Когда дело доходит до визуальных эффектов, все думают о головокружительных авариях и причудливых взрывах. Но определение визуальных эффектов или VFX немного отличается в сфере 3D-анимации. 3D-аниматор анимирует практически все, кроме таких элементов, как волосы, мех, вода, огонь, одежда, пыль и т. д., которые создаются на этапе VFX производственного конвейера 3D-анимации .
3D VFX, наряду с освещением в анимации и рендерингом, фактически является заключительным этапом производственного этапа в студии 3D-анимации . Эти этапы тесно связаны друг с другом. Фактически, качество создаваемых вами визуальных эффектов во многом зависит от используемого механизма рендеринга, а также от освещения, освещающего эффект.
Давайте посмотрим на этап VFX конвейера 3D-анимации, чтобы лучше понять, как он работает.
Определение визуальных эффектов в конвейере 3D-анимации
По сути, этап VFX в конвейере 3D-анимации занимается созданием сложных движений или элементов, которые слишком сложно или даже невозможно анимировать в 3D вручную или захватить с помощью захвата движения. В большинстве случаев 2D VFX может легко решить проблему в конце конвейера. Но такие элементы, как волосы, мех, жидкости, ткань, морфинг и взрывы, обычно необходимо моделировать в трехмерной среде.
Система физического моделирования обычно отвечает за выполнение вычислений, необходимых для моделирования движений на основе факторов, установленных художником по визуальным эффектам; включая гравитацию, ветер и т. д. Эти сложные симуляции требуют большого объема обработки данных, ими трудно манипулировать или контролировать.
Однако недавние разработки в области аппаратных и программных технологий сделали доступные 3D-визуальные эффекты намного более доступными, чем раньше, для небольших игроков отрасли.
Категории визуальных эффектов в 3D-анимации
Компонент VFX процесса 3D-анимации в анимационной студии охватывает широкий спектр эффектов. Но большинство художников 3D VFX предпочитают специализироваться только на одном или двух из них. К этим категориям относятся:
Системы моделирования частиц
Частицы на самом деле представляют собой точки в пространстве, которые созданы определенным образом, чтобы напоминать различные эффекты, такие как дождь, снег, пыль, роящиеся пчелы, стайки птиц и т. д. Этим точкам могут быть присвоены различные поверхностные свойства, чтобы они выглядели определенным образом.
Анимировать тысячи частиц вручную было бы практически невозможно. Вместо этого 3D-программное обеспечение может обрабатывать их все одновременно, создавая потрясающие эффекты, без необходимости создавать ключевые кадры один за другим.
Художник по 3D-визуальным эффектам может автоматически анимировать эти частицы под воздействием различных природных сил, таких как ветер, гравитация и т. д., которые будут перемещать или манипулировать ими в заданной форме.
Создавать базовое поведение толпы или роя, например снежную бурю, теперь стало намного проще, чем когда-либо; благодаря симуляции системы частиц.
Системы моделирования жидкости
Особая форма моделирования частиц способна воссоздать сложные движения жидкостей в трехмерной среде; часто полагаясь на уравнения, которые управляют реальной физикой жидкостей. Жидкости относительно сложнее подделать, потому что они имеют гораздо более сложный способ перемещения и реакции на другие объекты.
Плавная анимация может выполняться с разным уровнем сложности; от трудоемких высококачественных анимаций для художественных и короткометражных фильмов до простых и быстрых для работы в режиме реального времени.
Слово «жидкость» в этом контексте относится не только к водоподобному материалу, но также к дыму, огню и любому типу жидкого вещества, от молока до зубной пасты.
Системы моделирования волос и меха
Одними из самых сложных в использовании, редактировании и рендеринге динамических систем являются волосы и мех. Чтобы волосы выглядели естественно в 3D-анимации, они должны реагировать на движения тела, к которому прикреплены. Кроме того, необходимо учитывать и внешние факторы, такие как ветер и гравитация.
Имитация естественной динамики волос может сделать процесс анимации и рендеринга настолько сложным, что малобюджетные проекты могут оказаться не посильными. Но более крупные проекты, такие как художественные блокбастеры, обычно используют эти функции по максимуму. Такие эффекты могут выделить 3D-проект среди остальных; если сделано хорошо.
