Зміст
Розташований у середньовічній Шотландії, останній художній фільм Pixar є свідченням здатності вчених та художників Pixar створити тактильний світ.
Пейзаж Брейв пишний, довга швабра кучерявого волосся Меріди така ж дика, як і вона, і всі герої носять костюми з більшою кількістю шарів та деталей, ніж у будь-якому попередньому фільмі. Симуляція - теж зірка фільму.
Клаудія Чунг, яка розпочала свою кар'єру в Pixar стажувачем у 2001 році, була керівником моделювання в Brave. Чунг навчався в Каліфорнійському університеті в Берклі і пройшов стажування в лабораторії прикладної фізики імені Джона Хопкінса в штаті Меріленд, а потім розпочав роботу художника-рендериста та технічного директора у пошуках Немо.
Вона додала роль художника-симулятора Рататуя та технічного директора фільму "Суперсімейка". Для Упа вона була сукном із тканини.
"Завданням цього фільму була чиста складність та артистизм", - говорить Чунг. «У Фергуса було вісім шарів тканини, задрапірованих у його кілті. А Мерида ... коли ми три роки тому дивились на історію, ми підрахували, скільки разів вона змінювала костюми. І тоді ми сказали: „О, вона просто порвала свою сукню. І, о, вона знову розірвала його. "
Для дебюту Меріди її мати зашнурувала вільнодуху дівчину в корсет і одягнула її в надзвичайно обтягуючу сукню. Коли пізніше Меріда вирішує продемонструвати свої навички стрільби з лука, вона рве плаття, щоб дати собі трохи місця для ліктя.
Першим фільмом у Pixar з персонажем, одягненим у костюм, який вимагав моделювання тканини, стала коротка анімація «Гра Гері», яка отримала «Оскар» у 1998 р. Для переміщення костюма Гері старший учений Піксара Майкл Касс створив вирішувач тканини. Коли старші вчені Ендрю Віткін та Девід Барафф приєдналися до Pixar, троє членів дослідницької групи Pixar створили новий симулятор, який вони назвали FizT.
"Ми починали все з нуля, використовуючи знання, які нам усім трьом потрібно було виконати моделювання", - говорить Барафф.
Симулятор та система, яку вони побудували, обробляли динаміку волосся та тканини для персонажів номінованого на Оскар фільму "Монстри, Inc", включаючи хутро Саллі та футболку Бу. З деякими еволюційними оновленнями та одним винятком, з того часу Pixar використовував FizT для тканини та волосся на кожному фільмі.
Виняток становить Brave, який використовує абсолютно новий двигун для волосся Taz, розроблений Віткіном для обробки довгого клубка кучерявого волосся Меріди. Однак FizT знову керуватиме симуляторами волосся та тканини для персонажів майбутнього університету Монстрів.
Поки команда Pixar не розробила FizT, системи моделювання тканин зазвичай використовували історію, щоб визначити, чи взаємозалежні регіони тканини.
У цих системах будь-які помилки на шляху часто приводили до заплутаного полотна. Нові методи, розроблені вченими Pixar для розв'язання проблеми перетину, призвели до роботи Siggraph 2003 та патенту. У 2006 році всі троє вчених отримали наукову нагороду за розробку суконної системи.
"Система буквально знаходить і відстежує всі перехрестя і знаходить ділянки поверхні тканини", - говорить Барафф. “Потім, це визначає, що цей регіон пройшов через цей регіон. Зазвичай ви тримаєте тканину окремо, а пружини між ними. Однак система розуміє, що роз'єднувати не завжди правильно. Іноді ділянку тканини потрібно натискати в зворотному напрямку. Наша система робить геометричний аналіз перетину; він простежує всі рядки, щоб зрозуміти, що це означає ".
Розплутування тканини
Він пропонує візуально уявити цей математичний процес: «Уявіть, що у вас два шматки плоскої тканини плавають у просторі на дюйм один від одного. Тепер накиньте кульку на верхній шматок тканини і штовхайте вниз, поки він не пройде через нижню тканину. Якщо ви подивитесь на лінію цього перетину, то побачите, що це коло. Це коло перетину. Обидва шматки тканини мають цю симетричну область всередині кола. А всередині кола всі точки пройшли через інше полотно. Сукна тканини всередині регіону хочуть залучити своїх друзів, відтягнутись назад і вибратися. За межами регіону тканину хочуть розігнати ».
Алгоритм, який команда розробила для відстеження та аналізу всіх перехресть, визначення регіонів та вирішення, що робити, надзвичайно складний. "Це, безумовно, один із найскладніших алгоритмів, які ми коли-небудь писали, і я шанувальник простоти програмування", - говорить Барафф.
“Лише за скрутних обставин ми робимо щось таке складне. Але це найкраще, що ми можемо придумати. І поки він продовжує працювати, ми не відволікаємо руки від цього фрагмента коду. Я сподіваюся, що мені більше ніколи не доведеться писати алгоритм такої геометрично складної задачі, як ця.
“Я описав найпростіший випадок. Як тільки ви робите симуляцію по-справжньому, у вас трапляються складніші справи. Отже, є ще одна держава. Якщо у вас є невеликий шматок тканини, який розгублений і не знає, що робити, він нічого не зробить. Якщо воно йде вниз по кодовому шляху і знає, що воно заплутане, воно не приверне чи відштовхне. Це не робить нічого, що може погіршити проблему », - додає він.
Годування звіра
Незважаючи на складність, механізм моделювання FizT набагато менше, ніж програмне забезпечення, яке його оточує, і змінився менше. "Ви можете уявити FizT як ядерний реактор у невеликій будівлі", - говорить Барафф.
"Але це живиться 200 мільйонами миль труби. Те, що годує його, зменшує моделювання ".
Для The Incredibles екіпаж зосередився на модельному трубопроводі. "Для" Монстрів "нам потрібно було отримати щось, що спрацювало", - говорить Барафф. «На створення однієї паршивої футболки нам пішло півроку. Для «Суперсімейних» це було, о боже, ми маємо тонну персонажів і кількість одягу, яка перевищує сто разів. Ми пройшли через це, але тренажер працював не так добре, як ми хотіли ".
Однією з проблем було те, що вони називали `` сочиться ''. Система мала генератор інерційного поля (ІФГ), який міг вивчати рух персонажа та надавати компенсуючу силу. Наприклад, коли містер Неймовірний вилітає на високій швидкості, система ефективно зменшує рух і базує динаміку тканини лише на частці сил. Але коли персонаж зупинився, тканина зайняла занадто багато часу.
"Ми виправили це вручну для" Суперсімейних ", - говорить Барафф. «Тоді для Рататуя ми зосередилися на вдосконаленні симулятора і отримали приємне противитікання. Одяг фіксується на персонажах більш контрольованими способами ". Зниження соку може відбуватися автоматично, або аніматори можуть створювати ключові кадри для руху для більшої тонкості.
Пошиття одягу
Модельєри адаптували одяг для персонажів Monsters, Inc за двовимірними візерунками так, ніби вони шили одяг вручну, і продовжували робити це для всіх наступних фільмів. Насправді, коли художник-симулятор Емрон Гровер починав стажуватися в Up, Піксар записав його до реального класу швейних робіт.
Барафф пояснює, чому двовимірні візерунки були важливі: «У 2D-моделях, оскільки всі фігури рівні в площині, ви отримуєте ідеальну УФ-систему координат. Це важливо, оскільки справжня тканина виготовляється з плоских шматків - все можна сплющити. Але, коли ви моделюєте в 3D, можливо, ви зробите такі речі, як сфера, яка не може вирівнятися ".
"Усі знають, що це важко", - говорить Барафф. «Навіть якщо ви можете згладити 3D-модель, вона майже завжди вимагає втручання людини, щоб зробити її ідеальною. Іноді доводиться робити надрізи, щоб викласти УФ-координати. А у випадку з тканиною, якщо ви отримуєте спотворення, це виглядає неправильно. Отже, з двовимірними візерунками ми мали плоскі панелі. Система генерувала щільну сітку на льоту. І ми мали ідеальну УФ-систему координат на сітці ».
Однак пошук та навчання людей, які розуміли, як створювати 2D-моделі, стало неможливим; набір навичок був надто спеціалізованим. Ця проблема прийшла до голови з Хоробрим. "Каменем спотикання був пошук способу отримати цю незайману систему координат у 3D", - говорить Барафф.
«Коли ми зрозуміли, що перебільшили проблему, сказавши, що нам потрібна досконала система текстури УФ, раптом це стало простіше зробити. Нам потрібно було щось близьке, але не зовсім те саме. Нова система, що отримала назву 3D Cloth або C3D, стала основною еволюцією моделювання тканин за останні пару років. Ми випробували його на Toy Story 3, тому що мали розкіш спробувати, але не доводитись на це покладатися. Ми знали, що нам це знадобиться для Хороброго ".
Модельєрам, що працюють над Сміливим, потрібно буде створити 22 костюми для Меріди, надіти на Фергуса одночасно дев'ять або десять імітованих одягу, оформити три сукні для Елінор, створити повний кілт для трійні, трьох лордів та їхніх синів та побудувати 29 модульних одяг для вищих персонажів, який створив би 94 унікальних костюми. Система C3D допомогла зробити це можливим.
Окрім того, що C3D відкрив відділ костюмів для моделей 3D-моделей, C3D дав переваги у всьому трубопроводі. Раніше, оскільки система генерувала сітку на льоту, кожен раз, коли змінювалася форма, вона генерувала нову сітку.
Отже, коли одяг, створений із двовимірними візерунками, змінювався, також потрібно було змінювати відтінок.
"Люди намагалися затінити якомога пізніше, бо боялись, що одяг зміниться", - говорить Барафф. “C3D дозволив нам розірвати цей ланцюг. Простіше вносити зміни в затінення, коли справа йде. Моделісти створюють сітку з найнижчою роздільною здатністю, яку ми можемо, і ми автоматично вдосконалюємо для моделювання. Шейдери затінюють цю приємну сітку з низькою роздільною здатністю, а їхні дані передаються у сітку з більш високою роздільною здатністю, яка може згинатися, деформуватися та мнуться ».
Моделісти, що використовують C3D, створюють одяг із чотирикутниками, використовуючи крайові петлі, щоб повідомити тесселятору, де є шви, дротики та збірки. "Система теселює модель у трикутну сітку, і це те, що ми імітуємо", - говорить Гровер. «Моделісти будують одяг на тілі героїв, а це означає, що вони можуть адаптувати належну посадку. Як тільки вони склали модель, художники симуляторів запускають FizT, щоб розслабити тканину і подивитися, як вона виглядає.
"Спочатку ми пристосували плаття Меріди в обидві сторони, щоб зрозуміти, яке швидше і яке виглядає найкраще", - говорить Гровер. "Після першої передачі на" Мериду "ми виявили, що 3D витримав, якщо ми зробили це правильно, і це було трохи швидше". І, здебільшого, команда «Хоробрий» залишилася з 3D-моделями, хоча в деяких випадках художники-симулятори розробляли гібридний 2D / 3D-підхід.
"Це смішно", - каже Барафф. "Для" Ігри Гері ", яка мала першу імітацію тканини в Pixar, до того, як ми з Енді Віткіном потрапили туди, вони змоделювали куртку Гері в 3D. Ми з Енді сказали, що є кращий спосіб; в 2D було щось ключове, що надало нам особливого вигляду тканини. Усі казали: "Що? Ви збираєтеся моделювати одяг у 2D? ”Але в 2007-08 рр., Коли ми знали, що Хоробрий вже на горизонті, і що костюми будуть складними, ми змінили спосіб виготовлення нашого одягу з тканини. І люди сказали: "Що? Ви збираєтеся моделювати в 3D? Мало хто згадав, що ми робили це в 3D багато років тому ".
Відвідайте офіційний сайт Brave
