Introduktion till datorgrafikledningen

Det finns en punkt i nästan alla filmspelarens liv när han ser något i en film och underverk, "hur mår de på jorden?"

Några av de bilder som har skapats för silverskärmen är verkligen häpnadsväckande, från de jordskakande striderna i Sagan om ringen trilogi till de fascinerande digitala miljöer som produceras för Avatar , Tron Legacy , och 2010: s visuella effekter mästare, Början .

När du ser djupt under huven finns det en enorm mängd sofistikerad matte och vetenskap som går in i modern datorgrafik. Men för varje datavetenskapare som arbetar bakom kulisserna finns det tre eller fyra digitala artister som arbetar hårt för att föra skapelser, karaktärer och landskap av sina fantasier till liv.

Datorgrafikledningen

Processen som går in i produktionen av en fullt realiserad 3D-filmkaraktär eller miljö är känd av branschpersonal som "datorgrafikledning". Även om processen är ganska komplex från en teknisk synpunkt är det faktiskt mycket lätt att förstå när den illustreras i följd .

Tänk på din favorit 3D-filmtecken. Det kan vara Wall-E eller Buzz Lightyear, eller kanske du var ett fan av Po i Kung Fu Panda . Även om dessa tre tecken ser väldigt olika ut, är deras grundläggande produktionssekvens densamma.

För att ta en animerad filmtecken från en idé eller storyboardteckning till en helt polerad 3D-rendering, passerar tecknet genom sex stora faser:

1. Pre-produktion
2. 3D-modellering
3. Shading & Texturing
4. Belysning
5. Animering
6. Rendering och efterproduktion

01 av 07

Pre-Production

I förproduktionen uppfattas det övergripande utseendet på en karaktär eller miljö. I slutet av förproduktionen skickas färdiga designark till det modelleringslag som ska utvecklas.

• Varje idé räknas: Dussintals eller till och med hundratals teckningar och målningar skapas och granskas dagligen av regissören, producenterna och konstledarna.
• Färgpalett: En karaktärs färgschema eller palett utvecklas i denna fas, men vanligtvis inte färdigställd förrän senare i processen.
• Konceptartister kan arbeta med digitala skulptörer för att producera preliminära digitala mock-ups för lovande mönster.
• Teckeninformation är färdiga och särskilda utmaningar (som päls och tyg) skickas till forskning och utveckling.

02 av 07

3D-modellering

Med utseendet på karaktären färdigställd, har projektet nu gått i händerna på 3D-modellerare. Ett modellers jobb är att ta en tvådimensionell konceptkonst och översätta den till en 3D-modell som kan ges till animatörer senare på vägen.

I dagens produktionsledningar finns det två stora tekniker i modellers verktygsserie: polygonal modellering & digital skulptur.

• Var och en har sina egna unika styrkor och svagheter, och trots att de är väldigt olika, är de två tillvägagångssätten ganska komplementära.
• Sculpting låter sig mer till ekologiska (tecken) modeller, medan polygonal modellering passar bättre för mekaniska / arkitektoniska modeller.

Ämnet med 3D-modellering är alldeles för omfattande för att täcka i tre eller fyra kulpunkter, men det fortsätter att omfatta djupt i Maya Training-serien.

03 av 07

Shading & Texturing

Nästa steg i den visuella effektledningen är känd som skuggning och texturering. I denna fas läggs material, texturer och färger till 3D-modellen.

• Varje komponent av modellen får ett annat skuggmaterial för att ge det ett lämpligt utseende.
• Realistiska material: Om objektet är av plast, kommer det att få en reflekterande, blank skuggning. Om den är gjord av glas, kommer materialet att vara delvis genomskinligt och brytas lätt som glas i verkligheten.
• Texturer och färger läggs till genom att antingen projicera en tvådimensionell bild på modellen eller genom att måla direkt på modellens yta som om det var en duk. Detta uppnås med speciell programvara (som ZBrush) och en grafikkort.