Динамические системы волос и меха интегрированы в большинство 3D-программ. Но анимационные студии могут добавлять свой собственный набор инструментов и плагинов для достижения конкретных результатов. Эти системы также можно использовать для создания других эффектов, таких как движения хвостов или щупалец.
Системы моделирования твердого тела
Моделирование твердого тела является одним из наиболее часто используемых 3D-визуальных эффектов. Эти системы моделирования используются для создания основных столкновений, разрушения и движения негибких объектов. То, как твердые тела реагируют на эти физические явления, определяется атрибутами, установленными художником по визуальным эффектам. Эти атрибуты включают центр масс, скорость, столкновения и т. д.
Системы моделирования мягких тел
Системы моделирования мягких тел ориентированы на создание визуально точных моделей движения и столкновений деформируемых объектов или «мягких тел». В отличие от твердых тел, динамика мягких тел или динамика ткани имеют дело с объектами, которые могут деформироваться в результате столкновения.
Динамика мягкого тела рассчитывается путем размещения точки на каждой вершине и создания виртуальной связи с окружающими вершинами для сохранения формы. Хотя относительные расстояния двух точек на мягком объекте не фиксированы, ожидается, что тело в некоторой степени сохранит свою форму, несмотря на деформации.
Системы моделирования мягких тел используются для создания реалистичных тканей, мышц, жира и некоторых поверхностей, похожих на жидкости.
Работа художником по визуальным эффектам в анимационной студии.
Когда дело доходит до создания сложных эффектов, таких как дым, взрыв, вода, листья на ветру или падающий дождь, за руль берутся художники по 3D-визуальным эффектам.
Художник по визуальным эффектам должен иметь четкое представление об основных законах физики, а также о всех должностях в области 3D-анимации, таких как 3D-моделирование , 3D-текстурирование , оснащение, анимация, освещение и рендеринг .
Все эти наборы навыков понадобятся, чтобы помочь им в создании визуальных эффектов. Однако они часто специализируются на одной или двух категориях 3D-эффектов: частицы, жидкости, волосы и мех, твердые тела и мягкие тела.
Многие пакеты программного обеспечения для 3D-анимации имеют системы для создания этих эффектов. Но профессиональный художник по 3D-визуальным эффектам должен быть в состоянии создавать нестандартные эффекты, которые также будут выглядеть уникальными для проекта.
Базовый процесс работы с визуальными эффектами
Процесс создания визуального 3D-эффекта, например дыма или дождя, следует определенной последовательности. В разных анимационных студиях эта последовательность может немного отличаться. Типичный рабочий процесс художника по визуальным эффектам в анимационной студии выглядит следующим образом:
1. Задание
Руководитель по визуальным эффектам дает задание для кадра или эпизода; включая то, что от него ожидается, а также файл сцены с деталями камеры, окружением и анимацией. Трехмерный макет включает в себя позиции персонажей, базовые настройки, приблизительное время, постановку и движения камеры, а также закадровый голос.
На этом этапе художник по визуальным эффектам должен убедиться, что он знает, о чем идет речь в целом, и что ему предстоит решить.
2. Разбивка сцены
Получив задание, художник по визуальным эффектам разбирает эффект, чтобы увидеть, как им можно эффективно управлять. Результатом этого процесса будет пошаговый план достижения конечного результата.
3. Реализация
Разбив сцену на более мелкие части, художник по визуальным эффектам продолжает каждый этап плана, моделируя ее и кэшируя симуляцию.
4. Полировка
На последнем этапе художник по визуальным эффектам проработает детали, чтобы заполнить остальную часть эффекта, и внесет последний штрих для достижения желаемых результатов.
Заключение
3D-визуальные эффекты, освещение и рендеринг — это три заключительных этапа производства 3D-анимации, которые тесно связаны друг с другом. Это потому, что качество визуальных эффектов зависит от механизма рендеринга и освещения, освещающего эффект.
3D VFX имеет несколько иное определение в мире 3D-анимации, чем живое действие. Здесь создание таких элементов, как волосы, мех, вода, огонь, дым, пыль и т. д., попадает в компонент 3D VFX 3D-конвейера.
Процесс создания этих эффектов следует определенной последовательности, которая может немного отличаться в разных анимационных студиях.
