Efectos CGI. Cómo los gráficos por computadora se vuelven indistinguibles de la realidad

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CGI(Inglés) imágenes generadas por computadora, iluminado. " imagen generada por computadora") - efectos especiales en cine, televisión y simulaciones creadas mediante gráficos por computadora tridimensionales. Los juegos de computadora generalmente usan gráficos de computadora en tiempo real, pero ocasionalmente se agregan videos dentro del juego que usan CGI.

CGI le permite crear efectos que no se pueden lograr con maquillaje y animatronics tradicionales, y puede reemplazar los decorados y el trabajo de especialistas y extras.

Historia

La primera vez que se utilizaron gráficos por computadora en un largometraje fue Westworld, estrenada en 1973. En la segunda mitad de la década de 1970, aparecieron películas que utilizaban elementos de gráficos por ordenador en 3D, entre ellas Tomorrowworld, Star Wars y Alien. Jurassic Park (1993) fue la primera en utilizar CGI para reemplazar al doble, y la misma película fue la primera en combinar CGI (la piel y los músculos de los dinosaurios se crearon usando gráficos por computadora) con filmación tradicional y animatronics.

En 1995, se lanzó la primera caricatura completa completamente simulada en una computadora: "Toy Story".

La película "Final Fantasy: The Spirits Within Us" (2001) presentó por primera vez imágenes CGI realistas de personas.

La característica principal de la nueva versión cinematográfica del largometraje de Disney de 1967 no son ni siquiera las voces de Scarlett Johansson, Idris Elba y Christopher Walken (que el espectador ruso no escuchará de todos modos en el doblaje), sino el hecho de que durante los 105 minutos de En esta película increíblemente realista, sólo aparece una persona viva en el encuadre: Mowgli, interpretado por el debutante Neel Sethi. Todos los demás personajes fueron creados utilizando gráficos por computadora, por lo que el director Jon Favreau ya recibió un premio de la organización PETA, ya que durante el rodaje ni un solo animal resultó herido ni trabajó en el set.

¿Qué pasó antes?

La primera película realizada íntegramente con animación por ordenador (CGI) fue el cortometraje Hummingbird, estrenado en Bélgica en 1967. En aquel entonces nadie podía imaginar lo que le depararía el futuro a la nueva tecnología. Hasta principios de la década de 1990, los gráficos por computadora, como todo el campo de las tecnologías de la información, se desarrollaron a un ritmo muy lento para los estándares actuales. El gran avance fue Jurassic Park (1993) con sus dinosaurios CGI realistas. Dos años más tarde se estrenó Toy Story, la primera caricatura completa realizada en ordenador de principio a fin.

2001 fue un punto de inflexión en la historia de CGI, los gráficos se dividieron en dos direcciones. Se estrenó "Shrek", cuyos personajes parecían, por un lado, realistas, pero por el otro, todavía estilizados. Al mismo tiempo, se estrenó la película de ciencia ficción "Final Fantasy", que marcó el comienzo del fotorrealismo en CGI: el deseo de crear personajes indistinguibles de los seres vivos reales. Los continuadores de esta tendencia fueron “El Señor de los Anillos: Las Dos Torres”, “Beowulf”, “Avatar”, “La Vida de Pi” y, finalmente, “El Libro de la Selva”.

Novedades de El libro de la selva

Al crear El libro de la selva, Favreau y su equipo aprovecharon al máximo todos los avances en el campo del CGI. El director tiene una amplia experiencia en el uso de infografía gracias a su trabajo en la misma "Iron Man", pero en "El libro de la selva" Favreau quiso ir aún más lejos: contar un cuento de hadas utilizando una imagen totalmente fotorrealista. Ya vimos algo similar en “La vida de Pi”; al principio, algunos espectadores incluso se negaron a creer que el tigre de la película había sido generado completamente por computadora. En El libro de la selva no sólo se ha creado con ayuda de CGI el tigre (por cierto, muy impresionante y bastante aterrador para una caricatura infantil), sino también toda la jungla. El desarrollo de efectos especiales estuvo a cargo de Rob Legato, quien anteriormente trabajó en gráficos por computadora para Avatar.

Cómo se combinan imágenes y gráficos reales

Una combinación de colores sobresaturada de los gráficos por computadora, que no tiene color en la imagen general, destruye todo realismo y los personajes renderizados simplemente salen de la escena. Por lo tanto, el proceso más importante al crear animación por computadora es la composición (del inglés compositing - "layout"). En esta etapa, los modelos 3D se integran en la realidad circundante.

La composición implica combinar modelos de personajes con vídeo de fondo y otros elementos del encuadre, incluidas imágenes de actores en vivo (generalmente filmadas sobre un fondo verde usando croma). Primero, se superponen varias capas de video, luego se iguala el brillo de las capas y se produce la corrección del color.
Los creadores de El libro de la selva intentaron hacer que la frontera entre la realidad y los gráficos por ordenador sea lo más invisible posible. Para cada escena individual en la que participaba Mowgli, se construyeron nuevos decorados, incluida una jungla de tres metros. Luego, el material filmado en los pabellones se combinó con modelos informáticos. Entonces, en una de las escenas, el héroe primero se arrastra a través de barro muy real y luego salta sobre un animal creado con gráficos por computadora, lo que lo ayuda a escapar, nuevamente, de la computadora Shere Khan. Es difícil incluso para un especialista entender dónde termina la realidad y comienza la animación digital.

Movimientos y aparejos realistas.

Todos los logros de brillantes artistas, modeladores 3D y compositores pueden borrarse mediante una física poco realista. Y la simulación de movimiento es una cosa y los movimientos creíbles de personajes vivos son otra. La sensacional escena de El Señor de los Anillos, donde Legolas, desde el punto de vista del realismo, se percibe de la misma manera que la caricatura de Tom y Jerry. En los últimos años han surgido cada vez más tecnologías que calculan los movimientos de los seres vivos. Por ejemplo, simula la deformación de los tejidos blandos humanos durante el movimiento y añade peso a partes del cuerpo.

También es muy importante el aparejo de alta calidad (del inglés rig - "rigging"): la creación y desarrollo de un esqueleto virtual y articulaciones dentro de un modelo de personaje tridimensional. A todos los elementos constitutivos de una figura animada (no sólo las extremidades, sino también los músculos faciales, los ojos, los labios, etc.) se les asignan características y se construye una relación jerárquica entre ellos. El ajuste fino le permite crear modelos verdaderamente realistas.

Captura de movimiento

La captura de movimiento se utiliza para crear las expresiones faciales y los movimientos de un personaje. La tecnología se generalizó en la década de 1990, después de que se utilizara por primera vez para crear animaciones de personajes para el juego de ordenador Virtua Fighter 2 en 1994. La captura de movimiento comenzó a utilizarse activamente en el cine en la década de 2000 (El Señor de los Anillos, Beowulf, Avatar, Harry Potter, La Vida de Pi).

Existen sistemas de captura de movimiento con y sin marcadores. Los más populares son los primeros, en los que se utiliza equipo especial: al actor se le pone un traje con sensores (para crear expresiones faciales, se colocan sensores en la cara), cuyos datos se registran y se transfieren a una computadora. Sin marcadores, se utilizan tecnologías de reconocimiento de patrones y visión por computadora para registrar datos. Luego, la computadora combina la información recibida en un único modelo tridimensional y luego se crea una animación adecuada sobre esta base.

Por lo tanto, la captura de movimiento sirve para transferir los movimientos y las expresiones faciales de actores reales a modelos de computadora, lo que da como resultado un retrato parecido de los personajes a los actores que les dieron voz. Gracias a la captura de movimiento en El Señor de los Anillos, Gollum retuvo y Smaug lo hizo. En El libro de la selva, por cierto, no todos los personajes tienen un rostro parecido al del actor que los interpreta. La boa constrictor Kaa, por ejemplo, sólo adoptó la voz aterciopelada de Scarlett Johansson; Jon Favreau explicó en una entrevista que "darle a una serpiente una cara similar a la de una persona sería completamente ridículo".