04 av 07

Belysning

För att 3D-scener ska komma till liv måste digitala ljus placeras i scenen för att belysa modeller, precis som belysningsriggar på en filmuppsättning skulle belysa skådespelare och skådespelerskor. Det här är förmodligen den näst mest tekniska fasen av produktionsledningen (efter återgivning), men det finns fortfarande en hel del konstnärlig verksamhet.

• Korrekt belysning måste vara realistisk nog för att vara trovärdig, men dramatisk nog att förmedla regissörens avsedda humör.
• Humörfrågor: Tro det eller inte, belysningsspecialister har lika mycket, eller till och med mer kontroll än konsistensmålare när det gäller ett skotts färgschema, humör och övergripande atmosfär.
• Fram och tillbaka: Det finns en stor mängd kommunikation mellan belysnings- och texturartister. De två avdelningarna arbetar nära varandra för att säkerställa att material och ljus passar ihop ordentligt och att skuggor och reflektioner ser så övertygande ut som möjligt.

05 av 07

Animering

Animation, som de flesta vet, är produktionsfasen där artister andas liv och rörelse i sina karaktärer. Animeringsteknik för 3D-filmer är helt annorlunda än traditionell handritad animering, som delar mycket mer gemensam mark med stoppteknik:

• Rigged for Motion: 3D-tecken styrs med hjälp av ett virtuellt skelett eller "rigg" som tillåter en animator att styra modellens armar, ben, ansiktsuttryck och hållning.
• Pose-to-Pose: Animation är typiskt färdigställd pose-to-pose. Med andra ord kommer en animator att ställa in en "nyckelram" för både start och avslutning av en åtgärd, och sedan tweak allt däremellan så att rörelsen är flytande och korrekt tidsbestämd.

Hoppa över till vår dator animation följeslagare webbplats för omfattande täckning av ämnet.

06 av 07

Rendering och efterproduktion

Den slutliga produktionsfasen för en 3D-scen är känd som rendering, som i huvudsak hänför sig till översättningen av en 3D-scen till en slutgiltig tvådimensionell bild. Rendering är ganska teknisk, så jag spenderar inte för mycket tid på det här. I återgivningsfasen måste alla beräkningar som inte kan utföras av din dator i realtid utförs.

Detta inkluderar, men är knappast begränsat till följande:

• Slutförande av belysning: Skuggor och reflektioner måste beräknas.
• Specialeffekter: Det här är vanligtvis när effekter som djupgående felsökning, dimma, rök och explosioner integreras i scenen.
• Efterbehandling: Om ljusstyrka, färg eller kontrast behöver tweaked, skulle dessa ändringar vara färdiga i en bildhanteringsprogramvara efter återgivningstid.

Vi har en fördjupad förklaring av hur vi gör här: Rendering: Finalizing the Frame

07 av 07

Vill du lära dig mer?

Trots att datorgrafikledningen är tekniskt komplex, är de grundläggande stegen tillräckligt lätta för att någon ska förstå. Denna artikel är inte avsedd att vara en uttömmande resurs, utan bara en introduktion till de verktyg och färdigheter som gör 3D-datorgrafik möjligt.

Förhoppningsvis har vi fått tillräckligt med för att få en bättre förståelse av det arbete och de resurser som går in på att producera några av de mästerverk av visuella effekter som vi alla har blivit förälskad i genom åren.

Tänk på, den här artikeln är bara en hoppa av punkt - vi diskuterar alla ämnen som höjdes här med mer detalj i andra artiklar. Förutom About.com kan konstböcker för specifika filmer vara ögonöppnande, och det finns pulserande onlinemiljöer på platser som 3D Total och CG Society. Jag uppmanar vem som helst med ytterligare intresse att checka ut dem, eller om du har intresse av att göra någon egen konst, ta en titt på vår handledningsserie: