Арматура (компьютерная анимация) - Armature (computer animation)

An арматура это имя кинематические цепи используется в компьютерная анимация имитировать движения виртуальных персонажей человека или животных. В контексте анимации обратная кинематика арматуры является наиболее подходящим вычислительным алгоритмом.

Существует два типа цифровых арматур: арматуры с ключевыми кадрами (остановка движения) и арматуры в реальном времени (кукловодство). Ключевые кадры Изначально арматура была разработана для помощи в анимации цифровых персонажей без привязки движения к живому выступлению. Аниматор вручную устанавливает устройство для каждого ключевого кадра, в то время как персонаж в анимации имеет механическую структуру, эквивалентную арматуре. Устройство подключается к программе анимации через программу-драйвер, и каждое движение записывается для определенного кадра во времени. В реальном времени арматуры похожи, но их кукловодит один или несколько человек, и они снимаются в реальном времени. Внутри каждой марионеточной остановки движения персонаж есть Арматура. Арматура выполняет две основные функции: она должна двигаться как человек, чтобы оживить анимацию персонажей. Внутренняя структура скелета должна быть максимально приближена к человеческой, включая гибкость суставов и пальцев. Человеческие движения также включают вращение в локтях, коленях, плечах и бедрах, чтобы наклониться и поднять что-то с земли. Вторая задача арматуры - не двигаться. Необходимо, чтобы якорь не двигался, он должен иметь некоторую жесткость при установке на место. «Вы не хотите находиться в центре съемки, если между кадрами может пройти несколько минут, а марионетки будут медленно опускаться между одной съемкой и другой» (Justatinyamount, 2018). Построенные геометрические движения могут распространяться на руки и ноги. В некоторых фигурках арматуры доступны даже мимические движения. «Есть два типа цифровых арматур: арматуры с ключевыми кадрами (остановка движения) и арматуры в реальном времени (кукловодство)» (статья в Википедии). Обе формы для ключей и из воска, глины или гипса. Исторически арматура изготавливалась из проволочной сетки, дерева и многих фунтов глины, что делало их очень тяжелыми »(Computer Animation Complete, Parent, Rick).

Кукловодство в реальном времени

Кукловодство в реальном времени просто означает, что скелет персонажа управляется человеком-аниматором путем «простого сопоставления между аппаратным контроллером (например, геймпадом, wiimote, настраиваемым марионеточным контроллером или даже вашим телом с системой на основе kinect). ) и арматура трехмерной анимации персонажа »(« Три метода анимации в реальном времени », Хэнкок, Терри). Из-за природы устройств кукловода нет попытки управлять «естественным движением», вы просто манипулируете цифровой марионеткой, чтобы делать то, что вы хотите. Чтобы сделать это, нужны определенные навыки, например, кукловодство: «Вы можете воспользоваться навыками кукловода, потому что эти ребята - мастера. Просто удивительно видеть, как они вкладывают руку в куклу, и она просто оживает »(« Компьютерная анимация завершена », Родитель, Рик). Основное отличие цифровой арматуры в реальном времени: «Она контролируется, или мы можем сказать, что это марионетки людей, а движения фиксируются в реальном времени. Этот тип анимации используется в основном для 2D или 3D фигур и объектов, созданных с помощью некоторого программного обеспечения для 2D и 3D анимации. Этот тип анимационной арматуры используется в основном для кинопроизводства и телепроизводства. Фильм, сделанный с использованием этой техники, снимается в реальном времени, заставляя персонажа двигаться и снимая его живое выступление для фильма »(Virtualschooldek.com). Движения записываются с помощью цифрового программного обеспечения. Программное обеспечение, такое как Blender, «Blender - это бесплатный пакет для создания 3D с открытым исходным кодом. Он поддерживает весь 3D-конвейер - моделирование, оснастку, анимацию, симуляцию, рендеринг, композицию и отслеживание движения, редактирование видео и конвейер 2D-анимации »(https://www.blender.org ). Это программное обеспечение позволяет регистрировать данные с цифровых арматур.

Типы сборки арматуры

Фигурки также могут быть преобразованы в Арматуры, например, в телешоу, таких как Робот Цыпленок, для своего шоу используются модифицированные формы Фигурок Арматуры. Самыми распространенными игрушками для Armature являются игрушки Lego: «Легко понять, почему они выглядят великолепно, они остаются там, где вы их кладете, и вы можете перемещать их в разумных пределах» (видео на YouTube «3 основных типа арматуры»). Единственным недостатком является их диапазон движения, поэтому их нужно модифицировать, поэтому внутрь них вставляют алюминиевую проволоку, чтобы суставы имели более широкий диапазон движения, который кажется естественным для персонажа. В «Лего Фильм» большинство персонажей были цифровыми арматурами. Режиссер Крис Миллер даже использовал детскую игрушку Lego Toy в качестве главного героя для всего фильма; «Крис Миллер буквально принес свой сломанный игрушечный космический человек, который у него был с детства… Это тот уровень детализации и реализма, который мы хотим создать (фильм). Арматура была не единственным используемым методом, это была комбинация методов, направленных на получение конечного продукта. В фигурки, такие как LEGO, можно вносить изменения, например, прокладывать проволоку через персонажа, чтобы иметь более полный диапазон движений. Нет ничего нового в том, чтобы оживить игрушки в шоу, таких как «Робот-цыпленок», арматура фигурок, чтобы в шоу появились культовые кукольные супергерои. Арматура из витой проволоки - еще один рентабельный метод, используемый аниматорами, единственная проблема с этим типом метода заключается в том, что суставы не прочны и со временем приведут к опусканию фигуры. Арматура с шаровой опорой и гнездами была традиционным методом создания фигур, с помощью такого метода, как этот, пластины внутри марионетки легко регулируются по жесткости. Шары и гнезда часто могут быть громоздкими, поэтому аниматоры создают гибридный метод между арматурой из витой проволоки и шаровой и гнездовой арматурой, чтобы персонажи могли плавно перемещаться по телу. Наборы шарового и гнездового якоря доступны для покупки, но эти цифры часто дороги. Описания комплектов включают: «Стандартный комплект арматуры включает все необходимое для изготовления собственной арматуры. Он прост в сборке и разработан для большинства персонажей. А также двухшарнирные шаровые и шарнирные соединения »(Сайт анимационных материалов).

Как работает арматура

«Арматура кукловода очень похожа на арматуру ключевого кадра, ожидайте, что движение фиксируется в реальном времени, как это выполняется одним или несколькими кукловодами». (Родитель, Рик и компьютерная анимация завершена) За счет использования маркеров отслеживания, датчиков, ручного управления и анимации программного обеспечения «кукловоды» могут производить анимационный спектакль в реальном времени. Во время живого выступления, проводимого в реальном времени, датчики и маркеры отслеживания, прикрепленные к исполнителю, помогают преобразовывать движения его тела в действия и выражения, которые цифровая трехмерная арматура воспроизводит в реальном времени. Вместо использования модели арматуры с шарнирами и встроенными датчиками, этот тип анимации «в реальном времени» основан на живом исполнителе и движениях, которые он совершает, для имитации действий, которые будет выполнять трехмерная цифровая арматура. Помимо датчиков, прикрепленных к живому исполнителю, используемых для записи движений его тела, трекеры лица также используются для записи выражений лиц исполнителей в режиме реального времени. «Самыми популярными являются оптические устройства отслеживания лица в реальном времени, состоящие из камеры, которая помещается в конструкцию, прикрепленную к голове исполнителя, так что она перемещается вместе с исполнителем. Устройство фиксирует движение небольших маркеров, размещенных в различных областях лица »(« Understanding Motion Capture for Computer Animation »и Menache, Alberto). Наряду с датчиками тела эти трекеры лица позволяют марионеткам фиксировать выражение лица в реальном времени и анимировать его в цифровом виде. Однако применение лицевых треков с помощью моделирования в реальном времени имеет предел, когда дело доходит до диапазона деталей. «К сожалению, это двухмерные устройства, которые не могут фиксировать определенные движения, такие как сморщивание губ, поэтому все данные находятся в одной плоскости и не очень реалистичны. Трехмерные данные о движении лица могут быть получены с помощью оптической системы с использованием двух или более камер, что дает гораздо лучший результат, но не в реальном времени ». (Общие сведения о захвате движения для компьютерной анимации и Менаше, Альберто). Помимо использования живых исполнителей в арматурах в реальном времени, цифровые арматуры, состоящие из шарниров, и датчики также могут использоваться для имитации анимированного движения в реальном времени. «Последним коммерчески доступным примером цифровой арматуры была Monkey 2 от Digital Image Design из Нью-Йорка. Он был модульным, поэтому его можно было собрать в различных конфигурациях шарниров ». (Understanding Motion Capture for Computer Animation и Menache, Alberto) Благодаря модульным возможностям, встроенным в арматуру, кукловоды могут маневрировать фигурой и передавать ее действия в цифровом виде. «Оба типа покадрового движения и реального времени состоят из серии жестких модулей, соединенных шарнирами, вращение которых измеряется потенциометрами или угловыми датчиками. Датчики обычно являются аналоговыми устройствами, но их называют цифровыми, потому что полученные показания преобразуются в цифровые сигналы для обработки компьютерной системой. Эти арматуры, как правило, имеют модульную конструкцию, чтобы соответствовать дизайну персонажей ». (Understanding Motion Capture for Computer Animation and Menache, Alberto) Модульная конструкция позволяет этим цифровым моделям арматуры имитировать движения, которые в анимированной среде напоминают движения человека или животного. . «Обезьяна первого поколения имела фиксированную конфигурацию, что делало ее непригодной для любых негуманоидных приложений». (Understanding Motion Capture for Computer Animation and Menache, Alberto) Модульная арматура помогает преодолеть эту проблему и создать прочную основу, способную к различные движения и разгибания. Теперь в зависимости от комплектации самой модели цифровой арматуры цена может меняться. «Типичная стоимость установки Monkey 2 с 39 суставами составляла приблизительно 15 000 долларов США, включая все необходимые части, а также программное обеспечение драйверов для большинства известных пакетов анимации». (Understanding Motion Capture for Computer Animation and Menache, Alberto) Оба живого Методы перформанса и цифровой арматуры в реальном времени преобразуются в цифровые форматы, позволяя кукольникам по-разному создавать и создавать анимированные изображения. Благодаря арматуре в реальном времени «Motus Digital» может оживить свои творения и реализовать интерактивные настройки в своих анимациях. Благодаря арматуре в реальном времени эта компания создает «Зомби Ларри», интерактивного персонажа, которого они используют в своих деловых предприятиях. «В этом году Ларри поднимет нашу технологию реального времени на новый уровень, посетив шоу в поисках« Следующей большой вещи ». Он возьмет интервью у участников дискуссии, поделится своим расписанием, расскажет о том, что происходит, и сделает все возможное, чтобы найти следующую важную вещь. В отличие от «Горячей линии для эльфов», которая проходит на «Северном полюсе», Ларри живет в реальном мире и увлечен поп-культурой и мировыми событиями. Хотя интервью в реальном времени будут проводиться через Skype, персонаж Ларри будет включен в кадр, что даст Ларри реальное присутствие на юге у Юго-Запада в этом году ». (Motus Digital) В реальном времени эта компания показывает, как может творческий и интерактивный контент. быть созданы и распространены среди более широкой аудитории.

Ключевые кадры (покадровая съемка)

Покадровая анимация захватывается по одному кадру за раз, и при воспроизведении она выглядит как движение. Это достигается путем фотографирования каждого отдельного кадра, а затем его совместного редактирования в любом программном обеспечении, которое вы предпочитаете. Чем более плавными вы хотите, чтобы движения выглядели, тем больше рамок вам понадобится. Stop motion работает как флипбук, но в цифровом формате. В этой аналогии фреймы будут эквивалентны страницам во флипбуке, чем больше у вас страниц, тем более органично выглядят движения. Покадровая анимация может быть интегрирована в боевые фильмы или полностью анимирована. В фильмах с живыми боевиками, таких как «Терминатор» (1984) и «Робокоп» (1987), оба были покадровыми.

Тим Бертон: Влияние арматуры

Тим Бертон, выпускник CalArts в южной Калифорнии, хорошо знал доступные ему техники покадровой анимации. CalArts, основанная Уолтом Диснеем в 1961 году, занималась разработкой компьютерных приложений арматуры и других форм компьютерных конструкций. Популярный пример покадровой анимации - фильмы Тима Бертона, конечно же, его анимационные. «Кошмар перед Рождеством», «Труп невесты», «Коралина» и т. Д. Многое уходит на создание анимационного фильма качества Тима Бертона. Все, что вы видите на экране, было сделано кем-то из команды. Набор был собран, марионетки были сделаны вручную, и каждый кадр был сделан отдельно. На закулисном видео к фильму «Франкенвини» один из членов съемочной группы показывает один из своих листов экспозиции, который является покадровой анимацией, эквивалентной списку кадров. Фреймы разбиты на фонетику (звук, который издает буква), что означает, что требуется несколько фреймов, чтобы даже составить одно слово, которое может произнести персонаж. Член экипажа должен сформировать рот марионетки так, чтобы он соответствовал каждому звуку, издаваемому в каждом слове, которое актер озвучивает в диалоге. В видео также упоминается, что даже малейшее действие, такое как моргание, требует, чтобы веки куклы каждый раз заменялись. В закулисном видео к фильму «Коралина» члены съемочной группы показывают, как движение может выглядеть таким плавным в остановленном движении, объясняя процесс монтажа. Такелаж в покадровой анимации - это когда кто-то использует такие механики, как наматывание или натяжение, чтобы продвигать марионетку или заданный элемент в пространстве. Например, аниматор может поместить объект на кусок провода и переместить провод в разные позиции, а затем отредактировать провод при пост-обработке. Любовь Тима Бертона к технике покадровой анимации для пожилых людей, которая во многом способствовала ее успеху, объясняется его одержимостью простой идеей, что этот конкретный метод действительно может воплотить в жизнь идеи, которые в противном случае были бы невозможны. «Анимация помогла зрителям отождествить себя с тем, чего не могло быть». Потребность Бертона в использовании покадровой анимации была вызвана идеей, что «она может воплотить в жизнь что-то чисто воображаемое, чего не может сделать двухмерная анимация». Это было усилено благодаря его исследованиям с другими произведениями искусства, такими как «Франкенштейн» Джеймса Уэйла, которые помогли сосредоточиться на этих идеях монстров и его потребности создавать их в своей жизни. Нет никаких сомнений в том, что Бертон сделал именно это со своей работой в «Кошмаре перед Рождеством», которая снова привлекла внимание к этой технике. Хотя Бертон работал с такими аниматорами, как Джон Лассетер, который создал «Историю игрушек» с помощью компьютерной анимации, он никогда не терял внимания к покадровой анимации. Это помогло ему создать потрясающие фильмы, такие как «Труп невесты» и римейк его короткометражного фильма 1984 года «Франкенвини». Неудивительно, что оригинальный рекламный ролик Бертона для выставки MoMA был сделан с использованием старинной техники покадровой анимации в честь этого удивительного создателя. Хотя Тим Бертон не был первоначальным создателем этой техники, он был удостоен чести в части серии, чтобы помочь представить влияние, которое его фильмы оказали на технику. Другие авторы, которые до него работали в области покадровой анимации, - это Гаррихаузен, «объект ретроспективы МоМА - Рэй Харрихаузен: спецэффекты (28 мая - 1 сентября 1981 г.)». Гаррихаузен, который тренировался у Уиллиса О’Брайена, «создателя эффектов в Кинг-Конге (1933) и Майти Джо Янге (1949)».

Уэс Андерсон: Влияние анимации арматуры

Уэс Андерсон - режиссер, который в основном снимает живые боевики, но у него есть два покадровых анимационных фильма: «Фантастический мистер Фокс» и «Собачий остров». Хотя эти фильмы являются анимационными, они по-прежнему демонстрируют фирменный стиль Уэса Андерсона. В закулисном видео к фильму «Собачий остров» показано, что аниматоры использовали реальное движение в качестве ориентира. У них были настоящие собаки на съемочной площадке, чтобы им было на чем основывать свою анимацию. Также аниматоры снимали себя, идя или выполняя любое действие, которое им нужно было оживить, а затем смотрели на это при анимации человеческой марионетки. Это помогло им сделать действие более плавным и реалистичным, потому что они использовали себя в качестве ориентира.

История Stop Motion

Покадровая съемка началась в конце 1800-х годов. Первый в истории фильм Stop-motion был выпущен в 1898 году «Цирк Шалтая-Болтая», созданный Дж. Стюартом Блэком и Альбертом Э. Смитом. Его популяризировал аниматор Уиллис О’Брайен, который смешал покадровую анимацию с живыми актерами. Его самая известная работа - «Кинг-Конг» (1933). В 1940 году аниматор Джордж Пал разработал технику под названием «замещающая анимация». Вместо того, чтобы использовать глину или любой другой податливый материал для изменения марионетки, он создал несколько деревянных голов, каждая с разным выражением лица, и заменил головы, передавая разные эмоции. В 1944 году Джордж Пал получил «Оскар» за эту технику. В 1955 году Арт Клоки, пионер глиняной обработки (остановка движения с глиняными фигурами), создал «Gumby» для «The Howdy Doody Show». В 1961 году он также создал детское шоу «Дэйви и Голиаф», которое спонсировала лютеранская церковь.

Глина

Клеймация - очень популярный тип покадровой анимации, используемый многими разными авторами. Как упоминалось в предыдущем разделе, впервые созданный Артом Клоки, Clayitation до сих пор используется современными аниматорами. Его использовали Тим Бертон и Генри Селик в таких фильмах, как «Паранорман», «Коралина» и «Кошмар перед Рождеством». Режиссер и аниматор Ник Парк также использовал пластилин во всех своих фильмах «Цыпленок» и «Уоллес и Громит». Компания Rankin / Bass Productions Inc. также использовала пластилин в специальных рождественских фильмах, таких как «Рудольф, Красноносый олень» (1964) и «Джек Фрост» (1979), которые транслировались по сети NBC. Хотя во всех этих фильмах используется пластилин и покадровая анимация, каждый из них имеет свой уникальный внешний вид и стиль. Клеймация развивалась на протяжении многих лет, потому что у всех создателей есть собственное видение, а глина настолько пластична, что из нее можно создавать бесконечные стили персонажей и декораций. движущаяся глина. В этой технике лепятся кусочки глины для создания персонажей и на основе воображения аниматора разворачивается история. Доступны глины на масляной и водной основе. Иногда глину формуют в произвольные формы или заполняют проволочной структурой, называемой арматурой. Анимированные персонажи хранятся в комплекте, и с помощью коротких движений вся сцена превращается в фильм. Известные примеры использования этой техники: Missing Link Криса Батлера, Кубо и две струны Трэвиса Эндрю Найта, Coraline Чарльза Генри Селика, Boxtrolls Грэма Эннэйбла, Энтони Стакки.

Другие техники анимации

Стоп-движение: иллюзия движения, достигаемая путем перемещения фигуры крошечным шагом между каждым сфотографированным кадром.
Object-Motion: перемещение или анимация объектов, это форма покадровой анимации, в которой используются физические элементы вместо нарисованных объектов, которые не предназначены для того, чтобы быть человеческим или узнаваемым персонажем.
Марионеточная анимация: движущиеся куклы - уникальное явление. Она родилась из напряженной работы своих пионеров и их последователей, чтобы воплотить творческие импульсы к жизни, экспериментируя с новым Technologie. в кино прекрасный пример использования этой техники - фильм «Кинг-Конг» (1933). Сценарист / режиссер Тим Бертон часто использует марионеточную анимацию в своих работах, например, «Труп невесты» (2005), который представляет собой покадровый мюзикл ужасов.

^[1]