3D rendering och den dator grafik pipeline
Det är en punkt i nästan varje film-goer’s liv när han ser något i en film och underverk, ”nu hur i hela friden de göra det”?
Några av de bilder som har skapats för vita duken är verkligen häpnadsväckande, omvälvande striderna i Sagan om ringen trilogin till de fascinerande digitala miljöerna producerar för Avatar, Tron: Legacy och 2010′s visuella effekter champion, Inception.
När du ser djupt under huven, finns det en enorm mängd sofistikerade matematik och naturvetenskap som går in i modern datorgrafik. Men för varje datavetare som arbetar bakom kulisserna, det finns tre eller fyra digitala konstnärer arbetar hårt för att få de varelser, tecken och landskap av sin fantasi till liv.
Rörledningen dator grafik
Det processen som går in i produktionen av en fullt realiserade 3D film karaktär eller miljö är känd av yrkesmän som den ”dator grafikpipelinen”. Även om processen är ganska komplicerat ur en teknisk synvinkel, är det faktiskt mycket lätt att förstå när illustrerad sekventiellt.
Tänk på din 3D favoritfilm karaktär. Det kan vara Wall-E eller Buzz Lightyear, eller kanske du har en fläkt av Po i Kung Fu Panda. Även om dessa tre tecken ser väldigt annorlunda, är deras grundläggande produktionsserien samma.
För att ta en animerad film karaktär från en idé eller storyboard ritning till en fullt polerad 3D-rendering, tecknet passerar genom sex faser:
- Pre-produktion
- 3D-modellering
- Skuggning & texturering
- Belysning
- Animation
- Rendering & efterproduktion
Pre-produktion
I förproduktion, den övergripande utseendet på en karaktär eller miljö är tänkt. I slutet av pre-produktion, avslutade design ark skickas till modellering laget utvecklas.
- Varje idé räknas: dussintals eller hundratals teckningar & målningar skapas och granskas dagligen av direktören, producenter, och konst leder.
- Färgpalett: en karaktärs färgschema eller palett, är utvecklad i denna fas, men vanligtvis inte slutfört förrän senare i processen.
- Konceptet konstnärer kan arbeta med digital skulptörer att producera preliminära digitala modeller för lovande designer.
- Karaktär detaljer är slutfört och särskilda utmaningar (som päls och trasa) skickas till forskning och utveckling.
3D modellering
Med utseendet på tecknet slutbehandlad, projektet är nu passerade i händerna på 3D-modellbyggare. En modellerare uppgift är att ta ett tvådimensionella konstverk begrepp och översätta det till en 3D-modell som kan ges till animatörer senare på vägen.
I dagens produktion rörledningar, det finns två stora tekniker i Modellerarens verktygsuppsättning: polygonal modellering & digital skulptering.
- Alla har sina egna unika styrkor och svagheter, och trots att väldigt olika, de två synsätten är ganska kompletterande.
- Skulptera lämpar sig mer till organiska (karaktär) modeller, medan polygonal modellering är mer lämpad för mekanisk/arkitektoniska modeller.
Föremål för 3D-modellering är alltför omfattande för att täcka i tre eller fyra punktlistor, men dess något vi kommer att fortsätta som täcker på djupet i Maya utbildning serien.
Skuggning & Texturering
Nästa steg i rörledningen visuella effekter som kallas skuggning och texturering. I denna fas läggs material, texturer och färger till 3D-modellen.
- Varje komponent av modellen får ett annat shader-material för att ge den en lämplig look.
- Realistiska material: om objektet är gjord av plast, det kommer att ges en reflekterande, blanka skuggning. Om den är gjord av glas, kommer att materialet vara delvis genomskinliga och bryter ljus som verkliga glas.
- Texturer och färger läggs genom att antingen projicera en tvådimensionell bild på modellen eller genom att måla direkt på ytan av modellen som om det vore en duk. Detta sker med speciell programvara (som ZBrush) och ett ritbord.
Belysning
I ordning för 3D-scener komma till liv, digital lampor skall placeras på scenen för att belysa modeller, precis som belysning riggar på en film som skulle belysa skådespelare. Detta är förmodligen den näst mest tekniska fasen av rörledningen produktion (efter rendering), men det finns fortfarande en hel del konstnärskap inblandade.
- Ordentlig belysning måste vara tillräckligt realistiska för att vara trovärdig, men dramatiska nog att förmedla regissörens avsedda humör.
- Humör frågor: tro det eller ej, belysning specialister har lika mycket eller ännu mer kontroll än textur målarna när det kommer till en shot’s färgschema, humör och övergripande atmosfären.
- Rygg-och-Forth: det finns en stor mängd kommunikation mellan belysning och textur konstnärer. De två avdelningarna arbetar nära tillsammans för att säkerställa att material och lampor passar ihop ordentligt och att skuggor och reflektioner titta som övertygande som möjligt.
Animation
Animation, är som de flesta av er redan vet, produktionsfasen där konstnärer blåsa liv och rörelse i sina karaktärer. Animation teknik för 3D-filmer är helt annorlunda än traditionella handritade animation, dela mycket mer utrett med stop motion-tekniker: • Rigged för Motion: 3D tecken styrs med hjälp av en virtuella skelett eller ”rigg” som tillåter en animatör att kontrollera modellens armar, ben, ansiktsuttryck och kroppshållning.
- Pose-till-Pose: Animation är vanligtvis avslutad pose-till-pose. Med andra ord, kommer en animatör ställa en ”key-frame” för både start- och Posen talan, och sedan justera allt i mellan så att rörelse är flytande och korrekt tidsbestämda.
Hoppa över till vår dator animation följeslagare webbplats för omfattande täckning av ämnet.
Rendering & efterproduktion
Slutliga produktionsfasen för en 3D-scen som kallas rendering, som i huvudsak avser översättningen av en 3D-scen till en slutbehandlad tvådimensionell bild. Rendering är ganska tekniskt, så jag inte kommer spendera alltför mycket tid på det här. I rendering fas, måste alla de beräkningar som inte kan göras av din dator i realtid utföras.
Detta inkluderar, men är knappast begränsat till följande: • slutbehandling belysning: skuggor och reflexer måste beräknas.
- Speciella effekter: Detta är normalt när effekter som djup-of-field oskärpa, dimma, rök, och explosioner skulle integreras i scenen.
- Efterbehandling: om ljusstyrka, färg eller kontrast måste finjusteras, dessa förändringar skulle slutföras i en manipulation programvara efter återgivningstid.
Har vi en ingående förklaring av rendering här: Rendering: slutföra den ram 7
Vill lära dig mer?
Även om rörledningen dator grafik är tekniskt komplicerad, är de grundläggande stegen tillräckligt enkelt för alla att förstå. Denna artikel är inte avsett att vara en uttömmande resurs, men bara en introduktion till de verktyg och färdigheter som möjliggör 3D datorgrafik.
Förhoppningsvis har nog lämnats här för att främja en bättre förståelse för det arbete och resurser som går till att producera några av mästerverk av visuella effekter som vi har alla blivit förälskad med under åren.
Tänk, den här artikeln är bara en hoppa från punkt — vi diskutera alla de ämnen som tas upp här med detalj i andra artiklar. Utöver About.com, konstböcker för specifika filmer kan vara öppna ögonen, och det finns levande online-grupper på platser som 3D totalt och CG samhälle. Jag uppmanar alla med en ytterligare intresse att kolla upp dem, eller om du har intresse av att göra några konst av din egen, ta en titt på vår tutorial-serien: