди-
наг (или центра) виртуального трехмерного мира и направлена на этот
центр. К;н; правило, эта виртуальная камера оборудована виртуальным
объективом со ертдним фокусным расстоянием. ()бъектмв отобртжает на-
ходящуюся перед ним сцену, используя перспективное проецирование,
при котором все объекты трехмерного мира проецируются па виртуаль-
ную плоскость. Другими словами, каждая точка в ирост|ХИ1СТВе проециру-
ется по направлению к камере, пока проекция не пересечется с плоско-
стью изображения (рис. 7.2.1). Другие виды, получаемые с помощью стан-
дартной камеры, обычно отображаются в форме плехкого переднего вида
и видов сверху н сбоку, которые известны как ортогональные проекции
(рис. 3.6.2).

Настройки стандартной камеры можно редактировать (изменять) с
помощью движений мыши нли путем ввода числовых данных с клавиа-
туры. Большинство программ трехмерного рендеринга обычно обеспсчи-

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Типы клмср ................ 183

Зрительная пирамида	184

Типы камерных кадров....... 187

Типы камерных сбьектизов.	192

Анимация камеры ............194

Подготовка . ... ..........195

Основные термины ..........198

7.1.1. (на противоположной странице)
Эта последовательность стоп-кадров
нз рекламного ролика
демонстрирует, как точка зрения
камеры, композиция и освещение
используются для того, чтобы
направлять взгляд зрителя к нужным
точкам Положение и ориентация,
выбранные для камеры, вызывают
ощущение съемки -с рук>
(ЛонтЛчт. Пакш ми/. С разрешения
Ех МкЫпд Режиссер: Маджид
Лукнл Агентство: Callegari-Berville.
Производство: Ex Machina),
вамп обе возможности. На рис. 7.1.2 показаны не-
которые диалоговые окна л.тя (тсдактиропанпя
числовых параметров, определяющих виртуаль-
ную камеру.

Ногле того, как стандартная камера была отре-
дактирована, ей можно дать имя. как любомудру-
тому объекту. а го параметры и положение могут
быть сохранены н файле независимо от геометрии
других объектов виртуального мира. Нозможпость
сохранять н вызывать и i памяти имя камеры и все
относящиеся к нему нагг|и>йки позволяет опера-
тивно применять заранее заданное положение к
активной камере в сцепе. Помимо заданной но
умолчанию камеры, можно создавать и пруте ка-

7.1.2. Числовые значения,
определявшие положение
и характеристики камеры,
можно редактировать с помощью
диалоговых окон - таких, как эти.
(Верхнее диалоговое окно
из Nature EX - с разрешения Arete
Entertainment, Inc.; нижнее
диалоговое окно из form«Z

(© 1991 - 1995 auto*d«*sy$. Inc)

меры, но если в трехмерном пространстве присут-
ствуют несколько камер, активной в данный момент времени может бы и.
лишь одна нз них. Анимационную последователынхтъ пли набор непод-
вижных штображеннй можно создавать и с помощью нескольких камер,
которые становятся активными одна за другой по мс|Х‘ развития действия
в сцене, и камер перемещается или последовательно переключается меж-
ду двумя точками зрения.

В |х*жпме каркасного отображения камеры обычно изображаются в ви-
де графических икон (пиктограмм). напоминающих камеры. Когда в сцену
вводится несколько камер, вторичные камеры, размещенные н поле зре-
ния, могут быть видимыми для гм-повпой камеры если только их специ-
ально не сделали невидимыми. Во многих программах все камеры по
умолчанию являются видимыми, а при визуализации сиены они появля-
ются на изображении в виде маленьких т|ххмериых икон обычно в виде
маленьких камер.

'Го, что виртуальная камера видит в т|х-х.мерпом пространстве, опреде-
ляется типом камерного плана, <|юрматом изображения и типом объекти-
ва. Эти параметры можно задавать, печатая числовые значения на клавиа-
туре. щелкая мышью по управляющим кнопкам. реализованным в некото-
рых программах, пли непосредственно манипулируя камерой с помощью
различных входных периферийных устройств, включая мышь, графиче-
ский планшет, шаровой манипулятор, джойстик или изборник.

7.2.	Зрительная пирамида

7.1.3. (»ы противоположной
странице) Композиция этого кадра
из Pttli/fftn family одновременно
сбалансирована и динамична
Вертикальные элементы скрепляют
ее. а горизонтальные придают
динамизм. (С POLYGON
PICTURES/IPA/NK-EXA).

Зрительная пирамида, называемая такж< зрительным конусом, может
быть определена, как часть трехмерною мира. видимая с помощью камеры.
Зрительная пирамида простое средство. позволяющее понять некоторые
технические концепции, используемые при визуализации. Зрительная пи-
рамида определяется несколькими параметрами, которые важны для упра-
вления положением и характеристиками камеры. Эта числовая информа-
ция включает точку зрения и точку <|юкуснровкп, линию визирования,
ближнюю и дальнюю плтх ктк-гп отсечения, поле зрения, угол зрения. фо-
кусное расстояние и глубину резкости (рис. 7.2.1).

Зрительную пирамиду можно изобразить в виде четырехсторонней пи-
рамиды. вырастающей из камеры в направлении «взгляда* камеры. Как
упоминалось ранее, камера может видеть объекты, находящиеся внутри
пирамиды. Объекты (пли части обмчстов), которые оказались да предела-
ми зри тельной пирамиды, камера иг видит.

184

К\мн'\
Точки зрения и точки фокусировки

Точка зрения (или точка обзора) это то место и сцепе, где размещена ка-
мера. Точка фокусировки это то место в пространстве, па котором сфо-
кусирована камера. Линия визирования (зрения) в .<pinro.ii*noii пирамиде
определяется как перпендикулярная линия, проходящая н направлении от
камеры от точки зрения к точке <|х>куспровкн.

Плоскости отсечения

Плоскости от<ч-*1синя перпендикулярны линии визирования. Дальняя
плоскость отсечения оп|Х'деляет наиболее удаленную зону. пилимую ка-
мерон. Представьте себе, например, туманный ландшафт, причем на неко-
тором рлеггояпнн нам ничего не видно из-за тумана. В этом случае туман
н будет плоскостью отсечения в нашем пале зрения (дополнительная ин-
формация о тумане имеется в главе 9). Ближняя плоскость отсечения
представляет самую близкую к камере зону, которую эта камера видит.

Подумайте, например, о своих ресницах. Ваши глаза не могут их нидетк
так как ресницы находятся перед ближней плоскостью отсечения и. соот-
встсгвенно. ине нашего поля зрения. Угол зрения (пли угол обзора) опре-
деляет отпошеннг p;i3MC|>oii между ближней н дальней плоскостями отсе-
чения. Угол зрения определяет также |xtrrnop зрительной пирамиды но
ширине и. слсдоватг.н.по. <|юкуснос расстояние.

Поле зрения

Плоскости отсечения рассекают зрительную пирамиду и определяют поле
зрения и плоскость изображения. Объекты. нахсыяшнсся в поле зрения,
проецируются па плоскость п:юб|К1же1П1я для создания двумерною образа

7.2.1 Зрительная пирамида
(или конус) отображает видимое
пространство, определяемое
передней и «дней плоскостями
отсечения и представляющее собой
область глубины резкости. Кроме
того, покамнм плоское о.
изображения и фокусная плоскость,
точка глаза (центр проекций) и линия
визирования, отображающая
положение камеры и ее ориентацию.
Точка фокусировки представлена
«мишенью* на животе персонажа
(На двух следующих страницах
кадры из ЛПгп Song г 1999 Victor
Navone).
(.\lint Sanfi Г' 1999 Victw Navcxie)

трехмерного мира. Этот П|хщссс ироецнровання очень похож па то. каким
образом реальная сцена проенирустся оптическим объективом фотоанна-
рата на заряженную в него пленку. Отношение между шириной и высотой
плоскости изображения определяет формат (или пропорцию) изображе-
ния. Различные медийные среды например, кино, видео или (|хгто, име-
ют разные форматы изображения (медийные форматы). За iickikhvhhcm
нескольких квадратных форматов, использующихся в фотографии (на-
пример. 2,25 х 2,25), все шциуалыше компьютерные камеры имеют четы-
рехугольный <|юрмат изображения. чаше всего горизонтальной ориента-
ции. называемый также ландшафтным (нли альбомным) форматом.
Книжный (или портретный) формат, как и подсказывает его название,
наиболее удобен для создания портретов и фокусн|ювки на лицах и или
фигурах. Некоторые из наиболее распространенных <|юрмагов и соогвет-
CI кующих нм (рорматов изображений показаны на рис. 15.5.1. Направлю-

щне ноля это сетки из концентри-
ческих четырехугольников, исполь-
зующихся для размещения непод-
вижных изображений н действия,
происходящего в кадре (рис. 7.2.2).
В приизводсгве анимации полевые
направляющие могут использовать-
ся для задания параметров зума ка-
меры и «блокировки» участков кад-
ра, которые благодаря этому надеж-
но сохраняют содержащееся в них
действие, титры или названия.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние камеры управ-
ляет гем. каким образом камера вн-

7.2.2. Направляющие поля
с форматом изображения 1:1,377
(формат Академии для 35 мм)
представляют собой
12 концентрических
четырехугольников, помогающих
размещать неподвижные элементы
и действие п кадре Зоны
сохранности титров и действия
для поля 12 показаны
пунктирными линиями

1ST»

лит трехмерные объекты Фокусное расстояние виртуальной камеры оп-
ределяется отношением между ближней плоскостью отсечения и дальней
плоскоен.ю отсечения. Эго отношение определяет то. как объекты трех-
мерного мира проецируются на проекционную плоскость виртуальной ка-
меры или на поверхшх ть пленки в настоящей камере.

Фокусное расстояние фотоаппарата определяется кривизной н
формой линзы объектива и расстоянием между линзой объектива н
плоскостью изображения. У стандартных объективов имеется фикси-
рованное фокусное расстояние, за исключением объективов с зумом
(трансфокатором), обеспечивающих изменение <|юкусных расстояний
путем плавного изменения (в реальном времени) расстояния между
ближней п дальней плоскостями отсечения. Объективы виртуальных
камер moi vt симулировать практически любое фокусное расстояние
(рис 7.12-7.1:;).

Глубина резкости

Фокальная плоскость объектива это плоскость, перпендикулярная
камере; эта плоскость разрешается в четкое изображение. При взгля-
де через объектив только одна плоскость в трехмерном пространстве
может быть в идеальном фокусе, однако в фокусе оказываются и зо-
ны. прилегающие к фокальной плоскости. Глубиной резкости пазы-

К \МГ1’А
инея та часть находящейся перед камерой сцены, которая выглядит
находящейся в т)юкусс; она определяется как область между ближней
и дальней фокальными плоскостями. При рендеринге с малой глуби-
нон резкости многие элементы выглядят нерезкими (рис. 7.2.3 и
7J.4), тогда как сцены с большой глубиной ноля дают изображения
с равномерной резкостью на всем протяжении от переднего до задне-
го планов (рис. 7.2.5).

7.3.	Типы камерных кадров

Как и другие объекты в трехмерном пространстве, камеры могут быть раз-
мешены в данной точке этот пространства по-разному. Процесс поиска
нужного положения камеры называется интерактивным размещением ка-
меры. пли иногда навигацией, так как мы перемешаемся в трехмерном
пространстве, глядя сквозь камеру. Стационарные камеры, которые мож-
но использовать дтя визуализации неподвижных изображений. можно
размещать, задавая числовые данные, передвигая их мышью в интерактив-
ном режиме или используя заранее заданные положения (динамические
камеры описаны в главе 11). Навигация необходима для ;н|х|>екп1В11оги
размещения в кадре объектов. виртуальных актеров и декорации. Этот
процесс может иметь место до или во время рендеринга; он позволяет гфо-

7.2.3. Малая глубина резкости,
плотное кадрирование, мягкое
освещение и наклон головы создают
о результате ощущение интимности.
Это еще и пример анимации
с использованием единственной
модели, которая деформировалась
без сопряжения форм,
но с применением захваченных
динамических данных в качестве
ориентиров для деформации
(С NAMCO Ltd.

Все права защищены).
кусп|юваты'я на нужных точках и таким образом сшкобствовать э<{к|>ск-
тинному изложению сюжета.

С помощью анода числовых значений камеры можно размещать н пе-
редвигать, задавая абсолютные координаты XYZ дтя двух точек: точки
положения камеры (или точки зрения) н точки фокусировки камеры
Камеры можно также усганэнливать и перемещать, используя интерак-
тивные движения мыши. При этом активируются две базовые функции
геометрических преобразований: сдвиг (параллельный перенос) и вра-
щение. Все перемещения камеры, лаже самые сложные, можно описать
как сдвиг и вращение вокруг одной или нескольких осей. Однако в не-

которых случаяхдтя задания положения и ориентации камеры и пара-
метрах ее углов вдоль и над горизонтом и расстояния от объекта ис-
пользуется изображенная па рис. 3.4.8 полярная (пли азимутальная)
система координат. (Геометрические преобразования подробно описа-
ны в главе 3).

В некоторых н|хн|>аммах навигация реализуется с помощью щелка-

нья по кнопкам п перетаскивания инструментов управления камерой.

7 2.4 Обратите внимание иа малую
глубину резкости на этом виде

/(ругне программы П|х.*д1агают меню слож-
ных камерных движений: их можно выби-
рать п использовать. перетаскивая мытью.
Еще одни способ наведения камеры выбор
заранее заданных точек (|юкусировкп. Они
содержатся в выпадающем меню как прави-
ло и виде абсолютных значении координат
XYZ пли абсолютных значений углов, на-
пример X - 45’, Y - 30', Z 60’, или же на-
званий обы'ктов в сиене, например, «точка
на стиле».

Имеется несколько типов кадров стацио-
нарной камеры. У каждого свое название и
свой повествовательный и психологический
эффект. Ьолыипнство кадров стационарной
камеры можно описать в параметрах их точки
зрения, точки фокусировки, расстояния до
объекта съемки и типа используемого обы к-

Банни, сделанном с низкой точки.
Она усиливает ощущение
напряжения и подготавливает
зрителя к неожиданности. («> 1998
Blue Sky Studios)

тина. 1 (екогорыс из наиболее* распространен-
ных камерных планов перечислены на рис. 7.3.1. (Движения апимировап-

ной камеры описаны в главе II).

Как точка зрении. так и точка <|м»куси|юики используются дтя определе-
ния традинпонных камерных кад|юв: с уровня глаз, нижнего (пнзкоупыь-
пого) ракурса, верхнего (высокоупиы1оп>) ракурса и отраженного
(встречного) ракурса.

Расстояние от камеры до объекта съемки и тип используемого объекти-
ва определяют область спеша, захватываемую камерой. Камерные кадры,
основанные на области сцены, попавшей в «ромку». проиллюстрированы
па рис. 7.3.2 и включают свсрхкрупный план, крупный план, срсдпскруп-
ный план, поясной план, средний план, поколенный план, широкий, об-
щий. среднедалыппй и сверхдальний планы. Многие компьютерные про-

граммы используют тс же названия, что псполытуются в традиционной ки-

носъемке дтя определения камерных кадров; однако некоторые предлага-

ют другую номенклатуру.
Съемка с уровня глаз

Съемка с уровня глаз выполняются при размещении камеры на уров-
не глаз так. что она прямо нацелена на действие, так как во многих об-
стоятельствах предполагается, что действующий ге|х>й стоит прямо пе-
р-д разворачивающимся яснейшем. Вообще говоря, сы'мку г уровня
глаз нельзя зафиксировать в абсолютном пространственном положе-
нии. так как его положение но определению всегда является относи*
тельным то есть ссютветствующнм местонахождению персонажей.
Съемка с уровня глаз показываег го, что видит действующий герой,
рассказчик или виртуальный оператор. При таком типе съемки камера
оказывается там. где в данный момент находятся глаза действующего
героя, и ориентируется по н;ш|хнпснню взгляда главного ге]юя пли
повествователя (рис. 7.3.2).

Нижний и верхний ракурсы

При съемке кадров с низкого ii.hi высокого углов камера наводится на
объект с некоторым наклоном (в ракурсе). Угол обычно определяется
относительно точки фокусировки; таким образом, при кад|х* в низком
ракурсе камера находится ниже точки фокусировки и «смотрит* вверх
(рис. 7.3.2). Напротив, при съемке кадров в верхнем ракурсе камера
размещается так. что «смотрит» вниз на точку фокусировки, так Как иа-

7.2.5. В этом кадре воспроизведен
эффект низкого солнца («золотою
часа»), типичный для заката Наклон
камеры подчеркивает перспективу
(а • NAMCO Ltd

Все права защищены).

7.2 6 Верхний ракурс кадра,
выполненного управляемой
пользователем камерой
п многопользовательской
он-лайновой игре. («»2002 Cyan
Worldi, Inc Все права защищены)
Типы камерным пл «ное

Сверхкрупный
Крупный
Средкехрупнъ-и
Поясной
Средний
Поколенный

Широкий
Общий
Среднедальний
Сверхдальний

7.3.1. Использование разных чипов
камерных планет сообщает фильмам
ритм, интонацию, точку зрения
и повествовательную напряженность

(Крис 7.3 2 на противоположной
странице

Сиерхкрупный план: '© Michael Koch
Крупный план ReBoot <• и < 1997
Mainframe Entertainment. Inc. Все
права защищены Среднекрупный
план: С TimLudtkc Поясной план'
Copyright Westwood Studios
Все права защищены Средний план:
Copyright Lionhead Studios.

Поколенный план: О 1998 Square
Со.. Ltd. Все права защищены
Широкий план: «Г POLYGON
PICTURES/IPA/NK-EXA. Общий план
Copyright 1999 Oddworld Inhabitants,
tnc Все права защищены.

Среднедальний план: Copyright
Lronhead Studios. Съемка с уровня
глаз с разрешения Ex Machine,
подробнее - на рис. 10.2.2. Нижний
ракурс: Copyright Westwood Studios.
Верхний ракурс:'Г 1998 Blue Sky
Studios)

холится нал ttcii. (рис. 6.12.4 н 7.2.6). Величина наклона для кадров »
верхнем и нижнем ракурсе не бывает обозначена и должна эксплицит-
но определяться и виде координат XYZ или конкретного угла, измеря-
емой» в градусах. В спектр нижних ракунов может входить. например
го. что оператор видит при съемке лежа или с колеи, или то. что он
снимает, стоя на улице п глядя вверх на действие. |шво|мчнваиицшя
на крыше дома. Диапазон кадров в верхнем ркурсс тоже широк: от
съемки толпы оператором, поднявшим камеру над головой или забрав-
шимся на лестницу, до съемок с помощью камеры, находящейся в вер-
толете. который завис над толпой.

Отраженный ракурс

Кадры отраженного ракурса обычно используются при съемке диалога
между двумя людьми. когда съемка постоянно перемещается с одного ли-
ца на другое. Кадр отраженного ракурса всегда имеет место -в ответ- на
предыдущий кадр. Типовая последовательность отраженных ракурсов на-
чинается с того, что камера размещается за плечом персонажа А. так что в
нее говорит персонаж Б. После этого камер;! перемещается за плечо пер-
сонажа Б (io есть ракурс <персш»]»а,1ввастся*). и теперь уже в кадре нахо-
дится персонаж Л. отвечающий на то. что сказал Б в предыдущем кадр-
(рис. 73.3).

Крупные планы

При крупном плане камера находится на небольшом расстоянии. чтобы
можно было передать детали объекта съемки. Сверхкрупный план (мак-
роплан) означает, что камера еще ближе к объекту, чем при крупном пла-
не it позволяет пе|м.*дашттъ тончайшие детали поверхности, например, жил-
ки на лисп* растения или поры кожи (рис. 5.2.2). При крупном плане изо-
бражение обычно заполнено снимаемым объектом. а вся 1и-га.и>иая часть
картинки отрезается (рис 7.2.3). Крупный план лица, например, позниля-
ст передать нюансы сто выражения. Крупный план oipaiicinioro самоцвета
акцентирует гонкую игру граней и преломленного света. Среднекрупный
план отображает объекты. находящиеся вблизи камеры, причем оставляет
некоторое пространство между объектом и контурами кадра, благодаря че-
му в кадр попадает и небольшая часть задника. Срсдиекрунный план лица
пе|и-онажа часто называй и головным планом, потому что он <|юкуснруется
на лице, шее н плечах. Головные кадры обычно предназначаются для пере-
дачи выражения лица и движений головы (рис. 10.1.1).

Средние и широкие планы

Поясной план включает персонаж, начиная от талии и выше. Поясной
план сосредоточен на жестах и движениях верхней половины тела персо-
нажа и захватывает довольно большой объем трехмерного окружения
персонажа,

Па правильном поясном снимке пи головы, ни лица itiiKOr.ta исобреза-
ются (рис. 1.3.6). Средний план «обрамляет- персонажей от бедер и выше
(рис. 14.3.1) Поколенный план обрезает объекты па уровне колеи п обыч-
но используется для сцен встречи или беседы двух пли трех персонажей
(рис. 7.3.2) Широкий план отображай такой объем сцены, который вклю-
чает тела персонажей целиком.
СВЕРХХРУПНЫЙ

КРУПНЫЙ	СРЕДНЕКРУПНЫЙ

НОЖНОЙ

СРЕДНИЙ

ПОКОЛЕННЫЙ

ШИРОКИЙ

ОБЩИЙ

СРЕДНЕДАЛЬНИЙ

С УРОВНЯ ГЛАЗ

НИЖНИЙ РАКУРС

ВЕРХНИЙ РАКУРС

Общие планы

Общий план нацелен на передачу декораций и едва позволяет рахли-
чать iiii.HiBii.iyaJii.iiiax персонажей и сиене (рис. 1.1.1). Широкие и об-
щие планы нснолктуются и анимационных последовательностях и ка-
честве ’установочных». п> сеть представляющих место, где будет раз-
ворачиваться действие лап ион сцепы. Среднедальний план обычно

7.3.2. Использование разных планов
сообщает фильмам ритм.

интонацию, точку зрения
и поиестоцагельяую напряженность
7.3.3. Отраженный ракурс,
отображающий момент безмолвного
диалога между ковбоем и комаром

(>• 2001 Angela Jedck)

Рыбий глаз	7,5 мм
Свсрхширокоутольный	18 мм
Широкоугольный	28 мм
Среднеширокий	35 мм
Стандартный	от 50  до 55 мм
Среднефокусный	80 мм
Длиннофокусный {телеобъектив)	от 135  до 250 мм
Сверхдлиннофокусный (сулергелеобъекгий)	500 мм и выше

7.4.1 Типовые фокусные расстояния
распространенных видов
объективов, использующихся
о фото-, кино- и видеосъемке.

передаст ландшафт и нацелен на передачу таких вещей. как топогра-
фия II.IH небо, рассеянный снег, погода ii.ni время дня. Сверхдальний
план представляет объекты съемки. видимые очень издалека напри-
мер. такие как планета Земля с космического корабля, летящего по се
орбите.

7.4.	Типы камерных объективов

Ihvii.iiiiiiictho программ трехмерной визуализации n|XM.iaiacT бесконеч-
ное количество камерных объективов. которые можно пгнолыюшгп. в
практических и стилистических целях. Практическое назначение пере-
мены объективов камеры состоит в изменении размер объектов в изо-
бражении без перемещения камеры. Стилистические цели, преследуе-
мые при использовании разных камерных объективов. состоят в созда-
нии разных настроений (впечатлений от сиены) путем воспроизведения
|шных перспективных проекций. Эмоциональное воздействие, оказыва-
емое применением широкоугольного объектива, является сильным н по-
рой даже пугающим, так как объекты выглядят искаженными. П|мпшю-
полож1кн* впечатление покоя н отстранен пости создается при ис-
пользовании телеобъектива. так как при этом объекты в сцене не искажа-
ются, а большинство линий в композиции являются горизонтальными II
статичными.

Камерные объективы как настоящие, так и виртуальные. явля-
ются. пожалуй, самым важным элементом любой камерной системы,
поскольку определяют способ проецирования трехмерного мира на
проскиионную плоскость камеры. В фотоаппаратах светочувствитель-
ная пленка располагается точно в плоскости проецирования изобра-
жения. Плоскость проецирования изображения компьютерных камер
визуализации может быть размещена практически в любом месте
пространства.

Операторы различают объективы по их <|юкуспым расстояниям, так как
этот параметр определяет то. как камера -пилит- т|х'хмсрпые объекты
(рис. 7.4.1). Как пояснялось ранее. ||юкуснос расстояние определяется рас*
стоянием между точкой зрения и фокальной плосксхтыо. Большинство
<|м»1ообъективои имеет фиксированное фокусное расстояние, за исклю-
чением объективов с так называемым зумом (1рансфокатором). которые
содержат несколько линз и поэтому обеспечивают переменные фокусные
расстояния. Рис. 7.1.2 11.1.1юстрир}ст УффСКТ, полученный от изменения
<]юкусногп |кк*ст<)Я11ия виртуальной камеры за счет увеличения и умень-
шения расстояния между точкой зрения и фокальной плоскостью. Вирту-
альные объект ины. создаваемые программами визуализации. не ограничс
пы стандартными фокусными расстояниями <|ютоаипа|>атов, перечислен-
ными на рис. 7.4.1.

Стандартная номенклатура (|юкусных расстояний объективов выража-
ется в миллиметрах. Существует множество разных объективов, однако
основными объективами, использующимися в градпцшшной <|мно- и ки-
носъемке являются стандартный (50-55 мм). широкоугольны и (28 мм) и
ДЛ1ИП1О(|юкуСПЫЙ (135 мм) объективы.

Каждый из грех im-повпых объективов обладает характеристиками, on-
ределяющимп то. как изображения проецируются на проекционную пло-
скость. н может использоваться для разных ситуаций. В целом объективы
с коротким фокусным расстоянием обеспечивают широкий угол обзора и
поиышеиную глубину резкости, но объекты выглядят удаленными <л ка-
		
		
		

too ММ ТЕЛЕОБЪЕКТИВ

меры. Наоборот, смбьективы с большими фокусными расстояниями имеют
узкие углы обзора и малую глубину резкости. Соотношение между фокус-
ными расстояниями объективов и их углами обзора иллюстрируется па
рис. 7.4.3.

Понхтлюшая в кадр часть сцены может быть определена тремя разными
переменными: типом используемого объектива, расстоянием между каме-
рой it объектом съемки пли и тем, и другим. В первом случае при измене-
нии типа объектива предполагается, что расстояние между камерон и объ-
ектом съемки остается постоянным (рис. 7.4.3). Во втором случае, го есть
когда расстояние между камерон и объектом съемки изменяется (что поз-
воляет включать большую или меньшую часть изображения), предполага-
ется, что неизменным остается тли объектива. Когда камера находится
очень близко к объекту съемки, в кадр попадает лишь очень небольшая
часть сцепы. По мерс удаления камеры от объекта съемки в кадр попадает
все большая часть сцены (рис. 7.4.4).

На рис 7.4.5 представлены разные примеры того, что происходит, когда
изменяются и объектив, и точка обзора. Па первом примере перед объек-
том съемки помешается 24-м11ллиметропын широкоугольный объектив.
Широкое поле обзора злого объектива делает юдр очень панорамным и
позволяет показать большую часть сиены. На втором примере стандарт-
ный 50-ми.ътиметровый объектив позволяет воспроизвести меньше фона в
трехмерной сцене, так как его угол обзора уже. чем у предыдущего объек-
тива. однако объект съемки занимает приблизительно то же количество
площади изображения.

В третьем пример 135-мнллнметровый телеобъектив расположен дале-
ко пт объекта. Благодари его большому фокусному расстоянию (или воз-
можности фиксироваться па удаленных объектах) на изображении полу-
чилось «столько же* объекта, как и при использовании предыдущих объе-
ктивов. но вот окружения в кадр попало меньше.

7.4.2. Камера. помещенная внутрь
сферы, «видит» разные изображения
всякий раз. когда используется
другой объектив Сцена, видимая
С помощью стандартного
50-миллимегрового объектива
похожа на то. что видим мы
с помощью наших органов зрения
При использовании 28- или
15-миллиметровых объективов
диагональные линии круче,
а перспективная проекция шире.
Та же сцена при использовании
5-миллимсгроаого широкоугольного
объектива выглядит искаженной
и напряженной. 80- или
100-миллнметровый телеобъектив
сплющивает перспективу вследствие
узкого угла обзора
и равномерностью отображения
зоны между передней и задней
поверхностями отсечения Фокусное
расстояние камеры можно изменять,
меняя расстояние между точкой
зрения и фокусной плоскостью.
Увеличение сцены, видимой сквозь
объектив, прямо пропорционально
фокусному расстоянию.
7.4.3. При увеличении фокусного
расстояний неподвижного объектива
его угол обзора уменьшается

Стандартные объективы

Стандартный объектив, фокуешм? расстояние которого составляет 50-55
.мм. обеспечивает стандартный угол обзора (46 градусов) при средней глу-
бине резкости. эО-миллиметровый объектив удобно использовать для об-
щих н широких штанов, так как он позволяет заполнить поле зрения объ-
ектами переднего плана и фоном без искажения пе|кнсктивы. которое
присуще .1лнино(|х)кусиым и широкоугольным объективам.

Широкоугольные объективы

Широкоугольные объективы с фокусным (кштояинсм 24 или 28 мм.
обеспечивают «щедрый» 83-градуспый угол обзора и превосходную глу-
бину резкости. Этот тип объектива дает также небольшие искажения но
краям картинки из-за неестественной проекции, типичной для широкого
угла обзора (рис. 7.4.6).

Телеобъективы

135-миллиметровый телеобъектив обладает отличной способностью
ближнего кадрирования. Однако он «сплющивает» перспективу и имеет
узкий 5-градуспым угол обзора. а также малую глубину резкости. Иногда
широкоугольные и длиннофокусные объективы можно заменить пли до-
полнить объективом с зумом (транс<|мжатором), обеспечивающим изме-
няемое фокуешк» расстояние, например, от 35 мм до 80 мм.

7.5.	Анимация камеры

Камер может быть сильным повествовательным средством. так как ведет
глаза и мысли зрителей за сюжетом. Динамика анимированной камеры мо-
жет основываться на изменении ее положения, а также ориентации.

Движения камеры, основанные на изменении ее положения, включают
наезд-отъезд (dolly), боковое перемещение (truck) и к|хш (Ixiom). Наезд-
отъезд (dolly) соотнетствуст перемещению камеры ио горизонтальной оси
(рис. 11.3.1). Слежение iliii кадр, снятый с движения, имеет место, когда
«тележка» с камерой (dolly) перемещается вместе с перемещениями объе-
кта н камера следит за ним. Эффекты параллакса движения, которые Mo-
rn происходить при перемещении «тележки». описываются в главе II.
Боковое перемещение (truck) это сдвиг камеры по осп глубины, что
обычно соответствует вхождению в сцепу и выходу из нес. Движение кра-
на (boom) - ато перемещение камеры вдоль ее всрп1калыюй оси. Крано-
вый кадр можно выполнить в виде сочетания таких движений камеры, как
кран, боковое перемещение и иногда наезд-отъезд.

Движения камеры. основанные на изменении се ориентации. включают
вертикальное панорамирование (lilt), наклон (roll) и горизонтальное паио-
рам।ipoiianне (iliii просто панорамирование) (pan). Вертикальное панора-
мирование (tilt) соответствует повороту камеры вокруг своей горизонталь-
ной оси. При его выполнении камера «смотрит» вверх или вниз. Наклон
(roll), то есть «крен», создастся при повороте камеры вокруг осн Z.

Наклоны камеры типа roll обычно используются при имитации съемки
с высоты птичьего полета. Панорамирование (pan) это движение в гори-
зонтальной плоскости, создаваемое вращением камеры вокруг ее верти-
кальной оси (рис. 11.3.2). Панорамирование очень эффективно для скапн-

!<М

КХМЫЧ
-*--------

близко

БЛИЗКО

СРЕДНЕ

ДАЛЕКО

СРЕДНЕ

ДАЛЕКО

рования сиены с одной стороны до другой, в то время как камера остается
стационарной. Иногда, особенно при имитации летящей камеры, наклон
(tilt) называют тангажом (как это принято для самолетов), а панорамиро-
вание рысканием. (Зум представляет собой такое движение, которое до-
стигается не изменением положения или ориентации камеры, а анимаци-
ей ее фокусного расстояния).

7.6.	Подготовка

Задавайте формат изображения на ранней стадии

Формат изображения виртуальной камеры определяет соотношения ме-
жду шириной и высотой окончательного изображения. Важно задать
’1|Х1«и.1Ы1ыГ| формат изображения на ранней стадии творческого процес-
са, так как с ним тесно связаны многие решения такие, как. например,
композиция и освещение. Изменение формата изображения в середине
производственного процесса может привести к тому, что размещение
кех камер, источников света и даже объектов в сцене придется выпил-
нять заново.

7 4.4 И размер области изображения,
и глубина резкости увеличиваются,
когда камера отдаляется
от фиксированного объекта.

Советы по композиции

Компонуя неподвижные нз<к)ражсния. полезно помнить»том, что органи-
зация элементов в кадре изображения шрает фундаментальную роль в до-
сшжснии выразительности пли повествовательное™ образа. Следующие
сонеты по композиции применимы к любому изображению, независимо от
тематики. Неважно, проста композиция или сложна, существуют некие ба-
лвые качества и правила, способствующие непосредственной передаче
ввформащш. Они включают ясность объектов переднего плана, количе-
ство слоев изображения между передним и задним планом, плотность зад-
него плана. соотношение между передним и задним планом, соотношение
между центром изображения и краями и соотношение между зонами изо-
бражения и сто пропорциями.
7 4.5. Поросенок скадрирован так.
что ммимаег приблизительно
одинаковое пространство и каждом
изображении, однако каждый вид
был получен с использованием
разных объективов и с разными
расстояниями между камерой
и поросенком. Объект на переднем
плане картинки сохраняет масштаб
до тех пор. пока фокусное
расстояние сокращается вместе
с расстоянием между камерой
и объектом съемки Однако
проекции элементов заднего
плана сильно различаются.

135 mm 50 mm 24 mm

7 4 6. Искажение широкоугольного
объектива. (Изображение из игры_М
(V Daxtrr, с разрешения Naughty
Dog. Inc ‘Р 2001 SonyComputer
Entertainment America. Inc.).

Ila рис. 7.1.3 показан кадр, где главный герой на переднем плане куда-то
идет, а второстепенные персонажи среднего плана являются более мелким,
но важным визуальным элементом. привлекающим паше внимание. Гори-
зонтальные линии композпцнн вносят ощущение покоя, тогда как перспе-
ктивные линии придают динамику.

Выстраивайте длинные прямые липни композиции гак. чтобы они были
параллельны или перпендикулярны краям изображения. «по позволит из-
бежать нежелательного напряжения или отвлечения внимания. Это отно-
сится. например, к.пиши горизонта или высокому дереву пейзажа, особен-
но если такое дерево, расположенное близко от края изображения. накло-
няется к этому краю.

Очень |код|ътжаст <ог|>сзан11е> гадовы персонажа на головном (средне-
крупном) плане или части объекта на крупном плане. Однако если это сде-
лано мастерски, отрезание частей главного объекта съемки может заста-
вить зрителя сосредоточиться на деталях например таких, как глаза или
рот, - которые могут добавить образу выразительности.

Если камера размещается слишком близко к объекту. в результате могут
получиться изображения с большими нерезкими участками (заполненны-
ми такими объектами). Такой э<|м|>скт часто «затмевает» остальную часть
изображения. Объекты, размещаемые слишком близко к камере, могут ис-
пользоваться для создания ощущения инородного вторжения и тревоги,
но исполыювать их следует только тогда, когда вы хотите представить объ-
ект зрителю именно таким образом

Если важна ясность образа, рекомендуется помещать главный объект в
кадре на фоне простых задников. Залине планы с плотной текстурой, мно-
гокрасочные пли с многочисленными объектами отвлекают внимание
зрителя от объектов переднего плана.

Динамические камеры

В отличие от короткометражных мультфильмов пли художественных
фильмов. где псполмустся фиксированная и заранее заданная камера,
компьютерные и плат<|юрменныс игры используют динамические камеры.
поопатяющне играющим управлять гем, что они пилят, когда смотрят по
сторонам или движутся в виртуальной среде (рис. 7.6.1 7.6.2 и 11.6.2).
Динамические камеры дают участникам игры возможность видеть дейст-
вие с разных точек зрения. В большинстве игр участники могут в каждом
конкретной точке переключаться с одной камеры на другую, причем обыч-
но ап» камеры, расположенные в точке зрения играющего. камера «перво-
го лица» (first person) н камеры, находящиеся в других местах. Последние
обычно называются камерами «третьих лиц» (third person), так как они
соответстнукгг точкам зрения других персонажей, однако м<пут включать
и пил с высоты птичьего полета (рис. 7.2.6). а также камеры, установлен-
ные н фиксированных точках например, у входа в темницу. Большинст-
во динамических камер обладают шестью степенями свободы: сдвиги
XYZ при движении играющего и повороты XYZ (наклоны в двух плоско-
стях и панорамирование), когда персонаж оглядывается по сторона*!.
Обычно у камер «первого лнца» ограниченный диапазон поворотов: на-
пример, в некоторых играх невозможно гак повернуть камеру вокруг осп
X (наклон вниз), чтобы были видны ступни персонажа.

7.6.1 Композиция этого кадра
одновременно сбалансирована
н динамична (Изображение из игры
Jtik & ArMTi*/*, с разрешения Naughty
Dog, Inc. © 2001 Sony Compute»
Entertainment America, Inc. Полная
информация - на ар. 328).

7.6.2 (На следующей странице)
Изображения из игры (ЛМгогМ,-
Munch's (M/icr визуализмроианы на
игровой платформе Х-Вох.

(© 2003 Oddworld Inhabitants, Inc
Все права защищены).
Глава 7

Основные
термины

Активная камера
Формат нжюраження
Кран (boom)

Камерные объективы
Движения камеры

КрупныП план
Зрительный конус
Крановый кадр
Заданная по умолчанию
пли стандартная камера

Глубина резкости
11аезл-отъезд (dolly)
Динамические камеры
Сверхкрупный план
Сверхдальний план
ДОЛЬНЯЯ ПЖХКОСП.

отсечения
11олевые направляющие
Паче зрения

Камера -первого лица»
ф||ксн|к)ванног (|юкусное
расстояние

Фокусное расстояние
Головной план

Ближняя плоскость
Плоскость изображения

I Пггсракпшное размещение
камеры

Невидимый

Покаченный план
Ланлща(|ггный (альбомный)
формат

Линня внзи|Х)вания

Общий план
Нижний ракурс
Медийные форматы
Срслнекрунный план
Среднедалышн план
Средний план
Несколько камер
Повествовательный
н психологический :и|к|кчст

Навигация

Ближняя плоскость
отсечения

Страндартныи объектив
50-55 мм

Ориентация

Ортогональные проекции

Панорамирование
Перспективное
проецирование

Точка фокусировки

Точка зрения

Кадр с уровня глаз

Портретный (книжный)
формат

Положение

Практическое назначение
11редварител1.но заданный
Предварительно заданное

положение

Зрительная пирамида
Отраженный ракурс
Наклон вокруг оси Z (roll)
Кадр стационарной камеры
I {сиосредстпсиная передача
информации

Стилистическое назначение

Телеобъектив 135 мм
Камеры «третьих лиц»
Вертикальное
панорамирование (tilt)

Кадр с движения

Боковое перемещение (truck)
11вменяемое фокусное

расстояние

Угол обзора

Виртуальная камера

Поясной план

1Пирокоугольный объектив
24 или 28 мм

Широкий план

Задняя плоскость
ГЛАВА К

Освещение

Краткое содержание

В ЭТОЙ ГЛАВЕ ОПИСАНЫ ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ освещения кадра II
рассмотрен ряд простых и сложных стратегий освещения, а также основ-
ные методы управления и настройки источников света, которые освеща-
ют сцену. Освещение является важной составляющей процесса визуали-
зации не только потому, что оно может существенно влиять на общее
время просчета, необходимое ДЛЯ визуализации сцены, но и потому, что
оно открывает нам трехмерный мир и залает настроение сцепы.

8.1.	Стратегии освещения и настроение

Подходов к освещению столько же. сколько областей. где используется
свет. Сюда входят сценические искусства драматический и музыкаль-
ный театр, балет и опера, которые требуют помещений, и кино, где филь-
мы могут демонстрироваться как в помещениях, так и вне их. Дизайнеры
освещения применяют особые методики освещения, диктуемые специфи-
ческими требованиями каждой из этих сфер. Разумеется, и внутри каждой
области имеются разные подходы. Изучая конкретные фильмы, пьесы,
оперы и мюзиклы, можно усвоить немало интересных творческих приемов
и методов. использующихся в освещении. (Когда вы в очередной раз посе-
тите любое нз этих представлений, обратите внимание на организацию ос-
вещения и попытайтесь понять, как она влияет на создание настроения
данного момента).

Немалая часть настроения или впечатления от созданной на компьюте-
ре сцены также создается с помощью выбора источников света и их орга-
низацпи (рис. 8.13). Освещение может быть ярким и свежим, мягким и
интимным. многоцветным и праздничным или тонированным и перемен-
чивым. Свет на сцене может быть спокойным и ровным или неровным и
тревожащим. Тени, создаваемые снегом, могут быть резкими и жесткими
или мягкими и плавными. Многие иллюстрации в этой главе демонстри-
руют разные настроения. создаваемые главным образом с помощью бие-
ктивного использования освещения. Многие методы описания, измерения
и организации света были разработаны за годы существования традицион-
ной фотографии11 •г’1но-

Цель этих методов - способствовать корректному проявлению пленки
таким образом, чтобы д<х*тичь эффективного и художественно вырази-
тельного отображения кадров и сцен. На сегодняшний день лишь немно-
гие из этих базовых традиционных приемов нашли свое отражение в ос-
новных направлениях методик освещения, создаваемого на компьютерах.

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Стратегии освещения
и настроение...............199

Тилы источников свем ..	204

Основные элементы
источника света ...........207

Освещение сиены . ..........211

Основные положения
источников сеем............217

Подготовка	220

Основные термины...... ..	225
Значения относительного отверстия диафрагмы объектива	
f/1	f/11
f/1.4	f/16
f/2	f/22
f/2.8	f/32
f/4	f/45
f/5.6	f/64
f/8	f;90

8.1.1 Данная шкала содержи»
значения относительного отверстия,
использующиеся для измерения
апертуры диафрагмы объектива
и определения количества
проходящего сквозь нее света
С каждым следующим делением
количество света, проходящего
через объектив, удваивается.

f/1 соответствует полностью
раскрытой диафрагме.

а 1/90 - очень маленькой апертуре.

Зонная	система
ЗокаО	3.5%
Зона I	4.5%
Зона II	6%
Зоил III	9%
Зона IV	12.5%
Зона7	17,5%
Зона VI	25%
Зона VII	35%
Зона VIII	50%
Зона IX	70%
Зонах	100%

8 1 2 Зонная система используется
для распределения уровней серого
по шкале: от неотражающего
черного до абсолютно белого.
Зона V соответствует средней
отражательной способности
объектов

В то время как ириинины освещения, псполиуемыс. например, для худ»
жсственного фильма с живыми актерами, почти аналогичны принципам,
используемым для компьютерного анимационного фильма, сами ироцее
сы и технические нюансы иногда очень далеки друг от друга.

I (аиримср. возможность управлял» диафрагмой объектива виртуальной
камеры ( а ;кго Краеугольный камень всякой киносъемки) лишь начинает
реализовываться в программах компьютерной анимации. Возможно одной
из причин такой) положения дел является то. что в компьютерной анима-
ции и камера. и источники света синтезируются «с нуля», тогда как при ре-
альных съемках фильма свет необходимо измерять, то есть соотносить с
параметрами используемой кинопленки и нужным ;и|>фсктом. Небольшая
ошибка и замере света на месте съемки может оказать отрицательное вли-
яние пл многие другие аспекты производства «живого» фильма, тогда как
в компьютерной анимации имеется возможность интерактивно подстраи-
вать освещение, прежде чем окончательно вводить его в фильм. Серьез-
ным исключением ИЗ этого правила является ситуация, которая возникает
при перекрытии «живого» действия и компьютерной анимации н (|юр.ме
снецжрфскта. В пом случае ответственные за спецэффекты специалисты
выполняют замеры света на месте съемки, а технические ностаповщнкн-
освстигели прилагают все усилия к тому, чтобы воспроизвести условия ос-
вещения с помощью своих компьютерных инструментов. Однако немало
элементов п|юцесса совмещения «живою» снега с компьютерным включа-
ют использование метода проб и ошибок. В любом случае, пока ситуация н
этом отношении изменяется, стоит упомянуть несколько уместных тради-
ционных концепций освещения и приемов измерения силы света, а также
измерений серой шкалы.

Относительное отверстие (диафрагма) эго понятие. используемое для
измерения количества света, проходящего через апертурную диафрагму
объектива. Теоретически абсолютная апертура (полное раскрытие диафраг-
мы) обеспечивает попадание всего проходящего сквозь нее света на пленку.
Обычная градуировка шкалы основана приблизительно на квадратном кор-
не из 2; каждому следующему значению шкалы соответствует удвоенно ко-
личества света, проходящего через диафрагму объектива (когда она откры-
васгся) или уменьшению света вдвое, когда диафрагма закрывается (рис.
8.1.1). I Икала относительных отверстий отображает реакцию традиционной
пленки из свет. Имеются еще две единицы. удобные для измерения силы
света: кандела и (рут-кандела (рис. 8.6.2). Кандела соответствует количеству
света. нзлу'гаемому ои|к*дслеппым источником, и произошла от стандартной
свечи более старой единицы измерения, основанной ил количестве света,
излучаемого свечой. Фут-кандела и ее метрический аналог, кандела на кв.
метр или люкс, используются для измерения количества снега, паланнцеп)
на поверхность (одна фут-кандела равна 10.761 люкса).

Зонная система представляет собой методологию, широко использую-
щуюся в фотографии для оценки и 6аланп1|ювк11 количества света, рас-
пределяемого но сцене. Но сути, зонная система, разработанная фотогра-
фом Лиселем Адамсом, классифицирует уровни серого в изображении но
шкале, которая простирается от чисто черного цвета, который практически
не отражает свет (Зона 0), до абсолютно белого (Зона X).

Уровни серого каждого деления между нулевой и десятой зоной («лича-
ются на одно значение отшк'игельиот отверстия (рис. 8.1.2). Зона V. на-
ходящаяся в середине шкалы, особенно важна, так как при приблизитель-
но 18% отражения света она представляет собой среднюю отражательную
СПОСобиоСП. OO1.CKTOB.
Мысленная визуализация света

Эффективный дизайн освещения начинается с визуализации эффекта,
производимого источниками спета в конкретной сцене. К счастью, про-
граммы трехмерного рендеринга способны имитировать для нас различ-
ную организацию освещения. По даже при нспользонанин программы
рендеринга для визуализации света любой дизайнер по свету наверняка
добьется большей степени сложности, красоты и эффективности, если по-
святит какие-то время мысленной визуализации эффектов планируемого
освещения перед тем, как опробовать их в программе.

Мысленно визуализировать свет легко, если начать с темного щюггран-
спи. включить спот-нсточнпки света, а затем понемногу добавлять рассе-
янный (заполняющий) свет. Включив в первую очередь спот-источннкп
света (или любые второстепенные источники света), вы можете сфокуси-
роваться на производимом ими осветительном ж|к|к.чсге. в то время как
большая часть сцепы будет находиться в темноте. Включив рассеянный
свет(пли основной свет) во вторую очередь и прибавляя его исболыпнми
порциями, вы сможете наблюдать :х|м]х-кт смешения основного света с вто-
ростепенным светом.

При таком подходе общий эффект освещения проявляется (или выстра-
ивается) при постоянном сохранении световых акцентов, Если нужно, эти
акцепты (обычно в <|юрме спот-нсточннков, источников рисующего или
цветного света) можно перемещать вверх или вниз после того, как вы оп-
ределитесь с рассеянным светом, и регулировать в соответствии с трсиова*
пнями конкретной сцены.

8.1.3 Основной свет, размещенный
прямо перед камерой, используется
в полете душ в последних кадрах
мультфильма Гхннш. Нимбы вокруг
ионных бабочек создают
впечатление, будто летят бесплотные
ангелы (О 1998 Blue Sky Studios).
Световую организацию можно также визуализировать, начиная с про-
странства. уже освещенного источником рассеянного света. При таком
подходе световые акценты добавляются в конце процесса. Хотя конечный
результат может оказаться одинаковым, с чего бы вы ни начинали, мне ка-
жется. что второй вариант требует большей концентрации, большей спо-
собности визуализации и, пожалуй. несколько большей степени владения
осветительными навыками, чем первый.

Белый свет

Большинство из нас ошибочно полагает, что весь естественный свет (и. в
меньшей степени, искусственный) является белым. Однако в действи-
тельности свет почти никогда не бывает белым. Свет обычно имеет отте-
нок. Мало какая природная стихия (за исключением. может быть, воды)
является столь динамичной но времени, как свет (рис. 8.1.3). Цвет света
изменяется в зависимости от времени суток, погоды, рельефа и местопо-
ложения на земном шаре. Вообразите. например, хроматические разли-
чия между светом солнечного зимнего полдня н северных фьордах и лет-
ним закатом в штормовом Карнбском морс пли ясным весенним послепо-
луденным часом в каменистой пустыне Австралии. В зимнем северном
свете может присутствовать легкий голубой оттенок, тогда как свет штор-
мового заката в Карнбском море может обладать разовым цветом тропи-
ческих фруктов, а свет в весенней австралийской пустыне слабым жел-
товатым тоном. I Ь»стовые различия в этих трех примерах могут быть
очень тонкими, по они очень важны при попытках имитации по-
добных условий па компьютере с помощью программы трехмер-
ного рендеринга.

Световой э<|к||ект. возникающий в грозу, можно воссоздать
путем вставки в последовательность одного-двух белых кад-
ров за пару секунд до громового раската. После этого внезап-
но включается очень сильный, яркий белый свет, помещенный
в точку, где должна быть молния, а затем, мерцая, угасает.

8.1 4 Цветная подсветка этого
северного воина не менее
выразительна, чем его поза и жесты
(С* 1999 Midway Home Entertainment.

Inc Все права защищены
Используется с разрешения)

Цветной свет

Используя цветной свет, можно добиваться поразительных эффск-
тов. Результаты всегда напоминают сценические искусства, где артистов
на сцепе буквально сопровождает цветная подсветка. или танцевальные
клубы, в которых существенная часть праздничной атмосферы и зритель-

ной пестроты достигается за счет непрерывных последовательностей и
узоров цветного света. Однако визуальная выразительность цветного све-

та столь велика, что использовать его следует осторожно особенно дтя

освещения пространств или сцеп, в которых праздничная атмосфера не-
уместна. Приятный зрительный :м|и|>скт-си»рпрпз, который очень распро-

странен в цирковых представлениях. состоит в перекрытии (смсшеишш)
проецируемых световых лучен от цветных прожекторов

Удивительная выразительность этого светового эффекта объясняется

неожиданностью цветов, получающихся при смешении света от п|юже-
кторов разного цвета (рис. 8.1.8). Зрители обычно знакомы с результа-
тами. получающимися при смешении первичных цветов, основанных на
пигментах. Многие пробовали делать :ло в начальной школе и ранее:
красный с желтым даст оранжевый, синий с желтым - зеленый, а крас-
ный с синим - фиолетовый. Смешения цветов, основанных на свете. по-
ражлют оттого, что соответствуют физических! законам
аддитивных (основанных на свете) цветовых систем в
Противоположность субтрактивным (основанным на
пигментах) цветовым системам Всегда занятно пора-
зил» друзей. п|м>лсмонстрпровав нм смешение базовых
цветов в основанном на свете системе трехмерной визуа-
лизации: зеленый с синим лают в результате голубой. си-
ний с красным сиреневый, а красный с зеленым (мой
любимый фокус) - желтый.

Тонированный свет

Использование тонированного света лает менее драма-
тичный. но более изысканный осветительный эффект,
чем использование цветного света. Тонированные ис-
точники света часто используют при освещении трех-
мерных пространств, особенно когда нужно задать на-
строение сиены.

Использование тонированного света может бы и, очень
эффективным способом достижения единой атмосферы.
Тонированные источники света создают:м|м|ячст, подобный
тому, который возникает при наложении топкого верхнего
красочного слоя или слоя лака па нижние красочные слои,
благодаря чему зрительно объединяются разноцветные
объекты или по-разному обработанные участки поверхно-
гги (рис. 8.1.5). Тонированный свет получается, если задать
слабую подкраску свету, излучаемому данным источником.
При использовании цветовой модели IISB (цветовой тон.
насыщенность и яркость) для описания оттенка параметры
насыщенности должны быть низкими, чтобы шит был

«разбавленным*. параметры яркости высокими. чпх»ы оттенок не полу-
чился слишком темным, а параметры цветового тона могут изменяты я в
зависимости от нужной окраски оттенка. При использовании цветовой мо-
дели RGB каждое из трех значений (зеленый-красный-сннпй) будет высо-
ким. чтобы результирующий цвет получился ярким и не слишком насы-
щенным.

Свет в воде

8.1.5. Тоииромниый свет был
использован для смягчения
и окраски теней о лом кадре
(© 1998 Square Со.. Ltd Все права
защищены. По роману fxnasitr EVE
Хидеаки Сена (Kadokawa Horror
Bunko) Автор персонажа
Тетсуя Номура)

Эффект света, отражаемого поверхностью текущей воды, можно воссоз-
дать, поместив спот-нсточникп так. чтобы они светили сквозь поверх-
ность, отображающую воду и имеющую анимированную форму (рис.
8.I.6). Некоторые программы рендеринга обладают возможностью точно
симулировать эф«|юеты. наблюдаемые при прохождении света через тол-
щу воды (рис. 8.1.7). Такие световые узоры, называемые каустикой. полу-
чаются. когда множество а|юкусированвых лучей света отражаются н пре-
ломляются друг в друге.

Анимированный свет

Положение и атрибуты источников света в сцене можно анимировать,
используя методы интерполяции ключевых кадров. описанные в главе И.
Эти методы включают интерактивное задание ключевых поз, редак-
тпрованнс параметрических кривых, пря-
мую кинематику и траектории движения.
Широкий спектр создающих настроение
световых j<|x|k*ktob можно получать путем
анимации интенсивности источника света,
а также его цвета. угла конуса и степени
размытости границ пятна. Однако анима-
цию света в трехмерной среде нужно при-
менять очень сдержанно, поскольку плохо
анимированные источники света быстро
превращаются в источники визуальной
дисгармонии в .1106011 анимационной после-
довательности.

8.2.	Типы источников света

8 1.6. Это изображение было Создано
с использованием модели освещении,
основанной на таких оптических
явлениях. как рассеивание
и поглощение света о воде Данная
/лодель позволяет воссоздавать
тонкие нюансы отражения и
преломления света на водной
поверхности, рассеивание
и поглощение света в воде и тени,
отбрасываемые на водные
поверхности (С разрешения Хидео
Ямашита и исследовательской группы
компьютерной графики университета
Хиросимы)

8 17. (на противоположной странице
вверху) Эти подводные сцены
демонстрируют некоторые эффекты
каустики, создаваемые светом,
преломляемым толщей морской
воды. (Нггинкыый oKfmt. фильм
Франсуа Гарнье (Исполнительное
производство: Ex Machina
© 1998 Monaco Inter Expo
Особая признательность музею
океанографии Монако Изображения
предоставлены Ex Machina)

8 18 (на противоположной
странице) Сцена из анонса Egg Cola,
где цветам была добавлена
подсветка, напоминает
традиционное «живописное»
решение От 20 до 25 источников
верхнего света и сферических
источников света программы Маул
использовались для кабины
управления, для задника - только
сферические источники света
Персонажи моделировались
сплайнами NURBS.

(© Independence. Inc)

Имеется несколько основных типов источников света. пютветствующих
их типам излучения. Обычно виртуальные источники света включают
точечные источники, снот-нсточинкн, линейные источники, зональные
источники. бесконечно удаленные источники и источники рассеянного
света (рис. 8.2.1). Пользователь может создавать и модифицировать все
эти типы света. Помимо этого. болыпннспю программ рендеринга авто-
матически создают в трехмерной сцене один пли несколько заданных
по умолчанию источников свеча. Заданные по умолчанию схемы осве-
щения обычно можно настраивать; в такую схему может входить источ-
ник рассеянного света, бесконечно удаленный источник света. имитиру-
ющий интенсивность и положение солнца, и точечный снег, располо-
женный сверху н позади камеры или в любой другой точке XVZ. В
некоторых случаях заданные по умолчанию источники света автомати-
чески отключаются. как только мы сами мшим какой-нибудь источ-
ник света в сцепе; в других случаях они светят до тех пор. пока мы нс
отключим их вручную. Некоторые программы рендеринга не предусма-
тривают заданных по умолчанию источников света. Это означает. что
если при рендеринге нс вводятся источники света, результат будет та-
кой. как если бы вы заглянули н комнату без окон, лишенную каких-
либо осветительных приборов. Практикуясь в создании виртуальных
источников света на компьютере, старайтесь узнать как можно больше
об основных тинах традиционных источников света и их характеристи-
ках (рис. 8.6.1).

Точечный свет

Точечный источник света излучает равномерный свет но всех напранлени-
ях. По этой причине точечный свет называют еще всенаправленным све-
том. 11сточннки точечного света простейшие из всех: их можно распола-
гать в любом месте сцены например, за пределами поля обзора камеры,
за объектом в сцене и даже внутри объектов.

Эффекты, создаваемые помещенными внутрь объектов источниками то-
чечного света, изменяются от программы к щюграмме. однако во многих
случаях свет при этом проходит сквозь стенки прозрачного объекта, каку
обычной лампочки. Лампа накаливания простой пример точечного ис-
точника света. Звезда, свеча и светлячок тоже являются точечными источ-
никами света, но требуют дополнительных ;-к|х|х'ктон.

Распространенные типы
создаваемых нл компьютере
источников света

Точечные источники
Слот-источники
Бесконечно удаленные источники
Зональные источники
Линейные источники
Источники рассеянного света

8 2 1 Основные типы генерируемых
на компьютере источников света
определяются характеристиками
источника, направлением и углом
светового потока, формой и своим
местоположением о пространстве

Спот

Виртуальный енот-источник подобен точечному источнику аята. к которо-
му прикреплены заслонки (шторки) такого типа, какой часто используется и
сценических искусствах. Спот-источник отбрасывает поток света кониче-
ской формы водном оп|х*дсленном направлении. Спот-источники снега об-
ладают некоторыми лишь им присущими характеристиками это световой
конус с нерок-иным углом и степень затухания конуса (рис. 8.3.5).

Приглушенные или направленные вверх спот-источники являются
очень .м/к/юкливным средством привлечения внимания .чрнтслы-кой ауди-
тории к нужной зоне нли ситуации в трехмерной сцене. Узкий пучок све-
та с мягкими контурами бывает особенно .м|>фекти1ич! для выделения дей-
ствия при низком уровне освещенности сцены. Снот-источник в темпон
сцене может создан, в сцене ощущение напряжения и страх;!, так как сам
тип подобного освещения ассоциируется у аудитории с поиском чего-то
(или кого-то), что спрятано нли старается спрятатм'я от того, кто (или
что) епт шлет.

Бесконечно удаленный свет

Бесконечно удаленные источники света находятся настолько далеко от
элементов сцены, что их лучи, достигающие сцены, параллельны друг дру-
гу. Бесконечно удаленные источники света называют еще направленны-
ми источниками света; они ведут себя, как звезды на небе. Однако, в отли-
чие от звезд, виртуальные источники света могут быть помещены в любую
точку трехмерного нрост|>анпгва. нс имеют массы, а их интенсивность мо-
жет регулироваться (рис. 8.2.3). Во многих программах бесконечно уда-
ленные источники света обладают постоянной интенсивностью и нс зату-
хают при 11С|х*.мещс11нм в пространстве. Солнце особый вид бесконечно
удаленного источника света, который можно точно выставить над сцепов,
напечатав на клавиатуре шпроту и долготу нужного мата, а также точное
время суток и дату, характеризующие создаваемую сцену (рис. 8.5.1).

Зональный свет

11скоторые программы обеспечивают зональные источники света, предста-
вляющие собой несколько собранных вместе псточ1шков света пли единую
светящуюся область (рис. 8.5.3). Зональные источники света можно
масштабировать практически в любой размер, ио они наиболее эф-
фективны, когда невелики. Как правило, они бывают четырех-
угольной или круглой формы. Зональный свет особенно удобен
для равномерного освещения небольших учли ков как. напри-
мер. при фотографировании ювелирных украшений ii|xm|kcciio-
пальпымн фотографами, когда изделие помещается на прозрач-
ный светящийся блок или между двумя светящимися блоками.
Зональные источники света можно также использовать для ими-
тации отражения света, попадающего в помещение сквозь распахну-
тые окна.

8.2.2. Нашлсмный фонарь -
пример спот-источниха света
Иногда они дают видимый конус
света и видимое затухание конуса.

Линейный свет

Свет флуоресцентных трубок, часто испол1>зующ||хся для освещения об-
щественных мат. можно имитировать с помощью линейных источников
cbit.i (рис. 8.2.4). У линейных источников света имеется дтина. но ист ши-
рины. и их можно масштабировать в любой размер. Следует использовать
линейные источники света с <мто|южностыо. гак как их просчет в некото-
рых случаях может потребовать больше времени, чем комбинация не-
скольких точечных источников света.

Рассеянный свет

Свет. излучаемый источниками рассеянного света, равномерно распреде-
ляется по всей сцене. Термин «рассеянный свет» (ambient light) часто ис-
пользуется разными программами в очень общем смысле и. технически го-
воря. не всегда обозначает источник действительно (ктссеянного света. В
некоторых случаях ent применяют к точечному источнику света, который
автоматически создастся щюграммой для каждой сцены. Несмотря па то.
что источник рассеянною света может быть помещен в точку трехмерною
П|>остран(тва. имеющую м»нк|м*гныс координаты XYZ. лучше рассматри-
вать рассеянный свет как поступающий со всех направлений. Источник
рассеянного света часто определяет общий уровень освещенности или яр-
кости сцены: почти всегда в сцене имеется лишь один источник рассеянно-
го света.

8.3.	Основные элементы источника света

8.2.3. Солнце - хороший пример
бесконечно удаленного источника
света

Главными элементами всех цитируемых на компьютере* источников спе-
та являются их положение. щит п интенсивность, ослабление и затухание
конуса. свечение и тени. Кроме гою. еноты характеризуются своей ориен-
тацией и углом конуса. Эти составляющие пс|>счислс11Ы на рис. 8.3.1. Исе
программы освещения позволяют |к*дактнровать каждый отдельный эле-
мент источника света. Некоторые процюммы позволяют пользователям
группировать некоторые из этих атрибутов и сохранять их в файл, называ-
емый шейдером света (light shader). который можно применять к любому
источнику света (рис. 8.3.2).

Положение и ориентация

Как положением, так и ориентацией нсгочпикасшта можно управлять с
помощью стандартных инструментов нашнацпп или геометрических
преобразований. имеющихся в п|м»гра.ммах рендеринга. В общем. для
размещения источников света в виртуальном трехмерном пространстве
используются тс же инструменты, что п для размещения камер*. п|к»стые
и комбинированные сдвиги и вращения. В режиме каркасного отображе-
ния источники гнета обычно изображаются в виде графических симво-
лов например, лампочки для точечною источника света, (|юпарнк.т для
спот-источинка. с<|х*ры на конце прямой линии для бесконечно удален-
ного источника света, и так далее. Но когда сиена просчитывается. стано-
вятся видны сами источники света (нссвет. излучаемый ими), .га исклю-
чением случаев, когда они сделаны невидимыми (в этих случаях они уже
не присутствуют на финальном просчитанном изображении).

Но многих программах источники света являются видимыми но умолча-
нии», а при рендеринге появляются па изображении в виде ярких точек ii.ni
маленьких трехмерных объектов. напоминающих графические символы,
обычно использующиеся для отображения источников света в каркасном
режиме.

8.2.4. Флуоресцентная трубка -
классический пример линейного
света.
Положение и ориентация
Цвет и интенсивность
Ослабление и затухание конуса
Свечение
Тени

8 3.1 Перечень базовых элементов
стандартных источников света,
имитируемых с помощью
трехмерных программ
компьютерной анимации.

8 3 2. Мощные инструменты
редактирования источников света,
включая источники излучения
фотонов на следующей странице
(С разрешения Softimage Со.

Все права защищены)

Цвет и интенсивность

Виртуальный свет может быть практически любого цвета. В большин-
стве программ рендеринга пнет источников света обычно задастся с
использованием основанной на свете пли аддитивной цветовой моде-
ли. II модель RGB (зеленый-красный-снннй). и модель IISB (цвето-
вом тон, насыщенность и яркость) являются аддитивными цветовыми
моделями (обе описаны в главе 6). Некоторые программы позволяют
работать с обеими моделями, другие только с одной. При использо-
вании модели RGB цвет можно задать с помощью его зеленой, крас-
ной и синей составляющих. Числовые диапазоны, использующиеся
дтя задания цвета, тоже разные в разных программах. Цвета мот ле-
жать в диапазоне, например, от 0,000 до 1,000: от 0 до 255, или от 0
до 65535 и зависимости от разрешения шита и погрешности системы.
В отличие от основанных на пигментах моделей, где смесь цветов ста-
новится по мере добавления цвета темнее. в модели RGB цвет света
становится все светлее по мерс увеличения количества смешиваемого
цвета (рис. 8.3.3). Обратите внимание, «гл» в трехмерном пространстве
цвет, заданный объектам, всегда подвергается влиянию цвета источив-
ков света, а также зависит от положения объекта относительно этих
источников.

При использовании цветовой системы IISB можно .шлака г ь интен-
сивность источника спета независимо пт его цвета пли тона, поэтому
дтя большинства пользователей бывает проще оперативно жиавать цвет
источников света при згой цветовой модели, чем при использовании
модели RGB. Один или несколько инструментов дтя визуального выбо-
ра цветов в рамках системы USB показан ил рис. 83.4. Большинство
программ трехмерного рендеринга предусматривают диммеры дтя упра-
вления интенсивностью пли яркостью источника света. При использо-
вании цветовой модели IISB значения интенсивности обычно составля-
ют от 0.000 до 1,000 причем за единицу принимается максимальная
интенсивность. а минимальная (выкл.) за ноль (рис. 8.3.11). Некоторые
программы предлагают простые инструменты для увеличения ннтсненв-
ности источника света (рис. 8.3.5). Интенсивность источника света мо-
жет регулироваться независимо от его цвета, но. нискольку интенсив-
ность и шит света влияют друг па друга, почти всякое изменение цве-
та оказывает воздействие на его интенсивность. Например, если два
красных источника света имеют одинаковую интенсивность, но один из
них темно-красный, а другой светло-красный, последний будет смот-
реться так. будто его интенсивность выше.

Ослабление и затухание конуса

Значение ослабления света позволяет управлять мощностью источника
света и. соответственно. тем. насколько далеко может светить источник
света. Слабый свет ослабевает быстро, а сильный медленно и распро-
страняется далеко.

В реальном мире ослабление света всегда связано с интенсивностью ис-
точника. излучающего свет, но дтя виртуального освещения, создаваемого
па компьютере, ослабление света зачастую нс зависит от параметра интен-
сивности.

В большинстве программ параметр ослабления определяет силу света
(независимо от его типа) по мере его удаления in своего источника. Свет
or точечных источников ослабевает равномерно но всем направлениям.
Свет, создаваемый спотами, ослабевает не только по мере удаления от ис-
точника света он затухает еще и от центра светового конуса к его краям.
Таков топ затухания света иногда называют затуханием конуса. Ослаб-
ление и затухание конуса можно регулировать с помощью линейной ни-
терпатяцни (для получения эффектов медленного затухания) пли экспо-
ненциальной интерполяции (для быстрого затухания). Резкость или мяг-
кость контуров света от енотов регулируется настройкой параметров за-
тухания конуса.

Угол потока (конуса)

Угол потока (конуса) света является уникальной характеристикой спот-
пегочпиков. Угол светового конуса спот-нсточпнка определяет диаметр
светового потока и площадь освещаемой поверхности. Этот параметр ими-
тирует шторки. устанавливаемые на настоящих спотах и управляющие
раскрытием светового потока (рис. 8.3.5).

Свечение и световой конус

Некоторые программы позволяют симулировать определенные виды
свечений, сопровождающих источники света. Свечение представляет
собой круг, формирующийся вокруг источника света, так как свет пре-
ломляется н отражается частицами в окружающей его среде обычно
это мельчайшие льдинки, пыль или дым. Иногда свечение снега вычис-
ляется на основе •протечек-. свойственных очень ярким источникам
света, вместо преломления гнета в трехмерном пространстве. Э<|и|>ект
• протечки* света часто встречается в случаях, когда <|ютоаш1арат на-
правлен непосредственно на источник света, в результате чего получа-
ется «[ютографня с ярким пятном, вокруг которого расползается «про-
течка». Разница между этими двумя методами создания свечения для
виртуальных источников спета состоит в том. что одни метод (прелом-
ление) основан на трехмерных вычислениях, а другой («протечка»)
на двумерных. Свечение гочечпого источника света обычно имеет вид
окружности или гало. Свечение спота имеет «)м»рму светового конуса.
Круговое и коническое свечения часто называют волюметрическим
светом, так как оба этих свечения определяются ослабеванием источ-
ника свеса. Линейное ослабевание (затухание) приводит к постепенно-
му угасанию :м|х]х?кта свечения, тогда как экспоненциальное затухание
приводит к резкому печезнопепию свечения. Свечение светового кону-
са можно регулировать еще и с помощью па|>амстра раскрытия пли
угла потока, излучаемого источником спета. Густота или частота час-
тиц и окружающей среде, вызывающая свечение. |кчулируется с помо-
щью параметров, позволяющих задавать их размер, ориентацию, пере-
мещения н непрозрачность (рис. 8.3.6).

Светорассеяние в объективе .гффект. родственный свечению. Он
имитирует преломление света внутри камерного объектива. Светорас-
сеяние в объективе, возникающее при нерсчуграженнп света в объекти-
ве. вызывает кольца и звезды. Это двумерный .-и|м|к’кг. широко рас-
пространенный но многих н|юграммах постобработки и комиозптпнга.

ГОЛУБОЙ

Цвет Шкала 0'255 Шкала 0-1

Красный	255-0-0	1-0-0
Зеленый	0-255-0	0-1-0
Синий	0-0-255	0-0-1
Голубой	161-255-238	0.631-1-0.933
Кремовый	252-255-103	0.988-1 -0,403
Ржавый	141-43-17	0,552-0,168-0,066

8 3 3 Два столбца числовых значений
RGB отображают цвет двумя
ратными способами

с использованием

шкалы 0-255 и шкалы 0-1.
8 3.4. Цветоподборщнк Shake
упрощает пнтуальный выбор циста
в диапазонах цветовой модели HS8
(цветовой тон. насыщенность
и яркость) Цвет можно задавать
н путем ввода числовых значений
в единицах HSB и RCB
(зеленый-красный-синий).

(С разрешения Apple Computer).

РЕЗКИЙ КОНТУР

МЯГКИЙ КОНТУР

8.3.5. Эти две пары изображений
позволяют сравнить два потока,
излучаемые слот-источниками.
У потоков одинаковые углы конуса,
но у верхнего резкие контуры
(почти отсутствует затухание конуса),
а у нижнего - размытые контуры
(большое затухание конуса).

(Графики получены из Infini-D 2.6.

«> 1991 - 1995 Specular

International. Ltd.)

Глобальные и локальные источники света

Глобальные источники света освещают все объекты сцепы, не закрытые
от этих источников. Источники света в сцене являются глобальными по
умолчанию. Такие методы рендеринга. как алгоритм |1злучатслыюп11.
не пользуются лаже тогда, когда трехмерные поверхности не освещаются
непосредственно источником света, а получают свет в виде полутени или
диффузных взаимных отражении. Освещение, обеспечиваемое глоб;»ль-
нымн источниками света, сильно записи i от их положения и ориентации
в сцене, а также их яркости: однако объекты, непосредственно освещае-
мые глобальными источниками, всегда отражают некоторое количество
света.

Другая картина наблюдается при iicho.ikmiikuiiiii локальных источни-
ков света, которые также называют привязанными и ли избирательными
источниками снета. Локальный источник света отбрасывает свет вл объе-
кты, привязанные к нему, причем такая привязка может быть включ1пель-
поп пли исключи п-льной. Исключительная привязка нпочпика спета к
объектам означает, что cbci, излучаемый данным источником, будет осве-
щать только привязанные объекты. В некоторых программах исключи-
тельная привязка может отменять лаже то обстоятсл1>ство, что прпвяжн!-
ная поверхность не освещается непосредственно данным источником све-
та. Получается, что словно но волшебству cbci данного источника похо-
дит сквозь непрозрачные объект ы. которые в обычных у словнях загоражи-
вают привязанный объект от света, никак на них не влияя. Включптельпая
привязка позволяет локальному источнику света постоянно освещать при-
вязанные к нему объекты, а также прочие обм-кты в сцене, Ценосрсдспиш-
по об]К1щепные к этому источнику.

Задание привязок между источниками света и трехмерными поверхно-
стями может быть весьма :м|м|м*ктипным способом достижения комплекс-
ных световых ;м|и|>ектов. но оно может также повысить сложность обраг ки-
ки сцепы. Но этой причине следует ограничивать использование локаль-
ных источников пита. Локальные источники света реализуются разными
программами по-разному. Что же касается объекта, привязанного к одно-
му пли нескольким локальным источникам света, этот обы-кт буди wbc-
щаться только ими и никакими другими нсточпикамп снета. активиро-
ванными в данной сцене.

Тени

В принципе, нее источники света порождают теин. Однако порождение
тенен это функция источников света, которую можно включать или вы-
ключат!». Поскольку отбрасывание тенен является также свойством <*W
ктон и алгоритмов шейдинга. окончательный визуальный облик теней оп-
ределяется не только атрибутами (свойствами) самой тени, но и свойст-
вами отбрасывающего тень объекта и используемого метода рендеринга.
Теин могут определяться несколькими параметрами, включая цвет тени,
цвет области полутени и мягкость краев (контуров) тени (рис. К.3.7-8.3.9.
8.5.5. и 8.5.6).

Часть теин, которая полностью блокирует прямой свет, называется
полной тенью. Это внутренняя часть тени. Зона по Краям тени, которая
смешивается в другим светом в сиене, называется полутенью. Размы-
тость (мягкость) края тени можно регулировать несколькими способами.
При многих методах милели|ювания, за неключечшем метода трассиров-
(saiCiXKsy

Аршд pcjry «инэтмкгс! D)
(Kodox) л/Аэз a Sfunswes
hmhviiwox ndHidm^tum кинП/г
ииМрявлуЛенп HOHdKixauixde ijoic a
ЧХрм 0 .wmptfOcduTH
мэяиэюю от «Иоьчэжоди '9 E 8

1111,111.» XKUliAL'.l XHIXJO II MEN NIU. ’II.Hl.) XFIII*U1!Aldlin .mI.UIX'IIIIMIN INI Х1ЧНИСГ
-TOJ (Nllll.llll.JH.N» N rilll!lHxlllllll!L1! ONI.H' 'UNO 1AJOI4 Kllll.llll.lH.X» tUONJMdlll
-.III.) HlllllMllllON IMLUIIIIIliqUMJ OIIIIInLl.) Illi Ml!)j Н1111.Я11.И1.М» (IKIN.llhll 11.111.» iu
-OllllOllllliri.lIl. Ell XNIIIIllHOlUJItHWOII ’ 11111111.11111< l?l .Mil И I.Ml INI I'.LMIJ HliNIIIIMU
-Jll KHIKMII.MXIInI K.MIllIKXHJIIN 'fMOdlKMl .indoiON.MI IXIldlOIWIxl П1\.»ЖН||

'(Л.1 iioudixp .м)1\'|1Г<и1П1<к|||
•инттмм .lllll.HIIAIIIO «1111ЖО11>11ПЛ' 111.11 WIIN.XH II AHIXJ 1!МГ(Х|<К|ГО11 dAJIHiN
‘Ill.'L'.ir.l ЫЖО14 IlitL’L'jX lllUqdllHiXJil l.'OII MIIIV .MIII.llH.Ml.lf) •millioivdiu («Л.Ч
-iiA'dx nja «LumiAdcnd jaioiv knmi i.mInoh iiii.h .»i<iiiiii!ii<Klii.nim!o.M|| wj
1ЛП1 •Ul’ldM.) IIL1I 'll 111114.»ILT 1Л.Ю14 »:»1L'.I Ill.Mll'OO II 1ПШ .IFLUIAJ Ш1Н1Г
ojoii.mnIn.xIii riinioAiAi iioii'ir.iiiiiirtlnii u i,.i.4,x|h|x: oj.i.mi i_ii.’l.'<id,)ii ,»n кип
-.i1ii.hi.mi i’i\'.»\.i kiniiiinva'likIii oxolii iiiii(xliii!|| ''IIltiinoii xii oiiiiinioivdu
ii riiii.w.»L'<: lilfi .>.m 'iirid'uiid biv.oiv aiiii.»ui.mij<i .xunrcdijovaii инытд
-.хи (ill OJ.> XlllllliinriMld^MI riliroil 'IJA».Y.K1 •IIN'O.'I А|1л1.»М,Я II l.Mlll ИГ1ПЖ.И1
i»mi iit4iui.MioiiNiq9<Mii •rioii.u.-ii хи и i«l<w|i iiiilidoiiixln Hid.ii. rcii
•III IHOIIJIxIn.xIii .HI)IKXKI.imLM».) .Хум.» .U'llll'j.ir.xlll •clnivIldllL'l I tkIalxn.»! II
шлиц 'rn\'d(x|) «иkiiikIii.hmi <M<ujauvnii oiiN'.oiviini.in kiiii.iiii.hi.mi ni.iinixlox
E.X| 'lllll.ill IIIIIIIIV.I Illi ‘UKIIIldll.XMl OirintVJIH no IlVJOIfJ All НН Л111К IVIUI

»l 1'1.111.» r-MJ dlllll.lHlAII.XI N IlVllX
-roil (UON>»I.II1CK.U.)IU .»llll.»l.l!lll
II «11КНО11 Nlip<>.X>IU •Kllll.nil.UI
-.X» •ILMHIN'.l’fl ЫНК1111О11 O1N

1ЧНЭГ1Э аинэШэаэо V8

'IPIAU1III.U13-

iioiiinInc uni Hiiliedo.'i.n* xniidou
-eiiiniN iv.iiiiiimhiii гон .iniiLi wn
•I'l.i.xlmliudi .H'liinxlodu r.idji. u
-ЭИ.1 ailllinnxlllll.xxlll KAbJKIIJIwdll
iiinii!dAiii<|>iioN xiiNin Kiiiierriu
M.V OI.1.MI .11111!!,	KlllhKldD

-CH 1СИ11НГП».» KtX’ kxuna'cildujii
UJJEh Hlllll'dA.III<|l|ION JHflJIIAJ

•(ГГ01 »

iiiiixlii.i .м ини jx"/ -.Hid) iiiiii.i.v
lldlll XI'IIIKIIL,»:il ХННЕЛффиГ (WIJJ
-.Ihllt/ON .ИИПЧ1.1И» JUJILlfoD AII.HIJ
H OIIIIHXA»U.)L\Jlldn •llljoiixd.iuilll
in .».» •aciiA’ira koi и KAUieanmed
iniai kinIn |11.>о11Ч1Л)И!).лт1 .шин
-jo i’ll niiiiidarii.xl iiiiiiimoctl'ou
-.hi nd|| ini.»* uoNiiinuodiiJJBdl
ipnaodA iMLLMiiiiL'o.N ыкпт im
-.11 Ч1.МНГ114Ш1 l!l< Ш1Л1Г IINtllxllI.»
-.Midi iiroi.iiv iiiniinioriroii.Mi nd||
•lUN.l'lOO JO IU.MI.1 ENIIIIhOUII llllll
•.inii'A udu iikiin»-.mI .Mino к.»ти
-оншэ iiii.ii I'ld.tniox! пил num
ЧХ1!»1П.)1!<1«>»1<» *140130400 II шли
IVONIIIIhOLJH A'l'N'.MV KIIIIKOJJJl'd
<N<1)IIOI4OI1 .1 'll l!llodllL'.<l.»d 011Ж0К
llll-u H.ind.N '11.К11П14»1!<1 UhAV UN
8.3.7 8 мультфильме Собор
рассказывается история о страннике,
попавшем в волшебное место
на краю света Освещение вносит
свой вклад п постановку этой
историк и сообщает сюжетной
линии напряженность

(•Г 2002 Tomck Baginski
и Piatige Image).

остается совершении темной. пока мы не включим осветительные прибо-
ры. Мы будем рассматривать два аспекта освещения: участки сцепы, кото-
рые нужно осветить, и некоторые основные* положения источников снега.

С точки зрения разработки освещения сцены следует учитывать. что су-
ществуют некоторые участки или стороны сцены, которые всегда нужда-
ются в освещении.

За долгие годы существования сценических искусств были разработаны
многочисленные методы п приемы освещения, использующиеся для раз-
ных <|юрм и жанров сценического действа от драмы до комедии, [{опро-
сы освещения, рассматриваемые ниже, включают ряд традиционных мето-
дов освещения, которые можно адаптировать к разработке и производству
компьютерной анимации..’ )т ими вопросами являются зона основного дей-
ствия и основной свет, зоны второстепенного действия, задники, рассеян-
ный пли заполняющий свет, видимые источники света и мобильныеосве-
тнтсльныс с|к*дства.

8 3 8 Персонаж на заднем плане
был превращен п тень путем
использования света, помещенного
сзади Рисунок теней от жалюзи
на переднем плане создан с
помощью трафарета (Изображения
созданы Mondo Media, Калифорния
р 1999 Puke Interactive).

Зона основного действия

Зона основного действия это тот участок сиены. где происходит боль-
шая часть действия. Зона основного действия может жшпмагь маленький
участок, если просчитывается. скажем, молекулярное взаимодействие, iliii
большую площадь, если речь идет об эпизоде иогопи на подземной авто-
стоянке. Зоной основного действия в эпизоде диалога между двумя пе|кч»-
нажамн будет область, в которой происходит действие. В созданных па
компьютере гиенах зона основного действия может находиться в тихой
комнате пли распространяться за пылающие стены и окрашенный дождь.

Для проспио эпизода, где сиена в основном статична, бывает достаточно
всего пары спотов. но .тля передачи движений десяти (раитэстичсских пер-
сонажен. танцующих на сцене, приходится илюл1.зовать несколько точеч-
ных источников света и спотов. Специальная организация освещения зоны
основного дейгтвия может потребовать разработки нескольких варпантон в

2I2

Освешышк
случаях, когда сцена снимается г разных точек об:юра с целью передачь вы-
раппздыюсть разных сторон объектов съемки, для чего используются ка-
меры. размещенные и разных точках. Во многих случаях освещение .юны
ix'iioniioro действия определяет общее жкт|ххч1пс сцены. Именно по .пой
причине источники снега, используемые для освещения зоны основного
действия, в театре называются основным (или рисующим) светом и часто
комбшшруются с заполняющим светом, который будет описан вкратце.
При традиционной театральной организации (хпешення зону основного
действия нередко разбивают па несколько секций (в зависимости от пропс-
ходяпкчо действия) и закрепляют за каждой секцией ои|>слелснное количе-
ство осветительных приборов например, от двух до пяти спотов на сек-
цию (рис. 8.1.1).

8 3.9 Солнечный свег заливает
этот кадр, воссоздающий картину
простых радостей, доставляемых
обедом во дворике Несмотря
иа четко определенные контуры
теней, их внутренняя часть
(внутреннее значение) довольно
светля Если просто задать более
темное внутреннее значение теней,
/ложно заставить эту сцену
производить совсем иное
впечатление

Kimilv. t' POLYGON
PICTURES/IPA/NK-EXA)

Зона второстепенного действия

Зова второстепенного действия это то место иа сцене, куда иногда пере
холит часть действия. 11апример, два героя в сцепе, разворачивающейся в
гостиной, большую часть в|х'мепн сидят па диване (зона основного дейст-
11НЯ). Однако в какой-то момент один из актс*|х>в встает и проходит к книж-
ной полке (зона второстепенного действия). выбирает кишу и возв|хица-
ется на диван.

(квещающий книгу н полку свет может быть включен на всем протяжс-
1пш сцены, или же епт могут включил» юлько когда актер начинает двигать
ся к полке, а потом плавно выключить, когда актер снова сядет на диван. Ко-
личество исгочников снега, необходимых для освещения зоны innpix-reiieii-
нон» ленепшя (особенно для маленьких сиен), обычно меньше, чем число
источников 0СВСЩСИ11Я, пспо.п»зус.мых дтя .'ЮНЫ основного дейепшя.
8.3 10 Освещение в этом кадре
с ожидающим поезда бнзнеолеиом
простое, ко интересное Обратите
внимание на подарки для детей
и то. как светлые тени придают
моменту теплоту. (/Ыедип HirnUtt,
< POLYGON PICTURES/IPA/NK-EXA)

8.3 11. Контраст между резкими
отражениями света и заполняющим
светом подчеркивает драматизм
этих сцен из Кагчы

(на противоположной странице
внизу) (< 2003 Xilain

films-StucftoCanal-Group TVA Inc.)

Задний план

Задний план созданной па компьютере сиены также называется и компь-
ютерных программах окружением ilih декорациями. Задний план обыч-
но виночаст объекты, окружающие зоны действия. Декорации могут со-
стоять из горизонтальных пли вертикальных h.tockocich с наложенными
текстурными картами (например, кирпичей), пли из выпуклых поверхно-
стей с процедурными картами анимированных облаков. пли даже <|юто-
графичсскот задника. который был добавлен путем композит пита. Деко-
рации (особенно задники с текстурными картами) очень чувствительны к
цветному снегу. Совсем небольшие хроматические изменения в освещаю-
щем декорации свете приводят к очень значительным изменениям цвета
декораций.

Основной свет

Основной (рисующий) свет- три i тайный свет, освещающий объект или
точку т|юкуснровки; он же может быть и единственным ciu'io.m и сцене. В
кад|и’ может быть один h.hi несколько источников основного света, опих-н-
но если объест движется пли когда их несколько: принтом иггочникн све-
та Moiyr размещаться почти в лийой точке сцены. Основной снег очерчива-
ет и рисует объест (рис. 8J.(>); кроме того, такие источники света дают те-
ни, которые иногда смягчаются заполняющим светом.

О< r.iiiiiiiin
Заполняющий свет

Заполняющий свет имеет двоякие назначение: задана ы.
общий цветовой тон для всей сцены и обеснечннят ь сли-
яние свети некоторых других источников в сцене. Вир
туальныс источники заполняющего снега обычно созда-
ются г использованием енотов, а рассеянный (ненаправ-
ленный) заполняющий свет может быть создан с помо-
щью бесконечно удаленных источников света. В зависи-
мости от эффекта. который нужно получить. заполняю-
щий свет может быть мягким и тонированным пли до-

iiaiJ.no ярким; однако практически во всех случаях ис-
точники заполняющего света нс образуют топей. Две
ciii'nii;tni3iipi)ii;uiiiijc разновидности заиолияющет све-
са «глазной свет», использующийся для получения
блеска в глазах актера. и контровой свет, использую-
щийся для акцентирования или прорисовки kohtvjkhi
.ища пли объекта.

Видимые источники света

Видимые источники света это ге. которые «видит»
камера и. соответственно. зритель. Вплимымн источни-
ками света могут быть лампы, камины, прожекторы,
свечи, телевизоры. холодильники, светлячки и кометы
(рис. 8.4.2-8.43 и 8.5.7). Эти источники света называ-
ются «практическим светом- в традиционном видео- и
кинопроизводстве; они обычно важны с драматической
точки зрения. неся определенную нагрузку в развиваю-
щемся сюжете. Часто рядом с видимыми источниками
сыта происходя! соответствующие события, л именно
поэтому такой тин света обычно подчеркивается в ви-
зуальной композиции сцены. Созданные на компьютере

СЛОТ-ИСТОЧНИКИ ИА ШТАНГЕ

ЮНА	зонд	ЗОНА ВТОРО-

ВТОРОСТЕ-	ОСНОВНОГО ДЕЙСТВИЯ	СТЕЛЕННОГО

ЛЕННОГО	ДЕЙСТВИЯ

ДЕЙСТВИЯ
ВИД СЦЕНЫ СПЕРЕДИ

видимые источники света могут симулироваться с по-
мощью точечных источников света, а их эс|и|м*кт можно акцентировать,
поместив их н сферу, н|ххчнтапную с :м|и|»сктом П|мхтраЧ110СТ11 или све-
чения. Э||и|к*кх производимый видимым источником света, можно уси-
лить. используя прозрачный конус, который подчеркивает конус снега,
апллваемый « потом.

Солнце пли луна обычно создаются в виде источников света. Их легко
задавать как точечные источники света, по они могут быть и источника-
ми рассеянного света. Точечные источники света, воссоздающие небес-
ные тела, могут иметь интенсивность от средней до высокой при miltom
затухании конуса (пли полном его отсутствии). Цвет этих источников
света может имел» теплый оттенок для солнца или слетка прохладный

8.4.1 На этом чертеже показана
конфигурация освещения эон
ОСНОВНОГО и второстепенного
действия, В традиционном
сценическом освещении размер
каждой ячейки сетки соответствует
площади, которая должна быть
заполнена потоком света
от спот-нсгочника.

оттенок для луны.

Одно из П|мч1мущестн использования рассеянною света для ii.Mirramiii
удаленных источников света состоит в том, что объекты и этом случае от-
брасывают мяп.11с тени (нли вообще не отбрасывают теней). Свет многих
небесных светил слегка мерцает; это мерцание можно воссоздан. с помо-
щью анимации пптенсивногти или свечения точечного источника света.
Эго свойство особенно замелю, когда камера наведена iienucpcAcniciiiio па
источник света.
8.4 2. Видимый (практическмА)
источник ceerj на этом известном
изображении доминирует о сцене,
которая включает значительный
объем цифровой «живописи*
и композитинга. (Произведено
компанией Kkncr-W.ikiak
Construction Со. для first Ught. Inc.
и Columbia Pictures Аниматоры:
Джефф Клейзер, Дайана Вальцак
и Эд Крамер. С разрешения
Kiener-Walczak Construction Со.)

Мобильные источники света

В отличие от театральной сцены, где большинство осветительных при-
боров неподвижны. все источники света н сцене компьютерной анимл-
кип .можно легко передлнппгъ. При .пом существует категория мобиль-
ных источников света, которые много перемещаются нлн для которых
мобильность основная характеристика. Мобильные источники спета
можно |1с11олкювать для подчеркивания некоторых аспектов сцены. На-
пример. ciLii.no п|юкусн|ил|ан11ыГ( спот, которым очень шэвно движет-
ся но одному объекту. помогает получить блик нлп акцентировать про-
зрачность. Пли можно поместить серию слотов на камеру. чтобы они
следовали за развитием действия и •тащнлн» камеру. Ряд мобильных
источников света понадает и категорию специальных световых эффек-
тов. которые можно использовать .гая усиления некоторых драматич-
ных моментов или для создания доминирующих настроений. Фейер-
верки. взрывы, дымка и туман, а также молния вес это примеры све-
товых спсцэ<|)фектов (рис. 8.4.4).

Многие световые :и|и|и-кты. встречающиеся в прнреще. можно симули-
ровать с помощью комбинаций мобильных источников света (анимация
источников снета рассматривается в главе 11). Среди этих световых эф<|1е-
ктов спет от молиин. пожаров. естественных взрывов (вулканов), свет,
отражаемый поверхностью текущей воды и преломляемый текущей вод(И1
(например, в водопадах).

Oihuhhiiii
Эффекты i item от костра, который иг присутствует
на экране. можно получить, используя группу источ-
ников точечного снега и енотов, размещенных в обла-
сти, соответствующей размерам воссоздаваемого кост-
ра. Интенсивное и непрерывное движение света. про-
изводимое костром, можно получи П> <• ПОМОЩЬЮ вол-
нистых параметрических кривых, использующихся
.ия задания положения, угла конуса и каждого из
цветов RGB дтя получения максимальной неравно*
мерности. Другие приемы, позволяющие имитировать
костер. описаны в главе II. Световые .и|и|нжты. созда-
ваемые проходящим сквозь цветное стекло светом
(например, эффект, создаваемый в помещении спетом,
поступающим в него через витражи), требуют исполь-
зования прозрачной карты изображения »лн такого
метода рендеринга, как пзлучателынить или трасси-
ровка луча, при котором обеспечивается просчет эф-

фектов, создаваемых проходящим сквозь П|юзрачныс и полупрозрач-
ные поверхности светом.

8.5.	Основные положения источников света

По сравнению с традиционным сценическим освещением имитируемое
на компьютере освещение обладает громадным преимуществом, состо-
ящим в гом. что источники снега можно переметан., не беспокоясь об
их установке на освст1ггслы1ые штанги. Виртуальные источники снега,
создаваемые на компьютере, способны плавать в п|юстраиствс. 1м»ль-
11Н1НСГ8О программ трехмерного рендеринга использует стандартные
координаты XYZ для размещения источников света в трехмерном
пространстве. Однако некоторые программы предлагают для этого по-
лярную систему координат нмегто или в дополнение к декартовой.
Как говорилось н главе 3. положение o6i>cktoii в трехмерной полярной

8 4.3. Сеет or пампы (практический»
источник света) освещает эту сцену,
тогда как значение заполняющего
света здесь очень мало. Такое
освещение создает эффект
таинственности и интимности
момента, когда метафизический
персонаж занят поисками самого
себя, примеряя разные маски.
Мпчсп получили первый приз жюри
Электронного Театра SIGGRAPH
н 1999 году (С разрешения Петра
Карваса. сценариста, режиссера,
дизайнера и аниматора
этого мультфильма)

системе координат определяется их азимутальным углом и углом воз-
вышения (то осп» углами «над» и «вокруг*) относительно точки от-
счета. Например, положение солнца можно описать в параметрах его
высоты и азимута (рис. 3.4.8). Высота определяется углом света отно-
сительно горизонта. Азимут определят я путем проецирования угла
сплица на ось «восток-запад». Этот метод особенно удобен в архитек-
турных проектах, где положение солнца необходимо определять дтя
подсчета как отбрасываемого зданием и его окружением объема тени,
гак н количества прямого солнечного света, получаемого строением в
любое время дня (рис. 8.5.2).

После расстановки нпочппков света их уже можно направлять на кон-
кретные объекты или зоны сцены, пснолкгуя дтя этого исскатько приемов.
Точки, которые нужно огнетнть, можно.шлага в числовом виде, напечатан
на клавиатуре значения их ксюрдинат XYZ: визуально - направив на нуж-
ный объект вектор света. отоб|>ажае.мый некоторыми источниками света;
ши процедурным способом. выб|кзв команды (предусмотренные н неко-
торых программах), которые автоматически нацеливают один объект
(обычно эго источник света пли камера) на другой.

В принципе, количество источников света, помещаемых и трехмерную
сцену, не ограничено. Так же как и для реального физического освещения,
единственными (|шктор>1мн. ограничивающими количество источников

8 4 4 Дискотечный шар, пример
мобильного света, играет
значительную роль п заключительной
части. \lit n .Чопц. (Еще один
дискотечный шар изображен
на рис 10 5 4). (© 1999 Victor
Navone).
8,5.1 Положение источников света,
особенно солнца или других 5везд.
можно также задавать о полярной
системе координат. Это диалоговое
окно позволяет легко определять
положение Солнца по отношение
к Земле а любое время и в любом
месте, (диалоговое окно нз fonn»Z
(Ф 1991 - 1995 auto«des*$y$, Inc.)

Основные по лощения
источник*! пета

Пара под углом 45 градусов
Фронтальное снизу
Фронтальное на уровне объекта
Боковое на уровне объекта
Боковое сверху
Боковое - сверху и сзади
Сзади сверху
Сзади сбоку
Сверху

8.5 2 Основные положения
источников света перечислены
выше и проиллюстрированы
на противоположной странице
(источники сфокусированы
на сфере).

света и 1И1ртуал1|Ц()11 сцене, являются практические соображения. В неко-
торых проектах факторами. определяющими колнчсегво н< гочпиков спе-
та. являются сроки и бюджет. Как п виртуальной компьютерной. так и в
реальной среде создание. размещение и настройка источников скега т]>ебу-
ют времени и денег. Однако требования по освещению (неважно, иапоя-
щему или виртуальному) могут сильно разниться по уровню сложности
Сравните требования по освещению крупномасштабного спортивного со-
бытия. ортанизоваиного в закрытом помещении, с макро<|ютогрлфисн
бриллиантового перстня.

Свет можно по-|Ш1К>му размешан, относительно объекта, которому не-
обходимо освещение и камера. Здесь будут рассмшрены пять основных по-
ложений источников света и соответствующие варианты их фокусировки
на объекте: пара спотов под углом 15 1радусов; положение спереди (на
уровне обычаи и ниже его уровня), боковое положение (на уровне объекта,
выше, а также выше и сзади): положение глади (выше и сбоку от объекта) и
положение сверху. 11а рис. 8.5.2 все :пи базовые положения иллюстрируют-
ся визуально, причем для акцентирования получаемого :-и|и|м*кта ociienie-
пия используются только спот-источники. Необходимо учитывай», что но-
вее не во всех ситуациях все эти источники снега должны постоянно при-
сутствовать. Начитайтесь на собственный вкус и мысленную визуализа-
цию. когда разрабатываете схему освещения.

Пара под углом 45 градусов

Одна 1И самых распространенныхосветительных схем (обычно осветители
сцены нж1ыван1г ее обыкновенным освещением) предусматривает нсполь-
.ижанпс двух спотов, помещаемых выше, напротив или по сторонам осве-
щаемого <юъекта. При такой типовой схеме оба источника спета сфокусиро-
ваны па объекте под 90 градусов друг к другу. Оба источника нонернуты на
15 градусов вокруг вертикальной п горп.юнтады1(>й осп. Такая обыкновен-
ная 45-градусная пара епот-всточииков обеспечивает простой и :и|»фек-
тивный способ получения большого количества света, выявляющего черта
объекта и некоторые детали в виде теней (рис. 8.5-3).

Фронтальный сеет

Фронтальный свет снизу очень ж|м|к*ктивсн для отбрасывания выражен-
ных теней и на объект, и на его окружение. Так как в естественных услови-
ях подобный тип освещения вст|х?частся редко, фронтальный спет, по-
ступающий снизу, может выглядеть очень искусственно и чрезмерно
драматично. Однако он может быть н очень хорош ,ця акцептирования
дейгтшпелыт д|К1млтпчпых. страшных или «запредельных» моментов
(рис. 8,5.1). Фронтальные источники света на уровне объекта обычно де-
лают объект плоским, так как часто убирают большую часть наиболее глу-
боких теней: однако их можно использовать в качестве неяркого заполня-
ющего света, обеспечивающего смешение (сопряжение) других спог-ис-
точников п сцене.

Боковой, верхний и задний источники света

Боковой свет на уровне объекта удобен для увеличения кон iрасти между
светом и тьмой. Выраженные min. создаваемые боковым светом, облада-
ют сильной драматической выразительностью и добавляют сцене боль-
ПАРА ПОД УГЛОМ 45 ГРАДУСОВ

ФРОНТАЛЬНОЕ СНИЗУ

ФРОНТАЛЬНОЕ НА УРОВНЕ ОБЪЕКТА

БОКОВОЕ КА УРОВНЕ ОБЪЕКТА

БОКОВОЕ НАД ОБЪЕКТОМ

БОКОВОЕ - СВЕРХУ И СЗАДИ ОБЪЕКТА

тую глубину. Боковые источники света следует исполкимшт!» с осторож-
ностью. так как они легко "Забивают* более топкие виды освещения в сце-
не (рис. 8.5.5).

Боковом свет сверху, особенно когда такие источники используются
парами одни слева. а другой справа, создает ;к|м|кчсг. похожий на осве-
щение (э-градуснон нарой спотов, описанной выше, но с чуть более выра-
женными тенями. Одним из преимуществ создания боковым верхним све-
том выраженных теней является то. что теин от главного объекта при этом
обычно проецируются на пол, а не на другие объекты в сцепе, как это про-
исходит при использовании фронтального света снизу или боковых источ-
ников пита на уровне обти-кта.

Боковой свет сверху и сзади .и|м|>ективнын прием для очерчивания
объекта на фоне задника. Эго положение сочетает в себе преимущества и
недостатки бокового, верхнего и коптровою освещения. Оно позволяет
моделировать актера контрастными тенями (боковой свет), а также созда-

OcilEIHHIIIh:

219
8.5.3. Пара источников света
под углом 45 (один ярче,
чем другой) очерчивают крав
гонких ножек насекомого

и заставляют сиять волоски
(С разрешения Акира Кан. FOTON)

er световой ин.мб и верхней части объекта, позволяющий четко отделить
его от задника (положение сзади п сверху). 11 боковой, и задний свет соз-
дает световые гало по краям объекта. Задний свет можно использовать для
придания глубины сиене.

Источники верхнего света тоже создают выразительные гаю вокруг
верхней части объекта. Как и заднее освещение, верхний свет может при-
давать сцене глубину и выразительность (рис. 8.5.6).

8.6.	Подготовка

Проверьте свет, заданный по умолчанию

Нс забудьте проверить, создает ли используемая вами п|хнрамма ренде-
ринга свет по умолчании» автоматически. Если нет. вы должны задать ис-
точник света, прежде чем начать |х'ндсринг. В большинстве программ за-
данным по умолчанию источником света является рассеянный пит, кото-
рый равномерно освещает все объекты в сцене. Если исходные параметры
заданного по умолчанию источника пита не подходят для данной сцепы,
их можно отредактировать.

Невидимые источники света

После выбора и размещения виртуальных источников света и трехмерном
пространстве не забудьте сделать их (свегилмшки. не свет!) нспидлмымн.
В противном случае они появятся па просчитанном изображении (обычно
в виде маленьких квадратиков, стрелок или блестящих точек).
8.5 4 Мягкое освещение сиены снизу
придаст танцующим роботам
легкость н изящество СЪ-пЛо/,
POLYGON PICTURES/IPA/NK-EXA)

Отсутствующие тени

I 1ногла объект. который должен отбрасывать тени, нс отирсыпасг их даже
н случае, когда источник снега был определен, как даюпшп тени. 11одобпая
проблема может возникать из-за тот, что привилегия (функция) отбрсы-
ваиия тени была выключена либо в самом объекте, либо в методе nieibiin-
га. либо к обоих.

Имитируемые тени

Призрачные ili<k!K<iit и можно использовать для создания теней иа объектах
и сцене и даже иа <|м>тог1»фнческнх задниках, которые были скомбинирова-
ны (сопряжены методом KoMintumiiir.i) с трехмерным пр<хт|кп1ством. В по-
следнем случае проз|)ачныс плоскости необходимо согласовать г элемента-
ми задника путем выполнения тестов по методу проб и ошибок. (Более под-
робная П1в|х>рмац|1ю по KOMiicnirriniry изображении содержится в главе 13)

Уменьшайте время рендеринга

Старайтесь минимизировать в|к*мя рендеринга, сводя число нсточнинои
снега к минимуму. Большинство сцен можно вишне прилично осветить с
помощью пары хороню |хс1мещенных источников света. Muonic псошл'-
ные дижишеры создают больше источников, чем нужно для (хнещения
сасны. Немалый объем в|м*мсни рендеринга можно сэкономить. изучив
сцену и затем |пзмсстнв в пей только те ипочнпкп света, которые важны
для получения нужною светового эффекта. Батыпое количество источни-
ков снега следует использовать лишь для создания световых снсци|и|х‘К-
тов в самых важных кадрах, которые приковывают внимание (рис. 8.6.1).

8 5 5. Боковое освещение дает
резкую тень от этого курильщика,
прикидывающего,
повезет ему или i»er. (Я Jim Ludtkc).

О< BFJIIHIIO.

221
8.5.6 Свет и? единственного
верхнего источника льется потоком
на волосы объекта и отображает
контуры ее тела, оставляя
остальное в полутени

(/»>wtH.r Птиимт1,
Режиссер: Маджид Лукил.
Агентство. CaHcgari-Berville.
С разрешения Ex Machina).

Ознакомьтесь с основами традиционного освещения

Изучение основ традиционного освещения поможет вам сформировать
представление о том. как нанлучшим образом использовать освещение в
созданной па компьютере сцепе. Некоторые из основных различии между
осветительными приборами, используемыми при съемке кинофильма, в
театре п на телевидении. касаются цветного света, излучаемого лампами,
мощности ламп, количества ламп, <|юрмы и поверхности источника и та-
ких акссссуа|юв, как отражатели. линзы и ипорки.

Мощность лампы измеряется в ваттах. и количество излучаемою све-
та в фут-канделах. 11а рис. 8.6.2 перечисляются различия в количестве
излучаемого света для одной и Toil же лампы, но для разных расстоянии,
а также различия между двумя разными конфигурациями источника све-
та. Обратите внимание на то. что сфокусированный поток сшл-нсточнп-
ка обеспечивает намного больше фут-кандел света, чем более рассеян-
ный свет источника заливающего света. Источники света по 10000 Вт
(10К) и батыне нснолктуются для больших постановок и обычно облада-
ют внушительными размерами и поверхностью. Источники света мощ
Костью от 2000 до 5000 Вт используются для средних сцен. Светильники
мощностью 1000 Вт и ниже очень удобны, так как их можно размещать
практически в любом месте сцепы: они часто используются для добавле-
ния световых акцентов.

У большинства источников света имеется только одна лампа, ни не-
которые состоят из группы ламп, обычно в форме четырехугольной ма-
трицы или набора <|».1уо|мч цспгпы.х трубок. Что касается т|м>рмы источ-
ников света. бо.|ынинство спотов имеют круглую форму, а заливающие
лампы чсгы|м,хугол1.ную или тоже круглую. Отражатели |||>слсг.1вля-
ют собой сплыв» отражающий материал. размещенный внутри источ-
ника света, что позволяет увеличить количество излучаемого света.
Линзы и шторки (заслонки) псполгоуются дтя <|м>куспровки и прида-
ния формы световому потоку. Линза Френеля (ступенчатая линза)
имеет концентрические секции и очень ;и|м|х-ктпвиа для <|xikvcii|xibkii
8.57. (на противоположной странице
справа) Зажигалка - пример
•практического» (видимого) света,
поступающего спереди и снизу.

(<' 2002 Avalon/ Sparkling’).

8.6.1. Эта визуализация трехмерной
надписи воссоздаст теневые
эффекты, типичные для цветных
театральных источников света.

(Dancing Love с Toshifumi
Kawahara/POLYCON PICTURES).

острых лучен егга от источников больших диаметров. /Счя паправле-
пня света используются разнообразные диффузионные материалы и
отражающие капели.

Традиционные источники света перечислены на рис S.6.3. Встльфра-
новые фрснели эффективны для получения острого и интенсивного
снегового луча, благодаря встроенному отражателю в ступенчатой лин-
зе. Френели ио 2000 Вт широко используются в качестве рисующего
стета для одного актера. Металлогалогенные источники (Н.\П) с лин-
зой Френеля тоже распространены. Ксеноновые псточмикн обладают
очень большой мощностью и самым высоким отношением люмеи/Вт
среди всех источников света; кроме того, они излучают лшиенный мер-
нанпя свет, что делает их пригодными для высокоскоростной киносъем-
ки Открытые лампы, как подсказывает их название, не имеют линзы
для фокусировки света, но оборудованы широким отражателем, распро-
страняющим много света. Открытые лампы часто используются, чтобы
заставить другие поверхности отбрасывать свет, а выдаваемый ими по-
ток можно регулировать с помощью пгто|юк. Источники снега PAR по-
добны автомобильным фарам, так как они содержат лампу, линзу и от-
ражатель. Лампы-фары РАК часто используются группами по пять, де-
вять ii.ui двснад11ать штук. Например. 9-ламповая версия представляег
собой матрицу 3 х 3 лампы. Некоторые лампы PAR поставляются со
сменными линзами и различными параметрами распространения света.
Источники рассеянного света обладают разными возможностями рассе-
ивания света от матовых линз или ламп (например, (|муо|мтцентиых
трубок) до белых (вместо серебристых) отражателен. Рампы это че-
тырехугольные светильники с отражателями, часто использующиеся и
качестве источников мощного заливающего света нлн нижних рампо-
вых софитов. Наконец, прожекторы leko представляющие собой сильно
сфокусированные театральные спот-псточнпки, часто исшиктуются для
|||хм*ц|||Юйапня рисунков (миниатюрных декораций) па сиену.

Освещение и рендеринг взаимосвязаны

Говорить об .-«рфсктах освещения в созданных па компьютерах гиенах
сложно. потому «по они в немалой степени он|К'Дс.чя|игся методом (или

Спот	на 10 футах	на 20 футах	на 30 футах
12000	49000	16000	7300
6000	15000	12250	4-100
4000	28000	7150	2500
2500	13200	3450	1200
1200	7150	2230	670
575	1150	706	228
Залп-	на 10	на 20	на 30
вающий футах		футах	фугах
12000	5800	1650	730
баю	4100	1000	370
4 (ХЮ	2000	510	195
25(Ю	1800	410	150
1200	490	168	54
575	300	64	19

8 6 2. Этот перечень содержит
сравнительные данные
по освещенности, создаваедюй
металлогалогенными источниками
с линзой Френеля, широко
распространенными в кино и видео
и использующимися в данном случае
для создания рисующего

и заливающего света. Расстояние
до освещаемого объекта измерено
а футах, а освещенность -

в фут-канделах. Обратите внимание,
как сильно отличается интенсивность
спота от заливающего источника.
Вольфрамовые френели

200-250 Вт (мини); 500-750 Вт
(«подсобный»); 1 кВт («бэби.

или «ас»). 2 кВт («юниор»).

5 кВт и 10 кВт.

Металлогалогенные (HMI)

575 Вт. 1200 Вт; 2.5 кВт; 4 кВт;

6 кВт; 8 кВт; 12 кВт. 18 кВт
Ксеноны

75 Вт; 1 кВт; 2 кВт. 4 кВт. 7 кВт.
Открытые лампы

600 Вт. 650 Вт, 1 кВт.

2 кВт; 5 кВт.

Лампы-фары (PAR)

650 Вт (PAR 36); 1 кВт (PAR 6*1);

575 Вт; 2.5 кВт;

4 кВт (HMI PAR);

Рассеянный сеет

1 кВт и 2 кВт; (zip); 2 кВт; 4 кВт;
8 квг (студийные); конические
светильники; флуоресцентные
приборы

Рампы

750 Вт; 1 кВт

Споты Leko

1 кВт; 2 кВт;

8.6 3 Перетень источников света,
наиболее распространенных
в кино- и видеопроизводстве
Их часто классифицируют
по мощности их ламп в паттах
(1 кВт равен 1000 8т)

8 6.4 (вверху справа) Виртуальное
освещение компьютери зованного
животного было тщательно
согласовано с рассеянным боковым
светом над молодой актрисой

 Леями шмнмю*2(<‘ 2002 Hybride
С разрешения Dimension films).

8.6.5. (справа) Освещение этого
персонажа нз мультфильма ('обор
акцентирует глубину резкости
камеры и выделяет детали текстуры
(Copyright 2002 Tomek Bagtnski
и Platige Image).

несколькими методами) затенения, iicikmiuvcmijmii для визуализации
сцены, cho особенно касается кадров. где созданный на компьютере
свет должен быть согласован г реальным оснсшеннсм «живого* дейст-
вия (рис. 8.6.4 8.6.5). При рассмотрении вопросов освещения и этой
главе мы ограничились злементами. непосредственно связанными г
процессом освещения: источниками света, их снеговыми характерней!-
ками н их положениями в трехмерном пространстве. Информация по
методам |ич1дерпнга н iiienAiiiira содержится в главах 6 и 9.

(на противоположной странице
ReBoob*' и I 1997 Mainframe
Entertainment. Inc. Все права
защищены)

ОСВЕЩЕНИЕ
ГллнлК

Основные
термины

Пар слотов
над углом 45*
Адаптивная

(на основе света) цветовая
система

Аддитивная цветовая модель
Высота
Рассеянный свет
Освещение зон
Азимут
Задний снег
Задник
Шторки
Угол потока
Протечка
Яркость
Кандела
Круг
Цвет
Цветной свет
Конус спета
Ослабление
Снег, заданный
по умолчанию

Д||||и|)у.1нмс взанмоотраженпя
Направленный свет
11ск.1ючнтельная привязка
«Глазной свет»
Затухание конуса
Заполняющий свет
Фут-кандела
Линзы Френеля
Фронтальный свет
на уровне объекта

<1>|Ю1Гга.1ьнын свет снизу
ОТНОСИТСЛЬНОО OTBCjXTI IV
Глобальные источники снега
Стечение
Свет с использованием
миниатюрных декораций
Гало

Уровень освещенности
Включительная привязка
Бесконечно удаленные источники
света

I lllTCIICIIHHOrn.

Невидимые источники света
Основной (рисующий) свет
Контровий свет
Боковой свет
на уровне обичега

Ноконой верхний свет
Боковой свет сверху

и сзади

Рассеяние света

в объективе
Замеры света

на месте съемки
Шейдер света
Вектор света
Цвета на основе света
Молния
Линейные

источники света
Привязанные

источники света
Локальные

источники света
Люкс

Зона основного действия
Кацдела на кв. м
Мобильный свет
Текущая вода
Количество

источников света
В числовом виде
Всенаправленный свет
Обыкновенное освещение
Ориентация
Верхний свет
11олу тень

Цвета па (м иове iiiiimcuixtb
Точечный источник света
Положение

«IТрактичсскпе» источники
света

Процедурно
()||К1жагсл11
Зона второстепенного

действия

I |збпратеЛ1.ные источники
света

Тени

Мягкость

Полярная система мюрдпнат
СПОТ*ИСТОЧН11К

Наскрытие

Декорации

Субтрактивная (тюканная

на пигментах) цветовая система
Солнце

Тонированные источники света
По iiaiipaii.ieimt<i

к краям
Полная тень
Видимые источники света
Визуально
Волюметрический свет
Зонная система
Зона V
9.1.1 Thal 1'пщ -
рок-музыкальмый видеоклип,
основанный на музыке Питера
Габриэла Целый ряд методов
шейдинга был использован и нем
для получения образов экзотических
существ п сценах, содержащих также
персонажен, которых сыграли живые
актеры. <1 1993 MEGA/Real World
Все права защищены
С разрешения Aifiel Stud«o$,
Карлсбад. Калифорния)
ГЛАВА <1

Затенение и поверхностные
характеристики

о

Краткое содержание

ЭТА ГЛАВА ПОСВЯЩЕНА ОСНОВНЫМ МЕТОДАМ. Т1СИи1ьзуюв1НМСЯ ДЛЯ
шснснпя (шсйднпга) трехмерных поверхностей путем п|хк-чета ващейст-
шя сыта на объекты в сцене. В этой главе также поясняется. как работают
шейдеры поверхностей и наложение изображений. Кроме того, рассмаггри-
таился характеристики т[к*хмсрпых поверхностей. включая отражатель-
ную способность. инет, текстуру и прозрачность. а также различные сност»-
бы их задания.

9.1.	Методы затенения поверхностей

Внешний облик виртуальной) Т|»е.хмерного мира определяется в основном
благодаря процессу затенения (iiicii.iiinia). Этот процесс создаст поверх-
ности на каркасных структурах. созданных в процессе модели|>оватпы. За-
п'неннс поверхностен вычисляется на основе относительного положения
и расстояния от объекта до легочника света; кроме того. учуиваются но-
иермюппые характеристики объектов.

Шейдпнг это стадия процесса рендеринга, на которой видимым по-
верхностям присваивается значение затенения. Эго значение вычисля-
ется на основе соотношения между нормалями к поверхности и источ-
никами света, достигшего поверхности. Нормали к поверхности пред-
пакля ют собой векторы или прямые линии с определенным направле-
нием. которые находятся на вершинах (или углах) каждого полигона в
сцене, Многие программы для выполнения шейдинга преобразуют все
поверхности в полигональные поверхности. Нормали к поверхности ис-
пользуются для определения ориентации поверхности и играют важ-
нейшую ро и. в просчете затенения поверхности. (В некоторых алгорит-
мах рендеринга пормхтн к поверхности используются также для того,
чтобы определить, какими являются поверхности видимыми или
скрытыми).

Каждый метод затенения основывается на разных представлениях света
и поверхности. Эти шейдинговые представления содержатся и математи-
ческих моделях, которые но-разиому обрабатывают переменные парамет-
ры .йтснсння. Среди наиболее распрм-трапснпых методов затенения по-
верхностей <• локальным освещением «(кк-сточнос. плавное и зеркальное
затенение. Иногда методы шейпинга называют в честь автора данной вер-
сии метода.

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Методы ытснения
поверхностей. .............227

Шейдеры поверхностей .......230

Наложение изображений...... 232

Отражательна* способность
поверхности.............  2-43

Цвет поверхноаи.............247

Текслура поверхности....... 249

Прозрачность поверхносли . 255

Шсйдинг. зависящим от условий

окружмхцей среды........ 256

Избранные хитрости
рендеринга -------- .	... 259

Подготовка ........ .	.....262

Основные термины	266

ЗАГН1ННН и IIUBH'XlKW.-nildF К\ГЛКТН*И« IIIKII

227
ПОЛИГОНАЛЬНОЕ ИЛИ СЕТОЧНОЕ

9.1.2. Затенение каждого полигона
фасеточными методами
определяется одной нормалью
к поверхности каждого полигона.

ЗЕРКАЛЬНОЕ ИЛИ ПО ФОНГУ

9.1.3. При зеркальном затенении
нормали к вершинам
интерполируются по поверхности
полигона, а затем в каждой точке
поверхности вычисляется затенение

228

Зачастую в методах затенения нелегко разобраться. поскольку имеется
много |К1зных реализации каждого из основных методов. Каждая нротрам-
ма визуализации предлагает собственную версию групповых моделей
шейдинга. и иногда различия между этими версиями весьма велики. По-
рой 6;tioni.ie модели шейдипга перемешаны между собой и модифицирова-
ны (например, нутом добавления новых переменных в уравнение шей-
дпнга). в результате чего образуются гибридные модели затенения
(рис. 9.1.1). Поэтому, говоря о методе затенения. лучше всего нзбепть
обобщений и обсуждать конкретную реализацию метода затенения в кон-
к|к'тнон программе визуализации.

Фасеточное (полигональное) затенение

Фасеточное затенение поверхности присваивает одно постоянное значе-
ние жпепення каждому видимому полигону поверхности в соответствии
с углом его нормали относительно источника света. При этом методе
обычно обеспечивается присвоение значения затенения каждому полиго-
ну поверхности путем измерения количеств.! света, полученного центром
полигона пли просто одной из его вершин. Большинство моделей фасе-
точного затенения измеряют количество света, полученного лишь цент-
ром полигона. Однако есть и такие модели, которые измеряют свет, полу-
ченный всришнамп полигона (обычно их три или четыре), после чего под-
считывается среднее значение, которое и применяется ко всему полигону.
Фасеточный шендинг. как и следует из его названия, дает трехмерные мо-
дели, выглядящие гранеными, так как каждый их полигон четко отделен
от других. По этой причине фасеточное затенение иногда называют поли-
гональным затенением или фасеточным затенением с использованием по-
стоянных величин. Большинство методов фасеточного .шснсния учиты-
вают только параметры рассеянного света, но некоторые могут также про-
считывать диффузное затенение. Фасеточные методы не слишком хо-
рошо работают с такими сложными поверхностными характеристиками,
как текстура или прозрачность, а иногда и вовсе не работают с ними
(рис. 9.1.2). Фасеточное затенение является самым простым типом шей-
пинга. а также самым ско|ммтным, так как использует лишь одну нормаль
к поверхности полигона для определения затенения всего полигона. Рас-
пространенной формой фасеточного затенения поверхности является мо-
дель затенения Ламберта.

Плавное затенение

Плавное затенение поверхности предусматривает присвоение непре-
рывного значения затенения. которое сопрягает между собой все види-
мые полигоны поверхности. Принцип, лежащий в основе этого метода,
заключается в ус|>сднсн1111 нормален к поверхностям соседних полиго-
нов н создании плавного перехода затенения между полигонами. Для
этого вначале часто делаются замеры количества света, достигающего
нормален к поверхности в центре полигонов, затем создается нормаль к
вершине, которая усредняет значения нормален к поверхностям сосед-
них полигонов, и, наконец, выполняется интерполяция значений осве-
щенности для нормалей к вершинам полигона (рис. 9.1.1). Благодаря
этому методы плавного шейдинга создают облик плавного затенения да-
же для полигональных трехмерных объектов с малым количеством мо-
делирующих деталей.

За IEHEIII1E 111ЮВЕГХ1К И ЛI IMF. ХАР. VKTKPI 1СП IKI I
Плавное затенение называют также затененном с интерполяцией огне-
[ценности. Некоторые программы позволяют пользователям залапать диа-
пазоны углов дтя плавного затенения. Такой метод затенения (икчнеч и ка-
ст Heii|Hj)i>iniioe ст. laiKHBaiinc по всем полигонам новсрхшк тн только тог-
да, когда угол между нормалями меньше жыапного недельного значения.
Распрогтрансн|«1Н моделью затенения, на которой основаны многие мето-
ды плавной) затенения. является модель затенения Гуро Методы планно-
ги затенения не просчитывают значении бликов, типичных дтя отражаю-
щих поверхностей, и в |и-зультатс дают только матовые поверхности. Ме-
тоды n.'iaiiiioio затенения учитывают параметры рассеянного и дшрфузно-
го освещения и хороню работают с некоторыми сложными характеристи-
ками поверхностей.

Зеркальное затенение

Методы зеркального затенения поверхностей создают поверхшити с бли-
ками. наблюдаемыми па зеркальных поверхностях. Помимо этого, методы
зеркального затепеппя создают ровное непрерывное затенение ио всем по-
лигонам путем использования более детальных способов интерполяции
нормален, чем способы, применяющиеся в методах плавного затенения.
Зеркальное затенение называют также затенением с интерполяцией векто-
ра нормали, так как этот метод просчитывает затенение каждой точки па
noiicpxiHKTH полигона. Эго выполняется путем интерполяции нормалей к
вершинам и затепеппя каждой точки на поверхности полигона, дтя чел» вы-
числяется onioHiciiiie между углом его нормали и углом издающего света.
Этот процесс отличается от плавного затенения, при кото|юм вычисляются
только значения затенения на вершинах полигона, после чеп> эти значения
интерполируются потомкам па поверхности полигона (рис. 9.1.3).

Среди многих моделей, на которых основаны методы зеркального зате-
нения, можно отметить модель затенения Фонга и се разновидности мо-
дели Блинка и Кука. Методы зеркального затепеппя учит ывают рассеян-
ное, диффузное и зеркальное освещение и отлично работайте детальными
характеристиками поверхностей. Этот метод позволяет создавать более
точные визуализации, чем оба других метода затепеппя, ио грсбуст боль-
шего мпсна вычислений.

Пакет шейдинга RenderMan

RenderMan представляет vcmkiii набор инструментов визуализации, вклю-
чающих язык шендшпи и |кч1де|к‘р. то есть программу визуализации. В
сущности, язык 111сйд1И1га похож па язык программирования Си. Его мож-
но использовать дтя описания «юлика предметов, причем он (х'пбепио удо-
бен дтя создания новых обликов и сложного вида па простой геометрии.
Одной из основных новаторских особенностей языка шейдинга
RenderMan является тот <|мкт, что пользователи имеют возможность рас-
ширять рендерер (нрог|ктмму визуализации), путем написания собствен-
ных iiieiUcpoii и свойств тсйлс]юв па языке шейдинга. Как вы узнаете из
этой главы, шейдер представляет собой набор ха|х1ктернстпк затенения и
методов визуализации, которые применяются к объекту в ходе щюцссса
рендеринга. Имеются четыре основных типа шсйде|хт RenderMan: шейде-
ры поверхностей (пожалуй. наиболее 1ПИ|юко применяемый тип), шейде-
ры света. шейдеры объема и шейдеры смещения. Шейдеры можно приме-
нять но слоям, как показано на рис. 9.2.5.

НОРМАЛЬ	НОРМАЛЬ

К ВЕРШИНЕ	к ПОВЕРХНОСТИ

ПЛАВНОЕ

ИЛИ ПО ГУРО

-аГ

9.1.4. При плавном затенении
нормали к поверхностям четырех
соседних полигонов усредняются
для получения значений четырех
нормалей к вершинам одного
полигона На данной иллюстрации
этот процесс происходи» четыре
раза Нормали к поверхностям 1. 2, 4
и 5 усредняются, в результате чего
получается нормаль к вершине А
Нормали к поверхностям 2. 3. 5 и 6
усредняются, в результате чего
получается нормаль к вершине В.
и так далее. Наконец, значения
освещенности нормален к вершинам
интерполируются по исему полигону
9 2.1. Свойства поверхностей можно
редактировать, вводя нужные
значения с клавиатуры или
перемещая мышью соответствующие
«бегунки» (Диалоговое окно
из программы ЛЛауа.

I Alias’Wavefront, отделение Silicon
Graphics Limited).

RcnderMan способен работать с большинством типов геометрии, вклю-
чая многогранники, параметрические кривые поверхпости. лоскуты.
NURBS и. с недавних пор. облака точек (точки. которые могут двигаться,
как частицы), а также капельные неявные поверхности и поверхности раз-
биения с произвольной топологией; он обеспечивает плавную иитерпотя-
цпю. регулируемое коробление, улучшенное размывание при движении,
частицы, обладающие способностью отражать свет в направлении камеры
и мягкие тени, исчезающие на расстоянии. Шейдеры RcnderMan. написан-
ные дтя общего пользования, можно сохранять в виде шаблонов iliii биб-
лиотечных подпрограмм и включать в виде модулей в другие проекты.
Шейдеры специальною назначения часто адаптируются пол конкретную
геометрию iliii производственный тохнатогический процесс и. соответст-
венно, не подлежат переработке (рис. 1.2.7 и 1.3.2). Помимо официальной
версии языка iiiciiaiiiira Photorealistic RcnderMan (PR), существует ис-
пытательная версия (shareware), которая называется Blue Moon
Rendering Tools (BAIR Г) с возможностями рендеринга поалгоршму трас-
сировки луча.

9.2.	Шейдеры поверхностей

Удобнее всего осмысливать все переменные, от которых зависит визуа-
лизация трехмерной сцепы, сгруппировав их все в шейдере. Шейдер по-
верхности представляет собой набор поверхностных характеристик и
методов затенения, которые применяются к объекту в ходе процесса рен-
деринга. Шейдеры поверхностей испол!>зуются для определения обра-
ботки поверхности виртуального материала, из которого ♦сделан» трех-
мерный объект. Большинство шейдеров содержит такие базовые харак-
теристики поверхности, как отражательная способность. цвет, текстура и
прозрачность. Шейдеры поверхностей используются для определения
цвета и количества света, отражаемого трехмерными поверхностями.
Кроме того, шейдеры обеспечивают гибкое управление множеством пе-
ременных, использующихся для визуализации трехмерных объектов. В
идеале, шейдеры должны создаваться таким образом. чтобы разные мето-
ды визуализации могли 1П1Тсрп|>еп|ровать их в соответствии со своими
правшами.

В разных программных пакетах имеется разное количество методов
рендеринга одни содержат целый ряд методов, другие совсем немно-
го. Как пояснялось в главе 6, каждому методу рендеринга присущ своп
собственный подход к визуализации т|н'хмерпых объектов. Некоторые
методы |ич1деринга игнорируют переменные, не использующиеся в их вы-
числениях. Это происходит, например, в программе рендеринга, основан-
ной на метоле бу«|и-ра глубины (z-буфера) и использующей ({ктссточный
или постоянный шейдши. игнорируя значения пршрачпостп, содержа-
щиеся в шейдере. В идеале, даже если конкретный метод рендеринга иг-
норирует некоторые значения шейдера, он все же использует часть значе-
ний. имеющих отношение к визуализации. Некоторые методы рендерин-
га могут требовать значении, имеющих смысл только для них по не для
других методов. Например, значения глубины отражения имеют смысл
только для программы трассировки луча, но не для других механизмов
рендеринга.

Концепция шейдеров в разных программах тоже несколько различается
В целом, она подразумевает набор поверхностных характеристик и мето-
дов затсиепня. Однако некоторые программы визуализации и|ч*ллагаюг
ni »HiiiijK>|>.M;iiuiio. обычно содсржащувх'я и шейдере, it «рассыпанном* но-
ле io cm. н раз личных диалоговых окнах. В подобных случаях характе-
ристики поверхностей н механизмы затенения. используемые для трех-
мерного объекта, невозможно найти и отредактировать в каком-то одном
месте. Вместо этого пользователю приходится отыскивать их в разных мс
нк» п работать в нескольких диалоговых окнах Хотя такой подход, по-вн-
димпму. менее удобен, чем работа с шейдерми, которые легко редактиро-
вать п применять к различным объектам, конечный результат в обоих слу-
чаях чаще всего бывает одинаков разумеется, при условии, что имеются
все необходимые для Затенения переменные.

Иногда шейдеры содержат только характеристики поверхностей. кото-
рые можно применять к трехмерным объектам независимо от того, какие
методы затенения используются для их визуализации (рис. 9.2.1). Если
шейдеры содержат только характеристики материала поверхности и не
включают методов затенения, использующихся для визуализации, их час-
то называют библиотеками поверхностен или базами материалов. Обыч-
но шейдеры применяют к целым объектам пли группам объектов, но их
можно также применять и к частям объекта например, к группе полиго-
нов, показанной иа рис. 12.1.7. Как правило, поверхностные шейдеры для
определения затенения поверхности используют (частично или полно-
стью) нижеследующую ии<|юрмацню: название (имя) шейдера, метод и па-
раметры затенения, характеристики и параметры поверхности,а также ме-
тод и параметры визуализации (рис. 9.2.2). Шейдеры можно редактиро-
вать, вводя нужные данные с клавиатуры, передвигая мышью бегунки или
модифицируя кривые функций. Спектры значений шейдерв часто лежат
.между 0% и 100%, между 0 и 255, пли между Он 1.11а рис. 9.23 показан ин-
терфейс редактирования парамет|юв шейдера.

Задание поверхностных характеристик часто требует пристального
внимания к деталям. Хорошо выполненная работа по воссозданию мате-
риалов поверхностей напрямую связана с качеством. совершенством п
11Ы|Х1знтс,1Ы1огт1,ю просчитанного финального изображения. Задание по-
верхностных характеристик и выбор механизмов затенения две само-
стоятельные стадии, но они взаимосвязаны но своей сути и часто пере-
крываются.

При наст|я>нке поверхностных шейдероп и их дальнейшем npiiMciiciiiiii
к трехмерным поверхностям важно учитывать характеристики <к веще-
пня. при которых будут использоваться шейдеры. Условия освещения
сильно влияют па внешний вид затенений настолько. что одно и го же
затенение будет выглядеть совсем пп-разиому при двух |К13Иых условиях
освещенности.

Слои поверхностей

Одним пз существенных преимуществ использования шейдеров или биб-
лиотек поверхностей состоит в том. что можно задавать сложные поверх-
ностные характерце гики в виде слоен поверхностей. При таком подходе
поверхностные характеристики трехмерного объекта высг|»аниаются пу-
тем добавления слоев и их комбинирования для задания окончательного
внешнего облик;! поверхности.

На рис. 9.23 показан 1ттер<|»сйс. позволяющий собирать сложные
поверхности из слоев. Этот метод похож, например, па то. как худож-
ники Возрождения создавали сноп живописные полотна, накладывая
вначале слой белой грунтовки, а затем покрывая его. слой за слоем.

9 2 2 Эю изображение
обработанного металла было
создано с помощью модели
отражения для металлических
поверхностей. Модель, реализующая
эффекты дифракции с учетом
волновой природы света, была
применена о форме программных
шейдеров пакета Мауа Для
добавления визуальных деталей
были наложены (и виде текстурных
карт) направления анизотропии -
разные значения, отражаемые
в разных направлениях.

<< 1998 Jo$ Stam. AliaslWavehont).
M iti М t < ОМ1ЧК11 ION

9.2.3. Редактор параметров
мгенеиия (вверху) и редактор
компоновки слоев поверхности,
проецирования карт и
интерактивного наложения карт
(внизу). (Вверху: диалоговое окно
XSI С разрешения Softimage Со Все
права защищены Внизу диалоговое
окно Infini-D 3.0

А ’• Specular International. Ltd.)

непрозрачными и прозрачными красками и лаком. Иногда нижние
красочные слои содержали цвета, которые нс просматривались пело»
средгтвсино. но оказывали воздействие па наложенные сверху прозрач-
ные краски в частности и на общин цветовой эффект в целом. На ко-
нечном этапе подсохшая поверхность выглаживалась для прессовки
всех слоев красок и лака, а также для получения гладкой, сияющей по-
верхности. Способов работы со слоями в шейдерах множество не
меньше, чем и живописи (рис. 9.2.1 9.2.5). Слои поверхностен мож-
но использовать и при визуализации :м|и|>ек*тов подповерхностного
рассеяния Некоторые механизмы рендеринга обеспечивают просчет
распределения н поведения света при его прохождении сквозь полу-
прозрачные поверхности. .Этот метод позволяет реалистично визуали-
зировать кожу, гак как учитывает такие факторы, как миогослойностъ
кожи, iv маслянистость и капилляры.

9.2.4. (вверху справа)

Кадр из lloc.irJiteii фантазии,
визуализированный
с использованием нескольких слоев
двумерных карт и трехмерных света
и геометрии Захват движения
использовался для реализации почти
90% движений героев: для захвата
применялась 16-камерная система
МоЬоп Analysis в зоне размером

8 х 10 х 2.5 м. В результате было
получено более 2000 элементов
захвата движения Захватывались
только движения тел. не включая
рук и лиц (« 2001 FFFP).

9.3.	Наложение изображений

11аложенне изображений очень важная часть процесса затенения поверх*
пости; кроме того, тго очень плодотворный метод, заслуживающий отдельно-
io рассмотрения. Нринцип. лежащий в основе наложения изображения, со-
стоит в том, что двумерное изображение накладывается на поверхность трех-
мерного обтчжта. Методов наложения изображений мимо например, прос-
цп|х>ваипе или обертывание: каждый ласт специфичный результат. 11осамое
главное п наложении изображений это то. что оно позволяет использовать
двумерные изображения для очень эффективной iiMinamni нс только тексту-
ры । рехмерной поверхности, но и других гс свойств таких, как от ражатель-
ная способшхть или шероховатость.

Методы наложения изображений часто используются в качестве удоб-
ных приемов имитации поверхностных характеристик. В сущности. одно и
го же изображение может накладываться на поверхность по-разному,
обеспечивая придание ей таких cimhictb. как цвет, текстура и прозрачность
(рис. 9.3.1). Каждое из .лих свойств можно получай, и с помощью разных
карг изображений.

Наложение карты изображений позволяет модулировать характеристи-
ки поверхности путем привязки яркости или цвета пикселя на карте изо-
бражения к характеристикам той точки поверхности, на которую наложен
этот пиксель. Например, яркость пикселя изображения может определять
отражательную способность (ilth цвет, или прозрачность) той точки по-
верхности, на которую этот пиксель наложен. Для задания разных аспск-
тон поверхностных характеристик можно комб|П1И|хшап> разные карты
изображений. Среди типов карг изображении. рассматриваемых и настоя-
щей главе, карты (Л|мжсппй и карты среды, карты цвета, процедурные
iwipiu. рельефные карты и карты смещений. а также карты прозрачности.
Номенклатура, используемая здесь для описания карт изображений, носит
достаточно общий характер и используется в различных программах для
обозначения разных типов карт изображений.

Создание карты

На трехмерные поверхности можно накладывать такие двумерные изобра-
жения. как рисунки, фотографии и абстрактные узоры. Как пояснялось
|||.рагце. кажд<к‘пз:»тпх изображений используется в определенных целях.
Карты изображении можно создавать непосредственно в системах компь-
ютерного рисования и переносить в программу визуализации, используя
дтя этогосоответствующие форматы (|мплив (рис. 9.3.2 и 9.3.3). Програм-
мы цифрового рисования предлагают множество инструментов нз тради-
ционного арсенала художников: кисти и карандаши различных типов,
краски разных цветов п консистенции, а также бумаг}' с разной текстурой
и впитывающей способностью. Эти художественные инструменты и мате-
римы имитируются компьютерной системой, причем так. что во многих
случаях они ведут себя, как их реальные аналоги особенно когда вместо
мыши испо.пиу<чся чувствительный к давлению графический планшет
Нарисованные изображения, которые должны нспользовап>ся в качестве
карг, могутсозлаваты я и компьютерной системе рисования «с пуля- или
основываться па эскизе пли <|и)тографпи, которые были отсканированы в
программу.

I кюбражения, иак-ыдываемыс на трехмерные поверхности, могут затру-
жаться непосредственно в компьютерную систему с помощью соответст-
вующих входных устройств. Это может быть «живая» картинка с цифро-
вою фотоаппарата: отсканированная с помощью планшетного или лазер-
ного цифровою сканера фотография или рисунок; а также <|>ай.1 изобра-
жения. которое было отсканировано рапсе и записано на диск CD-ROM.

Сканеры н цифровые <|кгпхшпараты преобразуют визуальную нн(|юр-
мацию в цифровую, которая легко может обрабатываться компьютерной
программой. Это выполняется путем преобразования непрерывной визу-
альной информации. имеющейся в |киты1остн на цветной фотографии
и hi и рисунке, в серию дискретных числовых значений. Такое п|кчмбра;«г>-
ванне основано на yc|KUiiciiiiii значений, имеющихся в оригинальном пзо-
6|К1ЖС1П1Н. Н|х>шчч’ сканирования начинается с выборки (или заме|юк)
цветовых значений изображения. Количсч-тво замеров, выполненных на
изображении, пешк'редсгнепио определяет пространственное разрешение
карты изображения.

Карты для реального времени

При создапип карт для приложений в реальном н|Х‘мспп например,
для компьютерных или платформенных игр одним из <к*новных по-
просив является обеспечение не только их хорошею внешнею вида, но
и достаточной их компактшктп н .ирфектшиихти. позволяющей визу-
ализировать их без торможения игры или нарушения восприятия вир-
туальной реальности, в том числе и в он-лайновом режиме. Фиксиро-
ванною предельного размера карт для реального времени не существу-

9.2.5 Поверхность в верхнем слое
была составлена из четырех
отдельных нижних слоев Второй
слой сверху является прозрачным
и преломляет изображения лежащих
под ним слоев (обратите внимание
на верхний край третьего сверху
слоя). С помощью использования
слоев можно легко визуализировать
различные слон атмосферы
или человеческой кожи

ПРОЗРАЧНОСТЬ

9.3.1 Одно и то же двумерное
изображение используется
в качестве карты для создания
разных атрибутов поверхности,
включая цвет, два типа текстуры
(рельеф и смещение)
и прозрачность.

Затенение и пс )пн-х1 к хп । паи хагакт ею к :п iki i

233
ст - у каждой системы и каждого
Проекта имеются сноп ограниче-
ния Обычно карты для реального
времени разртбатынаются в виде серин
маленьких панелей или мозаичных элементов любых раз-
меров. Широко распространенный (химер 256 х 256 пиксе-
лей. На всех панелях могут быть разные изображения, которые
обычно собираются и накладываются па модель в реальном вре-
мени. Иногда выполняется повтор одной панели (то есть маза-
нка) с целью заполнения большой поверхности. Например,
для не|к<)нажа на рис. 9.3.4 используется около десятка

панелей размером 256 х 256, тогда как для персонажи на

9.3.2 Для модели тиранозавра
в низком разрешении были
нарисованы различные цветовые
карты, Игровой движок
обеспечнваег наложение разных
участков изображения на
соответствующие участки геометрии.
Скелетон обратной кинематики
для этой модели показан
на рис. 10.5.5. (С разрешения
Angel Studios)

рис. 9.3.5 - всего одна карта размером 128 х 256. Некоторые
панели на рис. 9.3.4. например, панель с изображением волос, повторе-
ны на больших поверхностях. Средняя левая секция на четырехуголь-
ной карте на рис. 9.3.5 отображена зеркально и растянута по блузе. Ос-
новной принцип при мозаичном выкладывании (повто|к*) карт изобра-
жения обеспечить совмещение швов или внешних границ текстур с
гем, чтобы результирующая текстура смотртлась, как большая единая
карта, а не как множество отдельных несогласованных друг с другом
кусочков мозаики.

Карты. использующиеся в персонаже в реальном времени, показанном
иа рис. 11.1.1, имеют поверхности размером всего 32 х 32 пикселя, что ла-
ет общий размер файла 3.7 кВ. Но после преобразования раст|к>вых изо-
бражений в (|юрмат текстуры Playstation _sif. они ужимаются до 572 байт
Для главного персонажа игры Spyro the Dragon™ используется около
20 таких текстурных карт, тогда как .тля большей части второстепенных
персонажей всего по 10 на каждого. Вообще же у большинства персона-
жей этой и других игр имеются текстурные карты, покрывающие лишь
около 15% их тел. тогда как остальная чаги, визуализируется только с по-
мощью плавного затенения. Причина тому необходимость экономить во
время игры драгоценную память, и частности, VRAM.

В целом при прорисовке карг изображений для реального времени сле-
дует придерживался простого стиля несколько графичного в. как пра-
вило. с довольно ограниченной цветовой палитрой, особенно если при ви-
зуализации игры должны использоваться таблицы соответствия цветов
(рис. 9.3.6). 1киользование таблиц соответствия цветов для визуализации
обычно сужает цветовой диапазон, лаже если оригинальная карта изобра-
жения обладала богатыми и детальными значениями цветов. С другой сто-
роны. увеличение количества прорисованных деталей в текстурной карте
обычно смягчает вид геометрии низкого разрешения. Отыскание правиль-
ного количества деталей (и не слишком много, и не слишком мало) часто
основывается на накопленном опыте и ионпмашп! того, что больше всего
подходит для использования на данной воспроизводящей плап|юрмс.

Карты изображений Д1я приложений в реальном времени редки бывают
многослойными из-за ограничений, налагаемых визуализацией в реаль-
ном времени, однако часто псполмуитя совместно г процедурными тек-
стурами типа тех. что показаны па рис. 9.6.3 и 9.6.4. В тех случаях, когда
процедурные текстуры неприменимы (поскольку они требуют больших
объемов вычислений), отличным выходом из положения является генери-
рование процедурной текстуры, сохранение се в виде карты изображения
и затем применения этой карты к геометрии.

234

Злплкнт.и поверхности н.п xm’akitpiicihkh
Карты для художественных фильмов

При создании карт лтя художественных фильмов основная задача до-
биться. чтобы они хороню смотрелись; при этим время визуализации
обычно имеет второстепенное значение. Размер карт изображений для ху-
дожественных фильмов может составлять от одного-двух мег.юант до де-
сяткои и даже сотен МП. Например, размер карты изображения, представ-
ленной па рис. 9.5.1. составляет .*1072 х 3072 пикселей и более 36 МБ: эта
карта была использована совместно е другими каргами для визуализация
тлсишого плана. представленного па рис. 9.3.3. Два основных (|к1К~гора.
учитываемых при принятии решения о размерх карты для художествен-
ного фильма, по размер обллпп. которую должна покрывать карта, в
роспояние от карты до камеры. Чем ближе карга к камере, тем больше
ДП.1ЖИ1 быть tv pjuiMep и тем бандис нужно деталей, Карта для крупного
utaiia главного героя будет куда битее детальной, чем гарта для лица вир-
туального статиста. сидящего на заднем плане.

Спин.. нсип.1к<уемын для разработки карг пзоб|>ажс|1нй для художест-
невпого фильма, обычно отличайся 3iia4irtc.ii.noii детализацией, так как
такие карты чаще всего нпзу;ынлнрук>гся точно. Карты н.юбраженпй для
анимационных поли<>м<|ражных фильмов часто создаются к |юскошном
'Живописном» стиле. так как он хорошо преобразуется в трехмерную с|Х'-
ду. Iliwir.ia участки <|мпо1]»а<|и1чсской информации выбираются и вставля-
ются в цифровые картины для получения дополнительных :и|и|ичсгов.

В случае -.живых- художественных фильмов большинство карт изобра-
жении выполняется с «|M»Tt>i*|»»<|>iiti. часто сделанных на месте съемки.
В большинстве анизолов художественных фильмов, где используются сие-

9.3.3. Эта визуалимция виртуальное
актрисы (можете yi адать, какой?)
была СОДЫИА с помощью наложения
разных текстурных карт
на сплайновую геометрию
Применявшуюся цветовую карту
можно увидеть на р«к 9.5.1.
рельефную карту - на рис. 9.6.2.
а геометрию - на рис. 5.1.3
(Режиссер: Даниэль Робишо,
ответственный за анимацию
Стефан Кутюр, художник
постановщик. Мишель Деньо
С 1999 Virtual Celebrity /
Marlene Inc )
9 3.4. Эти панели по 256 х 256 пикселей
содержат карты текстур для персонажа,
иизуализация которого показана
на противоположной странице. (READY
2 RUMBLE"' BOXING <t 1999 Midway
Home Enlertainmcnl Inc. Все права
защищены Изображение Майкла
Баффсра н торговая марка READY ТО
RUMBLE ’ используются по лицензии
Buffer Partnership Все имена персонажа
являются торговыми марками Midway
Home Entertainment Inc Midway
является торговой маркой Midway
Games Inc Использовано с разрешения)
иэффекты, абсолютно необходимо хорошее* соответст-
вие карт и.юбражеини облику «подложки» задника и
реальных элементов. 11а рис. 9.3.7 показано существо.
Ш1зуал1Ешрован11ос с использованием очень подроб-
ных карт изображений, которые к тому же соответ-
ствуют колориту и освещению снятого в реальных
условиях задника.

В художественных фильмах карты изобра-
жений редко дублируются для создания мо-
заики, поскольку на больших площадях
этот прием прннодтп* к появлению по-
вторяющегося рисунка, а это может
выглядеть неестественно. Уловка, ко-
торая часто используется для сглажи-
вания повторяющегося рисунка мозаи-
ки карт изображений, заключается в
добавлении определенной степени слу-
чайных помех (шума) изображений в пра-
вильный узор (или узоры), получившийся
при выкладывании мозаики. Этот прием ус-

пешно использовался при визуализации участков
до|южного асфальта в фильме Истории ч/рутск 2.
Карты изображений для художественных фильмов час-
то включают несколько слоев. что позволяет получать бо-
лее выразительный вил. Например, кожа виртуальных персона-
жей может приоб|хчти реалистичность и глубину, если иизуализн
ропать ее но.|уп|>озрачнымп слоями, как показано на рис. 9.2.5.
Можно шк'ледоватсльио использовать в направлении снизу
вверх слои, содержащие кровеносные сосуды, кожу, веснушки,
кожный жир на поверхности и. наконец, к<кмсгику. Карты
изображении для фильмов часто используются совместно с
И|юцслурным11 текстурами. flixvieniiiie являются превос-
ходным решением проблемы наложения на изогнутую
геометрию, которая может сильно осложнить (хюрачи-
ванне текстурными картами. 11акопси. методы модели-
рования и рендеринга на ixiiobc изображений, описан-
ные в предыдущих главах, позволили вывести концеп-
цию карт фотографических изображении па новый уро-
вень при котором большая часть информации по моде-
лированию и (хвещенпости извлекается из фотографий
и измерений, выполненных па месте съемки (рис. 5.5.12
6.8.1 п 6.8.2).

Методы проецирования

Существует много способов проецирования карт изображений
на трехмерные поверхности. Одни методы проецирования явля-
ются простыми, другие с ложными; некоторые создают реали-
стические аффекты, а иные дают неожиданные результаты. Выбор
метода проецирования карт должен осноныватыя на творческих
соображениях с у*к-г<»м производственных вопросов. Некоторые
способы иросц|||юва||11Я способны лучше других передать за-
мысел, лежащий в основе п|хкчитыиасмого изображения. ()д-
9.3-5. Четырехугольная мозаика
текстур содержит цветолыс карты
для трехмерной модели в низком
разрешении, «оказанной
в каркасном варианте (вверху)
и л затененном виде
(на противоположной странице).
Обратите внимание на
экономичность и эффективность
карт, примененных к персонажу.
Размер мозаики -

128 х 256 пикселей; при 72 пикселях
на дюйм это составляет около

1.8 х 3. 5 дюйма - или 4.6 х 8,9 см.
(Автор: Марк Лизоп

• 1998 Looking Glass Slud«os).

ними ii.s нантмыст* полезных методов проецирования является н.пккос. ку-
бическое. цилиндрическое и ст|и'ричсск<к* проецирование.

Плоское проецирование предусматривает н л<х костное ii|xieiiii|XHiaiiiic
карт па поверхности. Этот метод идехтси для наложения карт изображе-
ний на плоские поверхности, так как его |х*зу.тьтагы подполью предсказу-
емы. а возможности искажения минимальны конечно, при условии, что
трехмерная поверхность параллельна плтх кости проекции. В принципе,
п.ик кос п|ЮС1Ц|рование может выполняться на любую плоскость (XV. XZ.
и VZ). причем результаты будут идентичными. если трехмерная поверх-
ность параллельна плоемкти ii|mickiiiih. Плоское iipociinpoBaillii' можно
использовать и дтя крпнатипенных объектов для пмнганпн эф<|х‘КТО|1
слаид-нроекторов или кинопроекторов. поскольку этот метод обеспечива-
ет перпендикулярное проецирование плоского изображения на все. что на-
ходится пе|Х*л ним (рис. 9.3.8). Еще одно полезши- применение плоского
проецирования создание задников и простых диорам, включающих
т|н-хмерные гхбъекты и пе|хопажей, размещенных перед н|юрнсовавным
н.п) фопярафическим задником.

Метод кубического проецирования представляет собой разновидность
LWKOro проецирования, при котором карта повторяется на каждой нз ше-
сти ।|Х1исй куба. Этот метол п|хк*пп|мн]апия остхмчию эффективен для к\
бов, но только при условии, что одна из плоскостей куба па|хьгтгльна пло-
скости проекции. Кубическое иргх-цировапие можно также исполк«)вагь
па обы-кга.х криволинейной или неправильной формы г целью получении
нен|к*дсказуемых результатов (рис. 9.3.8).

При использованпи метода цилиндрического проецирования карты
накладываются па поверхности путем обертывания краев карты вокруг
<|к>рмы до тех пор, пока <юа конца карты нс сойдутся друг с другом ноже
ли объекта (рис. 9.3.8). Такой способ проецирования удобен дтя па жже-
ния текстур на продолговатые объекты вроде морковки или стеклянной
бутылки. Цилиндрические проекции |шрабатыгс1ются гак. чтобы они
могли обертываться вокруг объекта и покрывать всю его поверхность, од-
нако их наложение можно регулировать с тем. чтобы И|ютнвоноложные
копны карты не сходились. и карта покрыта линь чат. объекта. Это
достигается путем задания uapiMcrpi угла наложения в градусах. Цилин-
дрическое проецирование можно также настраивать таким образом, что-
бы верхняя часть и «дно- объекта были жжрыты - крышками» пли остапа-
лись открытыми. Для «крышек» при цилиндрическом проецировании ис-
пользуется та же гексту|>а. которая обертывается вокруг объекта, cr.ni не
задано иначе.

Сферическое проецирование накладывает прямоугольную карту, обер-
тывая ее вокруг поверхности. пока иротншмю.южные сто|юиы нс сойдут-
ся; после этого карта «прихватывается» вверху и внизу н расгяпшанся.
пока не нок|юст весь объект. Этот метод удобен дтя npoeuii|K>iHHiim i.api
на круглые объекты, например мячи, При сферическом п|м»спн|ювашш
карта обертывается вокруг всего Tpex.MqHioro объекта. гели проекция нс
была настроена так. чтобы покрывать лишь часть обы-кта. Такая регули-
ровка ВЫПО.1НЯГ1СЯ. как и при цилиндрическом п|югцп|ювапнп. путем за-
.гания угла наложения карты (рис. 9.3.8).

Метод обертывающего проецирования (wrapping), как он называется и
некоторых нрог|>аммах. обеспечивает прямот* проетцишлниг текстуры пи
т]х*хмс|>ные объегггы. нт> тлкже и «• рагтяпшанне до тех пор. пока четы|к'
1*то|мшы карты не прижмутся друг к .ipyiy. Этот тин iipoemi|x)Bainm удо-
бен для помещения текстурных карт на обы-кты. которые дтя хорошегосо-
9.3.6- Законченное судно из Hydro
Tlitiiitier и шесть карт изображений,
использованных на его поверхности
(О 1999 Midway Home Enteitainmcnt
Inc Midway является торговой
маркой Midway Games Inc.

Использовано с разрешения)

вмещения могут требовать сплошного растяжения всей карты; такими
объектами могут быть ландшафты нли сложные пиверхшхтн.

Ihor метод также :n|n|m*kthih*h для наложения текстур на маленькие уча-
стки трехмерных объектов - так же. как наклеивают доколи (пс|хч1одпые
рисунки) на модели самолетов (рис. 9.3.9)

Размещение карт

Существует целый ряд методов. упрощающих размещение текстурных
карт на трехмерных иоверхшмтях. В идеале карты должны покрывать нею
трехмерную поверхность. если только данный проект нс требует другого
подхода. Текстурные карты всегда представляют пюон четырехугольные
изображения, которые применяются к полигональным пли кривым по
9 3,7 Созданное на компьютере
трехмерное существо было
скомпоновано с кадром
«живого" фильма в этом эпизоде
IM&mi г мушты. Обратите
внимание на согласованность
созданного на компьютере
освещения с освещением настоящих
декораций. (С разрешения The Walt
Disney Company. * Hollywood
Pictures Company. Все права
защищены)

верхпостям и могут ои|м’де.'1яw# с помощью тегирования (маркировки)
чсты|х'.х их углов. Идентификационная номенклатура для углов текстур
пых карт проста, независимо от того, состоит поверхность из полигонов
пли криволинейных .вхкутов (рис. 9.3.10).

Верхний левин угол карты обозначается как точка отсчета (0; 0); ниж-
ний левый угол (0; I). верхний правый угол (I; 0). п нижний левый
угол (I; I). В некоторых случаях ннжннп левый угол обозначается как
точка отсчета, a iK'pxunii правый угол как (I: I).

Обычно текстурная карга но умолчанию привязывается к точке начала
координат поверхности, где бы ута точка пн находилась (например, она мо-
жет оказаться в одном из углов поверхности или в ее центре). Эта проце-
дура не сопряжена с какими-либо сложностями и случаях, когда трехмер-
ные поверхности просты, и когда карты должны покрывать век» <|х1рму.
Однако размещение текстурных карг на трехмерных поверхностях цх-бу-
ет определенной полгонки тогда, когда поверхности сложные, пропорции
карты и поверхности не совпадают, пли нужны сисцлффекты. Необходимо
иметь в виду, что инструменты для [шмещення текстурных карт на трех-
мерных поверхностях в разных П|мнраммах разные.

Некоторые п|Х)Г|К1.ммы обеспечивают интерактивное размещение тек-
стурных карт па трехмерных поверхностях. Текстурные карты можно так-
же очень точно размещать на т|>ехмерпых поверхностях, задавая числовые
значения. При таком методе карту можно точно перемещать в пространст-
ве. В случае полигональных обм-ктовдля смещения карты по поверхности
пснолыуются значения координат XY Заданное по умолчанию ixlimciiic-
нпг карт помещает их в точку (0; 0). Если задано смещение карты (0.5; 0.5).
она сместится по вертикали и горизонтали наполовину.

В целом, параметрическое пространство, использующееся для нало-
жения карт изображении на криволинейные лоскуты, основывается на
прямоугольной системе координат, применяемой при наложении карт
на полигональные модели. Н<> точки на кривой поверхности определя-
ются в .шачгпнях координат UV. а нс XY. Параметрическое нростран-
спи» криволинейной поверхности определяется горизонтальным значе-
нием Г или (н). диапазон которого составляет от 0 до I. и вертикаль-
ным значением V или (v) тоже от О до I. Обычно значение Г равно
нулю на леном краю пл|Х1Мстричсского пространства и единице на
правом к|хно. Значение V равно нулю вверху параметрического и|х>-
сгранства и единице внизу. Все точки, находящиеся внутри .ного че-
тырехугольного параметрического пространства. определяются значени-
ями координат UV. Четырехугольник скручивается и сгибается. чтобы
соответствовать форме криволинейных лоскутов и in поверхностей вто-
рого порядка, которые создаются путем пермещення кривой в трех-
мерном пространстве вокруг некой осн. подобно поверхности вращения
В поверхностях второй» порядка on. V представляет долготу и П|ЮХо-
Л1гг приблизительно но окружности вращения: ось V представляет ши-
роту н проходит вдоль кривой, использующейся для определения по-
верхности (рис. 9.3.11 и 9.3.13).

Размещение карт изображений с помощью UV координат это очень
точный метод, позволяющий совмещать конкретные пиксели накладывае-
мого изображения с конкретными вершинами на поверхности трехмерно-
го объекта. При накладывании текстур па криволинейные поверхности,
как правило, 11С11олы<уются UV-парамстры. Аналогичные способы точного
наложения имеются и для размещения карт изображений на полигональ-
ных структурах. Текстуры изображений. накладываемые с помощью
l.’V-методов. обычно растягиваются таким образом, что воспроизводят
форму т|К*хмерпого объекта лини. < небольшими искажениями. Это дости-
гается благодаря обеспечиваемой методом UV-наложения высочайшей
степени контроля над совмещением пикселей изображения г нершппамп
объекта. Текстуры, накладываемые с помощью l'V-ыетодов. подобны -via-
пичному материалу, например шелковому чулку, который натягивается
на т|н‘хмсрные объекты.

Помимо всех средств управления, используемых для точного размеще-
ния двумерной карты изображения па тртхмерной поверхности, существу-
ют и другие методы, которые применяются для управления картой уже по-
сле того, как она была наложена на поверхность. Такими методами явля-
ются масштабирование и выкладывание мозаики. Масштабирование карт
изображений может использоваться тогда, когда необходимо покрыть кар-
той большую или меньшую поверхность объекта. Карты п:июражеппй, ко-
торые слишком малы для того, чтобы покрыл, весь объект, могут масшта-
бироваться в стирону увеличения. Точно так же. карты, которые слитком
нс лики для того, чтобы их можно было видеть целиком после наложения
на объект, масштабирую гея с целью уменьшения. Карты масштабируются
и и тех случаях, когда протрамма автоматически масштабирует карту лю-
бого размера с тем, чтобы она соответствовала объекту, однако для дости-
жения нужного эффекта необходимо. тгобы карта покрывала лишь часть
объекта.

Создание мозаики изображений позволяет создавать рисунок на основе
повтора либо элемента мозаики. либо одной четырехугольной карты изо-
бражения. Многие трехмерные npoipiMMiu обеспечивают повтор изобра-
жения |шиымп способами по вертикальной и горизонтальной оси. Среди
наиболее pacnpoci раненных пермутаций мозаики простое повторение
без какого-либо транспонирования, повторение с горизонтальным транс-

ллоское ИЛИ ПРЯМОЕ
ПРОЕЦИРОВАНИЕ

КУБИЧЕСКОЕ ПРОЕЦИРОВАНИЕ

ЦИЛИНДРИЧЕСКОЕ
ПРОЕЦИРОВАНИЕ

СФЕРИЧЕСКОЕ ПРОЕЦИРОВАНИЕ

9.3.8. Карта изображения
(предыдущая страница, внизу слеза),
наложенная на сферу с помощью
четырех разных способов
проецирования Обратите
внимание на то.

как пр»» кубическом проецировании
карга шестикратно повторяется,
а при сферическом - растягивается
по направлению к полюсам,
«обертывая» сферу.

(Пиктограммы из программы
Infini-D 3 0 i Specular
International, Ltd).
93.9 Обертывающее проецирование
удобно для наложения карт
изображений на трехмерные
объекты с максимальных*
покрытием

93.10. Диалоговое окно

С параметрами, использующимися
для интерактивного размещения
карт на поверхности
(© Alias | Wavefront.

отделение Silicon Graphics limited)

понпрованнем изображений через одно, повторение только с вертикаль-
ным транспонированием и повторение с горизонтальным и вертикальным
r|Kiiiciioiiii|x>iiaiine.M (рис. 9.3.14).

Сопряжение карт

Способы сопряжения карт определяют то. каким образом слои поверхно-
сти. включая карты изоб]К1Жсннй. сопрягаются с поверхностью объекта, а
также другими слоями поверхности. Сопряжение карты изображения с
другими поверхностными характеристиками можно контролировать раз-
ными методами. Среди способов сопряжения можно отметить общее со-
пряжение. сопряжение по типу освещения, сопряжение с помощью альфа-
канала и сопряженнее использованием мап1|мшання (маски). Общее со-
пряжение позволяет управлять степенью равномерности сопряжения кар-
ты изображения со всеми атрибутами поверхности. Общее сопряжснис
обычио выражается в процентах видимости от сопряжения, при котором
видна только карта, до сопряжения, когда видна только поверхность (а
карта не видна совсем). Промежуточные стадии общего сопряжения обес-
печивают разные степени смешения. Сопряжение по типу освещения по-
верхности позволяет контролировать степень сопряжения карты с поверх-
ностью. разделяя ее по зонам рассеянного, диффузного и зеркального ос-
вещения поверхности.

Сопряжение с помощью методов матирования (маски) позволяй’ кон-
тролировать степень сопряжения, используя разные части или аспекты
карты и.июраженпя в качестве маски. Маска это изображение, которое
маскирует пли защищает поверхность или ее части и определяет степень
сопряжения г поверхностью различных участков карты изображения. Ма-
ски бывают высококонтраггныс и непрерывные. Высококоитрастпые ма-
ски имеют резкие края и сплошные участки, тогда как непрерывные мас-
ки обладают размытыми краями и разными опенками серого. Сопряже-
ннее помощью масок может выполняться с использованием т ех пикселей
карты изображения для маскп|ювання поверхности, или же с использова-
нием только черных пли белых пикселей карты в качестве маски. Средст-
ва общего сопряжения можно нсполкювагь совместно с методами матиро-
вания для получения широкого разнообразия возможностей сопряжения
(рис. 93.12).

Сопряжение пли композитшп с помощью алы|ы-канала позволяет уп-
равлять сопряжением поверхности с картой изображения посредством
дополнительного файла изображении, который используется в качестве
маски в п|хщсссе матирования. Альфа-канал представляет собой файл
черно-белого изображения, который привязан к карте изображения. Аль-
фа-канал может быть сохранен вместе с файлом изображения в виде чет-
верного канала стандартного файла изображения RGB. Альфа-канал
можно использовать для задания степени сопряжения карты изображе-
ния с поверхностью на основе величины значений яркости пикселей в
<|к|йле, используемом в качестве альфа-канала. Полное сопряжение (про-
з|>ачногть) можно присвоить черным пикселям альфа-канала, а отсутст-
вие сопряжения (непрозрачность) белым пикселям; а можно и наобо-
рот. Пикселям со значениями серого всегда присваиваются различные
степени сопряжения. (Более подробно методы матирования и альфа-ка-
нал рассматриваются в главе 13).
9.4.	Отражательная способность поверхности

Поверхности могут отражать свет по-разному, в .шннгимск тп or содержа-
ния типов II.TH злементов отражения.

Огиовнымп цх-мя типами поверхностного отражения являются рассе-
янное отражение, дш|в|>узнос и зеркальное. Эти типы поверхностного or
(ижспия касаются только отражения света; их также называют зонами ос-
вещенности поверхности. Полноценно rrqxrxaioiiuiii объект, который, по-
мимо зтого. отражает и окружающую его среду, может симулироваться
только с помощью метода визуализации по загори i му грассн|х1вкн луча,
описанного в главе 6. пли .методов наложения отражения, рассматривае-
мых ниже.

Различные комбинации типов поверхностного отражения можно ис-
пользовать для симулирования поверхностей различных материалов. На-
пример, матовые поверхности можно симулировать с исн(Ыкюваиием со-
четания рассеянного и дп<|и|>узного отражений; металлические поверхно-
сти шкредстпом рассеянного и зеркального отражении, тогда как пласт-
массовые поверхности обычно имитируются с псполки>н.1нисм всех трех
типов рассеянного. диффузного и зеркального (рис. 9.4.1). Большинство
программ затенения обеспечивает возможности точного |мтул11|ювания.
позволяющего изменять резкость и затухание зеркального отражения для
металлических и пластмассовых поверхностей.

9 3 И, Карта изображения с
одеждой одного ил персонажей игры
Mriltilof //«мюг помещена на
полигональную поверхность с
использованием конкретных
значений UV (  1999 Electronic Arts
Inc. Medal of Honor

и Electronic Arts яиляюгся торговыми
марками или зарегистрированными
торговыми марками Electronic Arte
Inc. в США и/илн других странах.
Medal of Honor является торговой
маркой или зарегистрированной
торговой маркой Electronic Arts Inc
в США и/нли других странах
для компьютерных и видео игр
Все права защищены)

Рассеянное отражение

Тип |Ю1юрхшктного отражения. которое реагирует на мощность и шит ис-
ключительно источников рассеянного света, называется рассеянным от-
ражением. Специфической характеристикой рассеянного отражения яв-

Злпннпп и iiobii’xik х и н.п хлелктычк шкн

243
ТЕМНО-СИНЯЯ СФЕРА ПРОГЛЯДЫВАЕТ
СК8ОЛ АЛЬФА КАНАЛ

КАРТА
ИЗОБРАЖЕНИЯ

АЛЬФА-КАНАЛ

ЦВЕТ

ПОВЕРХНОСТИ

КАРТА И МАСКА

9.3.12. Сопряжение с использованием
метода матирования (маски) можно
использовать для того, чтобы
показать или скрыть части слоев
изображения на поверхности
обыжг.т В этом примере конечный
результат (вверху) был получен
с помощью послойного наложения
карты изображения
и ее собственного альфа-канала
на синюю сферу и показа темно-
синей поверхности сферы только
сквозь черные пиксели о альфа-
канале. Аналогичный результат
можно получип» и с помощью более
простой карты изображения
без альфа-канала с использованием
белых пикселей на карте
для «вскрытия» темно-синей
поверхности, лежащей под картой

лястся то. «по его интенсивность нс зависит от расстояния между отража-
ющем поверхностью и источником сыта, а также от угла поверхности от-
ноептелыю источника спета.

Это означает. что свет равномерно отбрасывается во всех направлениях,
и в результате все полигоны трехмерных моделей, которые затенялись с
помощью одного лишь рассеянного отражения, будут имел» одинаковую
интенсивность. Другими словами, трехмерные модели будут выглядеть
как совершенно плоские силуэты в том случае, если для их затенения ис-
П0Л1>зо1Ш1СЯ только этот тип отражения. Зато когда рассеянное отражение
используется в комбинации с другими типами отражения, оно усиливает
общую выразительность объекта (рис. 9.4.!).

Диффузное отражение

11овсрхност1>, об.-кщаи»щая способность!!>диффузного отражения, реагиру-
ет на падающий на нес свет по-разному. в зависимости от положения и ори-
ентации источника света относительно этой поверхности. Разумеется, ис-
точник света, который находится очень близко от поверхности диффузно-
го отражения, будет отражаться сю в большей степени, чем сильно удален-
ный источник. Но наиболее важным (|»актором при диффузном отражении
является нс столько расстояние между источником света и объектом,
сколько угловое положение источника света относительно объекта.

Диффузное отражение сильнее иа тех участках поверхности, которые
расположены перпендикулярно источнику света. При диффузном отра-
женин количество отражаемого света уменьшается по мерс того, как угол
между источником падающего света и отражающей поверхностью скаши-
вается (то есть отклоняется oi 90'). Те области поверхности диффузного
отражения, на которые свет нс попадает, отражают очень мало или вообще
ис отражают (рис. 9.4.1). Размер участка поверхности, повернутого к све-
ту’, также является фактором, влияющим на интенсивность отраженного
гнета при использовании диффузного отражения.

Зеркальное отражение

Поверхности с зеркальным отражением выглядят очень блестящими, так
как отражают свет подобно зеркалу. Зеркально отраженный свет не отбрасы-
вается всей поверхностью равномерно. Вмегю этого он отражается в сфоку-
сированном и ко1щснтр11|х>вапном виде; это свойство называется резкостью
блика. При определении количества сита, отражаемого поверхностями, об-
ладающими способностью зеркального отражения, положение источник;!
гнета само ио себе нс является столь критичным. как в случае лн(|и|>узных от-
ражений. (Невидная интеисивность света, отраженного поверхностью г зер-
кальными свойствами, зависит главным образом от отношения между углом
отлаженного света и углом камеры, наведенной на объект. 1 (нтснсиншхтъ от-
раженного света больше, когда дна этих угла совпадают. По мере расхож.К'-
ння этих углов интенсивность отраженного света резко налает; это свойство
называется затуханием блика (рис. 9.4.1).

Карты отражений

Визуальные ;к|к|и?кты отражений можно плодотворно использовать для ви-
зуализации блестящих материалов стекла, металлов. пластмасс и лакиро-
ванных поверхностей. Примененные к объектам, которые обычно не янляют-

2-1-1

3 \ ГЕНЫ II If 11 lit ЖЕРХ1К К 1I Н.П Х.М'ЛК IH'IICI ИКИ
ся отражающими в реальном мире, отра-
жающие свойства могут способствовать
созданию :н|м|х-кп11111<1>1 имитации вирту-
альной |к'алыкнти.

Реалистические ;м|и|к*кгы отражения
лучше всего получаются при визуализа-
ции по алгоритму трассировки луча, ко-
торый точно симулирует отражазсль-
ную способность трехмерной поверхно-
сти. Еще олин способ создания отража-
ющих поверхностей основан на каргах
отражении.

Карта отражений состоит на дву-
мерного изображения, которое накла-
дывается на трехмерную поверхность с
целью сделать се (или ее части) отра-
жающей. Поверхность с наложенной
картой отражений отражает изображе-
ния трехмерных объектов, помещен
пых перед этой поверхностью. Значе-
ния яркости в карте отражений ис-

пользуются программным обеспечением для определения того. какие
части поверхности являются отражающими. а какие пет. Темные зна-
чения на карте отражений! используются некоторыми п|мнрам.мами для
определения топ», какие части объекта будут абсолютно отражающими;
однако иногда для той же цели используются светлые значения карты.
Результат от этого не меняется.

Карты отражений обычно являются монохромными, а ие полноцветны-
ми. так как имитация от|кгженнй обеспечивается значениями яркости.
Цветовая (хроматическая) |П1<|юрмация в картах отражений является из-
лишней и может ззпуттпь человека, который настраивает тонкие нюансы
отражений в карге. Карты отражении можно проецировать на цюхмерные
поверхности любым стандартным способом. использующимся при нало-

93.13. Персонажи hx n Rodm,
созданные с помощью органических
форм и карг изображений,
нарисованных традиционной
акварелью. (Изображение создано
Mondo Media. Саи-Франциско.
Калифорния

с 1997 The Locomotion Channel)

женин текстур.

Карты среды

Карты среды, как и другие карты изображении, используются для про-
счета цвета отраженного поверхностью карты снега. Карты среды мож-
но рассматривать как особую разновидность карг отражений, потому
что при наложении на поверхность они от|кгжают ие только окру-
жающие объекты, но и среду, окружающую отражающие поверхности
(рис. 9.4.2 и 9.4.5). Но главной характеристикой карт среды является
то, ото они проецируются на все объекты в сцене, поверхности которых
обладают отражающей способностью, а не только на какой-то один объ-
ект. (Карты отражений обычно применяют к одной трехмерной поверх-
ности за проход). Отражения окружающем ертды на группе объектов
могут просчитываться и с помощью трасси]ювки луча, ио карты среды
часто оказываются экономичным способом получения аналогичных ре-
зультатов, которые приемлемы и вполне удовлетворительны для боль-
шого количества проектов визуализации, Этот метод является популяр-
ной ;1льтерпатпвой для создания картины глобальных отражений, когда
методы трассировки луча не пснолыгуются.

9 3.14. Пример мозаики (повтора)
с использованием карты
изображения спирали,
показанной на рис. 9.6.2
РАССЕЯННОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ДИФФУЗНОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ЗЕРКАЛЬНОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ВСЕ ТРИ ТИПА ОТРАЖЕНИЙ

9.4 1 Сфера, вязуалишроаднная
при четырех разных вариантах
отражательной способности
поверхности Первое изображение
просчитано при рассеянном
отражении к источнике рассеянного
света. Второе изображение
просчитывалось только
при диффузном отражении,
с одним слотом и одним точечным
источником света. Третье
изображение просчитывалось
при зеркальном отражении,
с одним спотом и одним точечным
источником света. Четвертое
изображение сочетает три типа
поверхностных отражений
и три источника света.

216

Если одновременно активирована трассировка луча и нхтожспие карт
среды. большинство программ рендеринга просчитывают два параметра.
Однако приоритет обычно отдается отражениям, прочитанным с помо-
щью трассировки луча: эти отражении помещаются ближе к объектам пе-
ред отражениями карт среды.

Карты среды создают образ окружения объекта в том пиле, в каком это
окружение видно с объекта. Видимость отражения среды создается пнем
подготовки упрощенной версии трехмерного окружения в пиле двумерных
изображений и их iiimeiiiipoiiainia на объект с отражающими поверхностя-
ми; получается как бы отраженное окружение. Карги изображений можно
создавать несколькими способами. Два наиболее распространенных из
них: способ, напоминающий метод п|к*рнческого проецирования. и способ,
являющийся интересной разновидностью кубического проецирования
карг. В обоих случаях изображение окружающей среды сиачжта наклады-
вается на внутреннюю часть сферического iliii кубического пространства,
в котором находится отражающий объект, а уже потом среда накладывает
ся на этот внутренний объект iliii несколько объектов (риг. 9.4.3 и 9.4.4).
Ниже описываются другие методы наложения среды, включая процедур-
ное генерирование qxw

Сферическое наложение среды основывается на плоском изображе-
нии. которое вначале проецируется на внутреннюю часть сферы, кото|мя
имитирует окружающую среду. Сфера определяется как продольное про-
странство размером от О' до 360 и поперечное пространство от 90' до 90'.
После того, как изображение среды было наложено па стреру, оно причт
ругтся на объект iliii объекты, помещенные внутрь С(реры и Т|>сбую|цпс
наложения среды Когда изображение накладывается па внутреннюю
часть сферы. спз правый и левый края соединяются встык, а верхний и
нижний гофрируются. При подготовке карты изображения для сфсриче*
скот наложения среды необходимо ущгтывать эт и искажения. Обычно
лучшие результаты достигаются, если правый и левый края карты изобра-
жения полностью совпадают друг с другом в этом случае получается бес-
шовная проекция. Кроме того, лучше не загромождать образами верхнюю
и нижнюю части карты, чтобы избежать сильных искажении. когда изо-
бражения вверху и внизу с(|к*ричсскоГО пространства несколько сжимают-
ся при гофрировании (рис. 9.4.3).

Процесс сборки изображения. подходящего для кубического наложе-
ния среды, немного более сложен, чем подготовка cifiepimccKoro наложе-
ния. В значительной мере это обменяется тем фактом, что карта среды, ос-
нованная на модифицированном кубическом проецированин, создается
путем «сборки» шести видов сцены. Эти шеей. разных видон т|юхмернон
сцены должны представлять собой упрощенный образ окружения, кото-
рый виден из объекта, помещенного в центр этого окружения, и включакл
четыре боковых вида. вид сверху и вил снизу. Четыре боковых вида созда-
ются. <чли смотреть из цент|>а окружения наружу с угловым приращением
90’. Каждый из четырех боковых видов должен включать 90-гралу<иый
вид среды, поэтому, если сложить их последовательно друг с другом, в ре-
зультате полушгтся 360-градусный образ среды (рис. 9.4.4).

Шесть ii.Tiic.ieii, необходимых для кубической карты среды, могут быть
нарисованы художником, использующим свое воображение, или сфото-
графированы в |)еалы|ом мире. Эти шесть панелей можно также создать
путем визуализации шести 90-грддусиых видов созданного на компьютере
т)К*хмерного пространства. 1(зображсиия. использующиеся в карте среды,
можно создавать н процедурными методами. Например, простые линейно

3ATEIIEIIIIKII 11ОВЕТХ1КХ.Т11ЫЕ Х.\1’ЛКГЕ1Ч1( ТИКИ
изменяющиеся цветовые шаблоны можно генерирован. процедурным пу-
тем в виде плавных i раланий и.ш переходов цвета; их широко псполызуют
для создания ясного неба или Х|юматнчггкпх эффектов восхода и заката
пл линиях горизонта. Кроме того, щюцедурнмм путем можно со.<давать об-
.гака к целый ряд световых :м|и|ичстов .тая использования в качестве карт
среды (рис. 6.12.1 и 9.4.6).

Карты среды можно анимировать для имитации движения, которое мо-
жет происходить вокруг объектов с наложенными на поверхность карта-
ми. Например, толкотню в переполненном кафе можно имитировать, на-
ложив на отражающую сахарницу анимацию .нолей, которые проходят,
вьют к<м|м* п общаются друге другом. Еще одни пример анимированной
карты среды люди, танцующие на дискотеке. Эту анимационную после-
ДОК1ТСЛЫ1ОСП» можно наложить на вращающуюся серебристую сферу. ис-
пользующуюся для отбрасывания света во всех направлениях, ii.ni на оч-
ки наб. подателя.

Некоторые про1раммы предлагают инструменты для точного раамеще-
пия карты изображения на поверхности. Интерактивный п|икм<пр обыч-
но производится в низком разрешении или в каркасном режиме, что поз-
воляет обойтись без многих тестов визуализации. которые в противном
случае были бы необходимы для того, чтобы проверить, как карта пзшра-
жения ложится на трехмерное пространство.

Некоторые программы обеспечивают развитые процедуры тая создания
текстур неба. учитывающие не только положение и яркость солнца, а так-
же наличие пли отсутс гвне облачности, но и атмосферные параметры та-
кие. как кривизна планеты, плотиоегь воздуха и содержание частиц пыли.
(Затенение, учитывающее атмосферные параметры, связано с объемными
шейдерами, которые будут описаны в этой главе позже).

Свечение или накаливание

Свечение поверхности, иногда называемое накаливанием. ii|x-.ici;iilthit
собой поверхностную характеристику, связанную с отражательной спо-
собностью. 11 акта и ванне заставляет обы'кгы светиться так. что они напо-
минают настоящие светящиеся <н5ъек1Ы Накаленные объекты могут вы-
глядеть. как будто внутри них имеется источник света, например, как
оптическое волокно, передающее свет, или как если бы они светились
вследствие чрезвычайно высокой температуры, подобно расплавленной
лаве (рис. 9.1.7). Такие поверхности иапоминаюг также некоторые пере-
ливающиеся д|»агопе|П1Ые камни, обязанные своими нещ-ливамн отража-
емому ими радужному свету. Свечение можно создать в виде однородно-
го цвета но всей поверхности пли с нснолым>ванне.м карты н.шбражеиня.
которая будет определять, какие участки поверхности будут демонстри-
ровать свечение. Однако свечение или накаливание не связано с источни-
ками света и трехмерном пространстве п не превращает светящийся <юъ-
скг в источник света.

9.5.	Цвет поверхности

Цвет поверхности одна из наиболее очевидных характерпегик поверхно-
сти. Атрибут ы цвета легче задавать и запоминать. чем бсыыиинство других
характеристик новерхщхтп. Цвет поверхпоггп является одним из факто-
ров. <>п|х-леляюших индивидуальное! ь персонажа пли наст|мнч|нс сцены.
Припадании конкретного цвета трехмерной поверхности ш-обходнмоучи-

9.4.2. Карга среды наложена на
сферу со стопроцентным
отражением,
90-процснгным зеркальных»
бликованнем и двумя волновыми
функциями на поверхности.

(»• ’ Isaac V. Kcrfow)
ОТРАЖАЮЩИЙ ОБЪЕКТ

ДЕТАЛЬ ОТРАЖАЮЩЕГО ОБЪЕКТА

9.4.3. При сферическом наложении
среды сначала создается плоское
изображение окружения, которое
затем накладыиается на внутреннюю
поверхность сферического
пространства, внутри которого
находятся отражающие объекты

9.4.5. (на противоположной странице
внизу) Персонаж, внешни»» вид
которого является типичным
примером наложения карт среды.
(RcBoot ж, и © 1997 Mainframe
Entertainment, Inc Все права
защищены). Свечение поверхности
отл»<чается от свечения источников
света; объекты со светящимися
поверхностями не отбрасывают
свет на окружающие объекты.

248

тывать, «по окончательный цвет поверхности будет сильно зависеть от
внешних факторов таких, как угол и цвет освещения сцены, и даже цвет
окружающих объектов. если используются такие методы визуализации,
как излучатсльносгь или трассировка луча.

I (вегповерхности можно определигь с помощью ряда цветовых моделей,
многие из которых были рассмотрены п главе 6. Аддитивные или основан-
ные на свете модели например. RGB и Н LS используются для придания
цвета изображениям. отображаемым на компьютерных мониторах. Субтра-
ктивные или основанные на пигментах системы, такие как CMYK, исполь-
зуются для задания цветов на компьютерных распечатках. При задании
цвета поверхности необходимо учитывать цветовое смещение, возникаю-
щее. когда созданное на компьютере изображение переносится из аддитив-
ной цветовой среды такой, как монитор RGB. в субтрактивную напри-
мер. при распечатке на бумаге. (Дополнительная информация по миними-
зации щитового смещения содержится в главе 15).

Цветовые карты

С помощью наложения двумерных изображений на поверхность трехмер-
ных объектов можно создавать шн|юкое разнообразие броских или утон-
ченных шиповых :м|и|»скгон. Как и другое типы карт изображений, цвето-
вые карты используются для просчета шита света, отраженноготрехмер-
ной поверхностью, па которую была наложена цветовая карта (рис. 9.5.1 -
9.5.2 и 9.3.13). Цветовые карпа называют также фотокартамп. так как для
них часто используются |[ютографнчсскис изображения. Цветовые карты
часто применяются для отображения этикеток и изображений, которые
мы видим па упаковках и коробках, например, картонных коробках с
хлопьями, стеклянных бутылках с наклеенными этикетками ши шасти-
ковых флаконах с шампунями, где текст напечатан прямо па пластиковой
ПО1И‘рХ1ИИ'П1.

Например, когда ши-товые карты применяются к трехмерным моделям
Картонных коробок с хлопьями. на шесть сторон ко|юбки обычно наклады-
ваются (с помощью плоского нроеш1|Х)ва1шя) шесть разных изображений.
В подобных случаях. то есть, когда графика печати iltii этикеток покрыва-
ет всю поверхность упаковки, нет необходимости использовать другое ти-
пы карт совместно с цветовой картой.

Для наложения цветовых карт па трехмерные модели стеклянных кон-
тейнеров обычно используется цилиндрическое nptx'mipoBainie. Этот ме-
тод просци|х>вания позволяет накладывать этикетку на нужную сторону
бутылки или банки.

Если имитируемая этикетка является четырехугольной и сделана из не-
прозрачного материала, обычно пет необходимости использовать допол-
нительные карты, помимо цветовой. Но иногда требуется задать прозрач-
ность чтобы. скажем, «изобразить* этикетку из прозрачной бумаги пли
такую, форма которой не является строго четырехугольной. В последнем
случае этикетка, например, треугольной формы должна находиться внутри
четырехугольной цветовой карты, потому что практически все программы
трехмерного затенения требуют, чтобы карты изображений были четырех-
угольными. В этом случае придется использовать карту прозрачности. ко-
торая позволяет задать треугольную область этикетки как непрозрачную, а
лишние или неиспользуемые участки как совершенно прозрачные. (бо-
лее подробная информация о прозрачности содержится в параграфе* • Проз-
рачность поверхности* настоящей главы).

ЗАТЕИКИГО: II поверхностные характеристики
Цветовые карты MOiyr применяться к
трехмерным моделям пластмассовых
контейнеров - например, флаконам с
шампунями. Этот гни контейнера часто
предусматривает наличие текста. наме-
шанного прямо на пластиковой по-
верхности Koirrciiiicpa, когда бумажная
этикетка нс используется. В подобных
случаях чаще всего используется метод
цилиндрического проецирования и. по-
мимо цветовой карты, еще и карта про-
зрачности. Карта прозрачности исполь-
зуется для задания нспрозрачшк'тн и
прозрачности разных участков цвето-
вой карты. Буквы в другие графические
элементы будут непрозрачными, а зад-
ний фон (или участки карты, нс содер-
жащие надписей или других графических элементов) будет проз|>ачным,
так что пластмассовая поверхность флакона будет видна сквозь прозрач-
ные участки цветовой карты. Описанные ниже в этой главе карты смеще-
ния можно использовать для имитации небольшой рельефности букв и
графики, которые нанесены на контейнер методом шелкографии с исполь-
зованием густой краски, эмали или лака.

Цветовые карты можно и|хмми1|к>вагь и помещать на поверхности с по-

ОТРАЖАЮЩИЙ ОБЪЕКТ

9.4 4. При кубическом наложении

мощью любого нз стандартных методов, описанных выше: плоского, купи-

четкого. цилиндрического. сферического, обертывающего проецирования
нли xuiaiiiiB lJV-коордниат. Интерактивное размещение цветовых карт
удобно для точного задания мсстоположепня этикеток и надписей
па трехмерных поверхностях. Некоторые системы нрсдоставля-

карт среды создаются шесть панелей-
видов среды, которые татем
накладываются на внутреннюю
часть куба, о который

заключены отражающие

кп каркасную модель для размещения
этикеток. которое в этом случае вы-
полняется намного быстрее, чем лю-
бой тост визуализации.

9.6. Текстура поверхности

ЗМН1НН1Г U ItOBU'XIIOCniblKXAl'Al

‘2-19

объекты. Маленькая
схема отображает
ориентацию
каждого их шести
даумерных видов
виртуального
окружения.

Применяя текстуру к поверхностям трехмер-
ных объектов, можно создавать очень инте-
ресные визуальные з<|к|н*кты. Текстуры по-
верхностей можно моделировать таким обра-
зом. чтобы они имели настоящую размер-
ность. Однако моделирование поверхностных
характеристик обычно весьма трудоемко и при-
водит к получению нерациональных моделей. т|м—
буюпшх большого времени рендеринга. Это осо-
бенно нецелесообразно в случаях, когда объекты
с моделированными текстурами поверхности
находятся слишком далеко от камеры, чтобы
можно было рассмотреть детали поверхности.
Текстуры поверхностей можно также симули-
ровал» с помощью метода, называвшегося ра-
нее наложением карт текстур, ко-
торый ныне более точно
9.4.6. Диалоговое окно облака
из пакета Мауа (•« Alias j Wavefront,
отделение Silicon Graphics Limited).

CO СВЕЧЕНИЕМ

9 4.7 Эти изображения
иллюстрируют эффекты мгенения
накаленного объекта (в центре)
со свечением поверхности
или без кето (на противоположной
странице).

250

называйте наложением карт изображений. Эпи метод. разработанный к
1970-е годы Эдом Кятмуллом. повдсйствуст на яркость и хроматические
значения поверхности. но не влияет на ее глалксятъ.

Большое |xi3ii(Nx>|Ki3iie имеющихся методов текстурирования можно све-
сти к двум категориям ш!зухп.ным ii ii|xx-i]kihctiichhmm текстурам. Визу-
альные текстуры представляют собой плоские имитации трехмерной тексту-
ры и нс оказывают ващействия на геометрическую новерх11остъ объекта; они
выглядят 7Х*кст,\грн|юваипымн. но на самом деле таковыми не являются
(рис. 9.5.3). Например, визуальная текстура. отоб|к1жаюшая кирпичную
к. каку, подобна обоям с изображением кирпичей л отличается <гг настояний
кирпичной с стены рельеф! u hi текстурой. которую можно осязать. 11рактпчс--
скнм 11|я*н.мущсспюм использования визуальных текстур (помимо их эстс-
ТНЧ1Ч кого значения) является то. что они позволяют получай. сложные. бо-
гатые текстуры при минимальной затрате полнгожж (рис. 9.5.2). Одними из
нанбо-пч- полезных пизул'П.пых текстур являются цветовые и процедурные
карты. а также карпа среды, релыч|м п прозрачное™.

Пространственные текстуры существуют в трехмерном пространстве и
воздействуют па пространственную целостность гладкий поверхности объе-
кта. 11|хкгтраисттчп1ые текстуры более приближены к концепции реальных
тактильных структур. нежели визуальные текстуры. Пространственные тек-
стуры можно ссхаавать путем моделирования детальной сетки, состоящей
из планарных полигонов. ()днако этот подход трудоемок и непрактичен. 1эо-
лее ;к|и|к-кт|пя1ымн методами создания пространственных структур являет-
ся использование рельефных карт и карт смещений, а также методы <|>рак-
талыюго модели|ю1к111пя. описанные в главе 5.

Рельефные карты

Рслыч|щые карты <мнчт1с*пис1юг.и|и|в*кп1вную|1м|пацни>шсрохо№111к*п1 или
Ш'ровносгп плоской поверхности. Рельефные карты изменяют ориентацию
поверхностных нормалей в процессе затенения. Изменение ориентации по-
верхностных нормалей полигонов перед затенением заставляет свет отрт-
жаться в нескольких ii.iiipaiLieiiHHx. бтагцдаря чему симулируется отражение
снега объектами, имеющими шероховатые повгрхшхти. В |х-зульгаге получа-
ется гекстурщюваипая поверхность е модуляциями, напоминающими рису-
нок. содержащийся в <|кшле изображения. который нсполь.юватся в качестве
|х*лыфнон карты (рис. 9.3.1). I lanoouee темные значения на карте изображе-
ния могут соответ вова п. НПЗМС1ПНХТЯМ. а наиболее светлые hixhiijiihiiiio-
гтям (пикам) имитируемой текстуры нли наоборот. Поверхность однако,
остается плгх’кой. и пики не могут отбрасывать тень.

Рельефные карты п|х*дстак1яют собой :я)х)кчсп1вный метод создания
сложных и реалистичных текстур, особенно для объектов, не с лишком
приближенных к камере*, или таких, у которых немного пен|кш1ыьная <|юр-
ма. Однако релыч|»ные карты дают нежелательные результаты при их при-
менении к объектам, которые находятся слишком близки к камерт* и име-
ют п|мм*мат|>нваю11111сх'я к|Х1я. I Ipiinnnoii этого является то обстоятельство,
что рельефные карты по создают какой-либо текстуры на профилях объе-
ктов. Этот Недостаток иодчеркинастся. когда |х-,п.ефиая карга обладает
широким диапазоном зна'1еннй яркости, что создаст впсчагленнс лначп-
тельных исровшитей и может сильно контрастировать с гладким и|хх|>п-
лем объекта.

11рост|к1нственныс текстуры существуют в трехмерном пространстве и
воздействуют на н|*кт|>анствсти1ую целостность гладко!! noiu-pxtiocni

За ГМ IFIIIIK It IKiBEl'XI В X 111Ы1. XAI'AKT нчн дики
9.5 1 Цветовая карта с тонами кожи,
использованная для виртуальной
Марлен Дитрих иа рис. 9 3 3.

Эта цветовая карта была создана
с помощью сочетания рисования
и сканирования. Изображение губ,
например, было получено путем
огпечатка накрашенных губ
на бумаге и его последующего
сканирования. (С 1999 Virtual
Celebrity / Marlene Inc.)

объекта, Пространственные текстуры более приближены к концепции ре-
альных тактильных структур, нежели визуальные текстуры.

Аль1ер>гатнниый метод создания визуальных структур, разработанный
Джимом Блинном и усонершенствонан1Ш1'| несколькими разработчиками,
обеспечивает имитацию неровностей на гладкой поверхности. не воздейст-
вуя па саму поверхность. а изменяя нормали к поверхности объекта. 11зме-
нелне поверхностных нормалей перед лагепспним обтл-кта заставляет свет
отражаться в нескольких направлениях, благодаря чему симулируете» та-
кое отражение света объектами. как если бы они были депствтпелыто тек-
стурированными.

Для имитации движения воды рельефные карий часто используются в
комбниацни с па|х1мсгрич1ч кпмн волнами. Получающееся при .пом •дви-
жение* обычно ограничивается линейными iltii концентрическими ваша
МН. создаваемыми на поверхности воды вет^юм или объектами, соприкаса-
ющимися с точкой на водной поверхности (рис.11.2.8).

Параметрические волны. использующиеся в качестве рельефных карт,
можно также и< пользовал. и в качестве карг смещения для получения бо-
лее трехмерного эффекта.

без свечения

Карты смещения

Карты смещения обеспечивают уникальную возможность использовать
карп- изображения для изменения не только затенения, но и геометрии
поверхности, на которую они накладываются. Карты смещения изменяют

3ATFJIEIIIIK111 к IBU-XI К И. 111ЫЕ XAI'AKTFBI К Л I IKI I
9 5 2. Нарисованные вручную
цветовые карты наложены
на шарнирные фигуры и билборды
(Автор и режиссер: 8ольф-Рслигср
Блосс. © Tube Caveman Inc -
Aitcfilmi Production).

как ориентацию нормален к поверхности, гак и трехмерное положение са-
мой поверхности. В |мзультате получается действительно текстурирован-
ная поверхность. обладающая как трехмерностью, так и наложенным на
нее двумерным рисунком (рис. 93.1 и 9.6.2).

Карты смещения часто используются для создания трехмерного ланд-
шафта с горами и долинами. При этом ландшафты можно строить с помо-
щью карт смещения, основанных на фоп» рафическпх изображениях. по-
лученных аэрофотосъемкой. в которых разные уровни шпиышения коди-
руются разными цветами или оттенками серого.

Трехмерные ландшафты можно также создавать путем генерирования
двумерных изображений с помощью фрактальных методов и использования
.mix изображений в качестве карт смешений. Как ((ютографичсские, так и
фрактальные двумерные изображения обычно применяются к трехмерным
объектам н<|юрме черно-белой карты смещения и цветовой карпа.

Двумерные процедурные карты текстур

Как отмечалось ранее. двумерные изображения. которые можно накладывать
на т|к*хмерныс объекты. могут быть нарисованы вручную, захвачены с помп-

Затеню и re и iioBEPXiUK'iHbiE.vM'AKTH'HcriiKii
шью (|л)тоаппарэтов или созданы процедурными методами. Процедурное
построение опирается на математические функции иди компьютерные про-
граммы. создающие, как правило, аб< грактныг образы. Математические
функции, позватяинцпе emmm. песо «случайные iliii ритмичные цвет-
ные рисунки. янтяютг я р.кт1|хм1|К1ненп|.1м способом получения процедур-
ных карт текстур (рис. 9.6.3). Двумерные изображения. создаваемые П|юцс-
дурными .методами, можно накладывать пл трехмерные поверхности, пс-
патктуя стандартные приемы наложения карт изображений.

Некоторые программные пакеты предлагают инструменты, позволяю-
вше получай. двумерные карты изображений из трехмерных процедурных
карт текстур. Эта удобная функция работает путем выполнения «снимка»
поверхностной текстуры объекта, облагающего текстурой объемного объ-
екта (твердого тела), и с«х|»анепня лого снимка в виде <|>апла изображе-
ния, который можно накладывать на другие объекты. Эта опция особенно
удобна. когда необходима высокая скорость визуализации, так как во мно-
гих случаях <|кшлы изображений накладываются быстра1, чем процедур-
ные текстуры. Однако они также трт-буют и большего обта-ма памяти для
хранения. так как фшлы изображений (особенно те, у которых высокое
разрешение) обычно бывают большими.

Трехмерные процедурные карты текстур

Мишке качества текстур обы-ктов. встречающихся в природе, можно легко
симулировать с помощью текстурных карт, создаваемых с использованием
трехмерных процедур Трехмерные процедурные карты текстур являются
текстурами объемного объекта (текстурами твердого тела), которые суще-
ствуют как на повср.хшхтн объекта, так и внутри него, Эти текстуры основы-
ваются на математпча'ких функциях или коротких программах. которые со-
здают абстрактные рисунки. В отличие <гг двумерных н|юцедурных текстур,
которые н|хн'цируюп’я на поверхность объекта, трехмерные н|хщсдуриыс
карты текстур обегпечиваюг pirn|МЖЛС1 иго трехмерных рисунков по всему
текстурируемому объекту. Хорошей иллюстрацией поведения трехмерных
текстур <и>ъсмноп» тела является кусочек м|шмора. Снаружи мрамор имеет
ярко выраженную текстуру, определяемую цветами п поверхностными харт-
ктернстнкамн минералов. из келгорых он состоит. Однако текстур.» m|xtmo|xi
существует не только на его поверхности она продолжает существовать и
кнутри камня, так как гостанляющне мрамор мпИС|млы присутствуют во
тем его объеме. Текстуру m|kimo|xi невозможно «содрать» с него, как можно
•содран.- двумерную текстурную карту Когда камень надрезается или рас-
калывается. тексгу|Х1 поверхности изменяется. открывая внутренний мине-
ральный питав и сплошную текстуру камня.

Многие |1ату|кк1Ь11ые11синтстнчсскнемагернж'1ы могут быть воссозда-
ны с помощью п|и>целурных текстур твердого тела. Это достигается путем
присвоения разных значений процедурным парамег|)ам таким, как цвет,
шероховатость, частота, масштабирование, ориентация, сцепление и
11.тотность. Эти значения можно ннодип. непосредственно с клавиатуры,
тын пе|к*.мсщая бегунки и ннгерастпнном режиме. Среди некоторых мате-
риалов, и|м*длагпемых многими программными иакетамн в качестве гото-
вых стандартных опций. разнообразные виды камня (например, мрамор
и ipaimr). дерево. кор|юдпр<)1шнный метатл. кожа и даже дым и облака
(рис. 9.6.4).

В разных н|Ю1раммных пакетах предусмоТ]мч1Ы разные способы опреде-
ленна трехмерных текстур твердого те та. п каждый способ даст нндивнЛУ*

9.5.3. Визуальные карты на мом
июбраженик включают старые
металлические ловерююсо»
со следами ржавчины и коррозии,
с неровностями и выпуклыми
участками. ( V 1999 Acclaim
Entertainment. Inc
Все права защищены).

ЗАПНиПП- И UOIli rXIKK.llIbn.XXl’MCTI-TIICnrKII
9.6 1. Эго рлстроаое изображение
использовалось для визуализации
пор кожи. Чтобы получить
изображение, тушь наносилась
на лица, а потом делался
их отпечаток на бумаге.

Ресницы создавались с помощью
дополнительной рельефной карты,
которая здесь не показана.

Карта слева на противоположной
странице использовалась
для акцентирования зеркальных
бликов при визуализации
Маленькая цветная карта
изображения использовалась
для правого уха персонажа
на рис. 9.3.3. (©1999 Virtual
Celebrity / Marlene Inc.)

альиый результат. Рис. 9,6.5 9.6.7 иллюстрируют, как тверд(»тслы1ыстек-
стуры мрамора определяются разными программными пакетами. В первом
примере использовались следующие переменные: Цвет I, Цвет 2. Вег X.
Вег Y. Вес Z . Турбулентность и Сцепление (рис. 9.6.5). Во вто|юм примере
нспол1>эовалпсь другие переменные: Цвет наполнителя, Цвет щюжнлок,
Ширина прожилок, Диффузия и Контрст (рис. 9.6.6). Прочими общими
параметрами трехмерной твердотельной текстуры. относящимися к опре-
делениям мрамор, являются некоторые параметры помех, а также мини-
мальный и максимальный уровни глубины рекурсии, В третьем примере
переменными являются Цвет I, Цвет 2, ЦюстЗ. Цвет 4. Цвет 5. Интервал.
Угол. Прочшнть, Итерация и Степень (рис. 9.6.7).

Многие методы создания процедурных текстур основыкаются на н|м*д-
посылке, чю некоторая степень регулируемой произвольности полезна и
даже необходима для определения характеристик некоторых текстур. Эта
произвольность часто задастся в киле функции помех (шума), которая ге-
нерирует стохастические (или псевдослучайные) значения и вводит их в
процедуры при просчете текстуры твердого тела.

Значительной объем параметрической случайпости. присутствующей в
процедурных текстурах, проще всего задавал» с помощью функций помех.
Одним из способов задания турбулентности и поверхностях типа мрамора
является использование узоров, величина которых убывает с частотой.
Это означает, что по мере того, как узоры текстуры мрамора становятся
плотнее с увеличением их частоты. занимаемая ими площадь nottepxmrni
уменьшается.

Размещение твердотельных и|юцсдурпых текстур обычно выполняется
путем вводас клавиатуры числовых .значении, перемещающих текстуру ни

2M

ЗАТМИШИ II IIOBI I'XIKK IIII.O XAPAKTi rilCniKII
мололи, к которой эта текстура применяется. Некоторые программные па-
кеты нбсспечпвакп просмотр того, как твердотельная текстура выглядит
на форме (рис. 9.6.8). Дтя нанесения карты п|Ю1щдурпых текстуртвердого
тела не используются стандартные приемы проецирования. Твердотель-
ные структуры существуют во всем объекте (внутри и снаружи), поэтому
их не нужно проецировать.

9.7.	Прозрачность поверхности

Эффекты прозрачности и иолупрозрачности удобны для визуализации та-
ких материалов, как стекло iltii вода, а также шклтьчизацни фантастиче-
ских транг<|х>рмацин вещества например и короткой анимации, иллюст-
рирующей прсврап|енне iieii|M»3pa4iioro угля в прозрачный алмаз. Проз-
рачность поверхности отображается путем имитации поведения света на
прозрачных материалах. Лучше всего симулировать реалистичные :и|х|>ск-
ты прозрачности с помощью метола визуализации по алгоритму трасси-
ровки луча (он описан к главе 6). при котором обычно обеспечивается точ-
ное ко1гтрат11|юваипе прозрачности н п|х’ломлсния света.

Карты прозрачности

Ешо одни подход к HMinaiiiiii П|хх1рач1юсти прсдусхтатрнвает применение
карт нрозрачшхтн к понерхшклн трехмерного объекта. Карга иритрачиостм
представляет собой монохромное двумерное изображение. кото|хх.‘ наклады-
вается на трехмерную поверхность с целью сделать эту поверхность (iltii в»
ч;кТ1>)п|хн|К1Чной(рис. 9.3.12). Ilpiiiiiinii. положенный в основу карг праграч-

ЗЛТТНЕИНГ 111К>ВЕ1’ХН<ХГ11Н.1Г \Л1'ЛК1ПЧ1< IИКИ

255
9.6 2 Ландшафт, созданный
посредством смещения точек XYZ
на поверхности с помощью карты
изображения. Этот метод можно
использовать для анимации эффекта
следов, оставляемых на земле
идущим призраком, для чего
используется последовательность
черных и белых следов (по одному
зараз и последовательно)
для смещения земли вниз.

кости, состоит в юм. что программа внзуашииии проверяет значения ярко-
сти пикселей карты и использует их для тога, чтобы успнюшии является ли
поверхность прозрачной. непрозрачной или 1юлуп|хк<рачной.

I (екоторыс программы используют черные значения н карте прозрачно-
сти в качестве индикатора полной прозрачности (рис. 9.7.1). тогда как дру-
гие исполюуют для этого белые значения. В любом случае серая карта
прозрачности даст полупрозрачную поверхность. Создание полноцветной
карпа прозрачности является бесполезной тратой времени, поскольку
большинство при рамм затенения при работес картами прозрачности учи*
тывают только значения ярмк'тп серой шкалы. Более того, подготовка
карт прозрачности в цвете может запутать пользователя и от мп ь его вни-
мание от значений яркости.

Любопытная ситуация возникает, когда прозрачные поверхности. у ко-
торых имеются и карты прозрачности. и настройки отражения, визуализи-
руются ио методу трассировки луча. Большинство программ визуализа-
ции сочетают просчитанные при трассировке луча отражения с эффектом
карты отражений, однако полученные при трасси|ювкс луча отраженные
трехмерные объекты имеют преимущество над наложенными картами от-
ражений.

9.8.	Шейдинг, зависящий от условий окружающей среды

Значительное количество атрибутов затенения определяется характеристи-
ками трехмерной среды, в которую помещены визуализируемые объекты.
Среди наиболее распространенных инструментов. позволяющих управлять
зависящими от среды переменными. следует упомянуть устранение ступен-
чатого дефекта, размывание при движении н затухание по глубине.

Устранение ступенчатости (antialiasing)

Слишком низкое п|юстрансгвс1шое разрешение изображения приводит к по-
тере его деталей ,->тот <|к-номеп называется пространственной ступенчатос-
тью (зубцсобразностыо); он воз|П1Кж*т. когда детали изображения мельче,
чем индивидуальные пиксели, из которых оно состоит. 3\ч5цеоб|хсшосп> пли
пространственная ступенчатость обычно п|юсматривается в виде зубчатых
краев объектов, особеннотаких, у которых имеются диагональные iliii криво-
линейные ир<к|и1лп. Ступенчатые эффект можно встретить не только в со-
зданных на компьютере изображениях, но н и изображениях. полученных и
другой среде, например, в живописи и фотографии, когда мазки кист iliii
зерно IL1CUKH крупнее, чем детали изображения.

Ступенчатость можно также рассматривать как искажение изоб|)ажс-
пия. возникающее в результате ограниченных или недостаточных выборок
оригинальных визуальных данных.

Лучшим способом устранения ступенчатости является повышение про-
странственного разрешения изоб|к1жсния. что подразумевает увеличение
числа составляющих его пикселей. Однако такой подход может привести
к значительному увеличению времени, необходимого .тля визуализации
трехмерного изображения, так как объем вычислений при рендеринге свя-
зан с количеством пикселей, которые должны быть созданы в этом изобра-
жении. Существуют альтернатинные способы устранения ступенчатогоде-
<|м?кта (antialiasing), которые обычно основаны па использовании повы-
шенной частоты выборок (супердискретизации) п интерполяции. При ис-
пользовании этих методов цветовое значение пикселя определяется путем

25(i

3ATMIFJIIIF. II IIOlirVXIKM.'IНЫЕ ХАГДК11 1’1 КЛИКИ
проверки значении окружающих пикселей с последующим усреднением
этих значений и использованием полученного среднего значения для оп-
ределения значения данного пикселя.

Существует много алгоритмов устранения ступенчатости. причем неко-
торые из них более эффективны и точны, чем другие. Некоторые методы
устранения ступенчатости способны резко улучшить качество изображс-
пня зачастую за счет повышенного нспо.1мования вычислительных ре-
сурсов. Вследствие этого при выборе степени уст|Х1нения ступенчатости
нажюватели трехмерных систем визуализации должны принимать во
внимание все факторы, присутствующие в конкретном производстве на-
пример. сроки, бхмжет и желаемое качество, - и выбирать оптимальное ре-
шение (рис. 9.8.1).

Размывание при движении (motion blur)

При записи реальных событий на видео- или кинокамеру мы замечаем,
что объекты, которые слишком быстро перемещаются перед камерой,
выглядят размытыми. Эго явление называется размыванием при двн-
жешш и возникает естественным путем при записи на видео- или ки-
нопленку, когда скорость затвора слишком низка, чтобы «поймать» объ-
ект в лвижеипп. Размывание при движении является разновидностью
зубцеобразного дефекта, проявляющегося во времени (temporal alias-
ing). который возникает вследствие того, что производимые выборки
слишком далеко «отстоят» друг от друга, чтобы обеспечивать захват де-
талей движения. Скорость срабатывания затворов в фотоаппаратах из-
меряется в секундах или долях секунды, в течение которых затвор ос-
тается открытым. Как правило, для фиксации быстро движущихся объ-
ектов необходимы скорости порядка 1/250 секунды. Скорости иппоров
видео- и кинокамер обычно измеряются количеством кадров. записыва-
емых за секунду. У большинства камер ско|хнти срабатывания затвора
являются фиксированными и составляют 21 кадра в секунду для кино-
камер и 30 кадров в секунду для видеокамер. Только высокоскоростные
Камеры, обладающие очень большими скоростями срабатывания затво-
ра. способны фиксировать движение объектов. Это достигается путем
.«писи большого количества кадров в секунду и. соответственно, замед-
лением движения объектов.

Размывание при движении может пюбщать оттенок |№алнзма компью-
терным анимациям, гак как оно напоминает зрителям об эффекте смазыва-
ния. который возникает при записи быстро движущихся объектов с помо-
щью камеры (рис. 9.8.2 и 9.8.3). Однако размывание при движении нс воз-
пикает в компьютерной анимации само собой его нужно специально до-
бавлять. Размывание при движении обычно определяется путем задания
скорости затвор в секундах или кадрах в секунду, а также частоты выборок
для движущихся объектов при открытом затворе.

Например, для анимации, которая записывается при скорости 30 кадров
н секунду. камерный затвор, остающийся открытым для двух кадров, обла-
дает скорость» l/15-я пли 2/30-х секунды. В болыпинепг программ шей-
дннга размывание движения не вычисляется непосредственно на основе
абсолютной скорости объекта, а базируется на минимальном количестве
пикселей перемещения объекта в двумерном пространстве плоскости изо-
бражения камеры (рис. 9.8.5). Размывание при движении применяется в
виде (Цмщесса. который происходит после просчета положения трехмерно-
го объекта в трехмерной сцене. Хотя размывание при движении и смята-

ТЕКСТУРА6

A/В И РАЗНЫЕ ФУНКЦИИ

9.6 3. Примеры процедурных
двумерных структур Первые
две текстуры (от верхней левой
до нижней правой сторон)
генерировались посредством
процедур, основанных на функциях
с разными уровнями сложности,
детализации, искривления
и контраста Следующие четыре
текстуры создавались путем
сопряжения двух исходных структур
с теми же кривыми функций
и следующими операторами: А + В.
А - В, А х В и A/В. Остальные
текстуры были созданы с помощью
оператора A/В и различных
комбинаций функциональных кривых

За ITJ1Ш10.111К nil-1’.\1 К И. 111141. ХАРАКТЕР! !< И I KI I

257
0-0-0	50-0-0	0-50-0	0-0-50

ст |х*зкие к|>ая. (ню не используется для компенсации
недостатка деталей. характерного для изображений го
стуиснча । ым д«|кчстпм.

Туман

Большинство программ низуализацнп содержит инст-
рументы а1м<к-(|н*рноп1 шейдинга и пич’цинга и|и|)ск-
тов окружающей С|Х*лы, ниси«г1яюшие симулировать
:х|м|к*кт тумана в трехмерной сиене. Присутствие тума-
на заставляет трехмерные объекты растворяться в цве-
те тумана в соответствии с их положением oiuociirc.il>-
но камеры, (рис. 9.8.6). Объекты, значительно убиен-
ные от камеры и находящиеся и глубине трехмерной
сцены, сильнее сливаются с туманом. По ной причине
;лпг метод иногда называют затуханием по глубине
(depth-fading). В большинстве случаев туман и затуха-
ние по глубине представляют собой два разных на.ии-
нпя одной и той же функции. однако в некоторых про-
граммах эти две |мзныг функции.

0-100-100	100-0-100	100-100-0	100 100-100

9.6.4 Разновидности сечения

где начинается и

твердотельной (объемной) текстуры

Существует много алгоритмов просчета тумана,
причем некоторые из них обеспечивают более реалис-
тичные и|и|м'кты. чем другие. В целом функции тума-
на обеспечивают пастронку расстояний начала и ком-
ка тумана, его цвета и иногда прозрачности. Началь-
ное п конечное расстояния (называемые также мини-
мальным п максимальным расстояниями) тумана со-
ответствуют расстояниям от камеры до плоскостей,
заканчивается туман. Объекты, которые ближе всего к

конечному расстоянию, сильнее сливаются с туманом. Цвет i умана можно

дерева, созданные с помощью
ратных значений завихрения,
плотности зерна и обрезки
Эти предварительные виды
используются для оперативного
просмотра облика текстуры, прежде
чем направлять ее на детальную
визуализацию Обратите внимание
на первый пример со значениями
0-0-0, десятый пример
с максимальными значениями
завихрения 100-0-0, одиннадцатый
пример с максимальными
значениями зерна 0-100-0,

задавать с помощью |К1зпых цветовых моделей, п во многих случаях цвет
тумана связан с (или даже определяется) цветом задника глобальным
параметром затенения. Нроз|К1чпость тумана определяет степень видимо-
сти объектов, помешенных за туманом. Например, непрозрачные туманы
могут блокировать (загораживать) все. что находится .ы ними, к то в|х*мя
как сколько-нибудь п|х мрачные туманы позволяют находящимся .и ними
объектам частично просматриваться.

Многие функции тумана обеспечивают параметр видимости, котпрш!
обычно связан с глубиной ii.ni толщиной области тумана. Видимость легко
определить путем вычитания начального |зассгояп11я тумана из конечной).

Методы тумана п затухания по глубине можно использовать дтя созда-
ния изображений, учитывающих принципы воздушной перспективы, раз-

двсклдцагый пример
с максимальными значениями
обрезки 0-0-100 и шестнадцатый
пример, где все значения являются
максимальными 100-100-100

работанпые Леонардо ла Винчи в шестнадцатом веке. Методы воздушной
перспективы используются для передачи глубины и двумерном и:юбражс-
нни путем спмул11|ю|цц|ия атмосферных воздействий света, гем пера туры
и влажности па объекты. находящиеся вдали от наблюдателя. Поддувшая
перспектива была разработана дтя повышения реализма изображений, со-
зданных на основе принциповлинсипий перспективы. (IIpiiiiiiiHiu лнпей-
пой перспективы не пользуются для ип|м*дслсп11я видимых поверхностей.

имеющего место и процессе визуализации).

Многие программы обладакл функциями тумана и затухания по глуби-

не, однако :«ачжтую эти дна названия соответствуют разным версиям од-
ного и того же :м|м|м*кга. Например, .по относится к программам, подтер-

258

Зл ггз п । и о. 111 к mij'xi к к л I ii.ih: х М’лкт пч клики
жнвающим функции, обеспечиваемые языком программирования
RcnderMan. Разница между туманом и затуханием по глубине заключает-
ся главным образом в том. как каждый из .них операторов добавляет фо-
новый шит отражаемому т|М'Хмсрными поверхностями пипу. Оба опера-
тора добавляют <|юновый инет отраженному снегу г учетом расстояния
между поверхностью н положением и ориентацией камеры. При затухании
по глубине цвет поверхности целиком становится инетом тумана, если ;»та
поверхность находится за пределами максимального расстояния, а в слу-
чае тумана отраженный < нет всегда сохраняет некоторую часть исходного
цвета, отраженного поверхностью.

Туман, облака и дым можно также симулировать и виде помещен ной
перед камерон группы частиц с равномерной плотностью (рис. 9.8.7). 11е-
бепыпие сгустки туман.i, дыма или пара хюгут создаваться с помощью объ-
емных (твердотельных) и|мщслурпых текстур, описанных выше.

Туман принадлежит к категории объемных шейдеров. то спь типу шейде-
ров. не относящихся к шейдерам акта и поверхностей. В среде RcnderMan
объемные шейдеры определяют ха|х1ктсрнстнкн материалов в т|х*хмерном
пространстве, оказывающие 1ищейсгнне на проходящий сквозь .ли материа-
лы пит. I laiipHMcp, наша атмосфера содержит газы. твердые и жидкие части-
ни. которые шодейеппчот па пип до того, как он достигнет наших глаз, и по-
сле тосо. как он был излучен источниками снега или отражен поверхностями.
Характеристики света или <|юрмнруюшсго изображение туча, проходящего
через некий обм-м, мс1Ж1К»<>11|м,Д1,.нггЬ11г10С11опсатрибуп)в;гп)ГОобъсма та-
ких, как плотность. цвет и iic|X'Meiiicinic. Примерами прохождения снега нли
Л|>уп1х <|юрмнрующпх изображения лучей сквозь объемы являются подвод-
ные сцены iliii снимки внутренних органов человеческого тела (рис. 5.1.6).
Прош-дутхк связанная с обы-мными шейдерами, описана в згой главе выше в
наргрп||ч*. посвященном картам среды.

Помимо тумана. распространяющегося только горизонтально, некото-
рые п|ияраммы 11|я*ллап11от возможность симулирования отдаленных сло-
ев тумана. находящихся на разных высотах. Обычно аю реалндуется с по-
мощью карты изображения, содержащей рисунок или фотографию гори-
зонтальных слоев тумана. Эта карта изображения нснолмусгся для про-
счета цвета света, отражаемого объектами. которые находятся за н.кнко-
егыв тумана или шиповой картой. использующейся в качестве задника.
Ещеодиа возможность визуализации тумана состоит в на ioaciiiiii нарисо-
ванных туманных сцен па плоские билборды, обладающие разными степе-
нями полупрозрачпостп.

9.9.	Избранные хитрости рендеринга

XiiTpocni (hacks) пли обходные приемы это способы, которые обычно
дают почта такой же результат, что н ix -ионные методы ио при меньшем
объеме работ. меньших жиратах времени и меньших вычислительных
мощнехтях. Обходной прием по|юп является .н|м|х-кгпниым одноразовым
решением, которое может оказаться и более ско|мктпым. и более дешевым,
чем oo ii.iiiiiiiciiui основных и технически целостных методов. Хитрости
следует исшимовать осторожно, так гак они <юычш> являются неустойчи-
выми и нсп|м'лсказусмым11 методами: пожалуй, они успешно ерлбатынанл
лишь в половине случаев.

‘Гем не менее, иногда хитрости нснол1>зуют в П|юцессе впзуа.1Изац1И1
o<ichi. широко, так гак они могут сильно помочь в сок|К1щении b|x-mciiii
просчета, которой» может нот|>сбовать сложная кош|миу|К111ня рендеринга.

9 6 5 Диалоговое окно
для трехмерной текстуры мрамора.
(Из программы Infint-D 3.0
О 1991 - 1995 Specular
International. Ltd.)

9 6 6. Диалоговое окно
трехмерных текстур пакета Мауд
(» Alias,Wavefront.отделение
Silicon Graphics limited)
KlIldoiLT* loir TliAI:" ll.'modll.).)l!tll AlUlldoini <NI КИ1Ш1<х1|ГП11Л!ЛП1Я нн.угог
ONdoiDN iwyviioxloil IVOHl.MhllLUM KIIIII<I|>1XJOOIIO1|.HI 4l.»l\ll(llll!| | ЛЦ1Ц,’11ЛГ.х1о|
ЧЯИьНЮХ НЮ.1М51O.IOI 1‘11Л?АП111 1Ш11.)У(Н1.)15Х} 11111113 111ТЛП1Н imoiwxln KHIIAIIIIxIm
mmoojoiio iiiuiiodox ikxmu lAKiw'xir.xlii BhXir RXHodiiooBdi KeiiMi'jieditorii

I’llllldoi'liod llll.HV.xll1 (NIIKOIIOMC ШЛН1РН1.)
-.»1iiaji.icuiii.oim.)ooim.(? 'iiiidbWMii iitxiAdr kit iiiiiioyudoorii idi'x .mii.miiI.’m
Я •||ЬХ),'1.МЦ-|1 I’ll XHIIlIWUMllIKIIiTArilfl <lAJ_>N.>J, XrilldAl'.llKxIll IIIIIIOII.HVItdll >1
IIIIIIIKOUOO ‘K.llldll lll*lllll.tllt!(LU(xlll.)Vd IILTIIIIIWIIA MK .MIL’U-I 111Ш' Я Mill'd

•(jtoW iHiiihiHlimln
я xmixlraiiiO xriiinuuixu XiiN.Mi,m.)i!iiiet|i 1.-11 xoiioi Luwiiic клыкши ixtxhiv
•mill) .‘orilll.HJIt II IIL'OL'OIV IIL1I IIMK.XU CbWIV (UOII'lLIXXl ll.)ll<|n!<llOI.<x|> КЛ.1ОКГ
-UK .xxliuox TMIIIlVlT OlOIIIIOLTl'A oillioyildooril .ХИ1У111|1.'О1М11 OIIL'O ’1111111- 1AJ
-OH ut.)i:i, I’lVdooriig .Miii.rKixluoi ii oninoiixyiA.iin xridoio'i 1*11 -iirdooi no uui
•l!I.A Al IIKHIIhL’daxIll 'LUTOVO FlOOlt. ’(Mill KtT K.)L-13IOR40>IJOII lll’ldixi.o?! IU.XHI
-bixinhIi 1 Koi-eitEN .> rdoyriiy ни 1.>11|лп|г|11?г?о!11 kiiimt.imI<nm 11 'vniutt.vunv.ttt
янлш/V i!ivun<|t ivol'oiiiiai ooVbKiiiic я оьи uuLxi 11 ivixI.ul’ii! .»oiiL'i’JVtxhi 011*10
(ur’doKiidiicji vmid.Hviv oiolkh.uo •опишу» ininoyon:ii ki.t xcdifcx xiwo
••M.IU.nilll.) IXOMIir.rtl II KAIIMArirOllAll Ll'JOIIII I’lfdlXJUIO KAIIHIJIIAr •IVriHIIV.» .)
XEIVII. II(|l XI'Ulll.MIXMyoL'AX Я (c'9 l I ’• F. V 6 ’••‘I) H-UO.) OLMK1I 11011114)11 Illlt'O
01£ г -.ihkiiiixIijixIii ixoiidAivx.xii u i;ycno.xl,»ii oxiiiibivx.xU oioiin.rtioiii.xni
А.УЛХ .111 iiil-Krjriii Vdoorno iioxui iiiniinioi?iroii.)ii ivoiihiun.k|k|k: nd11 iioiiuni
XHIllTT IJ.)Xtl!IIO.xiAII IJ.UAOINL-.UeHOV.U'-JOII XrllllieiKxIlimillt! ХП11111!Я(н|||1:П1Л!
•ЛП1Н Oll*ll.-.)lll<|wir.xlll К1111ЛУО1.-|!11 KIT IKVOXTOII Olll.lirill KIL'dlXJI.no llll.IIV.xln
ixoii'inxxl и xcdin и ‘doixiidUL’H ijiliUvMlooai idiui iLxiii'iir.vmioVoirooii 111.11
xiiii.mxlaoni wdux кгпупнгпплн KJbi<nii4Vi!i-Ni!ii«widoui.'i i’ll i'iiioiiiioii .ш.ч.)
-Olli IIIXJOAllXKI.HIlljr.xlli ОШ.ГЦК) l4td(XIL'IIC| -KIIWII.1V OlOII'inr.xl J I’llIH.HIIIin-
uni riiiiaiixliiniHLU.iiii oii'iL-.undwir.xiii iii;m .iHidoioM -iiaii.i xi'inyoi;.) .mhhj
IIIHUyixlQOfll ides ЛИОН.) II IINIIIU.MI KIT КЛиНАГ1П>11.)11 oxikIiiiii I'irdoonig

-.VIIIlNIxhl iHAIIldlTHIX)
о ivoii.iiv.xlii o.) K.MiiiiKHiniiiidii.xlii i’iivoikIii n nl’oxtoii nxitvyixloii «hajai’i.
•it oridoio.’i -xkiiiioiii.x! xi'iiudiTiii’.i.ion uh koi(Xixirhoii.x) iiioimIiiix ohhhiix
oih oniriiKxxHi • iijiiiim IIOHIIIT XKi.im. xu.iAdl'ii ioiDiimiidii!iv.).)i!d on oridoi
-04 •UUlllldoVlI.xl II.HJlxbllX XI’llldKl.'AllOII ОЧЧСОЛЛШ rillLMIIIIOOlinxlMII «loorj?

z rsi
iniHdmsdfvd
«ОХОЭ1ЯЯ joi/og я siodog 1*1x0490
awwon wo>u 0<i io<Xui3iA>Hdu

HdZioxai oRHXiraioVdosi oo,
-laesnmou needs 8'9’6

(dJdl 1002»
MIVIJ И АЦСЧ5 'иорпш xrvovrdjodu в
- jhhimouwox i* Ч’Лгот owvrrdiodu a

WOHBOIOO 8 -*nHI/BHV0Ur>8
sitYieifHHt' м oiiHenodiM/oVow
|UfSd uozvtuv »i doqsojoqd
яюхеи <«0HW8Of4vou3M dKowoi it
ХОЭКПУ nOXIiAOHd ВИИГ1Л03 BUtf
(exmafcx я» ‘эихех - скЛв
iixiicxhojvdi сохоффс) vXrvV ожхм v
upuuopuoa I’loxeu owhiowou з
vroHtiofcx) я xxijamuveriiiibxidu
'гмпшиф - mu tuiiuiKfi П.Н11К4Г.ЮЦ a
яо«О11<еф-иим,-я/ияи<1и kkhcWioo bvV
•OHVrSOCXVOUOH JHiUHEOUWOX H

Boxoeti хннжои tmnp£i«n?X$itfl £ 9 6
БЕЗ УСТРАНЕНИЯ СТУПЕНЧАТОСТИ

||]М1Мгня('1гя .пшп» к ivm ii«iM <iiia>KiiM. которые находятся ближе всех к кз.ме|х*.
Те же. кто находится далеко. просчитываются с помощью более скоростных
мет<иов. 11мсиноэтот прием был применен в нескольких лип юдах с маленьки-
ми зелеными существами в фильме Ф.мббгр, Еще одна хитрость, касающаяся
мтны траса тропки.луча, са«му.чнро1кшиетрасги|ХШ1а1 с 11<>м«нш«ю кзфгетра*
женип и картс|х*.ты. В некоторых сиенах ли) может датьудонлепицягге.'н.ные
|Х'.<ультагы. причем иоцм-бустся лини, малая часть в|х-.меин. которое ушло бы
на полноценный |хчцсрп1Н'. Однако яга хитрость не всегда срабатывает, если
карпа отражения паходя1ся слишком близки к главному герою или объекту;
лучше всего полушются, когдч они далеко.

Имитация зернистости пленки очень хорино удалась в мультфильме
Пинии, благодаря просчету лини» пары итерации вник ле рендеринга по ал-
горитму нз.«учател1»ноггп. Хотя, возможно, это не самый дешевый способ
симулирования зерпа пленки в созданных на комньюте|и* изображениях,
сго|хгзу.11>г.ггом является превосходное и неожиданное визуальное качест-
во. обязанное своим появлением 11сполимн1апню установившейся .метли-
ки и целях, для которых опа не и|м*лпазнач:ък1сь. Панин также является
примером 1136npa1e.11.noii трассировки луча, гак как по .лому а пирит .му
визуализировались только пучпнетые персонажи, а их окружение проспи-
тыкалось ио алгоритму излучателынктп.

Имитация светорассеяния в объективе и свечения могут быть быстро
ши-дены в трехмерную сцену путем наложения имеющихся изображен ini
свечения п светорассеяния на полигон, который перекрывается с ближней
плоскостью отсечения изображения. Болес «ортодоксальные» свечения и
эффекты светорассеяния |нм1учанпся с номощып просчета дифракции и
рефракции световых лучей в оптике обьектива, но объем вычислении при
этом может оказаться значительным (рис. 1(1.1.6).

Применение неподвижных кад|ЮВ (*слапдо8>) или 1юследо1ытелыкк-
ггп (|ютографнческнх или нрсдн.|ритглы|о визуализированных сщ-чений
обеспечивает экономию времени, так кик мри использовании этой хитрос-

НИЗКИЙ УРОВЕНЬ УСТРАНЕНИЯ
СТУПЕНЧАТОСТИ

ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ УСТРАНЕНИЯ

СТУПЕНЧАТОСТИ

9.8.1. Одна и та же деталь трехмерной
сцены. визуалнзиро1Ын1«ля с тремя
разными уровнями устранения
ступенчатого дефекта. Обратите
внимание на 1на-1игельныс различия
ступенчатости крутых диагональных
контуров.

9.7 1 (вверху слева) Карта
прозрачности, наложенная на куб
с ломощыо кубического
проецирования и с использованием
черно-белого узора, показанного
на рис. 9.6.2

3\1111Ш1плппши'хн(я:п11.1г KiriKii i'iicniKii

261
9.8,2. Эффекты ршмымния
при движении можно видеть
ил крылышках этого комлрл.
пытающегося открыть банку
Так как камера неподвижна,
сюжет в этой сцене развивается
только эа смет действий комара.
(С разрешения Blue Sky Studioi
•Г> 1998 Tennent Caledonian
Breweries, Inc).

th основной задачей визуализации сгановится подгонка их пол сцену н
вписывание н нес с использованном корректной карты прозрачности с
мягкими (размытыми) краями.

9.10.	Подготовка

Визуализация в сети

Компьютерные спи обсСПСЧИВаюГ ряд ВОЗМОЖНОСТОЙ повышения скоро-
сти ваших визуализаций. Однако следует иметь в виду, что окончательная
производительность :кшпснт нс только от специфики сети, по и от функ-
ции сетевого рендеринга. реализованных и вашем программном пакете и
компьютере. Две наиболее распространенные технологии от иранки ваших
Biuya.ui заной на другие машины но ест и это распределенный рендеринг
н дистанционный рендеринг.

Распределенный рендеринг подразумевает отправку различных частей
подлежащей визуализации работы на разные компьютеры сети напри-
мер, инзуалнзацию верхней шмовпны сцены па одной машине, а нижней
половины на другой. Для реализации распределенного рендеринга необ-
ходимо П|х>г|К1М.мпое обеспечение. способное разбивать просчитываемую
работу на несколько частей, а затем собирать просчитанные результаты
воедино. Дистанционный рендеринг имеет место. когда рендеринг трех-
мерной модели. кото|кш, возможно, находится в вашем компьютере, вы-
полняется на одной из других машин сети. Многие компании в наши дни
располагают фабриками рендеринга, состоящими из множества компью-
теров. предназначенных исключительно для сетевой визуализации
(рис. 2.2.3). Такие фабрики рендеринга могут находиться в том же здании,
что и вся компания, или в других зданиях, других го|юдах и других стра-
нах. где соответствующие трудовые (мч'урсы дешевле. (Дополнительная
информация по |н'идгрипгу содержится в главе 2).

В зависимости от конфигурации компьютерной сети, подлежащие про-
счету работы мот пе|мчыл;тая на другие компьютеры с разрешения
пли без разрешения их пользователей (также называемых хозяевами).
11езавнспмо от конфигурации вашей сети и вашей технической квалифн-
кацин помните о том. что по правилам сетевого эгнкиа считается невеж-
ливым отправлять работы на чей-нибудь компьютер без четкого разреше-
ния. Поинтересуйтесь правилами дистанционного рендеринга, приняты-
ми на сети, которую вы используете. 11е только вы можете затормозить
работу другой машины в сети, отправив па нес сноп работы, наша собст-
венная система тоже может начать работать медленнее из-за того, что дру-
гие пользователи визуализируют свои работы на «заднем плане* вашей
машины. Как бы то пи было, используйте преимущества днетанцпонвого
рендеринга при всякой возможности они обеспечивают громадную эко-
номию времени.

Упрощайте данные затенения

Параметры затенения такие, как количество слоев поверхности или ко-
личество карт изображений, накладываемых па ионерхшктп. следует гво-
Д1ГП. к минимуму особенно в таких условиях производства. когда в|х’мя
визуализации ян жегся острым вопросом. Очень часто нанлучшие резуль-
таты визуализации достигаются с помощью совсем немногих, но правиль-
но выбранных параметров затенения.

2ti2

Bvniinilll.llllOnil'XIKM 111ЫГ ХЛГЛК1НЧК IIIKII
Слишком большое количество параметров затенения не только увели-
чивает время и|мя'чета сцены, ио может был. практически бесполезным,
по оказывая существенною влияния па визуальное качество финального
изображения. Художник (особенно работающим в условиях производст-
ва) должен уметь находить золотую середину между существенными :»с-
TCTH41VK1IMII требованиями и практическими ограничениями проекта
такими, как скорость В|юсч<'та имеющейся компьютерной системы. рабо-
чие «рафики персонала. бюджет и сроки сдачи работ. В целом, не|к-избы-
ток параметров nieii.'uiiira нагружает не только компьютеры, выполняю-
щие просчет сцены, по и всех люден, участвующих в производстве. а так-
же заказчика.

Визуализация стекла

Многие программы рендеринга предоставляю) полыипипслям готовые па-
раметры затенения (или шейдеры поверхностей) Д1Я целого ря.ы материа-
лов, включая стекло. Muonic инструкции по применению программ или
цифровые библиотеки шейдеров предлагают начинал, с выбора метода
зеркальною затенения. В жншсимостп от цвета, толщины, прозрачности и
шероховатости симулируемого стекла задаваемые параметры отрицатель-
ной riiocooiiocni и п|хырачносгн объекта мот быть очень высокими: не-
редко их значения превышают 90?». Для создания небольшого искажения
(юказатсль преломления можно задать чуть выше нормальною у|ювня: ес-
ли же нужно передать повышенное преломление света скажем, в стеклян-
ных предметах ручной работы, значение этою параметра можно увели-
чить. Зеркальные блики можно с<|м>кусп|х>№гть или сделать более резкими
г помощью соответствующих иа|К1мст|мш. В случаях, ког.га npoipaMMiioc
обеспеченно но:ииг1яет раздельно регулировать области рассеянного, доф-

9.8 3. Р.13мы(ынис при Д1м«жсни1«
усиливает иллюзию быстро
ирлщающихся колос и лом кадре
ИЗУ/ЛЛМ-М ItlllU/ilM 'J.

(<j 2002 Hytxide. С рагрешения
Dimension Films).

9 8.4 Еще один комар, на зтот раз
демонстрирующий, как глубина
резкости позволяет усилит»,
реалистичность визуализации
(также см следующую страницу)
(С разрешения Frainestorc CFC
и Bartle Bogle Hegarty).

ЗлDJinilll.ll 1ЮВГГМИИ llll.ir.X.M'AKTII'IHJIIKII

2Г.З
9.8.5. Примененное к объекту
рагмыаанис при движении
усиливается при увеличении
скорости, а также по мере
приближения объекта к камере

фузного и зеркального ix'kciiiciiiih. палитр зеркального отражения может
быть повышен до ИНГ.. с целы» компенсации высоких значении отрада-
1С.1ЫЮЙ способности и прозрачнос ти: рассеянное и ли<|к||узное отряжение
можно при этом вообще отключить.

Для того, чтобы передать тончайшие искажения, придающие преломле-
нию его завораживающие свойства. следует задавять минимальные значе-
ния (то есть. ранные 4) глубин прозрачности и отражения при рендеринге
но алгоритму трзсспровкп луча.

МАКСИМАЛЬНАЯ ЛИНИЯ
ТУМАНА

9 8.6. Затенение объектов,
находящихся в области тумана
на этом рисунке, мвисит
от цвета тумана.

Храните резервные цифровые копии

Лучший способ записи компьютерной анимации п|к‘лусма1ринает накап-
ливание достаточного количества неподвижных кадров в 11ерп<|к*рнйш)й
памяти с последующей их записью па кино- пли видеопленку. Такой -па-
кетный • режим записи аннмацнн обычно Гипсе .x|x|x'KniBeii, чем запись
неподвижных кал|мш всякий раз после просчета каждого из них. В любом
случае очень удобно держать где-то <|мйлы с цпф|ювымп -слайдами», да-
же ее. in эти материалы уже были сброшены па кино- или видеопленку. Со-
храненные цифровые резервные копни внимании могут оказало ноне-
Т11ИС бесценными, если что-ю глучнл<хт. с масгер-KacccToii или оригина-
лом негатива иленки пе|н-д сдачей п|х>екта.

26-1

ЗД1М1К1Н1М1ПОШтхшх ||||.1г.хле\ктг1Ч1< тки
Любой ценой следуй избегать удаления кадров компьютерной анима-
ции сразу после их записи на пленку. Если материалы были стерты, а ви-
деокассета uni оригинал негатива кинопленки оказались повреждены,
значительную часть проекта придется визуализировать сначала.

Учитывайте формат
выходного продукта

Прежде чем выполнять окончательную визуализацию. подумайте о том.
и каком <}х)рмаге должен выдаваться конечный продукт. Как отмечалось
и глине 6. при записи созданного на компыоте|м- КСВ-изображения в
формат среды с другими хроматическими диапазонами могут возникать
существенные цветовые сдвиги. Эго становится особенно критичным
при записи неподвижных изображений или анимационных погледона-
rv.n.iKK'Tcii нз видеоленту в формате NTSC вследствие его ограннче!то-
го цветового диапазона. Особенно тщательно нужно также проверять,
попадают ли компьютерные изображения в хроматический диапазон
киноленты, например, когда персонажи компьютерной анимации долж-
ны комбинироваться с задником, представляющим собой «живое» дей-
ствие (рис. 14.1.1).

9 8 7. В этой сцене нз компьютерной
игры Commrmd and CwitjUci 2
были использованы эффекты дыма,
размывания при движении,
светорассеяния а объектное
и свечения Обратите внимание
на рельефные карты и карты
смещения, а также резко счерченную
тень на переднем плане ландшафта
(•>1 Westwood Studios
Все права защищены)

(На следующей странице
С 2002 NVIDIA Corporation
Все права защищены).

ЗлГЫП.11111 1111(>ВП'Х1КК:П1ЫГ ХМ'ЛКТЮЧКТГПКИ
ГЛАНД9

Основные
термины

Воздушная перспекгипа
Альфа-канал

Рассея 111 юс < >т| МЖС1 и te
Угол наложения карты
Устранение ступенчатого
де(|>екта (antialiasing)

Зоны освещенности
Усреднение

Задники

Цвет задника

Билборды

Blue Moon Rendering Tools

Значения яркости
Рельефные карты
CD-ROM

Хитрости

I Световые карты
Цветовые шаблоны
Цветовое смещение
Непрерывные маски
Непрерывная визуальная
информация

Кубическое наложение карт
среды

Кубическое нросци|юванпе
Затухание по глубине
Диффузное отражение

I (нфровая камера
Цифровое рисование
Цифровой сканер
Диорамы

Дискретные числовые значения
Карты смещения
Рас11|)елелевнын рендеринг
Карты среды

Фасеточное затенение

поверхности

1Iлоское проецирование

Туман

Свечение

Модель затенения Гуро
Высококонтрастные маски
Затухание бликов
Резкость бликов

Гибридные модели .затенения
Наложение кар! изображений

Накаливание
Интерполяция
Зубчатые края
Модель затенения Ламберта
Сопряжение карт
Метод проецирования карт
Маска

База материалов

Матовые поверхности

Методы матирования
Металлические поверхности
Подобные зеркалу
Моделируемые текстуры

поверхности

Размывание при движении
Помехи (шум)

Числовые значения
Смещение карты
Общее сопряжение

С верхдискрстизацля

I (араметричсское пространство
Модель затенения Фонта
Photorcalistic RenderMan
Фогокарты

I (ластмассовые поверхности
Чувствительные к давлению
1 1роцсдурное построение
Четырехугольные изображения
Карта отражений
Отражение света

Рендерер

Фабрики рендеринга

Язык шейдинга RenderMan
Дистанционный рендеринг
Выборки

I |збпрательная трассировка луча
Значение затенения

Имитация зернистости пленки
11митацпя светорассеяния
в объективе и свечении

Симулированный материал
Плавное затенение поверхности
Т вердотел ы । ыс (с тбъем 11 ые)

текстуры

Пространственная ступенчатость
1пространственное разрешение
11ространствепные текстуры
Зеркальное отражение
Зеркальное* затенение

поверхности

Сферическое наложение среды

Сферическое проецирование
Обработка iioncpxiiocni
Освещенность поверхности
Слон поверхности
Библиотеки поверхностей
11ормали к поверхности
Шейдер поверхности
11одповерхноп ное рассеяние
1{розрачность поверхности
Временной ступенчатый дс»|н*>ст
Текстурирование
Выкладывание мозаики
Карта прозрачности
Нижний красочны!! слой
Координаты UV
Видимость

Визуальные текстуры
Объемные шейдеры
Обои

Обертывание
Координаты XY
РАЗДЕЛ IV
(На предыдущей странице)
Кадр из мультфильма Канат
{<- Digital Domain. Inc.)

10.1.1. Незначительное событие
в жизни главной героини
мультфильма Панин заставляет
ее посмотреть а лицо своим
воспоминаниям и своему будущему
(С 1998 Blue Sky Studios)
ГЛАВА 10

Основные концепции
анимации

Краткое содержание

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ АНИМИРОВАН
ПЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ щк-доставляет аниматорам не только новые твор-
ческие возможности. но и мощные производственные ннструмеп гы. В этой
главе содержится обзор некоторых основных концепций анимации, вклю-
чая такие фундаментальные аспекты, как использование ключевых кал|х»в
и фжювка. элементы сценария и раскал]ювка. а также передача эмоций и
мыслей с помощью анимированного персонажа. Кроме того, здесь рассма-
тривается художественный и тво|>"1еский процесс на стадии подготовки
производства и начальной производственной стадии.

10.1.	Типы анимации

Первые анимационные книжки и фильмы появились в конце девятнадца-
тый века, однако болыиинспю принципов анимации было разработано в
течение двух первых десятилетий двадцатого века, а усовершенствовано в
тридцзтые*со|х>ковые годы в рисованных вручную мультфильмах. Неко-
торые методы компьютерной анимации, использующиеся для создания
последовательностей неподвижных изображений основаны па методах
традиционной целлулоидной анимации, однако большинство п|х?д<тавля-
гт собой чисто компьютерные симуляции динамических трехмерных ми-
ров и персонажей. Мши ио методы трехмерной компьютерной аннмацнн
представляют собой адаптации более старых методов рисованной, покад-
ровой и 11с|и|юрманс-апнмац||п. Некоторые из этих и других методов были
специализированы пол различные направления трехмерной компьютер-
ной аннмацнн. включающие анимацию персонажей, анимацию j<|k|icktob
п компьютерные визуальные :х|м|>скты (снец.х)х|н'кгы).

AiiiiMii|Kiiurn. значит одушевить неживой об1>ект. образ или рисунок;
и переводе с латыни anima означает «душа». .Анимация это искусство
движения, выраженного в образах, которые небыли взяты непосредствен-
но из реальности (рис. 10.1.1). В анимации иллюзия движения достигает-
ся посредством бысцюго отображения множества неподвижных изобра-
жений (или кадров) в некой послсдователыкктп Компьютерная анима-
ция представляет собой процесс, который начинается с разработки сюже-
та посредством создания сценария и раскад|х>вки. продолжается в виде
развернутой подготовки производства и закапчивается с производством
анимации в кино-, видео- или цифровом формате.

Сюжет, лежащий за анимированными образами, является важнейшим
фактором, определяющим успех проекта, независимо от того, что это :<а

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Типы аиюллции.............. 269

Принципы анимации ........ 272

Иможеиие истории.........	284

Раскадровка ...... .. ------286

Разработка персонажей ... 289

Форматы анимационных,
файлов................... 296

Подготовка............. ....	297

Освоение термины.........	301

Осношпш КО) 1111.111(1111 Л!IIIMAIIIIII
10.1.2. Главные каменные герои
о мультфильме Альто
анимировались средствами
покадровой анимации

(С 2001 filmakadcmic

Baden -Wuerttemberg/

Gmbcr-Stcnner-Wittlmger)

10.1.3. Процесс создания
аниматронной головы свиньи,
управляемой сервоприводами
(вверху) и вставка волосков
в покрывающую ее синтетическую
кожу. (С разрешений Jim НепюпЗ
Creature Shop).

ооразы ко|юткая анимация аострактного логотипа или анимация персо-
нажа мультфильма.

Анимация, рисованная вручную

Самой распространенной техникой традиционной анимации является
анимация, рисованная вручную, часто называемая целлулоидной ани-
мацией Такая анимация начинается с серин отдельных карандашных
рисунков на бумаге. Затем они записываются с помощью анимационно-
го станка с целью обеспечения ВОЗМОЖНОСТИ Предварительного просмо-
тра движения (гак называемый карандашный тест). После того. как эта
черновая анимация утверждена. се направляют па доработку (подчист-
ку). Подчищенные рисунки идут на контуровку п заливку; эти две опе-
рации состоят в обводке карандашных контуров тушью п закрашивании
тех участков рисунка, которые должны был. цветными. Много лет на-
зад контуронка и циника анимационных рисунков производились цели-
ком вручную на отдельных листах ацетата или целлулоида: однако сей-
час использование целлулоида прекращается. Сегодня мы сканируем
подчищенные чертежи прямо и цифровую систему коптуровкн и ЗОЛИВ-
кн и сохраняем их в виде файлов. Циф|ювые файлы с отсканированны-
ми рисунками содержат <|х»рмы переднего плана. которые перемещают-
ся относительно заднего плана. Передний план может содержать, на-
пример. рисунки персонажей мультфильма. буквы или отскани|ювзи-
пые фотографии; задний план. как ii|kirii.io, представляет собой рисо-
ванные 1ин фотографические изображения. В каждом отдельном кадре
может быть несколько с.кх'В рисунков, наложенных па задний план.
Когда работа над слоями .завершена, п|юпзводится их цифровая компо-
новка (комнозитннг) относительно задника. В прежние времена это де-
лалось путем помещения прозрачных целлулоидных листов на задник и
их покадровой записи па <|>ото1рафичсскую пленку.

Покадровая анимация

Традиционная покадровая анимация, известная также как покадровая
<|кпоп>афия, состояла в анимации составной модели и записи различ-
ных положений (каждое в отдельный кадр) (рис. 10.1.2). Этот метод
был успешно использован для создания новаторских спецэф|>екгов и
фильмах с живыми актерами 1930-х 1950-х годов, включая такие филь-
мы. как Кин/ Кон/ и Ясон и арюнмты. Первые миниатюрные модели
для традиционной покадровой анимации выполнялись из ваяльной гли-
ны. однако позже на смену нм пришли резиновые модели с проволоч-
ной арматурой. Покадровая анимация разновидность метола прямой
кинематики может' также использоваться для задания ключевых поз
персонажей, анимируемых средствами трехмерной компьютерной ани-
мации. Обычно это выполняется с помощью специальной металличес-
кой арматуры, передающей информацию с углов сочленений в анима-
ционную программу (рис. 11.2.2).

Аниматроника

Управляемые компьютером модели, которые можно анимировать в реаль-
ном времени, называются аниматронными моделями /Хипматронпые сис-
темы управления движением содержат механические н электронные ком-

270

ОСНС>11111*11'.КОПЦНIlliIII UIIIMAIIHII
поненты. Аниматронные модели обычно состоят из сочлененной металли-
ческой арматуры, покрытой стипстичсской кожей. а их движения реализу-
ются е iiomoiiii.io серводвигателей (рис. 10.1.3).

Использование анимагроники вместе с живыми актерами при гы-мкс
иногда устраняет необходимость компознтпнга на более поздних стадиях
процесса производства. Движения аниматронных моделей обычно про-
граммируются с помощью пакетов прямой и обратной кинематики, а бла-
годаря тому, чю они сохраняются в виде цифровой информации, их мож-
но воспроизводить повторно и дорабатывать.

Перформанс-анимация

Старейшей (|юрмой псрформанс-анимации является. пожалуй, куколь-
ный театр. Например в бунраку, моем любимом виде кукольного теат-
ра, актер выступает вместе с куклой. Независимо or того, что исполь-
зуется кукла или актер в специальном костюме, главный принцип
состоит в «ом. что живой актер управляет действиями анимированно-
го персонажа (рис. 10.1.4 п 10.1.5). В применении к трехмерной ком-
пьютерной анимации эта методика обычно называется захватом движе-
ния и имеет две разновидности: захват реального движения. которое
непосредственно «привязывается* к компьютерному iiqrcoiiaxy. и об-
работанный жтхват движения, при котором собранные данные коррек-
тируются и иногда совершенствуются с помощью других анимацион-
ных методов (рис 10.5.3 н 12.2.7). При качественном выполнении за-
хват движения может привнести в компьютерную анимацию свежесть
и естественность настоящего действия.

Анимация персонажей

Анимация персонажей имеет нельм» «вдохнуть жизнь» в воображаемых
или виртуальных ге|х>ев. и расценивается многими как высшая <|юрма
анимации (рис.10.1.1 и 10.5.1 10.5.15). В большинстве п|юпзводств ком-
пьютерной анимации очень немногочисленным аниматорам персонажей
поручается выполнение набросков основных движений пс|м*онажа. тог-
да как ассистенты отвечают за доводку (подчистку) набросков основ-
ных движений и добавление второстепенных движений. Анимация пер-
сонажей обычно выполняется с помощью средств прямой и обратной
кинематики, а также захвата движения, которые рассматриваются в гла-
вах II и 12.

Анимация эффектов

Большая часть анимации, не имеющей отношения к персонажам, относит-
ся к области анимации эффектов. В эту категорию обычно входят природ-
ные явления вроде огня, дыма, ветра, пыли и воды в ее многочисленных со-
стояниях (дождь, снег, облака. реки, водопады, оксаны). а также специаль-
ные световые ж|к|юкты например, искры и тени (рис. 10.1.6 и стр. 150-
151). Анимация эффектов часто включает реквизит или даже целые деко-
рации например, футбольный мяч или траву в пейзаже. В этой области
компьютерной анимации обычно исполгоуются методы, позволяющие
аниматору уп|кно1ять большим количеством элементов «и» времени, на-
пример. системы частиц и другие процедурные методы и динамические*
симуляции.

10.1 4 Подготовка к съелекс
аниматронной собаки со встроенным
механизмом ходьбы, установленной
на роликовую платформу рядом
с кукловодом. Платформа
буксируется за камерной
тележкой. (С разрешения Jim
Henson's Creature Shop)

10.1.5. Актер в аниматронном
костюме медведя собирается
передохнуть в перерыве между
съемками (С разрешения Jim
Henson's Creature Shop).
10 1 6 Анимация эффектов включает
анимацию световых эффектов
и траекторий полета таких объектов
реквизита, как движущиеся аппараты
и этом кадре из Ltrfiix W Whirr
(С разрешения Сатоши Китахара)

10.2.1. (следующие 3 страницы) Этот
телевизионный рекламный клип
является примером параллельного
действия, лежащего в основе данной
работы и реализопан<«ого и виде
монтажа - живого» действия и
коротких последовательностей,
созданных на компьютере (уход
с пляжа, приезд домой), а также
отдельных кадров В конце
последовательности формат
изображения изменяется.

превращаясь и i широкоэкранного
в нормальный телевизионный. (Кадры
нз ролика .'hifir tut*?" St-ХГ Клиент
SEAT. Агентство: Callegari-Benrillc
Производство. ExMach«na Режиссер
Паскаль 8уонг Консультант Erdos
Interactive С разрешения Ex Machma)

Анимация визуальных эффектов
для фильмов с живыми актерами

.Анимация визуальных ;к|и|к-кгов и пе])сонажсй для «живого» действия
требует особого подхода, который обычно сильно отличается <п приемов
традиционной аннмацнн. Поскольку основной задачей аннмацнн визуаль-
ных эффектов является дополнение * живого» действия, большинство
анимированных элементов должно быть визуально согласовано с дви-
жением. цветами, освещением и перспективой настоящего эпизода
(рис. II.2.6). В отличие ттт мультипликационной анимации. где творцу
позволено (а то и необходимо) преувеличивать движение, анимация визу-
альных ;к|к|к-ктов должна быть полностью интегрирована в кадры «живо-
го» действия, отснятые кинооператором. (Болес подробно анимация .м|т-
т|х'кгов и персонажей рассматривается в главе 13).

10.2.	Принципы анимации

Анимация позаимствовала многие сноп принципы у более старых ис-
кусств п вырази тельных средств, таких как визуальные искусства, театр п
кино. В этом параграфе содержится обзор некоторых из этих .ганмство-
ванных принципов наряду с другими, специфичными только для анима-
ции. включая переосмысленные двенадцать принципов аннмацнн и не-
сколько новых.

Создание ключевых кадров и фазовка

Один из фундаментальных приемов, использующихся нанимании. назы-
вается созданием ключевых кадров. Он используется .ьтя задания анима-
ционной 11<кледопателЫ1ОСТП па основе ее ключевых моментов. В ручной
рисованной анимации рисунки, соответствующие ключевым моментам в
анимационной последовательности, называются рисунками ключевых ка-
дров пли ключевыми кадрами (рис. 11.1.1). В покадровой внимании клю-
чевые моменты положений арматуры или i тнняных моделей называются
ключевыми позами. Еще один анимационный прием, называемый фазой-
кой. используется после того, как ключевые кадры были задуманы и про-
рисованы. Фазовка подразумевает создание всех переходных пли проме-
жуточных рисунков. заполняющих пробелы между ключевыми кадрами
В тралнциопной анимации фазовка выполняйся путем трудоемкого со-
здания каждого промежуточного рисунка вручную. В компьютерной ани-
мации фазовка обычно производится с помощью мстила, называемого ин-
терполяцией. Для создания любого необходимого количества промежу-
точных кадров можно использовать целый ряд приемов интерполяции,
причем для этого нужна лишь нргнт.гя информация например, ключевые
точки в ключевом кадре или кривые тгтерполяцип (Более подробно ин-
терполяция рассматривается в главе II).

Единицы измерения, принятые в анимации

Аннмацнн выполняются с использованием тысяч кадров, по самой ма-
ленькой единицей измерения в анимации является одни кадр. Один кадр
состоит из одного неподвижного изображения, вследствие чего одни кадр
анимации иногда называют неподвижным кадром (или «слайдом»), Ко-
личество кадров, соответствующее одной секунде аннмацнн. зависит от
формата. в котором поставляется готовая анимация. В (|юрмате видео с
нормальной скоростью одна секунда анимации равна 30 кадрам: одна се-
кунда вс|>орматс кино равна 24 кадрам

На интерактивном в реальном времени компьютере частота кадров соот-
ветствует возможностям аппаратного обеспечения и составляет от X до
60 кадров. Количество кадров анимации в секунду называется также ско-
ростью отображения или «иктогой проецирования. Анимация. которая со-
здается путем записи отдельного рисунка и каждый кадр, воспроизводит
движение с наиболее высоким качеством. Один рисунок (или изоб|Х1же-
IHK*) на кадр обеспечивает поступление в наши органы восприятия наи-
больший объем информации о движении. Когда бюджет и с|юки сжаты,
анимация часто создастся путем записи каждого рисунка в дш» последова-
тельных кадра. Это называется (|шовкой через два кадра, а |х*зультнрую*
тсс качество может колебаться от приемлемого до почти такого же. как»*’
получается при заннсн каждого изображения в отдельный кадр. Большин-
споанимационных сериалов, созданных для телевидения, и многие полно-
метражные анимационные фильмы в наши дни выполняются с и<шо. плова-
iinev фазовкн на два кадра Если анимация выполнена на высоком уровне,
ухудшение качества остается незамеченным большинством зрителей.

В кино* и видеопроизводстве фрагмент надставляет собой Поспелова
телыюсть кадров, записанных одной камерой без перерыва. Фрагмент мо-
жет состоять из очень малого числа кал|Х>в или длиться несколько секунд и
даже минут. Последовательность (эпизод) представляет собой ряд камер-
ных фрагментов, связанных друг с другом в езду того, что они развивают
обвит аспект или момент в развитии действия. I ((.сколько последователь-
ностей фрагментов обычно составляют сцену. Сцена может быть также
описана н более традиционным образом как непрерывное действие в од-
ном и том же месте или как единица традиционного сценария. Акт и тради-
ционной театральной пьесе, как правило, состоит из нескольких сцен. В не-
которых анимационных производствах фрагмент иногда называют сценой.

Стиль подавляющего большинства современных компьютерных анима-
ций в большей мерс опирается на сопоставление или монтаж коротких
фрагментов, чем на несколько длинных фрагментов. Ясность визуального
олжета сильно :<авнс|гг как от композиции к;1ждого фрагмента, так и от
монтажа фрагментов и шхледоватсльшхлсн.

Координация действия

Изложение сюжета средствами компьютерной анимации основано на коор-
динации действия с сюжетом и разработке движений, создающих нужный
□Ф4м.*кт. Координация действия основана на том. как действия персонажей
и движения камеры скоординированы с сюжетом. Существует ряд спосо-
бов соотнесения визуального действия с сюжетом. Действие может обго-
нять сюжет. отставать от сюжета или протекать параллельно с сюжетом.

Действие может обгоняй, сюжет и случаях, когда, например, анимиро-
ванный персонаж поворотом готовы реагирует на звук за кадром. Дейст-
вие персонажа в данном случае обгоняет сюжет, так как оно указывает нам.
что нечто должно произойти, прежде чем мы узнаем, что именно. Действие
может отставать от сюжета, когда зритель узнает раньше персонажа о том.
что произойдет дальше. I (апример, действие отстает от сюжета в длинном
фратмтс. в котором зритель видит падающий с крыши здания рояль пря-
мо на героя, который не подозревает о надвигающемся катастрофическом
событии.
ru’.uie.itiiiiKti. анимация 1989 гада (рис. 1.3.4). является классическим
примером действия, постоянно отстающего от сюжета. Координация дей-
ствия таким образом, чтобы оно немного опережало или отставало от сю-
жета. хороший прием для подогрева интереса зрительской аудитории.
Эффектом. вызываемым опережающим действием. может быть саспенс и
предвкушение, так как зритель хочет узнать. чем все закончится, и пытает-
ся угадать, что будет дальше. Эф(|к‘кты запаздывающего действия широко
используются в комедии, и зрители получают от них большое удовольст-
вие. потому что видят, как персонаж узнает (порой с трудом) то. что они
уже знают Прерванное действие (искусственная задержка) может нс-
по.1ыи>ваты я для того, чтобы дать зрителям возможность - догнать* обго-
няющее сюжет действие пли оценить действие, отстающее от сюжета.

Параллельное действие имеет место, когда зрителю показывают собы-
тия. которые происходят водно н тоже время. но в разных местах. Парад-
1СЛЫ11Х’ действие часто показывается и виде шх’.тедонателыюгтей фраг-
ментов. смонтированных гак, что действие перебрасывается с одною мес-
та на другое и обратно (рис. 10,2.1). При параллельном действии может
быть, например, показан герой, обедающий с другом в jiecropaiie. в то вре-
мя. как их жены обедают и разговаривают своих мужьях в другом ресто-
ране. находящемся недалеко от того места, где находятся мужья. Парал-
лельное действие можно использовать для того, чтобы обозначить смену
событий или поворотную точку сюжета. V> анимации действие тоже может
быть пр||опановлеио.11я того.’гтобы сфокусировать зрительский интерес
на неожиданном событии, которое вот-вот произойдет.

Грамотная координация действия в анимационном проекте или любом
визуальном изложенни сюжета может оказать очень сплыкк* положитсль-
шк* И(Х<лейстнпе на зрительскую аудиторию, поддерживая ее интерес бла-
годаря создаваемой необходимое тн постоянно гадать о том, как будут раз-
виваться события. Эго любопытство пли предвкушение событии крайне
важно для успеха любых визуальных историй. 11е менее важно ДЛЯ хоро-
шего сюжета и развитие действия. Добротное разнигис действия подтер-
живзет зрительский интерес, позволяя аудитории получать подтвержде-
ние своих ожиданий или удивляя ее неожиданным поворотом событий.
В любом случае испрерывши* визуальное развитие действия даст зритель-
ской аудитории возможность «переварить» события и получить удоволь-
ствие от сюжета.

Визуальная грамматика движения

Движения анимированного персонажа способствуют изложению сюжета и
проявлению пс|Х’0Ш1Льпых черт и эмоций этого персонажа. (В случаях,
когда компьютерная анимация основана на абстрактных формах, а ие на
персонажах, движение «|юрм и координация действия становятся <хтюв-
нон движущей силон сюжета в связи с отсутствием мимики и жестов)
Движение также является замечательным средством привлечения внима-
ния аудитории к конкретному месту па изображении. Например, пезпачн-
тельное движение на заднем плане спокойной сцены немедленно приковы-
вает внимание зрителей к этому участку. Движение настолько эф<|х'ктпв-
но для привлечения взгляда зрителя, что его постановку необходимо вы-
полнять с особой тщательностью.

Результатом прочитываемое™ движения является плавное развитие
действия, тогда как пуганое движение приводит к рассредоточению вни-
мания.
Различные сочетания координации, скорости. ритм;» и постановки дают
разные ниш движения, включая основные и второстепенные движения,
перекрывающиеся движения, ступенчатые движения и приостановку дви-
жения. Эти тины движения относятся не только к (игы'ктам и персонажам
в сиене, но и к камере. Виртуальная камера играет важную роль в компью-
терной анимации, поскольку ее движения, а также положение, точка фоку-
сировки и <|юкуснос расстояние обладают сильным повествовательным
действием (дополнительная информация по анимации камеры содержит-
ся и главе 7).

Постановка движения предусматривает продумывание и организацию
движения всех объектов или частей объектов в последовательности дейст-
вий. Постановка движения начинается с планирования деме гния и его |ш-
бнвкн на рабочие блоки. Это бывает очень удобно при анимации персона-
жен. содержащих множество одновременно движущихся :мементов: кроме
тот, это позволяет усовершенствовать простые движения. Простое дви-
жение может включать движение одно» о объекта iltii одной его части н од-
ном направлении, тогда как комплексное движение может предусматри-
вать движение нескольких объектов или их частей в нескольких направле-
ниях. причем с разными скоростями и разным ритмом. В компьютерной
анимации большинство декораций со многими моделями, а также боль-
шинство моделей (особенно персонажей), имеющих несколько сочлене-
ний, предполагают комплексное движение.

Комплексное движение состоит из основных (или доминирующих),
а также второстепенных движений. Основное движение во фрагмент
это движение, которое привлекает внимание зрительской аудитории.
Основное движение персонажа это движение, толкающее действие
вперед Например, основное движение в интерьерном анизоле может
быть персонифицировано двумя клиентами в ба|х-. которые гомеричес-
ки хохочут. в то время как остальные посетители смотрят на них. Вто-
ростепенное движение во фрагменте этт» движение, являющееся от-
голоском пли дополнением основного движения. Примерами второсте-
пенного движения являются медленно прижимаемые к телу руки вра-
щающейся фигуристки или прищелкивающие пальцы танцора в прыж-
ке. Второстепенное движение часто начинается как реакция па основ-
ное движение и по истечении какого-то времени становится новым ос-
новным движением.

Движения н последовательности (как одни основные, так и комбина-
ция основных с второстепенными) редко являются независимыми одно
от другого. Движения часто чередуются ii.hi перекрываются. Перекрыва-
ющееся движение. называемое также нахлестом, имеет место, когда одни
движения начинаются п|м'жле. чем другое закончатся (рис. 10.2.9). Пат
мир iin.ioii перекрывающихся движений. Например, когда человек идет,
он начинает перемещать левую ногу еще до того, как закончится движе-
ние правой. Когда дерево колышется под ветром, мелкие ветви движутся
в одном ритме, ветви потол ще в другом, а листья третьем. I h-за этот о
аннмацнн. воспроизводящие реальный мир. обычно (х иовываипгя на пе-
рекрывающемся движении: прежде чем замирает одно движение, |южда-
стся другое.

Приостановка движения возникает, когда персонаж Н|>ерывае1 iltii за-
вершает одно движение и останавливается. (Пункция iipinxTanoBKii дви-
жения состоит в том. чтобы дать аудитории возможность угнаться ж» раз-
витием сюжета iliii обозначить скорое возникновение нового события
(рис. 105.11 и стр. v).
Прямая шикматнка
Обратная кинематика
Динамика движения
Захват движения
Процедурное движение
Гибридные методы и сопряжение

10 2.2 Наиболее распространенные
способы управления движением
анимированного персонажа

10.2.3, Принципы анимации,
разработанные аниматорами
мультфильмов а 1930-е годы
и переработанные для применения
в компьютерной анимации
Эти принципы относятся к «игре»,
режиссуре, отображению реальнос-
ти. симулированию физических явле-
ний и редактированию движений

1	Сжатие и растяжение/

2	. Подготовка нли
прсдваряощсе
движение

3	. Постановка

4	Использование
компоновок {от позы
к лозе) и фазованного
движения

5	Сквозное движение
и перекрывающееся
действие

б Замедленное начало
и завершение
движения

7	. Дуги

8	Второстепенные
действия

9	Координация
по времени

10	. Утрирование

11	Профессиональное
моделирование
и ригтинг

12	Индивидуальность
персонажа

13	Визуальная
стилистика

14	. Сопряжение
мультфильма
с реальным
движением

15.Киносьсл»ка

16	Анимация лица

17	Анимация,
управляемая
пользователем

11анбо.1ес.'ф|х'ктти1пым способом создания п pi в и-га но в к и движения яв-
ляется прерывание основного движения при п|юлолжающс.мся незначи-
тельном второстепенном. Приостановки движения ни в коем случае не
должны приводить к абсолютному и полному прерыванию действия. так
как в .пом случае движение становится механическим iliii нарушается не-
прерывное! I. развития событий. Такие втортм тененные движения, как по-
ворот головы или моргание могут способствовать поддержанию движения.

Соотношение между основным, второстепенным и нерекрываюпи1мся
движением приобретает особое значение при анимации группы движу-
щихся объектов и особенно при анимации согтененных фигуре иерархи-
ческой группировкой объектов. Удобным способом планирования и отра-
ботки комплексных движений в компьютерной анимации является пооче-
редная анимация слоев движения В анимационной сцене может быть не-
сколько слсх'В или уровней движения. В сцене с основным, второстепен-
ным и перекрыпаюшимся движением обычно удобно анимировать внача-
ле слой основною движения, затем добавлять слои вго|югтгпс1111ого дви-
жения. а уже потом работать во всех слоях с целью настройки и согласова-
пня всех перекрывающихся движений. У анимируемых объектов или пер-
сонажей тоже может был» по нескольку слоев движений, и наиболее целе-
сообразный способ их анимации начать с основного движения, а потом
переходить к |гго|юетспспиым. При анимации сочлененной фигуры с по-
мощью ключевых кадров данный подход означает задание лоз для каждо-
го ключевого кадра, начиная с верхушки иерархической структуры и пере-
ходя па нижеследующие уровни (к деталям) только после того, как все ос-
новные движения были проработаны. Например, в сцепе, включающей од-
ного солиста и хор из пяти человек, удобно начинать анимацию с основ-
ных движений солиста. Далее можно перейти к основным движениям хо-
ристов. I loc.ie этого можно определят!, второстепенные движения солиста,
а затем второстепенные движения хористов. I [и завершении этой работы
•доводить» перекрывающиеся движения несложно, так как все основные и
второстепенные движения уже присутствуют в сцене.

Послойная анимация движения удобна потому, что позволяет разбить
комплексную задачу на ряд более мелких и простых частей. Она также
удобна и практически необходима в комплексных анимационных последо-
вательностях. так как во многих из них ключевые кадры, находящиеся в
разных слоях движения, размещены в разных точках времени на таймлай-
не. Ключевые кадры в анимационной последовательности с комплексным
движением обычно многочисленны и |шбросапы ио всей сиене, причем
перекрываются.

Способы управления движением (motion control)

В компьютерной анимации существует немало способов управления дви-
жением трехмерных персонажей. объектов и эффектов. I (екоторыс из этих
способов управления движением, например, обратная кинематика, хоро-
шо работают в условиях анимации по ключевым кадрам: друпю. включая
динамику движения. требуют методологий анимации, заимствованных из
научного моделирования (симуляций) (рис. 10.2.2). 11о все больше и боль-
ше компьютерных анимаций реализуется с использованием гибридной
структуры, сочетающей множество различных способов управления дви-
жением и производи венных методологий в едином проекте.

Важнейшая задача компьютерных аниматоров состоит в том. чтобы вы-
брать oiiiTHULii.iibiii способ пли набор способов для реализации движений.
ПОДГОТО6КА

разработанных лтя конкретного проекта. Одними из самых распргмт|К111си-
пых способов управления движением в компьютерной анимации, нснользу-
МЦЦИХСЯ .1ЛЯ оргаШШЦ1111 ключевых кадров. ЯВЛЯЮТСЯ 1ПГГСраКПИП1ЫЙ или
ручной метол кинематический метод, динамика движения, а также проце-
дурные и гибридные методы; все они рвюсматриваялся в главах 11 и 12.

Самый простой, наиболее непосредственный (и. возможно, самый тру-
доемкий) метод управления движением представляет сейбой организацию
объектов в сцене вручную. Этот подход имеет корпи в традиционной ани-
мации по ключевым кадрам, где вся |Ц1(|юрмацня в ключевых кадрх про-
рисовывалась вручную, и основан на выборе ключевых кадров и задании
функции настройки, после чего программное обеспечение выполняет ин-
терполяцию промежуточных кадров (<|ккювку). Метод ручной организа-
ции объектов в сцене всегда реализуется в интерактивном режиме и даст
1ывлу'П1111г результаты, если аниматор обладает достаточным опытом и
имеет хороший глаз и руку.

Кинематические методы анимации объектов и персонажей основывают-
ся на изменении положения и ориентации моделей п трехмерном прост-
ранстве. В случае прямой кинематики выполняется манннулнровапне уг-
лами сочленений с целью выполнения конкретного движения, тогда как
при использовании обратной кинематики элементы объектов (конечнос-
ти) или caxiii объекты устанавливаются в нужные положения, а программ-
ное обесштчснне вычисляет значения вращения сочленений, необходимые
для опадания промежуточных положений. Описанные в главе 12 методы
обратной кинематики особенно удобны для анимации сложных моделей с
большим количеством сочленений. Методы обратной кинематики предус-
матривают просчет движения целых скелеюнов путем задания угловых
значений конечных положений лишь некоторых ключевых сочленений,
определяющих движение. Методы захвата движения обеспечивают по-
ступление в программное обеспечение кинематической информации с по-
мощью записи параметров положений или углов суставов (сочленений)
живых актс|юв или объектов в движении. В целом кинематические мето-
ды позволяют существенно облегчить анимацию моделей, которые д<ыж-
пы двигаться реалистично например, анимацию модели бегущего тигра.

Методы анимации, основывающиеся на физических .иконах движения,
называемых законами динамики, пиюатямл* итерировать реалистичное
движение объектов путем снмули|юваш1я их физических свойств и законен)
физического движения, существующих в природе. Методы динамики дви-
жения обеспечивают управление движением трехмерных объектов нулем
приложения сил к аныснениям и •|иктнчеч кок» симулирования движения.
котп|юе п|юнз<>||1ло бы в физическом мире. если бы подобные силы были
приложены к настоящему объекту с определенными характеристиками. Ме-
тоды динамики движения учитывают такие ii«*|x*mchih<ic, как вес обмжта. его
масса, iiiicpniocn.. упругость и параметры столкновения с другими объекта-

10.2 4 Прежде, чем бросить мяч.
подающий прицеливается
и размахивается для броска.

Ю.2 5 Разная постановка может
превратить радостную сцену
о напряженную
•ОТ ПОЗЫ К ПОИ- (КОМПОНОВКА)
И ДВИЖЕНИЕ ПО ДУГАМ

10.2.6. Структурированные
движения балерины - от одной
ключевой позы к другой - являются
хорошим примером построения
действия от позы к позе. Ее плавные
движения следуют криволинейным
траекториям

мн. з также такие параметры окружающем среды. как трепне, гравитация и
другие силы, способные воздействовать на движение объектов.

Процедурные методы движения обеспечивают анимацию объектов в
сцене на основе процедур или правил. управляющих движением. Примером
процедурного управления движением является анимация стай. Процедур-
ные методы движения описываются специальным языком программирова-
ния, что обеспечивает удобные возможности редактирования и просмотра.

Применение двенадцати принципов
к трехмерной компьютерной анимации

Двенадцать принципов анимации были разработаны в начале 1930-х годов
аниматорами студии Волга Диснея. Эти принципы использовались в каче-
стве основы производства и творческих решений, а также для обеспечения
более быстрого и качественного обучения молодых аниматоров; по сути,
двенадцать принципов стали фундаментом анимации рисованных вруч-
ную персонажей. Двенадцать принципов, как их часто называют, также
снопхктвовали превращению аннмацнн из простого нововведения в один
из видов искусства. Применяя их в своей работе, апнматоры-первопроход-
км создали многие из первых анимационных фильмов, ставших классикой
жанра, например такие, как Белоснежка (1937). Пиноккио и Фантазия
(\9Ю).Думбо(\Ы\) и Бемби (1942).

Двенадцать принципов касаются, в основном, пяти аспектов: игры, ре-
жиссуры, отображения реальности (с помощью рисования, моделирования
и визуализации), шгтсрирстацнн физики реального мира и редактирования
(или монтажа) последовательности действия. Исходные принципы акту-
альны и сегодня, гак как помогают нам создавать более правдоподобных
персонажей и воспроизводить более правдоподобные ситуации. Их можно
применять почти ко всем типам анимации, несмотря на то. что более всего
они пригодны для комедии. Тем не менее, некоторые из этих принципов
нуждаются в оп|>едсле11110Й модернизации; кроме того, необходимо допол-
нить их несколькими новыми принципами, учитывающими новые методы
п стили, появившиеся в трехмерной компьютерной аннмацнн (рис. 10.2.3).

С 1930-х годов методы н стили анимации, как и спектр производимой в
ней продукции, претерпели огромные изменения. Доминирующим и поч-
ти единственным стилем анимации в тс времена была рисованная вручную
повествовательная мультипликация. основанная на компоновках. Сегодня
стилей больше, включая нелинейные интерактивные видеоигры и пепове-
ствовательные музыкальные видеоклипы. В 1930-е годы некоторые мето-
ды и возможности аннмацнн были недостаточно развиты (например, дви-
жения камеры или освещение) или понимались иначе (ротоскопированпс
или покадровая анимация). Кроме того, у нас появились новые инстру-
менты. радикально преобразовавшие наше ремесло: ручные камеры, теле-
видение. нелинейный монтаж, комнозитинг. захват движения, компьютер*
ная графика и процедурные инструменты. Другие формы искусства про-
шли большой путь развития с 1930-х годов: в них были выработаны новые
изобразительные средства н новые принципы. Пришло время сделать то
же самое и в аннмацнн; нора пересмотреть н расширить начальные прин-
ципы. Кроме того, нам необходимо выработать дополнительные принци-
пы. которые учитывали бы новые современные анимационные стили и ме-
тоды. В этом состоит наша общая задача.

Сжатие и растяжение, первый принцип нз исходных двенадцати, ис-
пользуется для утрирования ле<|юрм.аций нежесткой) тела обычно с це-
10.2.7. Импровизация, спонтанность
и непредсказуемость походки
пьяного героя иллюстрируют
непрерывную фазовку.

10.2.8.	Сквозное движение включает
реакцию персонажа после
выполнения действия, что позволяет
зрителю узнать, как персонаж
относится к происшедшему.

10.2.9.	Несколько движений,
происходящих одновременно, дают
перекрывающееся действие —
например, когда персонаж падает

ЗАКАЛЕННОЕ НАЧАЛО

10.2.10. Непосредственно перед
ударом по мячу и сразу после удара
движения футболиста замедляются,
это позволяет подчеркнуть момент
удара.
10.2.11 Координаций во времени
нашей реакции иа чей-то оклик
или шум может многое расскаить
о нашем отношении, состоянии
и расположении духа.

10.2 12. Преувеличенные реакции
часто бывают комичными

лью усиления комического эффекта (рис. 1.1.3). Трехмерное сжатие и рас-
тяжение можно реализовать несколькими способами, среди которых ис-
пользование кожи и мускулов или пружин, непосредственное манипули-
рование сеткой и морфинг. Кроме того, данный принцип может быть |ха-
лизован и более экспериментальными методами такими, как задание ве-
сов (особенно для динамических симуляций) и необычные системы обрат-
ной кинематики (рис. 10.5.1 1).

Принцип подготовки или предваряющего движения помогает направ-
лять взгляды зрителей туда, где должно произойти действие (рис. 10.2.4).
Подготовка. включая приостановку движения, является замечательным
приемом для «объявления сюрприза». В трехмерной компьютерной ани-
мации подготовку можно выстроить очень точно, используя такие цифро-
вые средства редакгнро<тння во времени, как временные таблицы, тайм-
лайны и кривые. Чем больше предваряющих действий, тем меньше напря-
жения. I lanpiiMcp, в фильмах ужасов постоянно используется чередование
большого числа предваряющих действий и ничем не прсдва|>ениых неожи-
данностей.

Постановка или мизансцена представляет собой преобразование
iiarrpocmiH и назначения сцены в конкретные положения и действия пер-
сонажей. Постановка ключевых поз персонажен в сцене помогает передать
суть действия (рис. Ю.2.5).Трехмсрпая анпматнка (черновая анимация)
является замечательным инструментом для предварительной визуализа-
ции и набрасывания постановки до начала выполнения основной, второ-
степенной и лицевой анимации (рис. 2.4.4. и 2.4.14). Для визуального из-
ложения сюжета имеется много способов постановки, например, маски-
ровка или обнажение цен тра интереса и цепная реакция действий и реаги-
рования на них (то. что вот-вот произойдет на рис. 10.2.9). При постанов-
ке могут использоваться и вспомогательные кинематографические при-
емы. например, замедленное движение, «остановившееся время», никлы
движения и движения камеры при ст>смкс «с рук».

Непрерывная фазовка и компоновка «от позы к позе» два разных
способа анимации, лающих сильно различающиеся результаты. На .tape
рисованной вручную мультипликации действие «от позы к паче» «тало
стандартным приемом анимации, поскольку позволяло разбивать структу-
рированное движение на серин четко определенных ключевых поз
(рис. 10.2.6). В случае фазованного действия («прямо вперед») персонаж
спонтанно движется по действию шаг за шагом, пока действие нс закон-
чится (рис. 10.2.7). Захват движения, динамические симуляции и даже
трехмерное |ют(Х'ко|1И|юкн1ие являются очевидными примерами методов
непрерывной «|>азовки в трехмерной компьютерной анимации Их можно
точно сопрягать с использованием каналов.

Сквозное и перекрывающееся действие - это два метода. позволяющие
обогатить действие деталями и тонкостями. Сквозное денег вис представ-
ляет собой реакции персонажа на действие, которые обычно позволяют
зрительской аудитории понять, как персонаж относится к тому, что случи-
лось или должно случиться (рис. 10.2.8). При перекрывающемся дейст-
вии несколько движений сразу влияют на положение персонажа, слипают-
ся и перекрываются. В трехмерной компьютерной анимации большое ко-
личество расп|ххт|>аненных сквозных движений (например, одежды и во-
лос) могут быть анимированы с помощью динамических симуляции
(рис. 10.2.9). Слои и каналы в программах трехмерной компьютерной ани-
мации позволяют нам микшировать и сопрягал, между собой различные
перекрывающиеся движения разных частей персонажа.
Замедленное начало и замедленное завершение представляет собой за-
медление начала и окончания действия притом, что середина ускорена
При таком ускорении и замедлении движения достигается броский эффект
(рис. 10.2.10). В трехмерной компьютерной анимации можно точноотрегу-
.пировал, замедление начала и окончания движения с помощью цифровых
инструментов временного редактирования. При iiciio.’ikioikiiiiiii методов за-
хвата движения для анимационных персонажен «мультяшного-типа необ-
ходимо инструктировать исполнителей о необходимости замедлять начала
и завершения движений. Обратную разновидность этого приема уско-
ренное начало и ускоренное завершение движения часто можно наблю-
дать в телевизионных рекламных роликах и музыкальных видеоклипах. где
начало и копен последовательности ускоряются, а середина замедляется,
•по создает ;к|к|к.*кт нереальности происходящего, похожего на сон.

Использование луг (дуговых траекторий движения) для анимации дви-
жений персонажей помогает добиться естественности, поскольку боль-
шинство живых существ двигаются по криволинейным траекториям, и ни-
когда по прямым (рис. 10,2.6). Движение по нелугообразным траектори-
ям воспринимается как зловещее. урезанное и механистичное. В трехмер-
ной компьютерной аннмашш мы можем использовать программные сред-
ства для того, чтобы организовать все движения или их часть по дугообраз-
ным траекториям. Даже захваченные движения исполнителен можно под-
строить с помощью криволинейных |4>лакторов, если, конечно, движение
нс «сплющено» (не объединено в общий слой).

Второстепенное действие состоит из более мелких движений, допол-
няющих основное действие ( рис. 1 1.3). В трехмерной компьютерной ани-
мации мы можем исио.ткювап. преимущества работы со слоями и канала-
ми для построения разных вторичных движений, например, нснолыювать
одни слой для волос. второй для шляпы персонажа, третий для на-
кидки и так далее.

Координация по времени означает точный момент и количество време-
ни. затрачиваемое персонажем па действие Она позволяет добавить эмо-
циональности и целеустремленности «игре» персонажа (рнс. 10.2.11).
Большинство инструментов трехмерной компьютерной анимации позво-
ляют нам тонко выстраивать координацию по времени путем удаления
или добавления кадров посредством нелинейного временного монтажа.
Координацию можно также кошролпроваль и подстраивать, помещая
каждый персонаж па отдельную дорожку и используя дочерние дорожки
дтя таких частей персонажа, как голова, горе, руки и ноги.

Утрирование (или преувеличение) обычно помогает персонажам
мультфильма доносить до зрителя суть действия (рнс. 10.2.12). Сильного
утрирования можно добиться с помощью сжатия и растяжения. В трех-
мерной компьютерной аннмацнн для \трн|ювания движения мы можем
использовать процедурные методы, диапазоны движения и программы на
макроязыке. Выразительность момента можно усилить не только за счет
действий («игры») персонажей, но и средствами киносъемки и монтажа.

Профессиональное моделирование и рнггннг или профессиональ-
ный. крепкий рисунок, как назывался этот принцип в 1930 с годы озна-
чает четкое очерчивание формы, необходимой для того, чтобы вдохнуть
жизнь в персонажей. Профессиональное н точное моделирование позволя-
ет передать вес. глубину и сбалансированность персонажа, а также устра-
няет потенциальные производственные сложности, возникающие из-за
плохого моделирования персонажей. Анимационная оснастка лучше всего
срабатывает, когда она оитимизировапа под нндпвпдуа.п.11ые особенности

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ И РИГГИНГ

10.2.13. Профессиональное, крепкое
моделирование позволяет задавать
силуэтам позы, которые легко
прочитываются визуально.

а хороший риггииг помотает
аниматорам создавать действия,
соответствующие данному
персонажу.

ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ ПЕРСОНАЖА

10.2.14 Понимание мотивации
и желаний способствует лучшему
восприятию индивидуальности
персонажей и усиливает
их привлекательность.
10 3.1 Поза Принцессы Фионы
из Шреки определяется не только
ее геометрией и диапазоном
движения, но и комизмом момента
(.W и 2001 DreamWOfki I L С.)

10.3.2. Индивидуальность данного
персонажа выражается в его мимике,
позах и движениях. (•£> 1999 Mitch
Butler Company, Inc.).

it движения персонажа. При размещении пе|копажсй относительно каме-
ры обращайте внимание на силуэты.

Индивидуальность персонажа (пли, как это называли ранее. привлек»-
гелыюстъ) пскпюляст установить эмоциональную связь между пс|мона- 12,
жом и зрительской аудиторией (рис. 10.2.14). I крсоиажн должны быть хо-
рошо проработаны. обладать интересной индивидуальностью и имен, чет-
ко определенный набор желаний или потребностей. определяющих их по-
ведение н действия..

Комплексность и логичность движения это два элемента iiii.nimuy;Lib-
иехтн персонажа, которые легко ршрабаты1штьсрслгп1амн трехмерной ком-
пьютерной анимации. Выработке основных ха|кнпсрнсп1к личности персо-
нажа способствует составление описаний того, как персонаж двигается
(рис. 10.5.7), как он или она реагирует на различные ентуанин. а также как
он или она взаимодействует г другими персонажами. Дорабатывайте лич-
ность персонажа с помощью ключевых ноз и нространст венных прорисовок.

Несколько новых принципов трехмерной
компьютерной анимации

Новыми аспектами, для которых необходимо использование новых прин-
ципов трехмерной компьютерной анимации, являются визуальная стили-
стика (дизайн), сопряжение физики мультипликации с физикой реллыю-
го мира, использование киносъемки, совершенствование анимации лица в
оптимизация управляемой пользователем анимации.

2X2

ОСНОВНЫЕ KOI И thllllllll AIIIIM.Mlllll
Визуальная стилистика или днжи'ш в трехмерной компьютерной анима-
ции означает нечто большее. чем просто «мцн’Дс.’к-ннс того, как все должна
выглядеть. Визуальная стилистика оказывает серьезное воздействие на
визуализацию. методы анимации и общий уровень сложности производст-
ва. Разрабатывая визуальный облик, мы должны учитывать возможности
его нормальной реализации в рамках данного проекта. Например, опреде-
ленный облик шкуры чудовища возможно выглядогт сногсшибательно, по
может потребовать сложнейшей двигательной оснастки, очень детальной
модели и чересчур сложного процесса анимации.

В настоящее время можно сопрягать движение, полученное нз разных ис-
точников. поэтому необходимо выработать четкий подход к сопряжению
мультипликационного движения с реалистичным. До начала производства
нужно [Х13|»|ботать четкие прнила для рамкихцхешых стилей движения/аии-
ыацни, включая мультипликационную физику, реалистичную мультаплнка-
цню. |Х1Ппггпч1их‘человеческ<х-.'1В1гжснне и ротосконнрование. Прежде все-
го, мы должны соответствующим образом режпссн|)овать игру живых акте-
ров. добиваясь выразитслынхтн движений при осуществлении их захвата.

Так как мы обладаем абсолютным контролом нал положениями и пере-
мещениями камеры, нам следует сделать киносъемку решающим элемен-
том анпмаппи, а никак не второстепенным подсобным средством. Компо-
зиция. освещение и выстраивание последовательностей наших движущих-
ся изображений оказывают громадней* влияние па визуальное изложение
сюжета. Большая часть этой работы может выкристаллизоваться в ходе
предварительной визуализации н создания черновой трехмерной анима-
ции. Стиль освещения необходимо прорабатывать отдельно, так как оно
влияет не только на внешний вил. по и на конвейер (процесс) рендеринга.

Мысли н эмоции персонажей прежде всего выражает их мимика. Трех-
мерная компьютерная анимация обеспечивает небывалую прежде степень
управления анимацией лиц. включая мельчайшие движения глазных яб-
лок и иск. Выбор степени управления мимикой на самом раннем этапе об-
легчает н дизайн персонажа, и разработку технологического процесса про-
изводства. Создание каталогов лицевых морфических целевых объектов
или сопряженных <|юрм для 11|х1нзводства и дальнейшего использования
на сегодня нс менее важно, чем построение циклов ходьбы.

Компьютерные игры и игры на основе плат<|х>рм пс|Х'дэ.1п значитель-
ную часть управления анимацией в руки играющих. При этом встал во-
прос о необходимости создания отличной анимации, работающей незави-
симо от того, какой ход решит сделать играющий. 11гры представляют со-
бой комбинацию управляемой пользователем анимации и п[И,двлрнгель-
но заданной повествовательной анимации. Одной из творческих задач
анимации является отыскание равновесия между повествовательным и
импровизационным аспектами игры. Обратитесь к модели ими|юнизаци-
иппого уличного театра (столь отлпчающепи'я от ipivtiimionnoro сцениче-
ского театра), чтобы почерпнуть оттуда идеи, касающиеся ограничения
действий участников игры с целью обеспечения сильной мизансцены. Уп-
равляемая пользователем анимация основывается на крепких анимацион-
ных циклах со встроенным упреждением, что обеспечивает органичное
ветвление на эпизоды, представляющие собой реакцию па ход играющего.
К счастью, многие современные шровые движки обладают bct|xx*iihi>imii
интеллектуальными свойствами, обеспечивающими плавные переходы
между анимационными циклами. Еще одной специфичной особенностью
игр является сочетание предварительно заданных и динамических, управ-
ляемых пользователями камер (рис. 11.6.2).

10.4.1. Концептудльнля раскадровка
определяет суть фрагмента
нли последовательности, не вдаваясь
в подробности (Изображения
из короткометражного мультфильма
Рыогтл Дэвида Гейни.

Производство PDI)

10 4.2. (на следующей странице)
Презентационная раскадровка
с подробной визуализацией,
включающей эффекты освещения
и светорассеяние в объективе
(<Н 2003 Oddworld Inhabitants.
Inc. Все права защищены).
Перед началом компьютерной анимации

Стадия планирования имеет решающее значение для успеха любого про-
екта трехмерной компьютерной анимации. Как упоминалось и главе 2.
многие творческие и практические факторы. определяющие производство,
вырабатываются именно на стадии планирования пли подготовки произ-
водства Такими творческими факторами являются сценарий, общий визу-
альный облик проекта, ниднвндхитьноста и стремления персонажей и
сталь анимации. Практические факторы это бюджет, сроки и общин
уровень ола|м*пн(м'П1 анимационной команды.

Творческая |ш|к»богка и планирование производства. которые могут
принести к успешному п|Х)изводству компьютерной анимации или спецэф-
фектов. часто имеют не меньшее значение, чем сам производственный про-
цесс. Вследствие этого важно затратить на это определенные усилия и вре-
мя. Как правило, чем лучше выполнено планирование, тем легче решаются
творческие задачи. Оставшаяся часть этой главы посвящена стадиям подго-
товки производства: сценарию, раскадровке и разработке персонажей.

10.3.	Изложение истории

I IcTopim самое* |Х1С11|мкт|кн1снн(х.* и действенное с|х?дство. к которому мы
прибегаем. когда говорим о жизни. 11е только об одной жизни, но о многих
жизнях. О жизни и целом и нашей жизни в чает моста. Прошлой, настоящей
и будущей жизни. Реальной, вымышленной и предполагаемой жизни.
Вдохновляющей. интригующей, .мучительной или невозможной жизни.

I Iciopiiii ихтагают факты. 11сторин .к потответы на ши1|хх-ы. I Icropiiiiза-
ставляют нас испытывать различные эмоции. I !сторпн иногда даже вызы-
вают действия. (|и>рмируюни1с дейсттштелы1остк Неважно, являются ли
они линейными или нелинейными. описывают событие из жизни персона-
жей мультфильма пли красочный танец абстрактных ||юрм. истории это
самое главное в анимации. Чтобы хорошо |Х1секазывать истории, нужно об-
ладать многими талантами н навыками. По зачем кому-то. кто интересует-
ся компьютерной анимацией, знать о him, как рассказать историю? Затем,
что анимации это не просто движущиеся картинки. Ainniaiuiit рассказы-
вают истории и передают эмоции, которые вначале формируются в сцена-
риях. а затем в раскадровках и прорисовках образов пс|х'онажсй.

В болыпнпстве случаен работа аниматоров включает визуальную ин-
терпретацию истории и СО героев (рис. 10.3.1 н 10.3.2). .Аниматоры выра-
жают iiH.'iiiiiii.iyiLibiKX'Tb персонажей с помощью их мимики, жестов и дви-
жений. независимо от того, что п|х*дстанляет стхюн история развернутую
нюнею взаимоотношений между народами или простенький |юман госпо-
жи Сферы с господином Квадратом. Аниматоры и другие специалисты ви-
зуальной сферы, занимающиеся производством анимации, часто начинами
иаб|Х1сынат|. свои визуальные iiirrcpiipcramiii сюжета с прочтения и об-
суждения сценария.

Сценарий

Сценарий это письменный документ, ихтагаюпинй сюжет с нснатьзова-
ннем описаний, диалога и некоторых производственных примечаний.
В отличие от романа, который пишется для того, чтобы быть напечатан-
ным и прочитанным. сценарий не является конечным продуктом. Сцена-
рий это промежуточный продукт, с|к-дстно, используемое для пересказа
истории шхрсдством об|хион и виде анимации, фильма и ли пьесы. В силу
•топ» сценарии излагают истории таким обржюм. чтобы обеспечить их пе-
ревод в движущиеся изображения. Одна страница сценария, как правило,
эквивалентна одной минуте действия па экране. Сценарии могут разли-
чаться но объему входящего в них диалога, количеству присутствующих в
них персонажей или деталей описаний образов. Общим же д ля сценариев
является наличие сюжета н ел» четкой разработки. учитывающей вкусы
целевой ауди горни.

Разработка сюжета в сценарии определяется точкой зрения, которую ав-
тор хочет донести до аудитории. Например. разработка может быть драма-
тической, комедийной, лирической. исполненной действия или интроспек-
тивной. Знание целевой аудитории может упростить выбор нужного типа
разработки сюжета. При этом имеется в виду нс только филос<м|»гкая или
политическая разработка, но и визуальная. Это касается анимации, потому
чп> некоторые сценарии могут потребовать очень простых или же специаль-
ных методов компьютерной аннмацнн для получения нужного эффекта.
Сюжет сценария ощк-дслиется содержанием истории тем. кто се псрсопа-
жп и чп> с ними происходит в ходе развития событий. Так как сюжет него-
1>ни часто доносится с помощью действий персонажа, важно разработать
личности всех персонажей до того, как начать рассказывать историю.

Сюжет сценария можно представить в контексте ряда драматических п
повествовательных структур. Структура псторпн скопляет между собой
все ее части. Жестких правил оптимального структурн|хтван11я историй нс
существует их можно излагать с использованием различных глией и
приемов. Однако истории, излагаемые в контексте линейной среды та-
кой. как кино или видео, состоят из начала, середины и конца, а дейст-
вие в таких историях обычно развивается or одного события к другому.

Начало истории, называемое также экспозицией или завязкой, обычно
представляет главных героев, задает драматические предпосылки и очер-
чивает события и ситуации, которые будут развиваться в данной нсторин.
Середина истории, называемая также кульминацией. <»бычно содержит
конфи 1кт11ые ситуации, в которые понадают персонажи и разрешение ко-
торых приведет к развязке. Завершение истории, называемое также раз-
вязкой. обычно содержит разрешение драматической последовательности
событий в истории.

Возможны также и некоторые вариации традиционной структуры. На-
пример. структура может быт ь изменена таким образом, чтобы история на-
чиналась с развязки, продолжалась завя жой, а завершалась кульминаци-
ей. Однако во всех случаях истории всегда излагаются в рамках событий
или точек фабулы, которые позволяют псторпн развиваться ип|м*ЛС.-1С11*
цып образом. Эти события представляют собой тс моменты псторпн. в ко-
торые действие изменяется. Такне моменты и события способствуют раз-
витою истории и обеспечивают движение дейгт вил.

Нелинейное изложение истории

В большинстве визуальных форматов изложение истории является ли-
нейным, шх'кольку образы, звук и текст следуют друг за другом в одном,
заранее заданном порядке. Однако в интерактивном проекте возможен
целый ряд вероятных последовательностей, так как пользователи могут
делать различные запросы и использовать различные трассы. Интерак-
тивные проекты могут иметь разные развязки и даже разные завязки вся-
кий раз, когда кто-то начинает игру. Изложение историй в пнгерактпв-

10 5.1. Пространственные прорисовки
персонаже»» представляю» основные
характеристики персонажей
(безумного ученого и грозного
могучего мутанта) с различных точек
зрения. (Вверху; Примлген
из к Acdaim®. < 1999
Acclaim Entertainment. Inc. Все права
защищены. Внизу и на следующей
странице Др Муто

i 2002 Midway Games West, Inc }
10.5.2. Внешняя форма этих двух
очаровательных героев отличается
мягкостью и игривостью. Их силуэт
и внутренняя структура просты
и незамысловаты. Вследствие
практического отсутствия мимики
их озорной и живой характер
выражается с помощью «телесного
языка*. (Агентство- Nickelodeon;
Режиссер и дизайнер: Крис Всдж
С разрешения Blue Sky
Productions. Inc.)

пых проектах требует использования уникальных методов в связи с нели-
нейностью этой среды.

У создателей интерактивных проектов имеется такой мощный инстру-
мент, как блок-схемы, позволяющие задать многие варианты развития
событии в истории. Блок-схемы представляют собой схемы, четко отобра-
жающие все варианты ветвления, которые могут произойти в потоке со-
бытии интерактивного диалога. Структура ветвления в интерактивной си-
стеме может быть простой. если предлагаются считанные варианты, или
сложной, если вариантов много. Каждый узел ветвления в блок-схеме уп-
равляйся выбором пользователя или пользователей, взаимодействующих
с системой в интерактивном режиме. Когда выбор в узле ветвления сделан,
поток событий перемещается па другой иерархический уровень блок-схе-
мы. Иногда послсдователыкк гь событий в интерактивном проекте можно
набросать в форме традиционной раскадровки. Интерактивность компью-
терной системы основывается на диалоге, устанавливающемся между са-
мой системой и использующими сединами.

Лица, использующие интерактивную систему, могут делать свой выбор
с помощью таких стандартных псри(|)сриппых устройств ввода, как мышь,
джойстики и клавиатуры iliii специализированных устройств вроде пер-
чаток нли костюмов со световыми и ультразвуковыми датчиками, iiikibo-
ляюшимн распознавать положение, ориентацию и физические жесты че-
ловека. Интерактивные медийные системы обычно создаются на основе
одной или нескольких компьютерных систем, которые управляют потоком
информации, хранящейся в разных средах, <|юрматах и системах, включая
неподвижные и движущиеся изображения» звук и текст (отсюда и назва-
ние «пптсрактивная мультимедиа*).

Блок-схемы описывают общую структуру и динамику интерактивного
проекта в абстрактной форме. Программы на языке макрокоманд
(«скрипты*) имеют отношение к потоку событий в интерактивном проек-
те; они представляют собой практическое воплощение идей, содержащих-
ся в блок-схеме. «Скрипты» - это компьютерные программы, собирающие
н оценивающие информацию о выборах, сделанных пользователями сис-
темы, и направляющие затем программу в нужное русло. Таким образом,
программы на языке макрокоманд активируют такие события, как. напри-
мер. отображение образа па экране пли воспроизведение последовательно-
сти изооржений и звуков.

Интерактивные медийные продукты предназначены нс просто для про-
чтения пли просмотра они делаются для того, чтобы люди их использова-
ли. Трехмерные компьютерные игры в реальном времени делаются, чтобы
в них играли. По этой причине работоспособность интерактивной системы
всегда необходимо проверять с помощью широких пользовательских ис-
пытаний (так называемое бета-тестирование). Замечания и предложения
пользователей обычно позволяют выявить закутанные моменты в потоке
соб1>пт1н или отсутствие важных функций, а также такие заи|юсы пользова-
телей, в результате которых происходит сбой программы, а система зависа-
ет. Интерактивные нелинейные проекты можно «выпускай» и свет» только
после завершения процесса тщательной проверки пользователями.

10.4.	Раскадровка

Сценарии переводятся в раскадровки после того, как они подготовлены к
визуальному п|юпзводггву. Раскадровка представляет собой визуальную
интерпретацию сценария и содержит много изображений и производст-
венных примечаний. Раскадровка состоит из серии панно, содержащих в
визуальной г|и»рме сцены и фрагменты, предусмотренные сценарием

Стандартного носителя раскадровок не существует; чаще всего их рису-
ют на листах картона, простой бумаге или бумажных заготовках с напеча-
танными формами. При использовании бумаги с напечатанными заготов-
ками необходимо убедиться. что пропорции поля рисования соответству-
ют пропорциям формата записи анимации. например видео, 35-мнллнмет-
ровая или 70-мпллиметровая кинолента. Многие характеристики раскад-
ровки. включая ее размеры, определяются основным назначением раскад-
ровки. (например, разработка концепции, представление концепции заказ-
чику. пли организация производства отдельной части проекта).

Концептуальная раскадровка

Концептуальная раскадровка используется для разработки основных ви-
зуальных замыслов - таких, как действия персонажен, положения камеры,
временная координация движений и переходы между сценами. Концепту-
альные раскадровки часто выполняются в свободной г|юрме, имеют эскиз-
ный. неформальный ха|кгктср и могут содержать большое количество при-
мечаний в сокращенной форме (рис. 10.4.1). Такие раскадровки зачастую
рисуются в альбомах дтя рисования пли па простои бумаге формата А4
пли 21.6x27.0 см.

Презентационная раскадровка

Презентационная раскадровка используется дтя демонстрации подроб-
ного визуального обзора проекта лицам, которые уполномочены прини-
мать решения. например заказчикам или руководителям. Презентацион-
ные раскадровки обычно включают важные сцены проекта и выполняют-
ся очень детально, в цвете н па высококачественных материалах
(рис. IO.4.2). Изображения обычно имеют достаточные размеры для того,
чтобы их могли |Х1ссмотрсть на расстоянии несколько человек, находя-
щихся и переговорной, но при этом не слишком велики и умещаются в
папке-портфолио. Примечания. присутствующие на презентационных
раскадровках, должны хорошо читаться и быть содержательными, не явля-
ясь при этом чересчур «техническими*.

Производственная раскадровка

Пропзводстве1шая раскадровка часто является руководством к произ-
водству анимационного проекта. Этот тип раскадровки может 11|н-дстан-
лять собой документ, к которому обращаются все участники произволст-
веинпп) щюцесса для того, чтобы прояснить детальные воп|хк ы. Учиты-
вая это, такие раскадровки всегда детальны и точны и включают рисунки
и письменную информацию для каждого фрагмента сюжета. Прежде, чем
создавать производственную раскадровку, крайне важно про|>аботать мно-
жество технических деталей. В п|ютивном случае 1П1<|юрмацня. содержа-
щаяся в раскадровке, может претерпевать сильные изменения, ч го сделает
такую раскадровку бесполезной для 11|хп|.шодствеиного процесса.

Содержащаяся в производственных раскадровках письменная нн«|юр
нация может включать подробные описания движения, камеры, декора-
ций и освещения и других характеристик визуализации, а также сведения
о временной координации (расчет времени) и переходах между сцепами.

ОСНОВ!IIJU К< >1ШЕГп п и t Al и гм м u it г

10.5.3. Одним из первых образцов
успешного захвата движения
являюкя эти два героя, вступившие
в бой, который, возможно,
завершится гибелью одного из них
Их внешние формы реалистичны,
а управляющие их движением
внутренние струкгуры сложны.

Их ограниченная, но выразительная
мимика передаст боль и страх,
решительность и хладнокровие
(С разрешения Acclaim Entertainment,
Inc, Advanced Technologies Group)

10.5.4, Простая геометрия этого
лица обеспечивает интересный
и удивительно эффективный подход
к реализации мимики.

(«> 1996 Felipe Lara).

2X7
10.5.5 Цепочки обратной
кинематики персонажа в реальном
времени показаны на каркасной
коже. Обратите внимание
на большое количество сочленений
в хвосте и шее. а также важность
бедер и стоп для выполнения
движений (С разрешения
Angel Studios)

Личность персонажа

Внешняя форма
Силуэт
Внутренняя структура
Выражения лица
Позы тела
Координация по времени
Ритм

10 5.6а Основные составляющие
личности персонажа

Произподспичтыс раскадровки включают также 11Н(|юрм.чцию по фоно-
।рамме. например текст диалога и дикторского текста, а также описания
музыки н звуковых :и|и|к.'кт<1В.

Каждому Неподвижному кадру. предеганляющему фрагмент в раекад-
|хшке. обычно присваивается номер фрагмента или номер сцены и
фрагмента. Временная нп<|и>рмация для каждого фрагмента обычно пи-
шется с|хиу под визуальным изображением каждого кадра. Абсолютные
значения времени или фактическая продолжительность указыва-
ют точное время начала и окончания каждого фрагмента в формате
• часы, минуты. секунды и кадры». Например. иаауторасекуидный фраг-
мент в середине раскадровки для короткометражной вплеоапнмацпп
может начинаться в 00:01:37:15 и заканчиваться в 00:01:39:00. Отногн-
тельные значения времени (или время прогона) отображают полную
п|юдолжнтслыюсп> фрагмента, обычно и секундах пли кадрах; напри-
мер, длина того же эпизода может составлять одну секунду и 15 кадров
(1 сек. 15 к.).

Рисунки н раскад[ювке изображают образы. которые «видит* камера.
Иногда перемещения камеры дополнительно поясняются с помощью на-
правленных стрелок, отмечающих эти перемещения на рисунке. Точки ви-
зуальной фокусировки в композиции и направления траекторий визуаль-
ной <|юкуснровки иногда также накладываются на неподвижные рисунки
в раскадровке (рис. 2.1.8).

Перемещение от одного фрагмента (или сцены) к следующему назы-
вается переходом. Il.ni6o.iec распространенными типами переходов меж-
ду фрагментами. отмечаемыми в |Х1скал|ювках. являются микшер, выход
из затемнения, вход в затемнение и быстрый микшер (.пн термины по-
ясняются в главе 11). Простые склейки между фрагментами обычно не
помечаются на раскадровках, гак как под|хиумевается, что таковыми яв-
ляется большинство переходов. Характеристики камеры, указываемые на
[кгекадровке, включают тип плана, тин движения, точку обзора и тип
обьектива (дополнительная информация по аннмацнн камеры приводит-
ся в главе II). Производственные раскадровки выполняются в форма-
тах. которые удобно прикалывать к стене и переносить в тубусе или
портфеле. Иногда .ггп раскадровки рисуют так. «гго визуальная н пись-
менная информация по каждому фрагменту размещается на одном и том
же листе бумаги. В этом случае последовательность ф|кпментов в раска-
дровке легко ncjxrrpaiiBan. в случае необходимости, когда процесс про-
нзводства уже запущен. Иногда такие раскадровки рисуются на бумаге
<|юрмата А4 или 21.6 х 27.9 см. чтобы их могли шмить при себе различ-
ные члены группы анимации.

Титры

Помимо собственно анимации, многие производственные раскадровки
содержат подробную информацию но названиям, вступительным и завер-
шающим титрам и любым другим текстам, буквам или графике, которые
могут появится в аннмацнн. Титры в компьютерной анимации могут
быть простыми или змейлипыми, но но всех случаях выполняется их по-
дробная раскад|х»вка. Простые титры обычно состоят из двумерных букв,
наложенных па анимационную вступительную последовательность. Дву-
мерные буквы обычно создаются нс средствами программы трехмерного
моделирования. а с помощью знакогенератора или системы двумерной
графики. Программа грехмериого моделирования используется, если тн-
три являются трехмерными, или когда они представляют собой часть
анимированной среды.

Титры с именами исполнителей и создателей почти всегда состоят из
двумерных буки I (ногла (х-нонныс нз них могут быть наложены на вступи-
тельную пос.1сдов:пелынкт1>. но большинство появляются в конце анима-
ШП1 и виде прокручиваемою текста. (О том, как лучше называть участии-
к»в проекта в тиграх, говорилось в главе 2. в параграфе «Творческие и про-
киодпвеш1Ые qiyiniu»).

При лазание размещения текста и графики на экране важно обеспечить
их читаемость, а также проследить, чтобы они нс оказались обрезаны
вследствие слишком близкого расположения к краям кадра. Полевые на-
правляющие представляют собой концентрические четырехугольники,
шпфые можно использовать для топ», чтобы задать точное положение
текста и графики в кадре (рис. 7.2.2). Зона сохранности титров в полевых
направляющих позволяет прсдотврапггь такое размещение титров и гра-
фики. при котором они могут очутиться за пределами кадра из-за неболь-
ших различий к вертикальном и горизонтальном положении изображения,
существующих в разных телевизорах и проекторах.

10 5.6b. Обратите внимание

на резкое различие
индивидуальности между
сварливыми маленькими
персонажами и здоровенным,
ио приветливым чужаком. Силуэты
тоже сильно контрастируют
(Про rmuwK.

С1 Pixar /Viinution Studios).

10.5.	Разработка персонажей

Большая часть сюжета в анимационном фильме излагается посредством
действии персонажей. Именно поэтому стадия разработки персонажей
требует значительных усилии и времени. При разработке облика персона-
жа для компьютерной анимации необходимо учитывать тип проекта, для
которого предназначается этот персонаж. В этой книге вы найдете множе-
ство врпмеров персонажен мультфильмов; один из них достаточно стплн-
ювмгы. другие очень реалистичны. -Мультяшные» персонажи обычно
Внешняя форЛ'Л

Массивная, однородная,
даже скучноватая

Силуэт

Мало деталей, конечности
невыразительные
внутренняя структура

Ограниченная подвижность
сочленений

Выражения лица

Никаких; только пустой взгляд
Позы тела

Монотонные

Координация и ритм
Медленные, неритмичные,
сбивчивые

Внешняя форма
Хорошо проработана,
много форм

Силуэт

Привлекательный;
длинные конечности

Внутренняя структура
Очень подвижная;
много движений

Выражения лица

Разные, многочисленные,
определенные

Позы тела

Широкий спектр; своеобразные,
скульптурные

Координация и ритм
Активные, ритмичные,
грациозные

Внешняя форма

Простая, но не однообразная

Силуэт

Симпатичный, «мультяшный»

Внутренняя структура

Очень мобильная,

почти гуттаперчевая

Выражения лица

Ограничиваются выражением

глаз; выразительные

Позы тела

Выразительные.

но репертуар невелик

Координация и ритм

Быстрые, опережают ритм

п|Ч‘Лстак.1Я1пт собой карикатуры на кого-нибудь и особенно хороши для
комедий.

Стилизованных персонажей можно видеть в драматических и лиричес-
ких работах, а реалистичные персонажи хорошо подходят для создания
виртуальных актеров.

Прорисовки образов персонажен П|)елставляют собой рисунки, ис-
пользующиеся лля определения основных эмоций и реакций персона-
жей в виде положений тела и выражении лиц. Прорисовки образов пер-
сонажен также используются в качестве шаблонов всеми специалиста-
ми. занятыми в разработке персонажей, которая включает как рисоиа-
нпс, так и по< T|xieiniu моделей. Однако перед тем, как будут выполне-
ны окончательные п|юрисовки образов персонажей, иногда бывает не-
обходимо выполнить сотни набросков и эскизов и на бумаге, и в про-
стом материале, использующемся для моделирования, например в гли-
не (рис. 2.4.5 2.4.6. а также рисованные вручную персонажи Харальда
Опперманна). Не мсисе важны и пространственные прорисовки персо-
нажей. представляющие основные характеристики персонажа с разных
точек зрения (рис. 10.5.1). Прорисовки обозов персонажей обычно ото-
бражают два разных аспекта персонажа: его анатомию и его .'шчногти
В традиционной анимации анатомия персонажа связана главным обра-
зом с тем. как он выглядит. Но в трехмерной компьютерной анимации
анатомия персонажа связана как с его внешней <|юрмой. гак н с его
внугрсн г гей стру кту рой.

Внешняя форма и силуэт персонажа

Внешняя форма трехмерного персонажа оп|К,деляег то. как он выгля-
дит, то есть <чо визуальный облик. Часто <|юрма персонажа многое опре-
деляет в его пнлнвилуалы1ост1г и том. как он движется. Представьте, на-
пример, как отличаются движения, подразумеваемые толстой н тяжелой
г|юрмой тела с маленькой круглой головой, от движений, подсказывае-
мых длинной и худой формой тела с большой кубической головой. И ли
вообразите отличие и1Ш>1ПН4уалы1ости, выражаемой персонажем с изящ-
ным телосложением. содержащим большое количество мягко изогнутых
областей, грациозно слипающихся друг с другом, от рассогласованного
персонажа со сгорбленной фигурой, покрытой неравномерно распреде-
ленными острыми шшкюбразнымн формами. Разумеется, внешностьбы-
вает обманчива, а личность персонажа и его движения определяются нс
одной лишь формой. Однако следует иметь в виду, что существенная до-
ля кастинга (то есть распределения драматических ролей ио акгерам)от-
части определяется желаемой внсипгостью персонажа, которой» нужно
сыгщгть (рис. Ю.5.2 10.5.4).

Анимированные персонажи, так же как люди, животные, растения и ми-
нералы, бывают любых <|юрм. Одним из наиболее увлекательных аспектов
создания компьютерной анимации является разработка формы персона-
жей. Разработка персонажа. как правило, начинается с выполнения эски-
зов на бумаге; она должна учитывать технологию производства, которая
будет использоваться для анимации этого персонажа. Скажем. компьютер-
пая анимация, разрабатываемая с помощью ограниченных вычислитель-
пых ресурсов, может хорошо работать с персонажами, обладающими про-
стой формой, тогда как проект, разрабатываемый с применением нсицп-
инченных вычислнте.11>ных ресурсов, позволяет использовать «человеко-
подобных* персонажей.

290

( )( IВ НИ ПИК 1« >1IIIEJIIU III Al 1ИМ мши
При разработке персонажей также прини-
мается во ипнманнс nin излагаемой истории,
а также тип содержащихся в ней эмоций. На-
пример. персонажи могут быть карикатурны-
ми или реалистичными отображениями чело-
веческих существ: каждый из этих подходов
приведет к тому, что история будет рассказа-
на несколько иначе, а требования к анимации
тоже будут разными.

Персонажи могут состоять из стилизован-
ных форм < шарнирными сочленениями или
бить покрыты СПЛОШНЫМ кожным покро-
вом. Разрабатывая персонаж, следует учиты-
вать имеющиеся средства .моделирования,
позволяющие выполнил, работу, а также ог-
раничения по времени и все последствия
.ня стадии визуализации и анимации, вы-
званные iiciiojKioiuiHiieM простых или слож-
ных моделей. Иногда бывает полезно сде-
лать наброски персонажа в глине пли плас-
тилине. Трехмерные глиняные модели до-
полняют прорисовки персонажа и позволя-
ют лучше видеть общее затенение, мимику
н жесты ticpeoiia&cii.

Форма пе|юонажа может был. использова-
на для акцентирования какого-то аспекта его
hhiiotoi Например, большой трясущийся
нос может подчеркнуть глуноггь персонажа,
чересчур ллинный хвост может быть причи-
ной неуклюжести. а тонкая талия создает ощу-
щение грациозности и резвости. Однако во
всех случаях личность персонажа выражается
соотношением между всеми частями пс|х*она-
жз. а по щххто какой-то одной формой. При
рвработке персонажа также важно продумы-
вать не только его собственную ||юрму. но и
форму ен> одежды. I Iomiihtc о том. что реали-
стичная анимация одежды может потребовать
||рн.\нчкчп1Я сложных методов анимации.

Силуэт персонажа помогает определил.

сп> индивидуальность в силу присущих формам визуальных характерис-
тик. Формы, включающие большое количество контрастов, обычно явля-
ются более выразительными, чем формы, лишенные контрастов: в по-
следнем случае персонаж может даже приобрести некий палет статично-
сти, Хрупкие <|юрмы могут перелапан, хрупкую индивидуальность или
раскрывать контраст между хрупким обликом и сильной натурой. Тяже-
лые внушительные <|юрмы могут подчеркнуть грубого. персонажа или

10 5 7 Различия индивидуальностей
этих идущих по дороге персонажей
выражаются в их движениях
и осанке, кроме того.

они перечислены
на противоположной
странице.

усилить контраст между громадным голом и нежной душой.

Внутренняя структура персонажа

Поскольку движение является фундаментальным ллемешом аннмацнн.
внутренняя структура трехмерного персонажа имеет важнейшее значе-
10.58. Все эти персонажи
нз телесериала Пергм/румн
{также на противоположно»!
странице) обладают четкими
формами тел, силуэтами,
мимикой и телесными позами,
которые наделяют их выраженной
индивидуальностью Можете ли
вы описать каждую из их
характеристик? (ReBoot 
и © 1997 Mainframe Entertainment,
Inc. Все права защищены).

пне в компьютерной анимации, ибо определяет то. как этот персонаж
двигается.

Структура i|K‘XMcpnoio персонажа часто ои|Ч'леляется его иерархиче-
ским скелетоном и функциями ин» сочленений (суставов). Это удобно,
так как большинство трехмерных компьютерных систем анимации оГхт-
испивает целый ряд методов манипулирования скелетонами н сочлене-
ниями, как если бы существовали двигающие их мускулы. Скелетон и
сочленения трехмерного персонажа подобны каркасу и сочленениям ма-
рионетки: они определяют, как он может двигаться. Кукловод анимиру-
ет марионетку, дергая за веревочки. Компьютерный аниматор оживляет
персонажи путем манипулирования данными и применения функций и
преобразовании к скелетону п сочленениям. Иерархические скелетоны
более подробно описываются в главах 5 н II, включая рис. 5.7.1 5.7.5
н 11.5.1 1153

Сложность скелетона и сочленений персонажа определяет координа-
цию его движений во времени (рис. 10.5.5). Скелетон, имеющий нрехтую
структуру, обычно лает простые движения, тогда как комплексные скеле-
тоны могут обеспечивать сложные движения. Например, персонаж, кото-
рый может двигать плечами независимо от нижней части торса, способен
выполнять более сложные и выразительные движения, чем персонаж, у ко-
торого плечи н нижняя часть горса двигаются только совместно. Анало-
гично. движения, анимируемые с помощью набора сочленений, обладаю-
щих малыми о| раниченнямп по вращению, могут быть более убедитель-
ными. чем движения, создаваемые сочленениями с очень oipanimeiiiiUMit
углами в|мщсння.
Индивидуальность персонажа

Как правило. зрительской аудитории легче следить за сю-
жетной линией, если iiiiaiiiiiuyaibiiocTii персонажей
разработаны ярко и последовательно.

Зритель узнает пе|Х'онажа не только посредством произ-
носимого им диалога, но и благодаря позам его тела, выраже-
ниям лица, жестам рук и ритму походки (рис. 10.5.6). Обычно

легче идентифицировать себя со знакомым персонажем, так как
мы можем представить себе, о чем думает персонаж, и предсказать
действие. Индивидуальность анимированного персонажа определя-
ется также множеством тонких визуальных хтементон например, его
внутренней структурой. (|юрмон и силуэтом. выражениями липа, коор-
динацией но времени и манерой движения (рис. 10.5.7). Как упоминалось
и предыдущих главах, скелетон анимированного на компьютере персонажа
позволяет определить то. как движется персонаж. и. соответственно, ока-
зывает влияние на его индивидуальность. Точно так же силуэт персонажа
ассоциируется со свойстнами форм, встречающихся в реальном мире.
Ряс. 10.5.8 10.5.16 иллюстрируют разные типы персонажен, обладающих
|кши*1ным|| индивидуальностями.

Выражения лица (мимика) часто многое говорят олпчпостн персонажа
к испытываемых им чувствах.

Прорисовки образа персонажей включают ключевые выражения лица,
определяющие индивидуальность персонажа, однако часто бывает необхо-
димо |ku|kknnan.сотни ключевых выражений лица, которые придают пер
соиажу его индивидуальность и которые также будут использоваться в ка-
10.5.9 Зловещий доктор избавляется
от вирусов, заполонивших его
лабораторию Обратите внимание

чсстве ключевых кадров. г>ги выражения лица .можно сох|кшяп> в виде
библиотеки .мимики и попользовать по ходу анимации. Часть исследова-
тельской работы, необходимой для создания этих выражений липа, состо-
ит в наблюдении и зарисовке мимики окружающих, а также в грнмаеннча-
ньп перед зеркалом и зарисовке iltii моле.1И|ювани|| получившихся выра-
жений лица.

Координация персонажа по времени очень важна для выявления сто
индивидуальности н эмоционального состояния. Такая координация
подставляет собой заданно времени, которое нужно персонажу для вы-
полнения действия или реагирования па •гго-либо, н включает темп и
ритм. Темп движения может быть |хиным но скорости, и такие изменения
скорости движения персонажа могут быть очень выразительными. На-
пример. медленный темп может выражать серьезность, усталость, осто-
рожность или интимность. Текучий темп может передавать доверие, лн-
гантность iltii умеренность. Живой теми может являться свидетельством
счастья или нервозности.

на го, как освещение усиливает
жутковатый характер момента
(<• Jim Ludtkc).

Параметры скорости персонажа основаны на сю скелетоне, но также
связаны сего формой. Скорость движения может быть постоянной, изме-
няться медленно или изменяться очень быстро. Дружелюбный и заслужи-

ваюншй доверия персонаж может двигаться с постоянной скоростью, тог-
да как движения коварного и злобного персонажа могут отличаться пере-
падами скорости. Скорость анимированных объектов и персонажен может

также ипюлкюваты'я для передачи их веса, массы и силы. Быгт|х» движу-

щийся объект выглядит легким, только если способен остановиться срав-
нительно быстро. Быстро движущийся объект. которому нужно много вре-
мени, чтобы остановиться, предполагает наличие значительной iiiicpniiii и.
соответственно, больших массы и веса. С корить анимирован-
ных объектов может быть хорошим индикатором количества
сжатия и растяжения, которого можно ожидать, если (когда)
объект наткнется на какой-нибудь другой объект в сцене и от-
скочит от него.

Ритм движения персонажа представляет собой повторение пли во-

зобновление движений, выполняемых персонажем. Ритм движений
персонажа может быть плавным пли ломаным, равномерным или нерав-
номерным. Ритм движения может но-|шному сочетать длинные движе-
ния с короткими, а сильные со слабыми. Представьте себе различия в ин-
дивилуалы1огн1 персонажей, |||юяв.1якнциеся в ха|К1КГгристмкс piiiMa
их холы'>ы по дороге. Первый пе|Х'опаж на рис, 10.5.7, пьяная свинья,
едва отрывает от земли ноги и прижимает руки к корпусу; его шея вы-
тянута вперед, а глаза смотрят вниз. Результнруми1Кч*лнпжи1ие. а так-
же индивидуальность, довольно скучны и одшюбрэзны. Второй персо-
наж. самоуверенная девица обладает очень uiepniMiioii походкой. Гато-
ва поднята высоко, на лице сияющая улыбка. При каждом шаге плечи

перемещаются вперед и назад. повторяя движение прати|юпа1ожной ноги.

10.5.10 Драшжчнк S/it/m
Пн- Пгчципп’- храбрый герой,
сочетающий большую голову
младенца с острыми копями
страшного врага Он был создан
с использованием 352 полигонов
и 230 вершин для игры о реальном
времени. (С разрешения Universal
Interactive Studios. Inc.

и Insomniac Games).

ненапряженная талия слегка ново)К1Ч1шастся пз стороны в сторону, а руки
свободно покачиваются в та кт ходьбе. как и плечи. Движение второго персо-
наж;! говорит само за себя, п личность кажется исполненной живости н yix-
peiinocni. Т|хтнй персонаж, параноик, прихрамывает при ходьбе, передви-
гаясь ко|м>1 кимп. напряженными шажками.

Через каждые три-четыре шага персонаж останавливается, нервно
крутит головой из сто|)апы в сторону и оглядывается, совершая быст-
рые движения глазами. Его руки прижаты к груди, так что он как бы
защищается.
Игра, выражение эмоций
и мыслительный процесс

Сюжетная линия определяет вес события и ком ньютермов анимации,
но игра персонажей это то. что позволяет пс|И'дават1. их мысли н
>.\нщ|1Н. Эмоции, выражаемые персонажем, помогают определит!, на-
строение истории. Эмоции сильное средство, позволяющее пг|И'да-
вать гонкие моменты сюжета или усиливать некоторые особенности
персонажа. Помимо того, что персонажи испытывают эмоции, скры-
вают их или выражают. они думают на протяжении всего сюжета.
.Мыслительный процесс ис|м'онажен обеспечивает понимание и мно-
жество догадок. касающихся их участи п возможного развития собы-
тий. Одна нз причин, ио которым зрительская аудитория следит за
развитием сюжета. состоит в том. что зритель сопе|>ежннаст персона-
жу (iliii пдентифпцнрует себя с ним) или предвкушает развитие со-
бытий. Эмоции, мысли и наме|мчп1Я персонажен представляют собой
превосходный способ добиться зритсльскот сопереживания и пред-
вкушения (рис. 10.5.1 10.5.16).

Движения и действия и анимации по ключевым кадрам часто создаются
в nine серии низ и жестов. которые будут псполыоваты я в качестве клю-
чевых кадров для создания движения. При вырабглке ключевых поз важ-
но иметь в пилу, что назначением позы является выражение эмоции и иг-
ра. а не просто красота позы сама по себе. При создании ключевых низ
нельзя ппюлыовать и* же Kpirrepiin. которыми мы руководствуемся, ска-
жем. при ro.i,Taiinii скульптуры.

Скульптуры создаются с учетом того, что па них будут смотреть г
различных точек и течение долгого периода времени. Скульптуры щи*-
таоряют время н эмоции в неподвижную позу, которую мы можем со-

то 5.11 Этот момент

из мультфильма Лгчтнтмый нг/ини)
иллюстрирует то. ках приостановка
движения позволяет зрительской
аудитории сосредоточиться на том,
что только что случилось, и подумать
о том. что вот-вот произойдет
Обратите внимание на то.

что система обратной кинематики
ленивца позволяет ему очень сильно
откинуться назад.

(Ледниковый период

I 200? Twentieth Century Fox.

Все права защищены)

(>( HOlllll.lEKollHHIHHII MIIIMUUIII

295
10.5.12. Выражение лица Шрека
и замерший жест руки показывают,
что он думает о том,
что собирается сказать.

(5/гпЧ-’" и « 2001 DreamWorks L.L.C.)

зерцать. В анимации же ключевые позы непостоянны, так как являют-
ся всего лишь моментами и непрерывном потоке действия. При вира-
Гил ке ключевых поз для анимации по ключевым кадрам важно обра-
щать внимание не только на визуальную организацию позы, но и на
мысль или эмоцию, которые должны выражаться посредством движе-
ний. В компьютерных анимациях. основанных на «мультяшных- пер-
сонажах. для усиления выразительности часто используются утриро-
ванные жесты.

При подготовке ключевых кадров полезно учитывать визуальный ряд
действия. Визуальным ряд действия определяет положение и последова-
тельность движении в сцене, которые будут направлять внимание зритель-
ской аудитории к различным частям изображения.

10.6.	Форматы анимационных файлов

Трехмерные компьютерные анимации можно после визуализации сохра-
нять в нескольких форматах файлов. Эти выходные форматы файлов по-
д|мюш> описаны в главе 15 и включают QuickTime. MPEG и AVI. Однако
до выполнения визуализации анимации обычно существуют в собствен-
ных форматах, которые |Х1снознаются только тем программным приложе-
нием. в котором опн были созданы.

Большинство процтамм компьютерной анимации позволяет сохра-
нять параметры анимации и данные в виде автономных файлов дан-
ных. нс зависящих от файлов, содержащих шффмацию моделирова-
ния и рендеринга. Однако, в отличие от многих программ моделпрова*
ння и визуалнзацпи. позволяющих
сохранять данные как в собственных,
так и в переносимых <|х>рматах <|кш-
лов. большинство программ анима-
ции сохраняет анимационные данные
только в собственных форматах, ко-
торые не совместимы с другими про-
граммами. Исключением из этого
правила является формат обмена
файлов FBX. Разработанный компа-
нией Kaydara формат 1-ВХ является
широко поддерживаемым форматом
загрузки и обмена трехмерными дан-
ными и медийными ресурсами раз-
личного происхождения. Переведен-
ные в значения кчюрдппат XYZ дан-
ные движения, захваченные с помо-
щью оптической системы, могут быть
сохранены в ряде форматов, включая
Acclaim (АМС и ASF) и Biovision

(BVA и BVH). Эти <|юрматы используются для данных постобработки
после их применения к скелетону. Данные формата Acclaim сохрапяют-
ся в двух типах <|>айлов: АМС движения скелетона, и ASF HCjxip-
хня скелетона. Формат BVA предусматривает девять каналов позици-
оннмх данных с переводом в координаты XYZ. значения вращения и
масштабирования. Формат ВУН позволяет сохранят», иерархию и на-

10.5.13. Нетерпеливое выражение
лица и угрожающие жесты Лорда
Фаркуада нс оставляют сомнений
в его намерениях. IShrrV"

и С 2001 DreamWorks L.L.C.)

чальную позу скелетона, а также данные движения.

10.7.	Подготовка

Во всех компьютерных анимациях стадия подготовки производства
имеет огромное значение для успеха конечного продукта, так как такие
проекты являются коллективными и требуют тщательной» планирова-
ния. Эго особенно актуально для компьютерных анимаций, характери-
зующихся очень сжатыми сроками или выполняемых разными компа-
лиями или разными группами внутри одной и тон же компании. От-
сутствие хорошего планирования анимационного проекта пли невы-
полнение графика производства часто приводит к серьезным отрица-
тельным последствиям для бюджета производства и репутации задей-
ствованных в нем лиц.

Проверяйте трехмерные модели
и двигательную оснастку

Успех проекта компьютерной анимации в значительной мере зависит от
Того, насколько хорошо шх-гроспы трехмерные модели и анимационная
оснастка. Уделите время тому, чтобы ознакомиться с ними, и щюверьтс,
выполняют ли они тс функции, для которых предназначены; если ист. оп-
тимизируйте их. Это поможет избежать многочисленных проблем па бо-
лее поздней стадии и процессе анимации.

Ознакомление с моделью и двигательной оснасткой может быть излиш-
ним, если вы сами создавали их или уже тестировали, но если вы работае-
те г моделями и оснастками. построенными кем-то еще (а это часто случа-

10.5.14. Персонажи замерли при
приостановке движения, чтобы
поразмыслить о том, что только
ЧТО случилось. (ГиТГЛЫМТ

«О 2002 Sony Pictures Imageworks Inc.
Все права защищены).

Oil IOBI1Ы E K< >111 ГН IЦ1111 Al 111 MAI I i 111
ПОЗА 1	ПОЗА?

10.5.15а. Передний и боковой виды
цикла ходьбы. Обратите внимание
иа то, как бедро поворачивается
по всем осям, и как оно связано
со ступнями. Бедро поднимается
выше со стороны идущей ноги,
перемещается вперед, когда стопа
касается земли, и вниз и вбок сразу
после этого. (С разрешения Кайла
Балды. Модель выполнена Чарльюм
Бейрнартом)

пся в коммерческом п|юп:шодгтве). то н|)сжлс. чем начинать анимации
моделей, выделите время. чтобы их н|Ю1и.'рнть самостоятельно или. если
возможно. совместно с их создателем. Средн аспектов, которые следует
проверить, иерархическая структура всех частей модели, их общее труп-
и И|х>ва11ие и центры вращения.

Проверьте файлы предпочтений
(настройки по умолчанию)

Настройки. содержащиеся к (|зайле прсдпо*тч1Ип или диалоговом окне,
важны, поскольку прямо и косвенно определяют результаты многих one-
раций, функций и работы Н11струментон в н|м>г|хтммах трехмерной анима-
ции. Примерами некоторых таких паст|юск являются скорость анимации
в кадрах и секунду. ||юрмат неподвижного н:юб|К1ЖС11Ия. а также возмож-
нот,.загрузки внешних файлов таких, как карты текстур или спецналн*
лпрованпые процедуры. - которые могут повлиять на окончательный об-
лик анимационного проекта.

Делайте динамические тесты

Одно из П|мч1мущссти выполнения анимации па компьютере состоит в том,
то мы можем 11|мк*матрнвагь движение ио мере ст разработки, Возмож-
ность создавать динамические пробы (тесты) в каркасном режиме пли с по-
мощью нропых приемов затенения в низком разрешении даст бесценную
||||<|х1рмаци|о при |ХК1работкс сложных шк’ледонатлыкхтей движения.
Каркасные динамические тесты удобны, в основном, для проверки поста
новкп сиены и временной координации движений. Динамические тесты с
жпенеиием в низком разрешении чаги» требуются, юида мы хотим прове-
рить, например, ;м|к|к'кты света и гони на моделях в процессе их движения.

11ри перемещении источников света па некоторых объектах часто появ-
ляются нежелательные тени с резкими краями, тогда как другие объекты
мопт выглядеть слишком яркими или засвеченными. Почти все компыо-
терние программы анимации обеспечивают возможность просмотра в |>е-
жиметипа показа слайдов («анимационные книжки» движения), которые
можно «проигрывать» на мониторе компьютер. Если такой возможности
пет. динамические тесты записываются на видеоленту и наигрываются на
видеоплейере.

Существует много подходов к проверке разных аспектов или частей
движения. Некоторые удобны для П|кк-мот|К1 сиен со многими объекта*
ми. другие для сцен с комплексным движением. Олин из приемов
проверки скорости движения состоит в аннмацнн объектов в сцене в
пиле ограничивающих прямоугольников. Можно также визуализировать
некоторые объекты полностью, а остальные в виде ограничивающих
прямоугольников. Еще один способ выделить движение одною пли
двух объектов в «густонаселенной» сцене отключить (или сделать не-
видимыми) все остальные объекты в сцене. Можно также внзуализи|)О-
кт. в каркасном виде второстепенные объекты в сцене, используя
пунктирные линии пли линии другого цвета, чем у основных объектов.
Третий прием, удобный для детального анализирования динамики объ-
ектов, состоит в «проигрывании» последовательности изображений
(«анимационной книжки») в замедленном вос|||Юизведс1Н1Н. Этот спо-
соб часто помогает выявить мелкие ошибки например, го. что мелкие
объекты вроде пальцев, которые должны лишаться и пределах иерар-
хии. почему-либо не движутся, пли отыскать мелкие объекты, кото-
рые сталкиваются друг с другом.

Набрасывание анимации

Выполнение наброска движения обычно является первым шагом в анима-
ции по ключевым кадрам. Основная задачи на этой стадии определить
нее основные моменты в сиене, известные также как сюжетные такты, не
отвлекаясь при этом налетали или второстепенное движение.

Один пз раси|хк-г|>аненых способов пабрасываеппя аннмацнн начи-
нать г бедер, позволяя нм перемещать большую часть веса персонажа. 11е-

10.5.15b (вверху в на предыдущей
странице) Две основные позы Гатти,
сержанта из игры Methtluf Пчми-.
атака в положении стоя с пистолетом
наперевес и цикл пробежки
длительностью 20-30 кадров.
Анимационная оснастка этого
персонажа показана на рис 5.7.3.
(I 1999 Electronic Arts Inc.

Все права защищены).
10 5.16 В этой сцене и? Попой
машины Майка налицо резкое
несооветствие между героями
Майк в восторге от новой машины и
не подозревает о неприятностях,
которые вот-вот возникнут
по его вине, а Салли испытывает
неудобства и вовсе не получает
удовольствия от «знаменательного»
события (ir« Disney Enterprises.
Inc./Pixar Aiimabon Studios).

ремещепне бедер вверх. вниз и в сто)юны, а также наклоны и изгибы по
трем осям тоже помогают охарактеризовать сущеспм-нную часть инлипн-
дуальности персонажа (рис. 10.5.15). Набросав положения бедер, можно
пе|Х'йтн к основным движениям плеч и предплечий, рук. направлению ди-
на. а также анимации глаз, век и бровей.

Почаще сохраняйте свою работу

(’ох|мнян ге спою |>аботу часто каждые 15 минут нли окото того, а также
периодически создавайте резервные копни важных файлов данных.

На протиоолиложной странице

2002 Midway Games West. Inc.).

SOD

< )<111>1И1Ы* KOIIHHtlllin АНИМАЦИИ
Г.1ШЛ 10	Завершенно истории	Перекрывающееся	Замедленное начато
	События	действие	и замедленное
Основные	Утрированные жесты	Перекрывающееся	за вершение
термины	Утрирование	движение	Профессиональный
	Внешняя форма	11 рограммы двумерной	рисунок
24 кадра	трехмерного	графики	П|мк|юссноналы«м.*
30 кадров	персонажа	11араллелы<ое действие	моделирование
Форматы Acclaim ЛМС,	Выражения лица	Карандашный тест	Скорость
ASF	11скусственная задержка	Перформанс-анимация	Сжатие в растяжение
Акт	Формат файлов FBX	Точки фабулы	11 остановка
Игра	Нолевые направляющие	Действие «от позы	Автономный
Обгонять сюжет	Поток событий	к позе»	Неподвижный кадр
Анатомия	Блок-схемы	Презентационная	1 (окадровая анимация
Аипматроинка	Сквозное действие	раскадровка	Истории
Предвкушен нс	Передний план	Основное движение	Сюжетные такты
Дуга	Прямая кинематика	Процедурное движение	Раскадровка
Внимание аудитории	Кадр	Производственная	11спрерывная фазовка
Задний план	Кадры в секунду	раскадровка	Структура
Начато истории	Анимация, рисованная	Технология	Стилизованные
Отставать от сюжета	вручную	производства	персонажи
Форматы Biovision	Уровень иерархии	Кукольный театр	Сюжет сценария
В\Л BVU	Гибридная структура	Скорость отображения	Темп
Ветвление	Реализация движений	Прочнты ваемоегь	М ысл । пел ьн ы й 11 роцесс
• Мультяшные*	Промежуточный	движения	Координация
персонажи	Фазовка	Реалистичные	по в|и*мени
Кастинг	Контуровка и затнвка	персонажи	Координация персонажа
Це.иулопдная	Целевая аудитория	Ритм	Координация действия
анимация	Интерактивный проект	Прокручиваемые титры	Зона сохранности
1le.xiy.wi । д 11 ые л ист ы	Интерактивность	Движение на основе	титров
Анимация персонажа	Внутренняя структура	правил	Переход
Привлекательность	трехмерного	Время прогона	Перевод в движущиеся
персонажа	персонажа	Сцена	1г.юбражеиня
Разработка персонажа	Интерполяция	1 io.Mep сиены	Разработка сюжета
Знакогенератор	Прерванное действие	и фрагмента	Двенадцать принципов
Прорисовки образа	Обратная кпнемап(ка	Сценарий	анимации
персонажа	Сочленения	Программы па языке	Тестирование
Пространственные	Ключевые позы	макрокоманд	пользователями
прорисовки	Создание ключевых	Второстепенное	Анимация
Подчищенные чертежи	кадров	действие	спецэффектов
Комплексное движение	Ключевые кадры	Второстепенное	Визуальная
Концептуальная	Слои движения	движение	интерпретация
раскадровка	Линейный	11оследовател ьность	Визуальный ряд
Диалог	Ручная организация	11оследоватслы1ость	действия
Цифровые резервные	Середина истории	неподвижных	Письменная
копии	Монтаж	изображении	информация
Размеры	Захват движения	Фазовка через два кадра	
Рисунки	Методы управления	Фрш мент	
Анимация эффектов	движением	11омср фрагмента	
Фактическая	Динамика движения	Силуэт	
продолжительность	Приостановка движения	Простое движение	С V
Эмоции	Нелинейность	Скелетон	

(>< ।к>in11.1к koiiцн11и111 мiим\in11!

301

ГЛАВА I I

Основные методы
компьютерной анимации

Краткое содержание

В ДАННОЙ ГЛАВЕ СОДЕРЖИТСЯ ОБЗОР ПРИНЦИПОВ ИНТЕРПОЛЯ-
ЦИИ ключевых кадров, используемых для анимации положения, ориента-
ции формы и атрибутов трехмерных персонажей. Кроме того, рассмагрн-
гается ряд методов трехмерно»! компьютерной анимации, основанных на
интерполяции ключевых кадров. Среди этих методов пространственная
анимация моделей, камер и источников света с использованием ninqiaK-
ппиняо размещения ключевых кадров и прямом кинематики', анимация
формы трехмерных моделей с помощью деформации решетками или при-
емов морфинга, а также интерполяция атрибутов таких, как характерис-
тики поверхностей моделей, глубина резкости камер и цвет источников
света. Глава завершается обзором иерархической аннмацнн и рштиига. а
также интеграции двумерной и трехмерной компьютерной анимации.

11.1.	Принципы интерполяции ключевых кадров

Метод интерполяции ключевых кадров используется в компьютерной
анимации для создания шк'лсдоватслыюстсн неподвижных кадров. Этот
метод компьютерной анимации предусматривает вычисление промежу-
точных кадров (фазовку) посредством усреднения информации и ключе-
вых поз, содержащихся в ключевых кадрах (рис. 11.1.1). Методы интерпо-
ляции можно использовать для вычисления положения объектов в прост-
ранстве. а также их формы и других атрибутов. Интерполяция ключевых
кадров обеспечивает столько промежуточных кадров, сколько нужно, в за-
висимости от длины последовательности, для которой производится «|й-
эмка, однако разрядка п|юмсжуточных кадров зависит от выбритого ти-
па интерполяции. Наиболее распространенными типами интерполяции
являются линейная интерполяция и криволинейная интерполяция.

Ключевой кадр определяется своим индивидуальным моментом на
таймлайне анимации, а также всеми относявшмнся к этому кадру параме-
трами или атрибутами. Такими параметрами яавляются, например, поло-
жение объекта в пространстве, его «форма и характеристики его поверхно-
сти (рнс. 11.1.2). Интерполяции представляют собой простое, но мощное
средство выражать и контролировать отношение между временем, прохо-
дящим от одного ключевого кадра до другого, и количеством изменений
параметров или атрибутов.

Скорость или частота изменений определяется количеством времени,
необходимым для того, чтобы перейти с одного ключевого кадра на другой,
и количеством изменений анимационных параметров.

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Принципы интерполяции
ключевых кадров...........303

Анимация модели ........... 306

Анимация камеры ........... 313

Анимация света..............317

Иерархическая анимация ..	321

Интеграция дву- и трехмерной
анимации..................324

Подготовка..................326

Основные термины........... 329

11.1.1. (На противоположной
странице) Этот 18-кадровый
анимационный цикл отображает
модель 8 реальном времени из игры
Spym the Пг/щоп* дракончик
готовится изрыгнуть пламя, изрыгает
его и возвращается в спокойное
положение Аниматоры задали
ключевые кадры с использованием
прямой кинематики, двигая
и поворачивая отдельные
сочленения. (Spyro the Dragon'"
С разрешения Universal Interactive
Studios, Inc и Insomniac Games).
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАДР

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАДР ,

11 1.2 Последовательность с тремя
ключевыми кадрами и двумя
интерполяциями: одна имеет более
высокую скорость, чел» другая

11нтерпаляци1! обычно выражаются в виде графиков, отображающих от-
ношение между временем и анимируемым параметром. Время обычно
представлено горизонтальной осью, а анимируемый параметр верти-
кальном. Крутизна Динин графика отображает скорость или частоту нзме-
нении. Горизонтальная линия (траектория), например, означает отсутст-
вие измеиеи)П1 (нулевую скорость), диагональная линия постоянные из-
менения. a криволинейная переменные изменения. Чем больше крутиз-
на ipauKTopiiii, тем больше скорость изменений (рис. 11.1.3). Графики ин-
терполяции генерируются большинством программ компьютерной анима-
ции автоматически, когда аниматор задает анимационные параметры для
одного пли нескольких объектов н сцене. Обычно эти графики можно ре-
дактировать в интерактивном режиме.

Линейная интерполяция

Линейная интерполяция представляет собой простейший п наиболее не-
посредственный метод компьютерной анимации для прхчета промежу-
точных кадров. Линейная интерполяция просто усредняет параметры
ключевых кадров и создает столько промежуточных кадров с одинаковы-
ми межкадровымн интервалами, сколько требуется. Однако при примене-
нии к мелким движениям метод линейной интерполянпн может дать меха-
нистичный результат, если не затратить довольно большие усилия па тон-
кую доводку этого результата (для чего требуются хорошие навыки в ани-
мации). Линейная 11нтерпо.'1яц||я основана на постоянных скоростях меж-
ду ключевыми кадрами, но вызывает резкие скачки скорости на тех к нож-
ных кадрах, где одна постоянная скорость заканчивается и начинается дру-
гая постоянная скорость. Постоянная скорость представлена на графике
прямыми линиями. Линейные интерполяции не обеспечивают мелких из-
менений скорости. так как промежуточные кадры создаются через равные
интервалы вдоль траектории (рис. 11.1.4).

Криволинейная интерполяция

Криволинейная интерполяция представляет собой более сложный метод
вычисления промежуточных кадров, чем линейная интерполяция. Криво-
линейная тперполяция усредняет параметры ключевых кадров. учитывая
изменения скорей* ги во времени, известные как ускорение Когда криво-
линейная интерполяция отображается в виде графика, ускорение изобра-
жается в виде кривой, поднимающейся вверх. Уменьшение скорости (за-
медление) отображается в виде кривой, опускающейся вниз (рис. I 1.1.5).
С<ютвстствеино, распределение промежуточных кадров по траектории за-
висит от увеличения нлн уменьшения ско|кк*ти изменений. Криволиней-
ная интерполяция может включать и постоянную скорость изменений, ко-
торая представлена прямыми линиями (рис. 11.1.4).

Работа с параметрическими кривыми

График, отображающий криволинейные интерполяции, называется также
параметрической кривой пли кривой функции. Как отмечалось ранее, па-
раметрические кривые автоматически генерируются большинством про-
грамм компьютерной анимации после гоп», как аниматор разместит объек-
ты в пространстве* и задаст их анимационные параморы для каждого клю-
чевого кадра. Работа с параметрическими кривыми обеспечивает анимато-
рам дополнительный способ регулирования анимации путем маинпулнро*
1И1ШЯ исключительно траекториямн. содержащимися на графиках. то есть
без необходимости изменять. скажем, положение объектов в трехмерном
пространстве. Работа с параметрическими кривыми широко используется
дтя редактирования и тонкой настройки мелких деталей анимационного
проекта.

Как упомиианкт» в главе 4. некоторыми из наиболее распространенных
типов кривых являются линейные сплайны, кардинальные сплайны.
Ь-сплайны и кривые Безье. Каждый пл этих типов кривых формируется оп-
ределенным образом с помощью контрольных точек пли контрольных вер-
шин Поэтому точная (|к»|>ма и возможности функциональных кривых зави-
сят оттппа используемой кривой (рис. 11.1.6), Например, линейный сплайн
соспшт нз последовательности прямых линий, соединяющих нее контроль-
ные точки. Анимация, генерируемая линейными сплайнами, основана па но-
пшпшой скорости между ключевыми кадрами и характеризуется резкими
кзмснсннямн скорости на тех ключевых кадрах. где встречаются две разные
постоянные скорости. Анимация, генерируемая кардинальными сплайнами,
сильно зависит от размещения ключевых кал|х>в на графике И1перноляцпн.
так как контрольные точки в кардинальном сплайне «вынуждают» кривую
проходить через них всех. Нлоикх- совмещение кардинальных кривых с
контрольными точками часто приводит к появлению неплавных замкнутых
кривых. что соответствует грубым переходам ннтерпатяпни. Анимация, со-
зданасмая с помощью Ь-снлайнов, обычно содержит очень плавные iitrrep-
пиля1ннн111ые переходы, гак как <|юрма кривой достаточно свободно управ-
ляется контрольными точками 6ei необходимости для кривой 11|юхолить че-
рез эти точки. Параметрические кривые, вычисляемые с помощьи» функций
кривых Белье, обеспечивают самое гибкое (и самое сложное) уп|кпыеине
траекторией, так как<|юрма кривой управляется положением как контроль-
ных. так н касательных точек. Кривые Белье обеспечивают создание гибких
кривых с широким спектром характеристик, которые часто преобразуются в
анщсщшо. Например, кривые Безье можно превратить в прямую линию
очень медленно и плавно пли же резко. Еще одно преимущество использо-
вания кривых Белье дтя оп|х'делсиия графиков интерполяции состоит в
том. что их крутизну можно IIвменять с помощью одних касательных точек,
избегая тем самым ввода дополнительных контрольных wick (ключевых
кадров) для формирования кривой и движения.

Параметрические кривые мсиут представлять линейную интерполяцию,
ускорение или замедление. Однако комплексные интерполяции. включаю-
щие все эти три типа интерполяции. называются функциями нелинейности
движения (ease functions). Такие комплексные интерполяции можно зада-
вать в интерактивном режиме, выбирая тип криволинейной функции, кото-
рую контрольные точки ключевых кадров на графике будут нсполкювать
для п|юсчиа интерполяции. Функции изменения скорости также можно
шфеделять. передвигая бегунок, соотвстггвующнй долям ускорения. линей-
ной части и замедления в данной функции (рис. 11.1.7). Функции измене-
ния скорости также можно задавать путем ввода числовых значений, диапа-
зон которых составляет от 0% до 100% или от нуля до единицы (рис. 11.1.8).

Интерполяция положения и ориентации

Методы интерполяции можно использовать для вычисления положения
и ориентации анимированных объектов в трехмерном пространстве. Это
относится не только к моделям в сцене, но и к камерам и источникам сне-

ВРЕМЯ

11.1.3. Крутизна траектории
интерполяции определяет
изменения скорости

или анимируемого параметра

ПЛЕМЯ

11.1.4. Г рафик линейной
интерполяции, в котором
о качестве параметров используются
расстояние и время. Диагональная
линия отображает скорость
11.1.5. Три графика криволинейной
интерполяции Обратите внимание
на то. как расстояние, проходимое
анимированной моделью
и определенное время, изменяется
в соответствии с крутизной кривой

та. Как упоминалось в главе 3. положение и ориентация объекта и трех-
.мерном пространстве могут быть изменены посредством изменения зна-
чении в матрице преобразований, которая управляет слингами (парал-
лельными переносами). вращениями и масштабированием, примененны-
ми к объекту в сцене. При использовании методов интерполяции ключе-
вых кал|юв значения в матрицах преобразований движущихся объектов
задаются по ключевым кадрам, а промежуточные кадры интерполируют-
ся. Большинство программ компьютерной аннмацнн предоставляет ани-
маторам возможности непосредственного редактирования матрицы прс-
образованнй объекта с помощью параметрических кривых.

Интерполяция формы

Методы интерполяции можно также использовать дтя аннмацнн формы
трехмерных моделей. Принцип, лежащий в основе анимации формы, со-
стоит в преобразовании одной ключевой формы в другую благодаря то-
му. тп» методы интерполяции просчитывают все промежуточные поло-
жения точек и линий, определяющих форму модели. Для создания изоб-
ражения. показанного па рнс. I I.2.G. использовалось несколько методов
интерполяции.

Интерполяция атрибутов

Атрибуты пли характеристики моделей, камер и источников света, не
включающие пространственное положение и форму. также могут быть
анимированы с помощью методов интерполяции. У трехмерных моделей
Часто анимируются поверхностные характеристики, например шит. гем -
тура пли прозрачность. Фокусное расстояние и глубина резкости две ча-
сто анимируемые характеристики камер. Что касается источников света,
обычно анимируются такие их атрибуты, как цвет, яркость, угол конуса п
значения затухания конуса. В следующих т|х*х параграфах этой главы рас-
сматривается ряд интерполяций атрибутов, а интерполяция текстуры нро-
пллюстрирована на рис. 11.2.9.

11.2.	Анимация модели

Методы интерполяции ключевых кад|мтв очень эффективны для анима-
ции положения. <|м»р.мы и атрибутов трехмерных моделей. Пространст-
венная анимация простых моделей может легко контролироваться с по-
мощью параметрических кривых или траекторий движения, помещен-
ных в трехмерную сцену. (Методы, использующиеся для анимации ие-
рархических моделей, рассматриваются далее в этой главе и в главе 12)
Анимация ||юрмы модели может (тсхитзовываться с помощью ряда ме-
тодов, включающих интерполяцию свободной формы, трехмерный
морфинг и внешние управляющие структуры такие, как решетки и
функции.

Наконец, впечатляющих результатов можно достичь, анимируя харак-
теристики поверхностей с помощью методов интерполяции.

Наиболее распространенный способ задания пространственной ани-
мации трехмерных моделей при использовании ключевых кадров состо-
in в интерактивном определении их положения и ориентации. Этот спо-
соб основан на определении ключевых кал|юв посредством помещения
моделей в трехмерное пространство и применении к ним геометрических
преобразований, доработке динамики с помощью функций нелинейнос-
ти движения и использовании программного инструмента, обеспечиваю-
щего создание п|юмежуточных кадров. По сути, такая методика лежит и
основе всякой анимации по ключевым кадрам как традиционной, так и
компьютерной.

Интерактивное задание ключевых кадров

Иигерактинное задание ключевых поз можно усовершенствовать, если
обеспечить аниматору возможность нидстъ свою работу на нескольких ка-
мерных видах одновременно, благодаря чему мелкие летали движения
можно рассматривать с разных точек зрения. Как упоминалось ранее, ин-
терактивное задание ключевых на» может выполняться либо перетаскива-
нием объектов и интерактивном режиме с помощью мыши, электронного
карандаша или шарового манипулятора, либо путем редактирования пара-
метрическнх кривых, как описывалось выше. В обоих случаях необходимо
прог матрпнать движение с целью убедиться, что задаваемые параметры
дают нужные результаты.

Прямая кинематика

Еще одни способ, который можно использовать для определения движе-
ния п(к |1слством ключевых поз (особенно в случае сочлененных фигур),
называется прямой кинематикой. Этот метод предусматривает опредсле-
вне движения и финального положения модели путем задания углов ее
сочленений (рис. 11.1.1 и 11.2.1). Это можно сделать, впечатывая число-
вые значения угла каждого сочленения непосредственно в соответствую-
щие поля диалогового окна, обеспечиваемого программным обеспечени-
ем (рис. 1.6.1). или используя периферию ввода вроде той. что показана
на рис. 11.2.2. Прямая кинематика простой метод, требующий больших
объемов ручного труда; его не следует путать с методом обратной кине-
матики, который рассматривается в главе 12. Прямая кинематика может
использоваться творчески в ситуациях, когда все углы сочленений изве-
стны заранее п многократно повторяются. Один из примеров такой ситу-
ации интерактивная программа вроде видеоигры, где положения пер-
сонажей конечны, многократно повторяются п заранее известны. При не-
пользовании прямой кинематики углы сочленений должны вводиться с
помощью уст|юйства, подобного арматуре, или с клавиатуры, а движения
должны быть таковы, чтобы углы было легко задавать или вычислять
прежде, чем эти движения будут совершены (рис. 11.2.2).

На рис. 11.2.3 показаны результаты использования компьютерной
программы, задачей который было создание интерактивных анимиро-
ванных 11с|>сонажей, которые должны танцевать с определенной >моцио-
нальной выразительностью, обладая при этом минимальным количест-
вом СОЧЛСНСННН.

В данном случае сочленения были универсальными по четыре на
каждую конечность и пи одному на талию, шею и голову. (Даже при
поль ограниченном количестве сочленений у показанной фигуры пре-
дусмотрены два отдельных сочленения на шее у основания и и
верхней части, так как положение головы очень важно для обеспече-
ния эмоциональной выразительности). Фигура управлялась сочетани-
ем вариантов прямой кинематики, выраженных в форме ключевых
действий, телесных ограничений и небольшого объема случайных по-

ВРЕМЯ

1116 Четыре типа функциональных
кривых с одной и той контрольной
оболочкой были наложены друг
на друга, чтобы продемонстрировать
разные результаты анимации

О 0. 100

О, ICO. 100

-100.-100,0

-100. 100, -100

11.1.7 Траектории движения можно
изменять (замедлять и ускорять)
с помощью бегунков, управляющих
натяжением, отклонением
и непрерывностью.

Эти функциональные кривые
иллюстрируют разнообразные
настройки.
11 1.8 Параметрические кривые
нелинейности движения, заданные
с разными значениями
нелинейности- 50% ускорения
и 50% замедления (А). 25%
ускорения. 25% линейности и 50%
замедления (В). 50% ускорения,
25% линейности

и 25% замедления (С).

мех. В этом примере действия задавались анимированному персонажу
заранее. а переходы между действиями регулировались гак. чтобы
движение вы глядело естественным. Задание корректных углов сочле-
нении до выполнения движении очень важно, поскольку основа инди-
видуальности персонаж:* и настроение танца и данном случае выража-
ются жестами («языком тела»).

Модель танцовщицы создавалась с использованием эллипсоидов. Oipa-
ннчения движения включают несколько простейших oqxiintncHiin для со-
членений. например, голова нс может понорачнватыя на .360 i-радусов.
Фигур.'* отходит от встречающихся на нуги препятспп|й.а • ведет* ее опор-
ная йена на уровне пола Заданные заднее действия такие, как танце-
вальные па, могут быть сохранены в форме таблицы диапазонов для каж-
дого сочленения. задействованного и этих движениях. Значения, исполь-
зующиеся для исполнительницы румбы, перечислены на рнс. 11.2.3.
Строчные буквы обозначают ряд функций, включая iviiepurop случайных
помех (и). применяемых к голове для имитации того, что псполнителыш-
на смотрит по гго|юпам во щм-мя таишь 11лечевые суставы у (рули (Rchcst
и Lchesi) управляются функциями по осям X и Z. результатом чего явля-
ются эллиптические движения плеч. Функция помех используется также
ДЛЯ придания сгоящгп Неподвижной фигуре танцовщицы некоторой дина-
мики и заметного перемещения ее нега вперед и назад н с одной стороны
па другую.

Траектории движения

11с11ольж1ванпе траекторий движения обеспечивает дополни тельный спо-
соб задания движения объектов в трехмерном п|юстрлнсгве. Этот способ
несколько напоминает работу с параметрическими кривыми, гак как гоже
задействует траектории». Однако настоящая траектория движения изобра-
жается в виде одной трассы в тртхмерном окружении, а не в виде несколь-
ких двумерных графиков интерполяции.

С траекториями трехмерного движения легко работать, поскольку они
позволяют аниматору очень быстро задавать движения, включающие
сдвиг и вращения. Работа с траекториями движения позволяет нам обду-
мывать движение, используя такие понятия, как «иди отсюда туда, а по-
том по этой т|кн ге*. Этот метод особенно удобен для точного задания
движений летящих или плывущих моделей, так как п те, и другие переме-
щаются по трехмерной траектории. Траектории движения также очень
удобны для определения движений летящих камер: их также можно ис-
пользовать для анимации объектов. которые передвигаются, сколия по
поверхшх'ти. Таковыми являются. например, парусные суда и лыжники
(рис. 11.2 1).

Траектории движения также полезны для набрасывания или очер-
чивания движения мобильных агрегатов. например велосипедов и
тракторов. а также существ, имеющих ноги, например людей пли му-
равьев.

В таких случаях траектории движения могут ||С1Н»льэоватъся .для опре-
деления основных движений моделей, а остальные движения мот добав-
ляться позже. Анимированное исключительное помощью траектории дви-
жения существо, имеющее ноги, будет, ско^мг всего, выглядеть напряжен-
но и неестественно. Дополнительные движения колес в транспортных
средствах или конечностей у существ с нотами могут в обоих случаях со-
здаваться посредством простого интерактивного размещения ключевых
кадров или же с помощью развитых методов анимации, например, обрат-
ной кинематики или динамики движения.

Анимация но траектории движения определяется в несколько эта-
нон и начинается с рисования кривой в трехмерном пространстве
(обычно с помощью инструмента моделирования кривых). Затем вы-
бирается анимируемая модель и привязывается к траектории. После
этого для кривой определяются параметры времени. Обычно это про-
изводится путем задания с клавиатуры значении кадров, в которых
начинается и заканчивается анимация по траектории. Когда анимация
по траектории движения определяется впервые. в большинстве про-
грамм в качестве настройки по умолчанию часто применяется линей-
ная интерполяция с постоянной скоростью. После просмотра резуль-
татов можно доработать скорость и ускорение на траектории движе-
ния с помощью редактирования параметров времени, для чего исполь-
зуется график интерполяции.

Привязка трехмерном модели во В|х*мя се движения к траектории яв-
ляется существенным элементом анимации по траектории движения.
Большинство программ привязывает объект к траектории движения та-
ким образом, что его передняя часть всегда смотрит в направлении тра-
ектории (рис. 11.2.5). Это также называется организацией направления
объекта по касательной к траектории. Чтобы это реализовать, большин-
ству программ компьютерной анимации в момент привязки объекта к
т]хтекторн11 движения необходимо знать, где у объекта перед. В боль-
шинстве случаев объект анимируется вдоль траектории в том положе-
нии. в котором он был к ней привязан, однако некоторые программы
анимируют обмчсты по траектории только в том положении, н каком
они были изначально созданы.

Анимация свободной формы

Анпмаиня щюстой <]х>рмы может создаваться путем интерполяции формы
двух объектов но принципу «точка за точкой*. Когда такая интерполяция
выполняйся между двумя версиями одной и той же т|Х’ХМСрпой модели,
она обычно называется анимацией свободной <|и»рмы: когда же она выпол-
няется между двумя разными моделями, ее называют морфингом. Анима-
ция свободной формы может создаваться путем помещения двух версий
трехмерной полигональной пли сплайновой модели в каждый их двух
смежных ключевых кадров и последующей .модификации формы одной из
двух .моделей путем растаекиггапия точек планарной или криволинейной
сетки, определяющей эту модель. Промежуточные кадры, обеспечиваю-
щне трансформацию <|х>рмы, будут интерполированы компьютерной про-
граммой.

Процесс анимации свободной формы начинается с выбора тех точек
(или контрольных вершин) модели, которые будут анимироваться. Обыч-
но это делается в каркасном режиме. Выбирается одна или несколько то-
чек, которые перетаскиваются в новое место. Каждая точка одной модели
будет интерполироваться только в одну точку другой модели.

Иногда некоторые или все точки трехмерного объекта могут быть забло-
кнровапы. поэтому иерел попыткой анимации точек с помощью методов
свободной 1|и1рмы полезно проверть, заблокированы точки или ист. Ани-
мация свободной формы может быть очень удобна для создания ;к|х|>ектов
сжатия и растяжения Сжатие и растяжение широко используются в ани-
мации .для акце1П11|м)ваиня движений объектов, вызванных реакцией па

11.2.1. При использовании прямой
кинематики движение создается
путем задания угла сочленения.

В данном случае показанный общий
диапазон движения составляет
225 (45 ", -45" и 180 ).

11.2.2. Эта сочлененная модель
может использоваться для овода
и визуализации углов сочленений
в анимации, основанной на методе
прямой кинематики (Monkey'u —
с разрешения Digil.il Image Design)


(555)	(-5 -5 -5)	( п1 п	2 пЗ ) Nod	
1 15 5 0}	(-15-50)	( Ьа	)	Rchest
(ООО)	(ООО)	{ а а	)	Rshoulder
( -90 0 0 )	( -70 00)	(а а	)	Rclbow
<0002	(ООО)	(а а	)	Rpclvis
< -25 5-15)	(0-100)	(ала)		Rhip
( 5000)	(ООО)	(а а	)	Rknee
<0002	(ООО)	(а а	)	Rankle
(0100)	(0-100)	( ал	)	Waist
(-15-5 0)	I 1550)	( Ьа	)	Lchest
(ООО)	(ООО)	(а л	)	Lshoukler
( -70 0 0)	( -900 0)	(а а	)	Lelbow
(ООО)	(ООО)	(а а	)	L pelvis
(0-200)	(-10 20 -25) (ала)			Lhip
(ООО)	(2000)	(а а	)	Lknee
(ООО)	(ООО)	(а а	1	(.ankle

) 'rhumba define action

сжимающие и растягивающие силы. ?)ф<|юкгы сжатия и растя-
жения помогают <лгобраз1гт1> массу и нес движущихся объектов,
а также материал, из которого они состоят

Трехмерный морфинг

Трехмерный морфинг представляет собой очень эффектив-
ный способ создания анимаций форм. который нс требует
такой трудоемкой подгонки деталей, как при М1гтсрполяш1-
ях свободной <|юрмы. Трехмерный морфинг работает по
принципу анимации (переноса) всех точек одного объекта
в положения, занимаемые точками другого объекта (рис.
11.2.6). Результаты анимации трехмерным морфингом
обычно очень интересны, но для оптимальной работы это-
го метода необходимо выполнение двух существенных тех-
нических требований. Во-первых, паплучшие результаты
получаются, когда у используемых моделей количество то-
чек одинаковое. Эго означает, что для успешной реализа-
ции данного метода необходим существенный объем пред-
варительного планпрования. особенно на стадии моделиро-
вания. Многие программные пакеты лаже нс пытаются ре-
ализовывать трехмерный морфинг, если это условие нс вы-

11 2.3. Неподвижные кадры
из HnmriMiKriiiiHJtf/ги нишцп —
интерактивного исполнения
процедурно анимированного танца
в реальном времени Эти четыре
образа из последовательности
румбы демонстрируют цикл,
проходимый анимированной
танцовщицей при выполнении

движения. (С разрешения Кена

полнено. Во-вторых, необходимо также задать порядок соответствия
точек в каждой трехмерной модели. Многие программы позволяют
выполнять интерактивную связку точек между объектами. Благодаря
этому предотвращается появление ошибок морфинга в результирую-
щей анимации (например, выворачивание объектов наизнанку, появ-
ление перекрывающихся поверхностей или отверстий). Однако в не-
которых случаях такие «неправильные» результаты могут оказаться
уместными для изложения данного сюжета .и|и|н-кг,1ми.

Перлина. Нью-йоркский
университет Лаборатория Media
Research <0199-1 Ken Perlin)

Решетки свободной формы

Анимация свободной формы может давать поразительные результаты, но
требует значительных навыков и времени, необходимых для последова-
тельного манипулирования большим количеством точек. Иногда предпо-

чтитсльным решением является использование внешних управляющих
структур для регулирования анимации формы объектов, особенно н слу-
чаях. когда требуется однородная дс<|юрмацпя формы. Двумя распргхтра-

ценными методами анимации с использованием внешних управляющих
структур являются решетки свободной формы и волновые функции.
Решетка свободной формы представляет собой трехмерную решетку из
точек и линий, управляющую точками трехмерной модели. Контрольные
точки решетки свободной <|юрмы связаны воображаемыми пружинами с
гичками модели. Когда конт|юлы1ые точки решетки перемещаются, они
тацатнли толкают точки объекта (рис. 1.5.3). Возможность создавать ани-
мации путем перемещения одной или нескольких точек решетки свобод-
ной формы непосредственно связана с разрешением решетки. Решетка с
малым количеством точек позволяет создавать лишь грубые анимации
форм. тогда как решетки с увеличенным числом контрольных точек мопт
использоваться для получения более гонких локальных деформаций на
управляемой решеткой модели.

Волновые функции

Для изменения формы г|м-хмерной модели к ней можно применить
целый ряд математических функций. Анимация функциями может
бить весьма экономичным методом, так как после определения того.
|.аь данная функция должна быть применена к объектам, остается сов-
сем немного работы (рис. 11.2.7). Для большинства аппманни, вклю-
чающих традиционос изложение сюжета, анимация посредством функ-
ций обеспечивает эффективную возможность создания основы движе-
ния. которая может быть дополнена за счет ш нолытования других ме-
тодов. Кроме того, функции весьма и|)фектнвны для анимации второ-
степенных движений или объектов в сцене. Это делается очень просто
путем применения функции только к одной ветви в иерархической
структуре. Тем нс менее, большинство функций применяется ограни-
ченно и редко используется в проектах компьютерной аннмацнн в ка-
честве основного метода. Причина этого состоит в том. что движение,
генерируемое с помощью функций. хотя и является интересным и ув-
лекательным с математической точки зрения, обычно слишком просто
н монотонно для топ», чтобы использовать сто в чистом виде, а также
в том, что разработка новых функций обычно требует значительного
времени, навыков и усилий.

Многие программы компьютерной аннмацнн также позволяю! анима-
торам задавап. двумерные кривые функций почти любой <|юрмы и ис-
пользовать их в качестве управляющих структур лая анимации формы
объектов. Такие контрольные кривые обычно называют волновыми
функциями, гак как их <|юрмы напоминают контуры волны. (Аналогич-
ная волновая функция для создания процедурных текстур описана в
главе 9). Искажения, создаваемые при применении волновых функций
к трехмерным моделям, иногда бывают непредсказуемыми. так что час-
то приходится прибегать к методу проб и ошибок. Однако некоторые
из характеристик этого метода достаточно просты и легко поддаются
управлению (рнс. 11.2.8),

Переменная, ощюделяющая тип волны, определяет тем самым ха|Х1ктер
распространения волны от се центр по трехмерной модели. Функции лег-
ко закольцовывать и использовать для симулирования повторяющихся
движений например, водяных воли. Циркулярные (круговые) волны
представляют собой отличный способ воссоздания движения поли на по-
верхности озера. а планарные волны позволяют получать э<|и}н'кт волн па
11инсрхшк-п1 моря. Для воссоздания взрыва можно исполкзовать сфериче-
ские волны,

11.2.4. В данном случае траектории
движения обоих конькобежцев
сделаны видимыми
Анимация характеристик поверхности

11.2.5 Эти камеры во время
перемещения «смотрят» они} -
на траекторию движения.

(Скриншоты иэ игры Mcduhtf Honor.

<' 1999 Electronic Arts Inc.

Все права мщищены).

В главе 9 рассматривался ряд методов, использующихся для визуализации
характеристик поверхности, которые определяют внешний облик объек-
тов и персонажен в неподвижных изображениях. Однако эти поверхност-
ные характерист ики тоже могут изменяться во времени. 11зменсвпя цвета,
прозрачности, текстуры или отражательной способности всегда отобража-
ют не только изменения внешнего облика объектов или персонажей. но и
изменение их внутренних эмоции, химического состава или состояния ду-
ха. Изменения поверхностных характеристик объектов или персонажей
могут быть очень полезными элеме1гтамп визуального изложения сюжета,
так как всегда происходят в ответ па другие действия iliii в качестве реак-
ции на разнообразные стимулы.

В нашем мире одни изменения характеристик поверхностей происходят
очень быстро в течение секунд, тогда как другие протекают в течение не-
скольких месяцев или лег. Как покраснение липа, так и созревание яблока
включают изменения цвета и визуальной текстуры, но первое занимает се-
кунды. а второе несколько недель. В обоих случаях время трансформа-
ции цвета и текстуры имеет важнейшее значение для понимания происхо-
дящего. Если покраснение яблока н|юнсходит в течение длительного пе-
риода времени, мы знаем, что наблюдаем естественную трансформацию,
посели оно произошло в течение секунд, мы предполагаем, что идет про-
цесс некой фантастической трансформации. Точно так же, копта зритель
видит покраснение щек. п|>о1гзошедшсе за секунды, он знает, что это выра-
жение чьего-то стыда, волнения или скромности. Посели покраснение ли-
ца занимает несколько дней, зритель решит, что такая трансформация не
является мгновенным отображением каких-то эмоций, а, скорее всего, вы-
звана аллергией пли болезнью.

Анимация поверхностных характеристик объектов или персонажей мо-
жет создавать реалистические или (|кнгтастнчсские;м|м|н-кты п|мч>браж»ва-
ння материалов, а также отображать тонкие или резкие изменения собы-
тий в сюжете. Анимацию поверхностных характеристик легко выполнять
с помощью методов интерполяции. Процесс прост, но эффективен Он на-
чинается с применения набора поверхностных характеристик к нужным
объектам в «п крывающем последовательность ключевом кадре. Затем тот
же набор поверхностных характеристик применяется к объектам в по-
следнем ключевом кадре данной последовательное т и. после чего модифи-
цируется с помощью параметрических кривых, отображающих каждую нз
характеристик поверхности, пли посредством ввода с клавиатуры новых
значений.

Параметрические кривые, отображающие характерштикп цвета. про-
зрачности. отражательной сп(Х'обногп1 и затенения, легко поддаются
редактированию, поскольку эти поверхностные свойства обычно кон-
тролируются одним числовым значением или простым набором нгаче-
iniii, например значений RGB. Количество переменных, определяющих
текстуры поверхности, обычно доходит до двадцати: соответственно,
нужно столько же параметрических кривых. Анимация двумерных п
трехмерных текстур, как правило, требует большего времени задания
настроек, дополнительных тестон визуализации и большего объема
проб и ошибок, чем анимация более простых поверхностных характери-
стик. Рис. 11.2.9 и 11.2.10 иллюстрируют анимацию ряда поверхност-
ных характеристик. Болес подробно характеристики поверхности и их
переменные описаны в главе 9.
Помимо анимации <-трзид.т|яных атрибутовзатепеппя трехмерной по-
верхности. можно также создавать зрелищные эффекты путем наложе-
ния последовательностей анимированных изображений на трехмерную
поверхность, а также путем анимации иа|К1мстров трехмерной процедур-
ной текстуры. Наложение последовательности изображений выполня-
ется с помощью присвоения файлов двумерных изображении. которые
применяются к трехмерным объектам н виде карт (рис. 9.3.3, 9.5.1
и 9,6.2). Последовательность может организовываться поступательно
(одно двумерное изображение на один кадр 1|х-хмсрной компьютерной
анимации) или и «чиппск'гинп с ciivniia.n.iioii программой (скриптом),
реализующей применение двумерных изображений в разных последова-
тельностях и циклах к кал|»ам трехмерной компьютерной анимации.

11.3.	Анимация камеры

Камера играет важную роль в компьютерной анимации, так как ее движе-
ние и изменения некоторых ее атрибутов обладают сильнейшим повест-
вовательным эффектом. Как пояснялось в главе 7. точка обзора камеры и
гни камерною плана определяются положенном и ориентацией камеры.
Все движения камеры требуют изменения со положения и ориентации.
(Размещение камер и их основные атрибуты рассматривались в главе 7).

Движения виртуальных камер, используемых в компьютерной анима-
ции. основаны на движениях камер, применяемых в традиционной кине-
матографии. Большинство компьютерных п|м»грамм использует д ля камер
ту же терминологию. кого|мя нснолмуются в традиционной киносъемке:
однако некоторые используют слегка отличающуюся номенклатуру. Все

11.2.6 Этот неподвижный кадр
из фильма Миски представляет
собой пример трехмерного
морфинга. (|? 199-1 New Line
Production. Inc Все права
защищены С разрешения
New Line Production. Inc ).

11.2.7. Для деформации сферы
использовалась циркулярная
синусная функция.
11.2.8. Эти диалоговые окна
демонстрируют реализацию
волновой функции в двух разных
программных пакетах

(Вверху: диалоговые окна ряби
и вспучивания и) программы
Nature FX - с разрешения Arete
Entertainment. Inc. Внизу,
диалоговое окно программы
lnfinl-D 3.0 О 1991 - 1995 Specular
International. Ltd)

возможные движения камеры выражаются в понятиях сдвига и вращения
вокруг одной пли нескольких камерных осей. I Iomiimo положения и ориен-
тации виртуальных камер можно легко анимировать и такие их атрибуты,
как фокусное расстояние и глубина резкости.

Перемещения положения камеры

Положение камеры легко задать, напечатав абсолютное значение а- гло-
бальных координат X YZ в том поле диалогового окна, которое управляет
положением камеры. Этот прием удобен для определения ключевых кад-
ров, где камера должна находиться в точно заданном положении. Болес
интуитивный метод задания положения камеры состоит в использовании
одного или нескольких типов движений камеры, которые обычно имеют-
ся в виде выпадающего меню в большинстве программ компьютерной
анимации.

Движения камеры, основанные иа изменении положения камеры,
включают наезд-отъезд (dolly), боковое перемещение (truck) и кран
(boom). Наезд-отъезд (dolly) соответствует сдвигу камеры по горизон-
тальном осп. Слежение (трекинг) или кадр, снятый с движения, имеет ме-
сто. когда - тележка» с камерой (dolly) перемещается вместе с объектом, и
камера следит за ним. Боковое перемещение (truck) - это сдвиг камеры
по оси глубины, что обычно соответствует вхождению в сцену и выходу из
нее. Движение крана (boom) это сдвиг камеры вдоль ее вертикальной
оси. Крановый кадр можно выполнить в виде сочетания таких движений
камеры, как кран, боковое перемещение и наезд-отъезд (риг, 11.3.1). Кра-
новые кадры, выполняемые виртуальными камерами, нс бывают ограниче-
ны многочисленными физическими объектами (стенами, скалами, деревь-
ями пли огнем), представляющими собой препятствие для стандартной
реальной камеры.

Перемещения ориентации камеры

Ориентацию камеры легко задать, напечатав абсолютное значение гло-
бальных координат XYZ в соответствующем иоле диалогового окна. Этот
прием удобен для определения ключевых кадров, где камера должна «смо-
треть» точно в определенном направлении пли на конкретную точку в про-
странстве. Болес интуитивный метод задания ориентации камеры состоит
в использовании одного или нескольких типов движений камеры, которые
можно сохранить в виде функций выпадающего пли всплывающего меню
во многих программах компьютерной аннмацнн.

Движения камеры, основанные на изменении ориентации камеры
включают вертикальное панорамирование (lilt), наклон (roll) и горизон-
тальное панорамирование (или просто панорамирование) (pan). Верти-
кальное панорамирование (tilt) соответствует повороту камеры вокруг
своей горизонтальной осн. Оно используется, чтобы заставить камеру
«смотреть» вверх или вниз. Наклон (roll), то есть «креп», создается при
повороте камеры вокруг осп Z. I (аклоны камеры типа roll обычно исполь-
зуются при имитации съемки с высоты птичьего полета. Панорамирова-
ние (рал) - это движение, создаваемое вращением камеры вокруг ее вер-
тикальной оси (рис. 11.3.2). Панорамирование очень эффективно для ска-
нирования сцены с одной стороны до другой, в то время как камера оста-
ется стационарной. Иногда, особенно при имитации летящей камеры, на-
клон (lilt) называют таигажом (как это принято для самолетов), а панора-
мпровапне рысканием. (Зум или дкшс<|юкатор представляет собой
такое движенце. которое достигается не изменением положения iliii ори-
ентации камеры, а анимацией ее фокусного расстояния).

Параллакс движения камеры

Параллакс движения камеры это термин, описывающий визуальный
аффект. который возникает, когда два объекта, один из которых находится
далеко от камеры, а другой вблизи нес, движутся с одинаковой постоянной
скоростью и се ноле зрения. При атом кажется, что объект. находящийся
ближе к камере. движется быстрее, чем отдаленный объект, несмотря на
то. что они движутся с одинаковой скоростью и щюходят одинаковое рас-
стояние. Причина .пой зрительной иллюзии состоит н том. что ближний к
ЮНере объект пересекает меньший участок поля зрения, чем приходится
npoimt дальнему объекту. Ближний к камере объект проходит больший
участок поля зрения, чем объект, находящийся вдали (рис. 11.33).

Траектории движения камеры

Метол траекторий движения особенно удобен для задания сложных дви-
жений камеры, складывающихся из нескольких отдельных движений, на-
пример крановых кал|юн. подводных кадров и. в частности, летящих ка-
мер. Как пояснялось ранее, метод траекторий движения состоит в аинма-
пип объекта (в данном случае камеры) вдоль заданной и трехмерном про-
странстве траектории. Траектории прорисовываются с помощью простого
инструмента мод(!ЛИ|ювания кривых и редактируются точно так же, как
любые другие объекты в трехмерном просгрнспю.Трасктормп движения
можно создавать с помощью кривых любого типа, однако (юкомснлустся
цепользошгп» Ьсплайны или кривые Безье, так как эти два типа обеспечи-
вают лучшее управление фюрмпрованием кривизны.

После того, как камера была привязана к траектории движения, а пара-
метры времени для трассы определены, можно выполнять доводку движе-
ния камеры. Скорость и ускорение камеры. подметающейся по траекто-
рии движения, можно тонко настраивать С помощью графика временной
|||пгрноля111111. Постоянную скорость, которая обычно используется в ани-
мациях по траекториям движения в качестве заданного по умолчанию зна-
чения. .можно рсдактп|Х)вать, используя переменные скорости, ускорения
и «ме.ысния (рис. 11.1.7).

Положение и ориентацию камеры, анимируемой по траектории движе-
ния. можно также детально дорабатывать путем добавления стандартных
камерных движений, регулируя точку фокусировки камеры iliii управляя
виражами камеры с помощью внешнего объекта

Удобная особенность траекторий движения во многих программах ком-
пьклериой анимации состоит в том, что они могут Н|мюбразоиы1>атъся в
экгплшигтныс трансформации. Эго означает. что движение, которое вна-
чале определялось траекторией в трехмерном пространстве, может быть
преобразовано исключительно с помощью графика временной интерполя-
или в движения, окисляемые стандартными графиками iiinepnoMiuiu
,ия каждого нз геометрических ирсоб|>азова11иГ| вдоль каждой осн. Такое
преобразование позволяет совсршснспишать движение путем редактиро-
вания параметрических кривых интерполяции. Регулировка точки фоку-
сировки камеры по мерс се движения по траектории может использовать-
ся для имитации бокового сканирования, выполняемого большинством

11 2.9 Последовательность
анимированных текстур
поверхности, в ходе которой
сияющий полудрагоценный камень
превращается в резное дерево

()< 1|1»111Ы1- МП'ОДЫ КС»М11ЬИ»1 Т.1ЧК Hl Д|IIIM\шnt

815
живых существ при движении по траектории (рис. 11.3.4). Ви-
ражи. выполняемые летящими пли подводными камерами, ког-
да они следуют по кривым участкам траектории движения, ино-
гда можно легко задать, привязав камеру к невидимому объекту,
находящемуся за камерон iliii иод ней. 1 1азначснис такого неви-
димого обт>екта - симулировать вес или торможение, а его ани-
мация может дополнять движение камеры.

Движение фокусного расстояния
и зума (трансфокатора)

От фокусного расстояния камеры зависит, как камера «видит»
трехмерные объекты Фокусное расстояние виртуальной каме-
ры определяется отношением между ближней и дальней плос-
костями отсечения. Это отношение определяет то. как объекты
трехмерного мира проецируются на проекционную плоскость
виртуальной камеры, или на поверхность пленки в напоя щей
камере. Фокусное расстояние фотоаппарата определяется кри-
визной линз объектива и расстояниями между ними. Вследст-
вие этого фокусные расстояния даже в виртуальных камерах из-
меряются в миллиметрах (мм). У стандартных объективов име-
ется фиксированное фокусное расстояние, однако объективы с
зумом (транс<|юкатором) обеспечивают переменные фокусные
расстояния путем изменения расстояния между точкой обзора и
фокальной плоскостью (рис. 7.4.1 и 7.4.5). Некоторые програм-
мы компьютерной анимации позволяют анимировать фокаль-
ное расстояние независимо от ближней и дальней плоскостей

11.2.10 Сколько выразительности
и этом герое. Карле, с его
реалистичным мехом! NURBS-
поверхности моделировались
с помощью пакета ЛЛауа, а мех был
создан с помощью соответствующего
инструмента Многие
характеристики меха - такие,
как густота, цвет и равномерность,
реализовывались с помощью карт
изображений, наложенных
на геометрическую поверхность
Цвет изменяется вдоль волосков
от темного у корней до светлого
у кончиков, причем просматривается
и цвет кожи под мехом, Анимация
тела и морды выполнялась по
ключевым кадрам с использованием
обраткой кинематики, а мех
управлялся анимацией частиц
и динамикой. (С 2002 Blockbuster
Entertainment / Tippett Studio)

отсечения или совместно с ними. Это обеспечивает возможность усече-
ния или удаления объекта, находящегося н полезрения. путем его помеще-
ния перед ближней плоскостью отсечения iuiii за задней плоскостью отсе-
чения, не изменяя при этом фокусное расстояние.

Зум также является особым видом движения камеры, при котором ка-
мера остается неподвижной, но кадрирование изображения постепенно и
непрерывно изменяется при постоянном п.-шененпи фокусного расстоя-
ния камеры. Это такое движение камеры, при кото|ю.м ее положение и ори-
ентация остаются неизменными. При выполнении зума обычно произво-
дится переход от одного камерного плана к другому, например, от сверх-
крупного плана к поясному кадру пли от общего плана декораций к широ-
кому плану, сфокусированному па группе персонажей.

Глубина резкости

Свойства фокусировки объектива определяются его глубиной резкости
Фокус объектива определяет плоскость, перпендикулярную камере; эта
плоскость разрешается в резкое изображение. При взгляде через любой
объектив (включая ниш глаз) только одна плоскость в трехмерном прост-
ранстве находится в идеальном фокусе. Однако существуют области, нахо-
дящиеся чуть впереди и чуть позади фокальной плоскости, которые тоже
находятся в фокусе хотя и несовершенном, но достаточно близком к со-
вершенному. так что никто не замечает разницы. Глубина резкости опреде-
ляется как область между ближней и дальней фокальными плоскостями,
обе из которых находятся достаточно близко к фокальной плоскости. что-
бы оставаться в фокусе (рис. 7.2.1,7.2.3 и 8.1.8).
В настоящей камере конкретная глубина резкости определяется со-
четанием фокусного расстояния используемого объектива, диафраг-
мин объектива, измеряемой в значениях относительного отверстия

КРАН (800W

НАЕЗД-
ОТЪЕЗД
(DOLLY)

БОКОВОЕ
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
(TRUCK)

11.3.1. Три перемещения положения
камеры: наезд-отезд (dolly), боковое
перемещение (truck) и кран (boom).
Крановый кадр можно выполнить
и виде сочетания этих движений
камеры, а также любых движений
Ориентации, проиллюстрированных
на рис. 11.3.2

((/Stop), и расстоянием между камерой и объектом,
называемым также фокусной дистанцией. Как пра-
вило, чем меньше диафрагма (ее значение обрат-
но пропорционально числовому значению отно-
сительного отверстия), тем больше глубина рез-
кости. В отличие от фотографических камер вирту-
альные камеры могут отображать все объекты
трехмерного пространства в идеальном фокусе.
Это означает, что вопросы фокусировки и глуби-
ны резкости часто оказываются третьестепенны-
ми при создании изображения средствами трех-
мерной компьютерной графики. В сущности, многие

программные пакеты вообще ис поддерживают функцию глубины
резкости. Однако использование глубины резкости при визуализации
изображения может усилить реалистичность результата. Глубину рез-
кости нс следует путать с методом затухания по глубине, описанным
в главе 9.

11.4.	Анимация света

Положение и атрибуты источников света в проекте компьютерной анима-
ции могут анимироваться с использованием методов интерполяции клю-
чевых кадров. Положение и движение источников света может быть опре-
делено с помощью тех же методов интерполяции, которые описаны в раз-
деле, посвященном анимации моделей. Эти методы включаю) шперактнв-
воезадание ключевых лоз, редактирование параметрических кривых, пря-
мую кинематику и траектории движения. Целый ряд световых эффектов,
определяющих настроенно сцены, можно создавать путем анимации ярко-
сти источника света, л также его цвета, угла конуса и затухания конуса.
Эти и другие атрибуты источников света рассматриваются в этом парагра-
фе, а также в главе 8.

Определение и описание анимации источников света может представ-
лять проблему и для художников-постановщиков, и для компьютерных
аниматоров. Отчасти это объясняется отсутствием стандартной
системы для написания скриптов анимации света. Выполне-
ние анимаций света с помощью компьютерных про-
грамм часто предваряется письменным описанием
анимаций света во фрагменте. Такие письменные
описания предназначены для того, чтобы со-
здать у всех участников производства четкое
представление о том. каких эффектов освеще-
ния нужно добиться и какие методы мот для

ПАНОРАМИРОВАНИЕ
(PAN)

ВЕРТИКАЛЬНОЕ
ПАНОРАМИРО-
ВАНИЕ (TILT)

НАКЛОН

(ROLL)

этого понадобиться.

Па рнс. II.4.1 приводится одно из таких опи-
сании. Письменное описание аннмацнн света
обычно дополняется простои схемой, поясняющей измене-

пня положений или атрибутов источников света; эта схема очень похо-
жа на музыкальную партитуру. Такая визуальная схема является хоро-
шим подспорьем при составлении скрипта (подпрограммы) анимации
спета в компьютерной программе.

11.3.2. Движения камеры,
включающие панорамирование
(pan), вертикальное
панорамирование (tilt) и наклон (roll)
^л-ААл^

50%	50%

ОТДАЛЕННЫЙ ОБЪЕКТ

I»
25%	25%	25%	25%

6ЛЯЖНИЙ
ОБЪЕКТ

ПАРАЛЛАКС ДВИЖЕНИЯ

11.3-3. Эффект параллакса движения
состоит в том. что когда ближний
и отдаленный объекты проходят
одинаковое расстояние перед
камерой, ближайший к камере
объект (внизу) проходит только 25%
поля обзора камеры, тогда как
отделенный объект (вверху)
проходит 50% поля обзора.

(Прыгающий персонаж

I999 Oddworld Inhabitants. Inc.

Все правд защищены)

Движущиеся источники света и трехмерной сиене следует применят!,
очень осторожно, так как при плохо выполненной aiiiiMaiiiiii источники
света могут стать сильным средством распыления внимания зрителей н
таких ф|мгментах. В принципе, источники света не следует перемещать
и анимировать вообще, за исключением случаев, когда мы пытаемся до-
биться очень необычного изменения настроения в сцене. Тонкие эмоци-
ональные :m|n|x*ktij можно получить, например, медленно увеличивая
Яркость очень узкого луча спота с мягкими контурами, который сфоку-
сирован на лине персонажа. Подобный эффект особенно выразителен,
когда уровень освещенности в сцене низкий. Споты, которые затемне-
ны нли направлены вверх, являются очень .зффектнвным способом
привлечения внимания зрительской аудитории к нужной зоне iliii си-
туации в трехмерной сцене, По ходу анимационной последователы10СП1
можно включать и выключать точечные источники света iliii споты, а
также плавно повышать или снижать их яркость. Включение и выклю-
чение источников света легко реализовать с использованием .iiiiiciiiioii
интерполяции, а затухание и повышение яркости с помощью ускоре-
нии и замедлений.

Источники света могут также анимироваться. koi;ui нужно получить
специальный световой :м|н|>екг. основанный ня мобильных* источниках
света. В нашем мире num. немногие источники света перемещаются; при
этом они обладают очень специфичными характеристиками. Анимация
положения и атрибутов источников света могут использоваться для ими-
тации природных световых ж|к|х*ктов. теат|>алы1Ы.х световых ;к|м|>ектов
(основанных па источниках искусственного света), или сочетания того и
другою, ведь естественное и искусственное освещение часто взаимодейст-
вуют. Естественные снеговые эффекты основаны на движущихся источ-
никах света таких, как небесные светила, стихийные (природные) явле-
ния и некоторые живые организмы.

Небесные светила

Свет небесных светил например, солнца п луны обычно перемешается
очень медленно. потому что эти источники света пахо.ипся лалско от нас.
Исключением нз этого правила являются. разумеется. кометы и метеоры.
Перемещающийся свег небесных тел обычно воспринимается в виде дви-
жущихся теней, так как мы редко ощущаем, что солнце и луна движутся,
если прости смотрим на них в реальном в|и*менн. (Покадровая анимация
позволяет сжимал, реальное время нулем замедленной записи неподвиж-
ных кадров, например, записи одного кадра движущегося солнца в мину-
ту). Фантастические ж|к|нчсты освещения можно получить путем анима-
ции небесных светил го скоростями, не соответствующими реальным.
Движущийся эферект. создаваемый метеором, является отличным приме-
ром анимации света, включающей как пространственное положение (ани-
мируемое на основе скорости и расстояния. проходимого метеором). так и
атрибуты такие, как яркость и цвет. определяемые momcittom вхождения
асте|И1Пда в земную атмосферу.

Свет небесных тел можно восс<плавать с помощью бесконечно удален-
ных’ источников света или точечных источников, обладающих средней или
высокой мощностью и нсболыпнм затуханием конуса (или вообще не име-
ющих затухания). Цветовой оттенок света небесных тел является постоян-
ным, по может иметь, например, теплый тон в случае сатана и холоднова-
тый у лупы. Помимо щюцелурных пли параметрических методов, мерца-

318

С)( 1КЯИ1ЫК МКГОДЫ КОМПЫОГШЮЙ MIII.M MU III
пиши эффект метеоров можно реализовать, создан неравномерную кон-
фигурацию параметрических кривых, управляющих анимацией цвета или
затуханием конуса источника света.

Природные явления

Стихии и различные природные явления демонстрируют 11Ш|х>кнй спектр
световых .и|к|)скто>1, включающий движение. К такому тину естественных
световых ;и]м|кч;тов от носятся, например, свет .молнии, огня или естествен-
ных взрывов. извержений вулканов, свет, отражаемый поверхшхтью теку-
щей поды и преломляемый текущей водой (например, и водопадах), а так-
же спет, прерываемый вызванным ветром движением объектов перед ис-
точником света (рис. 11.4.2), Анимация световых э<|м|>ектон подобного th-

на .может выполняться с помощью ряда методов в зависимости от того, как
задавался источник света процедурными методами или в виде набора то-
чечных источников или спотов. В первом случае анимация источника све-
та будет выполняться просто путем анимации параметров. псш>л1аован-
ных изначально для жщания процедурного пегочника света (характерис-
тики процедурного света рассматриваются в главе 8). Однако зачастую
создание световых .-хффсктов процедурными .методами невозможно
либо потому, что программный пакет нс проставляет такой воз-
можности, либо в связи с тем. что это слишком дорого обойдется с
точки зрения необходимых вычислений. В подобных случаях све-
товые .и|к|>ект ы мобильных природных явлений могут симулиро-
ваться с помощью ряда приемов, позаимствованных из арсенала
традиционных сценических и кинематографических спецэффек-
тов, Такого рода световые приемы могут показагься грубыми в срав-
нении с концептуальной элегантностью симуляций динамики дви-
жения. по создавать их часто дешевле, чем симуляции, а э<|»фсктнв-
ность при :ггом практически одинаковая по крайней мере, с точки зре
пня зрительской аудитории.

Прием, который обычно используется в сценическом освещении для
iiniir.iiiiiii света небольшого костра или камина, пн-гонт в использовании
пары пульсирующих спотов для проецирования света сквозь псрекрываю-
щпеся ленты окрашенного материала. которые постоянно колышутся под
действием вентилятора (рис. 11.4.3). Неравномерное движение желтых,
красных и оранжевых лент создает узор света, который обладает большой
выраз1гтслы1остыо при npociuipoiiaiinii на объекты сцепы. Этот освети-
тельный прием, широко использующийся и в оперном, и в драматическом
театре, можно легко симулп|ювать средствами компьютерной анимации,

точка

ФОКУСИРОВКИ

для чего нужна всего лишь маленькая группа спотов п точечных источни-
ков. а также их параметрические кривые (вместо цветных полот-, вентиля-
тора и настоящих спот-псточииков).

Компьютерную анимацию можно также использовать для воссоздания
(Титовых эффектов. производимых светом при прохождении через падаю-
щую воду, например, :я|и)>екта. создаваемого в помещении светом луны
iliii уличных фонарей, проходящим сквозь дождь.

Этот прием может потребовать использования групп мелких трехмер-
ных моделей. ан11М11|юваиных за кадром между виртуальным источни-
ком света п сценой. 11апрпмср. в случае дождя группа мелких трехмерных
моделей может включать два или более слоев небольших полущюирачцых
цилиндрических форм. которые непрерывно движутся пср-д источником
света. Два слоя узоров из полупрозрачных форм можно создать в виде ци-

11.3.4. Точка фокусировки
регулируется по мерс движения
камер»/ по траектории или при
обзоре сцены с ратных сторон
(Вверху главный герои мультфильма
Тиктякн. d 2002 Sony Pictures
Imageworics Inc. Все права
защищены)
Письменное описание
последовательности анимации
света

•	Длительность сцены
преобразований: 10 секунд

•	Действие происходит

в помещении; в центре комнаты
стоит круглый стол.

а вокруг него-Уступа

•	Посредине стены,
противоположной стене
с закрытой дверью, имеется окно

•	На столе стоит деревянная
скульптура - птица

•	Стена начинается при погашенных
комнатных источниках света

•	На улице горит костер. Слышно
его потрескивание, но пламя едва
видно сквозь задернутые
портьеры.

•	Внезапно сильный порыв ветра
распахивает дверь, колеблющийся
свет проникает в комнату
и наиболее ярко освещает стол,
кружась вокруг него в течение
2-3 секунд

•	Свет зависает над столом,
перемещаясь то вверх, to вниз
еще пару секунд

•	Свет рассыпает искры, и когда
эти искры падают на стол
и деревянную скульптуру, оба
этих объекта начинают мягко
сиять (пару секунд), а потом
внезапно исчезают.

11 4.1. Письменное описание
анимации света может помочь
в подборе методов, требующихся
для создания этого эпизода

.'111пд|кш, которые постоянно вращаются вокруг горизонтальной осн. нахо-
дясь между источником света и сценой. Получившиеся движения «сверху
вниз» симулируют падающую воду (рис. 11.1.4). Два слоя пли более необ-
ходимы для того, чтобы избежать монотонного повторения светового узо-
ра с небольшими интервалами. Организация форм в каждом из слоев так-
же должна быть неравномерной и, по возможности, разшх|бразной - во
избежание повторяющегося цикла движения, который легко заметить.
Этот снеговой эффект можно максимизировать, задав разные и перемен-
ные скорости вращения для двух цилиндрических слоев. Регулирование
плотности форм на вращающихся слоях может дать целый ряд эффектов
от моросящего дождя до водопада. Существуктт альтернативные версии
этого приема для ситуаций, когда большая длительность эпизода может
позволить ауди горни распознать повторяющийся рисунок освещения и
заскучать. Одной альтернат ивой вращающимся цилиндрам с «|х>рма.мн мо-
жет быть использование очень /шинной полосы с полупрозрачной картон
изображения вместо полупрозрачных трехмерных форм, которая переме-
щается посредством сдвига между камерой и сценой.

Еще одну альтернативу вращающимся цилиндрам можно использо-
вать для имигаиип перекрывания света такими объектами, как осенние
листья, гонимые ветром перед источником света. Этот световой эффект
можно получить, анимируя группы моделей в форме липа с использо-
ванием псевдослучайного фактора таким образом, чтобы :м|м|м.*кт повто-
рялся всякий раз с небольшими отклонениями. Основное движение мо-
жет выражаться к еппртшеобразном перемещении листьев перед источ-
ником света, а второстепенное движение может представлять собой их
вращение вокруг своего центра или переворачивание во время враще-
ния. Для непрерывности к|и|к'кта можно закольцевать вращение не-
скольких групп листьев. Эффект перекрывания света листьями можно
усилить за счет применения карты прозрачности. позволяющей сделать
листья прозрачными по краям.

Эффект света, отражаемого поверхностью текущей воды, можно восспз-
дать, поместив спот-псточнпкн так. 'ггобы они светили сквозь поверх-
ность, отображающую воду и имеющую анимированную форму. Световой
:»<|)<|х‘кт. возникающий в qxxry, можно воссоздать путем вставки в последо-
вательность одного-двух белых кадрив за пару секунд до громового раска-
та. После этого внезапно включаек я очень сильный, яркий белый свет, по-
мещенный н точку, где должна ударить молния, а затем, мерная, угасает.
Движения источников искусственного света, скажем, при землетрясении,
представляют собой интересное слияние искусственного освещения и
природного явления, подобное тем. которые рассматриваются н главе 12.

Практические источники света

Но многих ночных или интерьерных сцепах используются практические
источники света, которые движутся или изменяются в эпизодах. К практи-
ческим источникам света относятся фонарики, горящие спички, факелы,
нас тольные лампы и даже светлячки.

Многих из нас очаровывали мигающие огоньки света, создаваемые
ночью летящими светлячками. Другие животные, например, флуорес-
цирующие рыбы, обитающие в океанских глубинах, тоже являются ес-
тественно движущимися источниками света. Излучаемый светлячка-
ми свет можно имитировать с помощью точечных источников или
спотов с очень широким углом конуса и узким углом перекрытия.
Свет or светлячков характеризуется значительным затуханием конуса,
так как он распространяется недалеко, а его цвет можно анимировать
С использование*! узкого диапазона флуоресцентных зеленых оттен-
ков. Мшающнй рисунок такого света можно воспроизвести, создав па-
раметрические кривые для цвета, затухания конуса или угла конуса,
которые прерывались бы резкими скачками. Параметрическая кривая
iq рис. 11.4.5 отображает резкие скачки значений угла конуса, имити-
рующие мигающий свет. Небольшие зигзагообразные колебания по
вертикальной оси соответствуют мерцанию, а резкие скачки и измене-
ния угла на 90 градусов миганию света. Плоские горизонтальные
niHiin отображают постоянную темноту, которая достигается исполь-
зованием нулевого значения угла конуса.

Источники искусственного света

Театральные источники или источники искусственного света могут
бытьиеподвижнымн или мобильными и основываться па точечных источ-
никах света или на спотах. Неподвижным точечным источником искусст-
венного света является, например, обычная «голая» лампочка. Примерами
движуiiieiося источника искусственного света являются софиты. исполь-
зующиеся в театре и при съемках кинофильмов и часто ассоциирующиеся
с Голливудом: свет, проецируемый движущимися в темноте автомобиля-
ми. или свет от фонариков и других приборов, вроде открываемых холо-
дильников, копировальных машин и телевизоров, включаемых в затем-
неннпй среде.

Анимация источников, имитирующих движущиеся источники ис-
кусственного света, также должна использоваться ограниченно и толь-
ко тогда, когда нужен специфичный световой эффект. Анимация спо-
тов в затемненной сцене может усилить ощущение напряжения и
праха, так как сам тип подобного освещения ассоциируется у аудито-
рии с поиском чего-то (или кого-то), что спрятано или старается
спрятаться от того, кто (или что) его ищет. Рис. 11.4.6 поясняет, по-
чему вечерние огни в городском пейзаже столь часто используются
для создания настроения в сцене.

11.4.2. Ранний образец освещения,
создаваемого природными
явлениями. (С разрешения
Rhythm & Hues Studios).

11.5.	Иерархическая анимация

Трехмерные объекты можно бесконечно группировать друг с другом
для определения их взаимоотношений и повеления при анимации.
Группировки трехмерных объектов называются иерархическими
структурами; внутри таких структур одни объекты всегда доминиру-
ют над другими. (Дополнительные свойства иерархических структур,
используемых для двигательной оснастки моделей, рассматриваются
в главе 5).

Иерархические структуры можно также отображать в виде древо-
видной структуры, у которой высшим уровнем старшинства является
ствол Основные ветви, выходящие непосредственно из ствола, сле-
дующий уровень иерархии; за .ним уровнем следуют ветви, выходя-
щие нз главных ветвей, и так далее, пока мы не дойдем до листьев,
которые представ.’! я ют собой последний (низший) уровень иерархиче-
ской структуры.

Объекты внутри иерархии наследуют атрибуты (включая движе-
ние) старших, то есть доминирующих объектов, точно так же. как де-

ВЕИТИЛЯТОР

11.4.3. Эффекты пожара можно
имитировать, проецируя свет
через ленты цветного материала,
колеблемые вентилятором
11.4.4. Эффект света,
проецируемого сквозь дождь
или водопад, можно получить,
вращая между источником света
и сценой два цилиндрических слоя
полупрозрачных форм
с переменными скоростями.

114 5. Параметрическая кривая
значений угла конуса света,
испускаемого светлячком

ти наследуют черты своих родителей. Можно анимировать только на-
бранную пени, структуры, нс анимируя нею структуру целиком. Вза-
пмеютношения между объектами или частями объектов удобно визу-
.визировать с помощью линейной иерархической схемы. Такие схе-
мы часто состоят из блоков, отображающих объекты в структуре, и
линий, обозначающих места объектов в иерархии и их взаимоотноше-
ния с другими объектами. В большинстве случаев в сцене использу-
ется только один набор иерархических схем, и эти схемы управляют
анимацией всех объектов.

Уровни старшинства

Объекты внутри иерархических структур обладают четко определен-
ными уровнями старшинства или значимости. Объект или объекты,
нахоляшисся па самом верху иерархической пирамиды, называются
родителями, а тс. что находятся ниже, детьми и внукам». Самый
старший объект н иерархии обычно называется корнем иерархии, а
объекты, помещенные на ту же ветвь иерархии п.тн на один и гот же
иерархический у|ювснь, называются братьями и сестрами, Узел в ие-
рархии. нс относящийся к какой-либо конкретной части модели, но
управляющий одновременно несколькими объектами-детьми, называ-
ется пулевым родителем . Нулевой родитель используется. например,
в случае, когда два или более объектов группнруются па одном и том
же иерархическом уровне. На структурных схемах нули часто обозна-
чают пустыми блоками. На рис. 5.7.1 и 5.7.2 иллюстрируется исполь*
зовапне нулевого узла.

Иногда иерархические структуры включают объекты, собранные о со-
члененную фигуру. Среди них могут быть объекты, не соединенные друге
другом физически, а часто и тс, и другие. Сочлененные фигуры состоят
из объектов, соединенных с другими объектами. Сочлененные фигуры с
иерархической группировкой объектов являются важным инструментом
для создания компьютерной анимации персонажей. В болыниш-i нс сочле-
ненных фигур соединения между объектами таковы, что они соприкасают-
ся друг с другом, то есть соединение выполняется в виде сустава (сочлене-
ния). Существует много способов организации нескольких объектов в не-
рархнчгхкую структуру, однако иерархия частей модели всегда должна оп-
ределяться требованиями движения. На рнс. 11.5.1 и 11.5.2 показаны со-
члененная и несочлененная модели каждая со своей иерархической схе-
мой. 11срархия в обоих примерах достаточна пргхта вследствие минималь-
ного ветвления.

Сочленения и степени свободы

Тин сочленений, использующихся в компьютерной анпманин. определя-
ется количеством присущих им степеней свободы Степени свободы ис-
пользуются для определения возможности сочленения перемещаться
вдоль или вращаться вокруг одной iltii нескольких осей.

I laiipiiMCp, одна степень свободы соответствует возможности сочле-
нения поворачиваться вокруг одной осп, в го время как сочленение с
гремя степенями свободы способно вращаться вокруг трех осей. Ска-
жем. колено это сустав с одной степенью свободы, тогда как у пле-
ча три степени свободы (давайте, попробуйте вы можете поворачи-
вать руки вокруг осей X, ¥ н Z). Сочленения можно класспфициро-

322

(Х.1ГО1Н1ЫГ. МПЛОЛЫ КОМГИ.ГОГПЧК>11 AHUM UUIII
вать в соответствии с их степенями свободы от простого одномер-
ного сгибающегося сочленения до многомерного универсального
сочленения, способного поворачиваться во всех направлениях
(рис. 11.5.3). Помимо количества степеней свободы, сочленения также
характеризуются диапазоном вращения, который ограничивает пово-
роты сочленения минимальным и максимальным значениями
(рис. 11.5.4).

Сочленение может обладать разными диапазонами вращения для каж-
дой из своих степеней свободы. Эти ограничения движения, налагаемые
углами вращения, особенно удобны при анимации сочлененных фигур с
помощью методов <х5рлтной кинематики, описанных в главе 12.

Центры объектов, часто называемые центроидами или попоротыми
точками, играют важную рать в иерархическом анимационном пронес-

11.4.6. Эта ночная сцена

из компьютерной игры Blade Runner
содержит множество источников
искусственного света, проходящего
сквозь туман и порождающего тени
и переотражения <© Westwood
Studios. Все права защищены).
се. так как многие операции просчи-
тываются на основе их п|юстранст-
венного положения. Такими опера-
циями являются геометрические
преобразования, а также симуляции
динамики движения, связанного с
центром тяжести. Но умолчанию
большинство трехмерных пропюмм
помешают цснт|юнды в геометричес-
кие центры объектов. Болышшгпю
Компьютерных программ также поз-
воляет аниматорам интерактивно пе-
ремешать центроиды объектов. Все
программы компьютерной анима-
ции, поддерживающие иерархичес-
кие структуры, обеспечивают какой-
нибудь редактор иерархии или ре-
дактор скелетона для того, чтобы
можно было создавать привязки
объектов к задаваемой информация
по сочленениям, такой как. напри-
мер. жесткость или диапазоны вра-
щения. Редакторы скелетонов обыч-
но основываются на графической

11.5.1 Эта роботюнроаднная рука
для выполнения аэрографии
представляет собой сочлененную
фигуру с тремя суставами.

У плечевого сустава имеются две
степени свободы, у локтя и кисти —
ЛО одной Блок-схема слева
отображает корень иерархической
структуры.

схеме или диалоговых окнах, содер-
жащих ин<|юрмащ1ю для каждого элемента схемы или таблицы, где пе-
речисляются все элементы схемы. Один из наиболее распространенных
методов задания связен между объектами позволяет аниматорам созда-
вать такие связи, щелкая мышью непосредственно по трехмерным объ-
ектам на любом нз камерных видов. Еще один метод обеспечивает со-
здание иерархических отношений путем щелканья мышью по блокам
схемы, отображающей связи между трехмерными объектами (рис. (7.2
и 12.1.8). Программы, создающие иерархию сверху вниз, требуют, что-
бы родительский объект в иерархии выделялся щелчком мыши преж-
де. чем дети. Программы, выстраивающие иерархию снизу вверх, тре-
буют. чтобы пользователи вначале выделяли детей, а уже потом ро-
дителей.

11.6.	Интеграция дву- и трехмерной анимации

Объединение и сопряжение двумерной анимации, рисованной вручную, и
трехмерных компьютерных визуализаций было впервые реализовано в та-
ких анимационных работах, как диснеевские Великий мышиный детектив
(1986) и Красавица и чудовище (I991). а также Технологическая угром Бил-
ла Кронера (1988. рис. 13.10). В то время эта задача представлятл собой
большую проблему, однако сегодня интеграция двумерных и трехмерных
элементов в одном и том же кадре является стандартным инструментом из
набора средств компьютерной анимации.

Многое анимационные фильмы и телесериалы, которые в основном
прорисованы вручную, включаю! существенный объем важных трехмер-
ных элементов - таких, как толпы в Принце Египта (рис. 12.6.2). монстр-
осьмнноготарантул в Принцессе Моношжэ и космические корабли в Футу-
рамс Матта Гревинга. а также в диснеевских мультфильмах Атлантида и
.him и Стич. Руководитель студии
Dream Works Джефри Катцеиберг остро-
умно окрестил такое смешение стилей
словечком «градилжитал

Существует несколько разновиднос-
тей метода интеграции двумерных и
трехмерных анимации, применяемых в
разных случаях, включая двумерных ри-
сованных вручную пе|Х'онажсй на <|юне
трехмерных компьютерных задников;
трехмерных компьютерных персонажей
и реквизит на фоне двумерных рисован-
ных вручную задников, персонажей по-
кадровой анимации на фоне трехмерных
компьютерных задников, а также комби-
нации всех трех вариантов. Каждый ил
этих вариантов требует слегка отличаю-
щегося от друг их подхода.

Пропса' интеграции двумерных рисо-
ванных вручную персонажей с созданны-
ми на компьютере трехмерными задни-
ками начинается с планирования фраг-

мента в трехмерной системе. При планировании принимаются во внима-
ние действия персонажей, независимо от того. применяются ли в этих ка-
драх движения камеры. Для планирования действий персонажей двумер-
ные аниматоры мот использовать н качестве шаблонов распечатки клю-
чевых кадров (обычно в каркасном режиме) Распечатки и рисунки обыч-
но выполняются с одним и тем же размером поля (рис. 7.2.2). Для фраг-
ментов с движущейся 1|Х'Хмерной камерой аниматорам мот понадобить-
ся несколько последовательных кадров задника для топ», чтобы подстро-
ить свои рисунки иод скорость и перспективу камеры. Процесс разработ-
ки двумерной анимации можно проверять пли визуализировать путем
oiiqxi in иного комбинирования (композитиига) отсканированных каран-
дашных рисунков с трехмерными задниками. Это легко сделать, используя
белый задник в карандашном тате в качестве прозрачного альфа-канала
(более подробно матирование и композит шн с помощью эльфа-канала
|Х1Ссматрнваются в глане 14). После того, как двумерная анимация завер-
шена и утверждена, рисунки могут быть отсканированы с высоким разре-
шением, оконтурены и залиты цифровым способом и затем скомбинирова-
ны в пакетном режиме с трехмерными задниками. В случаях экстремаль-
ных движений камеры вроде длинного пани|>ам11рования или быстрого

11.5.2. Карусель — хороший пример
многоуровневой иерархической
структуры, и которой движение
объектов на уровне родителя
определяет движение объектов
на уровне детей Вращаются все
вместе, но у каждой лошадки свое
вертикальное движение и своя
координация во времени

пагзла-отьезда - для согласования двумерных рисованных вручную пер-
сонажей с трехмерными задниками или виртуальными декорациями мо-
жет потребоваться применение методов трассировки или ротоскопнрова-
пня (рис. 13.3.1).

В случае анимации трехмерных компьютерных персонажей на фоне
двумерных задников п|к»цесс интеграции может быть лаже проще, чем при
сопряжении двумерных персонажей с трехмерными задниками. Двумер-
ные задники сканируются и используются в качестве шаблона для подгон-
ки положения и ориентации трехмерной камеры (рис. 12.6.2). Это можно
сделать путем визуального контроля положения камеры или применив
программу камерного трекинга (рис. 13.2.1) для обеспечения подгонки
перспективы трехмерной камеры под перспективу двумерного задника.

11.5.3. (на следующей странице)
Ряд типов сочленений с разными
степенями свободы, одна степень,
две. три. четыре и шесть степеней
СТЕПЕНЬ

Можно также смоделировать и окружение, и модели в трех измерениях,
использовать трехмерное окружение н качестве шаблона .ня прорисовки
двумерных задников и скомбинировать (методами компознтнпга) рисо-
ванные задники с трехмерными персонажами.

Комбннн|хжание персонажей, созданных средствами покадровой ани-
мации. с трехмерными компьютерными задниками представляет собой
еще один вариант интеграции двумерной и трехмерной анимации.
В этом случае процесс интеграции очень похож на процесс камерного
трекппга (слежения) при реальных съемках, описанный в главе 13. По-
ложение виртуальной камеры может быть просчитано с помощью про-
граммы камерного трекинга; для этого нужно задать положение и ори-
ентацию камеры, использовавшейся для покадровой записи, а также
тренинговые метки, применявшиеся на системе покадровом съемки
(рнс. 11.6.1).

11.7.	Подготовка

Правильно подбирайте движение

ЧЕТЫРЕ СТЕПЕНИ

ШЕСТЬ СТЕПЕНЕЙ

Зрительская аудитория многое узнает о чувствах и намерениях анимиро-
ванных персонажей по тому, как они движутся. Проследите за тем. чтобы
движение, использованное для моделей, соответствовало задачам сцепы.
Движение также должно соответствовать уровню реалистичности визуа-
лизации сцены. Например, реал истинные визуализации более убедитель-
ны, если для моделей использовано реалистичное движение, тогда как
простым визуализациям может больше соответствовать схематичное
(фрагментарное) движение.

Избегайте использования неподвижных
изображений в самом начале

Один или несколько неподвижных кадров в начале анимационной после-
довательности обычно смотрятся, как ошибка, например гак бывает, если
камера начинает съемку до того, как актеры готовы. Если нет какой-то осо-
бой причины для нсп<1Л1»зования неподвижных кадров в начале фрагмен-
та, избегайте начинать анимацию с неподвижных моделей. Лучше поста-
райтесь усовершенствовать ваше ощущение потока движения и связей
между сценами и фрагментами, начиная их с показа движущихся объек-
тов, независимо от того, насколько незначительными могут быть такие
движения.

Просматривайте движение

Практически все компьютерные программы аннмацнн обеспечивают воз-
можность создания «анимационных книжек» движения, которые можно
«проигрывать» непосредственно на мониторе компьютера.

Цифровая «анимационная книжка» ((lipbook) представляет собой по-
следовательность файлов изображений, отображаемых на определенном
участке монитора от небольшого окна до полноэкранного изображения.
Цифровые анимационные книжки можно воспроизводить па скоростях
готового продукта, например, при 24 или 30 кадрах в секунд,?, или с бо-
лее низкими скоростями, позволяющими анализировать анимацию бо-
лее под|юбпо. До появления цифровых анимационных книжек динами-
senate тесты записывались на видеоленту, а затем просматривались на
видеоплейере.

Используйте несколько камерных видов

для просмотра

11.5.4. Эги титанические персонажи
из компьютерной игры Command and
Cont/vtv 2 обладают разными типами
сочленений с разными степенями
(победы Можете ли вы определить,
какими? (О Westwood Studios.

Все права защищены)

При задании ключевых кадров в трехмерной анимации полезно нспользо-
вап>кегк1М1>ко камерных видов. Перспективный камерный вид удобен для
просмотра движения с оп|м?дслспной точки зрения. Однако другие камер-
ные виды, выключая передний вид. боковой вид и вид сверху, очень удоб-
ны для проверки деталей, например, для выявления перекрывающихся
объектов.

Разблокируйте объекты
перед анимацией

Не забудьте разблокировать объекты в сцене, которые ранее в процессе
моделирования были зафиксированы в определенном положении, ори-
ентацип iliii пространственном диапазоне.
11.6.1. Законченный кадр из Лаггсл,
созданный путем комбинирования
трехмерного компьютерного задника
и покадрового переднего плана,
Последний можно также видеть
ниже — на фоне синего жрана
и с белой меткой для обеспечения
камерного трекинга. (С 2001
filmakadem>e Baden-Wuerttemberg/
Grubcr/Stenncr/Wittlinger).

11 6.2. (на противоположной
странице) Управляемые
пользователями динамические
камеры позволяют играющим
перемещаться о компьютерной игре.
(С разрешения Naughty Dog. Inc
•Naughty Dog» и логотип Naughty
Dog являются зарегистрированными
торговыми марками Naughty Dog.
Inc . филиалом Sony Computer
Entertainment America. Inc. Jak &
Darter является торговой маркой
Sony Computer Entertainment America.
Inc. Создано и разработано Naughty
Dog. Inc. 2001 Sony Computer
Entertainment America. Inc ИграJak
f* Darter была разработана для
компьютерной системы Playstation 2).

В большинстве программных пакетов заблокированные объекты нс бу-
дут анимироваться и соответствии с партитурой анимации п/нлн параме-
трическими кривыми.

Руководствуйтесь раскадровкой

Следовать раскадровке необходимо, потому что другие сотрудники мо-
гут работать одновременно с нами нал тем же эпизодом, что и вы. Ес-
ли вы начнете свободно толковать раскадровку, у кас могут получиться
анимационные псхлсдователыюсти, несовместимые с предыдущим iliii
следующим фрагментом, а то и с другими элементами производства. на-
пример с фонограммой. Если у вас появилась идея насчет совершенст-
вования тон части раскадровки, нал которой вы работаете, обязательно
проконсультируйтесь с координатором производства. Возможно, вашу
идею можно реализовать, но только после консультаций с другими чле-
нами коллектива.
Гл лвл 11	Анимация свободной формы	Родители  Планарные волны
Основные	Перед	Положение камеры
термины	Функциональная кривая	Практические источники света
Абсолютное	Внуки! 1срархичсские	Частота изменения
наложение	структуры	Наклон
Ускорение	1 (ерархическая схема	Корень
Сочлененные	Уровень «хвещгнностн	Диапазон вращения
фигуры	Промежуточные кадры	Анимация формы
Источники	Интерактивное	Братья и сестры
искусственного свет	задание	Боковое сканирование
Атрибуты	ключевых поз	Редактор скелетонов
Виражи	1 {слннсйность	Крутизна
С тбающееся	интерполяции	Пространственная
сочленение	11нформация по	анимация
Кран	сочленению	Скорость
Блоки	Сочленения	Сферические волны
Ветви	Ключевой кадр	Сжатие
Небесные светила	Интерполяция	Растяжение
Негроиды	ключевых кадров	Трехмерный морфинг
Дети	Диафрагма объектива	Вертикальное
Циркулярные	Уровни старшинства	панорамирование
волны	Линейная	Время ipam формаций
Постоянная скорость	интерполяция	Матрица
Крановый кадр	Линни	трансформаций
Криволинейная	Привязан к	Полупрозрачная карта
интерполяция	траектории	изображения
Степени свободы	Связи	Кадр, снятый
Глубина резкости	11аложеиие	с движения
Цифровая	последовательности	Древовидная
анимационная	изображении	структура
книжка	Ограничения	Интеграция дну-
Насад-отъезд	движения	и трехмерной
Функции	1 !араллакс движения	анимации
нелинейности	Траектории движения	Боковое перемещение
движения	Движущиеся тени	Универсальное
Ускорение	Текущая вода	сочленение
Замедление	Естественные	Волновые функции
Внешние	световые эффекты	Зум (трансфокатор)
управляющие структуры Фа>гтастнческнс  трансформации  Фокусная дистанция Фокусное расстояние Фокальная плоскость Фокус  Прямая кинематика Решетка свободной  формы	Природные явления Естественные трансформации  1 1улсвон родитель Количество точек Перекрывание света Порядок соответствия Ориентация камеры Панорамирование Параметрическая кривая	Объективы с зумом

ГЛАВА 12

Передовые методы
компьютерной анимации

Краткое содержание

БОЛЬШИНСТВО РАЗВИТЫХ МЕТОДОВ АННМАЦНН. рассматриваемых
в настоящей главе, довольно сильно отличаются от методов, основанных
на традиционном подходе. предусматривающем использование ключевых
кадров. Развитые методы используются для симулирования комплекс-
ных или реалистичных движении объектов и персонажей; в сущности, ра-
бота многих из них начинается с захвата движений живых актеров и его
последующего использования для анимируемых персонажен. В этом гла-
ве описывается также гибридная среда, в которой некоторые ил новей-
ших развитых методов анимации используются почти всегда в сочпа-
HIIII с другими. Особое внимание в главе уделяется концепции работы в
слоях пли каналах движения. Одной из основных причин использования
гибридных методов анимации является то, что сстсгтвенпое движение
слишком сложно для топ», чтобы его можно было НОСП|ЮНЗНОДИТЬ с помо-
щью какого-то одного .метода. I !анример, перемещение трехмерных моде-
лей можно детально контролировать, если мы зададим параметры их по-
ложения и углы в программе обратно!! кинематики, но получившиеся
движения могут оказаться физически неко|»|»сктпыми. Точно гак же. дви-
жение моделей будет реалистичным, если динамика их движения симули-
руется с учетом воздействующих на эти модели сил. однако при этом
труднее получать точное желаемое движение особенно если модели яв-
ляются довольно сложными.

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Обратна» кннемлтии..	. 331

Перформансанимация
и uxiut движения ...... .334

Динамика движения.........341

Процедурная анимация......350

Анимация лица ............  357

Анимация массовки	361

Аттракционы и интерактивные
развлекательные системы..	363

Основные термины.... .....370

12.1.	Обратная кинематика

Методы обратной кинематики удобны для анимации комплексных моде-
лей п двигательной оснастки с большим количеством сочленений. В отли-
чие си прямой кинематики. методы обратной кинематики предусматрива-
ют организацию движения целых скелетонов иа основе конечных углов
некоторых основных сочленений, задающих движение. Как пояснялось в
главе 11. методы прямой кинематики обеспечивают вычисление движения
и конечного положения модели с помощью предварительно заданных зна-
чений углов ее сочленений. По сути это подход, так сказать, обратный об-
ратной кинематике.

Анимационные методы обратной кинематики т|кбуют, «гтобы подлежа-
щие анимации трехмерные модели создавались в виде иерархических
структур. Чаще всего методы обратной кинематики применяются к сочле-
ненным фигурам, которые определяются как иерархические скелетоны,
построенные из соединенных сочленениями сегментов, причем у каждого
сочленения могут быть свои ограничения движений.

12.1.1 (на противоположной
странице) Вуди и Базз Лайтъср,
незабываемые персонажи
из Петиции и/цини"*. - первого
анимационного фильма, целиком
созданного средствами трехмерной
компьютерной анимации
(С разрешения The Wall Disney
Company Disney Enteipnses. Inc
Все права защищены)

11 M'b'K >ВЫ E M». I < >Д| .1 K< >M I IbK »1E Г1 K»l I Al 111 MA! ИIII

331
12.1.2. Конечным эффектором
сочлененной цепочки,
отображающей руку, обычно
является кисть или кончик пальца.

12 13. Последовательность
обратной кинематики, начинающаяся
в отсутствие ограничений положений
и движений (А), может дать
бесконечное количество вариантов
движения при изменении
положения конечного эффектора
(В - на противоположной странице).

Иерархические скелетоны состоят нз многих сочлененных пеночек, ко-
торые он ре деленным образом сгруппированы в иерархию. Скелетоны так-
же связаны г окружающей их поверхностью кожи и привязанными к ним
моделями. Иерархические взаимоотношения в разных программах разные,
по в большинстве случаев корневая цепочка или се различные части явля-
ются родителями для кожи пли привязанных к ним моделей (более под-
робно кожа описывается в главе 5).

Методы обратной кинематики могут сильно упростить анимацию
моделей, обладающих большим количеством сочленений, когда такие
модели должны двигаться сложным н достаточно реалистичным спосо-
бом. Например, попытки анимации бегущего пира с помощью интера-
ктивного задания ключевых кадров могут вылиться н длительный и
нудный процесс проб и ошибок, особенно если тигр должен бежать по
неравномерной местности, где на его пути постоянно встречаются пре-
пятствия. Однако тот же процесс может быть упрощен с помощью об-
ратной кинематики, гак как этот метод анимации использует положе-
ние конечностей или суставов сочлененной фигуры для анимации всей
фигуры целиком в нужную конфигурацию. Составляющими частями
процесса обратной кинематики являются иерархическая структура или
цепочка, сочленения. oqKiiiHneiiiix движения и .м|и|к*кторы (исполни-
тельные элементы). Сочлененные фигуры с иерархическими структура-
ми допускают одновременное движение всех своих частей, ио только и
соответствии с заданной иерархией. Иерархия в сочлененной фигуре
предотвращает возможность рассыпания ее частей во всех наиравленн-
ях. когда к этой фигуре применяется трансформация. Болес подробно
иерархические структуры и двигательная оснастка рассматриваются п
главе И.

Сочлененная пеночка состоит нз корня цепочки, определенного количе-
ства сочленений н эффектора. Корнем цепочки обычно является первое
сочленение н первом сегменте сочлененной цепочки Корень цепочки час-
то является родителем всех сегментов и сочленении в цепочке. Эффектор
(называемый также конечным эффектором) в исррхической цепочке
представляет собой сочленение, использующееся для определения поло-
женин движущейся цепочки с помощью обратной кинематики. При дви-
жении э<|и|)сктора активируется обратная кинематика и происходит авто-
матический просчет поворотов амлененнй. Например, если рука подни-
мается. чтобы нажал, на кнопку, конечный щ||фсктор движения будет на-
ходиться в кисти НЛП в кончике вытянутого пальца (рис. 12.1.2). Кстати,
конечный л|и|к‘кп>р болыиниства движений рук. как правило, располага-
ется в кисти или в копчиках пхтьиев.

Сочленение определяется точкой, где встречаются два сегмента со-
члененной пеночки. Некоторые программы обратной кинематики допу-
скают вращение сочленений в цепочке в любых направлениях, если на
данное сочленение не были наложены ограничения движения. Други-
ми слонами, при вычислении новых положений с помощью обратной
кинематики сочленения в иерархической цепочке могут поворачивать-
ся в любом направлении. Из этого вытекает, что в случае, когда огра-
ничения по движению не задавались, иерархическая цепочка может
следовать за движением конечного :к|к|»ектора множеством разных спо-
собов (рис. 12.1.3). Однако другие программы определяют сочлененные
цепочки, как планарные, и разрешают сочленениям в цепочке вращать-
ся только вокруг одной осн (обычно это ось Z. если смотреть па це-
почку сбоку).
Одно из крупных преимуществ использования обратной кинематики
для анимации сложных сочлененных фигур состоит в том. что если у этой
фшуры имеются корректные ограничения по движению, для определения
вращений всех ее сочленений можно использовать всего лишь один конеч-
ный :к|х |)сктор. Другими словами, вся фигура следует за движением конеч-
(югоаффсктора. Однако метод обратной кинематики позволяет сокраптть

12.1.4. Бросок мяча с помощью
обратной кинематики. Необходимо
указать только начальное и конечное
положения

трудозатраты в процессе анимации только в том случае, если ограничения
движения со'слсненнй были наложены корректно и приводят к желаемым
движениям. В большинстве случаев анимация сложной сочлененной фи-
гуры средствами обратной кинематики бывает более ж)х|>ектнвной. чем
при использовании прямой кинематики (рис. 12.1.4). Однако порой пря-
мая кинематика обеспечивает в процессе анимации более непосредствен*
нын н более оперативный контроль положений сочленений в любой точке
(рис. 12.15).

Задание ограничений движения дтя каждого сочленения необходимо

для удержания движений, имеющих место в иерархической цепочке, в та-
ких рамках, чтобы результатом перетаскивания конечного :н|м|х?ктора в
нужную точку была только одна, единственная конфигурация. Рис. 12.1.3
иллюстрирует результаты анимации иерархической пеночки с разными
ограничениями движений и положений, но с одинаковым конечным эф-
фектором. Ограничения движения часто выражаются в понятиях сте-
пеней свободы и углов вращения. Более подробно эти понятия рас-
смотрены в главе 11.

Иерархия скелетонов, соответствующих сложной сочленен-
iioti фигуре, может быть раздроблена с целью упрощения ани-
мации таких фигур, у которых какая-то часть или конечность не
должна следовать за движениями корня цепочки. Например, та-
ковым является персонаж, ступни которого должны оставаться на
земле (или руки которого должны постоянно держать объект), да-
же если движется корень цепочки, обычно находящийся где-нибудь
в торсе нлп на бедрах. В дробной иерархии некоторые или все конеч-

ности не исходят из корня цепочки, а имеют свой собственный корень.
Например, кисть в дробной иерархии не управляется непосредственно
торсом с помощью плеча.
В подобных случаях необходимо каким-то образом не дакать распа-
дался раздробленным сочлененным цепочкам но время движения и
обеспечивать растяжение кожных покровов (оболочек) в точках, где две
такие цепочки встречаются. Это обеспечивает независимые движения
каждой цепочки при сохранении непрерывности поверхности кожи
(рнс. 12.1.7).

Обращая кинематика представляет собой мощный инструмент по-
строения второстепенных движений на базе основных. При анимации
такой иерархической модели, как человеческое тело (рнс. 12.1.8), луч-
ше всего выполнить анимацию вниз по иерархии, а уже потом перехо-
дить к деталям. Это означает, что основные движения, например дви-
жения корпуса, будут заданы раиыпе, чем второстепенные движения,
например движения рук или ладоней. Обратная кинематика может

12 15. Бросок мяча с помощью
прямой кинематики Необходимо
указать осе углы сочленений.

быть аффективным методом разработки движений путем задания клю-
чевых поз в каждом ключевом кадре. Такую методику можно допол-
нить приемами, рассматриваемыми в следующем параграфе данной
главы.

12.2.	Перформанс-анимация и захват движения

Захват движения в реальном времени п|>едставляст собой современный
метод анимации, позволяющий аниматорам оцифровывать реальное дви-
жение < помощью соответствующего оборудования, а затем применять
епт к анимируемым на компьютере персонажам. Захват движения отли-
чается от традиционной анимации по ключевым кадрам. так как обеспе-
чивает оцифровку всех выполняемых живыми актерами движений. Зах-
ват движения можно также нсполыяшать для создания базовых трасс
движения, которые впоследствии могут быть обогащены за счет приме-
нения других методов анимации. Большой объем второстепенных дви-
жений (таких, как детальная внимания кистей, пальцев и мимики) в ани-
мации, базирующейся на методах захвата движения, обычно выполняет-
ся > поверх» базовых трасс основного движения (рис. I2.2.1).

Данные движения, захваченные и сохраненные в виде положений со-
членения в координатах XYZ. доступны для непосредственного манипу-
лирования и могут также применяться, например, к скелетону обратной
кинематики. Некоторые методы захвата движения боли* пригодны для
«живого» управления анимируемыми персонажами, тогда как другие
лучше подходят для ситуаций, требующих более сложных последова-
тельностей с несколькими слоями движения. За исключением случаев.



11К1ЧД<>ВЫК МКН>ДЫ К<>М11ЬК> I г 14К>11 Д1ИIM М ЦНI
когда захват движения используется для прямого управления «живым»
движением. данные, получаемые с помощью систем захвата движения, в
разной степени подвергаются подчистке и доработке в системе комнью-
тсрноп анимации.

Причина состоит к том, что захваченные необработанные данные дви-
жения часто содержат слишком много помех, которые необходимо уда-
лить, или в том. что этих данных недостаточно для того, чтобы только на
их основе сгенерировать движение, необходимое для анимационной пос-
ледовательности.

Существенным плюсом методов захвата движения является то, что их
можно использовать для очень экономичного производства анимации, но
только после того, как проработаны все исходные настройки. В зависимо-
сти от специфики проекта методы захвата движения могут обеспечивать
автоматизацию существенной доли движения персонажей. а также сокра-
щать определенную часть ручной работы с ключевыми кадрами.

Методы захвата движения стали применяться на практике в начале
1980-х годов, когда исследователи начали экспериментировать с потен
цнометрами. прикрепленными к человеческому телу с целью измерения
углов суставов. Для измерения положения и ориентации суставов ис-
пользовались также светодиоды и механическая арматура. Большинство
первых применений управления движением ограничивалось анимацией
простых «мультяшных» персонажей или голов и лиц без анимации всего
тела. Такие нешх'редствсиные анимации часто комбинировались с «жи-
вым» действием. Во многих случаях для захвата движений лица и тела ак-
тера использовались разнообразные шлемы и приспособления (армату-
ра). В наши дни, хотя доработка методов захвата движения все еще про-
должается. объем анимации персонажей на основе этих методов ноггояи*
ни возрастает. Многие стандартные пакеты компьютерной анимации
предлагают возможности подключения к целому ряду устройств захвата
движения, благодаря чему обеспечивается ввод данных движения непо-
средственно в систему анимации. 11редрассудок, состоящий в том. что уп-
равление движением это метол для тех, кто нс умеет анимировать «по
старинке», то есть полностью вручную, постепенно сменяется более про-
грессивными взглядами.

Захват движения подразумевает создание движений для одного пли не-
скольких анимационных нс|х<шажгй одним или несколькими актерами
(рис. 12.2.2). Подготовка реальных актеров и анимационных персонажей
(или виртуальных актерок) к процессу захвата движения включает две
достаточно независимые последовательности операций: разметка точек за-
хвата на живом актере и заданно иерархических структур, которые будут
управлять виртуальным актером. Точное положение точек выборки зави-
сит от нужного типа движения. Однако во всех случаях необходимо уста-
новить соответствие между точками выборки у реальных актеров и сочло-
нениями анимационных персонажен. Нелогичные соответствия между
точками выборки и суставами анимационных персонажей могут привести
к неожиданным и забавным результатам. Вообразите движение анимаци-
онного персонажа, сочленения шеи которого анимируются движением, по-
лученным с точки выборки, находящейся на хвосте!

Захват движения часто используется для захвата основного движения,
поэтому точки выборки часто распределяются по голове, торсу и конечно-
стям. Второстепенные движения ироде выражении лица и жестов рук час-
то добавляются к основным движениям с помощью других методов анима-
ции. Важно обеспечить такое сгруктурн|ювание иерархических схем ре-

в

12.1 6. Три последовательности
обратной кинематики с простой
иерархической цепочкой. Они
следуют за одним и тем же конечным
эффектором, но у каждого имеются
свои ограничения движения,
включая одно ограничение
вращения (А), одно ограничение
положения (В) и несколько
ограничений положения (С).

Ilm.ioBi.n, м|.1оды компыопгной aiuixuiuiii

335
12.1.7. Поворотные точки
в скелетоне, управляющем
анимацией руки, обозначены
ромбиками (вверху). Желтые
ромбики и «паутина» между
большим и указательным пальцами
представляют собой гибкие связи,
действующие подобно пружинам
Красная сфера на ладони является
поворотной точкой, соединяющей
иерархический корень кожи
со скелетоном Морщинки
на суставах пальцев моделировались
с помощью сетки (в середине),
а к сетке ногтей был применен тип
(ID) материала, отличающийся
от материала кожи

( О 1999 Mondo Media,
Сан-Франциско. Калифорния)

алыюго и виртуального актеров, чтобы захваченные движения дали нуж-
ный результат.

Проекты компьютерной анимации характеризуются широким спект-
ром требований и части минимального количества точек выборки и ко-
личества сочленений в фигуре. Иерархические структуры не обяза-
тельно должны быть идентичными. но когда иерархии реального и
виртуального акте|юн структурируются по-разному, полученное движе-
ние не будет являться результатом прямого переноса захваченного
движения. В таких случаях результирующие движения будут про-
фильтрованными и модифицированными. (Специальные требования
по моделированию для компьютерной анимации, основанной на мето-
дах захвата движения, включая непрерывные поверхности тина кожи и
одежды, описаны в главе 5).

Существует несколько систем захвата движения, которые продаются в
комплекте со всеми необходимыми элементами и готовы к применению.
Сюда входит, например, компьютер с достаточным количеством внешних
портов для приема данных, поступающих от множества датчиков движе-
ния. Сюда также входит достаточно высокая скорость передачи и широкая
полоса пропускания, обеспечивающие обработку данных опроса многих
датчиков движения с достаточными частотами. Однако при сборке недо-
рогих систем управления движением нз отдельно купленных элементов,
.тая получения работоешхобиой системы зачастую необходимо учитывать
несколько моментов. ?hn моменты касаются размещения датчиков на ак-
тс|К1х. сцепы, использующейся для захвата движения, и тина технологии
охвата движения.

Количество датчиков движения, использующихся в приспособлении
дтя захвата движений со всего тела (специальном костюме) колеблется
между 70 (в быстродействующей спеинал11.чн|юванио|‘| системе) и десят-
ком датчиков в дешевых устройствах. Точное размещение датчиков зави-
сит от многих факторов таких, как имеющееся количество датчиков, тип
используемой сенсорной технологии, тип захватываемого движения, вид
пересылаемых в компьютерную программу аппмацип данных (углы вра-
щения или координаты положения XYZ), а также гни ограничений движе-
ния. заданных в компьютерной программе аппмацип. Независимо от их
числа дапнкп движения фиксируются на теле актера с помощью адгезив-
ных пли эластичных материалов или сочетания тех и других. Захват дви-
жения .тая аппмацип липа будет рассмотри в этой главе позже.

Рис. 12.2.3 иллюстрирует минимальную конфнгу|кщию для захвата
движения, в которую входят II датчиков. Диа датчика помещаются и
верхней части тела: одни на лбу ниже линии рента волос, и один в
Ucirrpc фуди прямо над грудной костью. Датчики на конечностях
размещены по одному на задней части п|х‘лплсчья под локтем или ря-
дом с кистью, по одному на тыльной стороне ладони, по одному на пе-
pc.iucii части каждой голени или сразу над коленями, и по одному на
верхней части каждой стопы. Датчик в нижней части спины пли в об-
ласти таза прямо под талией используется дтя определения положения
и нап|хтлепня тела относительно пола. При такой конфигурации оста-
клея неохваченными некоторые важные суставы, и их движения при-
дется вычислять средствами обратной кинематики. Существенная чапъ
мелких движений корпуса и шеи также теряется вследствие малочис-
ленности датчиков. размещенных па теле актера.

Рис. 12.2.1 иллюстрирует версию системы захвата движения с 20 дат-
чиками.
По сравнению с предыдущей конфигурацией, показанной на
рис. 12.2.3. данная система позволяет захватывал» большее количество
движений суставов, а также больший объем деталей движения корну*
са и головы. Такая конфигурация захвата движения предполагает, что
большой объем второстепенного движения будет в дальнейшем нало-
жен на исходное захваченное движение. В данную конфигурацию дат-
чиков движения входит один датчик на лбу, одни на подбородке, одни
на задней стороне шеи. по одному на каждом плече, по одному на зад-
ней части предплечья рядом с локтем, ио одному на тыльной стороне
ладоней. по одному на каждой стороне спины, по одному па бедрах,
один в нижней части спины или в области таза, по одному на каждом
колене, по одному спереди каждой лодыжки и по одному на верхней
части каждой стопы.

12.1 8. Простая сочлененная
модель и соответствующая
ей иерархическая схема

Технологии захвата движения в реальном времени

Для захвата движения в реальном времени используется несколько
технологий. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, ко-
торые определяют се пригодность для различных применений захвата
движения. Факторами, определяющими отличие одной технологии от
другой, являются, в частности, точность их данных, частота выборки,
допускаемая ими свобода движения актеров, количество точек выбор-
ки и количество актеров, чьи движения могут захватываться одновре-
мевво. Количество точек выборки рассматривалось в предыдущем па-
раграфе. Эффективные частоты выборки начинаются с 30 выборок в
секунду или выше. При захвате простых движений бывает достаточно
небольшой зоны захвата, но для захвата движений двоих взаимодейст-
вующих друг с другом актеров предпочтительнее использовать площа-
ди побольше, гак как в этом случае движения нс придется прерывать,
а редактирование движений сводится к минимуму. Базовыми техноло-
гиями захвата движения являются следующие: просгстическая. акусти-
ческая, магнитная и оптическая.

12.2.1. Две стадии основного
движения предплечья
и второстепенное движение плеча,
(С разрешения Acclaim Entertainment
Inc Группа продпмнутых технологий)
12.2.2. Персонажи нэ/(^*ш.
анимированные с помощью
захвата движения (вверху). Внизу
представлена полигональная сетка,
управляемая данными захвата
движения в QHurtriixifii Club Теигиш
(С разрешения Aidaim Entertainment
Inc. Все права защищены)

Простатические технологии захвата движения обеспечивают получе-
ние точных данных углового вращения и основаны на потенциометрах,
представляющих собой устройства. обеспечивающие 1гзме|К'нне электро-
движущей силы па основе* количества энергии. проходящей через устрой-
ство в результате движения сустава.

Однако сложность с 11|кктстичсскнм захватом движения состоит в том.
•по потенциометры обычно довольно громоздки и затрудняют движения,
выполняемые людьми, на которых эта потенциометры зафиксированы.
Технологии п|кк*птичсского (то есть протезного) захвата движения суще-
ствуют уже давно и широко используются в медицине, где измеряется или
симулируется движение пациентов в ограниченном диапазоне.

Технологии акустического захвата движения основаны на приемо-
передатчиках (транспондерах), которые обеспечивают oii|x*;tc.ieiHie по-
ложения в п|кх'грапстве с помощью передачи радиосигналов пз каждой
точки выборки. Методы магнитного захвата движения основываются
на приемниках, которые обнаруживают магнитные ноля. Как акустиче-
ские. так и магнитные технологии захвата движения требуют условий
постановки. которые нс создают помех, способных существенно повли-
ять на захват данных. Такими ггомсхообразующнмн условиями в пер-
вом случае могут быть твердые гладкие новерхшхтн вокруг сцены, ко-
торые способны генерировать чрезмерный объем эха, В последнем же
случае такими факторами могут стать металлические конструкции, на-
ходящиеся вблизи сцены, включая металлические гвозди и арматуру
внутри стен и потолкгн!, которые способны создавать пли искажать маг-
нитные ноля. Для некоторых систем захвата движения, основанных на
магнитной технологии, приходится также возводить над сценой специ-
альные приспособления, несущие кабели, которые подключают датчики
движения к компьютерной системе, н позволяющие вынести эта кабе-
ли нз области движений актеров.

Технологии оптического захвата движения используют источники
света, камеры и отражающие мишени .тля определения положения сочле-
нений в трехмерном пространстве. Оптический захват движения очень
удобен, так как актеры практически свободно выполняют любые движе-
ния. на которые способны. Оптические технологии также отлично зареко-
мендовали себя при одновременном захвате движения нескольких акте-
ров. На рис. 12.2.5 показана высококлассная оптическая система, в кото-
рой используется от 50 до 70 датчиков и несколько камер. Опа способна
<>днон|х*мс1П1о захватывать движение двух актеров. Очевидной пробле-
мой о1гтаческих технологий захвата движения является то. что некоторые
точки выборки могут быть временно скрыла вследствие движений акте-
ров особенно когда выборки осуществляются одновременно на несколь-
ких актерах. Типовым решенном этой проблемы является увеличение ко-
личества камер, наведенных на точки выборки. Такое решение может
обеспечить детальное движение, по также повышает сложность процесса
захвата движения.

Ротоскопирование

Ротосконированне можно рассматривать как захват движения с вре-
менной задержкой. Разработанное на заре целлулоидной аннмацнн с
целью обеспечения совмещения рисованных вручную персонажен
мультфплшов с кадрами «живого» задника, ротосконирование по сен
лень используется для создания спецэффектов и аннмацнн персонажей.
Этот метод можно использовать дчя захвата порожденного в ре-
альном мире движения путем ручного пли автоматического
отслеживания неподвижных изображений сцены «живого»
действия.

Схематическая информация, получаемая в результате
такого отслеживания, используется для задания размеще-
ния и движения трехмерных анимированных фигур
(рис. 13.3.1). Помимо применений ,ыя «живого» действия,
сегодня ротоскоиироваикс используется также для комби-
пирования двумерных рисованных вручную анимационных
персонажем с трехмерными задниками и декорациями (бо-
лее подробно интеграция 21) с 3D описана в главе II).

12.2.3. Система мхвата движения
с одиннадцатью датчиками
движения

Управление «живым» движением

В некоторых применениях, связанных с «живым» развле-
кательным действием, движение живых актеров захваты-
вается и применяется к анимационным персонажам в ре-
альном времени В подобных случаях движение захватыва-

ется непосредственно, а персонажи анимируются и матируются (то есть
переносятся с использованием масок) в «живое» видео и реальном време-
ни. Во многих случаях анимируемые персонажи являются мультншпка-
цноннымн (рис. 13.11). Вследствие этого цель п|ющчса захвата движения
состоит отнюдь нс в захвате детального и реалистичного движения, а на-
против. в захвате театрального движения, которое способно оживить
•мультяшный • персонаж (рис. I2.2.G 12.2.8). В этих случаях движение,
которое выглядит слишком естественным и нсутрированным. неуместно,
поскольку часто приводит к тому, что «мультяшный» персонаж выглядит
зажатым и неодушевленным. Для большинства «живых» мулыисрсона-
жей лучше всего iiqaxoaitt утрированное и энергичное движение. Поэто-
му очень часто входными устройствами, генерирующими движение, кото-
рое должно быть применено к nqx-онажу, манипулируют опытные кукло-
воды. актеры и танцовщики. Эти профессиональные исполнители
умеют передавать эмоции и экспрессию с помощью движений.

захватываемых «бесчувственными» входными псрш|>е|М1Йными
устройствами. В ситуациях, когда сложная сенсорная система
отсутствует, часто приглашаются один iliii несколько снецн-
алнггов, которые манипулируют одним или несколькими
периферийными устройствами ввода с целью управления
движениями персонажа. Такне периферийные устройства
могут применяться следующим образом: одно для туб, одно
дтя перемещений в координатах XYZ, одно для вращений
суставов и одно для положения камеры.

Редактирование захваченного движения

Результатом п|юцесса захвата движения являются шчколь
ко дорожек движения, управляющего разными аспектами
анимации. Каждая дорожка присвоена определенному ка-
налу, и каждый канал обычно управляет движением объек-
та в трехмерной сцене. Данные движения в каналах отобра-

жаются болыппнелюм программ компьютерной анимации как кривые
фуик1и1н (рис. 12.2.9). Посте того, как все наборы данных захваченного

12.2.4. Система захвата движения
с двадцатью датчиками движения
12.2.5. Выполняется одновременный
захват движений двух актеров.

на которых закреплены оптические
датчики захвата движения.

(С разрешения Acclaim Entertainment
Inc Группа продвинутых технологий)

12.2 6. Два исполнителя обеспечивают
живую» (непосредственную)
анимацию Л/омш, анимационного
персонажа, показанного на рис 1.4.5.
Один из них отвечает за создание
голоса персонажа, а другой создает
движения головы и рук с помощью
простой системы захвата движения
(Производство Colossal Pictures
совместно с Cartoon Network
о 1993 Cartoon Network, Inc
Все права защищены.

С разрешения Colossal Pictures)

движения перенесены в соответствующие каналы, эти данные можно при-
вязывать к различным сочленениям. На этой стадии к скелетону можно
применить систему обратной кинематики.

Однако прежде, чем можно будет использовать данные захвата движе-
ния, все анимационные деревья должы быть четко структурированы дтя
того, чтобы исключить применение тонких нюансов движения в форме
многочисленных вращений XYZ не к тому сочленению. к которму нужно.

Сопряжение нескольких каналов движения требует использования вы-
сококлассных инструментов, которые ие допускают стирания имеющейся
информации. Для работы со слоями движения такого, как синхрониза-
ция губе |>ечью. жесты рук и управляемая правилами мимика, исполь-
зуется несколько каналов движения.

Анимация по каналам

Анимация по каналам позволяет снимать или захватывать все вилы
данных в реальном времени с помощью подключенных к компьютеру
периферийных устройств ввода. Рассмоцзенныс выше в данной главе
методы аппмацип с помощью захвата движения представляют собой
наиболее распространенные формы анимации по каналам. Содержащи-
еся в каналах данные можно также использовать для управления дру-
гими аспектами анимации, например, мощностью источника света,
плотностью текстуры, силой тяжести и скоростью движения. Поступа-
ющие в систему наборы данных присваиваются одному или несколь-
ким каналам в анимационной партитуре и используются для создания
тех аспектов анимации. которые управляются этими каналами. Для уп-
рощения работы захваченные данные отображаются в виде функцио-
нальных кривых. Например, большинство п|юграмм компьютерной
анимации отображают результат щюцесса захвата «живого» движения
в форме функциональных кривых, управляющих различными аспекта-
ми анимации (рис. 12.2.9).

В принципе, для загрузки в анимационную программу данных, основан-
ных па времени, можно использовать все виды периферийных устройств
ввода. Такими устройствами являются джойстик, микрофон, музыкаль-
ная клавиатура, шаровой манипулятор или разнообразные iipurnocrxvic-
пня для захвата движения. Во всех случаях для того, ч тобы анимационная
программа могла взанмодействошпь с периферийными устройствами, не-
обходимы соитие тс твуюшие драйверы устройств.

Базовый процесс анимации по каналам начинается с выбора активных
входных устройств и назначения каждого из них одному пли нескольким
канатам в соответствии с количеством степеней свободы, которыми они
обладают. Степени свободы входных периферийных устройств определя-
ются вращениями и сдвигами, которые способж» обеспечивать данное уст-
|юй<*тво. Например, у однокионочного джойстика имеются три степени
свободы, гак как он может двигат ься вдоль двух осей, причем можно так-
же нажимать кнопку. Приспособление дтя захвата движения может поро-
ждать десятки каналов в зависимости от количества реализованных в нем
позиционных точек (обычно от 10 до 70), каждая нз которых обладает пе-
нсиями свободы XYZ. После топ», как каждая степень свободы присвоена
соответствующим каналам, наступает вторая стадия процесса поканаль-
ной анимации, состоящая в присвоении каждого канала определенному
движению объекта. 11а рис 12.2.11 показаны несколько диалоговых окон,
обеспечивающих управление процессом присвоения и слияния каналов.
В процессе захвата движ<41ия некоторые системы компьютерно]! анима-
ции позволяют пользователю просматривать ж|к|к*кты. производимые за-
хваченными данными, а также привязки между каналами и элементами
анимации. Однако, tr.ni количество «живых» каналов слишком велико,
отображение анимации на дисплее .может «перенапрячь» компьютер и за-
медлить частоту выборки в процессе захвата.

По этой причине часто оказывается практичнее захватывать данные
вслепую и только после завершения захвата просматривать получившую-
ся анимацию. Затем можно niiocim» любые изменения в результирующее
движение, для чего используется редактирование функциональных кри-
вых каждого канала.

12.2.7. Персонаж по имени Голлум
анимировался с помощью
комбинации методов анимации
по ключевым кадрам и захвата
движения. (Нлтгне.нт *wrrr<;
diw faiuimi © ЛАМП, New Line
Productions. Inc'“ The Saul Zacntz
Company d/b/a Tolkien Enteiprtses
no лицензии New Une Productions.
Inc Все права защищены.

С разрешения New Une
Productions, Inc)

12.3.	Динамика движения

Методы аннмацнн динамикой движения обеспечивают генерирование
реалистичного движения объектов, симулируя их физические свойства и
естественные законы физического движения. Методы динамики движе-
ния учитывают характеристики объекта такие, как вес объекта, его мас-
са. инертность, упругость, а также такие внешние силы, как трение, грави-
тация и даже столкновения с другими объектами. Как и другое рассмот-
ренные в данной главе метилы, метод динамики движения может комби-
нироваться с другими развитыми методами анимации, например, обрат-
ной кинематикой, а также с простои анимацией по ключевым кадрам.

Симуляция динамики предусматривает вычисление движения объек-
тов во времени путем ввода в npoqiaMMy некоторых физических параме-
тров объекта главным образом его массы, а также определенной инфор-
12.2.8. Данные захвата движения
генерировались танцовщиками
Американского Театра Балета
и применялись к персонажам
мультфильма Клрби и UleJKl/пчик.
(BARBIE н сопутствующие торговые
марки принадлежат и используются
с разрешения Mattel Inc Т 2003
Mattel. Inc. Все права защищены)

ЖЖЖЯЗЗЖЯЯЯИЕЖ

ЛИ



12.2.9 Программное обеспечение
Eye-Sync и Soundwave (вверху)
использовалось для согласования
анимации глаз персонажа
телевизионной программы Ur/rAw»
Ponti с дорожкой озвучки
и временной диаграммой
Это программное обеспечение
позволяет аниматорам выбирать
конфигурации глаза из библиотеки
ключевых положений, собирать
последовательность движений
(красная и синяя линии)
и проигрывать динамический тест
в реальном времени синхронно
со звуковой дорожкой (зеленые
пинии). Программа редактирования
движения (внизу), демонстрирующая
каналы данных вращения и сдвига
для одной кости о сочлененном
скелетоне. (Вверху: с разрешения
Acclaim Entertainment. Inc,
Advanced Technologies Croup.
Внизу: с разрешения CBS. Inc
и Windlight Studios)

мании о силах, воздействующих па объект (рис. 12.3.1). Масса
объекта определяется объемом объекта и его плотностью (масса плот•
пасть х объем).

Силы обладают определенной интенсивностью и направлением. Уп-
рощенно говоря. динамическая симуляция предусматривает вычисле-
ние ускорения, развиваемого объектом, обладающим некоторой массой,
когда на пего воздействует сила (сила - масса х ускорение). Движение
объектов (скорость и положения) просчитывается па основе воздейст-
вия ускорения на объект в зависимости от расстояния и времени.

Динамические симуляции просчитываются на основе определенной
длительности |х*алыюго времени, а зятем подвергаются выборке с задан-
ной частотой кадров в секунду. В идеале, когда компьютерная анимация
записывается па видеоленту, выборки динамической симуляции должны
производиться с частотой не менее 30 кадров в секунду. Динамические
симуляции прогоняются ио умолчанию па всех элементах, присутствую-
щих в трехмерной сцене. Камеры и источники света при симуляции долж-
ны быть выключены, чтобы она не оказала на них воздействия. В против-
ном случае камеры могут переместиться под действием симулированных
сил. а движущиеся источники света могут повлиять на окончательную си-
муляции».

Физические свойства объектов

Масса является физическим свойством объектов, сильнее всего влияю-
щим на динамическую симуляцию. Как упоминалось |кшсс, массу объекта
легко определить на основе объема и плотности объекта. Объем т|х>хмер-
ных обычетов может автоматически вычисляться большинством !1|юграмм
компьютерной анимации, так что плотность объекта часто оказывается

312

ПКР»Л<ЖЫЕМКГ<>Д1Л К<>.М11Ы<>1ЕГ1|<»1Г .MIIIMMIIIII
12.2 10. Неподвижный кадр
из художественной мультимедийной
инсталляции, и которой
анимируемые с помощью захвата
движения танцоры, представленные
в виде рисованных фигур. двигаются
в трехмерном пространстве.
Короткие движения (или фразы)
были выполнены, захвачены,
а затем усилены и включены
в виртуальную хореографию,
составив единое целое Положения
светочувствительных датчиков,
закрепленных на ключевых точках
тела исполнителя, записывались
с помощью оптических камер о виде
значений координат и трехмерном
наборе данных. Данные захвата
движения обрабатывались
с помощыо программы Character
Studio с использованием ее
запатентованного метода
управляемых шагами ключеиых
кадров. (О'АаШШг/шде ' 1999 Bril
I Jones, Paul Kaiser, Shelley EshIcar)

елппстисппым параметром. которым аниматоры должны ааданать для ны-
числсппя upoqmiMon массы объекта.

Другие характеристики объекта помоганл усилить реалии пчиоси.
движения.

Упругость и твердость, например, можно nriio.Tkioii.in. для гпобра-
жепия эластичности и твердости объекта, особенно и моменты гпхчкно-
niTiiiii (рис. 12.3.2). Жесткие объекты при столкновении не отскакива
кп далеко от места столкновения, а их поверхности слабо деформиру-
ются после столкновения (если вообще деформируются). Монолитным
стальной шарик является ирнмс|я»м твердого объекта. который являет-
ся очень жестким и в результате этого не деформируется нрн соулщю-
iiitn с болынннггиом поверхностей. Однако стальной шарик, облитая
определенной степенью упругости, отскакивает от поверхности. Неже-
сткие объекты, с другой пиропы, могут отскакивать далеко or точки
столкновения. Поверхшмтп нежестких объектов также деформируются
в результате соуда|нчн1я и могут сохранять момент движения уже ши-
ле юго. как соударение произошло. Например, объекты. сделанные па
твердой резины и жслеоб|хыной массы иллюстрируют диапазон жчч'тко-
стн, соответствующий парамет|к<м зласгичиостн пли твердости. Шарик,
сделанный из твердой резины представляет собой нежесткий объект,
обладающий очень высокой упругостью. В результате он сильно под-
прыгивает при соуда|хчпп1 с поверхностью, но не особенно д«|юрмнру-
стся. так как является достаточно твердым. С другой стороны. монолит-
ная сфера пл желе вообще не является упругой. В результате она поч-
ти Не Подскакивает при соударении с поверхностью, по очень сильно
дл|юрмирустся. так как не обладает твердостью.

В динамических симуляциях способность нежестких объектов абсорби-
ровать (ам1>ртнзп|к>вать) воздействие соударения за счет дсч)юрмации сво-

12 2.11a. Анимацию можно создать
на основе дорожек, содержащих
wp.iHiricinia и команды. Например,
два перекрывающихся ограничения,
управляющие одним и тем же
персонажем, можно объединить
для получения нового движения
(Диалоговое окно программы Motion
Builder. С разрешения Kaydara Inc)

IlH'F.lORlJF МГ КТДЫ К<>М11ЫОТЮ'П<>(1 \1П1М\1ПП1

313
силл

МАССА

СИЛА ТЯЖЕСТИ

и

12.3.1 Динамическая симуляция
упругого (мяч вверху)

и жесткого объекта (наковальня
на противоположной странице)
учитывает массу объектов
и движущие их силы, а также
силы трения и тяжести и время
и расстояние, пройденное объектом.

ВЕТЕР И СОПРОТИВЛЕНИЕ
ВОЗДУХА

МАССА

ТРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

РАССТОЯНИЕ И ВРЕМЯ

УПРУГИЙ ОБЪЕКТ (МЯЧ)

СИЛА ТЯЖЕСТИ



12.2 11b Программы редактирования
движения - такие, как Motion
Builder - могут использоваться
для создания каталога noj
персонажа путем копирования,
вставки и подгонки поз с любой
дорожки двигательной оснастки.
Позы нс зависят от персонажа
и могут быть переназначены любому
другому персонажу (Диалоговое
окно-с разрешения Kayd.v.i Inc ).

ей <|юрмы обычно контролируется приложением сил к эластичной решет-
ке. которая управляет вершинами объекта.

При использовании этого метода изгиб и деформация поверхности объ-
екта определяются тем. как узлы решетки управляют вершинами объекта.
11е которые системы компьютерной анимации симулируют твердость с по-
мощью функций, имитирующих пружины .между вершинами, находящи-
мися на поверхности объекта. У пружин имеется естественное положение
покоя, в кото]юе они всегда возвращаются после того, как их растянули.
Таким об|Х13ом, пружины перемещаются между растяну!ы.м положением
и положенном покоя до тех нор, пока не будет восстановлено исходное
равновесие.

В некоторых случаях жесткость твердых объектов и сила соударе-
ния таковы, что реальный объект ис может амортизировать силу ула-
ра и ломается или разбивается. Динамическая симуляция разбиваю-
щихся объектов намного сложнее, чем симуляция небьющихся объек-
тов, главным образом потому, что результаты соуда|м*ння должны
быть применены к тысяче объектов вместо одного. Кроме того, чтобы
создать максимально реалистичную динамическую симуляцию, необ-
ходимо просчитывать параметры структурного состава, хрупкости и
случайные параметры, а также учитывать элементы теории хаоса. В
большинстве п|юизводств (за исключением тех. которые носят науч-
но-исследовательский характер) гораздо целесообразнее «сфальцнф||-
цировать» разбивание объекта, нежели симулировать динамику дви-
жения этого события. Один путь аппроксимации разбивания объекта
вследствие соударения состоит в приложения к объекту нескольких
сил и аппроксимации его параметров методом проб и ошибок до тех
пор. пока получившееся движение нс станет смотреться, как резуль-
тат динамической симуляции. Однако такой подход требует не менее
двух моделей одного и того же объекта. Одна из моделей является
цельной и используется до момента столкновения. Вторая модель
разбивается до того, как произойдет столкновение, но все ее часта
удерживаются вместе. а используется она только после соударения.
Например, объект может быть брошен но траектории. ведущей к
столкновению. с помощью покой линейной силы. Однако когда объ-
ект достигает точки соударения, начальная сила отменяется, начал ь-

3-1-1

llKI'E.KiBI.II Ml- 1ОД1.1 КОМПЬЮТЕРНОЙ \111 IMAI 11III
СИЛА

пая модель заменяется разбитой моделью, и одна пли несколько но-
вых сил применяются ко второй модели для того, чтобы отбросить ее
пт поверхности.

Типы сил

С помощью метода динамики движения можно симулировать много ти-
пов сил. Основными силами являются линейные силы, сос|Х‘Доточсн-
ныс силы и конические силы. Зги базовые силы можно использовать в
сочетании друг с другом для создания более сложных сил. Линейная
сила является ненаправленной; у пес только одно значение интенсивно-
сти. и она традиционно отображается в векторном виде. Примерами ли-
нейных сил являются силы ветра и тяжести, удара и б|юска Сосредо-
точенная сила или радиальное усилие распространяется, как лучи,
во всех направлениях: пап луч шей ее иллюстрацией является бомба,
разлетающаяся при взрыве во всех направлениях. Коническая сила по-
хожа на набор линейных сил. которые конусом распрей траняются из
одной точки. При приложении к поверхности такие силы мощнее всего
в центре области воздействия и слабее по краям. Вентилятор, напри-
мер. создает конические силы.

Для получения разнообразных сложных сил можно комбинировать
простые силы. Рис. 1.2.8 иллюстрирует сложные силы турбулентности,
вызывающие жестокие бури. В этом случае эволюция маленьких обла-
ков в гигантские бури симулировалась с помощью методов компью-
терной анимации. Симуляция развития сильных штормов может яв-
ляться полезным инструментом для исследования их поведения и да-
же для выработки прогнозов их появления на основе условий, кото-
рые обычно приводят к |швип1ю подобных бурь. Уравнения, исполь-
зующиеся для симулирования штормов пли других зависящих от вре-
мени событий могут быть решены, прежде всего, путем задания исход-
ных значений скорости и направления ветра, температуры, давления и
влажности в выбранных точках внутри заданного трехмерного четы-
рехугольного участка атмосферы. Этот участок часто называют доме-
ном симуляции. Затем изменения этих значений вычисляются каждые
несколько секунд в течение нескольких часов. Вследствие чрезвычай-
но большого обт*ема данных, которые необходимо получить в реал и*

12.2.11с Некоторые органы
управлений обратной кинематики
позволяют переназначить движение
с любого источника на любой
персонаж С помощью управляющей
оснастки можно производить
анимацию прямо над источником
движения, нс изменяя при этом
анимационного оригинала.

Это обеспечивает аниматорам
значительные возможности
управления анимацией
при минимальном объеме
редактирования. (Диалоговое
окно Motion Builder -
с разрешения Kaydara Inc.).

12.3.2. (на следующей странице)
При столкновении нежесткие
объекты оказываются упругими,
а жесткие объекты почти

нс отскакивают
ri пиеской симуляции подобного типа, для этого нередко используют-
ся мощные компьютерные системы такие, как суперкомпьютеры или
нараллел ы i ые 111юцесс< >ры.

Выполнение вычислении такого же типи н объема па любом из совре-
менных MiiKpoKoMin.iorepoii или даже па суперкомпьютере низкого клас-
са может занять несколько педель п оказатыя крайне нерациональным с
п|>актпчсской точки зрения.

Силы .могут нрилшатыя локально пли глобально. Локальные силы
воздействуют только па одни oobcici или одно сочленение, тогда как гло-
бальные силы н<х.|дспству»от на вег объекты к трехмерном пространстве.
Сила притяжения Земли является хорошим примером линейной глобаль-
ной силы. Примером локальной силы является улар одного бильярдной)
шара но другому на бильярдном столе. Силы могут также толкать. притя-
гивать пли сопротивляться воздействию объектов. Ударные силы толка-
ют объект прочь от пет очинка силы, как это делает ветер. Силы пр1ггяжс-
ння притягивают объекты, как магниты. Силы сопротивления противо-
действуют объектам, движущимся в трехмерной с|я*лс. Примерами сил
сопротивления. которые могут замедлить движение, являются сила тре-
ния п вязкость. Трение возникает. когда одна нонерхшкть т|мтся о дру-
гую. Все |||юст|К111СТпа, за исключением вакуума, обладают определенной
вязкостью или плотностью среды, которая облегчает пли замедляет дви-
жение обы'ктов. Например, в подводных сцепах движущиеся объекты
преодолевают сопрот ивление воды. превышающее сопротивление возду-
ха (рнс. 12.3.3 и 12.3.4).

Изображение, представленное на рнс. 12.3.5. является хорошим при-
мером симуляции динамики движения, созданной для телевизионного
рекламного ролика. Анимация автомобиля выполнялась с использовани-
ем комбинации методов, включая деформациюэласточной решеткой, ко-
торая управляла вершинами поверхности. прикладывая к ним силы вет-
ра. Каждой точке решетки было присвоена определенное значение мас-
сы; все эти точки привязывались к обм'кту симулированными пру дина-
ми (рнс. 12.3.6).

Силы ветра, прикладываемые к решетке. были смюрднппрованы во
времени таким образом, что начинались сразу па нескольких точках и
ко11цснтр|||ювалис|> на разных участках решетки, благодаря чему движе-
ние выглядела так. как если бы происходило под воздействием природ-
ных сил ветра. Силы прикладывались (шпыми способами, включая нс-
но.ткмтванпе линейных и конических сил. а также силы турбулентности;
все они обладали параметрами iihtoiiciibhoctii и направленности. которые
анимировались во всей анимационной последовательности. Интенсив-
ность сил была переменной то есть более высокой в центре и наиболее
слабой но краям.

Проект, изображения из которого представлены на рнс. 12.3.5
и 12.3.6. также является хорошим примером симуляции динамики дви-
жения. включавшей некоторые упрощения симуляции, необходимые
дтя топ», чтобы выдержать сроки производства и вписаться и ограни-
ченный бюджет. Ellie на начальной стадии производства :тгой аннмацнн
было установлено, что использовать методы обнаружения столкновения
для тою. чтобы летящая поверхность не столкнулась с кузовом автомо-
биля и не 11[юп1|хн1илэ его пространство. невозможно. Причиной тому
было большое количество точек решетки, а также сил. воздгйстпуияппх
па нес. При таких исходных условиях могла возникнуть ситуация, ко-
торая привела бы к срыву сроков п выходу за рамки выделенного на

.4 If.

I Iri'k lOBI.Ih Ml ЮДЫ KOMI U.K ИГРПОЙ MIIIMMIIIII
проект бюджета. Для решения проблемы с автомобиля «сдувался* си-
мулированный слон, к которому для .'поп» снизу прилагались радиаль-
ные силы, как бы дувшие вверх. Использование в анимации таких уп-
рощений компенсировалось тем. что просчет сил ветра выполнялся за
периоды, не превышавшие одного кадра.

Это было необходимо вследствие того, что за один цикл такой си-
муляции динамики силы пружин, привязанных к каждой вершине
сетки. воздействовали только на смежные с ними вершины. Для того
же. чтобы силы распространились на несколько вершин и в результа-
те ткань начала морщиться достаточно детально, требовалось симули-
ровать несколько циклов между кадрами. Благодаря этому визуали-
зированные изображения содержали волнистость, распространявшую-
ся во нескольким вершинам сетки. Дополнительные примеры симу-
ляции ткани с использованием обнаружения столкновений представ-
лены па рис. 1.2.9 и 5.5.11.

12.33 Поверхность воды
моделировалась с помощью
симуляции нарушения ее формы
брошенным объектом.

(С разрешения

Arete Entertainment, Inc.).

Столкновения и обнаружение столкновений

Движение, возникшее в результате столкновения, можно вычислить
разными способами. Наиболее простой из них предусматривает нацели-
вание сил столкновения на центр объекта, причем предполагается. что
масса распределена по объекту равномерно. Для симуляции более со-

12.3.2. (на противоположной
странице) При столкновении
нежесткие объекты оказываются
упругими, а жесткие объекты
почти не отскакивают.

I1ичдовыг м» н»д|.| к< »Mi п>кггачюП aiiiimaiши

3-17
12 3.4 Водяные стены были созданы
С ПОМОЩЬЮ СИМУЛЯЦИЙ ДН1ЫМНКН
и с использованием систем частиц.
(Фотографии из фильма //рллц
Е/цити ' < 1998 DreamWorks L L.C.,
воспроизведены с разрешения
DreamWorks Aiimation)

вершенного и реалистичного дпижсиия можно исиолктонать другие ме-
тоды. но они т|>сбу1от гораздо большего времени прск^ста. Одни их та-
ких методов начинается с определения точного положения центра масс
объекта в отличие oi использования геометрического центра объекта
н качестве ncnipa масс.

Также просчитывается распределение массы. У Симметричных объек-
1ои обычно присутстпует сбалансированное распределение массы, одна-
ко движение несимметричных объектов с неравномерным распределе-
нием массы например, метеоритов чаще всего оказывается непред-
сказуемым. Когда силы прикладываются не к центру тяжести. а к дру-
гим частям обтлкта. они зачастую вызывают нелинейное движение. .')ги
силы называются крутящими моментами, так как производимое ими
движение имеет характер вращения или скручивания с разными значе-
ниями окружной скорости и ускорения, а также г изменяющейся ори-
ентацией (рис. 2.3.8).

Одним из наиболее интерес пых и полезных применений методов
анимации динамикой дпижсиия является обнаружение столкновений
анимируемых объектов. Реальные объекты реагируют па столкновения
естественным образом, де||и>рмпруя1'1> и изменяя iiaii|XiiU'icHiii* и ско-
рость сшито движения, или даже ломаясь. В отличие от них симулиро-
ванные трехмерные модели естественно игнорируют другие объекты,
проникающие и их н|юстраиство, за исключенном случаев, когда ис-
пользуются мегоды обнаружения столкновений. HcnaiKioBaHiie методов
обнаружения столкновений может сильно увеличить в|м*мя вычисле-
нии и cioiiMocTi. сцены, так как ли мегоды 11|х*лусматр||1ыног ткчояп-
ную проверку положения и динамических cBoiiciit объектов для того,
чтобы иабежан. их нс|к*крытня. П[яятон и дешевой альтернативой ис-
пользованию обнаружения столкнонгнин и небольших анимационных
проектах, где не применяются методы динамики движения, является

.W

I IFI'K.UIBI.IK МКК1ДЫ КОМ1И.КПГП10Й MIHM MU III
12.3.5.	Главный визуальный эффект
в этом рекламном проекте включал
создание на компьютере
поверхности, которая выглядела,
как ткань, покрывающая
фотографическое изображение
автомобиля «Лексус • Эта
поверхность анимировалась так.
будто она была смята и унесена
ветром прочь. Изображение старой
модели автомобиля было наложено
в виде текстуры на трехмерную
поверхность. Новый автомобиль
открылся взорам после того,
как созданная на компьютере
поверхность приподнялась
и слетела. (Анимация:

Марк Хенн. С разрешения
Rhythm & Hues Studios).

пре,1вар|пельный п|хк-м<ир аиимацни (например, в виде динамического
птта) и визуальное выявление столкновений. Ilpaini.ii.iibie и«»лож*чп1я
перскрывпшХся объектов можно аппроксимирован. вручную, после че-
го следует еще раз просмотреть последовательность с помощью простых
методов aiiiiMaiiiin по ключевым кадрам.

Одной из проблем, связанном с визуальным обнаружением столкнове-
ния объектов. является то. что оно может занять много времени при рабо-
те сп сценами, содержащими значительное количество объектов.

Автоматическое обнаружение столкновений удобно потому, что
при cm iiciio.iKtoBaiiiiii аниматор может переключиться на решение
других задач, более важных, чем визуальное выявление столкновений.
Кроме того, автоматическое обнаружение столкновений обычно рабо-
тает и быстрее, и точнее, чем их визуальное выявление. Существует
мнит методов автоматического обнаружения столкновений, причем
некоторые из них реализованы и покупных коммерческих И|>ограммах.
Распространенным способом выполнения первого прохода теста на об-
наружение столкновений является использование четырехугольных
иди сферических ограничивающих объемов или поверх постен (pin
16.6). ?>гог метод позволяет обойтись без тысяч вычислительных опе-
раций за счет простого определения того, пересекаются ли ограничи-
вающие четырехугольники в какой-либо точке. Если ограничивающие
четырехугольники пересекаются, можно выполнить второй тест на об-
наружение столкновений на этот раз с использованием самих объе-
ктов. чтобы установить, пересекаются они или ист. Третий тест на
обнаружение столкновений обычно состоит в сличении полигонов од-
ного обичега с полигонами (пли даже краями) другого. В случаях, ко-
на результат iccra на обнаружение столкновений оказывается поло-
жительным, реакцию на столкновение можно анимировать с помощью
методов динамики движения.

12 3 6 Разрешение динамической
сетки, использованной
для моделирования «покрывала"
автомобиля «Лексус •. составляли
6000 точек, организованных
в сетку из 60 столбцов и ТОО рядов.
Столь высокое разрешение было
необходимо для реализации
детального наложения поверхности,
требуемого проектом
(Анимация' Марк Хенн.

С разрешении Rhythm & Hues Studios)

Пепловыемггоды компыопI'lioii uiiimmiiiii

.419
12.3.7 Анимация этих глинобитных
стен, и которые ударяют
разрушающие шары, симулироиалась
с помощью линейной механики
упругого разрушения После анализа
тензоров напряжения, просчитанных
на модели конечных элементов,
симуляция определяет, откуда
начнут расходиться трещины, а также
а каком направлении они будут
распространяться По мере развития
анимации программное обеспечение
перестраивает сетку геометрии,
чтобы создать динамические
разрушения. Разрушающий шар
в нижнем ряду обладает массой,
превышающей массу шара в верхнем
ряду в 50 раз. (С разрешения
Джеймса О'Брайена, В. Вутена
и Дж. Ходжинса. С 1999
Технологический институт
штата Джорджия)

Метод обнаружения столкновений. полагающийся на грубую вычисли*
тельную силу. предусматривает теет11|юнание всех объектов в сцене друг
относите.|1>но друга. В производстве компьютерной анимации среднего
масштаба подобный подход имеет смысл, ттсн.м»если движение в сцепе та-
ково, «гто объекты должны сталкинаться друг с другом.

Более простой и более экономичный метод обнаружения столкновений
состоит к плен1ифню1Ц1111 препятствий, которые движущийся объект мо-
жет щ трети и. на трассе столкновений. На рис. 12.3.7 показаны столкнув-
шиеся объекты, которые pxiira.iiiiKiuncji на мелкие части вследствие ис-
пользования симуляции анализа конечных элементов.

12.4.	Процедурная анимация

Методы процедурного iliii основанного на правилах движения обеспечи-
вают анимацию хтсмеитов сцепы за счет использования набора процедур
и правил. управляющих движением. Анимация на основе правил имеет
широкий диапазон применений, вкшошиощих анимацию природных я,пе-
ший. летящих птиц, растущих растений, г|»аитасп1чсских органических
<|юрм. а также танцующих п.ш жестикулирующих людей. (Болес нодроб-
но модсли|х>ван11с растений процедурными методами описано в главе 5).

Системы частиц

Примером одной из наиболее распространенных фирм процедурной
анимации является анимация системами частиц. Анимация системами
частиц воссоздаст движение частиц, которое следует некоторому общим
образом оп|н*делснпому движению. В большинстве программ компью-
терной анимации сами частицы не имеют конкретной формы, однако
могут использоваться для управления другими объектами пли атрибу-
тами. Например, когда частицы используются для воссоздания света
фейерверков, они представляют точку спета с набором атрибутов та-
ких, как значения интенсивности. мерцания и светящегося хвоста
(рис. 5.5.6 и 12.4.1 12.4.2).

350

11Н'ТЛ«HU.IT МЕ1ОДМ К<»М111 ШМИЧ К»Н MIHMAIUHI
Системы частиц используются для птоб|к1ЖС1111Я динамичных объектов,
обладающих нерегулярными и сложными формами н ннлпвндуальным
повелением. У частиц имеется срок жизни, в течение которого они созда-
клея, ведут себя определенным образом, стщмчот и умирают.

Частицы могут также исиолыюваты'я для управления движением трех-
мерных моделей таких, как снег, вода пли даже стая птиц, а также для
аннмацнн процессов роста растений путем кодирования их характеристик
в Bine серин правил, которые можно использовать в качестве основы для
симуляции (эти методы описаны в главе 5).

Анимация стай

Существует целый ряд методологий генерирования анимации стай.
В болы1П1П<тве случаев поведение птиц в стае описывается серией П|мкил,
образующих компьютерную модель, которая и симулирует анимацию
стан. Эти правила управляют всеми переменными, присутствующими в
поведении стаи. Такими правилами, например, является наличие одного
или нескольких вожаков стаи и. если вожак одни, модель следования стаи
за вожаком. Одними пз основных переменных, обеспечиваемых болыппи-
спюм компьютерных П|юграмм для управления движением стаи, являют-
ся следующие: то, как 'иены стан движутся к пели, как они обходят пре-
пятствия и как они в&н1модснствуют с другими членами стан при измене-
нии условий полета во времени.

Анимация стан птиц с помощью основанных на правилах методов явля-
ется более практичным методом, чем анимация по ключевым кад|К1М. Слан
можно симулировал, системами частиц таким образом, чтобы каждая час-
тица в системе представляла птицу. Каждая птица в стае движется в соот-
ветствии с законами, лежащими в основе физической симуляции, ст собст-
венным восприятием окружающей среды. формализованным правилами
П1стемы, и 11ослелов;1тслы1<ктыо параметров, заданных аниматором. Об-
ща* движение стам можно представить как результат поведения каждой от-
дельной птицы и взаимодецстпня между ними. Общий подход к воспроиз-
ведению поведения каждой птицы в полете базируется па правилах, кото-
рые симулируют определенную долю ст восприятия и акта полета. После
того, как модель выражена в виде правил, можно аннм11|ювать несколько
ПТИЦ II 1КПММНЛ. ИМ 1гаИМОДСЙСТВО№1П. др\'1 г другом.

Сущссгвенным различием между спсгемами частиц и анимацией стай
на основе систем частиц является то. что при анимации стай частицы заме-
няются трехмерными моделями; у них имеется ориентация и. кроме того,
они характер) гзуются более сложными типами повеления.

Поведение стай определяется внутренним состоянием каждой птицы в
стае, а также внешними условиями, воздействующими на полет каждой
птицы п всей стаи в целом. Птицы в стае представляют множество типов
поведения и целей. Общими же целями и поведением стан являются, на-
пример. избежание столкновений с- другими птицами в стае или объекта-
ми и окружающей среде, соответствие ско|хктеи ближайших друг к другу
птиц. а также стремление держатыя вместе. Каждая из этих поведенче-
ских <|юр.м предусматривает специфичное ускорение и направление.

При наличии целей десятков птиц необходимо оценивать все индиннду
альныс запросы. Модель стаи. 1<спользо1ки111ая для создания рис. 1.4.1, за-
дсйсгаовала несколько методов оценки независимого поведения.

Эта методы основываются на назначении приоритетов каждому пове-
денческому компоненту в стае, а также на учете запросов па уско|»снне.

12.3.8 Сложные типы человеческого
поведения, построенные
с помощью программы
эндорфннмой физической
симуляции Анимации можно
импортировать в целый ряд
анимационных систем Персонаж
стоит, ожидая первого
взаимодействия. К нему
прикладывается сила, обозначенная
стрелкой; можно также задать
вторичные типы гюоедсния -
например, протягивание рук
(вверху) После быстрого удара
по голове персонаж (пииту) валится
назад, хватается w поясницу
и ударяется оземь, тогда как
мелкие второстепенные движения
прокатываются по его телу, когда
рука соударяется с землей. Наконец,
персонаж расслабляется, переходя
к поведению «мертвеца*
(О 2003 Natural Motion).

12.4 1. (на следующей странице)
Симуляция облака пламени
для эпизода спасения

со спецэффектами. Также показана
предварительная визуализация
с моделями-болванками
и упрощенным рендерингом
(.VW' и О 2001 DreamWorks L.LC )

111-IT.'V >НЫК МКН »ДЫ l« >М11ЬК > I1-1'1К >11 Л1 II IMAI Hill

351
В зависимости <>г ситуации. более высокий приоритет получай» раллич-
ныс запросы. Например, удержание всех птиц и ггас может получить
низкий приорите г в случае, когда стае предстоит столкнуться с крупным
препятствием.

Компьютерную анимацию стай можно также |х-алнзовывать с помо-
щью комбинации анимации частиц и анимации по ключевым кадрам.
Это особенно полезно в случаях, когда щюгра.мма компьютерной ани-
мации не обеспечивает полноценную систему, основанную на правилах.
Показанная на рис. 1.1.1 анимация стан управляется главным образом
простыми iiaiKiMcqKi.Mii. которые регулируются в ключевых кадрах; од-
нако взаимоотношения между членами стаи нс могут быть заданы в
форме 11|хнп1л. В этом случае анимация начиналась с создания заданно-
го количества частиц, которые должны были н|>едставлять членов стаи
в процессе перемещения от исходной сетки к сетке назначения Точ-
ную граскторик! движения можно выстраивать с помощью величины п
направления симулированной силы тяжести, а также задавая систему
выбора частицами отправных точек (вершин) на исходной сетке и то-
чек па сетке назначения, куда эти частицы должны попасть. Распреде-
лением частиц на обеих сетках легко управлять с iio.moihi.io <|юрмы се-
ток. а также путем задания соответствия (или печчютветствия) форм и
количества вершин между исходной сеткой и сеткой назначения. Рас-
пределение частиц также можно контролировать < помощью числовых
значений, рандомизирующих сетку, шбо концентрируя большинство
членов стаи на небольшой группе вершин.

В данном примере повеление стаи при iie|x'Mcmeiiiin от одной точки
к другой может управляться с помощью числовых значений, определи-
Kiiiuix количество знакопеременных изменений (11.411 дребезга) в каждом
нз геометрических преобразований. а также формы моделей, управляе-
мых частицами. Форма трехмерных моделей, управляемых движущими*
ся частицами. может быть задана в виде одной или нескольких ключе-
вых форм. Другие способы анимации стай проиллюстрированы па
рис. 12.43 н 12.6.1.

Целевая анимация

Некоторые компьютерные системы обеспечивают автоматическое вы-
страивание движения анимационного персонажа на основе некой цели,
которую необходимо достичь. Анимационные персонажи в целевых си-
стемах могут быть разнообразными от простой роботизированной ру-
ки iliii фантастического существа до более сложного человгкоподобпо-
П1 персонажа. Цель, поставленная перед персонажем, может быть очень
простои, например поворот головы но нап|ювлеп1по к гнету, или доста-
точно сложной: скажем, взять объект в левую руку, переложить его в
правую и выбежать из комнаты, обойдя по пути все препятствия. Це-
левую компьютерную анимацию часто называют интенсиональной или
автоматизированной анимацией. Корни целевой анимапнн лежат в об-
ласти робот||.и1|мн1знпых н :жсие|>тиых систем, где компьютерные сис-
темы разрабатываются с обеспечением их максимальной автономности,
включая реализацию ими планирования разных стратегий достижения
цели, продолжения разработки оказавшихся успешными стратегий и от-
браковки неудачных стратегий.

В основном целевые методы аппмацип пока ограничиваются рамками
научно-исследовательских лабораторий. Гем не менее, их полезность по-
степенно 11ргв|хпцаг1 их и коммерческие п|юдукты. Ядром системы целе-
вой анимапнн является набор прашы и процедур, позволяющих персона-
жу анализировать и оценивать свое окружение, а также выбирать лучший
способ достижения пели, обычно |к*аП1руя путем движений, жестов или
манипуляций объектами окружающей среды. Многие системы целевой
анимапнн включают в себя модуль обратной кинематики, позволяющий
управлять положениями сочлененных фигур, и/нлп модуль динамики
движения, обслуживающий базовые аспекты, включая вега, силы и обна-
ружь 11IC СГ<К'1 киовен 11 й.

Целевые системы компьютерной анимации включамл кодифицирован-
ные процедуры, необходимые для анализа цели, разбиения ее на задачи,
оценки окружающей <'|>еды. предсказания и попыток избежания потенци-
альных 11|нч1ятвий, носстапонлсння после ошибок. |хы|К|боткн новых
стратегий на основе приобретенного опыта и. наконец, достижения цели,
Большинство существующих целевых систем компьютерной анимации
специализировано для конкретного типа цели или движения; в противном
случае их задачи были бы слишком сложными для исполнения. (Когда
уровень сложности целевой анимации приближается к сложности челове-
ческого движения, зачастую бывает более целесообразным записывать па
видео- или киноленту собственно движение человека). Например, некото-
рые целевые системы специализируются на симуляции человеческих по-
ходок iliii многоногого перемещения.

Другое системы позволяют анимировать руки, берущие объекты и ма-
нипулирующие ими. и даже жесты тела и выражения лица.

Одна из основных .кпач целевой аннмапии состоит в определении того,
какие траектории п последовательности движения необходимы дтя дости-

12.4.2. Эта деталь неподвижного
кадра нз Сшицгнипй птицы основана
на традиционных танцах острова
Окинава в интерпретации художника
Риончнро Дебучи. (Художник-
ассистент Атсуко Катдкурл
Аппаратная часть IBM RISC/6000
Программное обеспечение DOS,
Feather и Wavefront Производство:
Digital Studio, Inc. С разрешения
Риоичиро Дебучи)

12 4.3. Параметры управления
анимацией стан

(Диалоговое окно - с разрешения
Softimage Со. Все права защищены)
12.4.4. Эти неподвижные кадры
нз целевой анимации (с верхнего
левого по нижний правый)
иллюстрируют го, как программа
генерирует траектории движения,
необходимые для обеспечения
персонажу возможности
манипулирования очками с
помощью обеих рук. Движение рук
выполнялось с использованием
обратной кинематики и сенсорно-
моторной модели, основанной
на нейрофизиологических
исследованиях. (Изображения
из работы Йошихнто Коса и др
«Интенсиональное планирование
движений»; материалы
конференции SIGGRAPH'94.
С разрешения Йошихнто Kora,
Стамфордский университет).

женин оп|К!Д(*лс1111<ш цели. Отыскание оптимальной для достижения цели
траектории движения 11|к*дусм;прнпа<т пспо-псюианис тестирования на оп-
ределение столкновений, углов движения и наличия хватательных возмож-
ностей у конечностей. Выработка последовательности движений включает
уеппюменне количества шатов (стадий), необходимых для выполнения
движения, а также (Яциделенне оптимального порядка iicikviiktiiuc. IIjm»-
стые цели. 11редус&1атрнвак>щпс движение, обычно преобразуются в щиктые
траектории движения и п|ххтые 11ослодо|штелыюсти движений. Однако по
мере усложнения целей усложняются и траектории, и носледователынктн
движения, необходимые для достижения этих целей.

Одной из самых больших щюблем в целевой компьютерной анимации
является эффективная организация сложных последовательностей дви-
жения как с точки зрения решения задач и достижения цели, так и с точ-
ки зрения получения естественных движений при анимации человече-
ских фигур. По этой причине большинство из таких последователыш-
стой основывается па каком-нибудь планировщике движений. Системы
анимации персонажен. которые берут объекты и манипулируют ими, за-
действуют планировщик манипуляций Помимо этого, целевые системы
включают кинематические ii.ui динамические приемы для вычисления
движения. Например, планировщик манипуляций. использованный .для
создания последовательности изображений, показанной на рис 12.1.1,
ои|м*деляет траектории в пиле транзитных траекторий и передаточных
траекторий. В этом случае цель анимируемой фигуры состояла в том.
чтобы взять очки и надеть их. Задача аниматора сводилась к выбору
объекта, который нужно пергмгелггь, и места, где он должен был в ре-
зультате оказаться. 11лапн|юшцик движения дайной целевой системы
определял, что персонаж должен использовать обе руки для выполне-
ния действия. Не слишком много люден способны взять очки и надеть
их одной рукой. TpaH3imibic траектории описывают движения перс она-
жа без участия объектов манипуляций, например такие, как перемеще-
ние руки в положение, пл которого она может достать объект. Переда-
точные траектории определяют такие движения руки, которые вызыва-
ют перемещения объекта. Передаточные задачи генерируются с помо-
щью анализа и планирования движения объекта от сто исходного поло-
жения и далее до достижения цели. При вычислении траектории плани-
ровщик манипуляций выявляет все возможные способы взятия объекта,
а также конфигурации объекта, который нужно взять одни или несколь-
ко раз.

В большинстве планировщиков движения нспол1аупся упрощенный
набор правил, определяющих то. как происходит движение и целом, а так-
же то. какие движения разрешены в частности. I Ъшример. система анима-
ции, показанная на рис. 12.4.1. позволяет дотрагиваться до объектов, кото-
рые нужно из;гп., только рукам анимируемого персонажа. При этом до
объектов в окружающей среде, являющихс я препятствиями, можно дотра-
। пвлться только с целью достижения статической стабильшмти. В интере-
сах повышения :к|к|н'ктн1шо(-1н большинство целевых систем ограничива-
ет количество возможных движений и - хватаний», а также типов учитыва-
емых статичных и динамичных препятствий; кроме топ», ограничивается
количество возможных решений в ситуациях, когда происходят столкно-
вения.

Некоторые целевые системы анимации обеспечивают анимацию чело-
веческих фигур па основе инструкций, выданных на простом англий-
ском или другом namioiKL'ii.iioM языке, вместо исиолышвапня спсцпалн-
зпроваттых языков аннмацнн. Один
из примеров подобного подхода
представлен на рнс. 12.4.5. Эга сис-
тема аннмацнн способна автоматиче-
ски генерировать и анимировать |ш-
говор человекоподобных фигур друг
с другом. Разговор соп|Х)вождается
такими движениями, как выражения
лиц п жесты рук. Выражения лнц
определяются движениями головы,
глаз и губ. Жесты рук включают

скоорди1111|н>|1311ныс перемещения
предплечий, кистоп и ладоней. Пра-
вила. лежащие в основе ЭТОЙ систе-
мы, базируются па соопкнпснпи ме-
жду вербальным и невс|х'>алы1ым об-
щением. Совокупное значение речи,
жестов и мимики может обеспечить
жьтучепие цельных, И|К1ндонолобиых
и и определенной степени автоном-
ных анимированных персонажей.

Одной из самых специфичных <х’о-
iiciiinxTcii этой системы анимации на

основе правил является то, что она сноахига itociipiiiiiiM.m. текст диалога
и рамках базы данных, содержащей <|юкты, цели и представления анимаци-
онных персонажей о мире и друг о друге. Текст диалога подвергается п|х*д-
иарнтсльной обработке с гем. чтобы лингвистические и семантические ас-
пекты разговора могли интсрпрегироваты.'я компьютерными программа-
ми. отвечающими за синтез речи, семантический анализ и генерирование
мимики и Жестов.

Правила программы, использованной для создания изображений, пока-
занных на рис. 12.4.5, базируются на 10110.1011111 (или классификации) вы-
ражений лица и жестов рук, Коп>|К1Я присваивает конкретное значение оп-
ределенным жестам и выражениям лица. Опа также устанавливает семио-
тическое соотношение и временную синхронизацию между |м*чыо. жеста-
ми и выражениями лица. Большинство п<хлсдовагелы1остгн действий и
их координация реализуется с помощью компьютерной модели, которая
активирует переходы между действиями на <к'нове встречаемых при этом
условий, или же на основе правил вероятности.

В использованной для создания рнс. 12.4.5 П|Ю1раымс компьютерной
анимации движение жеста задавалось с помощью данных о месте, тине,
времени и форм? руки, соответствующих каждому жесту. Положениями
ладони, кисти и ........я можно было уп|хния1ь но отдельносги. Инте-

ресной ос<х1сн шитью этой системы являюсь то. что она предоставляла
пшпвзователям вшыожн<хть управлять вы|таз1гтелы1(х*гью жестикуляции
персонажа путем изменения [мзмера пространства жеста, которое обычно
зависит от виртуальной возрастной группы и уровня культуры апнмацн-
онпых пс|М'онажсй.

Выражения лица генерируются как автоматически (когда они осно-
вываются па интонации и фонеме то есть, произносимых звуках),
так и вручную, когда они придают дополнительное значение словесно-
му разговору. Пристальный взгляд одно из действий. ттаиляющих
выражение лица, контролируется автоматически г учетом назначе-

12.4.5. Эти четыре жеста были
автоматически сгенерированы
целевой системой анимации,
которая выдаст последовательное и.
простых действий и ответ на некую
формулировку. Вначале жест,
означающий просьбу о помощи,
сопровождает словесную просьбу
выдачи денег. Затем на основе
слое «Лмнк чгкп* генерируется
портретный жест, отображающий
прямоугольный чек После этого
на основе слов «выписать чек»
генерируется жест, изображающий
выполнение илисм на листе бумаги
Наконец, перемещения рук вверх
и вниз подчеркивают состояние
ожидания (Из работы Дж Касселл и
др. «Анимированный разговор
основанное на правилах
генерирование выражений лица »;
материалы конференции SIG-
GRAPH’94. С разрешения
д-ра Джастайны Касселл)
12 4 6 Эти симулированные
создания оптимизировались для
движения

по суше в течение «жизней-
100 поколений Способы

их перемещения включают
перестановку. 1яжелые шаги,
ползанье, перекатывание и прыжки
(Изображения из работы Карла
Симса «Организация эволюции
виртуальных существ»

С разрешения Карла Симса.
Thinking Machines Corporation).

12.4.7 (вверху справа) Виртуальные
музыкальные инструменты
из Сип и/ю пцп/бы анимировались
с помощью процедурных данных
генерировавшихся в формате MIDI
(© 2002 ANIMUSIO.

пня взгляда. Таким назначением может быть, например, необходимость
соорться с мыслями (для чего используется взгляд и сторону). или
усиление какого-то момента разговор, для чего взгляд устремляется
на другого пе|М'онажа.

Помимо симуляции человеческих персонажей, целевые методы компь-
ютерной анимации могут нспо.тыюватмя и .ня симуляции и анимации ис-
Kycrrneitiihix форм жизни.

Трехмерные существа. изображенные на рис. 12.4.6 и на странице 360
(«Основные термины-), создавались с помощью компьютерной програм-
мы. использующей генетические алгоритмы для создания формы су-
ществ и процессов. с помощью которых осуществляется уп|ктл<*1П1и их
движением. Эти создания являются результатом симуляции генетиче-
ской эволюции, нацеленной на оптимизацию конкретной задачи, а имен-
но. нх перемещения но воде iliii по суше. Такая огттммн-ищня достига-
лась путем прогона тестов па выжи1Ш11не дтя 100 поколений, каждое из
которых было представлено тремястами ocixlcn. Тепы на выживание
представляли собой физическую симуляцию, при котором приспособля-
емость существ проверялась на основе, главным образом. нх скорости и
спосххшости управлять скоростью и направлением своего движения. На-
иболее приспособленных особен данного поколения программа отбирала
дтя выживания и воспроизводства.

В этом примере существа способны ощущать контакт с самими собой и
с окружающем средой, а также могут обходи гь п|мч1ятствпя, Существа об-
ладают мо)х|к1.1огнсй. эволюционирующей нз простой системы управле-
ния. которая воспринимает окружакмцую среду, оценивает ситуацию и ре-
агирует на нее.

Процесс эволюции начинается со случайного генерирования набора
узлов (тело, конечности и голова) и соединений между ними. Комплект
четких правил и процедур управляет всеми стадиями развития этого сн-

Ж»

11тЛ<>ВЫ> МК1ОДЫкомиьюгегпоЛ .miilmaiihii
мулированного мира, включая начальную сборку существ, их поведе-
ние. оценку их приспособляемости. а также их репродукцию и оптими-
зацию.

Выходной формат MIDI

Использовании музыки в качестве источника движения представляет
собой еще один .м|м|к'ктивиый метод создания процедурно управляемой
анимации. В отличие от цифровой записи звуков или музыки, цифро-
вой протокол музыкальных инструментов MIDI содержит информа-
цию о том. как исполнять нли нптерпрст кровать конкретные музыкаль-
ные ноты. MIDI содержит информащии о музыкальных нотах и клю-
чах, о длительностях. давлении и инструменте, а также другие параме-
тры. имеющие отношение к исполнению музыки. MIDI широко исполь-
зуется для формирования входного сигнала для музыкальных синтеза-
торов. выполняющих команды этого протокола в реальном времени с
целью создания звука. Па рис. 12.4.7 показан пример пстюльзокаиия
данных MIDI лля процедурного управления анимацией В этом случае
данные MIDI <|брабатыналпсь с помощью собственного (не покупного)
программного обеспечения с целью генерирования последовательностей
движения для заданной музыки.

Это программное обеспечение использовало такие стандартные пара-
метры MIDI, как нота. г]юмкость. кривая высоты звука, модуляция и
педаль длительности, для получения на выходе данных, описывающих
положение, вращение, масштаб и интенсивность света. Наиболее инте-
ресные движения получаются при нснользованпи комбинаций несколь-
ких алгоритмов для наложения данных MIDI па трехмерные данные.
Например, в случае использования программы MIDI motion имеет мес-
то ||с111м*|м‘лствгннып процесс. Низкие ноты могут накладываться на
крупные, медленно движущиеся обт^кты, тогда как более высокие по-
ты можно накладывать на меньшие объекты, которые движутся быст-
рее. Движение барабанной палочки может быть получено с ш пользо-
ванием метода, напоминающего планирование роботизированного дви-
жения. Дополнительное движение вроде траектории мяча п влияния
объекта могут быть подсчитаны с использованием физических основ.
При изменении музыки движение псрегенерирустся автоматически.
Наконец, rrcnepiipoBainibie каналы параметров используются коммер-
ческой npoqNiMMoii анимации шм-щ-легном модульной технологии (тех-
нологии плагинов).

12.5.	Анимация лица

ll.i-.iaувеличивающейся потребности в |м*алистпчнонанимации средства
управления анимацией лица сильно усложнились. Существует целый
ряд методов анимации выражений лица, включая морфинг, реализуемый
между библиотеками ключевых поз. сопряженные <|юрмы, захват движе-
ния. симуляции динамики движения и целевые методы. Анимация лица
часто генерируется с помощью гибридных комбинаций таких методов,
причем основным элементом, определяющим успех конечного результа-
та. остается соотношение между виуцтенней структурой и внешней по-
верхностью (рис. I2.5.I). Лицевая анимация обычно применяется к пер-
сонажу уже после выполнения наброска основной» движения тела
(рис. 2.1.11 и 2.1.16).

Пич-довыг МКЛСТДЫ КОМПЬЮТЕР! 1(H) АНИМАЦИИ

12.5.1. Эти дез изображения
иллюстрируют важность анимации
кожи лица путем использования
симулированных костей, суставов
и связок Вверху сложный
аниматронный внутренний череп
для фантастического персонажа
художественного фильма.

Внизу: механизм аниматронной
кошачьей головы, построенный
для художественного фильма,
рядом с кожей, которой он будет
впоследствии покрыт.

(С разрешений
Jim Henson’s Creature Shop).

357
MIIHL'L'KIiBi
mi tun* niinoyi’drni xrnittXn (Niiii.niiaixml on rmxjed iioiihiiixixI.miiii mo
•UJO (UOIIIIIAMJ (Ill'UfOSOV 1IMAO.XI1 •OIIII.MUJI.MIIOO.» ‘II IKXlVtSI XFlH.ll.Otll кип
-ci'iw xnVoim ini kakmuiiмшшло mini; ijiin.mnMlriii хгшлымга iixmohiajiic]
Klllll- HIIH.lXCdl'Ill XI4H0l.(HL’M НЯ.ИО1ПГ9119 К.)1.)КИ1К 1IIIL llllll.lTL'drili 1,11
-i.My.oniv kiiiioimlumi 11 kiih.hiixIx ixofliov.xb ivhihjoVA и nri i.kxI| 1 HKMKav?
-imov.xlnon KJiKiioiimo ridvim oniimua'xoiwxIii .)iiinoiAdni4i;A‘i:.xl (Ui. '<u kj
-1ЛК1Л1К ltd(x|> ХГ11111.)УК<||1О.) II IIIIUKI/OIKI.HIIII IIOX.MIill<|xloi\ KllllimiH^VOIDII
тм.ч.х|х|м: Kriiii.oooii nniihiiuiij. mini; iiinimiiiii: Kiin.niniiii'iii nixm.iiidn
1iKr11111.Miud1.NKl11.wxl kuinkiiik 9Л.1 iiiiiili hikkIxiiii.i Kiiii.nii oiimu КЛ' гслпоф
nd<w|i oiiiidiiamidn ожяеа e ‘iiiiUokc xnniior.tv.xliio uodvuw xfiii.m.imli кнпт.'
-ГО.) UlT innilfiroild.llllll HOM.10Iilf(|)(l<)lV II IIOJ.N.rtOO ХНЯ.НМ11 .1111111101'11 Oll.)| 1

гашэноф и шхачдо anaatroh эиюэьифдодо

(dlU 1(ХИ >) ктыиииф ккнрм к»//
е>учииф оюнмоиПсчуинс
MHWodoj роит-vj riovoj Xxxodotf
аХвохАвг m«lno>iH/nri>V.xlu

‘жояифвйл > vyueaodwewHodxMHO
lAXHV tfUHOXOVOU хяяаьою»
ихаюми<)м9 си gAj инТтгдЛ1ифнох
(rardu) Ахбаяо) E G ?l

($diuvduM>3 suOZpOH MUHanwdted j
(iVH> iKMiruiiiA/ suozuoH ’«d «онивая
енэияоиив 4ix>M4uaiP8CVa<oou)
'oodttoi хявэкких хнооиап
□aiMhfx в впишомиоиэи iXjow
a**doiox 'нманоф аявоссд г S 31

iiniioivc KiiiMyixli'iii hit niiUnniii .irni'irm.xli.mc 9090.) книг
-Htu.n'odii 11110 mux .iai 'eid uioii'idMiy 11 oiiui'idNio Kiiiioyonni K.)ion;nni
iiltt*Kdot|> iiicniiyi’ii .М1ЛЮ1П!] 1 'o.<u niiii.i.Toi’oii Kinimiiiii’ i:mid.)iv>:.xli> ix.ih
'FiiEiiirX&xl .1111111.al i.wr oin.rioo ou» 'iiniim(l<M|>iiii iioii.vuii iiiiumiiin.* mi
K.MLiii.oior.xl.xxi о|1Ч1;.м.1.чэж iwuoiiTiir о 9.C1 iiini.iyiiHV innimiiiiixlxiiiio
lld|| Fl.Mm- KIIIMllIAlIK) II К1П10У11ПГ UIOIIII.HI.M-XkIiUU HI»m.'.Xl.HI IVXMM
•on.) 1Х1яппндя.х|х|м- КЛЫК1ИК .ly.iiu. *|ржо.ч nouiiiHoo J ii.)*mio.xloii л on
«ikMjojo 'ну.о.ч iniiioyinii' iihKiiiiLijuHim .Hin.nni.iinx oiinoy.inii.' ooiniouau
-ImIoUI КЛМ11НМтПЧ<1.Ч.х1.)11 II .VIIIKIIK <HAII.).xI.U1III .ХМГ09 41l!I.AVOll l.)KL1M№
•011 nj_n!h roxl'on nrniooi'on :i!.x)ii n 9X1 •ii.xiodo doiviidiimi •mnif noui.m
-on: xrnux wj XHiiced kit iih.ux.kI» on onniminvdoo.i otXfiixd •iji!ii<»'ili>ii.)ii
лжмт oiiy.qi iiomi.oj iioii.il'Aii ijoiivo K.uoiKinudiiA m.'KL'.imi .niii.)nn:dii
•mi n iix>iimIii.)a'.x<m|i vii.oi оныкд) isn’t*! iiii uidioivo mui.mi.» qvauide on
-1.1490 xidi xiu ixti iniiimviiinj j iimiiihiin оиш!о<м>.мг.П| тшг innim'iiiii!
ninimii4.>ixl9i!ii nd|| mnir nniioymlrni im'iiiiokoii .» ‘iiiT.xl.ni опжогс <мл<1
•ою.х 'nniimvd(M|>iiii noii'imjd.xi.)ii diMono iiii.kxIiiiii i.iaii.i.miiia.> 011, 'k.u
ожхт к •mrmio.xl.ni uX in lkVox.)ii ‘ncniiiriro mix .iridoum 'iuoltiiV ii.iiil-
-ll.xl Oil. 'КЛ II.H.IKII.IK'KJO Ol(.; 'Jllixbu.' I!ll inVlItl 'll'.)llldl' iui> 'onu «uoeii
(MAii'iiaiin.mii: i.ikiiiilijoo i!xuiio.mI.)ii mini' Kiiiieixiun! .110111 ixoiiimiiom я

phnir hmYivwmhp ou 1413003
ОГЛАШЕНИЕ

ЗЛОЬЛ

СТРАХ

12,5.4 Выражения лица этого
персонажа, смоделированного
нз лоскутов NURBS, получены
с помощью сопряженных форм.
(£> 2003 Oddworld Inhabitants. Inc

Все права защищены)

РАДОСТЬ

ПЕЧАЛЬ

УДИВЛЕНИЕ

Па рис 12.5.2 показан набор упрощенных фонем, которые могут ие-
подымиться в качестве морфических целевых <х5ъекп>в. Рис. 12.5.3 иллю-
стрирует библиотеку ключевых положений губ и пнтер<]>сйс, позволяю-
щий аниматорам размещать эти ключевые кадры и анимапнн, просматри-
вая при этом графическое отображениезвуковой дорожки. Переходы дви-
жения между выражениями лица следует проверять на наличие таких де-
талей шперполяцнп, которые могут смотреться неестественно и, следова-
тельно. оттекать внимание зрителей.

Сопряженные формы

Сопряженные формы используются для создания различных выраже-
нии липа или форм разными способами. Сопряженные формы могут
|1ы.м1ынвап>гя г помощью растаскивания вершин геометрии, путем ис-
пользования костей (рис. 12.5.5) или применения симулированных
Mumu, управляющих как движениями кожи, так н выраженном лица
(рис. I25.G). В последнем случае выражение лица создается благодаря
напряжению или |ккслаб.1снию виртуальных мышц, управляющих по-
ложением кожи, с последующим сопряжением одной формы с другой;
силы мышц симулируются с помощью маленьких виртуальных муску-
лов, которые напрягаются пли расслабляются (рис. 12.5.4). Это измене-
ние поддастся Па эластичную решетку, которая отображает кожу лица.
Л.тя симулирования реалистичного распространения динамических сил
по симулированной коже некоторые системы анимации используют
мнопклопную эластичную решетку, которая обеспечивает повышенное
взаимодействие сил пружин (рис. 12.5.6 н 12.5.7).

12.5-5. Пример управляемых
костями сопряженных форм.
Анимационная оснастка лица
сержанта нз игры Medal of Honor
(с и без полигональной кожи)
включает 21 кость: 8 для губ,
2 для носа, 4 для щек. 3 для бровей
и 4 для глаз. (« 1999 Electronic Arts
Inc Все права защищены).
12.5.6. Два вида модели головы
(слева), демонстрирующие
взаимоотношения между
симулированными лицевыми
мускулами и мимикой В данном
анимационном интерфейсе (справа)
каждая звездочка обозначает группу
мышц, которые можно перемещать
с помощью команд
инструментальной панели
Некоторые участки мышц
реагируют на несколько команд.
Бегунки в разделе глаз управляют
веками, бровями и лбом Команда
управления поворотом туб позволяет
изгибать губы, а команда управления
нажимом туб позволяет создавать
движение поцелуя. (Слева:
с разрешения declaim Entertainment
Inc. Группа продвинутых технологий
Справа. Канат
(© Digital Domain. Inc.)

Захват движения и симуляция динамики

Даш1ы<* захвата движения лица обычно получают с использованием
трекеров (систем отслеживания мимики) и меток на лице. Количество
и местоположение датчиков н меток в лицевом трекере в разных сис-
темах разное Например, модель, изображенная на рис. 9.3.3. захватыва-
лась с использованием 80 меток и 45 контрольных точек в системе
Vicon. На глада мот бытт» надеваться специальные контактные линзы,
позволяющие захватывать движения глазного яблока. Очень распро-
странено комбинирование данных захвата движения с другими метода-
ми анимации мимики, так как зачастую захваченных данных не доста-
точно для iviiepiipoK.iniiB хо|юпто переданных выражений лица Обычно
на данных. полученных путем захвата движения. «надст|кн1ваются* до-
нолнптслытые детали анимации. Рис. 12.5.8	12.5.12 иллюстрируют

разные подходы к анимации лица, включая захват движения и сопря-
женные формы (рис, 125.8), а также захват движения и методы биоме-
ханической симуляции (рис. 12.5.9).

11зоб|К1жет1не. показанное на рис. 12.5.10. было создано с помощью мно-
годорожечной системы анимации лица, сочетающей симулированные
мышцы с ключевыми выражениями лица (называемыми в данной системе
спл1П11отам1|).соотвс1(*тву1ощ11М1и|м>пемам и эмоциям. Снапшоты (то сеть
снимки) ||юнсм представляют собой положения губ, соответствующие
произнесению конкретных звуков. Снапшоты эмоций и фонем мот быть
заданы с помощью нарамс*Т|юв интенсивности, управляющих движением
различных виртуальных мышц. Например, некое выражение липа может
быть определено следующим образом: поднять верхигубу 30%. опус-
ти и. пижи губу 20"», (якрыгь челюсгн 15%.

Эмоцин можно также выражать в параметрическом виде путем задания
изменений, интснсншкктн н продолжительности выражении .ища во вре-
мени. Некоторые парамеры эмоций, которые могут использоваться ,ия
управления виртуальными мускулами, включают период времени, в теме-
12.5.7. Набрасывание движения
выполняется с использованием
моделей-болванок, а просчитывается
оно аппаратной частью в реальном
времени Эта стадия процесса
используется исключительно для
оценки «игры3 персонажа Голубые
ромбы на кончике ножниц являются
точкой фокусировки для данного
персонажа. Для каждого пальца
прсдусмогрсн нуленой блок
управления и эффектор (вверху).
После задания движения тела
выполняется анимация лица с
полной геометрией. Оставшееся
основное движение доводится с
помощью более детальной
болванки, после чего добавляется
второе । елейное движение

(в середине) Геометрия проверяется
с помощью скоростного метода
аппаратного рендеринга.

а временная координация
дорабатыпасгся (внизу) Деталь
окончательной визуализации
представлена на стр 267.
(Режиссер: Даниэль Робишо,
ответственный за анимацию:
Стефан Кутюр, художник-
постановщик: Мишель Деиьо.
Канат с  Digital Domain, Inc)

пне мтго|юп) лмоция возникает и исчезает. се общую продо.1Житс.1Ы1огтъ
и переход лица в спокойное состояние.

Анимацию липа на основе целевых методов иллюстрирует рис. 12.1.5.

12.6.	Анимация массовки

Толпы подобны большому организму, и н .пом смысле виртуальные стати-
сты являются не щютто движущимся реквизитом. а живыми персонажа-
ми, обладающими 11ндинндуалы|огп»ю.

Кроме того. в оп|Х‘Лелспно.м смысле массовка является чем-то щюле од-
ного актера. кото|М1П» необходимо режига1|м>вать. 11дсалыгая система ани-
12,5.8, Два выражения лица -
улыбка и изумление, - созданные
с использованием сочетания захвата
движения и сопряженных форм
(С разрешения Giant Studios)

мании массовки сочетает несколько слоев, которые предоставляют анима-
тору возможность управления действиями всей массовки, отдельных
групп в массовке и индивидуальных персонажен в массовке. Некоторые
методы анимации массовки, превращающиеся ныне в стандартные инст-
рументы, обеспечивают возможность управления потоком движущихся
толп, выполняют функции обнаружения и предотвращения столкновений,
микшируют и интегрируют анимационные циклы, взятые из библиотек, а
также обеспечивают сопряжение между этими циклами, взаимодействие
массовки с главными героями и оп|х‘дслспне линий обзора. Кроме тоги,
они позволяют добавлял, анимацию по ключевым кал|х>м для наложения
персонажей поверх библиотечных циклов. Некоторые участники массов-
ки появляются всего па несколько секунд, тогда как другие могут оставать-
ся во фрагменте в течение нескольких минут, как в сиене бар из мульт-
фильма А.\Т/. Вследствие этого движения таких статистов должны быть
разнообразными и интересными.

Методы анимации трехмерных компьютерных массовок были сущест-
венно усовершенствованы в конце 1990-х годов. Их применение нача-
лось с таких фильмов. как Король-Леа и Горбун u.i Нотр-Дам, и продол-
жилось в фильмах Принц Египта, Приключения Флика, ANTZ и Приз-
рачная угром. I lanpiiMep. в фильме AV7Z значительная часть действия
определяется массовкой. В этом фильме около 720 фрагментов с мас-
совкой. представляющей собой симуляцию н среднем 2000 муравьев: са-
мая большая массовка включала 80000 муравм'В. Во многих сцепах оба
главных героя взаимодействуют с массовкой. Анимация этих двух геро-
ев выполнялась по ключевым кадрам вручную, а «кпильные муравьи
анимировались с помощью системы симуляции массовки (рис. 2.4.14
н 2.4.16). В Приключениях Флика содержится около 430 фрагментов с
массовкой, включающей около 600 индивидуально просматривающихся
статистов. а также приблизительно 2300 элементов действия из библи-
отеки анимации. Каждый из статистов массовки наделялся личностной
особенностью (застенчивый, смешной, агрессивный). В Принце Египта
для статистов массовки использовались 4 основные модели, а также не-
сколько ЭЛСМС1ГТОВ, созданных средствами трехмерного морфинга. Груп-
пами. анимированными с помощью системы массовки, в этом фильме
являлись рабы, солдаты п саранча. В некоторых фрагментах использо-
валось всего 20 статистов, тогда как другое насчитывали сотни и тыся-
чи персонажей (рис 12.6.3). Вся массовка в этом анимационном филь-
ме была н11зуалп.ш|ювана с помощью туи-шейдера (сокращенное обо-
значение нереалистичного рендеринга).

Сцена сражения между дроидами и войском Гунгана в Призрачной уг-
розе была создана с помощью «сборки»* библиотечных анимационных ци-
клов. Некоторые из этих циклов создавались с помощью захвата движе-
ния. а другие путем анимации по ключевым кадрам, прорисованным
вручную. Траектория каждого существа определялась симулятором час-
тиц, анимировавшим ио одной частице для существа каждого типа, после
чего загружалась геометрия и соответствующие циклы анимации. Нако-
нец. программа применяла определенные общие правила, особенно для
многократных физических взаимодействий между существами, а также
некоторые адаптированные роли. Когда каждая из частиц умирала, поги-
бал и управляемый сю персонаж. Пехота уворачивалась от кавалерии бла-
годаря использованию системы обнаружения столкновений. В первом
эпизоде Звездных войн было 110 фрагментов с массовкой приблизитель-
но по 95 кадров на фрагмент. В библиотеки содержалось около МОанпма-

ПЫЧЛ<>ВЫЕМГГОДЬ1К<НН1ЫОТТР11< HlAllltM.Mlllll
циопных циклоп, причем лита большинства циклов составляла чуть
меньше 200 кадров.

На рис. 12.6,1 и 12.6.2 показаны два разных подхода. реализованных в
Программах симуляции массовки.

12.7.	Аттракционы и интерактивные
развлекательные системы

12.5.9 Выражения лица этой
виртуальной актрисы были
сошны с помощью комбинации
захвата мимики и биомедицинских
симуляций мышц и тканей.

(С разрешения Марка Сагара.
Pacific Title Mirage, 1999)

В последнее время в индустрии развлечений многие методы анимации
применяются в областях. далеко выходящих за рамки традиционных ки-
нотеатров или телевизоров. Как аттракционы, так и интерактивные игры
предъявляют специфичные художественные и технические требования,
отличающиеся <п тех. которые характерны для других применений анима-
ции. Павильонные аттракционы еще одно название. использующееся
как для аттракционов, гак и для больших (как правило, многопользова-
тельских) видеоигр. которые привязаны к конкретному местонахождению
«связи с их размерами и требованиями оборудования (рис. 12.7.1 12.7.3).
Иногда развлекательные компьютерные приложения, (хтюваппые на ими-
тирующих действительность компьютерных анимациях, называют вирту-
альной реальностью.

Аттракционы-«путешествия»

AnpaKiui<Miia-«ii)'n4iKVTHiiH« представляют собой нечто вроде «кинош-
ных» русских го|юк. где компьютерные анимации демонстрируются в ки-
нотеатре. возведенном на снму.тято|к* движения. Симуляторы движения
:гп> 11лат||юрмы или основания, которые перемещаются (как правило, с по-
мощью ппекмагнческнх механизмов) в соопи-тстнип со скриптом, то есть
запрограммированным движением. Движение платформы коордипнрусг-

ПГГГЛОВЫГ ММОДЫ КОМ1П.НИПЧ1ОЦ \| ИIMAIU1It

363
12.5.10. Анимация лица этой
удивленной виртуальной
Мерилин Монро создавалась
с использованием многослойной
анимационной системы SMILE,
в которой деформация мускулов
находится в нижнем слое,
а для получения эмоций, речи
и движений глаз используется язык
высокого уровня. (С 1991 Nadia
Magnenat Thalmann, MIRAlab,
Женевский университет, и Daniel
Thalmann. Лаборатория
компьютерной графики, EPFL,
Лозанна).

12.5.11 Ева Солал, виртуальная
героиня, анимированная
с помощью захвата движения
(«> 2002 Attitude Studio).

ся с движением камеры в компьютерной анимации. Размер симуляторов
движения может быть разным, однако в среднем они обычно рассчитаны
на 10 30 сидячих мест.

Симуляторы движения позволяют нмити|х)вать движение зр!пеля в про-
странстве, движение окружения вокруг зрителя или сочетание того и друго-
го. 11одобныс «путешествия» погружают зрителей в фантазийные миры, при-
чем обычно происходят в театра.иных (сценических) условиях. Зачастую та-
кие миры ВЫГЛЯДЯТ рсаЛИСТПЧНО. по порой они бывают фшггастическнми, II в
них царят их собственные законы физики. Как правило, зрители «путешест-
вуют» на транспортных средствах, способных развивать высокие скорости.
При этом возникают один из самых типовых свойств подобных arqxiKmio-
нов: внезапные изменения скорости и направления.

Развлекательная ценность большинства агтраш1Ионов-*путе1Пеств11Й»
основана на нх сюжете, синхронизации движений виртуальной камеры н
окружающей среды с симулятором движения, а также слаженности дви-
жения и показываемой окружающей среды. В отличие от компьютерных
анимаций, н|м*дпазначенных для того, чтобы их просматривали, аттрак-
ционы-приключения предназначены для того, чтобы их итытышии. Зна-
чительная доля жрфекта. производимого подобными аттракционами, ос-
новывается на физическом опыте, получаемом за счет обмана чувства
равновесия и ориентации зрителей. Эти достигается не только симулиро-
ванием движущихся изображений, которые зрители видели бы. если бы
ехали, по и некоторых физических ощущений, которые они испытывали
бы при езде. Именно поэтому дтя обеспечения успеха таких аттракционов
столь важна синхронизация движений симулятора движения н компью-
терной анимации.

С производственной точки зрения сиихр(М1Нзацня движении представляет
собой процесс, требующий значительного объема проб и ошибок, включая
отображение на экране пли проецирование каркасных динамических тестов
компьютерной аппмацип во время рсчулнровкн движения платформы. Дтя
синхронизации симулированных и настоящих движений необходимо очень
тщательно выстраивать пате обзора и липин визирования Важным момен-
том. который следует учитывать, является то обстоятельство. что движение
нлат(|юрмы должно подвергался шхадействию как движений виртуальной
камеры, так и некоторых сшыгий, происходящих в симулированном трех-
мерном окружении. Движение платформы но большей части определяется
связанными с камерой парамст|)ам11 такими, как скщюсть и ориентация,
но также и другими движениями, например, взрывом или действиями ги-
гантского чудовища, пытающегося сдуть нас с пути. Действие в трехмерном
окруже1П1И иногда несложным образом связано с действиями участников по-
средством событий сюжетной линии. Например, если космический ko|ki6ii.
со зрителями 11|юнзводит выстрел в монстра, движение ||лан|юрмы будет ос-
новываться па результирующей отдаче корабля и турбулентных силах. соз-
данных УДП|ШЮШНМ МОНСТ|ЮМ.

Еще одним фтктором, важным для успеха аттракционов, является ло-
гичность движения в мирах, симулированных на движущейся |1лптт|юрме.
Логичность движения 1годразумсв.ит. что плаи|юрма всегда будет дви-
гаться оправданным и одинаковым образом в преддверии или в ответ на
события, разворачивающиеся в анимации. В случаях, когда «путешествие*
основывается на имитации реального движения, решающее значение име-
ет непрерывное поддержание реализма движения. Одного неверного дви-
жения достаточно для того, чтобы разрушить иллюзию реализма. которая
является сутью множества подобных аттракционов.
12.5.12. Модель лица может
использовать данные захвата
мимики для выполнения
деформаций Захваченные
данные точек преобразуются
в данные точек анимации
и накладываются
на соответствующие метки
геометрии (€> NAMCO Ltd.
Все права защищены).

Однако логичность движения нс всегда означает. что его стиль обязан
имитировать реальное движение. Фантастические ♦путешествия» могут,
скажем, характеризоваться своими собственными законами физики iliii
силами гравитации, отличающимися от законов природы, действующих в
нашем реальном мире. Зрители же легко адаптируются к любому движе-
нию при условии. ЧТО оно логично.

Пл сталии подготовки производства важно разработать анимацию, осно-
ванную на типах движения и э<]»фектах. которые могут создаваться симу-
лятором движения. Бессмысленно разрабатывать компьютерную анима-
цию для аттрак1шона-< путешествия» без учета недостатков и преиму-
ществ движущейся плат<|х»рм1||. Для обеспечения эффективности аттрак-
ционов интеграция компьютерной анимации с технологиями симулирова-
ния движения должна быть безупречном. С этой точки зрения компьютер
иые анимации для таких аттракционов н определенном смысле стилисти-
чески ограничены возможностями технологии симулирования движения.
Даже !Ь1.тг(|юр.мы с шестью степенями свободы (вращения и сдвиги по
осям XYZ) имеют ограничения по движению. Дискуссии между создате-
лями таких аттракционов фокусируются на вопросе о том. какими должны
выть предлагаемые об|юзы: стилизованными версиями <|кпггастичсск11х
миров или фотореалистичными имитациями реального мира. Большинст-
во сходится в одном: независимо от топ», какими будут образы, движение
должно бы гь потрясающим. Это особенно важно в случаях, когда визуали-
зации И] юг гы.

12.5.13. Обычно шкура этого
динозавра перемещается
находящимися под ней мускулами,
но в данном примере связь
между мускулами и шкурой была
разорвана для того, чтобы показать,
как изгибаются и вздуваются
мускулы, тогда как шкура
не деформируется.

(С разрешения Snoswell Design).
12.6.1.	В программе анимации
массовки Masuve. примененной
при создании фильма tf.iticmc.uui
ка&ц, использовались агенты
с программируемыми физическими
атрибутами; реакция этих агентов
иа окружающую их среду
определялась нечеткой логикой
Использующиеся для реализации
симуляции логические узлы
взаимосвязаны с изображенным
выше графическим интерфейсом.
Библиотека последовательностей
захваченного движения
накладывалась на скелетоны агентов
и активировалась программой
по мере надобности По завершении
создания агентов и их версий
на поле сражения начиналась
симуляция массовки (вверху справа)
(х • 2002 Stephen Regetous).

12.6.2.	Система анимации массовки
Rampage позволяет пользователям
импортировать геометрию
трехмерных сцен и помещать
в нес модели-болванки в низком
разрешении (на противоположной
странице). Движение массовки
можно тонко подстраивать
с помощью диалоговых окон Flocking
(стаи) и Avoidance (избежание
препятствий). (С разрешения
Aiimation Science Corp.

является торговое* маркой Animation
Science Corp все права защищены)

Reputation porarreOX •		
See	C Radu:	| FhcJn-;
Color	Mods	AvwJarce
1 euan	lielime	Dynimcc
Goal:	Decay	linear |
Нове	AtXMor |	

Roci-no parameters	_______

Fkxi.ng ------------J--------- [0.5

Danpr<g	Л“ |0.&5

Strength::	_______

Separation----------i (045

Akgnmert	} " ' |0 56

Cohesion	J	|0 25

Raduse:.	_______

Separation-----J------------- [250

Abgnmenl	J	|25O

Cohesion	J	[3%

Antfes.	_______

Separation----------J--------- [110

ASgnmeni -----------Л~	|lW

Cohesion -----------)	1110

Ftockmate: |Pcpdatk*i	21
Период производства аттракционов—п.тшсствий» обычно бывает
более длительным, чем сроки создания анимации, предназначенной для
выдачи и традиционном <|ю|»мап*. Причиной этого является дополни
тельная задача синхронизации движения анимации с движением ili.it-
||и>рмы и наоборот. Как правило, .по прелусмафинаст такую разработ-
ку анимапнн. при которой учитываются возможности движущейся
пл.тп|юрмы, а также увеличенные сроки производства. необходимые дтя
70*11101X1 согласования дпижсиия платт|к>рмы с динамическими тестами
аппмацип. которое производится до тех пор. пока не будут получены
нужные ;и|и|и кты.

Кино<|юрматы. использующиеся при записи компьютерных анимации
для подобных аттракционов, обычно п|м*дусмлт]швакп' большие размеры н
белее высокое разрешение, чем прочие <|м>рмиты готовой анимации. Таким
«аттракционным» <|юрматом является 70-мпллиметровая кинопленка с пя-
ты», восьмью и пятнадцатью перфорациями (также называющиеся 5, К и 15
игр<|».) Как размер, гак и разрешение изображений оказывают влияние па
время П|юсчета и производенк), необходимое для создания аттракционной
анимации. Хотя подобные атт|К1К1Шо|1Ы обычно включают большой (хтьем
.К11сп1ня.бо.1Ы11инс71И11Ш111х. по сути, представляют пюоп пассивные фор-
мы досуга с точки :1|к*ния участия зрительской аудитории. Болышшггво
форм павильонных аттракционов, включающих интерактивность, представ-
ляет собой разнообразные игры, в которых зритель iciaiiMo.B-iirrByej с ком-
пьютерными анимациями. Подобного KiaiiMojieiicTiniii на енмуляторх дни-
жения. как правило, нс бывает.

I 1рл*кдовыг мкго.ты к< >.мны< > I пч К»11 дном мни I

12.6.3. Эта сцена с массовкой была
создана с использованием четырех
базовых геометрических моделей
а также нескольких вариаций,
полученных с помощь»
трехмерного морфинга.

(Изображение иэ фильма

П/тиц Efunmri'" i 1998 DreamWorks
L.L.C воспроизведено с разрешения
DreamWorks Animation)

367
12.7.1. Мисммчл'лиА пинбол
представляет собой
чвтырехминугный фильм, созданный
для апракциоиа-»пугешествия».
помещающего зрителей внутрь игры
с точки зрения пинбольного шарика
(Произведено для Showscan Беном
Стассеном. Talent Factory. Анимация;
Джос Классен и Тоон Реббен, TRIX,
Брюссель, Бельгия. С разрешения
Wavefront Technologies. Inc.)

Интерактивные игры

12.7 2. В игре Люнг-Лнцнн h.'Im-IIih
восемь кораблей (по 6 участников
игры в каждом) подключены
к компьютеру, генерирующему
трехмерную трафику о реальном
времени (Игра разработана twerks
Entertainment >< Evans й Sutherland.
С разрешения Evans & Sutherland
Computer Corporation).

12.7.3. (вверху справа) Ocwk-
гшртулльная среда
в реальном времени
(Copyright Char/Softimage
1995-1999)

Функциональные возможности it качество изображения современных
компьютерных игр н|юдолжаюг совершенствоваться вместе с новейшими
технологическими достижениями. Такие распространенные тсхнплопш,
как лиски CD-ROM или 24-разрядный цветовой стандарт приш ли к пере-
смотру понятия «современный-» в отношении последнего поколения инте-
рактивных игр: особенно это касается трехмерной компьютерной анима-
ции. В сущности. иптсрактинныс игры настолько зависят от lexiio.iuiini.
что прежде, чем приступать к творческим иощикам. абсолютно необходи-
мо ржюбраться е гем. как технология определяет творческие границы в ин-
терактивной игре. Поспешная разработка niirepaKTiiiiiioii игры, не учиты-
вающая технологических ограничении системы ее реалижщнп, означает
напрасные затрата творческой энергии и дорого обходящиеся срывы про-
изводственных с|юков.

Одним из определяющих аспектов многих интерактивных игр является
скорость реакции игры на команды, действия и запросы пользователя.
Эта скорость зависит от быст|и>лейсгвня аппаратной части. на которой
воспроизводится игра, и определяет способы сохранения и отображения
ipexMcpnoii компьютерной анимации, которая может быть частью игры.
Волыпппстио игр в жанре «экшн» для аркадного использования постав-
ляются » виде ангономиых игровых автоматов со специализированным
оборудованием, когорги-, как правило. обеспечивает очень высокие скоро-
сти реакции. Версии аркадных игр для домашнего применения выпуска-
ются в форме модулей, подключаемых к игровым платформам или педо-
калы Iым ком 111.Ю1 С|Х1М.

Интерактивные игры, включающие трехмерную компьютерную ани-
мацию. обычно основываются на двух подходах к отображению: вос-
произведении предварительно просчитанных двумерных изображений
или навигации и визуализации трехмерной сцены в реальном в|х*ме-
пн. Воспроизведение последовательности предварительно просчитан-
ных двумерных изображений широко используется. например, когда
мощность системы ограничена или когда можно получить исключи



Передовые методы komiii.kiiii'iioii miiimauiiii
тельную экономию памяти за счет сохранения сжатых двумерных
файлов вместо полноценной трехмерной базы данных (рис. 12.7.4).

Последняя может внзуализировапия н реальном времени по мере
продвижения играющего и виртуальной среде, включая реалистичные
эффекты. приближающиеся к кинематографическому качеству, осо-
бенно если используются мощные центральный и графический про-
цессоры.

Как говорилось ранее, при разработке компьютерной анимации для
интерактивной игры совершенно необходимо учитывать ограничения
воспроизведения, присущие компьютерной или игровой системе. Пос-
ледовательности действия, которые могут быть вполне эффективны в
условиях кинотеатра, неизменно требуют большого объема творческой
и технической работы для их адаптации к среде и <|и>рмату интерак-
тивных игр. Два вопроса, которые всегда приходится решать при та-
ких адаптациях, включают выбор уровня сложности моделирования
трехмерной сиены, а также параметрон разрешения для цвета и изо-
б|к1Жспия. обеспечиваемых при визуализации. Обычно задачей (при-
чем весьма непростой) художников н разработчиков игр является
отыскание о1ГП1.малыюго соотношення между увлекательностью игры,
се эстетическими качествами, технологическими возможностями, вре-
менем реакции, уровнем сложности моделирования и раз|х'Шспнем по-
лучаемой > изображен и я.

12.7.4. Кинематографическая
последовательмосгь для игры
Qtimusha, получившая приз

•За лучшее шоу на SIGCRAPH 2000
(< 2001 САРСОМ Со.. Ltd

Все права защищены. Приглашенный
разработчик: Такеши Кансширо
Интерфейс компьютерной графики:
Links Digiworks. Композиция:

О Mamoru Samuragoch

Персонажи Саманосуке Аксчи
«• Amusc/Fu Long Production).
Г.пил 12

Основные

термины

Ускорение

Акустический захват движения

Игры в жанре «экшн»

Партитура анимации

Силы притяжения

Участие зрители кой аудитории

Автоматизированный

Автомапнич-кое обнаружение
столкновений

Базовые трассы движения
Сопряженные формы
() ]ки1ичиш1К)ЩПс обьсмы

Дробная иерархия

Центр масс

Ко|Х’НЬ цепочки

Канал

Кодифицированные процедуры

Обнаружен i ie стал ki юней 11 й

Трасса столкновений
Коническая сила
Логичность движения
Плотность

Сетка назначения

Драйвер устройства

Игры на основе диалога

I lanpaivieiiiir

Распределение массы
Динамическая симуляция

Э(|к|к*ктор

Конечный ;и|к|>скгор

Упругость

Развлекательная ценность
11лотно<ть окружающей среды
Т|х*кер (система отслеживания)
мимики

Выражения лица
Поле обзора
Фильт|юва1111ый
Эластичнап решетка
1(ежесткие объекты
Сила

Трение Функциональные кривые
Желе

Движение жеста

I IpocTpuiiCTBO жеста

Глобальные силы

Целевой

Сила тяжести

Твердая резина
Гибридная среда
Ударные силы
Интенсивность
Интенсиональный
Обратная кинематика
Сочленение

Библиотека ключевых выражений
лица

Динейная сп.та

Линия визирования

•Живое» (прямое) управление
Локальные силы
Павильонные аттракционы
Магнитный захват движения
Планировщик манипуляции
Масса

Протокол MIDI

Морфи четкая интерполяция
Захват движения
Ограничения движения
Динамика движения
11ланн|х»в1Ц11К движения
Симуляторы движения
1(есколько слоев движения
Цифровой протокол

музыкальных инструментов
Количество датчиков движения
Препятствия

Оптический захват движения
Системы частиц
11гр||фсрпн11ыс устройства ввода
Фонемы

Размещение датчиков
Сосредоточенная сила
Потгнциомстры
Процедурное движение
11|юстгтич«-кий захват движения

Радиальное усилие
11еобрйботш1ные данные
движения

Реальные актеры
Приемники

Силы соп|М)Тпв.иЧ1ПЯ
Скорость реакции
Положение покоя
Жесткие объекты
Окружная скорость
Ротосконирование

Движение на основе' правил
Точки выборки
Вто|х»стспснног движение
Последовательность
движений

Упрощения симуляции
Симулированные
мускулы

Домен симуляции
I (сходная сетка
Пружины
Твердость
llinVHClIIIIIOCTb
Растянутое положение
Синхронизация лнижеппн
Крутящие моменты
11 ере даточные траектории
Транзитные траектории
Присм<>ис|м*латчнкн
Скорость

Внртуа.ты1ые актеры
Виртуальная реалыпмть
Вязкткть

Объем



(Эволюция виртуальных существ
выполненная Карлом Симсом
С разрешения Карла Симса,
Thinking Machines Co<pocal*on).
ГЛАВА 13

Методы создания
спецэффектов

Краткое содержание

В НАШИ ЛИИ БОЛЬШИНСТВО СПЕЦЭФФЕКТОВ создастся г использо-
ванием сочетания цифровых и традиционных методов. Зачастую творче-
ский и производстпенпый подход, нсполысующийся для создания
i|kktob. предназначенных для фильма с -живым» действием. несколько
отличается от подхода, используемого для проектов компьютерной анп-
маннн персонажей: некоторые из этих различий рассматриваются в дан-
ной главе. 11аи6олее сложные фрагменты со (ticii:m|m|m'kt:imii требуют ис-
пользования методовкомпозитипга (описанных в главе 14)для«ммтпече-
ния интеграции нескольких слоев, созданных с применением разных спо-
собов создания эффектов. К счастью, (большинство цпф|и>ных и анимаци-
онных методов, необходимых для создания высококачественных спецэф-
фектов, сегодня можно реализовывать с помощью настольных компью-
терных систем.

13.1.	Основные концепции цифровых
визуальных эффектов

Процесс создания сш-ц:х|и|и-ктов для фильма, телевизионного |х*кламиого
ролика пли видеоклипа начинается задолго до пронзводгтва финальных
изображений. Как упоминалось в главе 2. подготовка производства и пла-
нирование крайне важны для всякого проекта, включающего компьютер-
ную анимацию, однако эго особенно справедливо при производстве сне-
цэффсктов для П|юсктов с « живым- действием Повышенные требования
к планированию отчасти объясняются увеличенным количеством процес-
сов и людей, задействованных в реальных съемках, с которыми связаны та-
кие факторы. как освещение декораций, выезд на места пя-мок. меняюща-
яся погода, организация съемочных групп, участие живых актс]Х1в и так
далее. Нн один нз этих факторов не присутствует вс|к*дпе.м проекте ком-
пьютерной аппмацип персонажей. Подготовка производства спец.л|н|>с-к-
товдолжна начинаться па ранней стадии планирования. Венду постоянно
меняющейся природы техники и технологий, использующихся для созда-
ния спецэффектов, а также постоянной потребности в различных нововве-
дениях. редко можно встретить два шоу со спец;к|к|юк1амн (включая
фильмы, телевизионные программы, рекламные |юликн и музыкальные
видеоклипы), которые были бы похожи друг па друга (рис. I3.1.I).

В килом, все спецэффекты можно разделить на четыре большие семей-
ства. однако некоторые специфичные методы обличают перекрестными ха-
рактеристиками. Некоторые- .»(|и|м-кты основаны на согласовании исходно-
го «живого» действия: таков, например, метод камерного согласования.
Другое предусматривают комбими/швтше элементов, полученных из не-
скольких источников (композитинг), добавление или удаление элементов,
а также iiiH'nopa.uxuiiiuc исходного изображения (мо]х|шнг).

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Основные концепции цифровых
визуальных эффектов........371

Камерный трекинг........... 377

Ротоскопирование _________  378

Синий и зеленый задники,
а тахже хромакей.......... 378

Продолжения декораций
н персонажей ..............380

Клонирование массовок .. 380

Частицы, генерируемые
компьютером................381

Трехмерный морфинг .........381

Управление движением . .. 382

Захват движения

и виртуальные персонажи... 382

Фотограмметрия ________     383

Практические эффекты........383

Основные термины.........	384

М п од ы < х >здм п 1Я < :i IIJ	к I ов

.471
13-11 Сколько мегодоп создания
спецэффектов вы можете распознать
а этом кадре из Дг/леп шишыню?

«> 2002 Hybridc.

С разрешения Dimension Films}.

13 12. Фрагмент из реального
съемочною материала в стадии
синего задника (вверху)
используется для предварительной
визуализации анимации и
конфигурации фрагмента, а также
для предварительного компознтмнга
(на протииоположной странице). (С
разрешения Framrstore CFC и Bartie
Bogle Hegarty).

Основная группа создателей спецэффектов

В .i;irtiini.M(M-rii от сложшхти эпизодов, бхтджега и сроков сдачи работ, кол-
лектив создателей <ч|сц:х|х|х*ьтов может насчитывать от полудюжины до
ста и более человек. Однако имеется несколько ключевых |raieii, которые
всегда присутствуют «любой группе снсц.м|и|н*ктов, сколь бы мат ii.ni ве-
лик пи был проект. Конкретные названия должностей каждого члена ос-
новной группы спецэффектов в разных компаниях могут бып. разными,
однако выполняемые ими функции остаилгя одинаковыми. Задачи в про
пзподствс с большим бюджетом распределяются С|Х’ЛП нескольких специ-
алистов. тогда как в малобюджегном производстве один и тот же человек
может исполнять несколько функций одновременно. Художник или ани-
матор визуальных ;х|к|х-ктов (VFX) в млл<н)юджетиом 11|юизводстве мо-
жет обладать небольшими ресурсами для выполнения работы. Тот же ху-
дожник может быть достаточно разшх-тиронннм специалистом лля тою,
•птмбы работать сразу над несколькими аспектами проекта. Как правило,
художник в нремчсте с большим бюджетом имеет больше ресурсов. но при
ном должен егх-редоточшы'я всего на одной сиецпалпаированноп задаче
в течение всего проекта. 11средко мы мечтаем о том. как здорово было бы
взять лучшее из обоих мирон: гибкость ивзкобюджсп1ого и|ххч\та и об-
ширные ресурсы высокобюджспюго.

Одними из ключевых членов основной группы ciicii:x|n|m*ktob являются
продюсер, ответственный за спецэффекты (контролер) и несколько специ-
алистов. Контролер спецэффектов отвечает за (мицее планирование про-
изводства сне1рх|х|х’кгов, а также финальное качество всех ф|«агме|гтоп и
целом и каждого в отдельности. Этот специалист обычно присутствует на
всех совещаниях. проводимых в ходе подготовки производства, включаю-
щего < чнчщффскты. Он или она следит за работой руководителей подгрупп
в коллективе и напрямую взаимодействует с ]м-жиссе|юм п оператором-по-
становщиком.

В п|хх'ктах. предусматривающих участие нескольких компаинй-п|М1пз1м>-
дителей спгц:к|к|к-кзов. старший контролерспец.и|м|>ектов iiuitohiiiioo6i.c3-
жает ;уги компании с целью 11ад;юрп за работой, руководстоа и сбора пш|и>р-
мацни о ходе дел. Продюсер спецэффектов отвечает за обеспечение |ievyp-

.472

Мт гадьн 1):а\1П1Я(:|цц.ы»|-ЕкТ1>|'.
сон. необходимых коллективу для выполнения рабоп,i п рамках бюджета, а
также за то. чтобы коллектив создал заказанные фрагменты эффектов в рам-
ках бюджета н в согласованные с]юки. Эни специалист также занимается
юридическими и творческими вопросами, например контрактами, перегово-
рами, связанными г наймом, обзорами художественного исполнения п рас-
|||м*лслсннем сроков. П|юдюссрсисц;м|м|я>ктв должен ikk'iomiiiio обеспечи-
вать баланс между расхатамн/рссурсамп и сложн(К’тыо/качесГвом: ему так-
же часто прнхол1гтся нсрсиск нть сроки в связи с не|к*рабиткой сценария, за-
держками производства и (nkxticiciiiic.m вычислительных ресурсов. Конт-
ролер эпизода, контролер компьютерной аннмацнн. контролер комнозн-
птга и отт1стствс1П1ые за другие участки иронзнодгп1а отвечают за непо-
средственный надзор за работой членов их производственных участков со-
ответственно. Допо.т1пт*лы1ые описания должностей в малых и больших
проектах компьютерной аннмацнн содержатся в главе 2.

13.1.3. Этот стоп-кадр
из Ралнщг'ч кулака
(удачное название!) иллюстрирует
гекденцию создания недорогих
и высококачественных
спецэффектов. а также является
примером продолжения персонажа
« SlarEast/Bob. С разрешения
Menfond).

Процесс производства спецэффектов

Планирование и создание спец:>«|к|к'ктов с<югвстетвуст технологическому
процессу, содержащему несколько стадий. большинство из которых опи-
сано и главе 2 Концепции и сюжеты |>азрабатываются на стадии подготов-
ки производства, как правило, с помощью раскадровок, черновой анима-
ции и предварительной визуализации (рис. I3.1.2). Окончательный (пли
близкий к окончательному) сценарии прочитывается продюсером и копт-
рвлером спец:м|и|)ектов. которые совместно определяют тип нужного спе-
цэффекта. Эпизоды со спецэффектами разбиваются на куски или анализи-
руются на предмет выбора конкретных методов, которые должны дать же-
лаемый результат. После того, как фрагменты со С11ец.х|и]н*ктпм11 разбиты
на куски, работа разбивается на ii|kiktii4cckiic (пли физические) и цифро-
вые аффекты и раздастся одной пли нескольким п|юнзволствснным ком-
паниям. 11а этой стадии также определяются требования к среде, в i<oro|xiii
должен сдаватм я конечный продукт.

Предварительная визуализация и черновая трехмерная анимация ятяют-
ся важнейшим элементом пршсч са нронзвцдегна ciicii:)<|x|)cktoii. поскольку
пнмютяют режиссеру, оператору-постановщику и контролеру спе11'м|м|х.*ктон
iHj|Kuxrr.nT. концепцию эпизода и др|Х1ботать его. а также спланировать (х^-
аты|ые съемки (рис. 13.1.2). 1м1лы11пнспюфр;1гме1понсосп<'11.и|м|х'к'та.м|| яв-

ПРТДВАВИТЕЛЬИЫЙ КОМПОЗИТ

Mtn >ды гх кпл1111Я । :пы |:и|и|»е|<гов

.473
13.2.1. Двумерные следы движения.
cojfljHHwc с помощью программы
boujou после анализа нескольких
кадров настоящих движущихся
облаков. (<Р 2002 2d3 Ltd.)

13.2.2а В рекламном ролике
Xintfiulo's (>чтг fan/ Ailvuticr
происходят необъяснимые вещи,
одна из скульптурных кариатид,
украшающих театр, оживает.

а люстра превращается в дракона.
Лкхтра-дракон состояла более
чем из миллиона полигонов

и моделировалась с помощью
специальных программ (скриптов),
позволивших сгенерировать

45000 хрустальных шариков
на поверхностях NURBS, которые
деформировались и анимировались
вокруг основного скелетона дракона

ляется результатом использования комбинации нескольких методов. Рас-
смотрим. например, разбивку следующего фрагмента с эфф-ктами: фрагмент
«живого» действия, включающий трюк на мотоцикле и пиротехнические
взрывы в реальном времени с движущейся видсокамсртю высокой четкости
(III)) на <|юне синего задника. После преобразования видео в файлы RGB
тросы, удерживающие каскадера. удаляются нз изображения. 11и<|фовые кад-
ры обрабатываются таким образом. чтобы можно было добавить дополни-
тельные хвосты дыма, созданные с помощью генерируемых компьютером ча-
стиц. а также с тем. чтобы совместить продолжение декораций с реальным от-
снятым материалом. 11одобиый тип смеси эффектов («салата нз эффектов»)
широко |К1СП|югтранен в производстве фильмов со снсц:и|и|м<кгами,и все ши-
ре используется в хорошо организованных малобюджетмых проектах, где
требуются усложненныеспецх|м|>скты (рис. 13.1.3).

За исключением нескольких специальных методов |||мшзводгпга сне-
ц.и|и|к'кто1( таких, например, как камерный трекинг. - производство
трехмерной компьютерной анимации лля спецэффектов очень похоже на
процесс, псн(гпк1ую1ннйся при создании целиком компьютерных анимаци-
онных фильмов. Основные стадии этого процесса, подробно описанного в
главе 2. включают подготовку производства, моделирование, создание
двигательной оснастки, анимацию, текстурирование н визуализацию
(рис. 2.4.1). Необходимость совмещения с реальностью и зависимость <п
коллектива, занятого в производстве «живого» материала, а также взаимо-
действие с ним представляют собой два основных различия между муль-
типликационным фильмом и художественным фильмом со спецэффекта-
мп. Основной задачей при работе с фильмом со сне1см]м|>ектам11 является
обеспечение реалистичности визуальных эффектов на всех уровнях.
Мультипликационный фильм может т]хЧзоматъ утрированной «игры»
например, с использованием сжагоя н растяжения. нсфоторсалисп1411ого
рендеринга и анатомически невозможных поз (рис. 10.5.11). 11оспецэффе-
кты должны обманывать глаз любителей кино и заставлять их верить, что
они видят реальный, а не искусственно созданный момент. За нсключенп-
см этого радикального различия в творческом подходе и его практических
воплощениях, технологические и|юцессы п|юизводства целиком анимаци-
онного фильма и фильма с циф|хжыми сиепэ<|м|м'ктами во многом совпа-
дают. Взаимодействие с «живым» материалом нигде нс бывает столь оче-
видным, как в процессе композитиига. В то время, как в целиком анимаци-
онном фильме композитппг является своего рода удобным приемом, при
производстве художественного фильма со спецэффектами он превращает-
ся в фундаментальное условие. Комиосягппн используется па протяжении
всего п|Х)цесса: вначале дтя получения черновой анимации или эффек-
тов-пустышек. называемых «времянками» (temps), затем для реализации
изменений и корректировок и, наконец, для получения готового фрагмен-
та. Как пояснялось в главе 2. технологические процессы постоянно дораба-
тываются и адаптируются к нуждам проекта. Просмотры сделанной рабо-
ты и выполнение корректировок и изменений являются неотъемлемой ча-
стью процесса производства спсц:х|х|1ектов.

На съемочной площадке

Контролеры спсц:и|х|юктов проводят много времени на стя-мочной пло-
щадке. в кннолабораторни и на участке постп род аю пи.

Значительная доля того, «гго окажется во фрагменте с видссх-м|х|х*ктом.
начинается на съемочной площадке, где ведущий кинооператор и его
фуппз исущггт иляют стл-мку «живого* материала. Они освещают гиену,
1внеря1п значения освещенности и выставляют параметры съемки. Конт-
ролер спецэффектов на съемочной площадке должен проследить за тем.
чтобы нужды производства спецэффектов были учтены при захвате дан-
ных (включая ста-мку изображений). Большие кннонрои.1водетна. как пра-
шт включают несколько съемочных групп, причем одна из них вторая
съемочная группа отвечает за запись задников с «живым» действием
(вол|юформатпые кадры) и элемс>гтов спецэффектов (го есть, племен гоп.
которые вырезаются и вставляются), которые впоследствии будут псполь-
лватыя ДЛЯ работы над сиец х|и|м-|ггамп.

Ретик* о том. что Ш'полкюнать дтя съемки кино- пли видеопленку,
обычна принимают |К-ж несер и ведущий кинооператор. называемый также
(Шфатором-постановщиком. Ранее негатив пленки был единственной аль-
прваппюй для записи высококачественного киноматериала. однако те-
дфь используется и видео высокой четкости (IID). Первыми выдающпмн-
гяоспокшными на гпещх]м|юктах фильмами, для создания которых в каче-
стве среды использовалось видео высокой четкости, были фильмы Зсиед!-
.iN/ewMw эпизод II и Лети шпионов 2 (рис. 13.1.1. и 8.6.4). Для производ-
ств обоих 1ктюл1>зовались методы синего и зеленого задника, а этот про-
ют обычно происходит с участием контролера cncii;x|x|>CKroii. Еще одна из
основных обязанностей п|х*дгтав|гп*лей группы сиецэ<|х))екгов на съемоч-
ной площадке проследить за тем. чтобы эпизоды, включающие исчсзпо-
оишя (iliii удаления) любого типа, были отсняты дважды: один |>аз с ак-
TqxLvu.второй раз без. 11оследиин вариант называется пустым задником.

Пшишо визуальной информации, записываемой па кино- или видеолен-
ту, могут захватываться и другие данные, например позиционные метки,
необходимые дчя обеспечения камерного трекинга, ии<|юрмация захвата
жжения, ««мерные параметры, текущие данные, а также неподвижные
гаюражепия, которые меяут исполкюваться для спадания карт текстур.
Тренинговые метки необходимы для обеспечения процесса камерного тре-
пшга (слежения). Эти метки выполняются ил разных ман-риалов, включая
отрожонцую лени- и .........не пластмассовые шары, например теннис-

ил- мячи и 1ПП1Г-ИОНГОВЫС шарики. Метки должны размещаться в таких
гпггкйх поля обзора. которые впоследствии можно будет легко оцк-туши-
роте целью удаления меток. Неподвижная камера не нуждается в т|гс-
поганых метках: для простых движений камеры может noqx-боводы я со-
Юы немного меток, а для движений с большим количеством пово|хгтов их
может потребоваться больше. Световые маркеры шпользуются для запп-
III (иршетров интенсивности и цветовой температуры снега, а также шхчо-
жашя источников света. Эти маркеры обычно имеют лирическую форму
диаметром пт 30,5 см до 61 см, причем каждый емшпироваи на штанге и та
кимвбраэом может быть помещен в любой участок съемочной площадки.
Данные сфер записываются в самом начале эпизода, когда камеры повора-
чиваются н енпмакл- табличку .хлопушки. Одни нз типов с<|х*рпчсскнх све-
товых марками» отражающие маркеры используется главным образом
дтя захвата отражений окружения. Другие маркеры матово-белые ис-
иодьзуются дпя измерения цветовой температуры света, определения поло-
лапа источников свети и ко.х|м|»ициеита жттухания спотов. Третий тип
легавых маркеров, окрашенных в 17,5% серого, испатыгуеття в качестве
эталона нсйт|п,чыюй усредненном отражательной способности.

Камерные параметры и текущие данные позволяют воссоздать камеру и
окружение в цш|||ипюм виде Камерные параметры включают ||юкуспое
рксгаяпнс(в мп.1И1.мст|К1Х) и диафрагму (в отиосптслы1ых отверстиях), а

13 2.2b Для получения преломления
хрустальными шариками
окружающей сцены использовалась
трассировка луча; с -живым»
действием было скомбинировано
несколько слоев, содержащих
визуализации дракона и маски
Горсо«юподобное существо
моделировалось с помощью
полигонов, сглаживалось методом
разбиения поверх»юстсй
и анимировалось по ключевым
кадрам Существенная часть
геометрии и карг изображений была
почерпнута из фотографий, для чего
использовалась программа
камерного «рекинга 3dEqualizcr
Анимация выполнялась в
программном пакете Softimage XSI,
а композитинг - в Disacct Inferno.
Изображения из Счи'/ичти -
с разрешения La Малоп.« 2002 Leo
Burnett - Quad - В. Aveillan Все
цифровые визуальные эффекты
выполнены La Maison)
ТРЕХМЕРНОЕ РОТОСХОПИРОВАНИЕ

ОБЪЕМЫ Д ЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ
СТОЯКООвО1ИЙ

АНИМАЦИЯ

13-3.1. Трехмерное
ротосколироканис использовалось
для создания рекламного ролика
фирмы Levi's (Мштся.

Видеоизображение актрисы
ротоскопировалось с помощью
упрощенной эталонной трехмерной
модели (вверху). Модель-болванка
использовалась для задания полей
столкновений (в центре),
использующихся для управления
анимацией частиц, примененной
для обломков стены и пыли,
показанных на рис 13.7.2.

(С разрешения Framestore CFC
и Bartle Bogle Hegarty).

также данные паюжения и вращения (а именно: расстояние до объекта. вы-
сота. углы вертикального и горизонта!иного панорамирования и наклона).

Некоторые цифровые камеры и системы управления движением спо-
собны автоматически .захватывать эти и другие метаданные и записывать
их на видеоленту или другие магнитные носители. Текущие данные вклю-
чают параметры рассеянного и падающего света, положение меток и их
расстояние и угол отиос1гтелы1о камеры. Если необходимо, для вычисле-
ния расстояний и углов пли сканирования участков съемочной площадки
и преобразования данных в параметры модели|х»вания XYZ могут исполь-
зоваться лазерные системы сбор информации (рис. 5.6.13).

Захват неподвижных изображений, использующихся для получения карт
изображений, может производиться с помощью 35-.милли.метровой специ-
альной видеокамеры или же 4-мсгапиксельиой или. в идеале, 8-мегаппк-
ссльноп цифровой камеры для записи неподвижных изображений (разре-
incline первой из л их цифровых камер составляет около 2500 х 1600 пиксе-
лей. а вто|юй 1000 х 2000 пикселей). Важно обеспечива ть захват изобра-
жений с максимальной насыщенностью цвета в идеале по 10 бит на каж-
дый канал RGB или выше, хотя 8 бит является более распространенным зна-
чением для коммерческих цш|»ровых камер. Такие карты изображений мож-
но использовать для рендеринга с широким динамическим диапазоном.
(Дополнительная информация по рендерингу с широким динамическим ди-
апазоном содержится в главе 6. а ио насыщенности цвета в главе 15).

Сканирование пленки и выдача готового продукта

После того, как задники записаны па кино- или видеоленту, их необходи-
мо перевести н цифровую среду для добавления спецэ<|к|к’ктов. При обыч-
ной работе над художественным фильмом лента, как прашио, сканирует-
ся или оцифровывается с разрешением 2000 пикселей (2К) и 10-битны.м
цветом. Используется также и сканирование лепты с разрешением (ООО
пикселей, однако оно не слишком практично из-за oqioMiiux размеров по-
лучающихся при этом файлов и повышенной стоимости обработки. Фай-
лы 2 К могут быть определены по-разному, но обычно задастся их разреше-
ние; 1920 х 1080 и ли 2048 х 1152 пикселей. Файлы-сканы с разрешением
1К (1280 х 720 пикселей), использующиеся для малобюджетиых фильмов
или телевидения, обычно обеспечивают удовлетвор|ГГСЛЫ1ое качество, по-
скольку разрешение в стандартном телевидении составляет порядка 525
строк. (Более подробно цветовое и пиксельное разрешение и форматы изо-
бражений рассматриваются в главе 15). Видео высокой четкости (III))
обычно п|мчи'>разуется в файлы RGB с разрешением изображения 1920 х
1080 пикселей и цветовой разрядностью от 8 до 10 бит при частоте выбор-
ки от 3:1:1 до 4:4:4. Общим правилом в производстве спец:м|к|н*ктов явля-
ется то. что высокое разрешение изображения всегда лучше низкого. Это
означает, что чем больше пикселей и чем насыщеннее шит. тем лучше
должны быть результаты. полученные после ретуширования. композитин-
га и цветовой коррекции, выполняемой несколько раз. Примеры потерь
качества изоб|>ажен||я вследствие недостаточного разрешения приведены
на рис. 14.1.2.14.1.4 и 15.2.1.

После того, как фрагменты со спсщ)ффсктамн подготовлены и утвер-
ждены. их можно переводить в кино- или видсчк|юрмат в соответствии с
геми же требованиями но разрешению. которые приводились выше. (Под-
ровно вопросы выдачи гигового продукта рассматриваются в главе 15).
I |осде этого фрагменты го спецэффектами вставляются в фильм, который
на пой стадии готов к цвстоустановкс. 11а :гтой стадии оператор-постанов-
щпкследит за цветовой коррекцией, выполняемой в некоторых сценах или
во всем фильме. Обычно эго делается в течение нескольких дней подряд
непосредственно перед созданием оригинала ленты и выпуска фильма в
кинопрокат, на телевидение или его записи на диски DVD.

Цвстоустановка сама по себе не отногппся к методом создания спсц.х|>-
фектон, но заслуживает упоминания, поскол1>ку широко пспап>зустгя для
тонкой доводки и изменения настроения и внешнего вида финальных изо-
бражений (рис. 14,5.1). Иногда задники цвстокоррсктируются <to того, как
их передают в группу спецэффектов. Эго делается довольно редко обычно
тогда. когда исходные задники т|х<>ук>т очень значительной щитовой кор-
рекции, кчиорая может повлиять на качество окончательного нзехбражения в
случае, если будет выполнятся после добавления спецэффекта. Кроме того,
это может выполняться и для жономии времени на более поздних стадиях

13.2.	Камерный трекинг

Совмещение •живого» действия с компьютерной анимацией легко достига-
ется в том случае, если используется неподвижная камера. Но как только
камера при съемке начинает двигаться, возникает необходимость отслежи-
вать ее движение. Благодаря такому отслеживанию мы сможем согласовать
нашу виртуальную камеру с камерой |х.*ал1*ной и создать иллюзию того, ‘по
•живой» задник и созданные на компьютере элементы существуют в одном
и том же пространстве одновременно. I (мсется два базовых способа совме-
щения движения реальной и виртуальной камер и элементов и сцене: камер-
ный трекинг н упранление движением, поясняющееся в этой главе ниже.

Камерный трекинг представляет собой одни нз основных современных
методов, применяющихся для создания спсц.х|и|хчстов. поскольку он поз-
воляет согласовать созданные на компьютере объекты и камеры с движе-
нием. скоростью и ускорением настоящей камеры уже после того, как •жи-
вой» материал был отснят. Собственно метод камерного трекинга необсс
печнвает производства готовых изображений; вместо этого он позволяет
полу'шть цифровую 111н|юрмацпю, которая используется для согласования
движения компьютерных анимированных объектов. персонажей или ка-
мере настоящей камерон (рис. 13.2.1).

Камерный трекинг пли. как его иногда называют, согласование движе-
ния выполняется путем размещения нескольких меток па определенных
(важных) кадрах «живого» действия таким образом, тгобы программное
обеспечение могло автоматически идентифицировать повое положение
меток на всех кадрах эпизода. После отслеживания всех кадров генериру-
ется траектория движения, которая и используется для согласования вир
пильных анимированных камер и объектов с реальным отснятым матери-
алом (рис. 13.2.2).

Стабилизация камеры

Стабилизация камеры представляет собой метод, который часто использу-
ется совместное камерным т])екингом. Путем сравнения положения одной
и той же контрольной точки в смежных кадрах этот метод позволяет опре-
делить объем дрожания камерного изображения н сгладить или стабили-
зировать расхождения движения между кадрами, превышающие опреде-
ленное пороговое значение.

134.1 Игра этою лктерд была
снята на фоне зеленого задника
Оранжевые метки на его спине
использовались для привязки
его компьютерного анимационного
«продолжения» -крыльев, которые
следовало установить в нужное
положение и согласовать

с движениями персонажа.
До окончательной визуализации
и композитиига полупрозрачность
крыльев обозначалась разными
цветами. (С разрешения Men fond.
К» CH Pictures China Ltd.).
13.3.	Ротоскопирование

13.4.2. Филы* Эрика Ромера
Лнгмчанкл и /с/нун строился
на основе живописных
изображений • масок
и клонирования массовок,
снятых на фоне зеленого задника
(Визуальные эффекты. Buff.

< Pathe. CER).

Метод porocKoiuipoHaiiiix является гибким способом согласования аними-
рованных элементов <• (испитым в реальных условиях материалом. Рл;«|к»-
ботанпый братьями Флейшер еще в 1915 голу, этот метод использовался
аниматорами для сопряжения их работ с «живым» действием. При .пом
они вручную совмещали кадры «живого» действия для того, чтобы найти
к<ип]юлы1ые точки для ввода мультипликации.

Несколько десятилетий спустя в эпоху оптического комно-шпина и со-
здаваемых вручную рнсунков-катс (масок) ротоскопирование использо-
валось для получения движущихся масок путем шк’лсдоватслыюго (кадр
за кадром) совмещения движущихся элементов неподвижных кадров. По-
лученные т]Х1скгорпн могли шнользонапия в качестве масок, с помощью
которых т|х‘хмгрные объекты накладывались на послслователыиктъ «жи-
вою» действия. Основа метод» остается неизменной н но сей день, несмо-
тря па то. что некоторые част и процесса рот<к‘копирования сейчас могут
быть автоматизированы, л грела, в которой выполняется компознтннг, яв-
ляется почти исключительно цифровой. Новая (|и>рма |хпоскопи|хикшия
исподы.естся для сочетания положения н движения трехмерных анимиро-
ванных компьютерных моделей с реальным действием. Эта форма трех-
мерного ротоскопнровання задействует кадры «живого* материала в ка-
честве основы дчя определения нужною положения трехмерных моделей.
В нримерт, показанном па рис. 13.3.1. для имитации столкновения между
бегущим живым актером и стеной нсполктуется пространгтпг1И1дя И дина-
мическая информация. полученная г помощью рокх-коинрования. Анима-
ция частиц, управляемая данными ротоскопи|Ю1К1НИЯ. и несколько закон-
ченных скомбинированных кадров показаны на рис. 13.72.

13.4.	Синий и зеленый задники, а также хромакей

Для получения масок движения, применяемых на -живом» матернжте. ис-
пользуются задники (экраны) как синего, так и зеленого цвета. Техниче-
ское название этою метода хромакеи (или рирпроекция). так как .ня до-
стижения вставки (iltii кеиига) изображения переднего плана в плоский
задник может псполыговаться любой цвет. Исторически сложилось так.
что синий задник получил большее |)аспространсиис и кинопроизводстве,
тогда как зеленые задники iicno.ii.3oiia.4Hci. в телевизионном производстве:
сегодня оба дают сравнимые результаты. Тем не менее, при съемке на ки-
ноленту с высокими значениями свсто’|у|и*пипелы1ости (ASA) синие зад-
ники могут оказаться не вполне пригодными. так как слой синей эмульсии
на высокочувствнтельной пленке обладает наиболее заметной зернисто-
стью. Еще один важный критерий выбора между синим и зеленым экраном
касается инион элементов переднего плана во фрагменте. Снннй цвет удо-
бен для м;п|||ювания (то есть использования маски), так как естественные
тона кожи большинства актеров не включают каких-либо оттенков синего.
Например, светлые волосы включают довольно значительное количество
зеленого цвета. Однако к ли актеры одеты в синие костюмы. зеленый зад-
ник лучше подойдет для «вырезания» масок из плоского задника.

При пспользоваипн зеленого или синего задника актер (iltii модель),
который будет матпроватыя («прорезаться») помещается между камерой
и задником. Так какзадпик обладает однородной окраской, его легко отде-
лить от остальных цветов в сцене и убрать из негатива (рнс. 13.4.1,13.4.2 и
13.4.7). I (вп задника синий или зеленый можно также сделать черным,

378

М г. к >ды < л »з. г м и 1Я (;l 0.11. иМ'НКТ < »в
13 5.1 Количество ящиков на этом
открытом складе было увеличено
с использованием метода
продолжения декораций. Сцена была
записана в формате синемаскопа
(2.35: 1). (Изображения

из - с разрешения Menfcnd.
VGH Pictures China Ltd).

13 5 2. Автомобили

из Lrgeiui nf S/iml представляют
собой созданный на компьютере
реквизит, визуализированный
с использованием размывания
при движении и волюметрического
света. (С разрешения Menfond.
С1 China Star Entertainment Ltd. /
Win’s Entertainment Ltd ).

используя для этого методы цветовой фильтрации и коррекции. Кадры си-
него задника дают монох|х>мпую маску (каше), состоящую из плоского
задника н плоских силуэтов объектов пли актеров, находящихся на перед-
нем плане. Для избежания цветового «просачивания». н|х*дс’П1вляющ<чо
собой световые рефлексы синего или зеленого цвета экрана, отбрасывае-
мые на актеров, всегда используется дополнительное освещение зон синих
или зеленых бликов. Сотовая маска используется для компознтиига или
комбини|мн<а1111я цветного изображения заднего плана г цветным изобра-
жением переднего плана. Ihvhv подробно процесс композитинп! рассмат-
ривается в главе 14.

Замена задника и удаление тросов

Замена задника и удаление г|хм*ов представляют собой два приема, иду
вше. так сказать. рука об руку с хромакеем и методами синего и зеленого
задника. Замена задника производится путем композннпна нового задни-
ка на однотонную зону, причем можно использовать как созданные на ком-
пьютере задники, так и нарисованные вручную традиционными или циф-
ровыми С|Х‘Дствами п.июражсння-маски (рис. 13.4.2) Дтя ф]>агмснтов, не
Hinmunit

13.6 1 Войско из фильма
Император и убийца было создано
методом двумерного клонирования
массовки. Три исходных
изображения (выше) были
включены в результирующий кадр
на противоположной странице
(вверху) (С разрешения
Centro Digital Prcturcs Ltd.).

13.7 1. (на прогнвоположной
странице внизу) Неподвижные
изображения из динамической
симуляции крушения Циста
и каркасной версии отображают
переход частиц от огня к дыму
Визуализированный кадр включает
облака пыли, создаваемые
при ударах обломков
(не визуализированных при этом
проходе) о землю Окончательная
визуализация с моделью,
обломками и частицами показана
на стр. 150-151. (С СА Scanline /
creaTV / Рго7)

380

задействующих синий или зелспып задник, а также таких, которые получе-
ны с использованием движущихся камер, необходимо использовать либо
камерный трекинг, либо управление движением (motion control) для спада-
ния «перемещающейся* маски, позволяющей вставить новый задний план.
Удаление тросов постои прием, начинающийся с выявления на заднем
плане T|xicoB и прнентх'обленнй. которые страхуют или фиксируют актеров
и |К'Квизит. или меток, использовавшихся для камерного трекинга.

После того, как такие участки были выявлены, их можно удалить, ис-
пользовав для этого куски «недамусорсппого» заднего плана нли просто
-зарисовав - их вручную. На рис. 13.4.1 показан кадр с удаленными метка-
ми, а на рис. 1.4.13 стоп-кадры из фильма, посвященною боевым искус-
ствам. после удаления тросов.

13.5.	Продолжения декораций и персонажей

Зачастую бывает проще. быст|>сс и дешевле создать декорации или их
часть с помощью методов трехмерного компьютерного генсрн|юва11пя.
вместо того. чтобы строить их из реальных материалов Продолжения де-
кораций обычно создаются па основе измерений, выполненных на месте
съемки, пли данных но размеры и углам обзора камеры, полученных из
изображений заднего плана. Для «сприггсл ветви» виртуальных продолже-
нии декораций можно использовать целый ряд методов, включая фото-
грамметрию. которая будет рассмотрена в этой главе позже. Однако наибо-
лее распространенным приемом создания компьютерных продолжений де-
кораций является моделирование трехмерной геометрии с использовани-
ем задних планов в качестве образцов (рис. 13.5.1). Аналогичным образом
можно создавать и продолжения персонажей, по. поскольку они обычно
движутся больше, чем декорации, для отслеживания н|юдолженнй движе-
ний очень часто используется ротосконнрованпе (рис. 11.2.6. 13.1.3
it 13.4.1) Созданные на компьютере объекты реквизита, также весьма
распространенные в наше время, находятся где-то посредине между про-
должениями декораций и персонажен. Статичный реквизит похож па про-
должения декораций,тогда как реквизит, с которым взаимодействуют жи-
вые актеры, ближе к продолжениям персонажей (рис 13.5.2).

13.6.	Клонирование массовок

Массовки можно < нму.111|ю1игп. с помощью двумерных и трехмерных мето-
дов; последние описаны в главе 12.11апример, массовки в двух «живых* ху-
дожественных фильмах Звездные войны: Эпизод II и li.iacme.uiu комц:Дое
башни были созданы с использованием анимированных компьютерных
трехмерных моделей (рис. 12.6.1). В таких полпомегражных мультиплика-
ционных фильмах, как ЛУГ/. и Принц Еатгна. тоже присутствуют трехмер-
ные массовки. визуализированные в 1ич|юторсаднсп1чном стадо (рис. 2.4.16
и 12.6.2). В последнем трехмерная массовка сочетается с двумерными рисо-
ванными вручную персонажами и задниками. Распространенным методом
является двумерное клонирование массовок, которое начинается с не-
скольких элементов «живого» действия, например, групп актеров или жи-
вотных. и обычно требует меньшего количества прои-шодствепных этапов,
чем его r|X’XMcpHi.iii эквивалент. Суп. двумерного клонирования массовок
состоит в выделении нескольких «образующих» элементов массовки, а да-
тем их дублировании в кад|ч-, притом, что обеспечивается соответствие ме-
жду перспективной проекцией всей сцены и истом и масштабом, движет I-

М».11 >ДЫ СОЗДАНИЯ I :iIE!(ЭФФЕКТ <>11
ем и глубиной элемстгтов-клоиов. На рис. 13.6.1 показана реализация мето-
да клонирования массовки с использованием нескольких рядов продолже-
iiiiii и качестве отправной точки э<|я|к*кга. тогда как па рис. 13.4.2 использу-
ются небольшие группки актеров, двигающихся по напрак. юник» к камере.

13.7.	Частицы, генерируемые компьютером

Часттщы, генерируемые компьютером, лежат в основе гибкого метода,
ставшего, в свою очередь, одним из «столпов» производства спецэффек-
тов, а также источником хлеба насущного для множества компаний, зани-
мающихся этим производством. Суть метода состоит в симулировании
дпижсиия частиц под действием различных сил. С помощью выполняемой
разными способами визуализации этих частиц можно симулировать мно-
гочисленные материалы и субстанции, например огонь, дым, жидкости,
фунт и даже волосы. Динамика движения и процедурные методы анима-
ции частиц рассматриваются и главе 12 (рис. 12.3.4 и 12.4.1). На рис. 6.1.1
представлена реалистичная визуализация симуляции авиакатастрофы. со-
зданной с помощью систем частиц; эта симуляция выполнялась в несколь-
ко проходок сначала одни обломки, затем обломки, пламя и дым
(рис. 13.7.1). На рис. 13.12.1 п|>сдгтанлсны изображения стилизованного
к|х|>скта. включающего частицы и другие методы.

13.8.	Трехмерный морфинг

Трехмерный морфинг выполняется посредством приложения методов ин-
терполяции к геометрии трехмерных моделей. Методы т|к хмерного .мор-
финга обеспечивают сопряжение (слияние) форм объектов ;та счет интер-
поляции положений нх вершин в пространстве. При выполнении морфин-
га можно управлять такими параметрами, как время. скорость и близость
к источнику. Наиболее предсказуемые результаты трехмерного морфинга
получаются, когда у обоих сливаемых объектов имеется одинаковое каш*
частицы пыли

ОБЛОМКИ СТЕНЫ

ВНУТРЕННЯЯ ЧАСТЬ СТЕНЫ.
ТЕНЕВОЙ ПРОХОД

КОНЕЧНЫЙ КОМПОЗИТ

13.7.2. Анимация частиц пыли
и обломкоп стены управлялась
ротоскопированной моделью-
болванкой и полями столкновений,
показанными на рис 13 3 1
(С разрешения Frames tore CFC
и Bartle Bogle Hegarty)

чество iiepniiiii (puc. 11.2.6). Аннмацнн модели н <|юрмы более подробно
рассматривается в главе 11.

13.9.	Управление движением

Прежде, чем методы камерного трекинга получили распространение (в се-
редине 1990-х годов), единственным падежным способом согласования со-
зданной на компьютере анимации с движением настоящей камеры было
исиолым1нан11с системы управления движением. Эта система представля-
ет собой высокоточный моторизованный кран, который перемещает каме-
ру но некой траектории в ответ на четко определенные числовые входные
данные. Система управления движением способна также многократно по-
вторять одни н тс же перемещения (сдвиги и вращения) и скорости.
В 1970-е и 1980-е годы, до наступления эры компьютерной анимации и
ком HO3HTI hi га системы управления движением (motion control) являлись
единственной возможностью ixkx-исчення точного м||огок|»тного повто-
рения определенного движения. В таких фильмах, как. например, Зчездцьа-
iuh'ihn (1977) и Империя наносит итнаиный у<)ар (1980). для съемки мно-
жества уменьшенных моделей на индивидуальных траекториях широко
использовались первые системы управления движением. Благодаря тому,
что при каждом цикле съемки (то есть, записи) использовалась одна и та
же (раектория движения. можно было согласовать и С11пхро11пзп|)онать
разные элементы. Те первые системы управления движением использова-
лись. в основном, для съемок в покадровом режиме то есть съемки ио
идиому кадру за раз. Современные системы управления движением можно
iicinriiuoium. как для съемки в этом режиме, так и для съемки в режиме не-
прерывного движения, причем без потери точности.

В наши дни системы управления движением можно использовать для
выдачи числовой 11||<|юрмапИ11. описывающей их траекторию, и систему
компьютерной анимации; однако т]к*хмерпая траектория может быть, на-
оборот. п|юложсна сштемои компьютерной анимации, а затем передана в
систему управления движением для исполнения. Этот прием позволяет
1нт|о.'1ыижать одну и ту же траекторию движения для аннмацнн виртуаль-
ной или настоящей камеры независимо от того, какая из камер первой про-
изведет съемку. Идентичная траектория движения позволяет получать
превосходно согласованные ускорение, скорость и направление реальной
и виртуальной камер. В настоящее в|юмя для согласования реального и
виртуального движения вышеописанные методы камерного трекинга ис-
пользуются шире, чем системы управления движением.

13.10.	Захват движения и виртуальные персонажи

Захват движения рассматривался в главе 12. однако здесь он вновь упоми-
нается потому, что является методом, широко применяющимся в п|юн31»од-
croc с11ец:н|н|к'1.-Т1)Н и аннмацнн виртуальных персонажей. Помимо захвата,
|К*дактнровання и сопряжения захваченного движения одним из решаю-
|цих<|)акто|х>|1 в достижении высококачественных результатов як ыется ис-
полнительское мастери во актера, чьи движения захватываются. На заре
метода захвата движения лому аспекту уделялось мало внимания, тогда
как сегодня он считается важнейшим для создания убедительных вирту-
альных персонажей. Пс|к'<шаж по имени Голлум (рис. 12.2.7) из фильма
li.iaane.iun колец: Две башни получился таким одушевленным и был столь
выразителен потому, что актер, который «ицхи* эту роль, выполнял дви-

382

МIЛЧ »ДЫ < < К1ДЛ1II1Я с Э1МI- Мм|4.К ТОВ
жсппя с учетом лнчпостп персонажа и ограничений захвата движения. Для
акцептирования стремлений персонажа и четкого очерчивания действий и
движений может использоваться пантомима. II апимашишных фильмах с
Барби захватывались движения профест11(шалы1ых артистов балета, после
чет эти движения применялись к трехмерным персонажам, (рис. 12.7.8).

13.11.	Фотограмметрия

Фотограмметрия это метод, позволяющий полуьтть трехмерные модели нз
двух iliii более неподвижных изображений объекта. В своем наиба кт общем
применении фотограмметрия использует неподвижные изображения объек-
та для экстракции (то есть, получения на их основе) карты глубины. Опа пре-
образуется в полигональную модель, которая может быть текстурной картон
с некоторой частью орппшальных изображений, использованных для созда-
ния модели вначале (рис. 5.6.2). Визуализация на основе 11зоб|К1ж<*ння. кото
рая чат» используется в сочетании с фотограмметрией, описана в главе 5.

Замершее время

Прием •замершего времени*, известный также как срез времени, представ-
ляет собой разновидность метола <]ютограмметрин. Эффект застывшего мо-
мента или очень медленного холи вымени достигается путем использования
ряда изображс1ШЙ одной и той же сцены с разных точек зрешш. Если гово-
рить точнее, «замораживание» времени начинается с размещения камер дтя
съемки неподвижных изоб[>ажс1П1Й вокруг iliii вдоль объекта. В Матрице.
например, использовались 120 камер, расположенных но кругу и скрытых за
зеленым экраном с отверстиями дтя 120 объективов, ведущих съемку проис-
ходящего действия (рис. 13.11.2). Включение камер п|Ю1сп«»дил<и ь компью-
тером, благодаря чему их можнобылоточноенпхроннзпровать. Когда все ка-
меры записывают событие, скажем, со 100 разных точек обзора, каждый не-
подвижный кадр н 11ослсдшшгльногп1 можно отредактировать и просмот-
реть в движении. В данном глуше 11еполв1ГЖ111Х*нзображсн|1с с камеры I ста-
нет первым кадром в последо1кпглык<тм. и:«м5ражсниес камеры 2 вторым,
и так далее. 11ри прсх-мотре в движении такая шх-лелонатслынх’п. кадров вы-
глядпттак. как будто камера перемещается вокруг объекта, который химер во
времени Камеры можно также включать с небольшой задержкой (доли се-
кунды) между ними. Тогда при просмотре полученных неподвижных кадров
в последовательности получается либо эффект движущейся вокруг застыв-
шего объекта камеры, либо .х|х}х,кт очень сильно замедленного движения,
как движется актер Киану Ривз. уво|Х1Ч11наясь <гг пуль в фильме Матрица.

13.12.	Практические эффекты

Практические эффекты создаются в реальности, а не на компьютере. 11рп
этом они создаются на месте съемки, н студии звук<к1апи< и или в макете
декораций. Практические эффекты, называемые также специальны,мп эф-
фектами. включают, в частности, реальные взрывы (рис. М.2.1). каскадер-
ские трюки с тросами и без (рис I.1.I3), модели или макеты, амимагронп-
ку. грим лица и тела и простетику (искусственные части тела). Современ-
ные практические :м|м|к'кты обычно представляют собой составляющую
часть эпизода с визуальными эффектами; после записи на кино- пли ви-
деоленту их часто дорабатывают цифровыми средствами или комбиниру-
ют с цифровыми эффектами.

13.11 .2 Множество фотоаппаратов
используются для создания эффекта
«замершего времени» путем записи
одного и того же момента с разных
точек обзора.

13.12.1. (на следующей странице)
Актер, снятий на синем заднике,
комбинируется со слоями
практического (настоящего)
пламени, систем частиц, «живого»
стадиона и несколькими
деформирующими фильтрами для
имитации жары и силовой волны,
прокатывающейся по его рукам,
лицу и торсу (С разрешения Centro
Digital Pictures Ltd.)

(на следующей странице)
Созданный на компьютере
человеческий персонаж
со скелетоном и симуляцией
мускулов, управляемых
программным пакетом Absolute
Software (С разрешения
Snoswell Design).
Гл.\к\ 13

Основные

термины

Файл 2 К
Задники
Замена шпика
Синий экран
Камерные параметры
Камерный трекинг
Стабилизация камеры
11родолжс1шя персонажен

Хромакей (рирпроекция)
()||1*1к1тор-11осган(ж1цнк
Чистый задник

I (истовое просачивание
Созданный на компьютере
реквизит

Копт|юлер KOMiiouimnira
Контролер компьютерной
анимации

Цифровая камера для
съемки неподвижных
изображений

Сканирование пленки
Зеленый шпик

Световые маркеры
Согласование движения
Согласование реальности
Мегапиксели

Метаданные

У п ра влей i ic движем i icm
Траектория движения
Практические :к|м|н’кты
Предварительная
визуализация

Производственный процесс
Ротоскопнрование

Смесь («салат») :-я|я|к*кп»в
Вторая съемочная группа
11 род<ктже» । пи дек< »pam i й
Контролер эпизода Разбивка
ф|)агмента

Специальные :и|м|к‘кты
Данные । тбл юле) 111 и
«Времянки»

Трехмерное

ротоскопнрование
Замершее время
Трскинговые метки

Двумерное клонирование
массовки

Визуальные ж|)фекты

Элементы спец:и|и|к?1стов

Основная группа
спсцэ<|м|к*ктов

Контролер спс111<|х|и'К1О11

Визуальный облик

Удаление тр<х он

Мкл >ДЫ ( Л ТЗЛА11ИЯ < -1IEI с:-М*4>»Ж г< >н

(Предыдущая с граница)

Вид архитектурного проекта с иысоты
птичьего полета представляет собой
композит (комбинацию) созданных
на компьютере визуализаций здании
с фотографией реального места.

(Хай Холборн, 90.

< Hayes Davidson).

14.1.1. В этом кадре. где персона»
изумляет нас неожиданными позами
и движениями, компьютерная
анимация комбинировалась
с «живым- действием на заднем
плане. (<Р 2002 Blockbuster
Entertainmcnt/Tippett Studio)

ЗКб

ГК1У11111|Ч)|1\|||1К KOMIKKTIIIllliril HIT» И»< I МИШКА
ГЛАВА I I

Ретуширование, композитинг
и цветоустановка

Краткое содержание

ПОСЛЕ ВЫПОЛНЕНИЯ Ш13У^1113ЛЦ11И ТРЕХМЕРНЫХ СЦЕП полу’нш-
шпсся двумерные изображения могут быть подвергнуты дальнейшей циф-
ровой доработке. 11анболес расн|)осгрансниымп видами постобработки яв-
ляются ixnyniiipowiinie и KOMii<x<imiiir изображений, а также цвстобалаш'.
цветокоррекция и организация п(клслователы1остей изображений.

14.1. Базовые концепции обработки изображений

Существует огромное множество разных способов совершенствования и
комбинирования различных элементов «живого* действия, различных
двумерных визуализаций трехмерных сцен, а также сочетаний реальных п
компьютерных об|>азов. Истоки постобработки тежат в традиционном ре-
тушировании: точно так же трехмерное компьютерное моделирование
можно сравнить с работой ску.напора, паяющего с ценолкишапием тради-
ционных материалов. а и|юцссс рендеринга с работой художников но
свеп-, гримеров, (|ютог|хм|юв и живописцев. Постобработку можно уподо-
бить работе <|ютог|)афа в темной комнате иа той сталии, когда обрзы уже
зафиксированы па пленке, по окончательные ||ютографип еще не напеча-
таны. Методы обработки изображений нсполыуются для модифицирова-
ния инета, контрастности и яркости изоб|>ажс11нй. а также н.\ содержания.
Применение этих методов может повысить общую яркость изображения
пли уменьшить контраст между светлыми и темными топами. Такне мето-
ды, как |xiyiiiii|xiBaiiiie и KOMiitttimiiir, могуч нспаЛ1>зовати*я для устране-
ния ошибок и.in комб|||П1|юваи11Я участков из разных - исходников» веди-
IBM’ изображение (рис. 14.1.1). Некоторые нз базовых концепций обработ-
ки изображений предусматривают использование повторной выборки (ре-
гэмидинг) по элементам 11зоб|кгжеппя ii. ni по цветам, редактированное по-
мощью параметрических кривых и гпстог|Х1м.м, а также композит инг с аль-
фа-каналами и :в|и|>ектам11 переходов.

Повторная выборка элементов изображения

Один из основных приемов обработки изображения состоит в ii3mviicihiii
его |||мктрангг1и*нног(» разбиения. Это называется рссэмплннгом изо-
бражения и часто исшхтьзуется. когда нужно уменьшить п.ш увеличить
размеры или пространственное раз|М’Шепне изображения.

I lanpiiMcp. приходится выполнять |хч'эмп.т1пп изображения, vr.ni сцепа
была визуализирования с раз]хч|1гнпсм 72 пикселя на дюйм, но ,ыя гото-
вого продукта 11им>ход||.м<1 обеспечить ЗОИ точек па дюйм, или же если сце-
на Н11.|у;с111.111|ю1ьхысь в (юзмерс 1000 х 1000 пикселей, и :1ак;ичику нужно
5(И) х 500 пикселей.

I't lMIIIII'OBMIlir КОМПОЗИТИНГ II ||11ГТОУ( |.\НО|П<.\

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

Батовь* концепции
о6ра6оп:и изображений...387

Ротирование изображений .393

Композитинг и сопряжение
изображений ........... 399

Монтаж лоследоы1ельностм
изображений............402

ЦКтОустшювд...............407

Основные термины..........410

:«7
14.1.2 Детали изображения,
икзуалижромнныс с разрешением
72 пикселя на дюйм и пересчитанные
для обеспечения 300 пикселей
на дюйм с помощью весовой
интерполяции пикселей (вверху)
и линейной интерполяции (пииту).
Переходы и слияние цветовых
значений пикселей после
ресэмплинга получаются более
сглаженными при применении
весовой интерполяции пикселей

388

11<-н|м,рывпые значения реальной сцены n.ni <|xnoipai|mii дис1.|хчн:шру
инея в случае. когда сцена оцифровывается посредством цнф]ювой камеры,
или когда <|хнография с ее непрерывным типом сканируется на сканере.
В обоих случаях частота выборки определяет |Ш|Х'П1спнг пш|>|ювого изобра-
жения. Много выборок (iliii точечных :шмс|>ов) шеста лают много пикселей,
Малочис. генные выборки дани мало пикселей и нпзктх* разрешение. При вы-
полнении понгорноп выборки (ресэмнлнига) изображения нп(|х)рмацпя. со-
держащаяся в цифровом <|ий1ле, может изменяться как нсшачптс.и.по, так и
очень сильно. При уменьшении частоты выборки п|хн]Х1.м.ма усредняет зна-
чения нескольких выборок и (ггбрасываег часть исходной информации. Ес-
ли нужно повысить число выбо]Х1К, п|х>Г]мм.ма усредняй-значения несколь-
ких выбо[юк и создаст новую нш|юрмац|)ю. В обоих случаях такое ycjX'.iiie-
пне значений пикселей основывается на одном из многих методов иптерпо-
ляцни.обсспсч1|1Е11ощнх получение новых значений пикселей путем усредне-
ния их существукицихзначеший различными способами.

11ек<порые интерполяции, например интерполяция соседних пикселей,
определяют значение новой» пикселя путем вычисления среднего значе-
ния всего двух пикселей. Например, когда нужно увеличить |шмер изо-
бражения вдвое, количество создаваемых для этого пикселей вдвое боль-
ше количества исходных пикселей. При использовании пропою мсгола
интерполяции каждый новый пиксель создается между двумя старыми. а
его значение вычисляется путем усреднения значений лишь этих двух пи-
кселей. Ресэмплпнг, оснонапный па простых или линейных методах ин-
терполяции. обычно обеспечивает получение iCBxrpaxeiniii с мелкими де-
фектами вроде полосатости, ступенчатости и потери деталей.

На другом конце спектра интерполяций располагаются более сложные
методы (гссэмилппга. Некоторые из них щидусматрнваюг определение зна-
чения нового пикселя путем вычисления среднего значения многих пиксе-
лей. а также назначения им npiiopinrroii пли весов с учетом их близости к
вычисляемому новому пикселю. Пример весовой интерполяции иллюстри-
рует рис. 11.1.2, где значения нескольких пикселей уединяются с целью со-
здания одного нового пикселя. I Ipn регэм нлг пне с уменьшением числа пик-
селей чаги, исходной ин(|юрмац1И1 теряется, так что если после этого прове-
сти обратный ресэмплпнг(с повышением числа пикселей). полученное изо-
бражение будет довольно ощутимо отличаться от орш ннала.

Независимо от того, какой метод innepinviaiiiiii псш1.п.зуггся, при рсош-
плииге шюбражепия важно установить, следует ли непременно выдерживать
определенный размер файла (то есть памяти, необходимой для его х|кше-
пня). Если необходимо сохранение исходною |тазмсра <|iaiha. физические
размеры изображения (высота н ширина) в ном (|кн1те наверняка изменят
ся. 11 наобо|х>т, если объем <|хн1ла может меняться в результате ргсэмплиши.
[>азмсры изображения остаются неизменными. Например, изображение объ-
емом 16 кБ и ражмс|юм 2 я I ,5 дюйма (то сок примерно 5.1 см х 3,8 с.м) с раз-
решением 72 пикселя на дюйм может бып>пе|мч'чнтано путем рссэмилпига в
(кирстеппе 300 пикселей на дюйм, по при сохранении исходного объема
файла (16 кБ) |Х1зм1'ры этого пзоб|К1Жснпя изменятся н буду! составлять
0.18xOJG дюйма (|1лн 1.22смхО,91 см) (рис. I-1.L3)- Если объем фн'ьтадот-
жен оставаться неизменным, абсипотшк* колпчехтгиг пикселей тоже должно
оставаться постоянным, по разхв'ры шюбражепня уменьшатся, шпому чп»
при била' высоком раз|нчнешп1 для создания одною дюйма (или сантимет-
ра) |13(х>рэжсн11Я потребуется больше пикселей.

Если объем <|xui.ia может |кцти. то раггп может н разрешение, н количе-
ство пикселей, тогда как размеры изображения остаются неизменными.

I’Kmiiiii’oiixHiiE KoMfKKiirntiu и цвктоу< । мишка
Однако если п.юбраженнс с разрешением 72 пикселя на дюйм подвергнуть
(хч“»М11лпнгу до|»;ui.mc|m 2х 1,5 дюйма (то есть,примерно5,1 смх.3,8см)с
повышенным разрешением 304) пикселей па дюйм. объем «|к1Йла возрастет
до 792 к Б.

Ресэмплинг разрешения цвета

Еще одни полезный метод, использующийся для обработки изображений
трехмерных визуализированных сцен, состоит в изменении iliii |х*сэми-
лпнгс их цветового разрешения. Уд<тлствор1гпУ11.ные результаты рссэм*
iLiiniia цветового разрешения визуализированного изображения получа-
ются нс только тогда, когда нужно noiiir.um> цветовое |хи|к*шение, по и то-
гда. когда нужно его повысить. Повышение цпсто1юго раз|х’шгпня изобра-
жении может дать хорошие результаты только путем nii.iy.Lin.uiniiii т|х*х-
мерной сцепы с более высоким разбиением цвета. Рссэмплипг щита поле-
зен (и лтже необходим). когда и.юб|К1Жснис было визуализировано с высо-
ким разрешением цвета, по его нужно показывать в низком разрешении.
Так бывает. например, когда nn:iy;Liii.t;miiii. созданные с 32-бигпым цветом
ini игрового фильма, должны быть адаптированы под <|юрмат домашней
шцеоифы и требуют для нормального показа понижающего ресамплпнга
(до IG oimioio цвета). Рссэмшшнг разрешения цвета в целых проектах ши-
роко применяется в паше в|х*мя, когда многие разработки и виды нигелле-
ктуалыюй собственности, созданные под <|юрматы высокого разрешения,
выпускаются в версиях для домашних развлекательных систем и более низ-
ком цветовом разбиении.

Болынннство трехмерных компьютерных систем Kiiayiiiiiamiii создаст
изображения с 2-1-битным iliii 32-бнтным цветом. При необходимости вы-
IWMHCIIII1I РССЭМПЛИИГЛ псполмусгся Н|ЮСТОЙ И|Х)ЦССС, который обычно ре-
ипзуется в ||и»рме опций. |ц,|к«шслспных н диалоговом окне iliii выпада-
ющем меню. Наиболее распространенными значениями разрешения дтя
цветовых изображений являются 32.24.16,8 и 1 бига (рис. 11.1.1). Одна-
ко потеря цветовых деталей вследепше ресэмнлннга может оказатыя
весьма значительной, например, если переходить от 16 миллионов цвегон
21-бптного цвета к 256 щитам, соответствующим 8-битному цвету. По
слой причине .ня минимизации артефактов и потери деталей (из-за реелм
iLiiiiiia) часто используются методы псевлосмсп1сн|1я (размывания) щи-
тов п таблицы соответпня инетов. Оба метод! особенно :x|)(|k‘Ktiibiiij. ко-
гда используется 8-бптпый цвет.

ilcciLTocMeiiieiiiic (размывание) цветов лто симулирование оттенков
шита с помощью комбинаций точек нескольких цветов. Благодаря псевдо
смешению удастся сохранить некоторые детали, которые обычно теряют-
ся при понижающем ретлмилннге изображений с 24-битным цветом и
8- iliii 1-бнтпый цвет. Однако пссвдосмсшсннс олнов|)смсино понижает
iiiLiiiuoe пространственное piLipmiieiinc изображения, гак как конфигура-
ции точек. нсполк1уемые .ня имитации цветовых оттенков. часто выгля-
дят как увеличенные пиксели (рис. 11.1.4).

Цветовые таблицы соответствия, называемые также индексированным
цветом, представляют собой распространенный метод. iiciio.ikiye.Miai< в
|ипе]К1КТ11В11ых проектах, где трехмерные анимированные последо|ттель-
ностивизтализнруются в репьпом нремспи вопит на нпюпысходы ноль-
.шпателей.

Таблица соответствия цвета п|к>лстамяст собой ог|к1ппчснпую цвето-
вую талитру, которая довольно верно отображает гораздо болыш-е количе-

I’l.D ПИ III ill МII О. К< >М1 К131111IIII 11 ши I (>М I М Н ЖКЛ

15 552 ПИКСЕЛА ПРИ 72 ПИКСЕЛЯХ
ПА ДЮЙМ

15 552 ПИКСЕЛА ПРИ 300 ПИКСЕЛЯХ
ИА ДЮЙМ

269 -100 ПИКСЕЛЕЙ ПРИ 3001В1КСЕЛЯХ
КА ДЮЙМ

14.1 3 Изображение с разрешением
72 пикселя на дюйм и общим
количеспюм пикселей 15 552
в сравнении с двумя файлами
с разрешением 300 пикселей
на дойм и общим колнчссзвом
пикселей 15 552 и 269 400 Более
крупные пиксели дают и большую
площадь как гюказмвает разница
изображений между первым
и вторым примерами Площадь
в грстьем примере закая же. как
о первом, однако оно состою
из более мелких пикселей
и. соответственно,
имеет больше деталей

389
3 БИТА НА пиксель 6 ЦВЕТОМ

4 БИТА ПА ПИКСЕЛЬ 16ЦОЕТОВ

4 БИТА НА ПИКСЕЛЬ С ПСЕВДОСМЕШНЛ1

8 БИТ НА ПИКСЕЛЬ: 256 ЦВЕТОВ

8 БИТ НА КАНАЛ

16 БИТ НА КАНАЛ

14 1.4 На этой последовательности
представлено одно и то же
изображение. визуализированное
с разными разрешениями цвета.

В каждом случае значения каждого
битового слоя складывались
для того, чтобы определить
финальное значение пикселей
Пиксель в трехслойном растре
даст один кз 6 от тенкоо цвета
Четырехслойный растр может
отображать 16 цветов, причем
цветовая точность часто улучшается
при использовании псеадосмешсния.
При 8 битах на пиксель изображение
содержит 256 цветов в таблице
соответствия. Полноцветные
8 и 16-битные версии изображения
содержат миллионы цветов
(Фотография Ульфа Валлина).

епк» цветов. Таблицы соответствия цвета содержат узкий набор цветов
(256 в 8-бнтпом цветовом режиме). который создаст впечатление гораздо
большей палитры. ()спопн<м* назначение таблиц соответствия щитов он*
тнмизировать цветовую точность в условиях низкого разрешения по пне-
ту. Когда полноцветное КСВ-изображенце или шчледовате h.ihmti, ii|ico6-
|)азуегся в |111дсксн|х»ван|11.п’| цвет, можно исп(1Л1>зо|цпт> разные .методы для
выбора щитов, которые включаются в таблицу соответствия. Такими ме-
тодами является нсполкишапие общей таблицы соответствия цвета или
подгонка цвета врущую илн автоматически.

Использовать общую таблицу соответствия щита (часто называемую
системной палитрой) очень удобно, поскольку она является «тапдартным
средством. реализованным в большинстве и|юграммных пакетов обработ-
ки п;им>|мжсш1я. Общая таблица соответствия цвета ласт приемлемые |м-
зультаты на изображениях, обладающих сбалансированным |К1<Т1|№ле.1с-
иисм цвета. Однако в случае, когда цвета в ||(Х'лед(>ватслт>110сти смещены и
сторону определенного оггенкл например, и сцепе сумерек, т ле большин-
ство цветов темные, общая палитра. как правило, не обеспечивает удов-
летворительных результатов. В подобных случаях общим палитрам обыч-
но недостает разнооб|Ш11н щитов, которое необходимо для передачи тон-
ких нюансов в узком х|м>матнчсском диапазоне. Одним из преимуществ
использования общей таблицы соопитстния цвета является го, что при
зтом снижаются требования к памяти и повышается iipoii.n«>ainc.ii<iioiTi>.
гак как общая таблица пкпвстствня может исиолккнгаткся для целого ря-
да различных нзоб|>ажс1111н. В условиях iiiuck<'ii|x»ii;hihoio цвета нужно
жн рулить общую таблицу пил нстствия цвета всего одни раз для всех изо-
бражений н отличие от специализированных палитр, которые нужно за-
гружать всякий раз. Когда hciki.iiuvctch какое-.-шбо и:ию|Х1женне.

:’•*>(>

1*1 |уип11ч>нин1г комп»>311111111 iiiiiu:i<»( imh>i-.k\
Спсцналцзпроваппые таблицы соответствия могут создаваться для кон-
кретного изображения iliii 1юслсд<шатслыкхт11 путем выбора вручную
пистон. которые лучше всего пс|)слают |кынообразпс оттеков, содержащих-
ся и исходной полноцветной ворсин. I (истовые таблицы соответствия. со-
зданные специально дтя серий шк'лсдоватс*лы1оггсй в проекте, должны
содержать цвета, наиболее широко использующиеся в пом проекте (рис.
И.1.5). Специализированные таблицы соответствия также могут созда-
ваться аппю.чатнчптаг.при .пом прог|К1Ммасама решает, какая палитраог-
раниченных цветов лучше всего подойдет для передачи тысяч тончайших
оттенков, присутствующих в сцене.

Параметрические кривые

Параметрические пли функциональные кривые это г|К|фпки. н|х*дстанля-
ющне н Koiri]XLiiipyioiuiie различные атрибуты 1сюб|>ажсн11я, например яр-
кость и цист. Эти атрибуты легко модифицировать путем манипулирования
функциональными кривыми без iicii<r|xyi<Tnciiiiom редактирования изо-
бражения с помощью инструментов ретуширования. Если нужно выпол-
нить об|квк1гку всего изображения iliii больших его частей, удобнее всего
|1С11о11>зоват|. Д1Я Jiuiu функционалЫ1Ые кривые. 11ара.мегр11ческпс кривые,
использующиеся дтя обработки изображения, аналогичны кривым. шполь-
зуинцнмся ДЛЯ анимационных iiirrepiiiiumiift (более нод|юбпо :пп интерпо-
ляции описаны в главе II). 11|и,.1на.шачающиая для обработки изображе-
нии параметрические кривые обычно отображаются в пиле лишиi, начина-
ющейся и нижнем левом углу квад|кгта, и заканчивающейся в верхнем пра-
вом углу Прямая диагональная линия (в параметрической кривой) соот-
ветствует одному iliii нескольким неизмененным атрибутам оригинала изо-
бражения. Любые изменения. произведенные под лишн и. повлекут за собой
изменения изображения. В общем, гели линия поднята над прямой диагона-
. Iwo. значение атрибута ухичивается;если же се опустить ниже.диагонали,
значение управляемого ею атрибута уменьшится (риг. 14.1.6). То. каким об-
разом перерисовывается иа|К1Мсгр|1Чсская кривая, также влияет па управле-
ние атрибутом. Если параметрическая кривая не|и р||сопынается в воде се-
рии плавных кривых, атрибуты изображения вменяются постепенно как
при криволинейной 111т.*рпатяцип. Если же параметрическая кривая перс-
рнсовынасгся в виде серин расположенных под ут лом друг к лруп1 прямых
линий, атрибуты изменяются резко как .по иногда происходит и месте
стыковки двух линейных интерполяций (рис. 14.1.7).

Линейное и нелинейное цветовое пространство

Говоря в общих чертах, концепции линейного и пел и ней нот цветового про-
странства часта используются, когда нужно ii|xix'>pa:«oiiaii. изображения в
файл меньшего обычая с .максимальным сохранением |К13|хч11ения этого изо-
бражения. Линейное цветовое пространство исполкгугця .tin нс1шсредст
ы-шико и н|юстого преобразования, например, преобразования 16 уровней
серого в 8 у|ювнсй с одинаковым шагом числовых значений (рис. 14.1.6).
Нелинейное цветовое пространство, называемое также лог-прострапет-
вом. пспод|ауется для таких преобразований, которые должны cox|xiinni.
1Ш|к-де.и*ипые участки или уровни изображения, например. дтя П|ххх5разо-
напия 16 уровней серого в 8 уровней таким образом, чтобы шш между ними
воспринимался. как одинаковый (рис. 14.1.7). Нелинейные цветовые щмн
niKinrrita 1Ш1|м»ко используются в производстве нпзу;п1.иых ;и|х|х-ктив ды

I’HMIIHI'OllMlin KOMI l« HI II ИНГ II Ц1Н ГПУСГАПОПКА

14.1 5. Полноцветное изображение
с 8-битным цветом (вверху),
преобразованное
в индексированный цвет (внизу),
сохраняет достаточно верные цвета
и четкость при использовании
специализированной таблицы
соопзстсгвия цвета При таком
преобразовании сохранилось
большинство деталей.

за исключением небольшого
повышения контрастности
и компрессии (повышения
плоскостности) самых темных тонов
в некоторых оттенках. (Скриншоты
из компьютерной игры MtpJ
на CD-ROM. Игра и скриншот -
т > 1993 Cyan, Inc. Все права
защищены).

3‘П
\M1IOII\ I НОЫШ1 IIJIIIU.Itl.OIIKON nill\U<MIIIIKH<|



OLI. NIU. •Kllll.wdooill riUlJKOVr: JNIIIXd K.IliXA.Mld XltUItl* Х1,1111.'11<>ГЛ'ИЛ)11
UH AUliArJ KOU? Я HllllUIXIIIIU 1_1О111'1|ОГЛГГ.))| П(Л111О1111ППх1х II КАЫЛР1ИН1.Н1
don xii.)or iiridoiox 'xiujiir xrniiiu.nie xriiihtxlixxln uii kiiiiuudjikI aj.mIkhIii
uiiooVoii iiiiii.iv.ixlooi'ii (iikultiikx urn) uivKor.) iiiviin'ii.'om.mii j iuixiuj
nor.) и •uuiioriiiuudo oimiK '.niii.wxloorn aoiiiiiniixliiniruXtiiii

.KHld nxAllV .»miliHK|-.»r.xlllO *PI1I|.HIOIII\OM .iriduLOMAII II Ktllt.ll.UIIC JNllOLOilh

винэжеддоси hoio

(S | p| Jiid) ilLieii ||<и1.)гл)н ixonxloo ix'i'iiiiiiir.i •ii'iiiii.iMiior.xl.xi.)'iiiiii
-nr JIIVxl.UlU nnn.lhinirxrilllVU l«wiJA.)hlllAi'l IVIIIII'IUoo J KIIH.l.V.udooill UKKl*d.l
-U1AII | J(Lui<)II Л) H All Oli 'rilXlUXllODILI XUHIION UII 0)141111 lllllllir ЛГ111ЧП’Х11.н1.И|
l.iur '(ЯО11ОХ Xrilll1Ol.<y..)l\<xlll •I’C.I.TUN.» 'Oli) OHll.'.l.XI.) II QlOlin'.U KIIIPItUIIL'
0)1’11.1)1 .ММКИЛКН •.)НП.)Ж«1(ХИ!11 MUM Ul’.IOJ *.n«KIMb(H
-.111 I 11.ПЯ on lllllllir .irill'irUNIIld.MI X.MIU 'OKXlAJ ipillMXlA*
.HX’NIII Oil rill.Mi'<)V.xln.>lxl U|ld.»w«lllllixl .iHldoiON 'HKKr.rui
-mi jauii.UKixlooq । iiiitio.’Kixloix iiii K.»xiniiu.T.datoj'ii.)r
-.11'11111 IIKKIIII.)li1!l№ О.» IIIIH1J1.HI1OOA II lllllllir lioil'inu,
-noriidoi on k.uouuiiloiuixI iiiuiiir ИЦ.; Kiiiiur .iinriii
IX.U ‘KIHMI.UIIIoiollto IMr.UNIIII .llimvo 1Ч.»|, KOllOIAU,.)
1ILII ll.Ullllir IIOII'IHiniLUl.M] K.U.iU.YlldooiO WNttN) II
nrilKbli Л'ГЖ.)П' KJinroXUll xridoxo.4 HLXMlHII.MI.ll.llll Kllll
-aiiuur 'И.1Г.Ш1111 oiu.Midiroji iioivixixI.ioiahi iioii’ir.iVxo
K.niKLWXllIA' J.milV ЛЖМЕХ НОЫЯП XIIIIIOIKnil'.I.XI.) Kllll

xruii^iAx.nvodu ониежз и ясно»
XI4HW91 (мкодигн и хлиюиэ миодмин
0П1нэ1П(х>иЛ х 'эскАю womhpV о
- (a) iiooxde иин.т.дчп н/ки1»он»ти
»ЧИ«Ж1 М IKtZOHIldll ItOtllKfa BMKJHJVrtll
OMxt-jj itnoxdo	SHHOHdwni

эонноиаоои юееиышюро Boniidx
KPHHPt/U MHJldu '(V) tOUWVHHtfCNI
BPiiiKbi вмнигноиПхнАф pVjox 'xbhoi

XCIMIOlXxiWVOdlJ ГН lOMPffiNOOO
BiuoxedgotH quody £ i fl

-l!lll|OIVO}| XIVIVUdlOl.llLI 0(011.» 1ДЖП J.MI1I lllllllOIKnilUJ
4>.) liriry.UN Я!)Н <|.IIXIldlll!ll llllll.lTlxIoOTII ПОШЛИ I
(Miron я ggj x.iKriif.i.xM rn iiohox-xDi iioiiiho-s'
Kiro.KxIoio’i .nui.M.uiir 'nrir.xj-oxiiii. и •.»iiii.ii.uiii:.xxi.)i.-
-ЛИ ЮЫ(!Я|11Х|.)||(1п OlIhMOO AKlxloiOM 4VO.I.X1II IXI4lld.ll>
IXIILMIIi 1Х1.1Г.1 K.IIVHlIIKroXUll A’l'y.MV Olixl.l.) IIIIII.)I>I!IU'
ikxtiiuiiv ijexuduoxo I’nvivixboLiii.i Kiiiiur huii'iihiuiim:

-lidoi К1Ш.»’1'1х1</и:11(11О111х<к1хо11О1к.и.'|1лг.>я •’LIL'iiii ikxI-moii ii.)r.uxiiii nnii<UK
-udoiM и ti K.>xiinii!)K(l.)Vo.» kiiii.H'.)1\xIii.mxI oinuxixloiuo .x)N.Mi>ii(|iud.i ни: erc
-IXEdlOlOlIJ HonillUN (M.) I ll hor.TUN 11 llllll.ll.Ulir Kllll.ir.n'.MllI.MXl PUlinillL’tOLIIV
пншпи?м(|и|м: ikxx>.) UKrneuVadn Kini.i?Kixloof:ii t*iNKixhouii.i (1и)1\'.хм1ц

1Ч1ЛПИ1 XUIKU XIXJL1H.) II xrilliv.)! I!ll О11'1Г.>1111,<НГМ.М1 .Х)П111П1О|1.Х> '.HIII.IT

-i:dixx:n .xuui.mkI.xiiiiiiv iuh 'ix'U.xjii'iraniHxIriii ipnririxj ыОДгоо oni.riyo
’onxb.) Kiiii.MiPiu: .m*iiiii.h'.>V.xIii.mx1 ond.nxoiiiiixl и ariiiiii|id.xlii.)ii .хнги iu.miH
OIOL'OO OKKUIIb II 0.1011(1.)!. (XIOlXJIIIi IV.XIOO IIOIII<iriMJ.lll Anuexlaro.) 'Illl«|>l!lil
-oj.<h|) ijor.xi-ond.ih и .)iin.ui'ixlooi:ii ‘KdNtcxj •ix.xuiLipdinoN n *<ц.юм(1к и jnu
T.UMIII KHH.Milini' Nl"l bHIhOII Nil uririlll KUIIHOIIHUinxll KIUtU(X1 Kllll.ruixlooi'll OJ
-OILLMlll КГ)/ -OKxl.).) n.MIIKxl.C.inrun Oil КЛ1О1КГ.»Г.х1н.11Х1 Olllll'ld.xlli.lll II Olld.HX
-oiiuixl anilatoN 'o.Kxl.)j iiuini.uiii iiMdixjriii .)iiiiwi(M?iroii.iii .i.xiui’iiro oxc кип
-л.'К1!(1</и:н (uoiii\(kIxoiioi\ кг]/ iioiirxiii iioiiiiuinimxli iioiimoo .) kiimjnoxIo
-Olli 'IXUHUriXM dlllhAI.* Olli '111.М1Г.1 III1(|)
-ixl.ltli.<x|> IION.I.IIdf.l.irrN II II.IIIIIOHIIN'
iioiiiKiiiniiriidi non и) in iiiln i:ii iiiiVo

ewwEdjoionj

IINII.iril PWll.l.linill ОКНПИМАЖ
-.iixodn urn lainuu.Mi.) iioiiiiuikmIiiiiiln.i
-Jo 'lliniui\d<M|>lili IIO.IIIIXHII Kllll.llllXlXOJ

эгтиохя wa». 'JhdB jAvXg «HuatiVHf
aruiVoxna 'onooxthi 'ivaxano
'latn/urduA vwwixIjodmj 11103
'arutVoxe 4xvmHsadu олрнннгн
BHHdhPHt aniiVoxAn xdami i.ioundx

HOi£ xHHdlnawadau wd(j hihihu
иончигнол’нУ MOivudu Vhh iialntxjWH
'HiooxdB uoBifdx »юня1/1'нонП»нАф
«jioAcncbixvdfx OMiidferdgocii
aoHHesodHinAiadioaH 91 t>i

KHH3hVH£ 3NHVOX8
финальное нзоб[>ажсннс можно увидеть. только сложив вес слои вместе.
Другими словами, при просмотре каждого слоя в отдельности можно ви-
деть лишь часть изображения. Принцип использования слоев изображе-
ния также положен в основу цветоделения по 1 цветам и является одним
из основных процессов в полти рафии (рнс. 6.2.1).

Слои изображения используются для |хиных видов (наработки н.июра-
жспнп. Как упоминалось ранее, слон изображения используются для раз-
дельного отображения каждого пз пм-г.1к.тяющнх или основных цветов
изображения в пескачьких цветовых моделях, включая RGB. CMYK и
IISL При этом можно (юботать над одним слоем независимо от других, на-
пример. повысить яркость пли применить фильтр к одному слою, а затем
снова объединить слои и просмотреть получившуюся картинку.

Альфа-канал и маски

Слип изображения можно также исткикюватьдля комб|ши|м»вл1П1Я и сли-
яния содержимого нескольких слоев с помещением результирующего изо-
бражения в отдельный набор слоев изображения. Этот п|х>цесс называется
КОМНО31ГПП1ГОМ пли сопряжением изображения в зависимости от конщх'г-
пых способов, использующихся для комбпнп|х»ваппя содержимого слоев.
Для КОМ1КМНТИИП1 нескольких слоев широко используется альфа-канал,
гак как он может содержать черно-белое изображение, которое маскирует
(защищает) выбранные участки одного или нескольких комбинируемых
слоев. В п|юцессе композипиип могут использоваться одни или несколько
альфа-каналов Маска. содержащаяся в альфа-канале, похожа па трафаре-
ты. которые с давних времен используются для маркировки деревянных
грузовых контейне|к)в пли для создания изображений с помощью аэрогра-
фии или шелког|К1<|>и11. В обоих случаях в трафцкят вырезается картинка
или буквы, после чего он прикладывается к поверхности. Участки матери-
ала тра<]>арста защищают находящуюся пол ними поверхность. а нрорезн
позволяют краске проходить па поверхность иод тра(|м|к’гом (деревяпнухт
стенку в случае грузоного контейнера или бумагу в случае аэрографии или
шелког|Х|ф|1н). Композитингс использованием маски альфа-канала поз но
лист выбн|К1Ть участки изображения, которые будут комбинироваться в ка-
честве ЭЛСМС1ГТОВ переднего плана или в качестве моментов заднего пла-
на. Рис. 14.1.9 иллюстрирует комбппп|х»ваиие изображения переднего пла-
на с задником. Композитинг выполняется с использованием всех возмож-
ных комбинаций масок, полученных из п|юггых форм на пс|м*ДНсм плане
(внутри и снаружи) н на заднем плане (вверху п внизу).

14.2. Ретуширование изображений

Методы цн(|фовон обработки изображения могут гхбсснсчнть лучшее из
всего, что позволяют получить темная комната <|xnoipa<|>a н мастерская
художника. Например, с помощью программы обработки изображения мы
можем очень гонко отрегулировать градуировку визуализированных (про-
считанных) изображении, подстроить их контрастность и яркость и при-
менить цифровые фильтры для достижения особых :я|к|к*ктон.

Программы постобработки обеспечивают сопряжение созданных на
компьютере изображений с <|х>тотрзфнчсскпмн или рисованными н:<об|ы-
ЖС1И1ЯМП, Финальный результат может быть записан па ряд носителей
только после того, как два типа н.мхбражгппп были скомбинированы с по-
мощью имеющихся в iipoipaMMe инструментов и методов. Подгибные воз-

RGB (КОМПОЗИТ)

КРАСНЫЙ

ЗЕЛЕНЫЙ

синий

ТОЛЬКО ШКАЛА УРОВНЕЙ СЕРОГО

14.1.8 Эти гистограммы
(для цистного изображения
на рнс. 14 1.6) отображают
распределение пикселей
в изображении по всей
градационной шкале Непрерывность
вертикальных линий на графике
отображает непрерывность или
рагрывность уровней п изображении.

1‘гту||п1говл1пп; композит миг и цвкгоусг.мк >пк\
ЗАДНИЙ ПЛАН

ПЕРЕДНИЙ ПЛАН

АЛЬФА-КАНАЛ С /ЛАСКОЙ

КОМПОЗИТ
можшхтнотрымют новые •пмтрчгч'кпс перспективы. которые невозможны
при nriiwibuoiiaiiiiii традиционных инструментов

До появления компьютеров комбинировать живопись и ||ютографпю
было сложно, так как оба вила искусства реализовывались в |шных поч-
ти несовместимых друг с другом средах. Ilupciieceiine фотог|мфнче<'кого
изображения на холст было весьма трудоемком процессом, а живопись но
<|м1Т<м'|у.маге хара»перп;«»в.г1а< ь рядом ограничений. Узкая специализация
традиционных инструментов затрудняла дело. Кисти и краски (иохо лади-
ли с фотографическими изображениями, а многие из основных фотогра-
фических инструмс1пив например, объективы и фильтры не могли
применяться в живописи. Областью, где две эти с<|к*ры максимально сбли-
жались друг <• другом в докомпьютерные времена, было ретуширование
фгпнрафнп для рекламных объявлений и художественные коллажи.
В первом случае щюцесг объединения живописного изображения с фото-
Пифией был очень трудоемким, ограниченным и чрезвычайно дорокхто-
ящим. В последнем случае живописное и фотографическое изображения
обычно оставались довольно независимыми друг от друга.

Инструменты ретуширования

Существует множество инструментов. позволяющих ретушировать визуа-
лизированные или реальные изображения. ()дпи из этих цифровых ннгтру
ментов были созданы но образу инструментов художников и иллюстрато-
ров, а прототипами других стали инструменты <|ютогрофов. Обычно инст-
рументы ретуширования используются для iicii|xiimchii3 мелких ошибок II
||||зуалнэ11|юванном файле или для добавления недостающих деталей
(pur. 14.2.1). ()б|цпм правилом является то, чго в случае, когда ошибки бы
ли сделаны в процессе моделн|ювания или рендеринга. лучше всего выпол-
нить моделирование и визуализацию сцены заново. Однако бывают си гуа-
нин. когда прои.шодггнг1111ыс сроки или бюджет нс позволяют поправлять
мелкие ошибки путем повторного моделирования iliii просчета. Это осо-
бенно ОТПОС1ПСЯ к случаям, когда время, требующееся для рендеринга. не
позволяет выдержать Н|м>113|юлствеппыс сроки, iliii когда, например, ком-
пьютерная анимация уже была скомбинирована с -живым» действием.

11екоторыс нз ииф|мшых инструментов ретуширования, прототипом ко-
торых являются традиционные инструменты живописи, включают кисти,
карандаши и релиновые штемпели (клейма) для описка. Эти инструмеи
гы используются дтя рисования поверх выбранных участков визуализиро-
ванного швюражения. причем можно регулировать такие их свойства, как
симулированная толщина или нажим. Кроме того, можно по-разному па-
странпать то. как эти инструменты «накладывают» краску. Например.
цнф|ювая крекка может обладать радтнчпымн степенями прозрачности,
пли оказывать воздействие только на определенный диапазон пикселей,
обладающих определенным значением цвета или яркости. Кроме того, к
поверхности визуализированного нэоб|К1ЖСМ11я можно применить целый
ряд симулированных текстур бумаги.

Инструментом pcTyiiiiiixtiHuiiia. основанным на <|хгго|раф|1чсскнх про-
нелурах. является инструмент дтя высвечивания или затемнения выбран-
ных участков изображения в П1ггс|такп1вном (х-жнме точно гак же. как
выполняется высветление и затемнение фотографий, когда изображение
на негативе пленки проецируется ни г|млгочувствитслы|ук> бумагу. Сам |)е-
лактор гистограмм и все параметрические кривые также являются инстру-
ментами ретуширования, корни которых лежат в ||ютографнч<ч'коГ| труди -

14.2.1. Эти кадры (сверху вниз)
отображают исходный снимок целого
моста: мост, отретушированный
для тосо, чтобы он выглядел более
угрожающе, комбинированный кадр
со взрывом; и вновь -
отретушированный мост после
взрыва (Г<у>6уи, фильм Филиппа
де Брока Проимтодслш ALICELEO.
Визуальные эффекты Ex Machina,
Париж С разрешении Ex Machina).

14.1.9. (на противоположной
странице) Два оригинальных
изображения были скомбинированы
с использованием восьми разных
масок в альфа-канале. Задником
является фотография тропического
дождевого леса, а на переднем
плане находится синтетическая
скала При данной настройке
маскирования черные участки
маски блокируют или закрывают
зеленый задник, а белые участки
открывают его.

I'nyniiii'oiiMiitr КОМПО31ПИнги цвкг<»у<;глн<>вкл
14.2.2. Редактор гистограмм
может быть использован
для перераспределения цветовых
значений в изображении. Редактор
тени может использоваться
для повышения темных значении
в изображении. Редактор
промежуточных тонов тоже можно
использован, для повышения темных
значений в другой градационной
шкале И редактор светлых.

и редактор промежуточных тойон
используются в этом примере
для повышения общих значений
высветления изображения

О	>- 8	255

УВЕЛИЧИТЬ ТЕМНЫЕ
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ГОКА

О	1.15-К 226

УВЕЛИЧИТЬ СВЕТЛЫЕ ЗНАЧЕНИЯ

инн. поскольку они позволяют лучше определить 11заб|*ажсппе путем ре-
гулирования варамгцюп н|юцесса его получения.

Цифровые инструменты ретуширования, которые являются специфи-
чески компьютерными, это инструменты, позволяющие выбирать раз-
ные части п;юб|К1ЖС1111я. Такне инструменты обеспечивают возможности
выбора пикселей или зли просчитанного изображения. которые нуждают-
ся в |хпушн|хнкип|11. Наиболее распространенными инструментами выбо-
ра. обсч'печиваемыми п|юграммамп ретуширования. являются тс. которые
нозшияют пользователю накрывать нужную зону «шатром» iliii охваты-
вать се •арканом» свободной формы. Пола1 изощренные инструменты вы-
бора позволяют выделять нужные области изображения па основе значе-
ний их пикселей. ?>пгг метод выбора работает как на непрерывных сово-
купностях пикселей, гак и па пикселях, разбросанных по изображению.
С iiiJMnini.il» .этого метода легко обрабатывать или заменять все пиксели
изображения, находящиеся и определенном щитовом диапазоне.

Редактирование градационной шкалы

Одним из наиболее полезных iiiiripyMciiToii. присутствующим по многих
п|юграммах постобработки. является гистограмма. Гис тограмма представ-
ляет собой । рафик, отображающий |Kinipe;ie.ieiiiir сиплых, средних и тем-
ных значений п изображении. Использование редактора гистограмм поз-
воляет с высокой точностью модифицировать градационную шкалу изо-
бражения, которая определяет многие характеристики. придающие изо-
бражениям 1111Д1пи1луа.!Ы1ый характер. Градационная шкала включает
распределение значений по шкале уровней серого и соотношение между
светом, промежуточными значениями и тенями.уровни яркости и контра-
ст тити, а также цветовой баланс изображений.

Гистограммы на рис. 14.1.8 показывают неравномерней* распределение
значении пикселей но градационной шкале, представленной толщиной го-
ризонтальной линии. Каждая вертикальная .шипя стягтветствугт количе-
ству пикселей в изображении для каждого из значений тонов между чер-
ным и белым. Самые высокие линии отображают наибольшее количество
пикселей и этом топе «грого или другого конк|хтного цвета. Грн треуголь-
ника под градационной шкалой обгипачакл'(слева направо) |Н’Д актор те-

:«ю

Г» 1УНИН'<1ВА1Н1Е. KOMIIO3IIПНИ И Цг.1 1ОУ1.1 \IIOBKA
nodXiHOx аиПсхиГии
ажхех p •иоонфэя1/эс1 и ипохсэс!
эинэ<пппои lOd'hCMi/xQ ruentMtaj
v/jHHOxpdgoiM whVxpx > woVed
nhpcvxou 'иитМин/нф awviidps
woVxex я BRwaXi*woujH 'кинэыгн£
домни ojowaefluHotio 10 маиамми
whhVo nuavaVio энскно» Чриэмии
XuuAdj oiXdoAS «xpxedgoio
ихиэ1* аихтанд «эиээхни

WNwaesiiHSho э а«нжэ»э ‘ииэмни
jarxudgoio ’Ho»nurdiHon 3 awitxawj
HXMOhtf виэзхии ojowaiWMHaho
tuocndn x ifOHHdwawHdu

‘MHhpdauo «ox>a«.wip>vairiv n
вэтл'вогчиоиэи OMxiroV aodoiox

‘аинэъгнс iMxdatfo> 5x9 Mhwdiew

adiHanягхианк 1 ц 9 3wd ph

Kwnaxcd9Of и uuV о<^1чинф
XHHHPflodHtHtn'HTiauo винеяоЕчуоиэи
adawudu woic g g 2 frl

«НЕ II V)llldlV|\' IIIVKl.-.WIIII IIIVIIIIV.XXM 0 ШК11.Х)|\111!П1 <И1 II MV-l 'ILLX)ll'ir.)Vin
on ij.il*.».>miiii kiiii.h.viie 3i4Howiih xiniKNiairuisoixloo *1111111x1.1110 xiwan.
-IUI!K.W*I\* lllllinilllOIVOM IIOII'iniNIIIIA Illi K.J1HXIHHOII.XI ixk‘ll*ll(|> IIIU 11ГПТГ}|
Kllipy.mlooni 11.11*0.1.41111 lll'CUUIIAdl m il IIIXKIAUNIIII IIWMII'IWUlOVUII illlliwblin
Xlf.'I.MIillJ.I!K.XU!l\ llltd.M KIIII.MILXHIRU K.UAII lIXII.KNJlxl Pldl'IL*ll(|l Л1'11Нк1<|>11)|

iiiiii.iy.iuiv iidn .niiiixiriivml 11 .xuiDUMgoii .)iiiiK.M.nxl<iL.w.i(u.iiii(HKLWxxrt',i'd
-аяьифо|ош11и.хмо).'1х11'1П1<|т|.М11(Нсяп1«гч1 aioDodii я« H(iL4.x|xjx:(kwiD
IHlModlllll «UIXUMOJ ЯИКПИ1ПИ1 l’l(ll’IU*lll|l .11ЧЯ<к1ф||)| KIIIICTOdlllllALXl Ш

ii.)i\a<Li-»iiii 3i4ii'ii.aji!i.3wi5-11 п(!1«1П|ф .iri«xl<|>ini .uinniiwlHodii lujouxuram
.linit’JL IVlIXUUIbVOl.) hrilloUMJll .4 ОМ’ИШ П1Л1 (IIIIII.VKIItllWHUI Л1\ЛМ1 <1Я OIMLW
•ixlngai k.xilicii.ikikIii iajoix i,i<Li.,n.iii|t.>i'iu<xh|iiqi i<uIi*ii.ih|i nii.4.x>i.ii<|ii!dj(m4
LIXinillh.lllAXJO <HA<I<HX).M ‘111. IWh •отэонын IKMOJFIH .MI.XMJ oV»ixloi J «.«Midi!
•H<»L<OII(b.l!XIUA\h'<nll.MyollWII,II.KII.)IUIIl.\.H>IVOMiriiro,Kllll.iyi4lf/tflllHUI1llll
-IIMHII iniKH.IIM II 1Ч<11'1Г1Н|).)1'1111Х|<|»111|1\'111ОЫ!1Н! К|1М.М1>11(|НХ1|(ШМ>) XII О1ИЮГЧ|]
'МН1!Я<к1|1Г1111*ЛЕ11« III Tin Fl 11.111.) ня: .41!X 'men .H-.XHI ДЖЛ II.UD XPIH(bh\.xb KKIIII
OXlXloOEII 1\Т1Н<|ЛКЛЯ1'Я K.llOIIHI.milllll Olll.riOO rilU'lL IKllOIL'Il? ^ •|1111ЮТ11ТЛП1!1
iiniiibwx.xli .>.>.ю11<к1п н к.и<»1К11Э1чп(1п ojiv.xI m(Ll‘imk|> .wihLwahV .iwandi|iii}|

iqdiqt/иф знаодфи)!

Ti(l.<ii:iiMi!i.M J onii.xiiJi'.xl.xiii.iii кип
Aihi’iir .iriiioi .Hii. nitVoHii опжок .iridoi.ox a •iproii 111.11 xinmiih xhnaii.hiIi
-.IKWll’II 'flONIlAJ.XI .1П1Н II XI4llllini<»:ill1!.xl <>l.)l!l. •<X*LL30lll.)l!dlll<).'l II W1LW1
-d« biiii.hhinIiia' aniiiudo xrii.xxlii IIIIIII!1HX'II;OII.)II 1:11 in:iioii.x> BiiiM.^wkwcii
FILTMIII HOIIIIOIIlllIl.'rdl KIIIIIMHXllII-'lll'.Xl I'Oblh lioi.jixill ЛНЧМ| •IMNIIO JWAh

«llX>X£3d WORBOU

OCdAlHOX ЗИЯЭЖМУМЭО

-.xli Kiiu.wHlooai ninmiii iioiutoiiiin'
-ixli kiiiii?h«xIiii?ujU.xI (>ioniiiiLM.x|»j*’
КП/ HKKedj<M-llLI .1IIIII!HO1/U4)IIJ||

( V.TIU ‘-««О iiiiimxwIooiii a yiiii
•31.1’lir XHL'bXI.) IXLO1.' .l.M!llirilllHI IIH.HX
*(bivudiii!ii *1101101 xHiiboiXxMKodu
ixloixcv.xl 11 сюяэ udoi'ivr.xl .iiiii.iin.iiv
-.mI.hi .xiiiii.Hv.xliioia'o (<|t7ru
I'lniNIII IIOIIIIOIlUl!l'i:iLl XLTM'.xhl U llllll
-.ihi’iiE xriiiiv.u .iiiui.)iA.>iidii UKdum
-.Hid OHixhiu «пищ хн111|ОьСжок(х1н ni
-oimitL'.xI .)И11.»111.»1х.м1.>|] -(17.7, j 1 ‘iid)
llllll.vyildoODI II Illlll.lliVlir XNII
-iv.u oiimdoiiixlii ivnivcj iv.ii siimiiioii
’(IE<>,r 0 L°) аивяш iioiiiioiiiiKrudj ch
oiiiiniroii (MAxo.vriii 001*00 ell (uoiidAh
OJOlOilli OIIII.)?XOL*I)II <I1II1A)IX.m|.)II IHll*
-(ии-on iiHOi iidoLxui'.xl uiiiia'o ognliii
.iiiii.>viiiiU.kI.i|| .ui!?iiii iioiiiioiilii:nxh
I’ll Kllll.)hl!IIE .IFIIIIV.U 'I.UIL1I.)A ОНЖОЛ
•Dlinlllll ‘(I.HVIldlliril •|Ч<1(Ц.Ч1!1'.х| .юн IILII
IJOQIMir KHJIlurad.q I .inrun HOIIIHIHII
-in.lxl.1 Oil iproxuill llllll.lhlllir К1ПМГ4*
-.Nln.nxl.xbii Kin* k.u(xa'i?ii.oiijii ndax
-di’w 11 if? •оп11.х11.)ьмяхмс(.7 и 1 *oju<
 КПП11.ХП KIIII.Mi1!lli:0HII*in!Kd0llX||

•IM.MI.I |||>1?111'Л1
II HOIIOl ХГН11.О.1.л'жЭ1\Чк1п dOL'IVl'.xl *1111
14.2.4 К изображению применен
фильтр повышения резкости

14.2.5. К изображению применен
размыкающий фильтр

14.2,6. Контуры визуализированного
изображения трассировались
с помощью фильтра трассировки
контуров для получения двумерных
очертаний.

чения специализированного фильтра, сворачивающего ii.ui «скручивающе-
го» значения яркости пикселей изображения, показаны па рис. 10.3.

Фильтры повышения резкости широко применяются для иовытспия
Koinpacntocnt соседних пикселей в тех участках 1ЕЯ)бражс||||Я, которые мо-
гут быть, например, размыты в силу недсктатачиой освещенности в п|хщес-
сс визуализации. Фильтры, повышающие резкость. могут непаткюватъея
для увеличения количества детален на поверхностях с наложенными тек-
стурами или на изображениях, подвергнутых |хчзмнлингу дтя повышения
[шртчпеиня. Такие фильтры задействуют ряд способен усиления резкости,
повышающих коиграенкмть. которые основаны, например, на различиях
шита или яркости, или на обнаружении контуров форм. 1ксмотря па то, что
фильтры повышения резкости применяются к каждому пиксели» выбранной
области изображения, в некоторых случаях указывается радиус фильтра,
позволяющий задать размер фильтра, когда он ошхшасг контуры н опреде-
ляет. какум>степень повышения резкости следует применил, (рис. 14.2.4).

Размывающие фильтры могут использоваться для смягчения таких об-
ластей визуализированного изображения, где слишком большая контраст-
ность между с<иеднимн пикселями привела к появлению зазубренных
краев iliii текстурных помех. Обычно разминание реализуется путем
сближения значений интенсивности или цвета смежных пикселей
(рис. 14.2.5). Иногда |кс<мынаю1цнс фильтры используются в качестве ин-
струмента ретуширования ступенчатого дефекта Р;ымынаюшис фильтры
могут также смягчать резкие края ibuiii овальных визуализаций. а также
масок. Этот метод очень .x|x|x*ktiibcii дш устранения зазубренности краев
п цветовой ступенчатости. шклткающих в процессе комнозитпнга. если
маска является слишком резкой и дает зазубренные к|>ая.

Среди некоторых других полезных фильтров следует упомянуть фильт-
ры обнаружения контуров, фильтры стандарта NTSC (National Television
Standards Commission) и фильтры для ycr|>aiiciiiiH д(ч|и*ктон чересстрочной
развертки. Фильтры обнаружения контуров отыскивают края форм. выде-
ляют их II лаже обводят контурами. В комбинации с инструме1ггамн выбо-
ра оба •тих метода удобны для cixvuhiiih масок, применяющихся в комнози-
ПН1ГС изображений. Фильтры обнаружения Koinypoii обеспечивают опера-
гинное создание точных масок и заменяют собой механическую ручную ра-
боту. которая потребовалась бы дтя создания масок в случае отсутствия
этих фильтров (рис. 11.2.6). Цветовой фильтр NTSC отсекает ге цвета в
изображении RGB. которые находятся за пределами хроматического спек-
тра HiijeocnnuL'ia в <|х»рмате NTSC. Цветные фильтры NTSC очень полез-
ны для сохранения качества шита: кроме* топ», благодаря им щита не* вы-
глядят слишком «жгучими» при переводе в стандарт видео (рис. 14.2.7).
Фильтры .тля устранения дефектов чересстрочной развертки (deinterlac-
ing filters) могут использоваться в сочетании с фильтрами NTSC дтя повы-
шения качества 1Шдпш.юбраже1И|Г|. демонстрируемых па экранах RGB
(рис. 14.2.8). (Более подробно стандарт NTSC описывается в главе 15).

Помимо основных цифровых фильтров имеются десятки лругох спосо-
бов получения поразительных iiiova.ibiiux эф<|х.’кгов с помощьк» фильтра-
ции изображения. I !абор таких фильт]юв позволяет выполнн гь тонкую до-
водку и совершенствование визуализаций 'трехмерных сцен. Однако боль-
шинсгво ф|«л ьт)м»н столь сильно воздг|"|ствуют па изоб|>ажгн11с. что их луч-
ше использовать для создания специальных эт|х|х*ктов, которые визуально
изменяют исходные Ш1лу;ан.сщин. ИЛИ .ня подготовки двумерных изобра-
жений. которые затем будут использоваться в качестве карт изображений.
При продуманном iicno.'iK«Huiinni даже те фильтры, которые искажают
изображение. могут <ихчт1сч11ватьсдала1111е изумительных эффектов вроде
смелых изменений цвета. чувственных волн и ряби, нежных релье<|юв и
контуров, цхпстных текстур н многогранных мазков кисти (рис. 14.2.9).

14.3.	Композитинг и сопряжение изображений

Композитмнг изображении состоит в комбинировании двух или более раз-
ных и:юбражспий водно, причем таким образом, что создастся иллюзия еди-
ного пространства и времени: кажется, что все изображенпя имеют место в
одно и тоже время и водном и том же месте и были сняты (записаны) одно-
временно. При выполнении с помощьют|хьтицнонных ннструмешов (таких,
как ножницы, клей к бумага) композитмиг изображений выливается в сдала-
нт- коллажа, представляющего собой комбинацию или композицию фраг-
ментов изображений iliii материалов разного происхождения. В киноинду-
стрии компдангиш 1сюбражс11ин называют также матированием ilth кашн-
рованнем из-за использующихся в процессе композитиши масок (каше).

Одним из основных назначений композитинга изображений обычно яв-
ляется экономия значительных производственных расходов, а также ими-
тация чего-то. что петк1можни совлдть в действительности, например се-
мейного пикника на поверхности Сатурна, в течение которого личный шо-
фер семьи гоняет их космическим ко|>абль но кольцам Сатурна.

Процесс композипипга изображений разного |||Юисхождсн11Я в единый
визуально целостный образ может производиться как нал неподвижными,
так и над движущимися изображениями. Неподвижные композиты часто
называют коллажами, тогда как движущиеся композиты называют динами-
ческими композитами ilth :м|м|>екта.мп переходов. Комбинированно не-
скольких фра!ментов, полученных из разных источников, в единый непод-
вижный кадр пли последовательность является основой всех ciieiunuiMiidx
визуальных :к|к|юктон, а также многих авангардных художественных на-
правлений. например сюр|к-жтнзма, которые ставят своей целью переворот
наших представлений о реальности. Изображения обычно комбинируются
с помощью масок (описанных ранее в rroii главе); когда же маски не при-
меняются, данный процесс называется сопряжением изображений.

Традиционные методы кэширования

До того, как компьютеры npcH|xrni.iiicb в |Kiciip(x-Tpaiiciiiioc средство про-
изводства, для кэширования (матирования) и комиоз1гл1пг.1 использова-
лись приемы живописи (рисования) и (|ютог|)аф||И. Большинство масок
(каше) изготавливалось путем их рисования нспосрсдстиенно на стекле
пли пленке, a KOMiioeimiiir выполнялся главным образом с использовани-
ем кп1И>ко||||ровалы1(но аппарата (лгтмческой печати, то есть камеры. <|ю-
гиграфпрующей пленку, проецируемую на камеру с помощью установлен-
ного перед ней проектора. Кш|<>ко|1Н|ювалы1ЫЙ аппарат оптической печа-
ти был разработан в начале 1940-х годов; он позволил преобразовать при-
менявшиеся десятилетиями методы 11|Ю1(знолства спецэффектов для кино.
К|||10К011И|кшалы1ый аппа|кгт оптической печати позволяет скопировать
весь фильм на новую бобину; он также может использоваться для компо-
3imnira.замедления или |x№epciipo8aiiiin движения, повторной сы-.мки че-
рга анаморфотные линзы, балансировки значений цвета и контрастности,
реализации наезда-отъезда, панорамирования и создания :м|к|кчсгов вере-
хода. В паши дин кнпокои11|юкалы1ый аппарат оптической печати всеете
используется в сочетании с цифровыми технологиями и технологиями ни-

1’НУНП 114 41111111 |«>М1К»31111111Г11 ПВПОУП.МКШКЛ

%

ДО ПРИМЕНЕНИЯ ФИЛЬТРА NTSC

после ПРИМЕНЕНИЯ ФИЛЬТРА NTSC

ОТСЕЧЕННЫЙ КРАСНЫЙ
И ЗЕЛЕНЫЙ ЦВЕТА

14.2.7 Изображение до к после
применения фильтра NTSC
для устранения цветов RGB.
которые лежат за пределами
хроматического диапазона видео
в стандарте NTSC. Гистограммы
для красного и зеленого цветов
отображают (в более темном цвете)
опенки, отсеченные фильтром.

399
ЛО ЛРНМ11ЯИИЯ СИЛкТРА для VCWAHt НК»
дмвпов чтссл гоной рашгтки

ИМПтОЛНЮвАМЫ HOOUI ПОЛИ

ЛГЬЛ1Н'ОеЛНЫ KOHUT ПОЛЯ

14 .2.8, Деталь гистограммы
исходного изображения (вверху)
можно сравнить с гистограммами
изображений, обработанных
фильтром для устранения дефектов
чересстрочной развертки Средняя
гистограмма отображает результат
создания новых полей (для замены
удаленных) путем интерполяции.
Нижняя гистограмма отображает
результат создания новых полей
путем копирования.

ЛК) высокой четкости, однако его сильно iiotcchilt цифровой композн-
типе, являющийся ныне основной формой динамического компотттга.

Метол рисования масок был разработан в 1920-е годы; он состоят в вы-
полнении детальных рисунков на стекле с оставлением части участков (-те-
кла пустыми (незарнсованными) с тем, чтобы можно было матиртвап.
(пли вставлять) в эти зоны «живое» действие.

.Это самый п|ххтон тип кэширования, называемый также стационар-
ным каше. Вначале частично раскрашен йог «текло помещалось перед ка-
мерой, причем достаточно далеко, чтобы и рисунок, и живое действие
можно было видеть через нсзарисованныс «хбластп стекла: после этого они
снимались вместе. По мере развития этого метода чистые области, через
которые камера фото11>афн|Х)вала действие заднего плана, стали закраши-
вать черным вместо того, чтобы осганлять их прозрачными. Благодаря это-
му стало возможным добавлять «живое» действие позже путем перемотки
пленки и выполнения повторной экспозиции. .Это нововведение позволи-
ло кэшировать фигуры па не|к*дпс.м плане сиены.

Мобильная маска иредсташшет собой динамическое каше. разработан-
ное дтя комбинирования движущихся :ыементон в сцене. Вданном случае
непрозрачные участки изменяют каждый кадр при точной синхронизации
с действием переднего плана. Метод динамических каше совершенство-
вался голами и теперь является основным в цифровом п|х)изводствс визу-
альных :х|х|мчсгон. Для получения динамического каше в паши дни исполь-
зуется несколько методов и приемов, включая синий и зеленый задники,
ротоскопироваппе и камерный трекинг (более подробно эт и методы опи-
саны в главе 13). Маска «для мусора» (garlxtge malic). которая может
быть стационарной или мобильной, используется для выделения и удале-
ния элементов, которые пи должны входить в кадр (например, строитель-
ные леса, световые приборы и т|юсы).

Фронт-проекция и рпрп|)оскция, а также внутрикамсриый кимиов1гпшг
нрадстанляктг собой методы комнозитиига. нс прсдуематр«|ва1О(цнс создания
масок iltii каше, шк кольку актеры iltii объекты, находящиеся иа переднем
плайе, сами выполняют функции масок. Хотя па даре развития специальных
;х|х|**ктов эти три .метода кашнрованпя были очень популярны, в наши дни
«uni используются редко,так как их цифровыеаналоги обссисчн1иютлучшие
возможности управления и. как правило, более ;х|х|мчсп1нны. Как при фронт-
Н|юекц1пг, гак и при piipnpcx'KUiiii кэширование достигается путем съемки
акп^хш iltii объектов, которые кэшируются на «живые» ii|xx.*kiuiii задника.
В случае рирпроекции находящийся позади актера или модели полупрозрач-
ный .ж|К1Н используется для проецирования ранее отснятого материала. Во
время игры актера iltii движения «хЪскта сцепа снимается камерой, располо-
женной перед происходящим действием. Этот простой прием был нрщуман
в 1930-е годы и до сих нор широко применяется при съемках диалогов меж-
ду airrcpaMii. находящимися в макетах автомобилей. Уличные сцены рирн|ю-
сцируютея. тогда как макет машины лвигаегся таким обрхюм, чтобы iiMimi-
ровалась тряска, возникающая при езде. Когда цветное кино стало гган.ыр-
том киноиндустрии, рирпроекция начала создавать множество проблем.
Причиной этого была необходимехть использовать болышк* количаттюсве-
та для обеспечения дехтаточио яркого освещения сцены; это бы ш Щ'схбхпди-
мо в связи с низкой чу1итв1пслы1«,тьк> цветной пленки тех времен. которая
должна была воспринять изображение, проецируемое на полупризрачный
экран позади происходящего действия. Поэтому была |х1зрэботана ф|юнт-
И|Х)скц|(я: кстати, опа была нсно.1кя>вииа и дала «пличные |и*зулыэты и
1968 । оде в знаменитом фштьмс 2001: Космическая одиссея. В этом фшп.ме с

100

I’EiyillltKiR.UIIIH. КОМПОЗН НИИ И ЦШ Н IM.I AIH 1ПК\
помощью <|>poirr-iipcM^Kiuiii изображение живого актера к костюме обезьяны
ком1>инн|м>ва.'кк'1> с н.им>|К1жсн11я.мн настоящих обезьян. снятыми отдельно.

Фронт-проекция основана па использовании проектора. который повер-
пут под 90* к ка.ме|к*. л также полупрозрачного зеркала, расположенного
под углом 45’ относительно камеры и проектора.

Экран для ф|м>|1г-пр(м'кпнн. выполненный из высокоотражающего ма-
териала. помещается перед камерой. а актер iliii модель между экраном
и камерой. I кюбражсние п|ямч|пруется на полупрозрачное зеркало (распо-
ложенное под yi лом 45’). которое пересылает его на экран. 95".. нзображе
пня отражается «и высокоотражающего экрана, проходит через полупро-
зрачное зеркало и попадает прямо в камеру.

Помимо кинокопн|ювалы1ого аппа|хгта оптической печати. был |xci|xi6o-
тан и более простой впутрпкамерпый композиции, основанный на ряде при-
емов, например таких, как двойное эксионир<ига11ис одной и той же iltviikii.
Принцип комбинирования элементов переднего плана с задником является
также важнейшей концепцией в 1раднцнопиой анимации но ключевым кад-
рам: движение имитируется с помощью двумерных <|м>рм. которые переме-
щаются на (|и>не задника. В данном случае комнозитшн' изображения осуще-
ствляется путем помещения нанесенных на целтулонд элементов пе|м*лнего
плана па задний план пли путем многократного экс11онп|ювання (иногда с
использованием масок, а иногда бел) одного и того же куска пленки.

Композитинг с помощью масок и операторов

Маска, использующаяся в п|юцессс композптипга. представляет собой мо-
нохромное пзоб|К1жеине, защищающее участки другого (комбинируемого)
изображения. Как описывалось ранее в этой главе, маска работает, как тра-
фарет: re сплошные участки защищают маскируемую поверхность. а про-
рези открывают поверхности. па которые наложена маска. Очень часто ма-
ска (или несколько масок). использующаяся в процессе комнозитннт, на-
ходится в отдельном алы|>а-каналс, который не зависит от красного, сине-
го и зеленого каналов цветного пзоб|К1жсиия RGB (рис. 6.2.4). Комнозн-
T1IIH изображения с использованием масок позволяет выделять и безу-
пречно объединять несколько изображений; эго очень удобно при «сбор
кг- сложных Т|м*хмерных сцеп, которые визуализировались частями пли
послойно. Другими словами, большие и сложные т|юхмерные сцены мщут
просчитываться по частям, а полученные изображения можно затем объе-
динить (уже в двумерном виде) с помощью методов композптипга
(рис. 14.3.1 14.3.4).

Помимо КОМ11ОЗИТ1И1ГД с 11ПНИК1ОШПЩСМ нескольких масок, дтя комбини-
рования нескольких элементлп можно использовать операторы или функ-
ции. Операторы обеспечивают пользователям возможность п|И1менял> раз-
личные функции для выбора частей и:юбражсвня. Ряд программных пакетов
композит инга позволяет пользователям настраивать 1ьт|Х1метры н функции.
11а рис. 14.3.5 и 14-3.6 показаны два примера, которыекомбннпроваднсьс ис-
пользованием нескольких <шсраго|юн. (’лева мы видим большое скомбппи-
роианиос изображение, а рядом исходные нли об|юбатываем1>1е ижхбраже-
нпя. Справа находится дерево узлов пли визуальная блок-схема. пснилк1ую-
щаяся дтя струетурпровання ohc|xito|x>b и носле.ювагп*лы1(х*т11, в которой
(ЯШ будут применены к н.юб|к1жсиням. 11од блок-схемой мы видим различ-
ные переменные и параметры активного узла лс|Х'ва.

Па рис. 14.3-5 приведено изображение с прозрачными элементами (стек-
ло и дым), снятое на «|юне синего задника и скомбин11|юваи|1о<‘ с новерхно-

1'Е IУ III 11И >ВЛ1111 К. К< >М IК >31 пт 111 г 1111ВП < »>< л Л1 ювкл

14 2.9 Эга последовательность
изображений была создана путем
применения одного н того же
фильтра к исходному и псем
последующим изображениям.

101
14.3.1. Изображение живой певицы
скомбинировано с визуализациями
виртуального окружения

(Из музыкального видеоклипа.
Анжелик Киджо (С разрешения
Teleawteurs, Medialab Paris.

Phonogram, Michel Meyer и ZAPDAN).

ЭЛЕМЕ1 (ТЫ ПЕРЕДНЕГО ПЛАНА

14.3.2. Последовательное»,
на противоположной странице
отображает финальное
скомбинированное изображение
(самый большой размер) и несколько
слоев с элемент,тми изображения
и масками Вверху - задний план
(гараж); ниже - отображение
геометрической глубины сцены
в виде серой шкалы, использующееся
для создания эффекта глубины
резкости в законченном
изображении Далее показаны
элементы, видимые через окно
гаража и используемые для того,
чтобы восстановить детали,
утраченные из-за эффекта
волюметрического света,
примененного на кадре задника.
Слой тени показан в самом низу.
На этой странице показана
визуализация двух объектов.

(С разрешения Wyse Advertising
и Will Vinton Studios. Продюсеры
Сэл ДеМарко и Майкл Чейни.
' > 1999 Krylon Products Croup)

сп.ю стола. Iki рис. 14.3.6 показаны манипуляции с изображением н про-
цесс комиозитпнга, и холе которого грузовичок добавляется к исходной
картинке заднего плана, на кото|х>н прпсутствусг только один автомобиль.

Дерево уздой отображает то. как белый грузовик был введен и разме-
щен, ок|хннен. а затем скопирован, масштабирован н размыг. 11а риг, 14.3.7
приведен дополнительный пример шинирования с использованном зеле-
ного задника (зеленый удобный цвет для кэширования. поскольку телес-
ный гон кожи акте|юв не содержит зеленой составляющей. Более подроб-
но синий п зеленый задники описаны и главе 13).

Композитинг без использования масок

Изображения, полученные нз разных источников. можно комбинировать
циф|ювым путем без псполкмшаиия масок; в подобных случаях процесс
камшхиггиига изображений обычно называют сопряжением (пли слияни-
ем) изображений. При использовании этого и|м>цесса можно просто со-
единить несколько изображений. причем результат будет выглядеть, как
набор п(У1уп|)озрачных пли «призрачных» изображений. Сопряжени-
ем можно управлять, исиол1.зуя для этого многочисленные комбинации
операюров таких, как сложение, разность и умножение (рис. М.3.8).

Двумерный морфинг

Морфти основан на методах двумерной интерполяции, которые можно
применять к визуализациям трехмерных сцен. Двумерный мор<|нп1Готли-
чается от методов трехмерной интерполяции, которые иногда называют
|1|мк то методами мо|и|>ипг.1 и которые обеспечивают сопряжение трехмер-
ных форм объектов в симулированной сцене. Двумерный морфинг эго
особый вид сопряжения изображений, при котором выполняется интерпо-
ляция значений пикселей. Интерполяция основывается не только на зна-
чениях цвета пикселей, она уп]кшляется сеткой. которая позволяй совме-
стить и п11т<-рн<1.1Н|мик1Т1> формы двух объектов или игм-ледователыкк-тсн.
подвергающихся морфингу (рис. 14.3.!)). Ущуавляющая решегка помеща-
ется па два c.'iiiiGieMMX изображения пли падка ключевых кадра последо-
ватсльности. над которой производится морфинг. Сетка настраивается и
каждом изображении таким обржгом, чтобы ее точки соответствовали сли-
ваемым областям. Точки решетки управляют цветовой нитерполяцнеп пи-
кселей. а также пространственной интерполяцией, необходимой для того,
чтобы пс|х*мсстить пиксель первого изображения в точку XY соответству-
ющего пикселя второго изображения.

14.4.	Монтаж последовательности изображений

Немалая часть игторип, излагаемой с помощью нзоб]>ажспий, в действи-
тельности излагается благодаря порядку и времени пошета последователь-
ностей изображений публике. Подобная оргапи.кщня и композиция дви-
жущихся изображений называется выстраиванием видеоряда пли монта-
жом последовательности изображений. Стадия монтажа последователь-
пости изоб]к1женнй и любом проекте компьютерной анимации является
важным этапом П|хн1зводггвениого процесса по двум причинам. Именно
па этой стадии замыслы, отображенные вначале в раскадровке, должны
быть око1шатх-лы|о. корректно и безупречно реализованы. Кроме того, вы-
страивание последовательности изображений является той стадией тшгр-

402

I’MMIIIII’OI'.M IIIE. КОМПО31ГГ1Н11 II1 НИ ЛОУС ГМК НИСА
инн

VHXO N1H3W3I/1 OXWO1

IWfOUWOX

ННИНЛ1/1 vcovw

XMHtfvr

•кннаж1хк/м:п .imhvoxjh •uiiVoxvii ixouin •qiqj. klT(iuimv
•олгнн urn -oiiiim mum •xiimvj.) ipL'.uii.xMi xniiipiiiir iiiiinaiudiuiuxj кончгаих
-KCJOH K.UIXI’TTAII ЭН НЖШЮК Г1КЛи11.>.)НП<к1(|>1П1 ,<M>ILX)MJOll 'КОХШЮК КПП
-IJdllliroii КЛЬ№ЯПП!11 OU’ OIII.I4U() 'ЛМ1*К<|(111 1М1Х,МНГ II Х11ЧТ<и1оГ A.114KJ II хлвг
вп K.MimiKl'oXEii ‘KiiikM'istkjoni 'iiiniodiiinioivoM и 11.1.х1||'1Г.ши<>1'.11‘.иц| *исшм1
-IllIIOK OIIAMIlllOPIL’Oll I .•KL'Olinill i:mlo.mill KIIII.XxU.XIII KKlldlodll xriiniaiv.xl
•IIO.) <MU.)IIUIII'I|-O<| XI!N 11 HbODI I xrillllld X’Al 11.’ Я ОНЦ.ИШГ XHHIHIllorillll’ldo •null
-.VKlldoolU KIIIIIMHxIllllllOKOM IN’HIIOKOII .1 1!Г|«1о,)П|Я IIIIII.Mxh.XIII I’ll III3KHIJO
жеиюк g/y олгнн n oiiiim woaod<|iinioV n нжниюк Volik iiriiiidii iibij
*|1КГ111ЫМ'(х|01'О.|0ПК HITIO I’MA'llI! ижтиок I'llX-H.III.) .iril1ixl<|>IHIOV Olli 'a'iku
-Oli ОПЖОКПМ1 OIT1O К KOI.-. I oil 11МЛЯ1Г ailllAMCOLTlld .xwe£ KHIIJVMKIXJItodll <1100
n«l гим.х|к|и’afihomahi:и аммиак<xaiioii(x|i•.loiTiiVdaKiidiiirii ‘имлнг ariini.m
-.xillOlll'O‘IIHIKmIiHIIIOKOM DKIAIIirnil Oil, *МЛЖ<х1оГ ХМЯОМЛЯКOM'll’OM.MII КЛЫАГ
-‘H.DHJII inXur НМПШЮК KIT HOK.mIs ХЛ1.) ТХАНИ IIIM1IIII IIMTUIOK illoil<xl<|lllll
-ОГ IIXOIIC HI ci’llllldll lllllll!Kd(x|>IHI IION^)hHIM:illir IILMlll'll-.Uiainr.lL’.XHI KIIII3
-(xli.)on klt iixxodor'шл1О1М1л>11.>|| imV|। iTox.xbii hol4.m|m|m’ xh xinnixKiinr.i
-oj ачопц и •ikkIitm xriK.wliiJiioN xniii.nmxl Kiiiialnarard kit оэгнн хэж<х1
-or Ill’ll ЯО1.1П1ЕМ Xdl.'ll AllV<>.xl.lIV ipill'IIIAK OilLMTnilDII»/) Illi IMM'lldooril lt.UJ
oll*ir.UHIor.)L'.X>ll IIIIII.MxlLXXI ndll KHIMIkkIh XI'llld.UlN’IIIIVOM <MLL)IHini4inig

(et/bdoat/ия) иинэжеддоги
шэонягэхсяоУэюои аинэодлзоц

rn.'OKIIIIC Ill’ll ПИЛИ.) *ГШ1ЭКЛМ1ф i«.\Y
-or.) KtxIoiOM II IlMEKlIoil ЛЖ Ill’ll 'IIOVIX’IIIIC Ill’ll II.HIJ •>IOI.II.1|M.II!(I(|) XNIIII.H’.lV
-.xllio rilllILT Ill’ll IIL.XIII'II.'.MII.I'.I'OVikIh HDllh II ними шонГохэп лнилплюи
IKXJO.) IT L)I..)IH OJ.MII. Ж1Ц.П0К 1_1<И|О1К|Л|а '|1ОМ1НМ|П!М.МХ1 К011НВПТ .IMI Kdoll
н i4iinioi niii:.ido .гкл aridoio)! •iialx>ii'ii’.miiiiov.H’.x>ii iiimt.'iiiiVikxui noiin.m
-.Mill II EKXIld lldioix.xxlll KIT K.lLMriL’DIMII ЖШ1ОК IJOHolld.ll, nilCAOHIliad
•ill KOH II IIKmJOIML'<Ul*noVOL*JOII ЛГЖ.Ш riVOXOdAIJ I! •.HliKiedor J.IIT.HTOII
Mv.muoK Konoiidoii n xiniioiAiu.MA.)iidii 'h.u.m>ii<h*.w»ioVov.x>h kiiiiltiiihlkIo
Kiiii'ir.wii.iioso \wii.)k ан к.»х эниажняг аончьтннф и iiiiiiBHiLuXnifl они
-II.IIJIOMIT 1НЖ(1.)1’О.) olll.noo lllllll.'IVIIIIV IIOIld.lKH'IIIIVO'l ЖШЯ0К HOSOIldOh
*HiniL'KiiiH! ixnioiid.iii io .nii.iii’io g (j ант я k.u.whikIj.iikj.iwI кнПпкипс
KCUOIldah (NK/xIVOH aovuy) L4<xxlll IIГI HOI 0.1 ’ILIVKL'.IFIH lay.OK МВХ '<IIO1. Him
-ITIiniAf'llll КПГ K.U.)AIML*OII.>II II IIIlllIlKllllt* IIOIld.lUNHIIKOX ll.lll.xbll UOII'H .U
-iidwiv.xlii клэкиик KiiliL’Kiiim mioiidai, ii?ki’.iiiok ciioiiondah oia inn m
-x.xxln iinniiKiiiii.' HoeondM. KiiiiiTTo.) oi'iLwiKiivoxoiMii a iii kiij и ertfdoJVmi
ижшлок .winxlii и KJKNiixaniiMi ridoiviviiiii’ ai'iiid.uoi'iiiKoM oja.m anrch
iiiiiM.T.edoix it iii.xiii'iiaii!iiiivai’.xiii iioii’iiaiui.iioxo

iiiniiiHiiediOHii копит iii’ii Koiihiiiaiih я килнюипл 'iiiniminii! yoiidaiaqii
-ком KoiuaViHiniodn k.>lh!kiihlt oim '.u amen и alneii а.ш *A*d.x|M oia'ii<xIi|hiii
и K.noiiniian.) yiiiia.Tiidijoin ii.i.Joii’iraiimoVauMHi Kiinaodxooii naaanodu
мех нюх adaK on ox«iiV() i!4iJi'<Mirii<xlii<x>Vnii hiii -oiiiim HVcuan anmxl<|>iiii
-он кмалетконэи ежеинок (uoii*ilviiik|) kiTi!1'.iom 'хкнмгая oHiiLT.medno
oiiiiaooao <H(.; iioVaDix и noMi,nii!ii xriii'iLi’iiiiaii.) lmo-mIi amii.)L’iioiix|i iilii
•oaniB •-oiiiim вп панне): юткиАгагаои хн n iiiiiiay.ixloorii iiLxni'iiainiior
•ai.’.xni aiiiiiMiiiiidi.irni .xui'il.iiiii.oilmuj; imiiiiviviiiiii <«Aii<lai<xqiiKoM iinitiiT
-нюaridoioM •iiK’iiixr iik.ji ан k.ii.ikiii’oiihii ‘oiiiihxIii мем 'tfifdoaVim кинин
•iiixLuMii oaaiiodii iiiiiiinviiiiu ijoiidaux'iniwx wvohhkxIii asDiiiiiii'iixxj g

Tiioiixhi iiiian.xlii kiiiiaiiiilTa' uni kiiiibiiiii.ixIoma' 'daKiidiiiiii ‘iiiiiphakmi xnii
-iimiM'iuii AHiianroiiriH 4iiii..)iiakjo uni uLsaodn 'uaoirir.uiiaxlNH чиплил*
riOOLI. ‘Kaj. .) K.FI1W|IXX|HIIHI WOK П1.’.)НК1Т IlIxIllUlM Illi •ll.wuixlll OJOM.WI.
II.HlIOIAVJir.t .H.1!hl!ll 0 •‘UiniK’U/»» Hill lUJOII'lL'.nifflOVM'jatl
iioiivo<11.н>11нгк1.м1||.111 ’Ш11пл(||!11 iajok uotfoxodon mix.m|m]n''d.iioidiiq| iiiia
-1'100.) Xlllllinsr.lllft) KIIII.H.11II1' KIIII.HII'lll.lKAIldll Hill KIHI.HIIANHV«Klll ONOHU. I!
‘IIIPK.xIll I.ToX lll.lT.xl.HI KOyO.MHl.) NlllllodoX OVNUA KJA(XKl.HK HOVOX.xl.Hl fu
-хоффс hii1i?iiia’<|> xi‘iiiiui.LixloN.»r xriiiii.xiijv.xLioii.Hi xii okiikou «iijoii'IL'.u
-III WIhu II 'U.MI||1in.l.l!(linaV •UIII.IIJA IINKI.4Min>ll HOl.'OV.xl.HI I41N.x|h|)(? ‘ILX)II
•ML'ALiniOV.H'.XJII J.K1.Tdo<X>llli:d II 'LLXlH'lLMllIN.HHIldll tXAII'IlUAt’llll BXHIIII. il JA
an'iionjoii Kiin.xlr ilNMil iioh'Iltahih .1 rnii:.in)ii HuVox.xbli 1Ч1-Х.х|м|)(-;

|!1111ЭЖ.1!(1о<>1:н XI'III

-Ж11НГ011.1Ц KIIHBtlodlllllloKtiM kit K.UlXKIMKIldll lino Nl.’.'l 'A’koJ Ollhlllonnie
iiiiiihkiiiiv noiid.iioi'iiiivoN ii.H.w)ii<ir,Hini<iV.)i*.xni Kiiiivtiodiiiili^toM kit k.i
•AOIKIMKIldll ONDlIlllll I IN.) UK II ГИТ111!М-1Ч|Н1Т* •П111ЮЖ1Ч1уО1:И HOfJ 'IJOMllnilll
O.) It llliexoi.o.» 11 KOH FILI It'll KIIIIHHodlllllNIIIX or HNHJI.'NJ IIOl.Xxlu 10 HIV
HIINOIf.) II IlIVrU.XxllI *111*10 AAJOK 'UXIItlFlEUII .tTNII.I. XII NBN •||KllLII.)KJi:dl|i
а'Г.тлн rirox.xl.»|| noVoxotlon нквАхоффс K.)Bximrit:i!ii •iiniiJN'i.'doorii
IIJXIIlllA‘!»!lllll I'.lllllllirollKON II KIIII-rKKlIlHM KIT K.MHlll<HAfiroilJII riVol.)|\'

wwpiHawjedcf) AVmow nVoxadau

HII.HIJ HlXlH'IV.llHIl'drHI IIOII'lLlillOlIllOIVt: Kllll.>1

-IMA L'HDV.xlj ЛГНПП11М.х|х|х: liono.l 1О1К1'111!1.Л'.м1п IIIV.U II Kind IIIIIMNUltlnol II
XrillllinilMllIKIIIII! hril’HIV.d.TOJ J .M-MKII IIIIHL’HOt’H.OII Jll ll(l|| J.HIIIHIT rll
•||.»К.ПХ1ф LT.ION *ПН1111.ПТ.)К IIK.U ri'IIAX.l.) Atlllll OIJ.HI JIILtlNt: UII KHKIFIOkXllI
HDOII'ir.llHIol'.H.JOII H l4JII.)K.II!(ll|l lT.ION •KI‘I(11.)I<IO bIHII'IO IIK.IJ, HLXIII'II.'.)!
-l!MOVai.*.MIH II 11<1111.И\11х1<|)ХГ111'ПЛ)ГВ»1Х'и_Х)||,11'.>1ИМ'.ГоГо<1|1 КО11НОП.ЮН K.H.)
kv.T.xIiio ч1лн1ох.> iii.ii intai ywiiqiruXEiig dUKlurio 'iiMhooVoionii.uTAK
IO Kfllinxl 'НПО ЫЖОК .tv.tu 1’ГК<1(МГ1111 IIK.1X IVrillhlllOHX II Krilld.lKOII
-ni:d.)ii 'khuiijk и KHiiiiinKHliiiioNiiiiJ 'kihikhhiiiiiixoiiaa' ii кгпк1кгл.1.х1 *ki'iii
HtTii.viMii urn кмк.1Х0а»Жх1п •(hKiidinrn *iiri9 ложок нГк<1о.)1'11н Kiii,|
IIKIUII.lK.nxl(|t ЛГЖАК liorox.xbll HOBIl-H!!. ||Г1К'.Н-И1!Г1Х).) '«<||ИЛ» III’III'ILTAI'
•111111000.1 biKLuiiur.xhi .uji.xmIii koiiiioiiiikkiiiil’ii iu.x>ii,ir.iji!iior.>i..)oii land
inqii'ii'KA’ciiii iTitdo.il 1111 KiniiiHiiiitU-ii'ni АШ.нпом Ц 'IijixIom.) a> khTw iik.ii
I* 'HiniRKIIHI! IIOlubBH'lllhON «.I.XIM* ЬтеГЕЕ К Lill! IIHII'll.TAnill ’Kllll.xli: IIXI.Ul
HOX30iilllXI!dll J (II.IIIII.X nOIIIItT lll.lTHi: И AJIVOXH .HI KIIll.TKBdoOCII IllllliniOII
-ком iioN.Mhiiwt’iiiii Hoiiiininidii X.J.MI .Hiii.xlioK.wud .xiiioodi'on) iik.u ii kjikI
tut: i:iiii.wwI«joi:ii niininxniKOM noxMhiiKinniV iiiiiiniiiidii xmiihoii.ki 1:11];

uwai и wind и1чнчинХЕид

•|lll1li:Kdix|)llll И1И1ОМА11Г К1Т.ИЧ1111.»||ГН11'НГ.и||| *ИМЖ<к1оГ .1ЖМ1!1 I.’ 'Х1!М
-ж<х1оГ1мГ11н xrnii:i!d ini kjiikiiIiikVoxvii •iikiiiii.ik.iixIi|> Xvtok i'Vox.xI.hi 1101
-M.x|i(|x: KI.T IIMN'.lxlor КАВИ.ЖП 'IIKI!IIIIL*M IlKFIIIIIOItllt'KIIIIL' J M.mxlor OKIII\
-ОЦ ••U-XIII'lL'.UllHOl'.H.-.XIll OlAK.HMIlTtdJ II K.)BHKLI1I’.I..MI II Я01.*И»|| XHIIVOXJII
Г11 KlBHA'dllllON Kllll.wixlootn AM'lldM-XIII *(.IVilXl-|)lll!>A*<l<M) IIOUHBl-lH II КЭ11Н
-BlIOdllllON К0ЖШ1ЮК K.M.>IMII'irt!ll Н1111ЛМТ(1(НИ'И nXJOII'ir.UBHOr.ir.KlII Klllltlil
•iiixlL)t*ni Voj.hv Hrniii.Hiedi.MMlnjiid вщ; 'aiiiiitkijill on uni oMy.<xl<To.n'iiu
on xii KiuiiHi Jtl.Hi ••ijkii.hvi:ii K.111.T опжок •i.i.xhi'ii.-.wii.t 11 ,hiii.w.oi.oh x||
•rem xii kiiii.uhi'-mo 11 лмж<«1ог «и olmk .xjiiwaii ii kkiiii.)m<imIo<m:ii kmiivoxhi
XIIIIKNAHIAUHBXU ‘MOIIOMII lllllll3IIIM.HH.xl.HI 11 BIO1.XI.) .HIHHKXllIL Alllllll!|\'

HKianioNii iiKrniKKixl iodii kiiiiwiimIhi-a'iiiiiii'k iwuii
rilli.iKJixk|i Ariiiiioiiiiniviiiii! •iinirimii inii'.ido л'сЬ.'ктнок ыкголсоп nridoioM
•H.HI.x|xl.MIIII ШОНЧГВЛ'ГНЯ KOIU.T.xI.WHI КАЫК11ГОПГП1 OIII.HOO XlthKlld.llxIll
xrillodl|lll1l II IIIIHIIKIIIII! IIOIld.HIM'IIIKOM HO.LIIAW.II!d(|> XHIIhlllTt'd M'IUIK>|\'

(ннлГпиШес roedu .tag
ЭЯ uaipow
0Э >? НЧШ9 suotpopojid luduiuppaiug
l«PI9 6661 Q* -svoMaScuii м/пцу
XuoS KiiHomodfed 3) VI 3iid ph
419VHU OHXOW (0ИИ.1Ж1,б9О(И
аоннеи<х1мнид»<ио) likouivox
HNBOIOJ Voxodu HHffO w exaw

Hui.iwai/c ЭЖХР1 p Hsiiixnuxlau и

vpexiTOVW Hxd.iflodu ai/V
woxHHtrpc э aoHHPBodnnHgwo»
'0ИНЭЮ1К aoixxiu wavow atodao
KPHjpxdex гнт-xou ooVoxodu
OXnVOXJdM fl *»IUrrirodl«niin*A£>lO I Ш1Ц-
tudiMHtu) awflt/нф о uodoj ojohuvi/j
iMtMtixad н «oqhouitos эянгеа E EM
Помимо iiiii|xipManiiH, содержащейся и сюжетной линии, п действия, по-
казываемого камерой. ;х|х|к*кгы переходов помогают задать временное и
пространственное соотношение между фрагментами или сценами. Ска-
жем, простой и оперативный переходный .х|к|н*кт ю|х>де обычной склейки
подчеркивает то обстоятельство, что действие, показанное в следующем
фрагменте эпизода, происходит сразу после предыдущего фрагмента. при-
чем в том же месте.

С другой стороны, длинный микшерный наплыв сшиителытнусг о том.
что два последовательных фрагмента происходят в разных местах и нх раз-
.кляп существенный период времени. Среди наиболее часто использую-
щихся ;и|и|н'ктов нс|н*ходон склейка, наплывы, микшеры, штрокн и мор-
фы. (Двумерный морфинг рассматривался в .ной главе ранее и и|хшллю-
гтрировап на рис. I-1.3.9).

Сменка представляет собой и|хх*гпн и непосредственный переход от од-
ного фрагмента к другому. (’клейка является самым простым нз всех пере-
ходов и самым распространенным. Склепки выполняются путем помеще-
ния последнего кадра послслователыюсп1 (или хвоста) «бок о бок» с пер-
вым кадром (или головой) другого эпнэолп (рис. 11.4.1). Склейка получила
сих- название потому, что при монтаже настоящей ленты :п<гг переход осу-
ществлялся нарезкой ленты и склейкой се кусков с помощью прозрачного
клея или пленки. Плавная склейка представляет собой комбинацию микше-
ра в склейки. ?)гот :-м|м|тскт дает склейку, слегка протяженную но времени и
смягченную тем. что два фрагмента быстро наплывают друг па лруг.ь

При уходе наплывом конец эпизода постепенно исчезает и обнаружива-
ет иеподвпжшх' н.июраженпс одно|юдпоГО шита. При выведении фраг-
мента и черный неподвижный кадр .к|и|н'кт называется -уходом в затем-
нение-. Переходы типа ухода наплывом могут выполняться и между
фрагментами. чтобы конец первого эпизода iuxtciiciiiio растворился в на-
чальных кадрах следующего (|||К1Гмента, который «всплывет» в последова-
тслыюсти (рис. 14.1.1). В случае введения наплывом (представляющего

14.3.4. Несколько слоев
компьютерной анимации
и -живого" действия были
скомбинированы и отретушированы
о этом кадре будущего фильма
Стюарт Литл. (С разрешения Sony
Pictures Irnageworks < 1999 Global
Entertainment Productions GmbH & Co.
Medien KG.

все права защищены).

I’l. mill 114 >BAI11II- КОМ 11< >31I IIII1Г II 11ВЕ1Ч >y< I Al l< >BKA

•105
14.3 5 Дерево узлов (справа)
содержит oncpai орм. применяемые
к двум маленьким исходным
изображениям Три оператора
справа объединяются, чтобы создать
эффект слот-источника

на пепельнице (RGr.idl)
применяется к заднику
для управления цветовой
коррекцией, (Multi) делает
задник желтым, а (СокхМдкЫ)
модифицирует цвет Маска
для оператора (В1иг1) выполнена
с добавлением линейных изменений
и скомбинирована с маской,
полученной с помощью <Rotowope2);
она используется для удерживания
дыма в фокусе ори
расфокусированной передней части
пепельницы. (С разрешения Photron
Диалоговое окно программы Shake
с разрешения Apple Computer)

14 3 6. Визуальная блок-схема
(справа) показывает. как красный
грузовичок был добавлен
к исходному заднику
(пиктограмма-окно с краю справа)
Сначала вставляется белый
грузовичок, созданный
на компьютере, затем создается
теневая маска, а затем грузовичок
встраивается окончательно.
(Фотография Питера Ворнера.
Модель грузовика Кдлеб Оуэнс.
Диалоговое окно программы Shake
с разрешения Apple Computer)

собой nj юти но положи ость ухода наплывом) первым ф|К1гмспт обычно
представляет собой неподвижный черный кадр. так что вторая половина
переход;! выглядит так. как будто появляется из черноты

Иногда введение наплывом также начинается с первой последователь-
ности кад|юв. которые внезапно обрываются. когда полностью появляется
вто|ктя |11К'лсдовпте.1Ы1<ктт>. Наплывы определяются ттх Д'писльногпяо и
интенсивностью. lio.ii.iniiiicTiio наплывов длится всею 1 2 секунды, одна-
ко медленный наплыв может п|х>должатыя 10 секунд и более, а очень бы-
стрый наплыв менее десяти кадров. Интенсивность наплыва выражает-
ся в процентах и обычно составляет от (Г» до 100"» или наоборот, так что
полностью наплываюшне изображения или целиком невидимы, или цели-
ком видимы. Однако в некоторых симуляциях частичные наплывы позво-
ляют создавать Н1пс|кгиыс:х|к|к'кты, например. 1кч-лед<>патгл1.11<хт-ь <|>|>;ir-
менгов начинает введение наплывом с ЗО^значенпем. азатем. ио достиже-
нии КО"». выполняется склейка.

Микшер .но :м|м|к’кт пе|техода. при концтом два фрагмента |хктворя-
ются друг в друге; когда первый кадр уходит наплывом. нп>]х>н вводится
наплывом (рис. 14.4.1). Микшеры являются ;м|м|п'кттшным способом пре-
доставить три гелю паузу и возможность подумать о том. что он только что

-106

1’Г.1УНИНЧИ1\1П1Г KOMTKMtrilllll II ЦНП ОСТАНОВКА
видел iliii сейчас увидит. Микшеры являются :м|м|я*клп111ымн связками
между двумя фрагментами и могут iinto.ii»3oiurn>CH в качестве наречий в
визуальной (рамматпке компьютерной анимации.

К примеру, микшерный переход может -означать: «а потом.»», «а тем вре-
менем». или «годы спустя». Микшерные переходы являются ;м|х|х'кп!в-
ным способом обеспечения стыковки событии, происходящих в отдален*
ном прошлом iliii в будущем. а также показа событий, п|юпсхо,инцих
только в вооб|К1Жспни героя па|>аллсльно с реальным действием.

Существует много вариаций микшерных переходов. Наиболее растцхт-
страпснпый микшерный переход шх-тепенши* плавное растворение од-
ного кадра н другом. Прод<мж1пелыюсть и интенсивность микшерных пе-
реходов выражается (как и в случае нанлы1иж) в кадрах и процентах.
Очень коротки!! микшерный переход часто называют плавной склейкой:
он едва заметен, но biiix iit опенок замедления или ускорения перехода
между фрагментами. Медленный микшерный переход создает призрач-
ный ж|х|кчст. при котором объекты и персонажи н сцене выглядят п|юзрач-
нымп. Сопряжение и объединение слоев движущихся изображений луч-
ше веет получается с помощью микшерных пе|н*ходов. Например, после*
ловательносп» сновидения, где ii.«x5|kiaciiiih перекрываются друг с дру-
гом. а объекты внезапно появляются п исчезают, является классическим
||ри.мс|х»м ||С1|(кткювап11Я микшерных пе|м*ходов для объединения слоен
н:юб|К1же|1ш'|. Сглаженный микшерный переход задействует грубый ри-
сунок дтя растворения двух фрагментов друг в друге.

Шторки !1|х‘дпа1ыяют собой .х|х|х*кты перехода, основной принцип ко-
торых состоит в том. что второй фра! мент вытесняет первый, «въезжая» в
кадр, «падая» на него пли раен|х1ст|к111яясь по нему. Существует великое
множество |ксшо1111дностсй што|юк: одна ил них показана на рис. 11.4.1.
В наиболее распространенном варианте шторки. u.-ыынаемом просто
ипоркой или боковой шторкой. второй фрагмент «въезжает» в кадр по-
верх перво! о фрагмента. 11Норки могут также прокатываться диагонально,
вдоль вертикальной осн. радиально или с исналктоваинем любой геомет-
рической ||юрмы или кромки в качестве шаблона. 11зош|хчшые шторки
включают разделения зкрана, вращающиеся шторки, чередующиеся штор-
ки типа жалюзи и • перелистывание страниц».

14.5. Цветоустановка

Как упоминались в главе 13. цвет и:юбражеиий является одной из несколь-
ких п<к леловагел|.ио<-1С11. которые могут регулироваться в разных точках
на стадии производства и !1остпродакшп. Такая подстройка инета называ-
ется цвстоустановкой, носе называют также шиповой выдержкой, цвето-
вым балансом и шиповой коррекцией. Наиболее важную роль в цнетоуста-
нивке фильмов с -живым» действием обычно играют oiiepaTop-iKx’iaiioB-
шик п контролер спец;я|х|х*кп>в. Тс же задачи в анимационном фильме |х-
шают контролер шина и хулож11нк-11<кт-.1нов1цик.

Тралицпонно цветоустановка ленты выполнялась п<к,редством фотохи-
мических нроцсссон и iiciiiLnuoiuLiacb. в основном, для исправления оши-
бок экспонирования, освещения, пли негатива лепты. Цветовая выдержка
получила такое название в связи с тем. что пленку оставляли в различных
химических растворах па разные периоды врсменн и при разных темпера-
турах. что позволяло получап. разные результаты. ‘Оотохимпчсская вы-
держка цвета была и продолжает оставаться процессом, который порой
трудно контролировать и н котором н|к*дсказуемость и эффективность л<>-

14.3.7. Диа актера п стадии
зеленого задника. Освещение кадра
выполняется очей» тщательно.

так что свет нс отражается от зкрана
и не бликует на актеров Пейзаж
заднего плана подкладывался после
того, как фрагмент с актерами был
завершен и динамические маски
сняты с задника (С разрешения
Mcnfond. С StarEasl/Bob.)

ТЕМНЕЕ	СВЕТЛЕЕ

РАЗНОСТЬ	ЖЕСТКИЙ СВЕТ

14.3.8. Два изображения

(С рис 14 1.9) Скомбинированы
без использования масок с помощью
следующих функций; Темнее,
Светлее, Разность. Жесткий свет.

I’KiyilllirOB-Mlllk КО.М1Ю31ГППII И IIBI. !(>У<.'[А11ОВК.\

107
14.3 9. Двумерный морфинг -
это метод, обеспечивающий слияние
неподвижных изображений друг
с другом. Слияние ЦбСТОВЫХ
значений пикселей управляется
сеткой, которая соединяет
сливаемые значения друг с другом

стигаются и ходе экспериментирования. Цифровая цветоучтановка явля-
ется полностью пи icpaia пиной, (юсспсчивасгбольшую гибкостьп предта-
гаст болыпнн набор инструментов. чем г|югохнмпшчкая выдп)жка. Нес-
мотря па свои» относите iiaiyio новизну, цифровая цвстоустановка получи-
»а широкое расн|юстранс11Иг и вытесняет ||яггохнинчсскум) г ikuhhhh ве-
дущего ешм-оба цвстоустановки. В прехтеншем виде ши* гоуста понка носу*
тн является манипуляции! значениями цвета н яркости в сцепе. Цветовые
коррекции могут применят мя к слоям или iруинами: основная цветовая
коррекция может обеспечивать основную часть желаемого результата. то-
«да как вто|кктспС11Ная цштоная коррекция может игпо-Икиныться .ня бо-
лее тщательной доводки деталей. II наиболее сложном виде цветовая вы*
держка представляет собой набор фильг|юв и функций. ьонт|хпнрукмиих
каждый аспект изображения п пенал ьзующнхея для преобразования об-
щего визуального облика сцены или всего фильма. Например. фильм
братм'В Коэнов (К лИе гг ты. брат? (2000 год) в A.w.tu Жан-Пьера Жене
(2001 год) являются одними ил первых образцов циф|юпон цнетоустапон*
кн. использованной для радикального п|х*образовап|1Я общего облика ис-
ходного «живого- материала и ф|кп ментов со спец:м|и|м*ктамн.

Многие инструменты, опнеанпые в ягой главе ранее, ирнсутттвутлт и в
цифровых системах цнетоугтановкн; это параметрические кривые, гигго*
граммы и ряд инструментов кэширования Наиболее 1гяи11|Х'НШ4с цистру*
менты выбора (шываются -|ю\\ сг windows» (мощные окна) в силу широко-
го диапазона имеющихся функции. Такие окна обат1еч1шают выбор не-
скольких oTviamii сразу и широкий диапазон операций, включая линейные
изменения и нзмепення по вымени выбранных участков и л|и|м ктон. Вре-
менной Контроль iio3iui.inn цвгпткоррсктирпм изменять па|К1мет|Н4 н|»еме-
HII для цвета вп.ту;с1Ы1ых жн'мешхш во вст-ii шх'лслокпелыкм’гп в патуавто-
матпча ком |х*жиме. Например, тени с |х*зкпмп контурами. oi6|Kicuirar.Mi<ic
идущим персонажем, можно вначале выб|хгл> во всей п<жлед<»вателыи)гп1.а
зятем высвсглить. добавить теплый оттенок и ржшытъ их края. Одним из
панболсе выра.шт<*.'1Ы1ых применений ткТрустановкн является :и}«|>ект но-
чи доем, при котором снятая в дпевшх* время сцена обрабатывается таким
<м5ра:м>м. что изменяется вся цветовая и;ипттра и симулируются цвет и усло-
вия освсщенногтп. присущие nonnoii сцепе (рис. I £5.1).

IHS

I'l linn и-» >11X1110 Komi и кп tnini iiiun.ioM 1\повк\
СКЛЕЙКА

уход наплывом

МИКШЕР

Ш ГОРКА

14.4.1. Склейка между
двумя анимационными
последовательностями (крайняя
слева) и три распространенных
перехода: уход наплывом, микшер
и шторка.

14.5.1 Ночь днем получена путем
радикального изменения всей
цветоусгановки на материале,
отснятом в реальных условиях
(С разрешения da Vinci Systems).

I'l.iyniiiiTiikvniE:.КОМ1КП1ГППП и цветои л лновка

14.3.10. (на противоположной
странице справа). Композитинг
в lloe.uthu'ti фанталич применялся
в среднем для 16 слоев на фрагмент,
максимальное количество слоев
и одном фрагменте составляло 498.
Взрывы создавались с помощью
комбинации методов - от шейдеров
Renderman до библиотек
практических эффектов (пыль,
дым и пламя), использующихся
для комлозитмнга. (<& 2001 FFFP)

-109
(Два персонажа занимаются
домашними делами. Ю A Film A/S)

1’ЛЛКЛ 11	Объем <|»айла	Операторы
	Радиус фильтра	Оптический
Основные	Элементы	принтер
термины	переднего плана	Параметрические
	Фронт-проекция	кривые
Л/В монтаж	Маска «для	Фотографические
Альфа-канал	мусора»	процедуры
Прямые линии	Светлый	Пиксели на дюйм
под углом	Гистограмма	Постобработка
Черновая	Редактор	Мощные окна
анимация	П1СТО1|К1ММЫ	Основная цветовая
Задник	Сопряжение	кор|х*кцня
Размывающие	изображений	Рирпроекция
фИЛЬТрЫ	Размеры	Рссэмплинг
Яркость	изображения	изображения,
Каналы	Редактирование	разрешения цвета
Коллаж	изображения	Ретуширование
Пссвдосмсшенис	Слон изображения	Черновой монтаж
Цветоустановка	Обработка	Геш,
Таблица	изображения	Фильтры увелнче-
соответствия	Выстраивание	пня резкости
цвета	видеоряда	Плавные кривые
Цветовая выдержка	Внутрнкамсрный	11лавная склейка
Контраст	композитинг	Пространственное
Монтаж	Индексированный	соотношение
копированием	цвет	Стационарное
и вставкой	Методы	каше
(copy-and-pastc)	интерполяции	Трафареты
Микшерный	Организация слоев	Прямая диагональ-
переход	движущихся	пая линия
Специализирован-	изображений	Студия
пый фильтр	Линейное* цветовое	Системная палитра
Склейка	пространство	Временное*
Темная комната	11елннейное	соотношение
Фильтры усгране-	цветовое	Текстурные помехи
пня д<ч|х'ктон	пространство	1раданноппая
чересстрочной	Маска	шкала
развертки	Каше	Традиционные
Пиф|ювые	Рисование каше	инструменты
фильтры	Матирование	живописи
1(лфровое	(кэширование)	Эффекты перехода
ретушп]х>ванис	Промежуточный	Мобильная маска
Сглаженный	тон	Двумерный
микшер	Интерполяция	морфинг
Фильтры	смежных	Вилеодорожкп
обнаружения	пикселей	Визуальный ритм
контуров	11очь днем	Визуальный темп
Уход н затемнение	Нелинейный	Весовая
Уход наплывом	монтаж	интерполяция
Введение	Цветовой фильтр	Шторка
наплывом	NTSC	

Рнушиговлние. композита и ir и цвегоусглновка

НО
ГЛАВА 15

Разрешение изображения
и выдача готового продукта

Краткое содержание

Темой данной главы являются вазовые концепции выдачи
созданных па комныотс|к* изображений в ряде выходных форматов. Под-
робно рассматриваются грн гппа разрешения изображения: П|мкггранст-
венпос. цветовое и временное. Приводится обзор <|юрматов <|зайлов и наи-
более р.тсп|югтранен11ых носителей (сред выдачи) конечного продукта,
включая видео, киноленту. бумагу и лиски CD-ROM. а также присущих
им форматов изображения.

15.1.	Базовые концепции выдачи цифрового продукта

Каждая 1ч|м'|Х1 и п|хи|кчтия, в которых используются Т|х'хмсрные компью-
терные изображения, имеет свои требования к выходному продукту. cho свя-
зано с различиями конечною продукта и т|юрм поставки и использования
продуктов в каждой из этих сфер. Выдача трехмерных изображении во мио-
nix с<|к‘[Х1Х искусства и дизайна, работающих, скажем, в двумерной области,
peaaiuyeroi главным об|>азом в виде распечаток на бумаге и слайдов на плен-
ке. Такими сферами являются. например, |1л.1нх-гри|юванне. ({ютографня и
полиграфия. 11овые с(|к*ры иитс|Х1кппяюго искусства, развлечений и вирту-
альной рсалыкютн. к которым, в частности, относятся вндеошры и онлайно-
вые информационные услуги, требуют поставки готовых изображении в раз-
нообразных цифровых <|х1рматах <|кшлок При этом поставка часто произво-
дится по компьютерным сетям иди на магнитных и оптических носителях. В
некоторых трехмерных с<|х-рах. включая дизайн продуктов, скульптуру и ар-
хитектуру, выдача цифрового продукта включает и распечатки в презента-
ционных целях, и цнф|ювыс файлы дтя систем автоматизированного проек-
тирования и управления производством (CAD/CAM). В чегырехмерных (то
есть основанных па времени) сферах. включая компьютерную анпмлнию. иг-
ры и аттракционы. iKxrrainst обычно производится в <|юрмате видео, кино-
<|м'рмате ilth в виде цифровых<|кп1тов (рис. 12.7.1 12.7.3).

Процесс цифровой выдачи начинается, когда визуализированные изо-
бражения извлекаются нз компьютера с помощью выходных периферий-
ных устройств. Такими устройствами являются принтеры. графопострои-
тели. ут|юйства записи па пленку и видеомагнитофоны. а также трехмер-
ные фрезерные станки и литейные машины (рис. 15.1.1).

Выходные периферийные устройства используются для переноса изо-
бражений. созданных на монпто|к*. и другую с|юду. которой может быть
бумага, кино- и видеолента, а также диски CD-ROM. Этот процесс не яв-
ляется автоматическим. Он основан на переводе данных нз одного пред-
ставления в другое. Такой перевод выполняется программными и элек-
тронными элементами выходных периферийных устройств, которые на-
зываются цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП). ЦАН н|хчю-
разуют созданную программой цифровую |1ш|юрмацпю в непрерывную

КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

базовые концепции выдои
цифрового продукта .......411

Разрешение изображения. .	412

Форматы файлов изображений

и форматы изображения....418

выдача на бумаге ...........425

Выдача на фотографических
носителях.,.. ......... ..427

выдача о форматах видео .... 428

выдача в цифровой среде 4 31

Выдача в виде

трехмерного объекта ... .. 434

Основные термины............436
15.1.1. Части тела для проекта
Mriliftix были выточены и» куска
синего ювелирного воска
с использованием фрезерного
станка Roland MDX-20.

Из-за ограничений трехосевого
выходного устройства модель
создавалась в виде нескольких
частей (для обеспечения проточки
доступа) Последующие фазы
производства показаны
на рис 15.8.2. (© 2002 Dan Platt,
Solid Image Aits. ILC).

(аналоговую) информацию. Это процесс, обратный сканированию изобра-
жения на бумаге, которое должно использоваться и качестве текстурной
карты или задника в трехмерной сцене. В этом случае датчики периферии
ввода, называемые аналого-цифровыми преобразователями (ЛЦ11). пре-
образуют непрерывную ин<]юрмацию, содержащуюся в изображении. в
цифровые данные, с которыми может работать программа. ЦЛП преобра-
зуют двоичные числа, описывающие изображения, назад в аналоговые зна-
чения напряжения, которые затем преобразуются в свет, тепло пли давле-
ние с помощью формирующих изображение элементов выходной перп<|ю-
рип. Качество и уровень сложности цифроаналоговых преобразователей
их точность, разрешение и скорость часто определяет качество выходно-
го продукта, а также стоимость выходной периферии. Высококачественные
ПДПы обеспечивают цифровой выход с низким уровнем помех, высоким
разрешением нзображення и широким хроматическим диапазоном.

15.2.	Разрешение изображения

Разрешение изображения можно определить, как количество деталей, содер-
жащихся в изображении или последовательности изображений. Раз|хчпсние
нзоб|К1женпя связанней многими факторами такими, как качество входных
и выходных пс|Ш<|)ернйных устройств, цветовая глубина компьютерной сис-
темы. возможности прог|Х1Ммною обсспгк'иия, использованного для созда-
ния изображения, и качество выходного шхтггсля ил и среды. Хорошее пони-
мание «гнойных аспектов |К1зрсшсиня изображения является решающим дтя
максимального использования возможностей компьютерных методов <|юр-
мирования изображений. Для создателей визуальных образов важны 4 аспе-
кта разрешения изображения; пространственное разрешение, хроматическое
|Х1лрешенпс. временное разрешение и сжатие (компрессия) изображения.

Пространственое разрешение

Созданные компьютером изображения состоят из пикселей iliii элементов
изображения, которые представляют собой маленькие точки, которые мы
видим, если очень близко рассматриваем компьютерный монитор. Про-
странственное разрешение определяет количество деталей изображения и
разборчивость цифровых изображений. Пространственное разрешение. из-
вестное также как пиксельное разрешение, связано с суммарным количест-
вом пикселей и изображении и определяется отношением между (юзмерами
11:<ображенпя и количеством пикселей в ii3o6|xukchihi. Пространственное
разрешение может выражаться и пикселях, точках iliii линиях на дюйм.

Количество пикселей, присутствующих в файле изображения, измеря-
ется в пикселях на дюйм (ppi). Например, при визуализации трехмерной
сцены необходимо указать пиксельное разрешение, с которым следует
просчитывать сцепу. 11анболес общим способом обозначения абсолютного
пространственного определения является использование пикселей па
дюйм независимо от |шрсшепия выходной псри(|к*рпи. используемой
лля печати пли показа изображения.

Пространственное разрешение <|кн"ыон изображений может иаходитыя в
диапазоне от низкой>(100 пикселей на дюйм) до высокого (-1000 пикселей на
дюйм). Пространслюнное разрешение конкретного входного iliii выходного
периферийного устройства может измеряться в точках на дюйм (dpi). Эта
единица измерения часто свяжша с количеством датчиков во входном пери-
ферийном устройстве или количеством (|х>рмнрующнх и:юб|К1жеипе головок
и выходном нерш^рийном устройстве. Среднее разрешение составляет от
300 до 600 точек на дюйм, а высокое от КИЮ точек на дюйм и выше.

Линни на дюйм (Ipi) еще одна единица измерения пространственного
разрешения, которая используется почти исключительно в цифровой
яредпечатпой подготовке или настольных издательских системах для из-
мерения количества линий (iltii рядов точек) в полутоновых растрах. Эш
растры используются для печати изображения с помощью традиционных
средств механического воспроизведения. испо.и>зующихся и полиграфии.
Полутоновые растры с |Ш|ичп<чп1с.м 65 линий на дюйм, например, широко
используются .гтя обеспечения газетного качества изображения па высо-
кокачественной бумаге с покрытием. Простая формула, позволяющая оп-
ределить пиксельное разрешение (ppi), нужное для подготовки (райлов
для полутоновой выдачи, гласит, что пиксельное разрешение не должно
превышать умноженного иа 2.5 целевого (финального) разрешения в ли-
ниях на дюйм (отношение 2.5: I). Например, |xu|x-iiiriiiic 300 пикселей на
лкшм будет нормальным при использовании полутоновых растров с разре-
шением 150 линий на дюйм (отношение 2: 1), но скорее всего будет избы-
точным при использовании растров с разрешением 65 линий на дюйм (от-
ношение 4.6: 1)(рнс. 15.2.1).

Когда точечное разрешение выходной периферии точно совпадает с iiinc-
сельным разрешением файла изображения, мы видим оптимально отобра-
женное содержимое файла однако такое бывает редко. Чаще всего мы ра-
ботаем с файлами, пиксельное разрешение которых несов11адаетсточеч11ым
разрешением выходной периферии. В таких случаях мы можем воспользо-
ваться специальным н|юграммпым обеспечением для повторной выборки
(ресэмпл1шга) пиксельного |>азрсшс1111я <|тайла и привести его в соответст-
вие <• точечным разрешением выходной ncpii<|>cpiiii. Кроме того, мы можем
также «поручить» рссэмплииг внутреннему про1раммному обеспечению
пгрифернЙ1!ого устройства. Однако (хчультаты. как правило, бывают более
предсказуемыми и качественными. когда эту работу делаем мы сами.

Использование пикселей на дюйм в качестве единицы пространственного
разрешения удобно потому, что зачастую разрешение визуализированных
изображений отличается or |Eupeineiina псрш|х.'рийных систем, использую-
щихся для их выпо,1Д-11нымп словами, изображения могутбыть визуализиро-
ваны с одним разрешением, а отображены с другим. I lanpiiMcp, когда изо-
бражение визуализируется н высоком разрешении, а затем отоб])ажастся и вы-
соком или низком разрешении, изображение в высоком разрешении теряет
детали, если отхх>|Х1жаегся иа экранес низким разрешением. Однако оно обна-
руживает свое истинное разрешение, когда отоб]>ажастся на дисплее с более
высоким разрешением (рис. 15.2.2). Таким образом, тог тракт. что нзображе-
пне. выведенное в виде некой распечатки или отображенное на каком-нибудь
мониторе, выглядит, как будто имеет низкое разрешение, нс обязательно озна-
чает. что это изображение и и самом дело имеет низкое разрешение.

Например, трехмерная сценасгор)гзоптплы1ымп и вертикальными разме-
рами 3x2 дюйма, просчитанная с разрешением .’300 пикселей на дюйм, име-
ет абсолютный пиксельный размер 900 х 600 пикселей. Следовательно, на
мониторе с |Ш|хчиением 300 точек на дюйм будет обеспечиваться соответ-
ствие 1:1, так что каждый пиксель в файле будет соответствовать точке на
MOiiiiTO|>e. Па мониторе с разрешением 100 точек иа дюйм |хаультат будет
иным вследствие отношения 3:1 то ест ы 3 пикселя на одну точку.

В случаях, подобных .лому, расхождение можно устранить без примене-
ния рссэмплиига файла. а именно, выдерживая постоянным либо разреше-
ние, либо размеры. Если постоянным остается разрешение, каждый пиксель

50 ПИКСЕЛЕЙ НА ДЮЙМ

15.2.1. Четыре разных
пространственных разрешения
(от 50 до 600 пикселей на дюйм)
воспроизведены здесь с одним
и тем же разрешением полутонового
растра - 150 линий на дюйм.

Верхнее изображение представляет
собой исходную визуализацию
«• 2001 Dygra films).
15.2.2. Данная последовательность
соответствует изображениям

с разрешением 300 точек на дюйм,
представленным на рис. 9.6.8.

но здесь их разрешение ниже -
всего 72 точки на дюйм

файла будет назначен одном точке выходного псрн<|м*р|н'п«>го устройства.
В этом случае разрешение останется неизменным, по физические размцты
изменятся. В примере файла с (номерами 3 х 2 дюйма и разрешением 300 ppi
новые (камеры при разрешении ПК) точек на дюйм будут составлять 9x6
дюймов. Если же оставлять неизменными (камеры. к» каждой точке выход-
ной периферии придется назначить по 3 пикселя файла изображения. Это
приведет к значительной потере п]юстра11стаснноп) разрешения, но зато
(камеры останутся неизменными. Файл с размерами Зх 2 дюйма и разреше-
нием 300 ppi сохранит своп (камеры, но (шрешение его уменьшится.

Пространственное разрешение используется также и для определения
детален в видео (не RGB) изображениях. Количество горизонтальных
строк |ко]кчисния используется лтя измерения пространственного разре-
шения видео. Наиболее распространенным разрешенном является
525 ст|х>к .VIя формата NTSC. 625 дтя <|юрматов PAL и SEC АМ, 720р и
10801 дтя находящихся в стадии развития форматов телевидения высокой
четкости (ТВЧ iliii III)) то есть. 720 строк .ня прогрсссмвной развертки
и 1080 строк дтя чересстрочной. По мере сближения видео- и компьютер-
ных технологий мы можем прийти к тому, что пиксель станет единой еди-
ницей 11эме(М‘П11Я П|юстра11стнсп1юго разрешения. (Параграф лой главы,
посвященный временному разрешению, содержи! дополнительную ин-
<|м*|>маиию по форматам видео).

Цветовое разрешение

Цветовое разрешение изображения это показатель количсстна цветов и
оттенков серого, которые могут содержаться в изображении. Цветовое iliii
хроматическое разрешение определяется количеством битовых слоев, ис-
пользующихся дтя создания и отображения (х>|К1за. Битовый слой можно
определить как матрш|у (или сетку), в каждой ячейке которой хранится
однозначное число. Так как каждая ячейка этой матрицы назначена пиксе-
лю или АН-менгу изображения на экране компьютерного монитора, чи-
словое значение переводится в шит. который отображается па пикселе, со-
ответствующем данной ячейке. Несколько битовых сдоев составляют ipa-
фнческую память или растр (битовый образ или «бигмипку»). Количест-
во слоев и растре определяет количество цветов, которые может имен, ка-
ждый пиксель па экране. В связи с этим цветовое разрешение или. как сто
также называют, глубина циста лег ко может быть ощн-делепа количеством
разрядов, используемых дтя задания каждою канала цвета RGB напри-
мер, 8-битный. 10-бптный. 12-битный п 16-бнтный инет.

Пиксель в растре, имеющем только одну плоскость. способен отобра-
жать только один из двух цветов черный или белый. Объясняется это
тем. что каждая ячейка в одноуровневой матрице |>аст|>а может хранить
только однозначное число в данном случае ноль или единицу. Когда
растр содержит более одного слоя, числа в («ютнететвующнх ячейках каж-
дой» слоя складываются по правилам двоичной системы, вследствие чей»
получается бодес «длинное* значение. Двухслойный растр может отобра-
жать один из четырех возможных цветов (ilth значений серого) в каждом
пикселе (рис. 13.1.4), так как когда мы складываем единицы и пули в соот-
ветствующих ячейках каждой плоскости, то можем получить четыре воз-
можных значения: 00,01. Юн II.

В двоичной системе счисления 00 соответствует десятичному нулю.
Двоичное значение 01 соответствует десятичной единице. Юаюпитггву-
ст 2, а 11 соответствует 3.

II1

1‘\ЗГН11НП11- и:«»1Л'Л/КМ111Я И ВЫДМ1Л1Х»1ОН<»П»111,<»ДУКГЛ
Растр с тремя слоями позволяет отображать один из восьми цветов на
пиксель (риг. 15.2.3). Когда мы складываем двоичные значения (1 или 0) в
соответствующих ячейках каждого битового слоя, мы получаем восемь
возможных значений, показанных ниже и выраженных в двоичном, а затем
десятичном виде:

000-0	011-3	110-6	001-1

100-4	111-7	010-2	101-5

В двоичной системе числовые значения прочитываются справа налево.
Цифры в 1к*рвом (крайнем 1(равам)сталбцсс(х>твстствукяелин11цам,а1ьч де-
сятичные значения можно найти, умножив их па число 1. которое является
результатом двойки, возведенной в пулевую степень (2’)- Числа во втором
столбце умножаются на цифру дна. являющуюся результатам возведения
числа 2 в первую степень (21). Цифры в третьем столбце умножаются на 2'.

Двоичная система	2:-4	2’-2	2’-1

Десятичная система xl х1	хО

4	+2	+0	= 6

Правило очень простое: чем больше битовых слоев в растре, тем больше
цветов можно реализовать в изображении. Максимальное количество цве-
тов. которое может существовать в созданном на компьютере изображе-
нии, можно подсчитать путем возведения числа 2 базового числа двоич-
ной системы в степень, соответствующую количеству битовых слоев рас-
тра. Стандартными конфигурациями разрешения по цвету являются
8-бнТ11ЫЙ цвет с 25G цветами, 16-бнтный шит с более, чем 65000 цветов и
24-битный цвете более, чем 16 миллионами щитов. Па рис. 15.2.4 предста-
влен перечень нескольких возможных конфигураций. Данное простое пра-
вило можно выразить в виде следующей формулы:

у*-. ’	 - аасиожмог количество цветов

Помимо цветового разрешения выходных иерш|н’рийных устройств не-
обходимо также учитывать хроматический диапазон и методы преобразо-
вания цветов из одного цветового пространства в другое. Хроматический
диапазон любого устройства определяет набор тех цветов в видимом спек-
тре. которые данное устройство способно воспроизводить. Не все форма-
ты (носители) и методы создания цвета мот обеспечивать абсолютное
соответствие цветов. Цветовая диаграмма МКО (рис. 6.2.3) является по-
лезным инструментом визуализации хроматических диапазонов различ-
ных носителей. Ее можно использовать дтя согласования разных цвето-
вых диапазонов или гамм, получаемых при использовании различных цве-
товых систем, а также для сокращения количества потерь цвета, когда вы-
ходным п|юдукгом является фай изображения. Знание того, какие цвета
перекрываются друг с другом в разных средах, позволяет «обойти» физи-
ческие ограничения воспроизведения цвета.

Тот факт, что многие цвета, созданные па компьютерном мониторе
RGB. являются чрезмерно яркими и насыщенными для отображения на
стандартном телевизионном экране, является примером такого ограниче-
ния, созданного различиями хроматических диапазонов, присущих раз-
ным средам.

Прежде, чем изображение будет перенесено на видеоленту, многие цве-
та RGB придется отсечь в противном случае эти насыщенные цвета ока-
жутся за пределами хроматического диапазона видео. Отсечение цветов,
находящихся за пределами хроматического диапазона. отнюдь не означа-

1*ЛЛ1Ч 1ИНПП 11:И»1.1'ЛЖ1Н11ЯИ11ЫДЧЧЛ1Х)Т<>ТИН<11НЧ»ДУк-ГЛ

1	0	1
1	0	0
0	0	©

1	0	0
1	0	0
0	0	©

0	0	1
1	1	0
0	0	©

110	ООО	101
111	001	ООО
ООО	ООО	000

15 2.3. Трехуровневый растр позволяет
отображать до восьми цветов
Для получения результирующих
значений пикселей значения каждой
битовой плоскости складываются.

•115
VlNa<MllUI<nl<H<>l\l.\l'l'lU II KIIII.IN'V.1*1<ПНЧ1НГ1ПН.НЛ(|

911

QIVH нмлмж iimhonjiiV a oiiiwwv.xI.xmi.mi itaiitres iidn 44'4 num 'hoxo.i
•mi помех j iil'ii 'HViXJH .uui\iI<x|mi ajjidl-oavhh en h.miiibi: iidn * । :j:g хнм
HXdlXWIH IJ0KU3BI. IIOXCIIII HONB1 .1 K.MUL'HBVrill 1.1ЖОК L1MIJH.1 ЭЖ 1111 K1OX

uklmbucm djrj ((]||) ЬЯ1 хеклинл 11 bj<m_iui. ki!iiii.>iiixIi.mmIii.ib(|

074 (I AG “Л*11 ‘ 1: 14 UBLHC1.M» jsiN Л1,:и
чкфя \(|-iiiihiv klt kjkuIikmXpilxmimi 'iixdixjnu iioflcuMli iuooui. '(I.ikihIh
-i’ll iujokiiou iioimXsvd iidn itxdoyNu цоипынц шикьxniivoiraxi ini iidn
-ОМЧН AirOpllBII «UBJIUOOV HIIUIOIKLXMIIXMI '.IMIKOdllKON К.1ЫЛГ11ЛИ1.М1 OJJCIi
Хкшпш •KiiiiiMioi'AdooiKMriiH шоо<к1ф|П1 uotfira oiu.Miinii'imo >uiiih>ii.m<jo
ыжок юь 'lUJoiiyo.MMi.i hoiinjXikxIii iiJiii'iirtM) i.iXyadi jr:jr:jr iiiuoijui. j ux
•duorai •odiii.htn'uj (Л‘Я 11 Л'М) hi.nhu.miI1 ii.)1iiinki*uiujoj yovxn luukxj
-ГЧЯ I OU K.llIlUOXIldll (Д) yinil<MKk*URLXM IIDIUJOXdK IINdiXiHII Jr дпижим CH
out 'ьмгнинп) oq.; uiuu мех лжхш ikhuxmieii ijuuxubi. iioim.miii
цингой J K.)i.>Knii.).ihiA.Mi exdixjFin Ki-xi'.i .it.xb iHMH>d(|iini ivoxinroii я \iiiln
mn-UULXM DLVNJOhlUUItodx It (NAIUJONilU Я 1Н1НВ1«1<х|>|111О.1Г11И IKMKI lOLTIIB
iinu(kI(|iiiho .uojjt’h idUvaVodtio iixdoyriu himioi.miii biol.m.,|> iwllin itriaod
-фин пншяэионкох.) .wxied x oiml'.uiimnl'Njii kjkiiiiik.nmud 'kiiiijiii.mIixmI
UNMHbMHl IMUX.IIIAU КОНГО .11110 В АЫ Kill К lixdoynn НОПО1ЛЯ11 UlOKHIfj

•ЛГ11Н KOnOL'Jllh II ВЫЯ11 KIII|.nHBU)Vddll KCl? KAblAVILOII Ml (1ф|111 Hint iioincd
-Iwl.MlWrtKJ K.lh '.MllhOl КЭНОПЯНЧу IlLMIll IIXII.lUO '.Mllixl .Mll’l-J HOU- II 1ЛИГ
-tiiUKoiiX XB)| Hoiiiieciiuieox Kibieflrii:eii kiiiiuho}.ixIoo.xIii Qjoaodi|)llli-aior
-ГНГ JAJll(xi|] 'NI/BNIIl IKXl.l.) Ill'll Bl.MIII 'HI.MIodA IIFIILLXlXHOX iUOllKKHL'OV.XllIO
КИН.М.ГШ: (iKMioL’oiiit огон и клывягиеяхее miaioxhh ннгжех 'o-iriin renin.»
НП11ОЮГВ11В К.Н.)ВН1ЧИ<к1ф|111О 'K.IMIRN.» 'НГ.Г.| 'Cd.MIBN.l IMOHIIIMKXllIi'IIL'BIHI.MI.l
irmioKou j iixii.Hii |1он<х11.1К1ПТ11к <_4;ам11<х1фипо iidn ill’ll hixI.mvun hoiiixI
•фин rilldto HOllMLT.ld IINK.NLI OBhXlTOII 'd.)KII(llll!ll 'NUN Н11Н.»Ж1Х||ХП Н ХГП1ОI
-oii’iic 3nihxI(|)H1io mln .MiiiohBiii: i.Mu.xhjoiidii ixuoyixLuX iu.mid biiiioXv |

<XIIIIBI.VOKA ОН .1Г1ННВП1Г 'tnill.ll.eiis *LU!UUC4li'OiUII IJVAO Ut.MlH КН1ПП1
-ardoondii bkkixI.iimIii *rnii0Mt:ii.iii ridoLNi!<|t iu<: KiiiieHOcixIgoadii Kini.iiiroii
-на jimkok en iu'.r.| riiiHiiiBK iioiiii!i..»n ridbiwixlini a.Txiu. в ’iix.iedN ti iubk
-Ao nm 'doKiidiicii 'ЯЛ1\'.) oiwjii.i it iiiiii.rrixlyoni олнтиннф iubihHI i'kIoi
-NB|iaFiiin.Mu.)V<Mn ii<xlii aiiioiiK KJ±<xisin.iiiiu< HiiiieuiHixIcioodii iidn 'kol'.Mi jj
joiinx! xekkixIkkIii xnnnxl u iiiiiiniinixloo.xlii xniigoroii ооизьем b'iixah.iii
-екпше икеыхвн iikfiiikkwLmxIii K.ibiKiii'oiiriH hoi.mli .Hinar.irnxl н .Milieu
-artdoo-xJii doxuiii.iei.AL'a.MU.MiiiiiHiixj $| (c j g n 17 9 jud) iin.hxIn и .мшит
irillHXl КАСТ roll.>11 'MAIV.) II Kir.l I'll OJOlOKIDI IHBI..III K.MAII KIHI.M'BdgOI.11 .INII
-O1.HI1I BMKIILXMIFIII 'llllll.ir.MII II<xlll.Xni KONAM.HIIBX.IK II K.MIlHKXAriL'OII.III 'nil
•llllll'K .IFHUBhOII AN,irOX.X»ll '(ltl'llulAl1liriJl .»N'.-liriH(lA‘ll(lAII-ll<XJAL4U) X| Д|\'/)
.miiuihkimbuoo en K.H.iKL'aL'nxI Kiiii.ixaxlyorii uiu.miii гл yriVNte)] *.мгв11(1Хж
я *пажвхэ 'Kiiii.iNnxl9oi:n шоннег kiiii.iv.mii:ii<xIiijoii ix'ilmii .1 ЯА1МЭ lonior
-ji'oijuii ojoiuafllixodnuh AK.H.MiJu Kiiii.ixnxlo<»ii iiijoiiixIa-xhIii 11 01
-oHinsixIiiaiL-uXciin KiuinimydniMdii io.r «ивг.)Г kaiiiVoxiuIii me nun \|AIW)
11 H9H iNUJiiediocxlii aiotioi.ioli гл 'doKiidueii 'ao.iXdi/ н uiu.Miixh.xKln <м
-ooouen uioiito сн топи *uBHomloo.xin KriKiiroxc/Mii каывяпп!моо1.м.*|1

'(.Mlll.iyoroil .M)II4LT*KII.)NUK H .Mlorilll.ir.u K.1IIIBII BII IUJOIIII.11IIFMBH (lol
•Ki'.ujd aliihoiiuua' 'iu.miii kiiiibhiiiiB.mxIii LN.M|x|M:«uei.To.>rinoL|1) iiKniiii.rtii
-rmi KONIIIIIL'J K.UIMKI.MK .1П111.111.ХМГИЯ II l!l.Hlll lir.lOM 'IxllM'llllOL'.U .Mlixlxi: Ull
MlnintoxjiiDdii uj.miii .1нпии,и.н!(1 и ("BNiiXuiu* KVK.iiMiriireii xiu) .мшажгог
-cxlii KAXMiiAiiKi 01c bj.ihIi oiiiiBiiin.eood|] ii.HiiimMl.'iiii ii.iMi(MA<liu<ii.'Anxl
U UAHH .MIIICHIIIiBJOdll NI!N *11Н1ЮЖ1Э1.М| XIINIU •U.BN'.XJCII riyuH. ‘(1IO1 Kl.t' Ю
•lAKii.ihiidii aoiaali .ninJhJ.ii() Kiu.iiiii KFiKaux.ijui x iiKriiniayiiryiidii .wr
-ogiicii 11 uiimruuiiv oion.wi.iuukikIx ojooxXil ndiXini k.miiuiIhkI'oxuii ’iikbi
-ши кдимкнлкее iiiioiuojlcowkj] .hik/mmi NiiaruvX jaYXo uioiiii iuiioj i. ’ы

twiino 4i ntvdQOio isxow
aodoiox eoionn Линанниох
XwoMXtfnmawvw юЛвгиэвкх»
'naoi/i хяиолид Ляоэьи1/ох «Xiiovd
•янаиэо и лоннаидотоп 'с оюиь
космеи уохдэкнфгсЬ в ндхнШоомн
'ОДОЮ X14001119 МОЭ1.И1/ОХ ГН
«ЗЮСОЯПОНХ) 'daiOIRUIVOX
iiHfrdgoio нagoх>иj aodoiox 'ooianH
ooiaahHi/ox aoHtlrwwX} > ?

1Ю1Эяп9бг/9611ги = -.1
BOiagti 91£ШЭ1

aoiauH 9Z58I-01 = г
soianti 9Egg9 = .?
riaeh HOI - »Z
BOiaan = .1
BoiMHgzi ,i
riaan 1-9 я ,z
паям г£ = ,г

Boiaongi -
ooiaons »,г
riaon v = 1
паян f

uotuMth wwMhiHHx
Для обеспечения оптимальных щитовых результатов важно удостове-
риться в том, что подключенный к используемой компьютерной системе
монитор RGB правильно откалиброван, то есть отображаемые на его экра-
не цвета максимально приближены к цветам. содержащимся и файле изо-
бражения. Для оптимальной настройки цвета лучше всего использовать
специализированное программное обеспечение и обращаться за помощью
к специалисту по цвету. Небольшим. по важным <|>акто|х»м. который все-
гда очень существенен для хорошей калпб|Х1Вки монитора. является гам-
ма. Этот показатель представляет собой число, использующееся для граду-
ировки яркости ижхбражеппя в соответствии с характеристиками формата
выдачи ял ового продукта. Когда гамма равна единице, числовые значения
цветов RGB, выдаваемые компьютером, берутся «как есть» для определе-
ния напряжений, использующихся встроенными в монитор цветовыми
пушками RGB при создании цвегд Если значение показателя гамма щм-
вышает единицу, числовые значения RGB масштабируются с помощью
этого значения прежде, чем будут применены к напряжениям, определяю-
щим излучаемые монитором цвета (рис. 15.2.5). Типовым значением, ис-
пользующимся для выдачи в (|юрмате видео, является 2,2.

Разрешение по времени

Разрешение по времени имеет отношение к ко.тишхтву отображаемых во
времени неподвижных изображений видеоряда. Временное разрешение поч-
ти всегда измеряется в количестве изображений. воспроизводимых за опре-
деленный период времени (как правило, за секунду). 1Ьображения в после-
довательности часто называются кадрами подобно шюледовательнентн
кадров на фотографической пленке. Расп|><ктране1шоп единицей измерения
разрешения по времени является количество кадров в секунду (fps).

Каждый выходной <|х>рмат обладает своим |заз|кчнгписм но времени. Пос-
ледовательности изображений на 35-мпллнметровон пленке имеют скорость
24 кадра в секунду (первые фильмы немого кино воспроизводились со ско|ю-
стъю 16 и 20 кадров в секунду). Временное разрешение мультимедийных про-
ектов может составлять от 8 до 60 кадров в секунду. в зависимости от приро
ды лайкой последовательности и iuipa.MCT|xiB воспроизведения компьютерной
системы. Для видео в формате NTSC скорость составляет 30 кадров в секун-
ду (или,точнее, 29,97). NTSC это сокра1ценнеот National Television Systems
Committee. Данный стандарт используется в США, Японии и большинстве
стран Латинской Америки. Пуристы-приверженцы RGB в шутку расшифро-
вывают эту абб]Х'виагуру как «Never the Same Color -, что можно приблизи-
тельно перевести как •'одни и тот же цвет никогда нс воспроизводится одина-
ков»». Форматы видео PAL н SECAM обладают одинаковым временным раз-
решением, составляющим 25 кадров в секунду. PAl.f Phase Alternation by Une.
iliii строка с изменяющейся фазой) iiciicviы*уегся в Гкушкобританпи. Австра-
лии. ряде стран Европы. Аши и Африки. SECAM iicna iKiycrca во Франции
и некоторых ен|юпейских н африканских ст ранах. I ^образование временно-
го разрешения между кшюлагтой и вида» NTSC выполняется посредством
стандартного процесса, называемого перезаписью 3/2. Этот процесс основы-
вается на том факте, что каждый кадр видео NTSC (’(сдается из двух чересст-
рочных полей (иолукалров). Одно ноле содержит все четные строки разверт-
ки в кал|Х'. а второе* иоле - все нечетные строки развс|ггки.

Процесс перезаписи 3/2 обеспечивает н|мхю|хси>ваннс нечетных кдщюв
пленки в два поля видео, а четных в три поля видео (рис. 15.2.6). I Ipcoopa-
эоваппе формата видео в киноформат производится ио обратной (|юрмуле.

ГАМАЛА 1,0

ГАМ/АА 1.4

ГАММА 1,8

ГА/ИЛЛА 2.2

15.2.5. Четыре ратных значения
показателя «гамма», примененные
к кадру сцены с рекой
из мультфильма Жи^т ы
Эти показатели используются
для калибровки различных устройств
с целью оптимизации
воспроизведения изображений
(> 2001 Dygra Films)
Сжатие изображения

КИНОЛЕНТА

ВИДЕО NTSC

ПЕРЕЗАПИСЬ 3/2

15 2 6 Процесс перезаписи 3/2.
использующийся для перевода
киноформатд в видеоформат,
преобразуег нечетные кадры
пленки и два поля видео.

а четные - а три поля видео

1[одноцветные н;юб|К1женпя высокой •кчкгмчм содержат так много информа-
ции. что зачастую бывает непрактично хранить. пс|К1'ылатъ нли wK’itpoiuno-
дить все биты, определяющие пространственное. хроматическое и цветовое
разрешение этих изображений. Методы сжатия изображений (или компрес-
сии) позволяют минимизировать размер файлов изображения, сохраняя при
этим максимально возможное качество. В наши дин сжатие изображений
приобретает особую важность вследствие больших объемов файлов. пересы-
лаемых по таким сетям общего пользования, как Интернет, частные сети с
высокой пропускной способностью или локальные корпоративные сети.

Существует много способов сжатия; нее они характерпзчпотся разными
уровнями эффективности п визуальной точности. Программы, использую-
щиеся лад выполнения компрессии и декомпрессии файлов изображений,
называются кодеками. Muonic нз них являются составной частью некото-
рых наиболее распространенных ф>рматов файлов. исполмуюшпхся лтя
движущихся изображений (JPEG. М PEG-2. М PEG-4 и QuickTime)..! неко-
торые способны сжимать н декомпрессировать информацию «палету».
Компрессия (сжатие) означает сокращение размера файла с тем. чтобы
уменьшить время его пересылки и объем памяти, необходимый для его хра-
нения. Декомпрессия это восстановление данных в формат, пригодный
для просмотра, с помощью стандартного программного обеспечения.

С точки зрения соответствия исходному файлу методы компрессии де-
лятся на методы с потерями и методы без потерь. Методы сжатия с потеря-
ми предусматривают отбрасывание некоторых данных изображения при вы-
полнении сжатия файла. При декомпрессии файла, сжатогос потерями (на-
пример файла JPEG), результат отличается от оригинала; обьсм расхожде-
ния будет зависеть от различных настроек. |хтулнрусмых пользователем. и
фильтров, использованных при сжатии. С другой стороны, методы сжатия
без потерь обеспечивают сохранность исходной информации при сжатии
файла. Однако, несмотря на их точность, некоторые методы декомпрессии
дают довольно объемные файлы. которые могут ненамного отличаться or
исходного <|ки"ыа. Это объясняется тем. ч го разные графические программы,
компьютеры и графические карты мот вычислять декомпрессию с плава-
ющей запятой способами, несколько отличающимися друг от друга.

15.3.	Форматы файлов изображений

и форматы изображения

Файлы. содержащие изображения, называются файлами изображений.
Программы формирования изображений мот сохранять изображения и
извлекать их из памяти в ряде форматов файлов. Некоторые из этих фор-
матов являются собственными («родными») с|юрматамн подобных про-
грамм. Это (хшачаст, что они могут быть восстановлены нз памяти только
топ программой, которая использовалась дтя их создания, и никакой
другой. Одним нз решений проблемы отсутствия совместимости между
собственными форматами файлов является сохранение визуальной ин-
формации в универсальных или переносимых форматах файлов изобра-
жений. Такими переносимыми форматами являются, например. PICT,
ТИТ. и QuickTime, которые описаны ниже.

В тех редких случаях, когда изображения нс мот быть сохранены в пере-
носимом ффмате, можно преобразовать один собственный ф>рмат файла в
другой (то есть в «родной» ф>рмат другой программы). Это альтернативное
решение проблемы песонмсс-ппкхтп называется конверсией формата фай-
ла и является стандартной функцией. реализованной во многих про! ixlmmilx
формирования изображения в (|м>р.мс пнструмс1ггов импорта и экспорта.
Эти иштрумепш нс|кчк>дя| файлы данных изображений нз одного • родно-
го» iliii универсального «|юрыата в другой и <к>ратно. В завшт1М<к'П1 «л нс
надазусмов утилиты конвертации полученные результаты могут си. ii.no раз-
личаться. I 1скоторыс конверсии выполняются почти безупречно. тогда как
другие редко дают желаемые результаты.11с сушсстиуст легких способов оп-
ределения того, как с|ккюгает та iliii иная программа коннсргании фйиов
каждую нужно испытать и оцепить. Все конвертации форматов <|к1Йл«ш упра-
вляются так называемыми фильтрами импорта и экспорта, которые предста-
пляют собой таблицы. дающие утилите конвертации «указания» в отноше-
нии того, как преобразовывать каждый или все элементы исходного файла,

Сутеп гвусг ряд «форматов как дтя неподвижных, так и для движущихся
1воб|к1жсшп1. Каждый из этих (|юрматов был |киработап для опрелслсп-
вых целей и. соответственно, лучше приспособлен лля выполнения специ-
фических задач. При этом всегда присутст вует компромисс между харак-
теристиками файла: например. <|юрмат <|кп"|.та. сохраняющий тончайшие
детали изображения, может при этом т|юбовагь большого объема памяти
для своего хранения (рис. 15.3.1). В каждодневной производственной ii|ki-
кгаке широко распространено обтедпненне изображений в разных «форма-
тах «файлов в единый документ. Кроме того. |ккирост ранено сохранение
изображений в нескольких форматах «файлов, так как изображение может
создаваться с помощью разных программ пли нс|кх'ылап>ся с одной ком-
пьютерной платтформы на другую ио сети (рис. 6.11.1).

Неподвижные изображения

Некоторыми нз наиболее распространенных переносимых форматов «фай-
лов, предназначенных для сохранения двумерной Ш1.«у;иыюй нн<|юрма-
И1П1 в шифровом виде, являются следующие: PICT, TIEF. EPS. TGA
Cincon. JPEG. BMP n GIF. Существует много других переносимых «|юрма-
тов файлов лля сохранения неподвижных изображений, однако их исчер-
пывающее перечисление нс входит в задачи данной книги. Помимо десят-
ковунш1С|)с,гты1ых<|х)рмагов«фа|'|лов. имеются многочисленные собствен-
ные «(юрматтж сч1ггывасмые |1сключ1гтелы1о теми программами, в которых
такие файлы были созданы. Помимо обеспечения сох|хшснпя отдельных
неподвижных изображений, такие «форматы «файлов позволяют сохранят),
серии неподвижных изображений. Большинство компьютерных анима-
ции. которые и итоге записываются на кино- нли видеоленгу. визуализи-
руются в виде серий неподвижных кадров, поскольку каждый из.хгих кад-
ров должен быть записан на ленту в определенной очередности. Серни
11ро||умс|юванных неподвижных «файлов широко ис)ис1ьзуются для сохра-
нения неподвижных кадров в последовательности компьютерной анима-
ции. Нумерация последовательных (файлов обычно iimikl'iiibctvh создаю-
щей их программой анимации автоматически. Одна нз условностей, при-
нятых при нумерации (файлов в последовательностях, состоит к том. что к
имени файла добавляется расширение, например Taiicil.0001 дтя первого
кадра. Тапсц.0010 для десятого кадра, и так далее.

Среди некоторых «факторов. опредсляюпшх «тсчичне одного «формата фта-
ло» иг другого. можно упомянуть их распространенность, схемы сжатия, спо-
Собностъсох|)анятъады|х1-ка11алы нли канаты глубины, л также обссисчивш-
цую ими глубину цвета. Сегодня большинство «|юрматов (|юйл(Ж игполвнж-

EPS 2460 кБ (формат ASCII
без просмотра)

TIFF 1857 кБ (16 бит на канал)

EPS 1240 кБ (двоичный форма)
с цветовым просмотром)

CIN 1228 хБ (10 бит на канал)
EPS 1220 кБ (двоичный формат
без просмотра)

TGA 1220 кБ (32 бита на пиксель)
BMP 966 кБ (8 бит на канал)

TGA 920 кБ (24 бита на пиксель)
TIFF 920 кБ (8 6m на канал)
PICT 560 хБ (32 бита на пиксел».)
JPEG 560 хБ (без сжатия)
TIFF 440 кБ <8 бит на канал,
сжатие L2W)

PICT 380 кБ (16 бит на канал)
JPEG 150 кБ (лучшее качество)
GIF 115 кБ (8 бит на пиксель)
JPEG 110 кБ (высокое качество)
JPEG 60 кБ (сред»»ее качество)
JPEG 40 кБ (низкое качество)

15.3.1. Эта таблица позволяет
сравнить объемы хранения,
необходимые для одного
и того же неподвижного
изображения (6*10 х 480 пикселей),
запиелнносо о разных форматах
с разным разрешением по цвету
к разным коэффициентом сжатия
Компактность форматов файла
повышается в напровленин
сверху вниз.

PvjPT.imTiiiE и.юьгажшня к выдлчл гсловок) пгоду кгл

119
% IPS-Adobe-3 О EPSF-3.0
%%TiUe: Sims-1.eps

% % BoundmgBox: 0 0 200 200
% % EndComments

200 200 scale
.001 setfinewidth

1.5 setmitcdimit

/quad {setgray newpath moveto
lineto lincto hncto doscparth
gsave grestore 0 setgray stroke}
def

04531 0.171604111 0054406423
0.1391 0.6648 0 2546 1 quad

0 6648 0 2546 0.6423 0.13910 6456
0 1343 0.6677 0.2502 0.865 quad
0.69970.5376 0 7810 0 5643 0 8535
09500 0 7641 0 8703 1 quad

0.7073 0 5358 0 7898 0 5622 07810
0 5643 0.6997 0 5376 1 quad
064560.1343 06423 0139104111
0.0544 0.4145 0.0500 1 quad

0.7392 0 3909 0 6664 0 41620.6398
0 2082 0 7161 0.1902 0.975 quad
0 596602084 0.6724 0.1909 0 7161
0.19020.6398 0 2082 1 quad
059660.2084 0 6398 0 2082 0 6664
0.4162 0 6240 0 4105 1 quad

06061 0 4571 0.6747 0 38310.6606
0.4622 0.5828 0 5444 1 quad

0.6747 0 3831 0.7774 0.46970.7777
0 5593 0 6606 0.4622 0.887 quad
0.78100.5643 0 7898 0 5622 0 8620
0 9474 0.8535 0 9500 1 quad

0.6985 0.6377 0 5828 0 5444 0 6606
0.4622 0 7777 0 5593 1 quad

0 6347 0 5379 0 5792 0 5772 0 3892
0.6422 0.4382 0.6031 0956 quad
0.438206031 0 4076 0531706053
0.47300.6347 0 5379 1 quad

0 4382 0.6031 0 3892 0.6422 0 3608
057460.4076 0 5317 1 quad
0.14470.3282 0 2239 0 2544 04006
0.51450 3501 0 6173 0831 quad
0 1447 0 3282 0.1380 0.33200.2179
0.25790.2239 0.2544 1 quad

0.3501 06173 0 3436 0 62040 1380
0 33200.1447 0 3282 1 quad
showpage

% % End Document

15.3.2. Распечатка программы EPS.
которая создала показанный вверху
чертеж «существа» (бопее подробно
оно описано в главе 12).

них изображений обеспечивает разнообразные параметры глубины цвета, ле-
жащие п диапазоне от 8 до 16 6irr на каждый кати цвета (KGB), iliii от 24 до
48 бит для всего файла в целом. l>aiicc6(Ut.iHiiiicTB0 юзтпх переносимых фор-
матов фай. юн обеспечивало сохранение цвета только с разрешением 8 бит на
каждый капал шита (RGB). Двумя примечательными ранними исключения-
ми нз этого прошита являлись форматы ТИТ (который) позволял сохранять
информацию в 8-битном н н 16-бнтном линейных режимах) н Ciiwon. сохра-
няющий цвет в 10-битном логарифмическом режиме. Более новый формат
OpcnEXR обеспечивает 16-битную логарифмическую глубину цвета.

Формат файлов TIFF (Tagged Image File Format или тегированный
формат файлов изображении) расп|юстраисн в ряде производственных
областей от прелпечапюй подготовки до анимации и особенно удобен,
когда визуализированное изображение нужно воспроизвести в печатной
публикации. У формата TIFF имеются версии с 8-бнтным п 16-битиым
разрешением па каждый канал, причем этот формат обеспечивает сохране-
ние детальных данных серой шкалы, что является решающим фактором
при генерировании высококачественных полутонов (сеток из точек раз-
личного размера), использующихся в полиграфии. Файлы TIFF, как пра-
вило, имеют большие размеры, поэтому в нескольких приложениях реали-
зованы опции сжатия. Расп|кк граненным методом сжатия является метод
LZW (метод Лемнсяа-Зива-Велча). разработанный в 1984 году и широко
используемый для изображении в форматах TIFF и GIF.

Формат файлов EPS (Encapsulated PostScript - упакованный формат
PostScript-файлов) также распространен в приложениях предпечапюй
подготовки; он может быть очень эффективен и удобен, когда нужны высо-
кокачественные каркасные рисунки и чертежи. (охраненная в этом <|юр.ма-
те информация всегда отображается с панлучшим разрешением, возмож-
ным для совместимых с форматом EPS периферийных устройств. посколь-
ку данный <|юрмат не зависит от типа устройств. то есть является аппарат-
но-независимым форматом. Файлы EPS обычно требуют значительного
объема памяти для своего хранения и пересылки. Они почти идентичны
файлам <|юрмата PostScript за исключением иш|юрмащт заголовка, кото-
рая содержится в начале файлов EPS. Информация заголовка автоматиче-
ски создастся программным приложением, которое генерирует файл EPS, и
включает данные, необходимые для импорта этого файла в другое про-
граммиос приложение, а также для его корректной выдачи (рис. 15.32).

Несжатый формат файлов Cineon широко используется в производстве
кинофильмов и визуальных эф<|кчаоп для хранения изображений, отска-
нированных с кинопленки. Этот формат был разработан компанией
Eastman Kodak для дохвата нюансов п динамических диапазонов изображе-
ний, записанных в оригинале ни кинопленку, и обычно дает 10-битовую
глубин}' цвета для каждого канала RGB. Кроме того, формат Cineon обес-
печивает утшкалыюе цвегомх* ii|xkt]xiii<tik», которое превосходно воссоз-
дает тончайшие изменения плотности. существующие па оригинальном не-
гативе пленки, являющемся предпочтительным источником дтя оцифров-
ки. Формат файлов DPX якчястся версией <|юрмата Cineon. обладающей до-
iiiLiiiim-.ibiioit возможностью сохранения метаданных в заголовках файлов.

Формат файлов JPEG (Joint Photographic Experts Group, то есть, формат,
разработанный Объединенной группой экспертов ио машштой (Выработке
фотографических изображений) является одним из наиболее популярных
||юрматов файлов с глубиной цвета 8 бит па канал, ixtccnriiinaioiiiHX сжатие
изображеиия. Эго удобно, когда нужно заархивировать iliii iiqxv.itm.noa’ni
большие объемы данных. JPEG работает по принципу 1мисадрошиоудаления
избыточных данных или таких данных, удаление которых практически неза-
метно дтя человеческого глаза. Одним из основных преимуществ <|юрмата
JPEG является то. что он обеспечивает большую скорость компрессии и де-
компрессии. а также громадную экономию размера файлов (рис. 1533).

Формат файлов JPEG использует технику сжатия с потерями, посколь-
ку он отб|к1сываст часть информации изображения при сжатии файла. По
агон причине настройки сжатия JPEG нужно выбирать очень вниматель-
но, с учетом того, что повышение коэффициента сжатия приводит к пони-
жению качества изображения. II наоборот. Следует обязательно cox|kuiiiti>
копию исходного, несжатого файла па случай, если Настройки, использо-
ванные для сжатия, оказались слишком значительными, и изображение
перестало щючнтываться. Более новой перепей данного формата является
JPEG 2000. использующий «коротковолновое» сжатие (wavelet compres-
sion) вместо дискретного косинусного преобразования (DCT). Средн не-
скольких улучшений. |М‘Ж1пзовапных в формате JPEG 2000. следует отме-
тить отсутствие артефактов блоков изображения размером 8x8 пикселей
(-блочные искажения») и ве|х?ию Motion JPEG.

Формат (|к1Йлов GIF (Graphic Interchange Format - формат графиче-
ского обмена) широко используется для сжатия и хранения изображений,
рассылаемых по Интернету. он был разработан для он-лайновой информа-
ционной службы CompuServe. Этот <|юрмагт также достаточно компактен
для обеспечения отсылки и скачивания неподвижных изображений по
хтекгропной почте, использования для «досок объявлений» в Интернете и
для он-лайновых услуг. Формат GIFоснован на стандарте пндсксп|юван-
иол» цвета с глубиной or 1 бита до 8 бит для трех скомбинированных кана-
лов RGB. 'по вместе даст максимум 256 цветов. Эт и цвета можно выбирать
кз специализированной таблицы соответствия цветов. однако в некоторых
случаях к файлам GIF автоматически применяются цвета системной цве-
товой палитры. Кроме того, формат GIF использует метод сжатия без по-
терь, который требует применения чтили гы декомпрессии прежде, чем
файл можно будет iiocii|x>H3BCcth там. куда он был отправлен.

Формат файлов PICT (от слова picture картинка) является гибким ||юр-
малом. используемым программами рисования и (|юто-рстуш11|юваппя.
PICT обеспечивает хорошее качество изображения при сравнительно не
больших размерах файлов. Формат PICT исподмустся потому, что фаГЬты
этого формата обладают компактными размерами и совместимы с разными
компьютерными платформами. Формат BMP еще один стандартный <|юр-
мвтрастровых файлов с 8-разрядиой глубиной на каждый канал инета: В.\1 Р
используется и среде Windows. Формат PICS также обязан своим названи-
ем слову pictures и удобен, когда для анимации нужна серия изображений.
Файл PICS состоит из нескольких (файлов PICT, сохраненных вместе.

Формат TGA очень распространен в программах для видео, так как со-
храняет файлы с разрешением 8 бит на каждый канал щита, что очень удоб-
но для переноса щ|ф|юпых данных в видеосрсду. TGA это сокращение от
TARGA, названия семейства графических плат, разработанных в начале
ISSO-x н явившихся пионерами обеспечения микрокомпьютеров вндсо-
входамн и видео-выходами. Формат TGA более не является доминирую-
щим. как это было ранее, но все еще используется достаточно широко.

Формат <|к1йлов OpenEXR. вначале отработанный как собственный
<|юрмэт в компании Industrial Light & Magic, был выпущен в 2003 году в ка-
честве открытого <|юрмата. OpenEXR был разработай для совсршснствова-
нпя симулирования реакции негатива пленки на изменения в экспозиции и
обеспечивает более высокий динамический диапазон и точность цвета, чем

БЕЗ СЖАТИЯ JPEG. 556 КБ

МАКСИМАЛЬНОЕ КАЧЕСТВО, Ы9 КЬ

ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО. 105 КБ

СРЕДНЕЕ КАЧЕСТВО. 61 КБ

НИЗКОЕ КАЧЕСТВО. 39 КБ

15 3.3. Опции сжатия JPEG
обеспечивают получение сильно
отличающихся размеров файлов
Низкий коэффициент сжатия даст
более высокое качество
изображения Ухудшение качества
изображения и появление дефекта
пикселизации (видимых блоков
пикселей) являются результатом
максимального сжатия и хорошо
видны на увеличенном фрагменте
изображения внизу
15.3.4, Компьютерная анимация,
сохраненная в формате QuickTime,
снабжена кон г роллером
воспроизведения, находящимся
в нижней части окна.

UH

I____________

а з тв. видео

1.7Л1

16 9 ТВЧ. ВИДЕО

15 3 5. Форматы изображения
(ширина и высота).

распространенные в видео

(выше) и кино (на противоположной
странице), показаны для наглядности
с фиксированной высотой, равной
единице Относительные размеры
здесь нс воспроизведены

•122

существующие 8-битиые и 10-бнтныс форматы. OpenEXR основан на
16-бигоом логарифмическом цветовом пространстве (обработка с плаваю-
щей запятой) и может использоваться в несжатом виде или с несколькими
опциями сжатия изображения без потерь, которые мотуг обеспечить соот-
ношение сжатия 2.1 (без потерь) на изображениях с зернистостью пленки.

Последовательности движущихся изображений

Одними нз нанбола- ]>аспроггра11ен11ых форматов файлов, использующих-
ся .ня сохранения последовательностей двумерных изображений в незави-
симом формате, являются следующие <|юрматы: QuickTime, QuickTime
VR, MPEG, AVI. Window's Malia. OMF и ЛАЕ Эти (|юрматы файлов широ-
ко используются при воспронзвсденнп анимационной шкледоватслыккти
непосредственно быстродействующего периферийного хранилища ком-
пьютера (как это бывает во многих ппте|кисгнвных проектах) или но ком-
пьютерным сетям. Однако шклсдовагсльностм или изображения. которые
нс воспроизводятся непосредственно на компьютерном мониторе (особен-
но те, которые предназначены дтя записи на кино- нли видеоленту), как
правило, сохраняются в одном из тех же <|юрматов. что используются для
сохранения неподвижных изображений в основном в <|юрматах TIFF и
TGA В подобных случаях каждому отдельному кадру шк-дедователыкк-ш
присваивается номер, отражающий его место в последователыкюти.

Формат <|iaii.iOB Quick Time обеспечивает сохранение как визуальных,
так и звуковых данных на одной или нескольких дорожках В большинст-
ве случаен файл в <|и»рм;пе QuickTime отображается в окне, содержащем
контроллер воспроизведения, подобный тем, которые имеются па видео-
плейерах (рис. 15.3.4). QuickTime гибкий формат, обеспечивающий со-
хранение файлов компьютерной анимации с разным пространственным
разрешением и с разными размерами окна, например, от небольших
(160 х 120 пикселей) до полноэкранных (640 х 480 пикселей). Кроме того,
QuickTime позволяет воспроизводить файлы с разным разрешением но
времени, например. К) кадров в секунду пли 30 кадров в секунду.

Формат Quic kTime предлагает ряд опций сжатия для видео- и анимацион-
ных изображений. Как и в других форматах со сжатием файлов качество и
ж|х|кчапв11<ють файлов QuickTime основывайся на соопюшсшП1 между ко-
эффициентом сжатия, скоростью воспроизведения и точностью передачи
1сшб|Х1Жснпя. Формат QuickTime обеспечивает несколько опций сжатия.
Одна из них была разработана cnciuubuiio лля сжатия компьютерной анима-
ции; другая, основанная на метоле сжатия Мы ion JPEG, предназначена для
сжатия <|ютоп>аф||чсских изображений. Некоторые различия между этими
способами сжатия состоят в количестве времени, необходимом для компрес-
сии и декомпрессии изображения. При использовании некоторых опций ско-
рость сжатия высока, и пользователям не приходится долго дожидаться ре-
зультатов: однако к<хм|м|>нцнсит сжатия при этом низкий. Другое опции
обеспечивают хо|хнний k<kn|n|>iiiihciit сжатия, дающий существенное сокра-
щение обы*ма <|>айла. но при этом сжатие происходит медленно. QuickTime
поддерживает потоковое видео н FireWire (стандарт IЕЕЕ 1.394) цнф|ювон
последовательный интерфейс вида», |Kicii|XH-ijxiin-iiiihiii;na загрузки видео в
компьклх-рную систему и выдачи из псе QuickTime также обеспечивает вы-
борку звука с разными частотами от 8 до 48 кГц и совместим с популяр-
ным звуковым цифровым интер<|к-йсом музыкальных инструментов MIDI

<1>ор.маг <|к1Йлов QuickTime VR также известный как QTVR. обеспечи-
вает создание панорамных видов реальных и виртуальных сцен. Это вылолия-

Р.АЗГЕ1111.1 II IE 113ОЫ\ЖЕ1 И1Я 11 ВЫДАЧА IОI < HW )Г< >1114>ДУК1 X
ется путем «сборки» нескольких неподвижных изображений или снимков ок-
ружающей среды, которые были сд еланы при повороте вокруг одной и той же
точки вращения. Неподвижные изображения «сшиваются* в единое панорам-
ное изображение, представляющее собой цилиндрический вил с данной точки
вращения. 11осле того, как файл QTV R был собран, зри таль может смотреть в
любом нанранленин и выполнять наезд и огы-зл (увеличение и уменьшение).

Формат файлов MPEG представляет собой еще один широко распростра-
ненный формат сжатых движущихся изображений, включая видео и анима-
цию. Этот формат был разработал Экспертной группой по кннсматографин
(Motion Pictures Experts Group), являющейся филиалом Международной
opraiiiixHiini по стандартизации (ISO). Сжатие данных в формате MPEG
основано на удалении одинаковых и похожих данных, присутствующих не
только внутри одного кадра, по и в разных кадрах. Такой метод сжатия с по-
терями может дать впечатляющую экономию размеров файла, обеспечивая
при этом вполне приличное качество для большинства применений. Файлы
MPEG могут воспроизводиться только с помощью программ-утнл1гт, назы-
ваемых программами просмотра MPEG (MPEG-vicwers). которые обычно
обеспечивают применение ряда приемов сглаживания, позволяющих повы-
сить качество финального изображения. Формат MPEG-1 был |шработан
дтя сохранения движущихся изображений на видсо-CD и других типов сжа-
тия видео для низкой пропускной способности. Он обеспечивает разреше-
ние 352 х 240 пикселей при 30 кадрах в секунду, что примерно соответству-
ет качеству видеоленты VI IS. Кстати, формат MP3, использующийся дтя
записи музыки, является исключительно звуковым подвидом формата
MPEG-I: MP3 является сокращением от MPEG-I Layer (слой) III.
MPEG-2 стандарт более высокого качества для сжатия высокоскоростного
звука и видео, введенный в 1995 гаду. Он обеспечивает разрешение 704 х 480
пикселей при 30 кадрах в секунду. что примерно вдвое превышает разреше-
ние видеоленты. М PEG-2 требует специальных аппаратных средств для вос-
пропзведення; он стал стандартом сжатия цифровых дисков DVD. MPEG-4.
более новый стандарт, выпущенный в 2000 году, обеспечивает дополнитель-
ные возможности. Помимо улучшенных характеристик видео и звука
MPEG-4 имеет |К1С1Пирсння для кодирования трехмерных полигональных
сеток, а также ,гпя определения и анимации синтетических лиц и тел.

Фортьтг файлов AVI (Audio Video Interleaved перемежающиеся ау-
дио- и видеоданные) был внедрен компанией Microsoft в 1992 голу в каче-
стве базового цифрового т|юрмата движущихся изображений. В отличие от
(|юрмата QuickTime AVI не является межплатформным форматом, однако
файлы AVI обычно можно конвертировать и воспроизводить с помощью
плейера QuickTime. Windows Media является более современным форма-
том разработки Microsoft, использующим ж|и|юктивное сжатие для пото-
ковой передачи материалов с высоким пиксельным разрешением.

Формат файлов Flash или SWI-'был разработан компанией Macromedia
для графики и анимации. Flash-файлы обычно более компактны, чем фай-
лы GIF и JPEG, так как могут использовать векторную нш|юрмац|1Ю вме-
сто растров. Кроме того. Flash обеспечивает возможности интерактивно-
сти и распространен к он-лайновых применениях - таких, как Интернет.

Два стандарта, широко применяющихся в постиродакшн для обмена ме-
дийными данными между (хинымп приложениями и платформами, -
OMF ЛАЕ Формат файлов OMF (Open Media Framework открытая ме-
дийная структура) обеспечивает 8 бит цвета на канал и разные уровни
сжатия с потерями. Он поддерживает видео, встроенный звук, эффекты и
листы монтажных решений (EDL). OMF иснолмустся почти исключи-

2.5 X 2.5 ДЮЙМА ДИАПО ЗИТОЕМАЯ ПЛЕНКА

1.25 t

ПЛЕНКА 4 X 5 Я X 10 ДЮЙМОВ

1 B1

It ММ. 35 ММ. ПОЛНОТ КАДРОВОЕ ОКНО

1.37 1

1‘. ММ СТАНДАШНОГ кадровое ОКНО

13:1

УГЛАУвЮИ <8 ПЕРФ ). 35 ММ СЛАЙД

1.66 1 Uo 2.» 1)

СУПЕР-16. 35 ММ AMAMW-SOTHlAt

1.85-1

>5 ММ ШИРОКОМРАННЫЙ

2.2 1

65 ММ (5 ПЕР» Л) ММ)



СИНЕМАСКОП. СУПЕР 35 ММ
15.3.6. Один и тог же форма:
изображения, 16:9. используется
для отображения сравнительных
размеров разных пиксельных
разрешений - от видео стандартной
четкости до цифрового файла 4К.

4-3 ЗАЩИЩЕН ВНУТРИ 16:9

15 3.7. Формат изображения 16:9
иногда «втискивается» о экран 4:3 для
показа кинофильмов на телевидении
стандартной четкости (вверху).

Материал может быть записан (то есть,
снят) с форматом нюбрзжения 16 9.
но с внутренней защитой» формата
4:3. предусматриваемой на случаи
возможного выпуска версии для
телевидения стандартной четкости

сельпо в технологических процессах нелинейною монтажа на базе систем
AVID. Открытый <|юр.мат развитого авторинга AAF (Advanced Authoring
Format) был разработан для процессов авторинга и постпродакшн. AAF
может встраивать различные типы контента и метаданных авторинга в
одни и тот же упаковщик при поддержке обратных ссылок на исходные
файлы. включая, в частности. файлы видео, аннмацнн, звуковые файлы и
файлы MIDI. Одним из наиболее существенных преимуществ формата
AAF является его способность описывать процесс, с помощью которого
материал в этом формате был создай из исходных оригиналов файлов.
MXF родственный <|юрм.п, использующийся для транспортировки кон-
тента в <|юрмате AAF между системами.

Форматы изображения

Форматы и:юбражеиия не являются составляющими «|юрматов (|>айлов: од-
нако н те. и другие являются частью процесса выдачи готового продукта и и
связи с .гтнм тесно взаимосвязаны. Форматы изображения определяют щю-
порцию между iiiiipiiiiOH и высотой облает изображения в конкретной с|х‘-
де(нли на конкретном носителе). Телевизионные экраны стандартной четко-
сти. например, имеют фикси|юванный <]м>рмат |ыображения 43 (4 единицы
ширины на 3 единицы высоты), тогда как видео высокой четкости имеет<|юр-
мат 16:9. Кинокамеры обеспечивают съемку в целом ряде с|юрматов изобра-
жения. включая <|юрмат 1.618:1. основанный на классическом золотом сече-
нии (I * и формат 1,66:1, использующийся для съемки анаморфопюй
версии (|м>|шата 235:1. Числовое значение форматов изображения может
быть выражено разными способами Как упоминалось выше, телевизионные
экраны обладают форматом изображашя 1:3. которое также может выра-
жаться. как 133:1. В последнем случае единица представляет собой фиксиро-
ванное значение высоты, тогда как ширина является переменным числом: :ла
(|юрма представления упрощает сравнение между форматами изображения,
принятыми в разных средах. Формат 4:3 используется потому, что по мне-
нию некоторых, он легко запоминается в связи с отсутствием десятичных
д]юбей. Кроме того, дополнительную путаницу вносит iot iJkikt. что <}юрмат
13.3:1 часто выражают, как 1:1,33 однако в данном ко|гп’кстс обе эти формы
ныражеиня формата означают одно и тоже. Па рис. 15.3.5 показаны некото-
рые наиболее расп]мхт|кшсииыг форматы и;юбрэжсш1я (с фиксн|>оваш1ой
высотой, равной 1). принятые для видео п кино.

Форматы изображения не следует путать с пиксельными форматами
Ьолынннство пикселей круглые или квадратные. но некоторые имеют
иную форму. Неквадратныс пиксели, представляющие собой высокие
ошт.1. широко распространены в цифровом видео NTSC, а их формат со-
ставляет 10:11. большинство программных пакетов автоматически ком-
пенсирует неквадратныс пиксели, посели коррекция нс выполняется,это
расхождение может повлиять иа формат изображения.

Формат 11Лю]К1Жснпя может выдаваться в целом ряде размеров точно
гак же. как один и тот же 35-милли.мсгровын <|юто1раф||чсский негатив
может быть использован для создания различных размеров отпечатков на
фотобумаге. При визуализации изображения для конкретной выходной
среды мы можем подбирать различные пиксельные разрешения <|м>рмата
изображения с учетом таких аспектов, как желаемое визуальное качество,
запланированная (|юрма нокжы, сроки п имеющийся бюджет. Визуализа-
ция закопченных изображений в <|юрмате 16:9 (1.77:1). например, может
выполняться с пиксельными разрешениями 4096 х 2304 пикселей.

121

РАЗРЕПИIПИ- II3OI.I'V/KI.I II01 11 ВЫДАЧ \ I ОТ<•!’.(>ГО 1114 >ДУ1СГА
20-18 x 1152. 1920 x 1080. 1280 x 720 пли GIO x 360 (рис. 15.3.6). Следует
учитывать. что существуют небольшие различия в подсчете (|и>рмата изо-
брожения и пикселей между разными программными пакетами, региона-
ми мира, а также входными и выходными уст|юйствамн. Например, <|юр-
мат изображения, снятого видеокамерой NTSC стандартной четкости, не
является идентичным <|юрмату изображения, выводимого на телевизион-
ный экран: несколько пикселей не отображаются. cho объясняется неболь-
шими различиями форматов изображений, принятых для видео NTSC
1333:1 н 1327:1. Это несоответствие между записанным и отображенным
на экране пли спроецированным форматом изображения является общей
особенностью всех сред выдачи гигового изображения, включая кино.

При необходимости преобразования форматов выдачи обычно подвергн-
ется воздействию и <|юрмат изображения. Например, если материал запи-
сан в <|юрмап* 16:9 (который является «родным* (|юрматом изображения
камер высокой четкости), обычно имеются дна способа ей» отображения с
помощью средств с <|юрматом 4:3 таких, как телевидение стандартной
четкости. Первый метод предусматривает обрезку краев 1кях5|>ажспия 16:9
для его преобразования в байт узкий <|юрмат 1:3 при условии, что запись
материала производилась с «зашитой» для создания варианта с <|юр.матом
V3 (иными словами, большая часть действия происходила в центре кадра).
Второй метод-»letterbox» (или сужение) состоит во вписывании ширины
материала 16:9 в ширину формата 4:3. Последний вариант даст уменьшен-
ное изображение с двумя пустыми черными зонами над и под изображени-
ем, однмко его преимуществом является сохранение исходной композиции
к отображение движений камеры в их оригинальной форме (рис. 15.3.7).

15.4.	Выдача на бумаге

Существует множество разнообразных технологий печати, использующих-
ся для оихбражения циф|ювых изображений на бумаге. К ним относятся
электростатика. термическая возгонка красителя. струйная печать и перье-
вые Г|ки|и>п<к-т]хн1тел11. Каждая их этих технологий печати обладает силь-
ными и слабыми сторонами в части разрешения, размера бумаги
(рис. 15.4.1). х|юматпческого днапаюпа. стабильности красителя и стоимо-
сти Программное обеспечение, необходимое лля управления конкретным
типом принтера, называется драйвером принтера. «Подготовка» к печати
изображения, пересылаемого с компьютера на печатающее устройство, час-
то называется риппингом (и|и>изводноеот RIP или raster image processing
(х'цхюотьа растровых нзоброжс!шГ|). Качества печатающих устройств зача-
стую определяются качеством их процессоров растровых изображений.

Метрические размеры бумаги ISO

Ралмер	3LW	dxwi.WM
АО	841 х 1,189	(33.11x46 81)
А1	594x841	(23.39x33 11)
А2	420x594	(16.54x23.39)
АЗ	297x420	(11.69x16.54)
А4	210x297	(8.27x11.69)
А5	148x210	(5 83x8.27)
Аб	105x148	(4.13x5.83)
Л7	74x105	(2.91x4 13)
АЗ	52x74	(2.05x2 91)
А9	37x52	(1 46x2.05)
АЮ	26x37	(102x146)

Американские размеры бумаги ANSI

Рамер	.«.и	гЬоймм
А	8-5x11	(2159 x 279.4)
В	11x17	(279 4x431.8)
С	17x22	(431.8x558 8)
D	24 х 36	(609.6x914.4)
Е	36x48	(914.4x1219.2)

Архитектурные размеры

Pa.iurp	U.U	<)юйиы
А	9x12	(228.6 x 304 8)
В	12x18	(304.8x457.2)
С	18x24	(457.2x609.6)
D	24x36	(609 6x914 4)
Е	36x48	(914 4x1219.2)

Рис 15.4.1 Международные
стандартные размеры бумаги,
использующиеся для задания
размера картинки, выиодимои
с компьютера на бумагу.

Электростатическая печать

Технология :1.1ск1|хкт,гп1ч<х кой печати является наиболее распространен-
ным методом создания черно-белых отпечатков со средним разрешением:
однако она используется п для создания цветных отпе’штков, Электроста-
тическая технология широко известна под названием «лазерная печать» и
способна обеспечивать разрешения от 300 до 1000 точек па дюйм и выше.
Процесс выдачи изображения в этой технологии. как правило, представля-
ет собой рисование изображения лазерным лучом (посредством электриче-
ских зарядов) на вращающемся металлическом барабане, который, в свою
очередь, передает заряды на лист бумаги. Электростатическая энергия на
бумаге притягивает мелкую пудру или тонер, благодаря чему изобра-
15.5.1. Детальный вид лазерного
устройства записи на фотопленку
(<> Arnold + Richter).

15.5 2. Сравнительные

раилеры основных киноформатов
изображения (вверху

и на противоположной странице)

женпе создастся прямо на поверхности бумаги. Затем выполняется тепло-
вое плавление тонера на бумаге. Многие лазерные принтеры могут печатать
файлы PostScript, а это еще бо папе повышает качество нх выходного про-
дукта (к-обеппо чертежей. Электростатическая печать представляет собой
недорогой метод создания пробных отпечатков на бумаге и термостойком
ацетате с размс^ми от конверта (8.5 х 11 дюймов пли 21.G х 28 см) до по-
ловинного (таблоидного) <|юрмата (1! х 17 дюймов или 28 х432 см).

Струйная печать

Принтеры струйной печати (забегают по принципу миниатюрных аэрогра-
фов, которые (пспыляют крохотные кати жидкого красителя на лист нлн ру-
лон бумаги. Форсунки, через которые распыляется щкиитоль. столь маты. что
большинство используемых в струйных принтерах красок основаны па ис-
пользовании раеппельных к]М(1пелгн. имеющих очень маленькие молекулы.

Малые размеры молекул красителя позволяют ему проходить сквозь ми-
ниатюрные форсунки принтеров струйной печати. Однако еще одной осо-
бенностью растительных красителей является то. что они, в отличие от ми-
неральных, являются в своем большинстве нестойкими красителями ины-
ми словами, они быстро выцветают при воздействии нанихулы|>афшглсго-
вых лучей, содержащихся в солнечном свете. Из-за этого отпечатки, выпол-
ненные с|х'лствамн струйной печати, являются нестабильными. -*а исключе-
нием случаев, когда нх покрывают специальным прозрачным веществом,
выполняющим роль фильтра ультрафиолетового пх1учення (так называе-
мое УФ-покрытие). Использование стойких красителей на бескислотной
бумаге <• УФ-иокрыгпем является лучшим способом создания цифровых
отпечатков архивного качества. 11реимущсхтвом струйной печати является
превосходное качество воспроизведения цвета п об|»а:1а. а также широкий
выбор |мзмеров и типов бумаги. Струйная печать требует нг|м'д выполнени-
ем печати преобразования <|кгйлов RGB в цветовой <|юр.мат CMYK. Боль-
шинство струйных при1гтеров распыляет красители CMYK (голубой-сирс-
нсвый-жслтый-черный) или CMY (пшубой-С11рспевый-желтый) на бумаг)'
одновременно каждый цвет сквозь свою <|юрсупку. ('рели всех технологий
печати па бумаге, не включающих фотографических процессов, струйная
печать и термическая возгонка красителя являются уникальными с точки
зрения их высокого качества воспроизведения цвета и образа.

Печать с термической возгонкой красителя

Термическая возгонка красителя представляет собой технологию цветной
печат и, в которой псполыгукпся очень высокие температуры. обеспечиваю-
щие возгонку красителей. находящихся на рулоне ацетата, на лист бумаги
Возгонка производится над матери.памп, обладающими физическим свойст-
вом пс|м*хол1Л1> при пшрсвс из твердого состояния непосредственно в газооб-
разное, минуя жидкую фазу, Возгоняемые красители попадают в гаиюбраз-
пом с<к-гоянни па бумагу и создают на ней неравномерный, по тонкий рису-
нок. Этот рисунок напоминает (|юр.му н узор зерна в фотографических
эмулм’иях. По этой причине, а также из-за перламутровой поверхности при-
меняемой в этой технологии бумаги, созданные возгонкой красителя отпе-
чатки напоминакптрадиционные({япоотнечатки на бумаге. IЦминомерный
рисунок, создаваемый возгоняемыми к|хкителя.ми. нопалаю1Ш1МИ и газооб-
разном состоянии на бумагу, шито сглаживает |хчулярно('ть ипмьчатой сет-
ки. обсспс'шваинцей подачу тепла для <|м>рми|х>1кшпя iсоображения. Такси-

|’А:<Г1111ГЛИ1. И.ЗОШ’ЛЖГ'НПЯ и выдача i елового и году к i \
сглаживание позволяет повысить
зрительное разрешение принтеров с
термической возгонкой красителей,
которое обычно составляет около
300 точек па дюйм (по ныгля.'иггбо-
лее детальным). Кроме того. прин-
теры с термической возгонкой кра-
сителей обеспечивают высокую ста-
бильность красителей и превос-
ходный цветовой диапазон, однако
их стоимость все еще выше, чем
стоимость других средств печати,
а максимальный размер бумаги
редки превышает II х 14 дюймов

Формат цифровой	Частот*  wigpw	P*>{MI*HGC7b	Коэффициент	Поток	Ширин*  *гнты
выгамм wmwmum (//DJ м	4:2:2	10.86*’	Бе> мшпрессми	995 Мбит/cw	19 ми
НОСАМ <$Я	42:2	106.П	2.7.1. МРЕС-4	440 Мбит/cw	1/2 доймл
НО 05	42.2	106и1	4 -1.DCT	235 M6.it/cw	1/2 ДОЙМ4
НОСАМ	1-1:1	8-6*<т	4:1. DCT	142 Мбит/cw	1/2 дюйма
DVCPRO I00/D-7	41:1-2.2	8-6*1	6.7.1	100 Мбтп/cw	1/4дсйм1
< iuaWitojrmMU* чгпнгх-пга  D1	4:2:2	8-6«i	Без «омгрессий	180 Мбит/cw	19 им
Digital BeUam	4:2:2	10-&Ч	2:1. ОСТ-лр<обриоеан»1е 90Мб>п,'сс«		1/2 лс«ма
IMX	4:2:2	8-Oi	3.3:1. MPEG-1	50 /ЛЛп/cw	1/2AC-U.1
D9	4 2:2	8-Oi	3.3:1. DV	50 M6*i/cw	1/2 ДСМ.М
DV (HTSQ'DVCAM	4:1:1	8-6и:	5 1.DV	25 М6и1/сес	1/4ДС4>ЛА>
D-VH5	4:2.0	8-6nt	MPEG-2	25 Мбиг/cw	1/2 делил
BeUuni SX	4.2.2	3-6и1	7.1, MPEG-2	18М6и’/се«	1/2 долча
DVD	4:2.0	8-6*1	MPEG-2	35-9Мбит/сек N А	

15.6.1 Некоторые и j наиболее
распространенных форматов записи

(28x35.6 см). Как правило, зга технология печати требует перед выполнени-
ем печати ирсоб|Х1зова1ШЯ <|кшлов RGB в цветовой формат CMYK.

Перьевые графопостроители

Перьевые г]>а(|х>1юстро1гтглм уже давно стали npc.ino’mnxyibiioii технологи-
ей выдачи чертежей, нс требующих затенения. Перьевые графопостроители
создают че|)тсж11 на бумаге с помощью одного или нескольких перьев. В от-
личие от друтх игр|и|и'рийных устройств, также выводящих кзображтчин-
иа бумагу. перьевые графопостроители иг создают изображение из точек.

Вместо этого перьевые г]кк|м»п<ктроите.ш создают чертгжн с помощью
сплошных линий. В результате четкость чертежей, создаваемых с помо-
щью перьевых графопостро1гтелсй, получается превосходной. Однако в
случае нжмфажений с непрерывными топами четкость создаваемых гра-
фо11<мтроителямн довольно ограниченна, поскольку затенение можно сн-
мул11|ювагь только с помощью различных вариантов штриховки. Перье-
вые граг|юпост|х>1ггел11 по-п|к*жнему распространены в таких областях,
как промышленный дизайн п архитектура, где требуются большие форма-
ты чертежей, например, 36 х 18 дюймов (или 91,4 х 122 см). Если требуют-
ся мсиыпне форматы, альтернативой перьевым гра<|юпост|ю1гтслям явля-

компоненгного (нс композитного)
видео, использующиеся
в производстве стандартной
и высокой четкости Несколько
примечаний: скорости записи
относятся только к видео

(не к звуку). Формат D6 пишет 1080т
при 995 Мб/сек и 1080/24 кадра
о сек при 796 Мб/сек. НОСАМ
выполняет предварительную
фильтрацию 1920 строк в 14-10
для минимизации высокочастотных
помех, без такой фильтрации
коэффициент сжатия составлял бы
около 7:1. D9 вначале назывался
Digital S. Частота выборки цвета
для DV PAL составляет 4:2:0.

ются электростатические принтеры высокого разрешения.

15.5.	Выдача на фотографических носителях

Нгч мотря на технологический прогресс и новейшие достижения в области
выдачи и итбражспий, фотографические средства но-ирежнему остаются
предпочтительными в случаях. когда требуется высочайшее качество извер-
жения н гибкие размеры. Устройства форми|юнання изоорженип. выдающие
эти изображения на фотографических носителях, имеют широкий спектр
применений. Некоторые из них используются для записи иснолнижиых изо-
бражений на диапозитивную пленку или фотобумагу, iltii .гтя записи высоко-
качественной анимации. лрсд||азпаче1Ш()й для проецирования в кшкгтеаграх.
Другие используются .гтя создания и сборки изображений на нысококонтра-
cnioii пленке для механического воспроизведения в полиграфии.

Устройства записи на фотографическую пленку

Устройства записи на <|млографмчсскую пленку используются для записи
компьютерных изображений как на <|ютоплеику. так и на бумагу. Устрой-

VUTAVISiON

ЛПТОЮ

«ММ
ОПТОЮ

МАХ

I’.VII'rillkllllKIl Uibl VKMIlUI II ВЫД VIA го И ИИ >!<• ПРОДУКТ А

•127
15.6.2. Симулированный
компьютером осциллограф
и дисплей всктороскопа с правильно
настроенными вертикальными
контрастными цветовыми полосами
(Диалоговое окно из Adobe
Premiere ’ печатается с разрешения
Adobe Systems Inc. Adobe и Adobe
Premiere являются торговыми
марками компании Adobe Systems
Inc нес филиалов
и зарегистрированы в некоторых
законодателе т пах).

aaf Advanced Authoring Format

.avi Audio Video Intedcaved

mpg Motion Pictures Experts Group

omf Open Media Framework

qt QuickTime

qtvr QuickTime VR

rm Real Media

swf Flash

15.7.1 Перечень некоторых
нз наиболее распространенных
форматов движущихся
изображений и принятые
для них расширения имен

ства записи на ||юго|рафнческу*> пленку первого поколения, как правило,
т-пользовалп для создания изображении на пленке черно-белый монитор
с фильтрами, однако более новые модели осуществляют пспосрелствсн-
пую запись на пленку с помощью лазерною луча (рис. 15.5.1). Высоко-
к тесные устройства записи на <|ютонленку обеспечивают превосходные
разрешение. х|юматичсскнй диапазон н точность изображения. Выдача на
(|кпо||леике почти всегда подразумевает пересылку изображений па уст-
ройство записи в цветовом формате RGB. Устройства записи неподвиж-
ных изображении на <|юто|глеику обеспечивают удобный способ гепери|ю-
вапия изображений на диапозитивной пли негативной пленке, причем
большинство из них поддерживает такие форматы пленки, как 35 мм. 1 х5
дюймов (10.1 х 12.7 см) п8х 10 дюймов (20.3x25.4 см). Устройства запи-
си на кинопленку также поддерживают ряд форматов от 16 мм до 35 мм.

Компьютерные фотонаборные устройства

Компьютерные фотонаборные устройства предетавлюят собой выходные
периферийные усцюйства с высоким разрешением, создающие черно-бе-
лые изображения.

Они являются предпочтительной вср|«|>срней для выдачи пленок. содер-
жащих цвеюдслспне CMYK или цветоделение заливки, необходимое для
механического шх-иропзведення. (Кстати. все репродукции трехмерных изо*
б|К1женпй в данной книге были иодверппты цветоделению и выданы с помо-
щи*» цифровых компьютерных фотонаборных устройств). Компьютерные
фотонаборные устройства получили свое название от фотографических на-
борных машин, которые использовались лля набора п|м?жлс, чем цифровые
технологии 11реоб|хсювалн эту сферу. Компьютерные ||ютонаборпые уст|Юй-
ства обеспечивают |1азре1псинс, превышающее 2500 точек на дюйм как для
чертежей, гак н для затененных изображений с полутоновым растром. Как
правили, для рисования |ыображення непосредственно па <|югочувствптель-
ной пленке или бумаге нспоямусгся лазерный луч; после этого пленка пли
бумага подвергаются проявке и фиксации с использованием химических рас-
творов. Бумага, используемая в большинстве компьютерных фотонаборных
устройств, обычно поставляется в рулонах разных |квмсров. обеспечиваю-
щих получение основных размеров бумаги, перечисленных на рис. 15.4.1.

15.6.	Выдача в форматах видео

Видеолента представляет собой основную среду для записи носледовитель-
ностей движущихся изображений. предназначенных для показа на гглеви-
знонпых приемниках; однако она не пользуется и для записи неподвижных
изображенnii. Выдача па видеоленту обычно П|юизводится в ряде (|юр.матов
видео, каждый из которых обладает своими пренмущеепгами и ограничени-
ями. Такое разнообразие порой осложняет задачу, которая в принципе ка-
жется простой. Небольшое количество используемых форматов остаются
аналоговыми, однако основной тенденцией развития являются цнф|юные
<|юрматы видео. Некоторые из первых включают такие <|м»рматы. как Hi-8
мм; VHS. Belacam и D3 I/2 дюйма; (J-matic3/4 дюйма и 1)2 (9 мм. В про-
(|к'сспона п.ном производстве сегодня господствуют. в основном, цифровые
компонентные ||м»р.магы. каждый нз которых обладает своим способом вы-
борки. квантизации и сжатия видеоинформация, а также разными скоростя-
ми записи (бит в секунду) и требованиями к шиеоленге. 11а рис. 15.6.1 пред-
ставлены гм новныс ха]Х1Ктсрнстнки цифровых <|юрмптов видеозаписи.

I’umiiEtiiir: 11;«1|>глжЕ11ИЯ и bi.i.ivh r«»iокон» продукт \
Двумя наиболее распространенными стандартами записи видеосигна-
лов стандартной четкости являются NTSC и PAL Сигнал NTSC исполь-
зуется в США. Японии и большинстве стран Латинской Америки. Сигнал
PAL используется в большинстве стран мира, включая большинство стран
Европы. Видео-стандарты NTSC пыли |ки|кгботаны в начале 1950-х, тогда
как PAL появился почти десятилетнем позже. Разрешение NTSC составля-
ет 525 строк ин(|юрм.тц1111. по отображается только 487 строк при частоте
30 кадров н секунду. Формат изоб|мжснпя в NTSC |швсн 4:3 (iliii 1,33:1).
Стандарт видео PAL обеспечивает отображение 576 строк (при разреше-
нии 625 строк) с частотой 25 кадров в секунду. Кроме того, PAL обладает
уникальной системой автоматической цветокоррекции. Как NTSC, так и
PAL используют чересстрочное изображение полей, но PAI. реализует его
с частотой 50 Гц, a NTSC - с частотой около 60 Гц.

Сигнал NTSC является композитным видеосигналом, сочетающим в се-
бе разные типы информации, включая яркость и цветность (насыщен-
ность и тон), а также информацию временной синхрош1зацнн (импульсы
строчной синхронизации, кадровый и строчный гасящие интервалы. сиг-
нал цветовой синхронизации и опорный уровень черного). В компонент-
ном видео яркостная и цветоразностная (ilth хроматическая) 1пк|юрма-
ппя сохраняется в виде отдельных составляющих, обычно обозначаемых,
как Y. R-Y и В-Y, пли Y (яркость) Рг и Р1» (оцнф|юванный цветоразност-
ный сигнал). Вилсосш нал RGB тоже относится к компонентному видео.

Одним из форматов цифрового видео, который распространен в неза-
висимых производствах и в качестве формата для студенческих демонст-
рационных роликов, является «|м>рмат mini-DV, почти идентичный своему
родному брату - формату DVCAM. Этот компонентный формат использу-
ет ленту шириной 1/4 дюйма дтя записи видео стандартной четкости как
для профессионального, так и для потребительского рынка, с разными ча-
стотами кадров, включая GOi, 504. ЗОр и 24р («i» чересстрочная разверт-
ка, «р» прогрессивная). DV П|м*лусыатр11васт коэффициент сжатия око-
ло 5:1 с использованием собственного алгоритма внутриполевоги сжатия
на базе дискретного косинусного преобразования I)( Т. Скорость записи и
(|юрмате DV составляет 25 мегабит в секунду. Сейчас появляются разно-
видности DVc псевдо-высокой четкостью.

Цифровой вилео<|юрмат высокой четкости (HI) iliii ТВЧ) предусматри-
вает большие размеры и большую ширину, чем «|юрмат ы стандартной четко-
сти PAL и NTSC. -Родной» (|х>рматизображения HD состаплясг 16:9, а его
разрешение - 1920 х 1080 активных пикселей почти вдвое выше разреше-
ния <|юрмитов телевидения стандартной четкости. Имеется несколько ос-
новных разновидностей формата зашши высокой четкости, каждая из кото-
рых обладает своим |шрешенпсм и частотой кад|юв: !080/24р (что означа-
ет 1080 активных строк п|юг|кхс|1Ш1ой нс чересстрочной развертки при
24 кадрах в секунду, а это аналогично частоте кадров, принятой в кино):
1080/604 (ЮЖ) активных строк чересстрочной развертки при 61) кадрах в се-
кунду) и 720р (720 строк прогрессивной развертки). Большинство камер
ТВЧ 24р обеспечивает захват с дискретизацией 12-бнт, выдачу с лнск|итн-
зацпей 10-бит н, иногда, запись с дискретизацией 8-бит (рис. 15.6.1). Нес-
колько усложняет дело то, что использующиеся для записи <|юрматы ТВЧ
при вешании дают слегка различающиеся значения разбиения, в зависи-
мости от страны и конкретной телевизионной сечи. При передаче сигнала в
квартиры обычно используется формат сжатия изображения MPEG-2.

Качество финального выходного видеосигнала в значительной мерс оп-
ределяется форматом видео, качеством видеолс1гты и оборудованием ви-

	
56К модем	56 кбит/сек
ISDN (Integrated Services Digital Network)	128кбит/сек
BRI (Basic Rate  Interface)	384 кбит/сек
A-DSL (Asynchronous Digital Signal Level)	от 384 кбит/сек до 1 544 Мбит/сек
T1	1.544 Мбит/сек
10-8ase Ethernet	10 Мбит/сек
100- Base Ethernet	100 Мбит/сек
ATM OC-3 (Asynchronous Transfer Mode)	155 Мбит/сек
ATM OC-5	622 Мбит/сек
HiPPI (High Performance Parafci Interface	До 100 Мбит/сек
FODI (Fiber  Data Distribution  Interface)	100 Мбит/сек
Grgaixt Ethernet	10ОО Мбит/сек (1 Гбит/сек)
Fiber Channel	1 Гбит/сек.

15 7.2 Теоретические скорости
в битах в секунду различных
стандартов компьютерных сетей,
некоторые из которых пока
находятся на экспериментальной
стадии. Зачастую
непроизводительные издержки
приводят к уменьшению реальной
пропускной способности в 5-10 раз
по сравнению с теоретической
скоростью передачи Сети BRI
популярны для видеоконференций.
HiPPI и fiber channel используются
для коротких соединений
компьютеров с устройствами
хранения данных. Сигнал сетей Т1
не подвержен влиянию расстояния,
тогда как на сетях OSL происходит
затухание данных - их скорость
зависит от расстояния между
сервером и компьютером.
Популярность FDDI снижается
I

15.8.1. IltinmirHtic - бронзовая
скульптура, созданная Бриком
Бисли, который использует
компьютер для разработки
и выполнения своих скульптур.
Вверху показана каркасная
визуализация, я середине - плоские
детали, которые предстоит вырезать
из металла, а законченная работа
представлена внизу.

(Фотография: Ли Фазерри
С разрешения Брюса Бисли)

дсозаииси. Кроме того. оно зависит от:хорошей сбалансированности и кор-
рекции цветов RGB, выполняемых до записи на видео, а также от калибров-
ки пока.тателя гамма. Как упоминалось ранее, хрома i ичсский диапазон цве-
товой модели RGB превышает диапазон среды видео, гак что изображения
в формате R( JB часто содержат цвета, находящиеся за пределами хромати-
ческого диапазона видео и создающие сильнейшие цветовые искажения
при их воспроизвсдспин на видео. Понтой причине до выдачи на видео изо-
бражений. созданных в <|юрматс RGB, их необходимо соответственно под-
готовить. Такая подготовка достигается путем процесса цветовой коррек-
ции. в ходе которого те цвета R( 1 В. которые лежат за пределами хроматиче-
ского диапазона видео, отсекаются (или удаляются) и заменяются наибо-
лее близкими к ним цветами из хроматического диапазона видео.

Еще одни технический момент, iiqiaiolivrii важную ролт» при записи компь-
ютерных изображении в <|юрмате видео, является калибровка показателя
гамма. Показатель гамма тын просто гамма обеспечивает максимальную
зрительную приближенность видеоизображения к оригинальной RGB-iih-
<|к>рмапии за счет компенсации потерь ин<|юрмацни между значениями на-
пряжения. пересылаемыми компьютером на монитор, а также количества све-
та. 11.тлуч:11‘мо1Х1мотшто|х>м (рис. 15.25). Другимиполезными iiiicrpyMcirniMii
для контратя качества видеосигнала являются вектороскоп и осциллмраф.

()ба ат и устройства неважно, настоящие или симулированные на компь-
ютере выдают графическое отображение видеосигнала. Эти графики поз-
воляют. в частности, удостовериться. что цвета понадают в «законные» пре-
делы. или что они равномерно распределены но цвептвому спектру, или что
переходы между цветовыми градациями являются плавными и равномерны-
ми (рис. 15.6.2), Мерцание (flickering) еще одна типичная проблема, возни-
кающая при записи созданных на компьютере изображений в пидеоформатс
NTSC. Мерцание жхшнкэст по нескольким причинам, но главным образом
из-за тою, что каждый кадр видео NTSC отображается в виде двух полукал-
ров. Один полукадр (поле) содержи т все четные строки в кадре*, а другой
все нечетные. Мони горы RGB, как правило. обладают нечсрссстрочной раз-
верткой. поэтому мерцание возникает. когда созданное на компьютере изо-
бражение содержит такие визуальные данные, как горизонтальные линии
пли текстуры высотой всего в один пиксель. Это п|мшсхолит потому. что та-
кая информация появляется только в одном из полей (полукадров) видео, л
в другом пег (использование методов устранения ступенчатого дефекта
antialiasing -позволяет существенно уменьшить эту проблему). Мерцание
также возникает. когда обычная видеокамера используется для заппсп с
RGB-мошпора. Эго п|м>1тсходит потому, что частота развертки (называемая
также частотой сканирования) большинства видов видеооборуловавия
NTSC составляет 60 Гц. тогда какболышше гво RGB-монпторовобычноиме-
ет более высокую частоту. Этот тин мерцания даст наклонную линию, кото-
рая непрерывно прокатывается по видеоэкрапу сверху вши.

При записи на видеоленту созданных па компьютере изображений сле-
дует принимать во внимание <|юрмаг изображения видео. Maio того, что
формат видеоизображения отличается от формата изображения ряда
RGB-мопп торов, при отображении компьютерной аннмацнн на телеви-
зионных видеомониторах срезаепя 20% изображения! (.Это объясняется
тем фактом, что в видеосигнале часть строк внизу .жрана используется .ня
передачи импульсов синхронизации). Простым приемом, позволяющим
избежать обрезки компьютерной аннмацнн, является се предварительный
просмотр на телевизионном мониторе и использование нолевых направля-
ющих (рамок). определяющих зоны сохранности действия (рнс. 7.2.2).

4.30

I»\3I4IIIFIII IE 11301*1'КЖТ.НПЯ II выдач М (in >ПОГО 1ПЧ>Д>ктд
15.7.	Выдача в цифровой среде

.'JiKi'iirTtMi.iiijii объем трехмерных компьютерных визуализаций в настоящее
время шхтавлястся и форматах, которые мтнут сразу нсиолкижаться в циф-
ровой среде, например, видеоиграх и мультимедийных презентациях. Про-
фессионалы н ряде внзуалыпах дисциплин все больше работают с трехмер-
ной компьютерной qxKpiiKoii в цифровой творческой среде. Такне традици-
онные сферы. как полиграфия, вещание и кино, используютт]>ехмерныство-
рения присущими им специфичными способами однако все они способны
|н)мс|||нинм'я ixIpa.ULMii. представленными в виде цифровой информации

Трехмерные изображения выдаются в цифровом среде, когда их нужно
выводить непосредственно на монитор RGB прямое компьюп-ра. Напри-
мер. это происходит, когда аниматор хочет просмотреть динамический
тест в виде шм-дедоватслыккти файлов в низком раз|мчиенин («анимаци-
онная книжка»), которая хранится на жестком диске. Другими примерами
является рпсп|хкт|кшснне tpexMcpiinix изображений и анимации па дис-
ках CD-ROM нли по компьютерным сетям.

Одной из основных задач при пс|к*дачс изображений в цифровом виде
является обеспечение их достаточной компактности дтя быггрой загрузки;
однако важным является и сохранение деталей изображения. Чтобы найти
золотую середину между скоростью и детальшхтыо, необходимо сделать
ряд тестов, позволяющих оценить детали изображения в сравнении со ско-
рое iwo загрузки и объемом нужной для хранения памяти. К примеру, мно-
гопользовательские он-лайновые игры именно по этим (тюб|х>жсш1ям нс
могут использовать изображения с 16-битным цветом на каждый каши
RGB. Качество изображения может быть великолепным гораздо лучше,
чем при стандартном 8-разрядном цвете, но скорость загрузки будет низ-
кой. Баланс между ско|юс<ью и детальностыо изменяется по мере возраста-
ния мощшхтн и сложности аппаратной части и снижения ее стоимости.

CD-ROM и DVD

Диски CD-ROM и DVD являются широко раенрк-грнениыми носителя-
ми. использующимися для хранения интерактивного контента, например,
игр, образовательных материков и игровых фильмов. Для этих носителей
используются многие из описанных в этой главе форматов, причем пред-
почтительными являются наиболее компактные форматы.

Говоря техническим языком, компакт-диск для записи данных, широко
известный как CD-ROM. представляет собой тип периферийной памяти,
однако сто можно определи т ь н как среду выдачи готового продукта в си-
лу его распространенности в качестве носителя визуальных проектов. Эти
носители необычайно удобны, так как задействуют оптическую техноло-
гию,тая записи больших объемов информации (па один диск может быть
записано около 6М МБ) в форматах, которые обеспечивают максималь-
ную надежность и стабильности Более того, время считывания или вре-
мя, необходимое компьютеру для отыскания и считывания ии(|юрмацин с
диска CD-ROM, является минимальным. благодаря используемой .тая
утоп» технологии считывания лазерным лучом.

Диски CD-ROM могут содержать любые типы информации. Например,
на один CD-ROM можно записать более 60 минут звука очень высокого ка-
чества с частотой выборки 44 кГц и |шрядностью 16 бит стерео, или 450 нзо-
бражений в (|юрмате RGB с 24-бнтиым цветом и разрешением 610 х 180 пи-
кселей. 11а тот же CD-ROM можно записать более 20 часов звука в низком

15.8.2. Готовая модель отливается
(с оригинального образца) в быстро
твердеющей уретановой смоле,
поддающейся механической
обработке, после чего дорабатывается
и раскрашивается. Более ранняя
стадия процесса изготовления
показана на рис. 15.1.1 (© 2002 Dan
Ptatl. Solid Image Arts, LLC).

Р.мич:н1К1П1Е i |.и жгажения it выдача ix • i < ни >г<»i пюдуктл

131
15.8 3 В процессе сгсреолитографии
обеспечивается затвердевание
жидкого полимера под действием
двух лазерных лучей, управляемых
компьютером.

15.8 4. (на противоположной
странице) На среднем изображении
показана стереолитографическая
модель диаметром 10 см.
созданная из разведенного водой
кукурузного крахмала, пропитанного
затем цнанакрилатной смолой
для придания твердости Внизу
представлено изображение
необработанной бронзовой
отливки, которая
выполнялась непосредственно
со стереолитографической
модели с использованием слегка
модифицированного варианта
традиционного процесса
выплавляемого модельного воска
материал стереолитографии и воск
распадаются примерно при
одинаковой температуре Маленькие
выступы были воздуховодами,
а основное отверстие, сквозь
которое в форму заливался металл,
можно видеть в нижнем левом углу
изображения. Законченная
бронзовая отливка показана
на верхнем изображении.

(с- 1999 Bathsheba Grossman).

разрешении с чагnyroii выборки 11 кГц и разрядшктью 8 бит стерео пли
265(10 монохромных изображений с разрешением 512 х.’й2 пикселей. На
один CD-ROM также умещается окати 70 минут видео в ({юрматс MPEG-1.

Оптические диски DVD (цнф|>оные многоцелевые диски) имеют тот же
|Х1ЛМер, что и диски CD-ROM. но большую емкость. Существует несколь-
ко версий дисков DVD дня лазеров красною диапазона. I (анрнмср. одно-
стп|Ю1Ший и однослойный DVD, называемый DVD-5. может содержать до
4.7 ГБ информации. Односторонний и двуслойный вариант. называемый
DVD-9. может содержать до 8.5 ГБ ннформац|ш. Видео-DVD пргдетапля-
ют собой вариант DVD. использующийся в качество носителя высококаче-
ственной вилеонш|и)рмац||н. например, художественных или анимацион-
ных фильмов. Диски DVD используют сжатие MPEG-2 с переменным по-
током (VBR), многоканальный звук н обеспечивают возможное!ь наложе-
ния субтитров. Некоторые форматы, предлагаемые для появляющихся
DVD с синим лазером. п|м‘лусматривают возможность записи видео высо-
кой четкости, а также возможность храпения более 25 ГБ данных на одно-
стороннем однослойном лиске.

Загрузка по сети и стриминг

11а заре развития Интернета попытка воспроизведения компьютерных ани-
маций по се; п в реальном времени была бы безрассудной авантюрой Одна-
ко современные достижения в сетевых технатотях позволили сделать та-
кой показ созданных на компьютс]х* изображений и анимации совершенно
обыденным яятеипс.м. //е/кдачл кгмшьютерных изображений по сетям
предназначена для разных нужд. и системные требования в каждом случае
обладают значительными различиями. Простым применением «раздачи- по
сети является проигрывание послсдоватсльностп анимационных изображе-
ний, иногда называемых цифровой анимационной «книжкой», с одного
к»миькл¥|К1 гстп непосредственно па мониторе другого компьютера. под-
ключенного к этой сети н обычно находящегося в том же помещении. Суще-
ствует две разных методики пересылки анимационных последовательно-
стей но сети: загрузка (пли скачивание) и стриминг (потоковая пересылка).

Загрузка (или скачивание) предусматривает копирование <|кшла посети
с cepi«‘|xi на другой компьютер перед гем. как этот файл будет носщюнзво-
дпться. Основным преимуществом загрузки является П|М-восходное качест-
во воспроизведения, поскольку <|«йл проигрывается локально. Другим пре-
имуществом является то. что файл можно сохранить для последующего ис-
пользования. Однако скачивание больших файлов по сетям. имеющим не-
высокую пропускную способшх-гь. бывает скучновато и требует значитель-
ного в|К‘менн. Стриминг предусматривает незамедлительное шкироизвеле*
ние <|к1Йла. I йггоковые <|>айлы воспроизводятся практически сразу по досгп-
жепип ими (по сети) локального компьютера. Г|юмалнос преимущество
стриминга состоит в том. что он позволят сразу п|юсмат|НИ1ать «|к1Йлы. то
есть не ждать, пока скачается весь <|юйл целиком. Пгдостателми является
неравномерное качество воспроизведения, что связано с такими факторами,
как пропускная способность сети и ее загрузка. а также то обстоятельство,
что потоковые (|к1Йлы не могут быть сохранены в компьютере для дальней-
шего использования. Стандарты для стриминга трехмерных данных по се-
тям пока находятся в стадии развития, и в настоящее время имеется множе-
ство конкурирующих стандартов.

Во многих компаниях, специализирующихся на создании анимации,
цифровые файлы постоянно пересылаются но локальным вычислитель-

132

|>Л31Ч.111Ш11Е113<)Ы,ЛЖ1Н11Я II В1.1Д\Ч\ го гонг Н О ПРОДУКТА
ным сетям (ЛВС или LAN). Компьютер, предназначенный
для обслуживания запросов пользователей сети, называется
сервером Па многих сетях в целях повышения производи-
тельности используются несколько серверов или зеркаль-
ные серверы. Файлы аннмацнн могут быть доступны для
одного пользователя или для нескольких пользователей од-
новременно. Последний вариант испо.иаустся, когда не-
сколько людей, находящихся в разных местах (например,
заказчик в переговорном зале и производственная группа в
студиях) ДОЛЖНЫ воспроизводить ОДНИ и ГОТ же Цифровой
<j>aii,i во время пе|к-гоноров по телсч|юиу. В подобных усло-
виях очень удобна сеть с широкой полосой пропускания
ii/iliii цифровые файлы, сжатые каким-либо методом. Уже
существуют и используются несколько спей, которые поз-
воляют нескольким пользователям одновременно получать
доступ к файлу при незпач1гтельных потерях в скорости и
разрешении. Однако некоторые из таких решений требуют
наличия нескольких серверов и очень толстого кошелька.

Скорое! ь передай! изображений по компькперным сетям
является фактором. влияющим на характеристики дистанци-

онного восп|юизнсдепия файлов. Ско|юстп, с которыми файлы могут переме-
щаться по сетям, определяются. п|м*жде всего, полосой пропускания (или про-
пускной способ|кк-п>ю) каналов связи, по которым <|>айлы пересылаются с од-
ного компьютера па другой или перемещаются внутри одного компьютера.
Эти каналы можно разбить на три типа: каналы в цифровой сети, телефонные
лиипи и модемы, а также каналы внутри самого компьютера. Полоса пропус-
кания (iltii пропускная способность) этих каналов измеряется в разных еди-
ницах, соотвстстиующпх количеству нн(|юрмацин, проходящей по каналу за
одну секунду. Пропускная способность цифровой сети обычно измеряется в
мегабитах в секунду (Мб/сек), Пропускная способность пли скорость моде-
мов, работающих на телефонных линиях, измеряется в китобнтах в секунду
(кб/сек). Пропускная способность внутренних каналов данных компьютера
измеряется в мегабайтах в секунду (Мб/сек). Такое кажущееся произволь-
ным разнообразие единиц измерения пропускной способности объясняется
сильно разлпчаюпшмнея у|ювпями пропускной способности, а также разны-
ми традициями, сформировавшимися па заре развития телефонной связи и
вычислительной техники.

Планирование «живого» воспроизведения цифровых файлов по сети
требует различных подходов, в зависимости от назначения воспроизведе-
ния. Использование локальных корпоративных сетей (intranets) может
отличаться от использования открытых сетей, «ведущих» во внешний мир.
В случае интранета (то есть, контролируемой сетевой среды) можно ис-
пользовать специализированную аппаратную часть для сжатия и деком-
прессии. ’по позволяет повышать скорость воспроизведения анимационно-
го файла по любой сети. В контролируемых сетевых условиях каждый узел
может иметь такое специализированное аппаратное обеспечение и подклю-
чаться по каналам, обладающим высокой пропускной способностью. В по-
добных условиях имеет смысл спланировать воспроизведение файлов с ма-
ксимальным использованием компрессии и декомпрессии в реальном вре-
мени. а также широкой полосы пропускания. Однако в ситуациях, когда
<|ийл воспроизводится в различных условиях п. в частности, при различ-
ных полосах пропускания, обычно более целесообразно выбрать наиболее
низкий «общий знаменатель» с тем. чтобы файл мог быть п|юпг]Х1И макси-
15.8.5. Реальная трехмерная
скульптура Medina.

Исходная трехмерная
компьютерная модель показана
на рис. 5.2.3. (© 2002 Dan Platt.
Solid Image Arts, LLC).

мальным числом пользователей. В любом случае, количество программных
с|х?дств обеспечения компрессии к декомпрессии постоянно возрастает а
имеете с ним и результирующие качество и быстродействие.

Скорость цифровых сетей определяется MHoni.Mll факторами, включая тип
материала. из которого созданы линии сеги (например, оптоволокно или
медь), и тип стандарта или протокола связи. Как видно нз рис. 15.7.2. ско-
рость модемов и компьютерных сетей имеет широкий диапазон значений.
Сложно утверждать, что имеется некая стандартная сетевая скорость связи
нли пропускная способность, поскольку сетевые технологии сейчас претер-
певают радикальные изменения каждые два- грн года. Тем не менее, следует
учитывать два ключевых момента. Во-первых, между теоретической и прак-
тической скоростью компьютерных сетей имеется существенная разница.

Отчасти это объясняется «накладными» издержками, связанными с со-
зданием и администрированном пакетов данных, пересылаемых по сети:
вследствие этого реальная скорость может оказаться меньше теоретиче-
ской в 5-10 раз! Во-вторых, данные перемещаются внутри компьютера -
между жесткими дисками, памятью RAM и друптмп элементами компью-
тер быстрее, чем по компьютерным сетям.

Скорость внутренних каналов данных в специализированных компью-
терах для визуального творчества лежит в диапазоне от 5 до 80 мегабайт в
секунду. Для справки: низкая скорость перемещения по внутренней ком-
пьютерной шине, например 10 мегабайт в секунду будет эквивалентна
высокой скорости перемещения по сети, а именно, 80 мегабит в секунду
(10x1 000 000 х 8 - 80 000 000). Сравни ге это со средней пропускной спо-
собностью телефонного модема: от 28 000 опт в секунду (28 кб/сек) до
56000 бит в секунду.

11олная полоса пропускания и скорость переноса файлов по сетям зави-
сят от целого ряда факторов и не могут бы ть определены параметрами од-
ного из трех каналов транспортировки данных. Во многих случаях ско-
рость пересылки и воспроизведение цифровых <|»айлов оказывается высо-
кой внутри компьютера, низкой при пересылке файлов через модем, а за-
тем опять высокой (пли очень высокой) при переносе фай ла по сети. На-
пример, файл будет быстро перемещаться внутри компьютера с полосой
пропускания внутренней шины 40 мегабайт (320 мегабит) в секунду, затем
замедлит скорость до 14400 бит секунду при проходе через молем, «про-
мчится* по скоростной волоконно-оптической сети на скорости 135 мега-
бит в секунду, опять затормозит на стандартном Ethernet- канале до 10 ме-
габит в секунду, а потом начнет воспроизводиться еще медленнее на очень
медленном компьютере, шина kotojxmo обладает пропускной способно-
стью всего 2 мегабайта (16 мегабит) в секунду.

15.8.	Выдача в виде трехмерного объекта

Данные, использованные для описания трехмерных моделей в виртуаль-
ной среде, можно также по-разному использовать и для создания объекта
в реальном материале. Подробное описание методов превращения цифро-
вых трехмерных данных в реальные трехмерные объекты не входит в зада-
чи этой книги. Однако некоторые из базовых методов реализуются с помо-
щью режущих станков, фрезерных станков и машин стсреолнтографнн.

Управляемые кохшыотерами режущие станки обеспечивают вырезание
двумерных форм обычно с помощью лазерного луча. Эти формы явля-
ются деталями скульптуры, которую можно собрать вручную или роботи-
зированными средствами. Форма деталей описывается значениями коор-
дииат XY или комплексными кривыми, которые воспроизводит
режущий инструмент. Работа, показанная на рис. 15.8.1. была соб-
рана из двумерных элементов, созданных из развертки трехмерной
модели, которая была выполнена разработанной для этой цели
программой. Данный пример создавался непосредственно на ком-
пьютере путем просмотра различных комбинаций форм. Все плос-
мктн этой скульптуры нумеровались и образмернвалпсь на экра-
не компьютера. После окончательной доработки модели трехмер-
ные формы развертывались в двумерные элементы, которые про-
рисовывались непосредственно на листе структурного пенопласта,
после чего конструировалась рабочая модель.

Эта модель передавалась в литейный цех. где в конечном итоге
выжигалась в ходе литья по выжигаемой модели. (Если модель нс
отливается, а собирается, детали выводятся на бумаге с помощью
Пгафошхтроителя, а затем переносятся на бронзовые пластины).

Фрезерные станки, известные также как системы скоростного
субтрактивного макетирования, позволяют создавать (|юрмы из
блоков таких материалов, как пластмасса, дерево и камень, путем
обработки поверхности с помощью вращающейся фрезы, которая
перемещается сверху вниз. Непрерывное движение режущей го-
ловки вдоль трех осей обеспечивает моделирование трехмерного
объекта. Путем использования различных режущих инструментов
на гаком станке, а также различных траекторий обработки можно
создавать широкое разнообразие форм. (рис. 15.8.6). Показанная
на рис. 15.8.5 готовая работа создавалась путем заливки горячей
модельной восковой массы в мягкую силиконовую форму, которая

была перед .ним создана вокруг выполненных на фрезерном стан-
ке деталей нзсинего ювелирного воска (рнс. 15.1.1). После остывания вос-
ковая модель осторожно вынималась из <|юрмы и до|>абатывапась вручную
(для устранения погрешностей и добавления деталей). Доработанная ро-
зовая фигурка после этого сгановнлаь образцом, который вновь моделиро-
вался в силиконе, после чего в эту силиконовую форму заливалась быстро
затвердевающая уретановая смола, а получившаяся в результате отливка
окончательно отделывалась и раскрашивалась (рнс. 15.8.2).

15.8.6. Деталь Свободы и тюрнни.
традиционной гравюры, созданной
с помощью управляемого
компьютером гравирования
4-циетные трехмерные траектории
гравировались иглой
непосредственно на медных
пластинах, использующихся

Стереолитография

для выполнения отпечатков
(С1 Isaac V. Kcriow)

Стереолитография это процесс, при котором жидкий пластик или смола
формуется и от верждается с помощью управляемых компьютером лазер-
ных лучей. Лучи расположены перпендикулярно друг к другу и перемеща-
ются в соответствии с координатами XYZ на поверхности объекта, смоде-
лированного программой и подлежащего выполнению в реальном матери-
але. Один лазерный луч фокусируется на прозрачном контейнере с перед-
ней стороны, а второй сбоку. Жилкин пластик внутри контейнера за-
твердевает там. где пересекаются два этих лазерных луча (рнс. 15.8.3). С
помощью стерсолитографнн можно получать пустые оболочки или моно-
литные объекты, используя данные, содержащиеся в цифровом файле мо-
дели, для управления движением обоих лазерных лучей. 11а рис. 15.8.4 по-
казаны три стадии процесса преобразования модели. визуализированной
на рис. 3.6.5, в реальную бр<я1зовую скульптуру.

РАЗРЕШИ HIE I13<»Ы'.\ЖЕ> 1ИЯ 11 ВЫДАЧ \ ГОПММ>П> IНЧ>ЛУКIА

135
	Цифровая Информация	Joint Photographic	Пиксельные форматы
	Цифроаналоговый	Experts Group -	11 нксельнос разрешение
	1 (нфровой многоцелевой	Объединенная группа	Пиксели на дюйм (ppi)
Основные	диск	экспертов по машинной	Контроллер
термины	Формат цифрового видео	обработке	воспроизведения
Перезапись 3/2	DV	фотографических	Переносимые форматы
Цвет 4:4:4	Разрешение точек	изображений	файлов изображений
Зоны сохранности	Точки на дюйм (dpi)	JPEG, JPEG 2000	Драйвер принтера
действия	За грузка (скачивая нс)	Килобит в секунду	Кванп1зацня
Открытый формат	DPX	ЛВС LAN	QuickTime
развитого авторинга	Цифроаналоговые	Лазерная печать	QuickTime VR (QTVR)
AAF (Advanced	11 рсобразовател и	Линии на дюйм	Время считывания
Authoring Format)	DVCAM	Локальная	DVD для лазера красного
Цифровые отпечатки	DVD	вычислительная сеть	спектра
архивного качества	DVD-5, DVD-9	Сжатие без потерь	Частота развертки
Форматы изображения	Гсрмическая возгонка	С жатие с потерями	РесЭМ 11.111 н г (1 lOBTopi 1ая
AVI (Audio Video	красителя	Яркость	выборка)
Interleaved -	Электростатический	LZW	Риппнпг
перемежающиеся	Упакованный PostScript	Мегабит в секунду	SECAM
аудио- и видеоданные)	EPS	Мегабайт в секунду	Независимый формат
Пропускная способность	Экспорт файлов	Фрезерные станки	Серии неподвижных
Двоичная система	Инструменты экспорта	Mini-DV	изображений
DVD с синим .тазером	Конверсия форматов	Зеркальные серверы	Серверы SG1
BMP	файла	MPEG, М PEG-1,	Единственный
CD-ROM	Форматы файлов	М PEG-2. М PEG-4	НОЛЬЗОВаТСЛЬ
Хроматический диапазон	Устройства записи на	Программы просмотра	Пространственное
Ц вещ ость	фотопленку	MPEG	разрешение
Cincon	FireWire	Экспертная группа но	Стандартная четкость
Четырехцветное	Мерцание	кинемакпрафин	Стерсол)гп>графия
цветоделение CMYK	Кадры	(Motion Pictures Experts	Стриминг
Кодеки	Кадры в секунду	Group)	Tagged Image File Formal
Просачивание цвета	Нестойкие краски	1 («сколько пользователей	тегированный <|>ормат
Калибровка цвета	Показатель гамма	MXF	файлов изображений
Отсечение цветов	GIF	«Родные» (форматы	TARGA
Цветокоррекция	Формат графического	файлов	Временное разрешение
Глубина цвета	обмена	1 [«чересстрочные поля	TGA
Разрешение цвета	1 рафнчсская память	1 («квадратные пиксели	TIFF
Скорость выборки цвета	11олутоновая выдача	NTSC	Информация по
Компакт-диск лтя записи	Полутоновый растр	National Television	временной
данных	Информация заголовка	Systems Commence	синхронизации
Компонентное видео	Высокая ’теткость (11D)	OpenEXR	Тонер
Композитный	Сжатие изображения	Выходные периферийные	Перевод данных
видеосигнал	Файл нзоб|>ажс11ня	устройства	Ун 11 версалыше форма гы
Опции сжатия	Разрешение изображения	RAI.	файлов изображений
Преобразование цветов	Компьютерные	Перьевые	УФ-покрытие
Режущие станки	(фотонаборные	графопостроители	Переменный поток
DCT	устройства	Периферийное	Всктороскоп
/Кпиа ратно-независимый	Фильтры импорта	устройство	Видео-DVD
фтрмат файла	Инструменты импорта	Phase Alternation by Line	Осциллограф
Цифровая творческая	Струнные принтеры	-строка с	«Коротковолновое»
среда	Полу кадры	изменяющейся фазой	сжатие (wavelet coin-
Цифровая анимационная	Локальные	PICT	pression)
«книжка»	корпоративные сети	Файлы Picture	Windows Modi
	ISO	Пиксель	
ПРИЛОЖЕНИЕ

www.artof3d.com

Посетите сайт и U'lt'.aUofJd.com.
чтобы найти обновленный перечень
полезных ресурсов, включая:

1	. Ссылки на сайты изготовителей
программных продуктов
и оборудования

2	Ссылки на сайты новостей
компьютерной анимации и сайты
групп пользователей.

3	. Ссылки на сайты изготовителей
программ трехмерной
компьютерной анимации
и оборудования

4	Ссылки на сайты компаний,
занимающихся производством
компьютерной анимации

и спецэффектов

5	. Перечень рекомендуемой литературы

6	Дополнительную информацию
об истории трехмерной
компьютерной анимации

и спецэффектов

(Вверху: © 2002 Harald Sicpermann
На следующей странице: Cus-Cus
из Живою .пчи. 2001 Dygra Films).
Указатель
and keyframe intcr|>olation интерполяция

	клиечгтых 1ЭД|юп и	303 306
light	спета	317-321
of light	aiiiiMiipoimiiuuri met	203
model	анниирошишая модели	306 313
anti motion capture	и захват движения	334 310
iiini ion dynamics for	динамика лтгжепия для	311 319
overview of pTOCCSS	обзор процесса	59 62
performance	перформанс	271.334 340	
principles of	принципы	272 281
procedural	процедурна»	350 357
QuickTrnie. saved in	сохранение в (|и*рмате QuickTime 1 IS	
rendering and	pctiAeptutr и	176
shape	||трМЫ	306
spatial	нроет|и|н'твепная	306
stereo	гтсре<и|*>1111чесм№	8
sfopoiiotioo	покадровая	270
atxl Moryhiarding	и рагкадю11к;|	286 289
and storytelling	и наложение сюжета	281 286
of surface cluracicnstics	характеристик поверхности 312 313	
tcdinitpirs	методы	59
types of	ТИНЫ	2ft)-272
units of	единицы 1СШСрСИНЯ И	272-273
Animation controls	Средства управления aiiii»imiiicti64-65	
.Viniulion links	Анимационные ссылки	НЗ
Animation score	Анимационная партитура	340
Animation studios	Студии анимапнн	48
Animat motes	Аинматроннка	270-271
Antialiasing	Устранение ступенчатости	256,262
Anticipation	Предвкушение	274.280
AV7Z	AV7Z	26.71.74
API, Ajiplirathin Program	Интерфейс программного	
Interface	11|М1ЛОЖен11Я API	172
Applications software	Прикладное профамших-	
	нрнюжсннс	49
Approval	Согласовании	45
Architect ur.il visualizations	Архитектурные шгауалихтпи 25	
Archival-quality digital prints Циф|мм1ыеотпечатки архивного		
	качен iu	126
Ап-s	Дут	109.281
Area lights	Зональный свет	206
Areas of illumination	Зоны освещенности	213
Area of influence	Зона действия	
(of attraction fortes)	(сил притяжения)	130
Area subdivision	Раэбиенпе поверхностей	161
Arete Entertainment	Arete Entertainment	113. l it
Armiurtlikm	.'lp.ir«zrrk/wr	27
ARRI	ARRI	426
Articulated chain	lletio'iira сочленений	129
Articulated figures	Сочлененные фигуры	322-324
Articulated skeleton	Сочлененный скелетон	129
Artificial lights	1 IrririniiKll искусственного снега 321	
Artistic styles	Художественные стили	68
Artistic vision	Художественное видение	71
Aspect ratios	Форматы	
	1киб|».г.епня 186.195.41S-121.425	
Asphalt	Асфатьт	237

Assets, managing	Уи|К1нлс|1111- нн||*ормац11«|11иим)|	
	ресурсами	67
Association for Computing	Спецшиытя группа	
Mm hinery/Spccial	ио KnMiii.BiTvpiii>il цпфнке	
Interest Group in	(SIGGRAPH) Amituiaitiiii	
Graphics, see SIGGRAPH	но иы'гнг.шгелi.uoii технике CHIA	
Asyncluinions Transfer Mode		
(ATM I	ATM	51
Atari	Atari	19
ATM (Asynchronous Transfer		
Mode)	ATM	51
Attaching rigid models	Прнвялка Ж1ГТЯНХ M<целей	129
Attention of the audience	Внимание .тритгл1<ско1|	
	аудитории	274	275
Atiratting forces	Силы 11Р1ПЯЖГ11ПЯ	316
Attraction force	Сила притяжения	
(of liloliliy elements)	(капельных алсмс1ттов)	130
Attributes	Атрибуты	31)6 307	
Audience:	Аудитория	
attention of the-	npttii.ie'H'iinc пиимапии 274	275
intended	пеленая	285
Audience participation	Участие ay.unopHii	.367
Audio Video Interleaved	<1>ормлг AVI (|1ерсие.1.аин1И1сся	
(AVI) file format	аудио- и видеоданные)	423
Autodesk. Inc	Autodesk. Inc.	93
Automated animation	Автимап1ицюи.тн1С1я анимация	353
Automatic collision dctivtion	Автоматическое обнаружение гтилкноесинй	319
Automatic generation «>1 skin	Атимапепткое генерирование	
surfaces	оба ПОЧКИ	129
Averaging	Усреднение	•231
Avery. Tex	Текс Авери	1
AVI (Audm Video Interleaved) Фцнслг AVI (п^к-иглающнеся		
file format	аудио- и видеоданные)	123
Axis/axes	Ось/осн	88
Azimuth	Алимут	217
Aritnutlial coordinate system Полярная система MMipaniiai 83.91		

• В •

Bithtfkm	Eiurnwi	5. 25

Backdrop*, flat projection for Залникн. iLiocxtr iipocunponaiinc 238

Bark faces	Задние iiinirpxiiocTii	118
Background	Задний таи	214.291393
Background color	liner xuiliiKa	258
Background plates	Змлики	375
Background гер1мтчигп1	Замена ладника	379
Bock lights	Задний свет	220
Backup, digital	Ци<|)|ювые копии	301
Backwards (ray tracing)	(кратная (rpacrii|xini.a луча) 162	
Baginski, Tomck	Томск Баптски	155.211224
Ball, throwing a	Вркапие мяча	333
Hfi/nbi		27S
Bandwidth	1 l|Kiiiyciiiua способиостъ	51.423
Banking motion	Виражи	316
Banned Irutn the Ranch	Banned from the Ranch	28
Barine	Норби	30.31.342
Ватт. Alan II.	Барр. Aiau	7
Basic tracks of motion	Баэопые трассы движения	334
Rnimin hurt er	Hjtnwit iiomr/ritz	27
Balman Rrttma	Hmimth оакранун-пкя	23
Beam angle	Угол потока	209
Beasley. Bruce	fiiic.ni Брюс	430
Brrttf llrtn	Войны чуосмнц	29
Пе Bawlii find ihr Rfaxi	К/шапицо и гц/Аинце	39
Beginning of the story	Начало историк	285
Behind tbe story	Oicranan. от сюжета	273
Bell Labs	Bell Labe	20
Bend joint	Сгибающееся culm-hciiiic	323
Bemhart Walter	Бернарт. Ba.ii.n-p	8
Beveling	Скос (фаска)	133
Bezier. Pierre	Безье. Ih«p	7
Bezier. curves	Бедье, кривые	105-108.305.315	
Billboards	Билборды	260
Btitgp	Пиит	27.28.108
Bwi-.Vr/wr	НиоСенгир	10.20
Bitmaps	Растры	415
Bit planes	Бптппие слои	414-416
Пс RM Cauldron	Черный коте.)	21
Blade Ruanei	Бленд parinqr	323
The Rlnii Witch htifn t Bleeding;	Ведышил Hup Просачипанне	12
color	цвега	416
light Blending.	света  Сопряжение:	209
linage	кжгбражеппй	399
m.q>	карг	243 244
overall	общее	242
Blend motion	Сопряженное движение	283
Blend shapes	Сопряженные формы	159
Blinn. James	Блннн. Дженме	7.17.253
Blubliy surfaces  BlulJiy surfaces modeling	Калсльные поверхности  МцДСЛПрОКШиС С ПОМОЩЬЮ капельных поверхностей	130.132  13.18.20
Blur laser DVI)	DVD с пиши лац-рои	432
Blue Ми» Rendering Tools (BMRT)		230
Blueprints	Рабочие чертежи	97
Blue screen compositing	Компаппниг иа голубом фонт 18	
Blue screen	Синий .киник (эк|ын)	378
Blue Sky Studios	Blue Sky Studins	20.28
Blurring (Utas	Рашмнаюишс фильтры	398
Blur Studio	Blur Studin	28.1(И
BMP file format	Форшт файлов BMP	421
BMRT (Blue Moon Rendering Tools)		230
WiwrA-.t. The Fhdnon Awor/r	Homieix. Никаj utei	222
Boom	Кран	92.95.194.314.317	
Воя hints	Boss Films	20
Boundary geometry	Oqxiitii'iitiuKMiuur 1хч>мегрпн	98	
Boundary mulcting technique  Bounding boxer	Граничный мели моделпропання 98- 99  Опкитчипюпии- прямопптышкн	112,119.319	
Bounding volumes	OqKiHiniuuxHiiiM' объемы	319
Branches	Веган	321 322

410

Branching
Branch in |nralld
Bnghtncss
Brightness values
Rrtllioncr «иппм-rrwl
Broken hierarchy
Втопл-castings

B-splincs
Budgets
Buff Compagnie
A Hur's Life
Bullet lime

Bump maps
Rwmy
Виттц Imv
Bushnell. Nolan
Business cycles
Business plans
By (he deadline

Brraicititc	286

Параллельное вепипше	138

Яркость	Ж 397

Значения ярмхти	203

Реклама Блеск	20

Дробная иерархия	333 331

Б|м»1зовыс 1ллнккп 432.43>

Ь-силайиы	ПН. 105,106

Бюджеты	46.47,68

Bull!	72.37.x

//ршикягетшя Ф.икя 26,51.56,132,362

Вайпинге время	383

Рел1<ефпые карты 70,127. 252-251
Нокии 26.53.166.168. 179. 188.X1.XS
/Ьгглтомюбмь	21

Бушнелл. Наин	19

Бизнес-цикл м	68

Б|ишг-плапы	48

Верок	72

САНАМ, яг	САПР. АСУП	
Computcr-aidctl	Системы лшоматширонлиииго	
design and manufacturing	проектировдиня	
systems	И ymutuu-tliul lipnlUBOACTnUM	
California InslitiXc	К.г1ш|и>рп1!йскнй технологический	
of Technology	шититут	10
Callcgari-Bervilk-	Calkwui-Bcrvilh-	222
Camera animatiiHi	Лпимаштя камеры	313-317
Camera lenses	Камерные объекгоиы	192 194
Camera moves	Движения камеры	194
Camcra(s)	Камеры	154. 183-197	
animatisl muw-s with	а1Шма1Ц1<но1Ыс дииЖСМИЯ	194-195
digital	ц>и|)ропыг	234
digital vuks>	tliu|ipoiiuc М1ДСО	xii
digitizing	<ии1фрояка	50
getting ready to ия-	пецготпша к испоилшанню 195 - !9С>	
high definition	щи|фо№х- видео нысокой четкости	
digital vithti	цифровые 1шлго	12
locked off	ИС1Ю.И1НЖ11М	377
placement of	раамсшснис	187 190
and pyramid of vision	и зрительная iui|»Mitta	
	ВИ.ЛСО	181 186
reports	Kaaiepuue параметры	375
shots	камерные кадры	187 192
tracking	камерный трекинг	377
types of	тины	183-184
stabilization	стабилизация	4
virtual. navTgatK» by	пиртуалм|ая тпнпитя	91 92.94
Cameron. James	Джейме Камерон	23
Candela	Кандела	200
Capping	•Закупорка*	I0S
CAPS system	Система CAPS	22,25
Captured motion.	Захват дпижпшя	

«v Мы ion capture

УКАЗДГК11.
Cardinal splines	Кардинальные сплайны Ю4. 105.125	
Carl & Kay	Carl & Ray	316.386.152	
Career tips	Профессиональные советы	67 77
Carpal tunnel	ТуНИСЛЬИЫЙ KIICTVlIllii	
syndrome	синдром	72
Carpenter, Loren	Лорен Карпентер	I& 17
Carrara	Canara	117
Cartesian coordinate system	Декартова сипели координат	83	
Cartoon characters	«Мультяшные» персонажи	289
CA Scanline	CA Scanline	150-151.381	
CAT (computer-aided	Томографические сканеры	
tomography) scanners		6
The Cathedral	Собор	31.155,212,224	
Catmull, Ed	Кэтмулл, Эд	7.9.250
Caustics	Каустика	166
CD-ROM	CD-ROM	233/131
Cd animation	Целлулоидная апнмдцля	270
The Crtebmiion	Торжества	12
Celestial bodies	Небесные светила	318
Center, setting (of objects)	Задание центры (обьсктов)	117
Center of mass	Центр масс	348
Centro	Centro	132.380-381.381	
Centroids	Центроиды	323
Centropolis	Centropo)»	28
Cg graphics language	Графический язык Cg	172
COS (constructive «did	Методы конструктивной блочной	
geometry) techniques	геометрии	99
Chain, articulated	Цепочка, сочлененная	129
Chain root	Корень пеночки	332
Change	Изменение	67 68
Channel animation	Анимация ио каналам	340
Channels	Каналы	340,392-393	
Character animation^)	Анимация персонажей 16.20,66.271	
Character appeal	Привлекательность	
and personality	и |1Нлп|111лу.г1Ы1ост1. персонажа 281	
Character design	Разработка пе|>синзжсИ	62
Character development	Разработки персонажа	289 296
Character generator	Знакогенератор	288
Charactcr(s)	Пе|коиаж(и)	289 296
cartoon	«мультяшные»	289
concept painting of	коипентуалышй рисунок	63
extensions	продолжения	380
external shajie/silhouetre of	ипешняя <|юрма/с1ьп"гт	290-291
final rendering of	окончательный рендеринг	76
internal structure of	внутренняя гтругпура	29) 295
personality of	ЛИЧНОСТЬ	289 296
realistic	реалистичный	290
stylized	стилизованный	290
thinking process of	Muc.iinv.ibiiufl процесс	295
Character rheeis	Пртрисовкм образин перетяжек 62.290	
Character turnarounds	Набор нропринствеиных прорисовок	62.285
Cheats	Хитрости	259 262
Children	Дети	142.322
Chroma key	Хромакей	378
Chromatic ranges)	Хроматический диапазон 159,115-116	
The ChubbChubbs	Таютии	297.319

CIE chromaticity diagram	Д|иг|пмма цветового простраигпга	158
МКО CIE color space	Ubhoiwc пространство МКО /59.158	
CIE (International МКО	Международная комиссия пн	
Commission on Color)	освещению	159
Cinefex	Cittfcx	15
Cinema. digital	Цифровое кино	29.40
Cinematography	Кинематография	283
Cinematographer	Киноопера гор	371.375
Cincon file format	Формат файлов Cincon	174.120
Circles	Окружности	109
Circular waves	Циркулярные полны	311
Claesrnjos	Ктассси, Джос	368
Clark, James IL 5	Кларк. Джеймс	10
Clean background plate	Пупой ЗАДНИК	375
Clean-up drawings	Подчистка рисунков	270
Clipping, color	Отсечение цистой	130
Clipping planes	П.1ОСКОПИ отсечения	185
Cloning olijects	Клонирование объектов	116
Close-up shots	Крупный план	190.191
Clothing dynamics	Динамика одежды	13
CMYK color model	Цветовая «цель CMYK	156.157.
Coca-Coltl Polar Bean	219.393.116. 128  Белые .uedaeiht Кока-кат	24.39	
Codecs (compression decompression software)	Кодеки (программы компрессии к декомпрессии 14,418	
Codified procedures  Coffin, Pierre	Коанфицнроканныг процедуры  Коффин. Пьер	353 И?
Cohen, Michael E	Коэн. Мяйкл Ф.	7
CollaboratKHi	Сотрудничество	18
Collage	Коллаж	395
Collision detection	О61МРУЖСНПС <’ГО1К1НИМЧ11!Й	318 319
Collision path	Т|псса столкновений	350
Color(s)	Ibwr(a)	156 160
luckgroimd	задника	260
and chromatic range	хроматический дтиназон	115
converting	преобразование	116
and final output media	и выходной продукт	265
grading	устанояка	107
light-Itascd	iq пеним- света	203
per number of liitplancs	на Kaiii'iccrao оптовых слоев 415	
pigment-based	id основе ингмеигов	202
ramps  of simulated light	ЛИНСЙНО изменяющиеся цвпопыс шаблоны симулированного цвета	247  202 203
surfarc	поверхности	219 252
timing	выдержка	407
Color Ion.	Цветовые полосы	128
Color Nettling	Просачивание цветов	16й 416
Color calibration	Калибровка иапройкп цвета	417
Color clipping	Orcviniuc цветов	416
Color conversions	Преобразования цветов	158 159
Color correct wmi	Ц1М'гоп;ш коррекция	130
Color depth	Глубина цвета	414
Color dithering	Псснлосмс1ие|111с шитое	389
Colored lights	Цитюй свет	202 203
Color keys	Цжтопые ключи	60.62
Color look-up table	Таблицы соопх-гтшя цвета	421
Color maps	Цветовые карты	249-251
Color ranges	Хроматические диапазоны	159
Color п-Niltil inn	Разраиенгх*	
	нацисту	389 391,414 417	
Color sampling rate	Частота цпгтайоП выборки	416
Color shifting	Цнститк-смешение	248
Color spill	Цветовое lipomumiinic	379
Colnssnl Pictures	Colossal Pictur	25
Comet. Michael	Comet, Michael	III
Commnn/i nnt! Cow}Wf 2	Command and Conquef 2	327
Commercial (traduction	Ведущие производственные	
houses	фирмы	20 22
Cumninrials. television	Телереклама	24.28. 30.32.53	
Communication,	11сносрелгт пенная	
straightforward	передача Н1и|м>рмаипп	195
Compatibility, upward and	Сонмсстомпстъ. снизу	
downward	вверх и сверху вниз	49
Complexity, technical	С.тожгихтъ техшеигкая	44 45
Complex motion	Комплектное движение	275
Complex productions	Комплексные н|Ю11зволства	72
Composting	KoHiKxuminr	17,22.24
	66 67.399 102.394	
Compositing supervisor	Контроле] iKoMHinn тон га	373
Composition (Mill images)	KriMuatiirtiiB (неподвижных	
	изображений)	195 197
Compression	Сжатое	418
image, file tomia! tor	оображгпия (<|к>рмат <|кпиа) 418	
liwxy/lossle»	с потерями / без потерь	418
Compression options	OlllUIH СЖЛП1Я	
(QuickTime)	<|н>рмата (QuickTime)	422
Compnimtse	Компромисс	46
CompuServe	Сотроя-п'с	421
Computer, (urallcl	Компьютер. 11ара.гчслы1ып	6
Computer-aided design	С нстемы автоматизированного	
and manufacturing	проектирования	
(CAI)AM)	и управления иронзводспиш (САПР АСУП)	7. & 98 99	
Coni|Hilcr-aidcd	ToMi>ipai|iii'KS'KHi*	
tomography (CAT)	сканеры	
scanners		6
Computer-animated feature	Анимационный фильм.	
movies	целиком выполненный  срсдсгнами компьютерной	
	анимации	53
Computer animation.	Компьютерная анимация	
.see under Animat ion	ем. анимация	
Computer animation group	Группа компьютерной	
	анимации	53.56
CimqiiiliT Animation	Программный пакет	
Production System (CAI'S)	анимации CAPS	22.25
Computer animation	Контролер KOMIII.IHvpilOli	
supervisor	анимации	373
Computer animators	Компьютерные аниматоры	G7 77
Computer games	Компьютерные игры	13.25.29
Computer-general cd movies	Компьютерные ф«1ЛЬМЫ	8

Computer-generated props	Созданные на ишпьютгре объекты jicKniiuna	380
Computer graphics	КЬмиыипцшая |рафпка:	
milestones in	этапы рхмипия	15 29
in 1960s	1960-е	7-9,15-16	
in 1970s	1970-е	9,16 18
in 1980»	1980ч-	10-	11.18 22
in 1990s	1990-е	12	14.22 29
in I950$/I960s	1950-1960т	11 15
in 2000s	2000-г	30-33
Computer graphics	Техмолшия	
technology	компьютерной qmluiKii	5-7
Computer-human interferes	11иггрфеЙ1Ы	
	•челонск-мантпа»	11
Computer intranets	Компьжгп-рныс	
	корпоратпппыс сети	12.51.433
Computer manuals	Компьютерные ру киш цепи	xi-xii
Computer networks, w	Компьюгпмни- сего, см	
Networks	Сети	
Computer rrMlUIYYS	Комп1.*»гг|мим' ресурсы	47
Computers and	Компьютеры и компьютерные	
computer technology	технологии	3
development of	рзрабопа	5-7
in digital studios	и цифровых студнях	48-50
in I960»	1960т	7-9
in 1970s	1970т	9
tn 1980s	1980т	10-11
in 1990s	1990т	11-12
in 2000s	2000т	14 15
Computer technical	Компьютерная	
support group	труппа тсхничсскоГт поддержки 52	
Concatenated	ClICILlCIIHiae	
transformations	11|>С(/||КЮО1ЬТ1Н1Я	88 89
Conceptual storyboards	КонцсптуалЫ1Ые раскалронкп 287	
Conc(s)	К<И1ус(ы)	108
of light	света	209
of vision	арнтелы1ын	184 185
Clinical force	Коштчеекзя сила	145
Consistency of the motion	Jluni'iiiucib движения	364
Constant speed	Постояиим скорость	294
Constructive solid	Методы конструктивной	
geometry (CCS) techniques	блочной геометрии	99
Context-sensitive	Контекгтоо-:гавн<т1мыс	
1,-syxt Mill	L-atCTCMW	138
Continuous color bars	1 {(Прерывные цпегоные полосы 428	
Continuous grayscale	Непрерывная ci-рая шкала	392
Contintmus masks	HeiqiqiMiiiiue маски	212
Continuous surface	Hciqiqiuiiii.ui шюерхтюстъ	130
Continuous visual	1 leiqicpu in |ая тиуалы1ая	
information	HiiibopMamui	ZM
Contrast	Коят]>аст1нхт1.	397
Controls (in splines)	Упрактспие (п ьтайнам и)	106
Controller, pbyliark	Кгаттртхиер	
	воспроизведения	122
Control points	Контрольные tthikti	106
Control venires	KuirrpiLlbinae Першины	106
Преибра-юиаиш*:

Convemon:

of colors	ЦВС1ОИ	416
file	файла	93 94
of file format	<|юрмага файла	418
Conversion utilities	Утилиты Kunuqnaitiiii	91
Cook. Robert	Кук, Роберт	7
Coordinate systems	Координатные системы	8-1
Copy-and-paste	Редактирование Ki>(iii|KieaiiiicM	
editing	и вставкой	402
Cornell University	Кориуэлмкий	
	Университет	10
Correspondence order of	Порядок соответствии	310
Cosmic Pinball	Космический пинбол	368
Craft, digital	Цифровое |М?МСГЛО	69-70
Crane shot (s)	Крановый кадр	191.314
Cranston-Csun	Cranston-Csun	20. IM-165
Creative goals	Творческие додачи	47
Creative position	Творческий персонал	7
in digital Audios	о цифровых студиях	48-52
Creative team	Творческая группа	52
Creative vision	Творческая концепция	45
Creature Shop	Creature Shop	270.271
Credits (on storyboard)	Текст (на раскадровке)	288 289
Crop Ci/ck	Кри/.н* поде	139
Cross-dissolves	Микшеры	106-407
Cnwingovcr	Сокшчиеине (перекрыт не)	53	
Cross section extrusion	Экструзия сечений	127
Cross sections	Сечения	127
Crowd animation	Анимация массопки	66.362.366
Croud simulation system	Система симуляции массовки	26	
Csori. Claries	Ксури. Чарльз	16.161.165
Cubes	Кубы	107
Cubical environment	Кубическое наложение	
mapping	карг среды	246 249
Cubical projection	Метод кубического	
method	проецирования	238
Curvature (of lines)	KpilBIUIUI (линий)	106
Curves):	Кривые:	
function	функциональные	зоб 306.310
parameter	параметрические	305-308
polygons vs.	полигоны в сравнении с к.	97	
rational/ nonrat innal	рц1ин|аты1ые/|И'|иционл1Ы1ые I0G	
Curved interpolation	Криволинейная интерполяция 301	
Curved lines	Кривые ЛИНИН	105-107
Cunvd patches	Криволинейные лоскуты	107-108
Curved surfaces):	Кривые поверхности:	
fitting to polygons	согласованнее полипными 131.132	
frwfoan	Г|иЛ|Д1НШ <|*|рмы	125-131
parametric	параметрические	125
Curve segments	Кривые отрезки	105
Customize your red	Адаптируйте ваш ролик	70
Cuts	Склейки	405
Cut-copy-pwe techniques	Методы Cut-copy-paue	86
Cutting machines	Режущие станки	431
Cyan, Magenta Yellow, Black	Цветовая модель	
(darnodd sec CMYK	гатубой-пурнурный-жсл тын-	
	черный (ем. CMYK)	

Cyhnders

Cylindrical рпфччюп
method

Цилиндры	108

МСТИЛ ЦИЛИЦДрНЧСГrcoro

проецирования 238.250 251

Dance Freer	Тапцем.1ыши uax/paiiai	28
Darkroom	Темная комната	393
DasRad	Аотссо	270.328
Data, translation of	Перевод данных	111
Dataliase amplification	hrmupemre бшы данных	138
Data files	Файлы данных	101
da Vinci Systems	<Ь Vinci System.»	409
D-cinema	Цифровая кинопроекционная технологии	29	
Deadlines	Сроки	68.72
Ddaichi, Ryotchiro	Лсбучи. Рипичнро	353
Decay value of light	Зпаченне гн'лаАм-ния пита	208 209
Decompression	Декомпрессия	118
Deep Canvas	Deep Canvas	29
Deep Rising	НаУлем с /.р/Лиии	240
Default camera  Default lights  Deformation:	Калн-ро. .сданная по умолчанию 183  Источники см-га. ладанные по умолчанию	201  Де<Ьорхыц|1н:	
with lattices	pcflirTiOMII	113 114
with splines and patches	егшннами и лоскутами	135
Deformation parameters	Параметры дп^ч^шип	128
Degree <4 rune	Порядок кривой	107
Degrees of freedom Deinterlacing	Степени еппощы  Устранение дефектов  черссстртной ривертки	322 321  Ж 400
De Karnak а 1лшрш	Карнак о Луксоре*	25
Deliverables	Прпплжмггпениис параметры 45	
Delivery media	Htx'inr.ib WHieNiKiro Н|юду1.га	14	
Demo reel	Демонстрационный ритпк	70 77
Density	Плоттюстт.	312.316
Depth	Глубина	83
Depth-lading	Затухание >и> глубине	259
Depth of field	Глубина релкопи 74.185.187.317	
Depth .sort  Derivative modding	Сорти|х>вка по глубине Методы деривативного	162
tcchnupics	моделирования	119
DeRose. Tonv	ДеРиз. Тонн	7
Descartes Rene	Декарт, Риге	83
Destination mesh	Сетка иаяячеиня	352
Deussen, Oliver	Денсаи. Оливгр	143
Device drivers  Device-independent	Драйверы ухтронстп  Апю|хгтио-нсжи1КГ11мий	310
file format	||юрмат файлов	420
Diagonal line, straight	Прямая диппиолмим линия	391
Dialogue	Диалог	60,286
Diameter (of sphere)	Диаметр (сферы)	108
Dickinson. William К	Дикинсон, Вильям	5
Die	Пресс-форма	ПО
Difference (NOT) operator	Оператор |шкости НЕ	133.1X5
Diffuse intenedertiim	Диф|капыг	
	luaiiMixirptuKCfiiia	ПИ	166.210
Diffuse tctkvtion	Диффузное «пражешн-	244 215
Digital artists	Цифропые художники	67 77
Digital backups	Цифровые копни	300
Digital cameras	1liiifaxiBue камеры	234
Digital cinema	Цифровое кино	29
Digital comp Kiting	Цифровом К0МШ1Т1П1Н1Г	24,26
Digital <<Hii|*>Mting and	Группа шн||(и того	
panipnxliictkin group	KaMIHXtIITIIIini II 1ЮСТ11|Х>ДаКПШ 56	
I bgital ct HtiputcT animat и m	1 Ь|ф|М тая студня	
sunlit t w Digital studies)	мшпмпцяня! ашшапии см. пнфравм студия	
Digital craft	Ц|н|>(ювое ремесло	69
Digital creative environment	1 1ш|фивая Tmip'iitiaii qx-да	43!
Digital disk rveordent	11ш|>( юные дисковые ркордеры	52	
Digital Domain	Digital Domain	23.28
Digital Effects	Digital Effects	18.19
Digital rlfects	Ц|и|>(юв1*е сшил||фскты	27
Digital environment	Цифровая среда	4
Digital filter*	Цифровые фильтры	397 398
Digital lli|>lxM>k>	Цифровые	
	aiiiiwaiiuniiiibtr книжки	326. 432
Digital format	Цифровой формат	60
Digital imaging techniques	lbt<|>(io|iue гохииними формировании	
	||.и4|Х1Жсния	4
Digital information	Цифровая информация 2.	430 434
Digital media, output on	Выдача в цифровой qx-.w	130 43-1
Digital movie projectors	Цифровые кинопроекторы	12
Digital printing software	llporpmntia цифрового	
	рисования	233.235
Digital Productions	11нф(юпие прииводспи	14.18.20
Digital retouching loots	Цифровые пиструмгиты	
	ретуширования	395
Digital scanners	Цифровые сканеры	233
Digital Signal Level	Пилота DS-I	
One (DS-1) bandwidth Digital still camera	Цн<|>ропая камера для .siiiihti	51
	неподвижных изображений	376
Digital studies)	Цифровая студня	48 52
input/output aquWitiesof	ПХОД1 пае,'вихщные ср-.кпй	52
networks in	сети в	51
peripheral storage of	периферийнм-хранилище	50-52
personnel of	персонал	48-49
рпхч-ssing power of	вычислительные живности	50
software iimiI by	программы. нгпп.1ыусмые г	1 49 50
D>gital-to-aiufog (DTA)	1Ь|«|фо-.1налоговыс	
converter»	прсо6раэо1ителн (ЦАН)	412
Ihgtiai versatile dhk (DVD)	1 (цфроипй многоцелевой	
	диск (DVD)	132
Digital video cameras	Ци>|>(мм1ые видеокамеры	12
Digital video(DV)	11ифроп< < видео (DV)	xil. 12,429	
Digitizing cameras	Оцифровыва мтне камеры	52
Digitizing taldi-ls	11 laitineniMii дипттайэср	128
Dimensions	Размеры	82 83
Dinosaur	Диншаир	31
Dioramas	Дворами	239 240

HI

Directional lights	1 Ьиранлениыг nmruuiKit света 206	
Direction (of force)	11апр.1Л1снне(аиы)	342
Direct numerical description	ПрЯМОГ Ч1Н'.ЮКГ<1П1№11111С	85
Direct point manipulation	1 IcnixpcjicT пенное	
	Maiiiiiiy.iiipoKJHiie гочкаии	113
DirectX	DirectX	172
Dncretc numerical values	Дискреты?	
	чисдооме аначення	233
Disney, Walt. 4. доо&о Walt	Днпгей, llo.Tr си. тпхлгг	
Disney Productions	Whk Disney Productions	
Displarrniriit animation	Анимация смсвн-ния	21
Ih'pbcemcnt nu|»	Карты смещения	251.254
Distort ion. random	Искажения, случайные	135
Distributed rendering	Ржи|>слс1с1Н1ын |К11Лсрт11п	262
Distnlnilion of mass	Рэс11редыс1нн- массы	318
Dither cross-dissolves	Сглаженный мнюнерпый переход 407	
Dithering	11ссвдосмс111еннс	389 3*Ю
Dodecahedron	Лодекааар	II»
Dolly	На.-1Л-опе.и 92.95.194.314.317	
Don Quichottc	Дон Krawn	24
Don't fourh Mr	Нс т/юнь ити	20,21
Dot resolution	Точечное parpcmciine	413
Dots per inch (dpi)	Точек на дюйм	412
Downloading	Загрузка (скачннаинс)	132 434
Downward compatibility	Совместимость сверху вниз	49
Dozo	Дню	20
dpi (dots per inch)	Точек на дюйм	412
DPX	DPX	420
Dnifimhean	Сердце ifpmooua	26
Drawing Interchange Format Формат обмена		
(DXF)	рисунками DXF	93 94.9
Drawings, storyboard	I’liryilKU |XK'tuVlJ>OBKU	288
Dn-amcast	Drvamcast	13,41
DreamWorks	DreamWorks	26.325
DS-1 (Digital Signal Level	Полиса DS-1	
One bandwidth)		51
DTA (digital-to-analog)	Цнфро-.1НХ1<ИО<|ЫС	
converters	преоб|пзом11сл11 (HAI 1)	III
Dud		ПЧ
Dumbo	At/мСи	278
Duplicating	Дублирование	116. 118.119	
Duran	Duran	108
Duration, production	ПроДиЛАИТГЛЫЮСТЪ.	
	проклнодстм-нпля	44, 47 48
DV. sec Digital Video	DV rat Инфанте видео	
DVI) (digital versatile disk)	Г>\1)  Цифровой	
	Многоцелевой диск	432
DVCA.M	DVXAM	129
DVD-5	D\’D-5	132
DVD-9	DVD-9	132
DXF (Drawing Interchange	Формат оомеиа	
Format)	рисунками DXF	93 94,97
Dyes, fugitive	Красители, нестойкие	126
Dye sublimation printing	lli-чагь термической	
	возгонкой крастттсля	426
Dynamic cameras	Динамические камеры	197
Dynamic simulations	Симуляции динамики	341 342

Указ s t bit.
• Е •

Else functions	<I>v нгодиг iie.iimeiiiiiocTH ллижегниг	305
Ease ins	Ускорения	304
Ease nuts	Замедления	301
Edgefs)	Края	86
jagged	зубчатые	257
overlapping	псрекрынагтшсся	147
Edgy* detection filters	Фильтры об|йруЖСШ1Я когпуров	398
Edison. Thomas Alva	Эдисон. Томас Алии	5
Editing;	MoiniiA/peAaKnipolQitiie	
A/В roll	А/В-монтаж	403
of captured motion	захваченного движения 339	340
Effects animation	Агитация :и|«|и'кгов 28.61.272.272	
Effector	Эффектир	332
Effects salad	Смесь ;и|и|ккгон	374
Egg Cola	Egg Cola	204
Elapsed time	(Фактическая продалж1ггслмюсп> 288	
Elasticity	Упругость	343
El Imiu|oc animado	Живой лт	lit vii, 31.78	
	417,	438
Eire!nc Images	Electric Images	25
Electronic Arts	Electronic Arts 120-122.148.213.	
	298-299.312.359	
Electronic game industry	Индустрия электронных игр	12
Electrostatic printing	Электростатическая печать	425
Eli Lilly Library	Библиотека Эдн Лилли	167
Elson. Matt	Элсон, Матт	21
Em. David	Давид Эм	17
The Empeinr anti the Assassin	Император и рбийцо	380	381
The Empire Strikes Hack	Империя наносит omwmnuii yoap	19
EneapMihxcd PostScript	(Формат Упакованный EPS	
(EI’S) file format	174.120	
Encamaawijcec hits	Эикармкм. Хосе-Луне	7
End effector	Конечный osjulx-KTop	332
End of the story	Завершение истприи	285
Entertainment. Incut ion-kiscd	Паиилимпше аттракционы	363
Entertainment value	1Ъзвлеклтилыш1	
(of motion rides)	ценность (апрашргонов)	364
Environment(s)	Среда (окружение)	15
concept sketch of	концептуальный эскиз	59
digital	цифровая	4
digital creative	цифровая творческая	431
panoramic views of	панорамные виды	422
virtual	виртуальная	402
Environmental density	Плотность среды	346
Environmentally sensitive	Зависящие от условий	
L-systcms	тк'шией среди Е-смстемы	138
Environment maps	Карш среди	245-248	
EPS..W Encapsulated Post	сзг. Формат	
Script file format	Упакованный EI’S	
Ethernet	Ethernet	51
EvrSobl	Ею Солал	364
Enns. David ('	Иване. Дэпнд К.	7.9
Events	События	285
Ever Quest	Ever Quest	32.121	
Exaggerated gestures	Утрированные жесты	296

Exaggfr.it ion	Утрироеанке	281

Exchsixv link (light sources) 11сгстюч1пелы1ая привязка (снега) 210

ExMachina	ExMachina 20.21.112. Ж 222

ExNihllo	ExNihilo	24
Experimental computer	Экспериментальные	
animations	компьютерныеанимации	43
Experiments in	Эксперименты в	
Art ami Technology	искусстве н технике	15
Ex|x>rt filters	Фильтры экспо|па	419
Export (of (nodding data)	Экспорт (данных моделирования) 93	
Ex|x>rt tools	11нструмс1пы экспорта	419
External control structures	BiicuiiiNc упрмлякицис структуры 310	
External shape (of three-	Внешняя <|юрма	
dimensional characters)	(3-мерных персонажей)	290 291
Extreme close-up shots	Спгрхкрупные планы	190.191
Extreme long slrni	Сверхдальние планы	192
Extremes	Ключевые кадры	272
Extrusion	Экструзия	ПО
Extrusion, cross section	Экструзия сечений	127
Eyelight	Г.Ш1ЮЙ свет	215
	• F •	
Facade photogrammetric	Фотограмметрическая система	
modeling system	модслпрокипи «Фасад»	168
Face, setting a	Плоскости задание	117
Facet*	Грани	86
Faceted surface	(Фаспичное затнцчпге	
sliading	riouefiXHocTM	228
Face tracker	Лнцсгюй трекер	360
Facial animation	Анимации лица(мимики)	64.281.
	283.357 361.363	
Facial expressions	Выражения лица (мимика)	22.
	293 294.357	
Fade-ins	Введение наплывом	405-406
Fade-outs	Уход нагиывом	405 406
Fade to Idack	Уходвзагемненш'	405-406
Fake hold	Искусственная задержка	274
Fall-off	Затухание конуса	208 209.210	
Fantasia	Фаитлтя	278
Fantasia 2000	(Оантамы 2000	26
Fantastic transformation	Фантастическая трансформация 312	
Far clipping plane	Да.чы|яя плоскость отсечения 185	
FDDI (Fiber Distributed	FDDI (Fiber Distributed	
Data Interface)	Data Interface)	51
Feature movie(s)	Фильмы художественные:	2X26-30
aninwlcd/computer-	мульпныикацнонные/	
animated	компьютерные анимационные 53	
computer animat ions for	компьютерные анимации дтя ф. 44	
live action	с «живым лсйстпнем»	22.24,45
maps for	карты дтя	235-239
team mcmlxTs for	члены коллектнвз для ы.ф.	
animatcd/ctimpuirr	мульппыпкацнопных/	
•animated	компьютерных анимационных	52-53
visual effects creative	Команда, создающая	
teams for	спсцэфф*-**ты для	52-53
Fetter, William	Феттер, Вильям	8
fiat Imx	Фиат .тяже	167.169 171
Filler Distributed Data	Fiber Distrilmtcd Data	
Interface (FDD!)	Interface (FDD1)	51
Ficld(s):	llaiefu):	
interlaced	чересстрочные	417
of view	оГхюра	361
<»( virion	зрения	185
Field guides	Полевые tuiipan.t)iK>nutc	186. 289
fight Club	Бойцовский ки/о	27
Figure loromotinn	Перемещение фигур	20
FiHs):	Файл(ы):	
conversion of	копос|пацин	93 94
data	данных	85
geometry	геометрии	85-86
image	изображений	173 174. 176,
		412 414.417
model	модели	173
numbering of sequent ial	нумерация пос.тед<«ателы1осп1 119	
picture	изображений	173.118
size of	размер (объем)	388
File formats	<1>орматы 4к»1"°к	92-94.173
for animation	ли .'111нмашн1	296 297
conversion of	Koiinqiciin	419
fur image output	.мя выдачи изображений 118 124	
for moving images	дтя движущихся изумлений (28	
for rendering	дтя визуализации	173 174
for sequences of moving	ДЛЯ последовательностей	
iW*	движущихся imlpaxcmtit 122 424	
for still images	дтя неподвижных	
	изображений	419-421
filler objects	Заполняющие объекты	130
Fillets	Бордюры	133.137
Fill lights	Заполняющий свет	215
Film(s)	Фп.1ьм(ы)	4
ami conversion of	и преобразование	
temporal resolution	временного разрешения	417	
feature	художественные	23.22-26.52
live act ion	с «живым» денгпшем	22.26,45.53
short independent	короткометражный	
	независимый мультфильм 21. S3	
storing images	сохранение отсканированных	
scanned from	изображений с пленки	420	
Film digitizers	Дигитайзеры лет	52
Film grain, simulated	Симулированная зернистость	
	пленки	261
Film recorders	Устройства запнпс	
	на <|ктм1Ленку	52.427
film scanning	Сканирование ленты	376
fillers:	Фильтры;	
digital	цифровые	397 398
import and export	импорта н экспорта	419
final Rinrmp	ЯогдсЛгяя фаюшкшя 24k 30, 50,145.	
	232,260.358,108	
Finite dynamic range	Предельный динамический	
	диапазон	167
fire effects	Э^скты пламени	26

FireWire	FireWire	422
first-person camera	Камера «от первого липа»	197
Ftwhiogcr, Oskar	Фншпнгер, Оскар	4
fidtbig	Рыбалка	\10.173.283	
Fixed focal length	Фмкстцюваиное фокулк!С	
	|KKvnuii|lte	192
Flares, simulated	Светорассеяние, пшулнрованнпс 262	
Flatbed scanners	Планшстпыс сканеры	52
Flat projection method	Плоское ttponuipotiamtc	238
Fleisclicr, Max	Флейшер, Маке	4
Flexible lattice	Эластичная |h-uictk;i	314
Flexible objects	1 lexcxmciK' объекты	343
Flickering	MeptiuHitc	215.430
Hig/rr of ihc Narifitiw	//arrffl w««uzowoj'w	19
Flight simulators)	|||И(ггаж|1ые тренажеры	Гь 8
Fliplwoks	Анимационные книжки	
	(послеловатслыиктн	
	изображений) 59.64.66.327,132	
Flock animation	/\ннма1П1я стай	21.23.350 352	
Flow	Поток	III
Flowcharts	Техшиотческнй процесс	56-58
Flow of events	Поток событий	286
Fluhber	Ф.1в66ер	261
Focal distance	Фохттная днгганиия	317
Focal lcngth(s)	Фокуспис расстояние	186 197.
	192 193. W. 316 317	
Focal plane	фокачытя гешскость	186.316
Foots	Фотот	316
Fog	TvMait	258 2.79.26/	
Fuklcs, Peter	<1><кгтс. Интер	17
Foley, James	Фади. Джейме	7
Follow-through action	Pmbhtih- действия	
	Сквозное действие	271.280
Footage tpxrtas	Съемочные нормы	56
Footcandle	Фуг-капяся	200
Foray	//flrwlrww	ОО
Forres	Силы	342.315-317	
Furvgnnind	Передний план	270
Foreground elements	Элементы перелило плана	383
Forcign-to-nativr	Kottttepiiipoiiaiiitc гтпронпнх	
file format	<|niLSoii в «родной»	
conversions	<|к>рмлт	93 91
Formats, file, иг File formats	||1орматы см. ф. i|»ilio«i	
Formats. video	(форматы видео	117
Form Z	Form Z	148.181
For the Birds, 289. rover	ll/ю птичгк 289, обложка	
4:44 color	Цвет 4:44	116
45-dcgrce angle spot	(5-гродусная пара спот-	
light pair	нсточников света	218
Forward kinematics	П]1ямая кинематика 277.307 308	
Foundation Imaging	Foundation Imaging	27-28
Four-rolur separations	Разделение но 4 цистам	156
Fox	Fox	28
f|h (frames per second)	Кадры в секунду	417
Fractal geometry	<1>|пктадыь-1я геометрия 16.136.140	
Fractal procedures	Фрактальные П|»и1едури	136
Frames	Кадры	272.417
Frames |*т second (fps)	ICu|>u u секунду	273.417

Framrstorr/CFC	FramcsXorc/CFC 66.372-373,376.382

Fret-deformation	Свободная деформация	111-112

Freedom and Imprisonment	Ceofato и тюрыш	435

Frcc-fonn	Свободная	111

curved surfaces	кривые поверхности	125-131

lattices	решетка	311

shape animation	шптшция ijx>p.Mu	3(№,31l

three-dimensional objects трехмерных объектов	111-114

Free-form extrusion (sweeping) (вебодная зкетрузмя	И0,112

Free Jimmy	ОсвобоЛглеДхинии	32.155

Friction	Трение	346

Erwin	Фрида	30

Frontal light:	Фронтальный сыт

from klow	cillery	218,279

at subject’s level	на уровне объекта	218,219

Front of the object	Перед объекта	309

Front plane	llqmunril вид	84

Front projection	Фронт-проекция	400

{/stops	Огн<К1Пелыюс отверстие	200

Fuchs, Henry	Фуке. Генри	7

Fugitive dyes	Нестойкие краски	426

Function curves	Функциональные кривые 305. ?07.310

Functions, mathematical	Функции математические	114,116

Futurama	Futurama	325

Future of three-dimensional	Будущее c«|tcpu трехмерных

interactive entertainment интеракпшпых ргстлечеиий 32-33

• G •

Gainey David

Gamcfs)
action-based

computer
platform

Game GHisoles
GameCulx-
Game nxxling
Game industry
Gamma factor
Gaps on (he surface
Gardincr.Jcremy
Gardner. Geoffrey
Gamier, Francois

Gas dynamics simulation
Gelatin

General Electric
General Motors

Genesis l-ffccl
Geometric primitives
nines
cubes
cylinders
regular polyhedra
spheres
«►ruses

Гении. Дэвцд	173

Игры	26

d жанре окши»	368

компьютерные 5.12.368-369
па основе платт|юрм	13.26

Игролые консоли	14

GameCulx*	14

Игровой молши-	123

Индустрия игр	12-14,19

Показатель гамма	417.429

Зшоры на поверхности	130,146

Gardiner, Jeremy	123

Гарднер, Дж«|трн	20

Гарны-, Франсуа	201

Моделирование динамики газа 13

Желе	343

General Electric	8

General Motors	8

Эффект «творения»	19

Геометрические примитивы	107 109

конусы	108

кубы	107

цилиндры	108

правильные многогранники 109

ОфсрЫ	107.113

торы	108,109

two-dimensional shapes	двумерные (|юрмы	109
Geometric transformations	Геометрические препбракшаяня: 87 92	
□nd absolute vs. relative	абсолютные или	
values	относительные величины	89
global transformations	глобальные преобразования 88- 89	
load transformations	.шкальные преоб(хипнш111Я	88 89
navigation	навигация	91-92
perspective prujcct ton	перспективное itpocinipoKMiiic 91.183	
rotation	иращсинс	90,92
scaling	масштабирование 90 91,93.94	
translation	сдвиг	1	<9 90,92
Geometry Engine	Гсомстрнчсазгн двнжок	10
Geometry files	Геометрические <|киЪы	85 86
Geometry modding technique	Гстш’фнчсскне методы	
	моделирования	98
Geri'sGamr	Игра Гери	1X28.132,131 135	
Gestures, exaggerated	Жести, утрированные	296
Gesture motion	Движение жеста	355 356
Gesture sjkicc	11|>остран€пм> жеста	356
Get Information feature	Получсяис НН1|х>рма11Н11	116
Ghnstcatcliing	Ghostcatching	313
Ghosting	Превращение в «призраки»	119
GIF (Graphics Interchange	Формат GIF	
Format) file format		<20
Gimbal lock	Мертвая точка	146
Gladiator	fmdrrrrmop	32
Glass	Стекло	263 261
Global coordinate system	Глобальная система координат 81	
Global forces	Глобальные силы	346
Global illumination	Глобальное освещение	164
Glolxd light sources	Глобальные источники света	210
Glolxd transformations	Глобальные преобразования	88-89
Glow:	('печение	
of light	света	209 210
surface	1Ю1)СрХ1ЮСТН	247 249
Guak	Задачи/щ-ли	
creative	творческие	47
(<>cils on realistic	преслелппатъ реалистичные	68 69
Goal-oriented animation	Целевая анимация	351 357
Gobo lights	Миниатюрные декорации	211
Grxbilla	Мзыма	26
Gollum	Голлум	30.311
Gouraud shading model	Модель jarctleriitH Гуро	229
Graftals	Грм|лалы	138
Grandchildren	Внуки	142.322
Graphics co-firocesocs	Грж|и1чсскне сопроцессоры	12
Graphics Interchange Formal Формат GIF		
(GIF)		421
Graphics memory	Г|хм|и1ческая намять	414
Graphics software	Графические программы	8 10
Gravity	Сила тяжести	316
Grayscale	Серая тка.и	392,396.416	
7Jir Great Mouse IMrrlivr	Великий .мышиный drmexmun	21
Greenlierg, Donald P.	Гринберг, Доналм II.	7
Greene, Ned	Грин, Нед	10.141
Green screen	Зеленый задник	378.401,408	
Grinning Evil Death	Зловещих г/игылм Смерти	21
Grossman. Bathsheba	Gmsxinan, Bathsheba	101.433
Growth	her	20
Growth attributes	Атрибуты роста	136
Grumman Data .Systems	Grumman Data Systems	20

• н •

Hacks	Хитрости	159 262
Halftone output	Полутоновая выдача	413
Halftone screens	IhxTVTUHtmuc растры	413
1 lain (around light source)	Гато (вокруг источника снега)	220	
Hand-drawn animation	Анимация. ряилтанкш ци-чную 21.268	
Hand (human).animation of	Аниматы руmi (человеческой)	9	
HonniM	Ганнибал	31
Hatiralun, Pat	Хапрохэн, Пэт	7
Hani rubber	Тверлтя релина	343
Hardware preview	Аппаратный просмотр	170
Hamsun. Lee. Ill	Харрисон. Ли 3	16
Hart. John C	Hart.Jolin С	139
Hayes Davidson	Hayes Daviilsnn	84,93.111 Дм	
H DC-F450 camera	Kauqxi HDC-F950	14
IIDR. high dynamic range	Высокий динамический диапазон 168	
HD (High Definition)	Высокая четкость	429
Header information (EPS	1 liiijiripMaiiiia заголовка	
liia)	(<|кп'|ли EI’S)	420
Headshots	Ггипвные тины	190
Health risks	Риск .ня .иоропья	72 73
Height	Высота	КЗ
Hercules	Ггрл^гл	29
Hidden surfaces	Скрытые поверхности 8,161	162. 162
Hierarchical animation	HqiapxiiuccKaa анимация	321 324
Hierarchical character	Иерархическая анимация	
animation	персонажен	10
Hicrarrhiral sliuciurvs	1 IqupxiiMMKiie структуры	142 145.

Мб. 117.321 322

Hither plane	Ближняя плоскость	186
I ILS color model	Цветовая модель HSL	248
The Holy Ihril	Сякщптш птицу	333
HI’LABS	HPLABS	/29
USB (hue. sat oral и >11	Цветовая модель (насыпктптсть.	
brightness)	цвет, яркппь)	157,
color model	USB	157 1.58.208
IISI. (hue, saturation	Цветная модель (iiaeuiitciiiiomi.	
lightness) color model	цвет, спетость) IISL	157 158.392
Hue	HacMutniiKicTb	158
Human figure	Человеческая <|мггура	19
Human motion	Чс.ТОПС'ИХЮМ- ЛШ1ЖС1П1Г	23
Ilie Нит Ымкк of Notir tar Горбун из Нотр'Дам		29,362
HUNftfr	Голод	17
Hybrid framework	Гибридная структура	277
Hybrid rendering	Гибридный рендеринг	161
1 lybrid shading models	Гибридные модели записиня 228	
1 lydro Thunder	Hydro Thunder	239
1 lyperTvalistK rendering	Г|111еррса.1нст11'|11ый рендеринг 21	

Hicranhy

НнгагсНу diagrams

Hierarchy level

High angle shots

High-contrast masks

High definition digira
video camera

High Definition (HD)
lligh-rewltitiofl
elect runic
film recorders

High-Rsohition
geometry models

Hiroshima CnivcTsity

Histogram editor

Histograms

History of computer
animation
milestones in
timeline charts
wvtaitr

Иерархия	90.333 331

llq»|»ii*Mi'KiiecxcMU	322

Уровень иерархии	286

Кадр n верхнем ракурсе 190. 191
Нысок1Ж<игт]ис111Ыс маски	212

Цифровая тцсохамера высокой

четкости	12

Высоки четми-гь (ТВЧ)	129

Электронные устройства

дапнеп на пленкуе

высоким раэрепмпшем	52

Геоштри'нгмн- модели

г высоким разрешением	101

yiiiKcpcinrr Хиросимы	20

Редактор пгюг|Ш1ми 395 396
Гистограммы	391,392

I (стория компьютерной

апнманнп	7-15

лапы	15 29

хрмк логические пиЪиим 33-4!

сайт	15

• I •

Ice Age	Ледниковый период	v.vi.31.295
1стиа1ич1п>п	Икосаэдр (два.и|агигр.тн11пк) 109	
III.scr Information International Inc.		
IK (inverse kinematic) chains Цепочки обратной книсынтки 65.68		
Illumination:	Освещение (поста)	
areas of	ЭОНЫ	244
level uf	уровни	207,318
surface	||О1КрХН1МТЬ	244,245
ILM.-w Industrial Light AiMagic liiiagr-lKVuil rendi-ring	1’енлсрннг на основе	
	и:ю6|»жп|1и1	13,165 168
Image blending	Сопряжение (c.iimuiw)	402
Image сошрп-жмм)	Сжатие изображения	129
Image ilefmit ion	Определение и.юбражс1ШЯ	412	
Image dimensions	PxtuqiM изображения	ЗЯ8 389
Image editing	Рклакп1роюшм' ii.«KH>;M.tiinii 402	
Image fik(s)	ФаГыы 1сюбрсскг1пп1 173.412 414.118	
Image layers	Слои изображения	392-393
Image manipulation	Манипуляции с	
	изображением (т>рабопа)387 393	
with alpha channels	хтм|>а-ка11хтам||	393
color resolut ion.	11Ж1П1ИГ paipeineuiie.	
resampling o(	per.BUiiiiiiii	389 391
histogram for	питогршон дтя	392
image layers for	слои 1кнбражсн11Я дм	392-393
with masks	Mao.-a.siu	399
parameter cun rs for	1Прамстричсгкнс кривые дтя 391	
pixel resolution	iiiiKce.u.iHx1 ра>|*Ч1нч1ие.	
resampling of	piX'JMIUHIir	387 389
Image maps and mapping	Карги изображений и	
	наложение	70,233 244
liasic idea of	принцип	232
blending, map	сопряжение карты	243 241

ykvtxit.ii,

U.S
creation of map	oxwuiiic карты	234.236

(or feature movies	для ф|иьыов	237- 239

positioning, map	роякадепнс карг	211-213

projection methods fox	методы просциршиння 239 241

real-time applicat ions	Приложения

в реальном времени 231 2'15.237

translucent	полупрозрачные	320

Image output, see Output Выдача изображения
см. Видоса

Image plane	Плоскопыиибражгшт	186

Image resolution	I’a.TpcinciiiM- изображения	112	117

Inmgr sequencing	Bianpaiinanilr 1>ос.к-д<нитг.1ыих-п1

изображении 313. 402 407

erratum of	cutiaiutc	403-101

moving images	дпнжупшхея папбраЖЕИпй	422	423

still images	неподвижных изображений	269

and transitions	и переходов	404 - 407

and visual rhythm/tempo n Biiiyxiuiwii ритм u resin	401

Imagesetters	Компыт-рныс Фотонаборные

ycrpciiicrna	427 428

Image space	Пропроппм» тображения	162

Imaging techniques, digital Средства 'Ьормировзния

iuu6pxbciinii. itiKhpoitwc	I

Impacting forces	Вамсистпующнссилы	346

Implement mg the motions Реализация движений	277

Implicit surfaces	Неявные поверхности	131

Import filters	Фильтры импорт	91.419

Import tools	IiHcrpysieinv импорта	419

In-between frames	11|юмсжугочныс кирм	303

In-betweening	Фазовка	272

In-ramera compositing	BnyrpriKuivpiihiii компиипши 400 403

Incandescence	Накаливание	247 248

Inclusive link (light sources) ВхАКРППЫМКШ привязка

(псточиимт пита)	210

Indexed color	Индексированный сяст 389 390

Indiana Jones and the Temple Пианами Джонс и \{>au

of Doom	(Ww	19

Industrial Ijglit & Magic Industrial Light & Magic

(ILM)	(ILM)	18-19.23.24.27

Infinite lights

бесконечно удаленные
источники света

206.207

Information, digital Информация цифровая 1. 430 43<
Information International Inc. Information International Inc.

(Ill)

Injuries repetitive st res

Ink ansi paint
Inkjet printing
Input capabilities
Instancing obpets
Intel

Intellectual property
Intciwkd audience

Intensity:

of force

of light source

Intentioo-basrd animation

(III)	10.17.19

Clliupou IIOBTUpHOIXI
напряжения	73.77

Koinypoma u оливка	270

Струйная печать	124 425

Входные средства	52

Клонирование <х5ьсктов	116

Intel	8,12

Интгллскту&ТЫ1ая собственность 74

Целевая аудитория	285

lliirriiciiuuocn.
силы	3-16

источника снега	208

Инпт1снонхиная анимация	353

Interactive camera placement Интсрыктн|пкк-

pxnicnieiiiic камцш 188 189

Interactive entertain went	I Inгеракпшяыс развлечения 363- 369

Interactive games	Интерактивные игры	368 369

Interactive projects	Интерактивные проекты	285-286

Interactive specification of	11нгграктншюе задание

key poses	ключевых mu	307

Interactive systems	И irrepaKiiliiiiMc системы	7,8

Interactivity	Итеративность 104.285 286

Interfaces, nKiiputrr-human	Ц|пе|я||сГм'Ы «человек-машина*	10

Interlaced fields	Чересстрочные Поля

(оолукадри)	117-418

Interna] displacements	Внутренние смешения	2!

Internal structure (of three-	Внутренняя структура

dimensional characters) (rpexxiepiiwx персонажен) 291 292

International Commission on Международная

Color (CIE)	комиссия пи ocnctueiiiim MKO 159

International Stamfords Международная организация

Organization (ISO)	nomiixipTii.Qiiuii MOC	423
Internets	Интернет	51
Interpolation	llnrepmiiuiuui	258.272
uf attributes	атрибутов	30G
curved	крнпаиик'нная	301
keyframe	ключевых Kxipou	303 306
linear	линейная	361.305
morph	морфичггкая	158
Interpolation ease	ycKopcHHr/jaMc.iiriiiw	
	uinepiiiiiiiiiiiii	301
Interpolation tcchmi|uo	Методы iiinepiiixiHUHH	388
Interrupt rd action	Прерпанное дейгтпне	274
Intersection (OK) operator	Оператор пересечения ИЛИ	133
Intranets	Локхиные	
	корпоративные crni	12,51.433
Inverse kinematics	Обратная киисматка	10.21.277.  331-334
Inverse kimmutics chain	Цгиочкз o6pirm>«i кинематики 65.68	
Invisildc light sources	11еш1димцс источники снега	221	
Invisildc Ocean	ПсвшЯиый сжсан	204
Iron Giant	Стаоатй танин	26
ISG Technologies	ISG Technologies	/29

ISO (International Standards Международная оргашг.кишя

Organization)

пи стандартизации ISO	123

• J •

Jagged rslge*

Jaki Dexter

Japan Computer Graphics

IjIi (JCGL)

Jawn a>«l iln- Aiftonami

JCGL (Japan Computer

Graphics lab)

Jedek, Angela

Jet ProjMilsion Lalwratorv

UPL)

Зубчатые края	2.56

Jak& Dexter	196.197,329

Japan Computer Graphics
bb(JCC.L)	20

Ясин и rt/vow<uir«	270

JCGL Oapan Computer

Graphics Lab)	20

Jnlck. Angela	192

Лаборатория |х-актнвиосо
движения	10.17
Jimmy Neutron Boy Genius	ДжИММи-Ntumpw.  MUbtuK'tfmiii	3133	Kramer. Ed  Kroycr. William	Крамер. Эд  Kpoiiep» BlLlbHU	216  21
Tbejongler	Понри/ун	17			
Joint(s)	Cu-t-H’iirtiiiii (суставы) 292.322 324,				
		331 ззз		• L •	
Joint information	11ш|и1ршция no ccHLM'iieminM 324				
Joint Photographic Experts	Объединенная группа экспертов		Lrlmrjtoirv d Energie	Lalwratotre d'Energie	
Group	по машинной обработке		Snlairc ct de Physique	Srdairvrt de Physique	
	фогогрм|шчссмпх		du Ikitiment	du Bailment	167
	изображений	420 421	Iji Cite ties enfanis penhts	Горо/i nomcfimtHHii: ilcmcft	71
JPEG file tonal	Формат JPEG	174.420 121		bi ffNiiw pirfi-	Женщина-.ют/шка	10S
JPEG 2000	JPEG 2000	121	La Maison	1л Maison	374-375
J PL see Jet Propukkm	J PI. - CM. Лаборатория		Lamlicft shading model	Модель заПНегшя Ламберта 228	
Laboratory	реакппшого движения		L'Anglaise et le Duc	Лклшчаккл и ее/щае	378
Julcsz. Bela	Вала 10.1СШ	8	Lmdn-tli. Chris	/1Д111|Х%. крис	2X.29.IIK
Julia fractal function	Фрактальная функция Джулия 117		Landscape formal	Ландшафтный (альбомный)	
Jumaitji	Джуштджн	26		||х»рмат	186
Jurassic Puri-	//«/и. юрского периода	24,26	LANs (local area	ЛВС (.юкхи.ные	
			networks)	внчне.ппе.и.ные сеги)	432
			Lantz. Walter	Ланц. Вальтер	1
	• К •		Lara Croft	.•7п/)« Крсн/нп	32.273 275
			l-atge projects, teams	Крупные проекты,	
Ками la Prophetic	A’www	21Г 215	for	(группы для)	53-58
Kai. Akira	Каи. Акира	157.220	Laser film recorders	Лазерные тттройспа	
Kajiya James T.	Калжнйя. Джеймс	7		затки на пленку	52
Katzenlvrg, Jeffrey	Kanteii6q>r. Лжгг|фн	325	Laser printing	Латериая печать	125
Kawaguchi. Yoichiro	Кавагучи, Йоширо	1.19.20	Laser scanning	Лаэер|«« скаи11рош1ннс	131.140.1J6
Kaydara	Kavdata	343 344	Lasseter,John	Лассегер. Джон 2.4.20.32,38. ХЮ	
Kerlow. Isaac Victor	Ксрлоу. Айзек Виктор	390	77ir £otf StnrfyJiiH	lloc.icdMiit nexhtuu боец	19
Keyframes	Клю'к-пке кадры	273.303 301		Lateral light	боковой евег	
Keyframe animal ion	Анимация		from above	ст-рху	219
	no ключевым кадрам	21.45	from above and behind	сверху и слали	220
Keyframe interpolation	Интерполяция ключевых		at subject's Icvd	на уровне объекта	219
	кадров	303 306	Latham. William	Лзтэы. Внлмм	24
Keyframing	Создание ключевых кадров	272	Lathe	П<>строс1111сфигур вращения IIO 111	
Kcylight(s)	Основной (рисующий) снег	200,215	tatticcO)	Рсшлка	113 114.115
Key posts	Ключевые позы 272.295	296.307	flodblc	xiamruian	341
Kicker light	Коитропой свет	215	frve-frirm	свободной <|х»рмы	311
Kilobits per second. Kbps	Килобит в секунду кб/сск.	433	The Lmwtmwirr Man	/а.ннюк»аг.г1>11(1гк	23
Kinematics	Кинематика:		Liwrcmv Berkeley Laboratory Lawrence Berkeley Lihirah		iry	167
forward	прямая	277.307 308.331		Layered moving	Слои ДПН*уЩ11ХП1	
inverse	обратная	277.331 331		images	изображений	106
Kinctoplioncs	KlIIICTrxJxillbl	3	Layers	Слон:	
Kinciuscopc	Кинетоскоп	3	of nu»l Hill	движения	276
KbfgKutifi	Кинг-Конг	270	rendering in	Riuyxiicaiiiin по	160
Kirk. David	Керк. Данны	7	surface	IIUHCpXIKXTII	231 233
Kiss that Frog	Kiss that Frog	226	Layout, ясне	Посг|юспие сцены	61
Kktsrr.Jcff	Клейзер. Джефф	20.216	Leaf Magic	Магии мклш	24
Kleber-Walczak	Klciser-Walczak		b-Bossu	Горбун	395
Construction	Const ruction		LEDs (light emitting diodes) Си-тодноды		315
Company	Company	20.21	Ixft -handed coordinate system Ле посторонняя система		
Knee sIkhs	Поколенные кадры	191.191		координат	83
Kmckknad	Ие-лЬм/шкп	18.20,274		Tlir Legend of Zelda	The Legend of Zekla	28
Knob (on NURBS)	Ухты (ib NURBS)	106 107	Lcka reck	Лейкэ-дспти	62
Krxlak Eastman Company	Kodak Eastman Company	420	Lens:	Обикпиг	
Корга Andy	Кипра. Энди	23	aperture of	дил|>ра1ма	317
Kosaka. Toni	Котака. Тору	79,119	ганн'га	камеры	192 191.196
Lens Лаг г	Светорассеяние в объективе	210
Lens glows, simulated	Свечение в оби-ктинс. ustirraiuiH 262	
Loci of ilItimination	Уровень освещенности	207
Lewi of recursion	Уровень рекурсии	1.%
Ltvrk of detail (LOD)	Уровни детали ищин	99
Levels of precedence	Уровень старшинства	322
Leroy, Marc	Ливой. Марк	7
Lr.Vww Cmc-Ciw	Де Хонд Сгас-Спк	24
lilirary(-iw)-	Биб,тпатска(ки):	
of key expressions	ключевых выражения Лица 358	
surface	поверхностен	231
Light (s)	Свеп	155-156
reflection of	отражение	344 246
tinted	rofllipotQIIIIUH	203
Light animation	Анимация света	317 321
artificial lights	источники	
	искусственного света	321
celestial Imdits	небесные светила	318 319
natural phenomena	природные явления	319 320
practical lights	практические источники	
	света	320 321
Lighi-basrd color	Цветовая Среда, оснокниым	
environment	на излучении света	157
Light-based colors	OcHiminiMc на свете цвета	203
light emitting diodes (LEDs) Свеп аноды		335
Lighting	Освещение	10.74.75.199-221	
animation ol	анимация	66
getting ready for	подготовка	220 224
markers	маркеры	375
of scenes	сцен	211-217
sources. light	источники спета	201 207
basic posit ions of	основные наложения	217 220
traditional ajiproiches to	традиционный подход к	199 201
Ijght measurenietits	Замеры госта на ыегп*	
on location	ГИ'МКН	200
Light meter	ЭкГ1КЯ1ОМСГр	156
Lightness	Светлость	158
Lightning	Молния	202
Light shader	Шейдер света	207
light sources niniilrrol	1 (сточииков амта количество 16-1	
Ijght vector	Вектор госта	217 218
Lightwave	Lightwave	%
Lmdenmayer, A	Лннденмггр, А.	U2
Linefs)	Л|1НПЯ(1|)	86,322
angular straight	прямые 1м»л углом друг к другу 391	
curved	кривые	105
drawing tails for	1ШСфуме|гты дтя рнгоенаяня 105,107	
polygonal	1НИ111ТМ1Х1Ы1Ы1-	105
splines	сплайны	105	Юб. 126
straight	прямые	101 105
straight diagonal	прямая диагональная	391
types of	типы	101 107
Lines per inch (Ipt)	Линии на дюйм	413
Lineage	Генеалогия	139. //?
linear color space	Л иисинос цпеговое пространство 391	
Linear force	Линейная сила	314
Linear interpolation	Линейная 111гп-риолян11я	Ж 305

Linear lights	Линейные источники cix-in	207.207
Linear medium	Линейная среда	285-286
Linear splines	Линейные сплайны	10$
Line nf action, visual	Визуальный pin действия	296
Une of sight	Линия вип1]х>вания	185.361
links	Ссылки;	324
animation	анимации	143
modeling	шмелированпя	143
rendering	рендпн111П1	143
Linked light sources	Привязанные	
	нспяннкн спета	210
Linked to the path	Привязывается к траектории	309
Lintermann. Bernd	.liinicpMaiiii Ifopiu	113
Linux	Uniix	12
The Lion King	Kopaiu-Лп	25.362
Liquid Sekn	Текучие су^косптн	24
Lrstcrine Arrows	Стрем Лигтгриш/	21
Thf bttle Drath	М<иенькая । мерит»	21
7Лс btllr Mrmmd	Рутычка	22
Live art inn	Съемка актеров	12
Live action movies	Художегт венный ||ииьм	
	с живыми актерами	23.21. 15
Live enm nil	«Жноое» ynpawHiiiie	331
Live data capture (production Захват данных с реальных объектоп		
stage)	(стадия ii|*Ni.iB<aiTiia)	65
Live motion rajKun.-	Захват движения жатых оби-ктон 26	
live motion control	Уп(пнлсн)1с «живым • дейстнем ХЙ1	
Local area networks (LANs)	Локальные	
	вычислительные «ст ЛВС	132
Local coordinate system	Локальная система координат 81	
Local forces	Локальные силы	316
Local light sources	Локальные источники снега	210
Local transformation*	Л окал ьные преобразовал ия	88-89
L cat ton-lnm! cincnainmeni	Аттракционы	28.363
Loth best E\prdi)ioa	ЭкгПгчЬция в Лат Hevc	368
Locking objects	Фиксирование объектов	116
Locomotion	Путешегтпие па/юы шка	20
Loco Rodeo	Loen Rorlco	245
Log space	Лог-проа рлнетно	391
logical operators	Логические операторы 133. П5. /?Г»	
Lmg shots	Общие планы	192. /9/
Look development	РЖтработка BHcnnicni облика	66
Looker	Яиитю(ктш*.1ь	19
lamk-up (aide, соки	Таблтпв с<ж>тix-rvTпня цвета	420
The Lord о/ the Rmff.	Hj(ume.uin кшец	v. 30.311.366	
Lossless compressions	Сжатие бел потерь	118
Lossy compression	Сжали* с потерями	418
Ihr Lost World:Jurassic Dirk	Зате/ткиыи ,vup; парк	
	xtfKKwa nrpuotia	21Л6
Lotta, Detirr	Лотта Димтр	21
Ijiukil, Majid	Лукти. Маджид	222
law angle shots	Кадры п низком ракурсе	190. /9/
Low-flying traveling shots	Кадры с низкого mi лета	29
bm-n-solution geometry	Геометрические модели	
models	в шиком paapeiucmiii	101
Ipt (lines per inch)	Линин пади»йн	112 ИЗ
L-systems	1.-СНСТСМЫ	138
|,ис.ъ, (Jeorge	Лукас.	12
Unlike. Jim	Uidike.Jim	80.93.221.291
Lundin, Dick	Дик Лушин	II
Lux	Люкс	200
/jMoJr.	Лимитны	2.4.2OLZW.42O

м

Mac Guff Lrgne	Mac Guff l.igoe	21
McKenna	МакКенна	21
McLaren. Norman	МакЛарси, Норман	4
Mac OS X	Mac OS X	12
MAGI.ДО Mathematical		
Applications Group Inc		
Magnetic motion raptun'	Manumtufi захват движении	338
Magnetic resonance (MR)	M.iniimio-резонансные	
scanners	сканеры	127
Muff и Jia	Мшимы	30
Main action area	Зона остниюл) действия 212-2112/5	
Mainfratneb)	Бодмине ЭВМ	5.9
Mainframe Entertainment	Mainframe Entertainment	28
Mandelbrot fractal function	<t>|nh*ra.ii>n.’ui функция	
	.Маидельбрита	116
Manlpulathm, direct point	Нстгрслственшг	
	ман111гу.111]Х1КН<ие точками	ИЗ
Manipahtion planner	11ланп|хмш|нк манипуляций	354
Manual arrangement	Ручная орпингзация	277
Manual fTOationofskinsnrfaa'sCxi.wiiiH' кожных		
	iinnepKnomni пручиую	129 130
Map blending	Сопряженно карт	242 244
Mapping, image, w Image	11лто*гннс изображения	
mapsand rixqiping	ел. карты гоображегшй и нможемне	
Mapping a Mspience of	I {аложетпи.' последовательности	
imag*s	изображении	313
Mapping projection method	Метод проенировапия карт	237
Марк	Карты:	
bump	[•ельсфныс	252 251
color	цветовые	248-251
displacement	СЫЯЦСЯИЯ	250.251
environment	среды	215 248
picture	фогокаргы	248
reflection	отражений	244
Margosian. Rtul	Пол Мартосяв	129
Man Altarks!	Ма/*' атлхугт!	27
TlfMadt	Маска	313
Masks	Маски	31.217
Mnsk(s)	Маскэ(н)	393.401
continikius	1!СИрсрЫВ1Ш	244
high-contrast	иысококонтрагтмая	244
Muxs	Масса	338
rent er of	центр	317
distribution of	распределение	318
Massachusetts Inslitiitr of	Мэссачусискпй	
Technology (MIT)	технологический nircntryr	7.8.21
Mass Illusion	Mass Illusion	27

Massively parallel computers CynqNiafXVUCAbiiMe компьютеры 6

Match move
Match reality
Mafcnal dataloscs
M.illwmatical Applications

Group Inc. (MAGI)
Matlwmiilind functiutu
Matitcmaiiral operations
Tlir Matrix
Matte painting
Matte surfaces

Matting
Maya file format
Maya software

Media for final output

Media Asset Management

Media formats

Medians

Medium close-up shots
Medium long diets
Medium shots

Meetings

Megalnts per second. MIijb
Megabytes per second
Megapixels

Memory K4|uiN*im*nts
Menfond

Merging curved latches

Meshes
Metadata
Metallic surfaces
MetefGindle
Metrolight
Microcomputers

Microsoft
Middle of the story
MIDI

Mike's New Car
Milestones

Miller. Gavin
Miniature mixlels
Milling machines
Minicompuicts
Mirroring technique

Mirror servers

MIT. See Massachusetts

Institute rd Technology
Miyaraki. Hayao
Models

Model animation
Model approximate
instancing

Согласование движения	377

Совмещение С реальностью	371

База матерка.ton	231

Mat hemal ical Apjd irat ions

Group Inc. (MAGI) 8.10.18.19
MarrsaniwcKite фу|г»л|ии II I, 116
Математические операции 87
Матрица	26

Рисование масок	399

Матовые поверхности	243

Mariipomuiiic 212 244.Ж19 КН
<Г>ормат файлов Мауа	96

Программа Мауа 91101.106.

177.230.231.212.250.259
<Ьормаг выходного

продукта	265

Управление иш|и>рмл111КИ111НМ11

ресурсами	67

Медийные форматы	186

Medina	13М1ОДФ

СрслпскруиныЛ	190.191

Среднелалышн шал	192.191

Средине планы	190-191.191

Совещания	15

Мегабит в секунду Мб/сек.	433

Мегабайт и секунду	133

Мегапиксели	376

Требопзння к наияти	100-101

31.373.377.379.107

Объединение

криволинейных лоскутов	I2G

Сетки	III. 113

Метаданные	376

MerxuiriccKiie поверхности 244 -245
Кандела на кв. метр	200

Metrolight	20

Мнмюкомпыт-ры	6.8,10- II,

25.26.50
Microsoft	423

Середина истории	285

MIDI	357

Ноам мтиим Майка	300

Этаны	45

Миллер. lenilll	UI

Миниатюрные модели	270

Фрск-рнне станки	135

Мииикомпыигери	5,9-10

Мегоды создания ;rpxa.Tbiinrn

птображелия	117

.Зеркпъныс серверы	132

MIT си. Массачусетский

П'Х1ик1пп1ческнГ| писпгтут
Миядзаки. Хаяо	26

Модели	129.154

Анимация мидели	306-314

Atlll|)OKCIIMII|№№llllt<>C

предгтаялсиш* мидели	139
Modeled surbce textures

Model files
Modeling
definition of
file formats for
free-form
of freeform curved
surface!

grotmtnc primitives, use of

getting ready for
o) groups and hierarchical
structures
image-lnsed
and linn
logical operators, use of

and numerical values
overmodcling
plants

poinLv JineVsuriacis. us? of

procedural description
techniques

rendering and
and rvndcring/amnuiHHi
and sketching
of subdivision surfaces
sweeping techniques

techniques for
and three-dimensional
reality

and transformations
of I rimmed surfaces
using multiple camera
views while
utilities for

Modding links
Modeling plants
Mondo Media
Monitors. RGB
Monsters, Inc.
Montage
Mood, and lighting
Moon (as light MKirre)
Morphing
three-dimensional
two-dimensional

Morphing clfocb
Morph interpolation
Mocionfs)
in animat ics
complex
consistence of

Mo.tniii|x>iiaiiiiiac
текгтуры iiunepxHociii	250

Файлы моделей	173

Модсл пропан не	10.59. fit. 81 152

определение	81

форматы фвйловдяя 92 91
cimfioAitoc 111 11X112-116
кривых попермюстей

свободных форм	125 -131

tvoMcipnsecKilx примитивов

использован не	107-109

пилгоптка к 94-101, Мб-118
групп и itqnpximecKHx

структур	1-42-145

на осиоес изображения 110

и липин	86-87,102-107

исиапьюкзнне

логичсских операторов 132.735
н числовые значения 81 86
избыточное моделирование 118 119
растений	137 139, М2

пят/лппии/попсрхности,

iiciHMiAHuiiiie	86.87

методы процедурного

<иикпним	136-1-10

реидернш и	175-176

и рсндсринг/анимаиия	99

и наброски	95 96

поверхностей разбиения	131 132

методы смешения

образующей ii.w»»cth

по заданной траектории 109 ПО
методы ДЛЯ	13

и трехмерная

реальность	81 -82

и нреобрсиикзння	87-92

разностных поверхностей 133
нс|нклыовамнс нескольких

камерных видов 1ЦИ1	96

yriLTimi .гтя 114,116 119.133-135

Ссылки моделирования	ИЗ

Моделирование растений 137-139

Mondo Media	212

Мокморы RGB

Atyno/wqw* *<«гт/км 31 < 61,65.145

Монтаж	273

I lacrpoeinie и освещение	199

Луна (как источник света)	215

Морфинг	23.29. 408

трехмерный	310

двумерный	102

Эффекты морфинга	23

Морфнчсская iiinepiiuiUHiui	358

Движение(я)	70

п черновой аннмацнн	63

комплексное	275

ЛОГИЧНОСТЬ	361

gesture	жеста	3.55
hold	приостановка	275 276
indicatuMi of, in scene	обаиичепие перемещений	
layouts	l> СЦС11ХХ	61.65
layers ol	слон	276
multiple layers of	несколько слоев	331
overlapping	nqieKpunaiinnm-B	275
primary	основное	275
pnK'cdural	процедурное	278.350
raw	необработанные данные	335
nde-hased	на оенпм- правил	278.350
secondary	втщюстспсиныс	275
sequence of	1юс.и-лпитслы1опь	354
simple	щюстос	275
synchronization of	синхронизация	361
techniques for	методы реализации	45
transitions	переходы	359
Motion blur	P.tiMUiiaiiiie при ДШ1ЖГН1П1	29.74.
	257 258.262 267.	
		264-265
Motion capture	Захват движения 21.25,277,331 311	
acoustic	акустпчикин	338
editing	ре.пктиропанис	330 310
blending	СО||рЯЖП111С	310
facial	лица	360 361
magnetic	МЛП1ПП1НН	338
optical	«япнчсский	338
real-time techniques for	и реальном времени	
	(технологии лтя)	337 338
rotoscoping	pOTDCKQIIlipiMRIHIIC	338
Motion constraints	Ограничения линжеппя	324.324
Motion control	Управление движением 26.276-278.	
		339.382
Motion dynamic*	Динамика движения	10.24.
	2Л 278,311 350	
nillisions	CTiiTMioa-iiria	317 350
and physical properties of	и физические свойппа	
objects	объектна	312 311
and type of forces	II ТИПЫ CILT	315 317
Motion holds	Приостановка движения	275 276
Motion parallax	Параишкс движения	315
Motion paths	Траектории движения 308 309.311.	
	312.315-316.377	
Motion Picture Assa iation of Американская аганигакня		
America (МРАЛ)	кино	15.	22.27.29
Minion Pictures Experts	<1>ир\ит MPEG	
Group (MPEG) file hmiKTi	(Экс11грп1ая qnniEi	
	1ш KitiicMan>i|M>|>iui)	423
Motion rigs	Двигательная опыта	61
Motion rides	ATTpakTuiiiiiH-«iiyinii<vTiuifl«	• 363 .366
Motion simulators	CilMy.MnvpU .ЦМ1ЖСН11Я	363-361
Motion tests	Динамические тести 56,298 299	
Mouse Hunt	Мышим» aionw	152
Movies. computer-generated	Компьютерные <|>ilti.mij	8
Movie po^cctorx, digital	Цифровые кинопр1х'кп>ры	12
Movie rating systems	Системы рейтинга фильмов	15.22.

29 30
Moving images:	Движунцнся изображения:	
file formats for	<|и>рматы файлов лтя	418 119
lights	1ЮОЧП11К11 спета	216 217
sequences of	последовательности	422 424
slwdmvs	теин	318
vehicles	ЛВШМобиЛЬ	25
water	мда	203.319
Moxy	Mnwu	25.26.310	
MP3	MP3	423
MI’AV.vr Motion Picture	МРАА ГЛ. .Американская	
rVsociation of Anterica	ассоциация кино	
MPEG (Motion Pictures	Формат MPEG	
Experts Group) file formal	(Экспертам группа но Кинематографии)	423
MPEG-I.MPEG-2	MPEG-LM PEG-2	423
MPEG-4	MPEG-4	423
MPEG viewers	Программы просмотра MPEG 123	
Mr. Computer Image	Ммгтер кичпгмтгрммй	16	
MR (magnetic resonance)	Maniimtn-pc.KNiaiKiiMc	
scanners	сканеры	127
Mr. Digital Tokoro	Mr Digital Tokoro	101
MTV	MTV	26
Mulan	Mf/JtUt	26.29
Multiple cameras	1 Its'KixibKo Kasiq»	181
Multiple camera views	Нескольких камерных видов	96.99
Multiple layers of motion	1 IccKoibini слоев движения	334
Multiple users	11есколью1 пользователей	132
Multiprocessor graphics	MiioiiiiipoiMx-сориые	
workstations	графические рабочие станции 50	
Thr Mummy	Мумия	26
Musical Instrument Digital	1Ьк|*[ммм>й ||11пт>|м1с	
Interface	uyauKxihiiux инструментов	357
Music videos	Музыкальные м|дгоклти1ы	23
Mutations	Мутации	24
MXF	мхт	424
Mtp>	Муя	23.25.32.391	

• N •

XAMCO	NAMCO ii. 20.40.187,189,365

Naming objects	Именование объектом	IIG

Narrative and psychological По8сстжнигге.1Ы1ый

effort	it nciiMkinni'K'TKiiri лффекг 188

National Television Systems Bhjoi NTSC

Committee (NTSC) vidro	417-418

Native file formats	• Родные» (собпвснпые)

форматы файлов 93,418-119

Natural lighting efforts	Епггпнтньн* cib-tobim-:и|и|к-кты	318

Natural phenomena	Природные явления 66.319	320

Natural transformation	Естественная 7paiwi|x*pMaiiiui	312

N.niwifinn	Навигация 91-92.95.188	189

Near dipping pbne	Ближняя плоскость (игги-шы 185-186

Neighbor pixel interpolation Интсриатяция соседних
пикселей	388

Network*	Cem	12.14,50

doMiilinding from Загрузка (скачивание) no 132 434

intranets	Локальные корпоративные	сети 433
rendering in	ренлернш в	262-263
speeds of	скорость	133 431
Network servers	Сетевые арш-ры	51
News program openers	•Шапки* телепрограмм	44
New Ynck Institute of	11ы»-йг|ркгкмй	
Technology (NYIT)	технологический институт	17
New York University	Униигрс1пгт Нью-Йорка	10,310
Next IJmit	Next Until	141
Nwkdodron	Nickelodeon	26
Niglit-for-day	Ночь днем	408
Nintendo	Nintendo	13.14.2833	
Noise, textun	Текстурные помехи	398
Noise functions	Функции помех	255
Noll. Michael	IIo.it, Майкл	8
Nim-tsIgesiniiiLlioib	• 1хч'ко||ту|Н1ие« имитации	20
Noninterlaced monitors	Мониторы с нечгрстiTpinmiii	
	ромерткоГг	430
Nonlinear color space	licnilltciiiitx' цветовое	
	П|ХИТ)КН1П1И1	391
Nonlinear editing	Нелинейный монтаж	423
Nonlinear storytelling	llr.uiiieiiiHx- изложение	
	HCTOfMIII	285 286
Non-idiotonal&ic rendering	Нсфоторсалист|Г1нин	
	(«еилерннг	IXI68.I70 171	
Nonproport и nial scaling	1 lciipoiiopuiicnia.iMioc	
	масштэб|||ю«ание	91
Ntinraliotial ninv	11ерационаты1ая цнпыя	106
Nonsquarv pixels	I IcnpuMoyruibiiuc пиксели	424
Non-uniform b-splines	11е|П1111омсрныс рациональные	
iM'RUS)	Ii-<tlhuiiii.i (NURBS)	105,106
Normals, surface	Нормали к поверхности	227
Normal (50 nr 55 mm) lens	Стапла|инын объектив	
	(50 или 55 мм)	1П. 194
Norton. Alan	I {ортин. Ала»	21
NOT	НЕ	133.135
Notes, taking	Пометки. .tc.Tairrc	175 176
NTSC color filter	Цветовой ifiiLTiiTp NTSC	398
NTSC (National Television	Biuro NTSC	
Systems Committer) video		>17
NTSC standard	CraiLU|rr NTSC	428 129
NTSC videotape	Bii,»<xncina NTSC	26S
Null parent (s)	Пулевой родителЦи)	145.322
Number	Количество:	
of light sources	iiCTiviiiiiKUB спета	164.218
of mot ion wnwnt	.татчиков движении	336
of pixels	пнкселп|	164
of points	точек	346
Numbering files	11умграцш1 ||кн1лов	419
Numerical descriptions of	’liic.HiHuv irtinrainiB	
objects	объектов	84 88
Numerically specified centers Заланнс в числовом виде		
of interest	точек, которые	
	нужно ОСПСПТГЪ	217
Numerical values (for image	Числовые значения	
mapping)	С11Я Н1111ЖГН11Я	
	юображепий)	240-242
NURBS (non-uniform I»-
splines)

NVIDIA

NY IT (New York Institute
Of Technology)

I 1срмшпмериыс рациональные

1хаташы (NURBS) 105,106.126

NVIDIA	172,17S

NYIT( Нью-йоркский

TexiuuuriinrrKTtn институт) 17

• О •

Obj«i(s)	Обм-кг(м)	82
filler	.кшолняютис	130
free-form	трехмерные	
thnv-dimensional	свободных «]и ipu	111 114
numerical descriptions of	числовые описании a	81-88
polygonal	иодипшальныс	8
Object rutfdinate system	Координатная система объекта	81	
Object space	Прппрангпттт объекта	161
Obstacles	11 реНЯТСПТНЯ	350
Obstruction of light	1 |е; к-кры па и иг снега	320
Octahedron	Восьмигранник, oktxi.t|>	109
Oddworld	Oddworld	59.60.62.63.67,70.	
72-73.76 99.113.149.172.180.198.284318.359		
Off-alt ing	Смещение	240.244
Off-the-shelf software	Готовое программное обеспечение 49	
Ohio Slate I'nivcrdty	Университет штага Огайо	9
Ohtrf f* Coaiptmy	Отлср и каимнии	21
Omnibus	Omnibus	20
Omnidirectional light	BcetQt ipanieii uwii спет	201
Onimusha	Onimusha	31.369
Online storage	OiLiaHiwiioe х|»11И.1НШг	51-52
On-target	Стремление к цели	46
OprnEXR	OpcnEXR	421
OproGI.	OpcnGL	171
Operating systems	Операционные системы	12.49
Optical motion capture	Оптический .«ахкп движения 338	
Optimize polygonal models	Оптимизировать	
	полигональные модели	120
OR	и и	133
Order of correspondence	Порядок соответствил	310
Order of rotations	Порядок ПО1Ю|КПТ1П	146
Ordinary lighting	Обыкновенное оспещс н нс	218
Orientation	Ориентация	195,207,315	
Origin	11ачало ктюрдннат	83
Orthographic projections	Прямоугольные проекции	181
Osaka I'niverstty	Унпвс|Г1пп Осаки	20
Owimv-	Ос.шх	368
Outlines	Контуры	127
Output	Выдача	411 435
on digital media	и цифровой среде	430-431
file formats for	<|ю|»гаты dKULion для	411 425
on paper	ica бумаге	425-128
on photographic media	на фипл]ш|и1чсских	
	носителях	427 428
and rendering	н рендеринг	177
resolution of	разрешение	112 417
on three-dnncitsiiinal media	в виде трехме^нимо объект	434-435
on video	п форматах видео	128 430

Output capabilities
Output met buds
Output peripherals

Overall blending
Overhead lights
Overlapping action
Overlapping edges
Overlapping motion
(henwxleling
(hcrsam|dtng

Выходные устройства	52

Выходные ||ю|ШЛТЫ	11

Выходные периферийные
угтронепта	'111-412

Общее сопряжение	242

I IrnvuniKU верхнего гнета	220

Перскрыкштесгя дсйствне	280

|1е|гкрына«>иц1сгя края	146

Псрс>;ры!Ш1пщес1->| движение	275

Иэбылтмое моделпровапнг 118 149

Повышенная чзаига выГхфок
(сут-рлпскрспшния)	257

Rtcific Data Images (PDI)	Pacific Data ImagnfPDI)	20.21.27
ftiintliox	Piintbox	288
feinting took, tradiiiotul	Традиционные инструменты	
	жнжишги	395
PAI. standard	Стандарт PAI.	417. 428-429	
Pan	Па1к»{Ш111|)ок1||||с 92,94.95.195,315	
Pinuramic views	IbiHijKUiiiiae шци	122
Paper	Бумага:	
international standard	международный сган.тарт	
sizes of	|ШМС|Ш	425
UUt|Ml on	выдача на	125 127
Parallel action,	llapoiiicnuKic ЛСЙЛ5Ж-	271
Parallel computer	Параллелтый комимтгер	6
Parameter curves	Параметрические кривые 305 .108.391	
Parameter space	Параметрм-11ч-К1м- просграипво	241	
feramctric curved surfaces	11арах1ст]М1чсск11скрнва1Н1к-йныс	
	llOtlcpXIMXTII	125
ferainotrnl	Riramtiunt	м
ferent*	Родители	143.322
ferke. End	Парк. Фред	9.36
Ruta. Claire	Паркер. Клер	4
Punch-systems	Сисп-мы •еспщ 136 137.111.350 У>1	
Particle systems technique	Исиодьишаннс енгтем частиц	24	
Pate lies, curved  PDI, see ferific Data Images	Кршюлннгтниае лоскуты	126
I¥ud Harbor	Иирл Харбор	30
Pencil test	Карандашный тест	270
Pro plotters	1 lepw-вые тр.н|хи1остро1ПС.1Н	126 127
Penumbra	lliKiyretli,	210
The IVricct Storm	ИймнкКЫЙ irrmo/ru	27
Performance animation	11с|х|и>рмднс-анпмацня 271.	331 341
Peripherals, output	Выходные uepnihc|uu'inue	
	устройства	411-412
Peripheral input <k-viccs	Входные периферийные	
	устройства	340
Peripheral sloragc	Ilepi«|ic|Huiitoc хранилище	-.1 S2
Perlin. Ken	Периш. Кеи	9.310
Personality (of characters)	Личность (персонажа)	288-296
Peru mm-L of digital sudiis,	Кигтекпш (1ин|л«*их студий) 16 50.52	
htspeciiw prujcctiiMis	Hepcncimmiioenpoi4iiqx«uiHe	87,183
ТЛе Hianlom Mrnarr	Прктрачпая утро»	26.261.362	
PlxHlellls

Pining shading model
PlnihK'liniiical optical
composting

Photogrammetry
Photographic media.

oti(|Ki( on

Photographic pronilurcs
Photographic textures
Photography
Photon maps
Pilot orealistic

RenderMan (PR)
Physical properties

(of objects)
The Pianist
Picker, Inc.
PICS file formal
PICT file formal
Picture Illes
Picture maps
Pigment-bawd color
environment

Фонемы	359

Модель затенения Фонга	229

tlhinixiuui'iecKag
оптическая компоновка	24

Фотограмметрия	140,383

<1>отос|»фнчсск1И'
иоенгелп. выдача ua 427 428

Фотографические процедуры	395

Фопмрэфи'гсскпе текстуры	65

Фотографии	15

(PoTOiniue ка|ггы	165

Photorealistic

RenderMan (PR)	230

Фп:н1Ч1ЧК11ссвойстж1

(объектов)	142-344

Пианист	30

Picker. Inc.	129

PICS • фврмлг фаАлм	421

PICT- формат фантов	176.421

Фаили изображений	17X418

Фотокарты	250

Цветовая среда,
основанная на пипиептах	157

Pigment-based colors	Цвета, основанные ua iiiiiMcirrax 203	
Pinkava, Jan	Ян Пиикапа	28
Pinocchio	//иншкио	27S
Pipe Dream	См w/m> трубы	356
Pitch	Тангаж	92,315
Pivot points	11<ми>|И1П1ые точки	336
Pixar	Pixar Z4.10.13.17. IX 20.23.24.26.	
	2X 31.61.65.132.134.237.289	
Pixcl(s)	ПиксслМн)	164.412.414	
Pixel aspect ratios	Пиксельные форматы	424
Pixel resolution	Пиксельное patpenieiiiic	412
Pixel resolution,	Пиксельное paipenn-iiiie,	
resampling of	повторная выборка	ИЗ 414
Pixels per inch (ppi)	Пикселей на дюйм	188. 412-413	
Photogramnielry	(Ротограмметрия	140
Placeholder grouse try	Гсчхмегрпчсскпе Гямпанки	64.66
Placement ol motion wnwrs	Размещение лдтпнат лiiiiA-ontii 336	
Plan of action	План действий	45
Planar waves	Планарные полны	312
Planes	Ниды	84
Planes	Слон	414 415
Planning	Планирование	43-47.48.72	
Plants, modeling	Растений. молелн|м шаппе	137 139
Plastic containers	ILiamucciniue контейнеры	249
Plastic surfaces	Пластмассовые iiuucpxinx-ni	243
Platform games	Игры иа базе n.ian|xipM	1123
Playlxwk controller	KouT|xn.'iq> воспро1ввс.11Ч111Л	।	422
Player	Плейер	120
Playstation	Playstation	12.14,33
Plot poiius	Точки <|к|булы	285
Plotters |x4i	Пери-вые ipa<|x>iioCTjxiinr.in	426 427
Plug-tns	Плагины	49.120
Pocahontas	Пскахоптас	28
Points	Точки	86

Point force

Point lights

Point of interest (14>l)

Point <jfview (POX')

Point of view dints

Point sampling

PO! (point uf interest)

Polygons

curves vs.

disabling. that face .way

fitting curved surfaces to

Polygonal lines

Polygonal objects

Polygon Family

Polygon Pictures

Polygon reduction software

I’olylmdra. regular

PolyTrans v. 2 software
I’brifi

Portable file formats

Portable image file formats

Portfolio

Portrait format

Poses, key

Pusc-to-pmc action

Position (of light source)

Position of the camera

Postprocessing

See akn Output

anil compositing
and image manipulation

and retouching
and wquencitig

lecliniqucs

Post production techniques

Potentfometen

POV (point of view)

Power, processing

Power windows
ppi, we Pixels per inch
Practical effects

Practical lights

Сосредоточенная сила	345

Точечные источники света	204

Точка ||к1куснрш1К11	185

Точка зрения (обзора)	185

Съемка с уровня глаз 189. /9W. 191

Точечные-«меры	I6S

Точка |]н>куспро11К11	185

Помпоны	87.97,105.109

или кривые	97

ОТКЛЮЧСНИО и Которые НС

попала»а в нате обзора	146

согласование кривых

поверхностей с	131. 132

llaiiiroitaaiaiuv линии	118

Политональные объекты	8

Polygon Family	185.213.214

Polygon Pictures	20. 101, 185,

213.214,221,223

Программы сокращенна
полигоном	99,10I

Правильные MHniriqxi Нинк it ЮУ
PolyTrans V. 2 software	96

Пом/	I9

Переносимые (|юрмаги (|uilmui 92-93
I IqieiiocUMUc 'Ьормагы

фактов изображении 418-419

Портфолио	69-70

Портретный (книжный) формат 186

Новы, ключевые 272.294.307

KouiHniiiaKa «от позы к позе* 280
11атожсгп№ ипочиикоо света 217
П(хтоженнс камеры	314

Постобработка

также гм. Выдача 66-67.387
и KOMiKiiiniiiirJW, 398 ИМ. W2.105
нобработка

1итбражгшгй 387 391 394
и ретуширование	393 399

н построение последогатслыкстн

изображений	403-404

инструменты	59 60

Средства iioctitjmvwkiiiii	59-60

lIini'iinuoMcipw	318

Точка зрения (обзора)	185

Вычислительные мощности	18

«Мощные окна»	408

ppi см Пиксели на дюйм

Практические эффекты	383

Практические источники

света	215.216.320 321

Practical tor (camera lenses) Практические назначение

(камерных объективов) 192

Predecessor modules Предшествующие модули 138

Predefined points of interest .Ттранеч' заданные точки
фокусировки	188

Predefined position	Заранее заданное iiowixeinic 181

Preferences tiles	Файлы предпочтений 100.177.29S
hrpnriiKtKMi	Подготовка производства	45,59.72
Prepruducimn strategies	Подготовка к npoKtiurtcTiiy	94 101
lliuc|«nnts	1*абочис чертежи	97
lor CADAM models	для моделей CADAM	98-99
memory rvipiirrmcnls	Т)мч'м>|ц111ня к памяти	100 101
multiple camera views	несколько камерных видов	9G.99
planning 45	ii.’iainipoiQiiiie	
pulygwisvx curves	милсл1ци)ваипг	
modding	полигоны iliii кривые?	97,100
Preferences file settings	Настройки <|qilu прсяиочтс1П1Й	
n-mlrring.’aninutMHi	IWHAcjMiiir/aiuiMaitiiH	100
requirements	требования	99
saving work	(охранение |нбогм	101
sketching	ВШММНГНПС набропмв	1	95 96.98
writing numlrrs down	записи цт||р	96-97
Ptxsentation storyboards	Прс.М'Нг.1ЦионН1*е раскадровки 287	
Prtw-sensilivr graphics	Чувствительные к давлению	
tablets	^>афичсск1№ планшеты	233
Prrvisualration, prtviz	Преднаршмыгая	
	иилу.гншции	63-61.374	
Primary color cncrrction	Основная ипстоия коррекция 408	
Primary motion	Осиовное движешн-	275
PrifWfM Dance	llrjiMfMMiitbtu танец	24
Piwroffyw>i	И/шиц Ьипта 26,55.318 362.367	
Princess МпкотЛг	Hjuutprca Mottotams	26
IVioaplci of animation	Принципы анимации	276 283
Printer driver	Драйвер примера	425
Priming	Печать	425 127
•hr sublimation	термич1чкой возгонкой	
	kpaaire.TB	126
dcrtrostatic	электростатическая	425
inkjet	струйная	421-425
lawr	лазерная	125
Procedural animation	Процедурная анимация	350 357
fleck animation	анимация стай	351-353
guahtfiented animation	целевая анимация	353-357
particle systems	систем частиц	350-351
Procedural creation	Процедурное постросцнс	253
Procedural description	llpouc.iypiHic	
techniques	описание	136-116
Procedural effects	Процедурные методы	20
Procedural geometric	П|Х1цедурпос Геометрическое	
instancing	iipcjcra&wiiiir	139
Procedurally specified centers Процедурно заданные		
of interest	точки освещения	217
Prtcedural modeling	llpcmcAVprioc	
and animation	моделирование и анимация	19
Procedural motion	11роиедурное движение	276
Procedural techniques	Процедурные методы 10.20.	137 138
Procedural textures	Процедурные текстуры	10
Procedural lexturv maps	Процедурные ка|пы текстур:	
ihrrc-diHiensioiul	трехмерные	255-256
two-dimensional	двумерные	251 255
Processing power	Вычисли1сл1>ная мощность	50
Productioas. complex	Комплексность производства	72
Production flow	Технологический процесс	
	п|мн|:«й>лгтва	45-17,56-58	

Product ion managers
Production pipeline
Production process
ami animation process
animation studia role of
crvative/lechnical/prD-
duction teams role of

strategies in

Production stage (of 34)
computer animation)

PrudixtMMi sroryhanls
Production strategies
const mints
and creative goals
and (banning of shots
anti production flow
and technical complexity
and type <dproduction

Production teams

Production technique

Project ioti(s):
front
methods of
orthographic
perspective
rear

Projection plane

Props

Proportional scaling

Proprietary software

Руководители njxni.iWMcnu 46
«Производственный пш iieiicp»59.373
Процесс прогиводгтва	43	67

и процесс анимации	53.56	67

студня анимаппн. роль	48	52

творческие. технические
it ii|H)it.i8>o.tm<'iiiiur

группи (рать)	52-56

стратегия	43-48

Стадия ii|«Hi:itxurnia < rjx'XMrpiiofi
компьжгтергюй анииацни) 59

Ilpnn.шолгпгнпмг [хмъафжм! 287 288
Проикподстпеяпая стратегия 43-48
ограничения	47-48

и творческие задачи	47

и плапнровзнис съемок	45-17

и npoianuacTBeniiui’i процесс 16 17
и техничес кая сложность	47-48

и тип П|юн:ттст1и1	13 45

llpoitm'lcrtieMiiuc группы 52
Тсхнодопщ прсииаодства 290-291
Проскция(п)

фронт-проекция	400

методы	239 241

ортогональные	183

перспективное npocuriponainic 183
рирпроекция	400

Плоскость проеанрокшия 192
Реквизит	29.61.65.1.54

Пропорциональное
масштабирование	90 91

Собственное программное
оиеспсчстшс	50

Prosthetic motion capture	Простстический захват движения 338

Proxies	батванки	64

Proxy models	Модсли-бодианки	71

PR (Photorealistic RcnderMan) PR (PlMXonaliMr RnidcrMui) 230
PrusinkiewicA Przcmyslaw	Пруппжи-вич Пржемнслав 7.142

Puppetry	Кукольный театр	271

I’urlieck Light Years	Purbcck Light Years	123

Purging points	Удаление точек	134-135

Pyramid of vision	Зрительная ннрамндл 181 -187,185

• Q •

Quant ration

QuickTime file format

QuickTime VR(QTVR)
file format

KkUITIIXIIIHM (раЗрЯДНОСТЬ
преобразования)	416.127

Quicktime - <|юрмат файлов 174.122

QuickTime VR(QTVR)
формат файлов	422

Rncc for Atlantis

Radial force

llymrutecmnw в AmAtiNmiiihi	28

Радиальное усилие	345
Radiance

Radiroity

Radius (of sphere)
RAID disk arrays
Rampage crowd
animal ton system

Random distortion
Random hind ton
Rate of change
Rate of display
Rational rune

Raw motion

Ray-traccd imaging

Ray-traced rendering

Ray tracing
depth of
selective

Readability of motion
Read-rime

Ready 2 Rumble Boxing
Real actors

Realist ic characters
Realistic goals

Real-time applications
mapping for

Real-time motion
capture technologies

Rcalviz

Rear projection

Reboot

Reconstruction, serial
section

Recorders:

digital disk
film

Rectangular coordinate
system

Rectangular images,
image mapping

Red. Green, Blue color
model, w RGB color

Red User DVD

Rednecks

Red's Drwm

Reflection

ambient

diffuse
of light
specular

Reflection maps
Reflection rays
Reflectivity, surface

Radiance	167.168	Refraction rays	Лучи преломления	161
ILvty'taTv.ibiucn, 10,165- 166. 161.168		Refresh rate	Частота развертки	•130
Радиус (сферы)	10.4	Regular polybedra	Правильные многогранники	109
Дисковые массивы RAI D	51	Reinlnger, Lotte	Paiiinirep, Лотта	4
Система анимапнн массовки		Relative values	Относительные величины	89
Rampage	366	Remote colbltoralioti	Дистанционное сотрудничество	48	
Случайные искажения	135. /39	Remote rendering	Дистанционный рендеринг	262
Случайная функция	116	Renderers	Рендереры (ир<>11»ммы	
Скорость изменений	304		внзужисйцнн)	229
Скпр<1ПЬ <ГГоб|»Жг11НЯ	273	Rendering	Рендеринг (п11зуали:ц1111Я. просчет)	
Рацн<нг.мы1ая кривая	106	Sec also Camera(s);	См. также Камеры. Освещение.	
Необработанные данные дш1жс1шя335		Lighting; Shading	Затенение 9.10.20.66.153-180	
Формиропалис|1:к)браж<л1нГ|		of color	цвета	156 159
но алгоритму гроссиропкн луча 20		components of	составляющие	153 156
Рендеринг но алгоритму		computer	компмттернмй	59
трлегщюпкн луча	163	of cnminitcr-gencratcd	КОМПЫОТерных	
Трассировка луч.1 163- 165,168.176		models	шмелей	99
глубина	163, 179	distributed	распределенный	262
избирательная	261	file formats for	ifxipKurru фай-юв для	173 174
1 |роч1пыпагмосгъ лпнжсния	275	getting ready for	подготовка к	174 180
В|к-.мя считывания	431	liacks/chcats for	хитрости peinqiuirra	260 262
Ready 2 Rumble Boxing	236.237	hidden surfaces	удаление скрытых	
Реальные актеры	335	removal of	поверхностей	161 162
Реалистичные т-рсонажт!	290	image-based	ио lut/ipaxriiiiiiM	13.166 168	
Реалистичные пеан	68 69	in layers	ио сдоим	160
Карты лиг приложений в реальном		methods nf	методы	160-161
времени	231 237	in networks	вести	262
Технологии .шпата движения		nunphororealistic	нсфогоргалистичпый	13
в реальном времени	337 338	non-realistic	нереалистичный	171
Rcalviz	146	process of	процесс	1» 160
PlIpnpIX'KHHtl	400	radtiwiiy technique of	метол цмучательносгн	165 166
Пгргм/рулка	23,102,225,		rav tracing technique	метод трассировки	
249.292.293		ftf	луча хтя	163 165
Последовательная реконструкция		remote	дистанционный	262
по сечениям	127	steps in	этапы	159 160
Рекордеры:		techniques for	.методы	9
цифровые дисковые	52	Z-Buffer method of	метод z-6yi|n'|M	162 163
записи на пленку	52	Rendering engine	Процессор iiiciyiviiixuiHH	120
Прямоугольная координатная		Rendering fauns	Фабрики рендеринга 12.51). 262	
система	83	Rendering links	Ссылки ренле[иииа	143
Четырехугольные изображения.		Rendering-servers	Серверы |KTwpiinra	50
разметение карт	239	RenderMan	RenderMan 10.20.161,229 230.260	
Цветовая модель «Зсленый-краспый		Repetitive stress injuries	Синдром iioiiropiHiro	
•синий» /-.и. модель RGB model		(RSI)	напряжения	73
OVD для лжк-ров кратного		Resample	Повторная выборка	413
диапазона	431	Resampling;	Рссмпиинп	
Дерпени#1Ш1	28	of color resolution	цветового р;иреи1снпя	389-391
Сои Рева	20	of pixel resolution	Ш1КССЛЫН1ГО p33|M-lBCIU!U	387-389
Отражение:		The Rescuers Down Under	('пмптгм о Ananpawu	25
рассеянное	243.245	Resisting forces	Силы сопротивления	316
дтм||фул1<»е	244.245	Resolution:	Разрешение.	
снега	244.245,247		color	цвета	414 417
зерхалыих-	244.	245-246	of 11!) standard	стандарта ТВЧ	427.429
Карги отражений	244	of NTSC video standard	стацда|пэ видео NTSC	12.4
Лучи отражения	161	of PAL video standard	стандарта видео PAL	428
Отражательная способность		of popuhr video standards	распространенных	
поверхности	242 251		стап.тартоп видео	129
spatial
temporal

Rcsourcis

computer

managing

Rrspimsr speed

(ol interactive games)

Rist position

ResuttM'

Retouching

Return oj the Jedi
Reverse angle shots
Review

Revolution surfaces of

Revolve

Reynolds, Craig

RGB monitors

RGB (Red. Green. Blue)
color model

R/Gm-nk-rg Associates
Rhinoceros software

Rhythm:

of character’s motion
visual

Rhythm & Hues

Richter, Ilans

Rides

Right-handed coordinate
system

Rigging

Rigid objects
Rim light

Rtinung

Risks, health

Robert Aid and Associates

Robichaud. Daniel

Rodibcn, Toon

RiJie Mie Otic
Roll

Rolling credits

Rotation

Rotational velocity

Rotation range
Rigoxofung
Rough cuts
Rounding

RSI (repetitivestress
injuries).

Rubber, hard

RHfirnts

Rule-based motion

See also Procedural
animation

Running time

пространственное 257.412-414
времетикг	417-418

Ресурсы:	17

компьютерные	47

управление	67

Скорость реакции

368

Положение покоя	344

Резюме	77

Ретуширование 393.395. 796 797

В^тценис ДжсОпя	19

Кадри отраженного ракурса 190

Ko|>pcKTiiponaiiiie	45

Ппнсрхш*тг1 вращения 110- III

Bpanteirne	110-1II

Рейнольде. Крейг	23

Мониторы RGB	430

Потопая модель •Зеленый-

красный-егший» 157. /59.160.201.

250.392.399.426.427.429

R/ Greenberg Associates	20.28

Rhinoceros software	101

PlfTM
движения персонажа	294

визуальный	404

Rhythm* Ниа	20.25.25

Рихтер, Ханс	4

Аттракционы	28

П|к«1мхто|*нгняя система
координат	83-84.92

Ритик	59

Жесткие объекты	343

Конгровом свет	215

Риппине	425

Риск дчя здоровья	72 - 73

Rolx-rt Abd and Associates	10,18.19.20

Робишо. Даниэль	28

Реббен, Toon	368

/Аи.у (hu	28

Наклон 92,95.195.315.317

Прокручиваемый текст	289

Вращение	90.92

Окружная скорого»	318

Диапазон вращения 323 324

PonicKoiiiipoKuriK' 338-339.377.400

Черновой мотах	403

Скругление	133.137

Стиром повторного
напряжения	73

Резина, тпфтая	343

Картузы	26

Днижснис ил основе правил
(си. лткжг Процедурная
анимация)	278.350

Время прогона	288

• S .
SAGE Air IMrnw System Систома 11 ВО SAGE	7  Salesin. David	Саленн, Дэвид	7  Sampling	Выбирка	233  Sampling points	Точки выборки	.335  Santa Barbara Studios	Santa Barbara Studios	23  Saturation	Насыщенность	158  Saurcl. Ji-an-Chnstophe	Жан-Кристоф Сорель	112  Saving work	Сохранение работы	101  Scaling	Масштабирование 90 91.93.91.241  Scanimatc system	Scanimate system	16  Scanline	Построчное сканирование	162  Scanners:	Сканеры:  digital	цифровые	231  dallied	планшетные	52  magnetic resonance	маппгтно-рс.юна1кныс	127  three-dimensional	трехмерные	52.129, 131  Scanning rate	Частота сканирования	430  Scene	Сцена	83,273  Scenc-and-shoc-numbcr	Номер сиены и фрагмента	288  Scene deu rijHwn language Язык описания ntcti	94  Scene layout	Построение сцены	61.65  Scenery	Декорации	214  Schedule	График	47  Schroeder, Peter	Шредер. Ilincp	7  Screens. halftone	Полутоновый растр	413  Screenplay	Сюжет	281-285  Scripts	Скрипты	286  Scriptwriting	Написание сценария	60  Sculpting, virtual	Виртуальная лепка	ИЗ  Sculpt urvs	Скульптуры	62  Scafnri	ПсяЬюдные приключения	28  SECAM video formal	SEC AM <|юриат видео	III  Secondary action	Второстепенное действие	281  Secondary action arra	Зона BTopnnvficniKiro  дейгтшш	213-214.2/4  Secondary motion	BniprcTriicHiinr движение	275.334  Second unit of plxxography Вторая а.емочная группа	375  Selective light sotirccs	Избирательные источиикн снега 210  Selective ray tracing	Избирательная трассировка луча 261  Self-contained formats	Независимые <|юрмап<1	422-124  Separation of colors	Писюлс.и-нис	428  S<i|uciwc(s)	Пос.кловзтелы1осп1 269.354.273  Sec also Image sequencing (r.u. также Ппстр<k-iiiic последовательности изображений)  Sequence Supervisor	KmiTpttwp эпизода	373  Serial scctiiMi rvciirtMruction Пш-.м-докиельпая реконструкция  no сечениям	127  Scries of still images	Серин нп1одпианмх кюбражсний419  Servers	Серверы	432  network	сетевые	51  rendering	рендеринга	50  Set extensions	Продагжипш декораций	381)  Setting a face	Задание плоскости	117  Setting the center (of objects) Задание центра объекта	117  Seventh art	Седыюс некуегтвп	5
Пе Seven UowAtk о/ihe Il’wW Слтгъ myAv caww		25
Sexy Umsl	GrMrwwrwir мерь	30
SGI. до Silicon Graphics. Inc.		
Shading	Затенение (визуализация) 10,13.220,	
		227-241
animation of	анимация	66
editing parameters (or	Настройка параметров дтя	232
environment*	зависящий от условий	
dependent	окружающей среды	256 260
faceted	||аагп7чпос	228
getting ready (or	подготовка к	262 264
and image mapping	н наложение изображений	233 214
IKiramctcrs for	параметры для	263 261
RcnderMan	RcnderMan	229 230
smooth	ILUI11I0C	228 229
specular	зеркальное	229
Shading value	Значение затенения	227
Shadows	Тени	26.210-211,221.318	
Shadow editor	Релактор тени	397
Shadow ravs	Теневой луч	164
Shake	Shake	210,106
Shaolin Soccer	Shaolin Soccer	384
Shape animation	Анимация ipofiMM	306
Sharing knowledge	Обмениваться опытом	70
Sharpening filters	Фильтры. повышающие	
	резкость	397 398
Shell	Оболочка	98
Shoot mg on twos	Фазовха через 2 кадра	273
Shortcuts in I he simulation	Упрощения симуляции	316
Shot breakdown	I’twjiimra ликюдов	373
Short independent film	1(о|инкояег]ш;||ый независимый	
	мультфильм	51
Shot assignments	Задания по фрагментам	56
Shots	Ф|игме1гты,(эпизоды)	15 17,273	
Sh«»l number	Номер фрагмента	288
Shoup. Richard	Шоуп. Ричард	7
Shrek, cover	Ulin (и на обложке) 31.51.65.130.	
	131.149,282.296.297.352	
Siblings	-Братья и сестры»	322
Side Effects Software	Side Effects Software	10
Side plane	Bitt сбоку	81
Sideways scanning	Боковое ска1П1|ювз|Н1г	316
Sieprrrnan. Harald	Siepeniun, 1 larald 13.4-1. 16.48,19.	
	63.68.69,72-75.437	
SIGGRAPII	SIGGRAPII	7
SIGGRAPII Award*	SIGGRAPII призы	7
SIGGRAPH Vidro Review	Обзоры видит Sit iGRAPI 1	15
Silhouette (of characters)	Силуэт (персонажа)	291
Silicon chip	Кремниевый чип	6
Silicon Graphics. Inc. (SGI)	Silicon Graphics Inc (SGI)	10.12
SinmtGraphics	SimmGraphics	25
The Simms	The Simms	32
Simple inotKm	Пропое движение	275
Simple-shape interpolation	Интерполяции простых фор*	।	130
Sims, Kari	Симе. Карт	24.356.370	
Simulated him grain	Симулированная	
	.зернистость пленки	261 262

Simulated lens glows and	Имитация светорассеяния	
flares	и свечения n объективе	262
Simulated material	Виртуальный материал	230
Simulatiun(s):	С|шуляц||я(н) (моделирование)	
dynamic	динамики	341 342
gas dynamics	.'iiiiiauiiKii газа	11
of human motion	имитация человеческих двяженпйЗЗ	
mtn-edge	•бссконтурние»	20
of sturm	бурц	12
sublime	нзошренныс	20
ledmiqua for	методы	11
water dynamics	динамики воды	14
Simulation domain	Домен симуляции	315
Single users	Олин 1ЮЛКЮВ9ГГСЛ1.	432
Sizes, paper	Размеры бумаги	125
Skeleton	Скелетон	129.292
Skeleton editor	Редактор скелетона	321
copy-and-paste	KotiiipoKiiiiie н вставка	403
image	изображений	402
nonlinear	нелинейный	403
Sketching	Наброски	95 96.98
Sketchpad	Sketchpad	8
Skin	Кожа	21
Skinning	Создание оболочек	
	(кожных iiiinqwiiixrreH)	127 130
Skin surfaces	Кожные niwpxiiucni 127 KKlJi'fl. 131	
Slices	Cficuu	127
Slope	Наклон	301.305.306	
Slow-in. Slow-out	Замедленное ib'ixto	
	и замедленное .uucpiiieiitic	281
Small pntjccts, teams for	М.ги*нькиг и|юекты, группы дтя 52 53	
SMILE system	SMILE system	364
Smith. Alvy Ray	Смит. Атви Рей	7
Smooth 4itfan>	Пивное ззтпмнх*	
shading	noBqixiiociii	228 229
Snapping to grid	Приоиот к сетке	117 118
Лшг I17ir/r	UfjocwKKa	278
Sobel, Irwin	С«йтел. Ирнип	129
Soft curves	Плавные кривые	391
Soft cut s	Плтвная склейка	405
Softimage	Softimage	10,96,110,127.167.	
	208.209,232.353	
Softimage file format	Softiuuge (<|«ц>мат <||айлов)	96
Softness (of shadow)	PiuMuroni. (тени)	211
Soft wan*	Пропиммы (программные)	13
applications	НрПдажитя	49
codecs	кодеки	418
graphics	цмфикн	9
off-the-shelf	покупное	49
proprietary	собственное	50-51
turnkey	пттовос	49
upgrades of	обнешлемш	49
used in digital	используемое в цифровых	
studios	студиях	49-50
Sogitec	Sogitec	20
Solid modeling ami rigging	Ilp«|iec<Tiiii ильное	
	модслированнг и pitrnuir	281
Solid textures	Текгтуры объемного объекта	253
Sony	Sony	12.13.23	Standard length	Стаидартиая пргиолжшелыкдть 11	
Sony Imagcwwks	Sony Image» ticks	23	Stanley and Stella-	Стенли и Cmexui	
Sony Playstation	Sony Playstat ию	xii	flnaking the ler	типи мд	21
SmMule	Soulhladr	28	Starr function	Starr, функция	116
Source mesh	1(СХОДНАЯ CVWQ	352	Startup Tmopm	Зоеитый дегант	26
South IM	lOnuii ГШ/Я.	26	Star Tirh II	Стар Трек II	19
Spaces in three-dimensional	llpnnpaticTna. и трехмерном		Star Uhx	Зоел>}пыг ышны 12,14.18,360.380	
Computer modeling	компмоп-piKiu моделировании 82 84		Stassen. Ben	Стассси. Бен	368
Space-oriented procedural	11р<х~ПП1К-твс|1Но-о|»1с1П11[и>па1111Ыг		Stationary camera slims	Кадры стаццонарнон камп>ы	188
l<4'!ini<|ius	процедурные методы	138	Stationary matte	Стацногиргия ижка	399
Sparx	Sparx	28.98,173,222		Stencils	Tpndxipeiu	.393
Spatial aliasing	ll|>»i|un<iB«-iuiwii		Stereo computer animations	Стереофоинчсскис	
	зубш-обраамий дефект	257		компьютерные aittiMaiont	8
Spiral animation	П|ХКТ|М1К1Нг!1НаЯ анимация	307	Stereo lithography	Стерспл1гпирафш1	434.435
Spatial relation	Пространственное coonitmicimc 104		Stiffness	Твердость	343
Spatial resolution	Прост ранет ценное		Still frame	Нстапижнын кадр	272
	разрешение	258. (12-414		Still images	Нспедвнжные табражения 419 421	
Spatial textures	1 IpotipaiirnicHii we текстуры	252	Still images. sequences of	11еполп11жныс н «поражения.	
Special effects (for live action Спецэффекты (лш				иослслонагслыгостн	269
feature movies)	хул. фильмов)	45.383	Stochastic textures	Стохастические гекгтуры	9
Species	(кодь	26	Stochastic values	Стохастические величины	138
Specular refkrlioo	Зеркальное <пржгнис	245,246	Stop-motion animation	11окад|к)кая анимация	270,382
Specular surface shading	Зеркальное затемешге		Hie Slonnridm	В.икте1ииы ашхнй	132
	поверхности	229.229	Story heats	Сюжетные такты	299
Speed:	Скорость:		Sturyhrwd(s)	Рагка.1ргииа(1|)	62 63,65.	
constant	(иктояппая	304		286 289.328	
keyframe	па ключевых кадрах	304	conceptual	концетуалыпя	287
of motion	ЛВ1ГЖГННЯ	294 295	importance uf	UI.14CH11C	45
Spheres	Сферы	107.108	presentation	прехнтзшнп|1ш	2X7
Sphcncal coordinate system	С4<еричсская		production	производственная	287-288
	система координат	8-4.94.217		titk-s/cn-dits on	тткгг на	288 289
Spherical environment	С4>СрМЧССКОС NMOCKCiilIC		Story tlevckipmenr	lUqxiooira гк1жгта	G0
mapjMng	среды	247	Story reels	Сюжетные лепты	63 64
Spherical projection	Метод c<|»r|»it'ien(vro		Storytelling	И.1лпжсиие истории	284 286
method	проецирования	240 241	St might -ahead action	Фазивашше действие	2X0
Spherical waves	Сферические полны	312	Straight diagonal line	Прямая дмапниньнАялиния	391
Spiellx-rg. Steven	Спилберг, Стивен	24	Straightforward	Пс1юсрелгтпеш1ая	
Spirals	Спирали	109	communication	nqx-.vera инг|>орм.тш1Н	195
Spirited Away	Унесенные при.фамиш	:и	Straight lines	Прямыелниин	
Splines	Сплайны	105	107.126	Streaming	Стриминг	432 1.34
Split field vertical	BqirilK.nbiiue мягтрастные		Streaming video	Погомтая передача шпериала 42.3	
color bars	цветовые полосы	428	Strength (of force)	1 lirn-HciiniuxTb (силы)	342
Spot light	Cmw источники	206.206	Stretch	Растяжент-	21,25
Spread («flight Ix-jm)	Раскрытие (светового tn iroxa)	209		Stretched position	Растянутое положение	344
Spy Kids	Дети шпионы!	372	Stretching	Растяжение	310
Spy Kith	Дети шпионов 2	2.14.224		Structure, story	Структура истории	285
Spyro The Dragon	Spyro Tlie Dragon 172.175,235,29J. Ж		Structures	Структуры	82.	142 145
S<prare(s)	Squarefs)	2.1109	Structurr-orieiitcd procedural Структурно-ориентированные		
Square So ft	SrpiareSofl	28	techniques	•||иик-лурные мещди	К48
Squash	Сжатие	5.20,21.25		Stuart Little	('ииоарт Лнттл	26,404,405	
SrpitLsh and stretch	Сжатие и растяжение	280	Studies	Студни	151,393
Squashing	Сжатие	310	Styles, artistic	Стили xy.urxerrticiuibic	66
Stagr-	Окружение	214	Stylistic use (camera	Стилистические	
Staging	Постановка	280	tenses)	иагальзокшпе (объективов) 192	
Stand-alone animation files	Лигономныс файлы шипиции 297		Stylized characters	С пыизовапныс персонажи	291)
Standard camera	Станлартнал камера	183	Subdivision grids	Сетки разбиения	1бб
Standard Definition, SD	Стандартная четкость	424.428	Subdivision surfaces	llonqiVHUTM разбиения 13,	131 132

Укхшмь

-161
Sulijcct:	Сюжет:	
of screenplay	сценария	285
treatment of the	pxqKioonoi	285
Sublimation, dye	Возгонка красителя	426
Sublime simulations	Изощренные симуляции	20
Subt ra tivc color systems	Субтрактивные	
	цветовые системы	157.203
Succcxsor nxxlulcs	Преемственные модули	138
Sun (as light source)	Солнце (как источник спета)	215
Supercomputers	Суперкомпьютеры	6
SuperMano	Super Мат	25
Supermicrocomputetx	Суисрмикрокомпыотсры	6.11J0
Supervision	Контрол 1.	18
Surface(s)	11о11срХ11ОСП.(И)	25.86-87
See also Shading	ел. тайге Злviieiine	
animation of	анимация	312-311
IdoMiy	канслыгме	130	131, t32
color of	цвет	249
continuous	непрерывные	130
editing prn|x-nics of	редактирование ceniicni	230
facing away	которые не ноладлш	
	в ноле <>озо|и	148
fitting curved, m	cor.wui.iHне кривых iwiicpximcTvtl	
polygons	с полигонами	129.131
freeform curved	кривые, свободных	125 131
gaps on	;газоры	130
gap» on rendered	.шоры на iiptx-'iirnuiiioii	146
hidden	скрытые	8.161	162,162
with holes	С 0Т11Г|)СТ||ЯМН	133
parametric curved	параметрические кривые	131
reflectivity of	отражательная способность 241 -249	
of revolution	вращения	111
skin	кожные	127 130,730,/7/	
Mibdivision	разбиения	13,133.131 132	
texture of	текстура	252 256
transparency of	пршрачносп.	256 257
trimmed	разностные	133
visible	пилимые	161,162
Surface finish	ОГ>|кмкиха поверхности	230
Surface illumination	Освещение uonepxiuxTii	212
Surface layers	Слои поверхностей	231-233
Surface binaries	Библиотеки nowpxiiocieii	231
Surface normals	Нормали к поверхности	227
Surface shaders	Шейдеры поверхностей	230 233
Surface MtUlividon technique Метол |ххвГ>иснпя поверхностей 21		
Surrounding»	Окружение	217
Sun-age, Lco|x>ld	Сюрваж. ЯГОНОЛМ	4
Survey reports	Текущие данные	376
Sutherland, Ivan E.	Сазерленд. Айван	8
Sweeping	Построение «|»iryp путем смещения	
	образующей плоскости по заданной	
	траектории	109-111
Symbolics Graphics	Symbolics Graphics	21
Synchronicity	Synchronicity	30,31
Synchronization of motions	Ciiiixpoiiiiaaitiui движений	361
Synthavision	Synthavisiun	8
Synthespian	Synthespian	20
System palette	Системная палитра	390-391

• T •		
Tigged Image File Format	Тегированный <|юрмаг	
(TIFF)	r|eiLiuB изображений (TIFF)	173.420
Taisei Corp	Taisei Corp.	25
TARGA (TGA) file format	TARGA (TGA) формат	
	»|«n.ioe	174. 176,421	
Taran	Тормн	26.29
T-l(lundwwhh)	Полиса Tl	51
TDI	TDI	20
Teani(s)	Группы:	52
creative	творческая	52
production	11|И)1тии>дст1к*нпая	52
visual development	luciyxibiinfr ]К1зрзбогкн	62
working as member of	работать в	71
Team effort s	Усилия коллскпта	(8
Teamwork	Работа в команде	71
Technical complexity	Texiui'tvcKnii СДОЖ1НХ-П.	44-15
Technical developments	Технические .юпижгиия	68
Technical director	Технический постановщик	65
Technical implementation	Техническая |м-а.тизаг|ня	15
Technical notes	Технические нримечашш	77
Technical positions,	Технические латжшити в	
in digital Studios	цифровых студиях	
Technical support	TrxiiitMCCKM пиддержкэ	65
Technical tram	Техническая груши	52
livliwlowail Threat	Техио.т/ичякая угром 21.22,321	
Telephoto (135 mm) lens	Te.u-tx'iU'KTiin (135 мм)	193.191
Television:	Тслсвидашс	
commercials for	реклама для	20.21.53
IID format	<|юрмлт ТВЧ	129
rating systems for	системы рейтинга для	29
series, animated	анимационные телсссртиы 25	
station identifications on	ил1'нп|ф||клгор телеканала	41
Tempo	Train	291.1(Н
Temporal aliasing	Вре-меппой .lyouvoopa-uruii дефект 258	
Temporal relation	Временное соотношение	401
Ti-mjxiral resolution	BpcMciiiux' paapeiucHiie	117 118
Temps	Времянки»	374
Tension of curved lines	Натяжение крилых линий	106
Temimator II	Tffkumttmop II	23.27
Terrains	Ландшафты	111
Tesselation	Тсссслнрлюние	161
Tetrahedron	Tctjxump	109
Texas Inslnmx-nis	Texas Instruments	12
Text tools	Текстовые шктрументи	118
Texturefs)	Текстурл(ы)	25
procedural	npoiic.tyiHiuc	10
solid	гибм-мши объекта	253
s|ntial	irpocTpaiiiTiHTiiliM*	252
stix-lucst ic	cToxacnriecxiie	9
visual	uii;iva.iwii*c	251
Tcxturt(s). surface	Тсксту|п(ы) tiniwpsiicxTit	250 156
bump maps	|X'.tu4|>iii.ie карты	252 251
displacement maps	карты смещения	251
tmxlclcd	(отданные	251
procedural maps	процедурные карты	251 256
Texture noise	Текстурные помехи	398
Texture painting	Рисование текстур	65
Texturing twhniipic»	Методы	
	текстурирования	250
TGA file format	TGA формат файлов	171.176.121
Thickness	Толпинга	161
Thinking process	Мыслительный процесс	295
Third-person camera	Камера «трайк» лика»	197
30 frames	30 кадров	273
Thomas in Dive	вгмбггшый TclUOt	98
Tlms-dimcnsional media	Трехмерный объект	131 135
Tlirec-dimensoiul morphing Трехмерный морфинг		310,381
Tlircc-dimcnsioiul scanners	Трехмерные сканеры	52.127.131
Thns-dinunsional space	Трехмерное 11|хктр>интпо	83
Three-dimensional	Трехмерное	
nxoscojiiiig	poTocKoiiHpoiiainic	378
31) Max file format	31) Мах формат i|kuliob	96
31) Audio MAX	31) Mudto MAX	111,115
3 to 2 (3:2) jHiIl-doun	Перезапись 3/2	117 118
Throwing a Kill	Бросание мяча	337
Tl FF file format	TIFF формат файлов	173,120
TitfiHOpe	Anwwu	28.267.360.361	
Tiling	Создание mcxmiikii	211.247
Till	BcpTIHGLThllOC	
	панорамирование	9295.
	195.315.317	
Time freeze	Замершее время	383
Time-sharing systems	Cihtvmu г ралте лспнем времени	16	
Timing	Координация	
of the articxi	денстпня	273 274.281	
of a character	персонажа	291
of the transformations	время трапсф< ipuaiut ii	312
Tinted light	Тонированный свет	203.21X1
Tin Toy	Жестяная шрушкн	17.20
Tippet Studios.	Tippet Studies	20.316. Ж 152	
Titanic	Титаник	27
Title safety area	.'Зою сохранности Tirrpori	289
Titles (on Мпгу1*мп1)	Текст па ррладропке	288 289
Tonal range	Градационная шка.»	396
Toner	Тонер	125
Tools, use of	Инструменты. IHTUMMOB.IUHC	4	
ToOHltAtt	Timntoa п	122.121
Top plane	Bin сверху	81
Torqui-s	Крутящие моменты	318
Torrance. Kenneth E	Торранс. Кеннет	7
Tomses	Торы	109.110
Том aril the edges (light	К краям (движение	
mosvmrnt)	снега)	209
Tow» Links	Tow. Links	11.26,21.369	
/>'*V St ivy	lhтория и/рутеи 2.1. 11.26.238.330	
Им/ Shvy ?	История u/pwtex 'J	2.26.237
Tracking markers	Трекинтпие метки	375
Tr.idigital	T|«Liu.iAirr.n	325
Traditional painting tools	Традиционные	
	инструменты живописи	395
Trajectories	Траектории	136
Transfer paths	Передаточные траектории	354

Tr.in\fiinii.»liiHi(s)	ll|Hi<i>|Kiuiiuii>iM	
cnnratenalcd	(rpaii<x|mp>raiiiiii): «тппленпые	87 91  89
fantastic	«(rairracnrieaaic	312
geometric	гасшстрпчсскнс	87 «8
gloM	г.табмм1 ur	88 89
local	локальные	88 8»
natural	CCTi-CTneiiiiue	312
Transformation matrix	Матрица tipcoupxMmaiinft	88. Ж
Traitsiiion(s)	Переходы)	288
effects, transition	.JbJvktu переходов	104 И)7
пик ion,	ЛВ1ГЖС111111	359
Transit paths	TpaiutmtMC' ip.ieKiupiiii	351
Traibbi ion	Сдвнс	89 90.92
Translation of data	Перс под,данных	112
Translation into moving images	Перевод в движушнсся нжбражения	281
TrainliM viil image map  Transparency. мийит	Патупрсирачпые карпа naix'ipiUKriiiiu  П|иирачш«* тиирхншлн	320  256 257
Transparency maps	Карты tqxi:gia'utocrii	256 257
Traveling matte	MofHi.Ti.naii маска	100
Traveling shots	кары, сия rue с движении	191.311
Treatment of the subject	Ниработка сюжета	285
Tnestnicturr	Л|»еП111111Л11.и1 стру»пу|ы	321
Triangles	Т|К'у|ОЛЫ1НКН	109
Trimmed surfaces	Рхпим-пшс nonrpXINK-TH	1.33
Trimming	Тримминг	133
TRON	TROX	19
Truck	Ikikoihx- nepcMetiieriHr	92.95
Truck mus t?.  Turnkey software  Ы2	Лвнжеиня бомнияи персмещгнпя	191.314.317  Готовое программное обкпгчпим*	19  Ы 2	68.2S5	
12 animation principles	12 принципов аннмацин	272 281
21 fames	21 кадра	273
Twist joint	Cniuannuwi arLwiiriiiif	321
l\so- and thm-diiiusbioiud  IntcgratBHi	IliirvqxuiHK дпумсфпых и трехмерных анимаций	325
2Kfile	Файл 2К	376
Tss очктсняопа! crowd replication	Д*умс|И11м- клонирование массовки	380
TntHlimrnsiiiful moqiliing	ЛпуМГ|1НЫ11 »UI|l|llillI	102
TwiwIinM-iisioiial sluipcs	Двумерные <|юрмы	109
2001: A Space Odyssey	2001 KocMiwfuig odun'r»	100
Typetrf production	Тип производства	13 11

• и •

I'llima

Cmlira

I'ndcquint

I'тип operator

The Гтгте

I’.S. Depart тик of Energy

I'fomw	32

Псиная inn.	211

I linaiiH* красочные слон	232

Оисрторобм-дпш-ния 133. 115. /36
fit-r.tnuvui	11

I .IS. Department of Energy	167
Universal file* formats

Unhrnal joint

I 'niwisity of California at
Berkeley

I 'nivcriity of 11 Itoshima
UnitvrMty of Montreal
University of Tokyo
University of Toronto
University of Utah
University of Washington
UNIX

Upward compatibility
URU

User-controlled cameras

Users, single vs multiple

User testing
Utilities, conversion

IT coating

IT coordinates

Универсальные
форматы файлов	93,419

Уннт-рслтынн- сочленение 323
Калифорнийский

университет « ficpx.ni	10,13

Университет Xiiporuuia	10

Университет Монреаля	10

Университет Токио	10

Университет Торонто	10

Университет Юты	9

Вашингтонский университет	13

UNIX	12

Совместимость снизу bbcjix	49

URU	32121.189

Управляемые полыюиа телем

камеры	283

llaib30Baft.ib,QAiiii

ilth несколько	432

Всга-тестнрование	286

Утилиты конвертации	93,94

УФчкмфытие	126

UV координаты	2-12

Virtual actors	Виртуальные акторы	335
Vinual Andro	Виртуальный Андре	28
Virtual camera	Виртуальная камера	91-92,95
Virtual environments	Виртуальная среда	368,402
Virtual reality	Виртуальная реальность	23
Vinual Reality Modeling	Язык моделирования виртуальной	
Language (VRML)	реальности (VRML)	91
Virtual sculpting	Виртуальная лепка	113
Virtual studios	Виртуальные студни	154
Viscosity	Вязкость	346
ViM-mcs	Виземы	121
Visibility	Видимость	259
Visible light sources	Видимые источники света	215 216
Visible surfaces	Видимые поверхности	161.162
Vision, artistic	Художественное пиление	74

Viaial development stage (of Стадия |xu|u{xhkii визуального
production pnxess) решепня (в производственном

• V •

Values:

absolute vs. relative

stochastic

Van [him. Andrius

Variable bit rate. VBR

Variable focal lengths

Vcctorscope

Velocity. rotational

Vertex shaders

VFX

VFX elements

Vkon system

Vulva

digital

formats for

OUl|Kil on

spatial resolution of
Vufar cameras. digital
Video-DVD

Videogames

Video industry

Video output

Video .Systems

Vulcotape

Vuks» tracks

Viewing angle

VIFX

Viper

Virtua Fifjitrr

Значения:
абсолкгтиые iliii

относительные	89
стохастические	138
пан Дам. Аилрог	7
Переменный ПОТОК	131
Переменные фокусные	
рассгояцня	192
Всктиропод	128.129
Окружная скорость	318
Вершинные шейдеры	172
Спс1ся|4скты	372
ЭЛгМе1ГГЫ спецэффектов	375
Vicon system	360
Видео:	
цифровое	xii.12
форматы для	427.429
выдача im	428 130
П]1клрп1Кгом?111Ш'[К1Ч*,пи-111Х'112 411	
Видеокамеры mu|ifxinue	12
Видео-DVI)	431 432
Видеоигры	19
Индустрия bilbo	12
Запись на mi.iiSLiciny	II
Video Systems	24
Видеолента	263
Вндсодорижкм	403-401
Угол обзора	186
VIFX	20.27,32
Viper	14
I rrrrwr Flakier	7.13

	процессе)	46 67
Visual development	Группа pitip-MKinui визуального	
team	IX'iueiiim	62
Visual effects	Сж*1си|4екты 9-10.1118.22 52 53	
Visual effects animation	Линмацня визуальных	
	3<|х|и*КГГ)11	272
Visual effects core (cam	Основная группа спеи:>ф«|к-кто11 372	
Visual effects group	Команда. ctKuauiww спетиффскш 53	
Visual effects (mxlucer	П|юлюсср сиспэффс'ктов	373
Visual effects supervisor	Контролер си1-н.ф|)сктог1	372
Visual interpretation	Вюуалысш itinepiiperaititH	281
Visual styling	Визуальная стилистика	282
Visualization (of light i ng)	Вгауал1иаиня (освещения)	201-202
Visual lint* of action	Вктуалынай ряд действия	296
Visual milestones, see	Этапы pouiimui визуальной	
Computer graphics «	< <|х-]>ы см. Кампыитсрют	
History of computer	цифнкз пли История	
animation	компьютс|и|ой анимапнн	
Visually qiecil'icd	В>с1уалым» заданные	
centers of interest	точки ocaenwitiui	217
Visual rhythm	Вктуальиый ритм	1(12
Visual tempo	Визуальный темп	402
Visual textures	Визуальные текстуры	251
Visual style	Визуальный стиль	47
77i<* lu/глло Minr Ride	llymeuterrnmie	
	в хер ю а/мапа	28
IW Libtv	Cw&xhtuii naiem	17
ViiIuhm*	Объем	98,312
Vblutne calculation	Инструменты подсчета	
tools	<кп<сма	118 119
Vuluiix* shadeis	Объемные тендеры	2.59
Volumetric lights	Валкшс7ричсскпГ| свет	209
Voyager	Вояджер	217
VRAM	VRAM	235
VRML (Virtual Reality	Язык моделирования	
Modeling	виртуалытЛ	
Language)	РСЗ.ТЫ10ГГН	94
• w •		
Waist shots	Поясные планы	190.191
Walczak. Diana	Вхпык Дайана	2O.21.21G
Walking keyframes	• 1 l.iynuio ключевые кадры	67
Wall|npcr	Обои	251
Walt DBnev Feature	Walt Disney Feature	
Animation	Animation	21.25.28
Walt Disney Product ions	Walt thsnrv Productions 23.28.31.278	
Warner Bros.	Warner Bros.	26.32
Warner Digital	Warner Digital	28
Warnock, John	RapuoK, Джон	7
Water	Вола:	
light in	спет в	203. Ж 204	
moving	гекуипя	203
Watercolor simulation	Имитация акварели	171
Water dynamics simulation	Симуляция дннаынки волы	14
Waveform monitor	Осциллограф	128.430
Wavefront	Wavefront	10
Wave functions	Волновые функции	311
Wavelet compression	• Кор<лко»о.111<>вос сжатие •	421
Wedge. Chris	Всдж. Крис	51
Weighted interpolation	Весовая интерполяция	388
Weight (of control points)	Веса (контрольных точек)	106
Weight point averaging	Усреднение весовых точек	131, W
IIHdlrin Pond	UrWrUl ftW	342
Whirlwind computer	Компьютер	7
White light	белый спет	202
Whitney. John. Sr.	Birniu. Джон	5.16.20.35	
Whittlin' Demo Productions	Whitney Demo Productions	21
Whiltcd, Turner	Витгел. Тернер	7,20
Wtilc angle (24 or 28 mm)	Широкоугольный	
lens	объектив	/92.193.194. /96	
Wnk shots	Широкие планы	190 191
Width	lllll]HllQ	КЗ
WiWMU/Uhr	Дикин, дикий Запад	40
Wiliams. Lance	Вильямс, Лане	7
Wind forces	Силы ветра	346 317
Windows Media	Windows Media	423
Windows XT	Windows NT	12
U wg Commander	U mg Commander	46.47
Wipes	111 горки	406,109
Wireframe animation	Каркасная анимация	21
Wire ninoval	Удаление rpnctm	379
Within budget	Уложиться в бюджет	72
Witkin, Andrew	Виткин. Эндрю	7
The Boris	Зижх/	11
Workspace	Рабочее пространство	82
Workstations	Рабочие станции	6,10.50
World coordinate	Глобаньная спстеиа	
system	хоордииаг	81
World origin	Точка начала	
	глобальных кгхфдинзт	S3
Wrapping project ion	Метод обертывающего	
method	lipiX-IllipOKUlim	238
Writing numbers down	Запит, цифр	96 97
Written descript inns	Письменные описания	46

Writ icn information (in
production storyboarils)

www.artol3d.coni

Yaw

Yon plane

)i»wg Shrrfotk Holmes

Письменная 1|цфо|»1ацин

(n npo»i:iBo.inwniiMX

рагкал|хи1ках)	287

wwwannGd com 3,15. XI. 137,452

Х-Вох	Х-Вох	14
X3D	Х31)	91
XY coordinate	Координаты XY	242

Рыскание	92.315

Дальняя плоскость (otcviciiiih) 185

Мпмдой Шермк Холмс	I9

Z-Buffer	Z-буфср	162-163
Zone systeni	Линия система	200 201
Zoom	Зум (трапс||хжатор)	92.315.316
Zoom lenses	(Xiia-KTiitiw с зумом	192.316
(Неподвижное изображение из рекламного клипа с участием Рея.

<• 2002 Blockbuster Entertainment/Tippctt Studio).

www.artof3d.com

Иллюстрации со страниц in и vi: «Живой лес». О 2001 Dygra Нлч

Иллюстрация со страницы v:» 1999 Oddworld Inhabitants, Inc

Все права защищены

Иллюстрации со страницы v (внизу) и vi (вверху). «Ледниковый период». К1 2002

Twentieth Century Fox Все прагм защищены

Иллюстрация со страницы vi (внизу): «Властелин колеи две башни», * ЛАМП. New
Line Productions, Inc "
Айзек В. Керлоу

ИСКУССТВО 3D-AH И МЛ ЦИИ
И СПЕЦЭФФЕКТОВ

Отвсгствсниый за выпуск II.Г. Владимирова

Перевод Е.В. Смолиной
Верстка II.В. Молоканова
Корректор А.Ю. Федосов

Учредитель:

Консультационно-финансовый центр «Лигнон»

ООО «Вершина»

127051. Москва. 1>. Сухаревский пер., 2/24

Тел./Факс (095) 967-86-25, -26, -27

www.giavbukh.ru

Подписано в печать 23.06.2004 г.

Бумага скрестная. Формат 72 х 104/12. Гарнитура «Ньютон»
11ечать офсетная. 11еч. л. 40,0. Тираж 3000 экз. Заказ №

Отпечатано в ГП Московской типографии № 13

Москва. Денисовский переулок, 30

Цена свободная