Фантастические твари и как их создать

В последнее время VFX-студию MPC (Moving Picture Company) называют «лабораторией персонажей» — за высокий уровень работы с анимированными фотореалистичными существами. Напомним, что в прошлом году проект «Книга джунглей» принес компании «Оскар» за лучшие визуальные эффекты. Как же они создают своих персонажей?
 

Как слепить Чужого

Старший моделлер студии Дэмиен Гимоно отвечал за создание скульптуры Ксеноморфа, появившегося в фильме Ридли Скотта «Чужой: Завет». Это было новое прочтение персонажа из предыдущих фильмов серии. Но ему потребовались элементы куклы-марионетки, «работавшей» на съемочной площадке.

Кадр из фильма «Чужой: Завет» (2017) / Фото: 20th Century Fox

«Мы начали со сканов макетов, чтобы создать концепт-модель, — рассказывает Гимоно. — И уже на их основе делали первый пас анимационных ригов — для тестов. Это помогло понять пропорции финальной версии ксеноморфа, особенности его анатомии и другие детали. Потом я приступил к скульптингу твари в высоком разрешении, шаг за шагом. Я использовал тонны референсов, вроде экорше, анатомического атласа, животных, тканей и костей».

Главный инструмент цифрового скульптинга — ZBrush. Для ксеноморфа потребовалось множество тонких деталей, поэтому позже скульптуру поделили на секции, и ведущий моделлер Шон Миллер выстроил систему работы, в рамках которой были созданы части текстур в Houdini и ZBrush.

«Мы всегда исследуем новые инструменты и процессы, — продолжает Гимоно. — Чтобы найти наиболее эффективный способ. У нас есть множество инструментов в разных категориях, в том числе черновой просмотр ассета, позволяюший нам быстро рендерить наших созданий для просмотра с использованием RenderMan».
 

Создание графики в фильме «Чужой: Завет» (2017)

Одно из преимуществ разделения объекта на секции — возможность работать на контрастах в разных элементах объекта. «Каждая секция мускулов, а также кости и тонкие ткани были созданы руками, — говорит Гимоно. — Я использовал только самые простые кисти, вроде Dam Standard Brush или Clay Buildup. И применял много масок, чтобы изолировать разные части и создать взаимодействие между мускулами. Конечно, текстуры с тонкими дисплейсментами также добавили в модель волшебства».

Интересно, что по сюжету в Чужого стреляют, и пуля оставляет на его голове весьма заметную вмятину. Но при этом существо растет, а дырка в голове должна была остаться того же диаметра. Для этого в ZBrush есть кисть Morph, которая позволяет создавать повреждения и восстанавливать то, что нужно оставить нетронутым.

Для создания тонких деталей важно сделать нужную скульптуру для дисплейсмента. Задача на этом этапе – чтобы все линии остались видимыми под текстурой, созданной в MARI. Маски позволили создать границы между разными слоями мышц. Финальный проход в NUKE и MARI позволил четче прорисовать тонкие детали и линии направлений.

«На поздних этапах работы мы обнаружили, что у нас будет крупный план рук существа, — делится Гимоно. — Было решено увеличить масштаб базовой ZBrush модели рук в два раза, чтобы создать мелкие детали. Не все детали финальной стадии модели были сделаны в ZBrush — тонкие детали текстурной карты морщин и складок добавят реалистичности в общую картину».

Кадр из фильма «Чужой: Завет» (2017) / Фото: 20th Century Fox

Среди референсов для создания неоморфа были грустный кот и акула-гоблин, а также — актер Хавьер Ботет, очень тонкий и гибкий.

«Самым сложным рельефом оказалась спина, — делится Гимоно. — Потому что длина пиков все время менялась, и на позднем этапе работы нам даже пришлось менять всю топологию».
 

Муравьед

Стефани Вагнер проработала в студии всего три месяца до того, как ей поручили сделать муравьеда для картины «Книга джунглей» Джона Фавро. Она разделила ассет на две части: мягкую и твердую, которые должны работать вместе, а не друг против друга.

«Когда я приступаю к работе над новым персонажем, я собираю как можно больше референсов: видео в слоу-мо, изображения скелетов –изучаю историю вида и их особенности, например, как анатомия определяет движения. Я люблю быть полностью подготовленной и уверенно ставить риги, а также — помогать другим департаментам, особенно — аниматорам, если у них возникают вопросы».

«Тело — это один не связанный с чешуей меш (форма), приклеенный к соответствующим суставам, — объясняет Вагнер. — К поверхности я применила внутристудийную разработку — смягчающий деформер, чтобы смягчить деформацию тела. Технически я могла бы сделать это только с одной кожей, но смягчающий деформер позволил мне просто „нарисовать“ смягчение и напряжение на одной карте, что было быстрее и проще в управлении».

Команда моделлеров студии предоставила простую плоскость для каждой чешуйки. Эти плоскости были завернуты в прорези в теле муравьеда, вернее — в специально отведенном для этого кластере кожи.

Кадр из фильма «Книга джунглей» (2016) / Фото: Walt Disney Pictures

«Этот кластер кожи отвечает за движение чешуек, он плотно оборачивает все тело, — продолжает Вагнер. — Это заставляет тело выталкивать и „всасывать“ объект, что и создает движение чешуек, предотвращая их пересечение между собой».

Вагнер также добавила в тело муравьеда специальный деформер, который заставлял его поднимать кончики чешуек, если тело сжималось, например, когда анимация заставляла его сворачиваться. В результате твердые поверхности «работали» со светом иначе.

