Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Секреты и приемы использования компьютерной графики в кино и на телевидении

Коломыйский колледж комп ютерних наук

Реферат

НА ТЕМУ:

Секреты и приемы использования компьютерной графики в кино и на телевидении

Выполнил: ст. гр. К-11

Заволоснянений Петр

Проверил: преп. Беспалый С.С.

Коломыя

В этой статье речь пойдет о компьютерной графике (в основном 3-мерной) и профессиональном ее применении для создания реалистичных спецэффектов, по возможности невидризнимих трудно неотличим от реального видео. Для начала хотелось бы сделать небольшой экскурс по нескольким основным 3-мерных программах, используемым сегодня профессионалами по всему миру. Сразу оговорюсь, что данные материалы не являются учебным пособием по тому или иному пакете, так как для этого есть специализированная литература.

Целью данной статьи является ознакомление неопытной в данных вопросах части аудитории, но заинтересованной ними. Профессионалы также могут почерпнуть из этого материала массу полезной информации в виде идей и способов применения отдельных функций программ для своих нужд.

На данный момент существует множество пакетов для создания 3-мерной компьютерной графики и анимации, имеющих свои достоинства и недостатки. Не буду развивать полемику на тему, какой пакет круче, потому что сторонников того или иного программного обеспечения имеется множество, и у каждого пакета есть свои положительные и отрицательные моменты, могу только выразить собственное мнение и привязанности к конкретному набору программ, основанные на логических размышлениях и личном опыте.

Из существующего состояния графических программ, присутствующих на рынке графических технологий, сразу можно выделить нескольких фаворитов: это такие пакеты, как MAYA, 3Dstudio Max, SoftImage, Light Wave. Кроме этих пакетов, конечно, существует еще огромное количество графических программ, таких, как: Rhino, NUGraphRenderer, BMRT, RenderMan, Houdini, и проч., Но о них, я думаю, говорить не стоит, так как эти программы, в основе своей, не получили широкого применения пользователями в нашей стране в силу своей узкой специализации, хотя эти и некоторые другие программы нередко используются специалистами, работающими на телевидении.

Итак, давайте по порядку

Конечно, MAYA - это бесспорный лидер, программный пакет, обладающий огромными возможностями, первый доступный для PC-пользователей, профессиональный графический набор инструментов, позволяющий достичь нового уровня качества анимации и визуализации сцен. MAYA имеет огромную историю, сочетая в себе возможности таких монстров, как POWER ANIMATOR, SOFTIMAGE и множества других графических пакетов, ее возможности практически безграничны, и говорить о ней можно очень долго. К сожалению, MAYA имеет ряд отрицательных сторон, которые не позволяют ей на данный момент занять лидирующее положение в линейке популярных 3-мерных программ в России. Во-первых, ее системные требования: min128MB RAM и хотя бы PII400 - это для нормальной работы и создания сцен очень средненько (по голливудским меркам) сложности. Во-вторых, возможность работы только под Windows NT на PC также никак не может положительно сказаться на росте объема продаж. Ну и самое главное, пожалуй, (по крайней мере для России) эта ПОЛНАЯ отсутствие какой-либо русской литературы. Проехав пол-Москвы и побывав во множестве книжных магазинов, мне так и не удалось найти ни одной книги по данному пакете. И это притом, что пакет является одним из самых сложных (если не самым сложным) из тех, что мне когда-либо приходилось встречать. Дело даже не в смысле каких-то функций, а просто-напросто в их достатка. Несмотря на сказанное выше, хочу отметить, что все большее количество пытливых умов у нас в России пытается методом научного тыка овладеть функциями этого замечательного пакета, в чем хочется искренне пожелать им успеха. Хотя я все-таки надеюсь на появление вскоре необходимой технической литературы.

Хотелось бы особо выделить один из пакетов, имеющихся на сегодняшний день первым по уровню популярности не только в России, но и во всемзила меня тогда, потому что это было время машин уровня 486/4, если не хуже, а память стоила недетские суммы. Правда, потом все оказалось не так страшно: оказывается, капризная программа вполне нормально жила у меня на 486DX4-100 с 24мегамы (конечно, о серьезной работе не могло быть и речи, но для изучения возможностей этого было вполне достаточно). Пакет был создан все той же, старой добрый Yost Group, правда, немного подросшим числом (имеется в виду количество создателей пакета). Вообще, о MAX могу сказать очень много теплых слов, программа очень скромная в необходимых ресурсах и хороша в производительности на фоне таких монстров, как MAYA, и, на мой взгляд, наиболее сбалансированной в этом отношении программой для платформы PC. Программистами по всему миру ежегодно пишутся тысячи PLUG-INS для 3DSMAX, многие из которых распространяются совершенно бесплатно. Такого количества софтверной поддержки вы не встретите ни в одном другом пакете. На Российском рынке присутствует масса полезной литературы по 3DSMAX. В отличие от MAYA, здесь вакуума не наблюдается. Все это делает программу невероятно функциональной и привлекателен. Кроме этого, на сегодняшний день, не без помощи PLUG-INS, мы имеем набор инструментов, позволяющий конкурировать с мощными графическими станциями SGI, и главное - доступный практически каждому!

SoftImage - пакет в принципе неплохой, широко используется у нас на телевидении, но только в силу того, что возможности MAYA до сих пор толком не изучены. Пару месяцев назад я имел беседу с арт-директором известной компании B. S. Graphics г-ном Малашкин, что хвалил MAYA и сетовал на отсутствие опыта по этому направлению. Правда, его заявление о непригодности 3DSMAX для создания спецэффектов в кино-видеовироництви повергло меня в изумление, но спорить я с ним не стал. Впоследствии, работая над спецэффектами для клипа "Клязьма", о котором пойдет речь ниже, я часто с улыбкой вспоминал его слова и скорбное лицо, выражающее полную убежденность в сказанном.

LightWave - приятный пакет, чем-то напоминает мне 3Dstudio для DOS. Многие говорят о том, что его моделер довольно удобен, но я целиком и полностью уверен, что это просто сила привычки - пакет гораздо менее интерактивный по сравнению с вышеописанными в плане просмотра сцены (в ее визуализации), а отдельные программы для выполнения анимации и моделинга навевают ностальгию о старых добрых временах. Однако, он и по сей день пользуется большой популярностью из-за своих скромные требования к аппаратному обеспечению (даже по сравнению с 3DSMax), а также в силу каких-то других причин, мне непонятных. Насколько мне известно, в сериале BABYLON-5 этот пакет широко использовался, и результат оказался очень и очень неплох.

Все, что описано выше никоим образом не претендует на аксиому и является исключительно моей точкой зрения.

Теперь, когда читатель целом разобрался в ассортименте 3D-программ, на сегодняшний день на рынке графических технологий, хочется сказать несколько слов о пакетах для ретуширования, композинга, цветокоррекции и монтажа изображений. Без них вся работа, проделанная в 3D, имела бы малый смысл с точки зрения фотореалистичности спецэффектов, вживляемый в реальную видео.

Я знавал множество людей максималистов, пытающихся сделать всю работу по созданию какого-либо материала в одном пакете. В основном эти люди, конечно, не являются профессионалами, потому что такой подход, в основе своей, непрофессиональный и встречается редко на западе (в основном, от бедности :)). Поясню. Дело в том, что такие полифункциональные пакеты, как 3DSMAX, имеют достаточно широкие возможности, включая монтаж, цветокоррекцию, видеофильтры и др., Вообще при желании можно все делать в MAX, не прибегая к продуктам сторонних производителей. Другой вопрос - насколько удобен и оправдан такой подход с точки зрения времени и качества конечного продукта: всем известно, что утка может очень многое, но вот как она это может ... Нельзя объять необъятное, и модуль монтажа в 3Dstudio MAX никогда не будет удобнее, функциональнее и качественнее чим, скажем, Adobe AfterEffect или Adobe Premiere (пакеты, предназначенные для работы с растровыми форматами.).

Итак, после более или менее общего знакомства с предметом перейдем непосредственно к описанию применения этих и других инструментов для создания профессионального видео с использованием компьютерной графики. В качестве примера по данной тематике я взял работу, выполненную мной для видеоклипа "Клязьма" группы "Ногу свело". Это хороший пример вживления компьютерных анимированных моделей в живое видео, а также применение компьютерной графики для увеличения зрелищности видеофрагментов и клипа в целом. Статья иллюстрирована небольшими пояснительными картинками и анимацией, сразу хочу принести извинения за невысокое качество и разрешение изображений (выходные кадры были просчитаны в розришеннии 720х576 для следующей записи в формат BETACAM SP). Это связано как с желанием сделать материал более компактным для загрузки через сеть, так и с некоторыми техническими проблемами с моей стороны. В любом случае, если вас более подробно заинтересуют детали изображения, вы всегда можете включить телевизор (клип совсем свежий, так что его транслируют по МУЗ-ТВ и MTV), либо связаться с мной по e-mail.

Итак, начнем

На картинке вы видите общий план группы, не напрягает глаза - никакой компьютерной графики вы здесь не увидите: ее здесь просто нет;) Зато на этой картинке хорошо заметна общая цветовая направленность видео, выполненная в грязно-зеленовато-болотных цветах , что было сделано намеренно, так как клип в процессе создания приобрел экологическую направленность, и было необходимо показать зрителю, как плохо бывает, когда загрязнены реки, воздух и др. Общая цветокоррекция была сделана в Adobe Premiere. Эта программа, помимо всего прочего, обладает одной полезной функцией - поддержкой формата PVD (формат, используемый некоторыми платами ввода / вывода видеоинформации). Для оцифровки видеоинформации использовалась видеокарта Perception, что позволяет оцифровывать изображения в формате BETACAM, то есть с разрешением 720х576, и записывать их обратно на видео. Я немного отвлекусь от темы и вкратце расскажу об этом замечательном устройстве.

Видеокарта Perception - это устройство для ввода / вывода информации в стандартах VHS, SVHS и BETACAM. Понятно, что для чтения или записи растровых изображений разрешением 720x576 и глубиной цвета 24 бита при кадровой частоте 25fps потоки данных достигают огромных значений, простая арифметика: 1кадр несжатого растра при таких параметрах занимает порядка 1.2Mb. Умножим его размер на количество fps и получаем поток данных около 30 Мбайт / с. Такой поток данных не под силу переварить IDE-винчестеров, мало того, не каждый жесткий диск с SCSI-интерфейсом может производить чтение / запись с такой скоростью. В Perception на аппаратном уровне реализован устройство кодирования информации в реальном масштабе времени с помощью алгоритма Motion JPEG, при этом поток данных, в основном, уменьшается на 40-60% Компрессия реализована очень качественно, так что визуально ее выявить практически невозможно. Фактически, только после 3-х раз прогона видеоинформации с видео на жесткий диск и обратно на экране телевизора будет заметен легкий шум, но такими вещами, конечно, никто не занимается. Кроме аппаратного устройства компрессии видеоинформации, на видеокарте имеется встроенный SCSI контроллер, работающий с видеоплатой прямо, исключая, таким образом, потери в скорости чтения / записи, связанные с промежуточными обращениями операционной системы до жесткого диска, конфликтами прерываний, каналов DMA и др . Кроме того, на плате есть какое-то количество памяти, используемой в качестве Cash. Кроме всего прочего, для Perception за отдельную плату поставляется модуль работы со звуком, фактически представляет собой высококачественный АЦП / ЦАП, интегрированный с видеоплатой на аппаратном и программном уровне для осуществления возможности синхронизации звука с видео, плюс аппаратный компрессор, уменьшает объем потока данных.

Поспешу разочаровать тех, кто в данный момент уже судорожно перечисляет монетки, сидя на кучеба на видео в этот момент трава на переднем плане колышется под действием порывов ветра, и загораживает кукол стебельками. Создание такого эффекта в данном кадре было выполнено даже проще, чем может показаться - если вы обратили внимание, в кадре свет падает таким образом, что небо имеет ярко выраженный светлый оттенок, в то время, как земля и трава, напротив очень темные. Я просто использовал ту же последовательность кадров как маску прозрачности для кукол, просто немного увеличив контрастность видеоряда, а затем использовав эту анимированную маску в AfterEffect для получения необходимого результата.

На следующем кадре я подошел примерно таким же образом, здесь, правда, пришлось немного поработать и ручками в Photoshop. Это момент выхода кукол из темной трубы. Для получения наиболее приближенного к реальности эффекта игры света в сцене, я воссоздал геометрию трубы в 3DstudioMAX, синхронизировал ее по положению с видео, расставил источники освещения в сцене необходимым образом и назначил трубе материал Mate Shadow - это специальный материал, позволяющий выгружать тени о ' объектов в виде Alpha Channel. То есть самого объекта в перечисленных сцене не видно, но его параметры, такие, как Receive Shadow (принимать тень) и Cast Shadow (отбрасывать тень), накладывают свое влияние на другие объекты сцены и на себя в том числе в виде отвержения и приема теней. Кроме того, при отсутствии флажка Opaque Alpha, несмотря на отсутствие в визуализированной сцене Alpha канала от такого объекта, сам объект будет непрозрачный (сразу оговорюсь, что перечисленные функции меняются в настройках материала). Затем на сцену были добавлены куклы. После просчета анимации я получил кадры с моделью анимированной куклы, выходит из тени и, собственно, сами тени в виде Alpha Channel. Далее работа над кадром продолжалась в After Effect. Положив в нижний слой анимированное видео как Background, я наложил на него мою 3D-сцену с тенями, а затем еще раз положил видео по анимированной маске прозрачности для того, чтобы качающиеся маявинки на переднем плане загораживали кукол. Кроме того, я немного увеличил всю сцену и задал небольшое движение для самого кадра слева направо, так как в исходном видео камера была статическая для облегчения сообщения компьютерной графики с видео.

На данном плане вы видите ту же сцену с другого ракурса.

Теперь хотелось бы подробнее остановиться на процессах вживления компьютерной графики в видео. Известно, что при съемке на видеокамеру отснятое видео:

Всегда будет иметь небольшой уровень зашумления, что естественно.

Картинка никогда не будет четкой на 100%.

При простом просмотре видео эти вещи, как правило, незаметны, но как только мы совмещаем видео с какой-либо компьютерной графикой (например, анимированной 3-х мерной моделью), пусть даже очень хорошо совмещенной с видео по положению, ракурса и другим параметрам, в глаза сразу бросается синтетический, идеальный вид модели на фоне правды жизни общей сцены. Непрофессионал просто может почувствовать, что что-то не так. Профессионал же сразу видит, какие процессы необходимо проделать с графикой для получения наиболее реалистичного эффекта: надо сказать, что нижеописанные приемы работают практически во всех случаях, а особенно реалистичный результат получается при грамотном сочетании источников света в сцене и на видео. Я проделывал эти операции в AfterEffect, но, в принципе, это не имеет значения, потому что это можно сделать практически в любой программе или видеомонтажа просто графическом редакторе типа Photoshop.

Сначала разберемся с шумом (Noise). Для более точного подбора уровня шума на модели по отношению видео я рекомендую в момент его регулирования сильно приблизить некоторый участок изображения, включая фрагмент модели и фрагмент видео. Так будет легче определить уровень зашумленности видео и сравнивать его с шумом, прилагаемой на модель. Функция Noise, естественно, должна быть анимирован и меняться от кадра к кадру. Кстати отрадно, что в версии MAX3.0 появились функции цветокоррекции изображения, такие, как: Color Balance; Hue / Saturation; Brightness / Contrast и др., А также фильтры размывания и зашумления, причем эти функции стали доступны не только из модуля VideoPost, но и в разделе Effects основного модуля программы. Эти новые функции позволяют максимально довести качество визуализированного изображения к желаемому, после чего будет значительно легче и приятнее сводить готовые изображения в программах видеомонтажа. Единственное, что до сих пор удерживает меня от полного перехода на эту версию программы, это отсутствие необходимых PlugIns, достать которые сейчас довольно сложно, по крайней мере в Москве.

Теперь по поводу размывания. В настоящих видеокамерах всегда резкий только тот объект, на который в данный момент настроен фокус камеры. Остальное пространство по мере удаления от исходной точки начинает терять четкость. Для создания полного эффекта присутствия необходимо соблюдение этого условия. Встроенные в 3DSMAX2.5 возможности не позволяют добиться нужного эффекта, но тут на помощь приходят Plug-Ins сторонних производителей. В поставке PlugIn-a RealLenzFlare компании

Загрузка...

Страницы: 1 2