Ojos y expresiones faciales.

El realismo fotográfico de los personajes es imposible sin una representación de alta calidad de sus expresiones faciales. El trabajo en esta área se realiza en dos direcciones principales: generar directamente la animación adecuada y aplicarla a los personajes. La animación en sí se crea, por regla general, utilizando la misma técnica de captura de movimiento. En Autodesk Maya y 3DS Max se logra un cambio suave en las expresiones faciales de un personaje utilizando la técnica de fusión (morphing).

A pesar del rápido desarrollo de los gráficos por ordenador en las últimas décadas, durante mucho tiempo no hubo forma de crear ojos humanos realistas. En 2014, Disney propuso un método para resolver este problema: al capturar la expresión del ojo, coloque marcadores separados en el globo ocular, la córnea y la retina, y luego componga los datos resultantes y superpóngalos en un modelo del ojo en computadora en 3D.

Emociones y edad

Los especialistas de Disney compartieron recientemente una versión de prueba del inusual software FaceDirector, una especie de autoajuste de las emociones. El programa te permite combinar varias tomas en tiempo real, representando toda una paleta de diferentes emociones, y ajustar la actuación. El programa brinda al director la oportunidad en postproducción de combinar varias expresiones faciales, realzar o eliminar la intensidad emocional en un momento determinado de la escena.

Otro avance son los cosméticos digitales que pueden devolver la juventud a los actores. El impresionante vídeo fue presentado por el especialista en efectos visuales Rousselos Aravantinos, utilizando una cámara Nikon V1 y los programas NUKE y Mocha Pro. Se realizaron acrobacias similares en la película El curioso caso de Benjamin Button.

pelo y lana

Crear pieles y cabellos realistas es una tarea técnica difícil, con la que los animadores han estado luchando durante mucho tiempo. El cabello como modelo 3D es un sistema completo que debe mantener su integridad y carácter, mientras que en dinámica cada cabello individual debe comportarse de forma independiente y reaccionar ante las colisiones con otros cabellos. Se ha aprendido a crear simulaciones de pelajes que se balancean de manera creíble cuando se mueve un animal hace relativamente poco tiempo, y los complementos modernos para editores CGI, como XGen, han simplificado la tarea para los animadores. Se sabe que este generador de cabello en particular se utilizó en la creación de Zootopia y Toy Story 3.

¿Qué programas se utilizan para crear efectos especiales y quién los crea?

Muchos grandes estudios como Pixar y Disney utilizan su propio software para crear gráficos por ordenador, pero también recurren a programas disponibles para el público en general, como Autodesk Maya, Adobe After Effects, Adobe Premiere, Luxology Modo, Houdini. Por lo tanto, la mayoría de los efectos especiales de Avatar se crearon utilizando Maya; para la composición se utilizó Adobe After Effects.

Por regla general, varias empresas trabajan con infografías para grandes proyectos. Los creadores de El libro de la selva recurrieron a los servicios de la británica MPC y de la neozelandesa Weta Digital. MPC también trabajó en Life of Pi, World War Z y todas las películas de Harry Potter. Los desarrolladores Weta Digital trabajaron en los gráficos de Avatar, Los Vengadores, Los juegos del hambre y El señor de los anillos. La mayoría de las empresas especializadas en efectos especiales están registradas en Estados Unidos y Gran Bretaña, pero muchas de ellas trasladan parte de su producción a India y China, creando allí sus propios estudios o comprando los existentes. Entonces, en 2014, el británico Double Negative y el indio Prime Focus se fusionaron, quienes luego crearon conjuntamente los gráficos de Interstellar. Sin embargo, los estudios de efectos especiales chinos e indios que no forman parte de grandes empresas aún no son tan populares entre los cineastas como los occidentales, principalmente debido a la falta de experiencia y recursos suficientes.

CGI en nuestra vida cotidiana

Las tecnologías complejas para crear animaciones por computadora se están volviendo gradualmente accesibles para las masas. Entre los últimos logros en este ámbito se encuentran el programa lanzado en 2014 o la sensacional aplicación bielorrusa. Permiten superponer animaciones en el rostro del usuario o en personas captadas por el objetivo de su cámara en tiempo real. Una función similar está disponible en Snapchat Messenger. Las aplicaciones siguen los movimientos del usuario, los analizan y superponen los datos recibidos en modelos tridimensionales en tiempo real, es decir, utilizan métodos similares a los utilizados para transmitir las expresiones faciales de los personajes de películas y juegos de ordenador.

Buen humor para todos y temperaturas más bajas en el exterior. Como prometí, estoy publicando una continuación del artículo sobre OpenGL súper moderno. ¿Quién no ha leído la primera parte? OpenGL ultramoderno. Parte 1 .


Hola a todos. Cualquiera que tenga un mínimo conocimiento sobre el tema OpenGL sabe que hay una gran cantidad de artículos y cursos sobre este tema, pero muchos no tocan la API moderna, y algunos de ellos incluso hablan de glBegin y glEnd. Intentaré cubrir algunos de los matices de la nueva API a partir de la versión 4.

Hoy te mostraré cómo abrir una ventana y crear un contexto OpenGL. Esta es una tarea sorprendentemente difícil, OpenGL todavía no tiene herramientas oficiales de creación de contexto multiplataforma, por lo que dependeremos de bibliotecas de terceros (en este caso GLFW y glad). Ya hay muchos hola mundos similares en Internet, pero no me gusta todo lo que he visto: o es muy sofisticado o las imágenes de los ejemplos son muy primitivas (¡o ambas cosas!). Muchas gracias a todos los autores, pero subiré otro tutorial :)

Hoy dibujaremos algo como esto:



Ha llegado otro fin de semana, necesito escribir un par de docenas de líneas de código y hacer un dibujo, o mejor aún, más de una. Así que el fin de semana pasado y el fin de semana anterior mostré cómo hacer trazado de rayos e incluso hacer estallar cosas. Esto sorprende a muchos, pero los gráficos por computadora son algo muy simple; un par de cientos de líneas de C++ son suficientes para crear imágenes interesantes.

El tema de conversación de hoy es la visión binocular, y hoy no llegaremos ni a las cien líneas de código. Sabiendo cómo renderizar escenas tridimensionales, sería una tontería ignorar los estereotipos, hoy dibujaremos algo como esto:



Introducción

Uno de los problemas más interesantes que se resuelven con gráficos 3D es la creación de "grandes mundos": escenas extendidas que contienen una gran cantidad de objetos con posibilidad de movimiento ilimitado alrededor de la escena. La solución a este problema se basa en las comprensibles limitaciones inherentes al hardware informático.

Un ejemplo típico: el "gran mundo" al visualizar un ferrocarril en la locomotora OSG. Sólo faltan los Langoliers devorando el mundo detrás del tren...

En este sentido, existe la necesidad de gestionar los recursos de la aplicación, lo que se reduce a una solución obvia: cargar solo aquellos recursos (modelos, texturas, etc.) que son necesarios para formar la escena en el momento actual en la posición actual. del observador; reducir los niveles de detalle de objetos distantes; descargar objetos que ya no son necesarios de la memoria del sistema. En su mayor parte, los motores de juegos y gráficos proporcionan algún conjunto de herramientas para resolver estos problemas. Hoy veremos cuáles están disponibles en OpenSceneGraph.


Introducción

Hablando de técnicas de programación específicas de OSG, la última vez hablamos sobre el mecanismo de devolución de llamada y su implementación en el motor. Es hora de ver qué oportunidades nos brinda el uso de este mecanismo para gestionar el contenido de una escena 3D.

Si hablamos de animación de objetos, OSG ofrece al desarrollador dos opciones para su implementación:

  1. Animación procedimental implementada programáticamente a través de la transformación de objetos y sus atributos.
  2. Exporte animación desde un editor 3D y contrólela desde el código de la aplicación.

Primero, consideremos la primera posibilidad, como la más obvia. Definitivamente hablaremos del segundo un poco más tarde.

¡Hola a todos! Mi nombre es Grisha y soy la fundadora de CGDevs. Sigamos hablando de matemáticas o algo así. Quizás la principal aplicación de las matemáticas en el desarrollo de juegos y en los gráficos por computadora en general sean los efectos visuales. Entonces, hablemos de uno de esos efectos: la lluvia, o más bien de su parte principal, para lo cual se requieren matemáticas: las ondas en la superficie. Escribamos constantemente un sombreador para las ondas en la superficie y analicemos sus matemáticas. Si estás interesado, bienvenido al gato. Se adjunta el proyecto Github.



¡Feliz año que viene a todos! Mi nombre es Grisha y soy la fundadora de CGDevs. Las vacaciones están a la vuelta de la esquina, alguien ya ha decorado el árbol de Navidad, ha comido mandarinas y está totalmente cargado de humor de Año Nuevo. Pero hoy no hablaremos de eso. Hoy hablaremos sobre un formato maravilloso llamado LDraw y sobre un complemento para Unity, que implementé y publiqué en OpenSource. Se adjunta un enlace al proyecto y las fuentes del artículo, como siempre. Si amas Lego tanto como a mí, bienvenido al gato.

También creé una pequeña aplicación web donde puedes practicar la creación de fórmulas para formas arbitrarias y generar tu propio archivo de Excel.

Atención: 19 imágenes y 3 animaciones debajo del corte.

Material de Wikipedia: la enciclopedia libre

estudios CGI

Uno de los primeros estudios de infografía fue la empresa estadounidense Industrial Light & Magic, fundada por George Lucas en 1975. ILM revolucionó el concepto de efectos visuales en las películas.

ver también

Escribe una reseña sobre el artículo "CGI (gráficos)"

Notas

Literatura

  • Borís Mashkovtsev(ruso) // Equipos y tecnologías cinematográficas: revista. - 2006. - No. 2.
  • Kerlow, I.V.. - 2004. - 451 p. - ISBN 0471430366.

Un extracto que describe CGI (gráficos)

La princesa María se arrodilló frente a ella y ocultó su rostro entre los pliegues del vestido de su nuera.
- Aquí, aquí - ¿me oyes? Es tan extraño para mí. Y sabes, Marie, lo querré mucho”, dijo Lisa, mirando a su cuñada con ojos brillantes y felices. La princesa María no podía levantar la cabeza: estaba llorando.
- ¿Qué te pasa, Masha?
“Nada... Me sentí tan triste... triste por Andrei”, dijo, limpiando sus lágrimas en las rodillas de su nuera. Varias veces a lo largo de la mañana, la princesa Marya comenzó a preparar a su nuera y cada vez comenzó a llorar. Estas lágrimas, cuyo motivo la princesita no entendía, la alarmaban, por poco observadora que fuera. Ella no dijo nada, pero miró inquieta a su alrededor, buscando algo. Antes de cenar, el viejo príncipe, al que siempre había tenido miedo, entró en su habitación, ahora con cara especialmente inquieta y enfadada, y, sin decir una palabra, se fue. Miró a la princesa María, luego pensó con esa expresión en sus ojos de atención dirigida hacia adentro que tienen las mujeres embarazadas, y de repente se echó a llorar.
– ¿Recibiste algo de Andrey? - ella dijo.
- No, ya sabes que la noticia aún no ha podido llegar, pero mon pere está preocupado, y yo tengo miedo.
- ¿Oh nada?
“Nada”, dijo la princesa María, mirando fijamente a su nuera con ojos radiantes. Decidió no decírselo y convenció a su padre para que ocultara la terrible noticia de su nuera hasta su permiso, que se suponía que sería el otro día. La princesa Marya y el viejo príncipe, cada uno a su manera, portaron y ocultaron su dolor. El viejo príncipe no quiso tener esperanzas: decidió que el príncipe Andrés había sido asesinado y, a pesar de que envió a un funcionario a Austria para buscar el rastro de su hijo, le encargó un monumento en Moscú, que tenía la intención de erigir. en su jardín y les contó a todos que su hijo había sido asesinado. Intentó llevar su estilo de vida anterior sin cambiar, pero le fallaron las fuerzas: caminaba menos, comía menos, dormía menos y cada día se debilitaba más. "Esperaba la princesa Marya. Oró por su hermano como si estuviera vivo y esperó cada minuto noticias de su regreso.

“Ma bonne amie, [Mi buena amiga”,] dijo la princesita la mañana del 19 de marzo después del desayuno, y su esponja con bigote se levantó según una vieja costumbre; pero así como en todo no sólo las sonrisas, sino también los sonidos de los discursos, incluso los andares en esta casa desde el día en que se recibió la terrible noticia, había tristeza, así ahora la sonrisa de la princesita, que sucumbió al humor general, Aunque no sabía el motivo, fue tal que me recordó aún más a la tristeza general.
- Ma bonne amie, je crains que le fruschtique (comme dit Foka - el cocinero) de ce matin ne m "aie pas fait du mal. [Amigo mío, me temo que el frishtik actual (como lo llama el cocinero Foka) me hará sentir mal.]
– ¿Qué te pasa, alma mía? Estás pálido. “Oh, estás muy pálida”, dijo asustada la princesa María, corriendo hacia su nuera con pasos pesados ​​​​y suaves.
- Excelencia, ¿debería llamar a Marya Bogdanovna? - dijo una de las criadas que estaba aquí. (María Bogdánovna era una comadrona de una ciudad regional y ya llevaba una semana viviendo en Bald Mountains.)
"Y de hecho", contestó la princesa Marya, "tal vez con seguridad". Voy a ir. ¡Ánimo, mon ange! [No tengas miedo, ángel mío.] Besó a Lisa y quiso salir de la habitación.
- ¡Oh no no! - Y además de la palidez, el rostro de la princesita expresaba un miedo infantil al inevitable sufrimiento físico.
- Non, c"est l"estomac... dites que c"est l"estomac, dites, Marie, dites..., [No, este es el estómago... dime, Masha, que este es el estómago ...] - y la princesa se puso a llorar infantil, dolorosa, caprichosa y hasta algo fingida, retorciendo sus manitas. La princesa salió corriendo de la habitación detrás de María Bogdánovna.
- ¡Mon Dios! ¡Mon Dios! [¡Dios mío! ¡Dios mío!] ¡Oh! – escuchó detrás de ella.

Por un lado, el propio motor OpenSceneGraph tiene un subsistema desarrollado para administrar ventanas, procesar eventos de entrada del usuario y enviar y recibir mensajes del usuario. Hablamos de esto con cierto detalle en artículos anteriores de esta serie. En general, combinado con las capacidades de C++/STL, esto es suficiente para desarrollar aplicaciones arbitrariamente complejas.

Un ejemplo de integración OSG en una aplicación, desarrollado en QtDesigner. Este ejemplo se analizará en detalle a continuación.


Por otro lado, para acelerar el desarrollo en C++ se utilizan tanto bibliotecas de terceros que amplían las capacidades de este lenguaje (como boost) como frameworks completos que permiten desarrollar de forma fácil y natural aplicaciones multiplataforma con amplios propósitos funcionales. . Uno de esos marcos es el ultra popular Qt. No importa cómo se critique a Qt por su compilador de metaobjetos y otras deficiencias e inconvenientes, el punto fuerte de Qt está en su extensa biblioteca de clases, que resuelve todos los problemas imaginables del desarrollo multiplataforma, así como en las "ranuras de señales". concepto, que implementa un subsistema de intercambio de mensajes entre clases. Los métodos de interacción entre una aplicación y el sistema operativo, así como la comunicación entre procesos, también se basan en señales y ranuras.

Y joder, sería muy interesante combinar dos tecnologías: Qt y OSG. Mi equipo tuvo que resolver un problema similar, sobre el que ya escribí en. Sin embargo, me gustaría ampliar un poco más esta cuestión y este artículo tratará sobre este tema.



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