Создание муравьеда для фильма «Книга джунглей» (2016) / Фото: Walt Disney Pictures

К тому же разработанный в студии деформер отрабатывал столкновения с чешуйками согласно настроенной иерархии соотнесенных объектов. Потом, используя анимацию движения, Вагнер определила мягкие и твердые области тела муравьеда и их движение вокруг торса и конечностей. Чтобы сделать объект интереснее, она добавила динамическую мягкость и движение живота, что дало ощущение жировых складок и вторичной анимации. Плюс был добавлен деформер, определяющий окончание тела, что позволило создавать складки на сжавшихся во время движения частях тела.

Основное испытание модели пришлось на сцену сворачивания муравьеда. Именно здесь чешуйки взаимодействуют наиболее полно.

«Используя эту позу, я смогла быстро протестировать установки по нескольким деформерам, — рассказывает Вагнер. — Используя быстрый просмотр анимации, я смогла перебрать параметры и найти правильное их сочетание. Перебор параметров в отдельной сессии анимации Maya — это мой обычный процесс работы над всеми персонажами. У меня всегда есть сцена с освещением, которую я держу в окне быстрого просмотра, чтобы смотреть, как свет и тень лежат на коже, и тестировать разные параметры на персонаже в движении».
 

Настоящий мех

Ведущий художник по шерсти студии MPC Габриэл Арнольд создал уникальный рисунок шерсти на тигре Шерхане для фильма «Книга джунглей». В его обязанности входила координация растущей команды грумеров и внедрение апдейтов для внутристудийной разработки — программы для цифрового груминга под названием Furtility. Это плагин для Maya, позволяющей команде MPC добавлять персонажам шерсть в Katana, большие группы персонажей с уменьшенным количеством шерсти и даже перья на птиц. Иногда при этом используют XGen для создания направляющийх кривых.
 

Создание графики в фильме «Книга джунглей» (2016) 

Furtility — это система для создания шерсти с интерфейсом, позволяющим художнику собирать операторы геометрии в пучки, и размещать на объекте. По умолчанию у художника есть дистрибутор узлов (нодов), который и позволяет распределить шерсть по геометрии. Тут же можно установить диаметр основания и кончика формы волоса и его цвет. У студии также есть процедурный текстурный плагин Texture3D, который позволяет генерировать процедурные карты, такие как карты шума, высот и математических вычислений для комбинации каналов.

Для Шерхана применили нарисованную карту плотности шерсти, а потом соединили ее с картами, созданными отделом текстур для шрамов. Такая комбинация позволила отрастить немого шерсти вокруг шрамов, чтобы создать иллюзию, что они очень старые. Эти карты были присвоены атрибуту плотности в дистрибуторе.

Другими редактируемыми свойствами шерсти являются направление роста и изгиб волоса, а также — облегание объекта/геометрии. Это делается с помощью направляющих кривых. С помощью плагина также можно создавать варианты одного и того же объекта, например — для размещения в шкуре комьев грязи.

Создание тигра для фильма «Книга джунглей» (2016) / Фото: Walt Disney Pictures

Груминг Шерхана началася с дизайна персонажа с опорой на поставленные клиентом задачи, и черновую цифровую скульптуру. После чего отдел моделлинга вылепили зверя, которого после утверждения заново топологизировали, чтобы поверхность могла деформироваться во время анимации. Потом модель поступила в отдел груминга. Груминг делал старший художник Сораб Эсфехани.
 

Создание графики в фильме «Книга джунглей» (2016) 

«Шерхан должен был выглядеть устрашающе, — делится художник. — Тигры – очень красивые животные, и многие выглядели слишком добродушно для этого персонажа. Поэтому мы искали особые референсы: грязных тигров, которые только что подрались, или животных с боевыми шрамами. Шкура на щеках должна быть спутанной, поэтому мы даже рассматривали человеческие волосы в дредах, чтобы понять, как они выглядят. Это исследование вошло в работу».

Еще одним важным элементом образа Шерхана были шрамы на морде. Они должны были быть страшными, но не слишком. «На референсах мы увидели, что кожа на месте шрама со временем темнеет, а шерсть начинает расти снова, особенно — по краю шрама, — говорит Гэбриел Арнольд. — Поэтому мы отредактировали карты, которые получили от тестуршиков в NUKE, чтобы заново „вырастить“ шерсть по краям».

Всю динамику шкуры Шерхана обеспечивал отдел технической анимации. Они применили еще один плагин для Maya под названием mpcSolver (для «Книги джунглей» также использовали Houdini, чтобы увеличить пластичность).

Создание тигра для фильма «Книга джунглей» (2016) / Фото: Walt Disney Pictures

mpcSolver берет некий процент кривых, сохраненных в кэш при создании статичных поз шерсти, и размещает их на анимированном меше (форме). После чего эти кривые симулируют при приложении к объекту динамичных установок и снова сохраняют в кеше.

Сохраненные симуляции потом загружают в Katana и рендерят в Renderman. Во время рендеринга шерсть «натягивают» на сохраненную ранее динамическую симуляцию. mpcSolver также используют для динамики толпы.

Шерсть довольно долго была камнем преткновения для CGI, потому что в ней слишком много мелких объектов, которые требуют больших вычислительных мощностей для визуализации, ведь требуется просчитать все отражения лучей света внутри толщи волос, чтобы животное выглядело реалистичным. По сути, действительно фотореалистичное цифровое животное впервые создали для фильма «Жизнь Пи». Студия Rhythm&Hues потратила на эту разрабортку два года и в итоге разорилась. Но с тех пор фотореалистичные животные стали частью кинематографа.
 

Обложка: создание графики в фильме «Книга джунглей» (2016) / Скриншот из видео