Как оживают мечты: технология захвата движений в кино и видеоиграх

Любуясь грацией героев из Assassin's Creed или глядя на немного неуклюжую походку Натана Дрейка из Uncharted, мало кто задумывается о том. что каждое движение героев на экране — результат труда сотен людей. Без технологии, которая пару десятилетий назад казалась чем-то фантастическим, нынче трудно представить любую крупнобюджетную игру. Вспомните только прошлогодние The Last of Us или Grand Theft Auto 5, где исполнители главных ролей не просто зачитывали свои реплики в микрофон, а полноценно играли: носились по сцене, трясли руками и переворачивали стулья. Ну а при разработке Beyond производился не только захват движений тела, но и мимики актеров.

Сегодня motion capture используется чуть ли не везде — начиная от медицины и заканчивая спортом. Однако нас в первую очередь интересует, что эта технология может дать искусству.



Для начала разберемся, как производится motion capture. Как правило, на особым образом оборудованной съемочной площадке (нужен очень хороший свет, специфические «декорации» и. желательно, одноцветный фон) устанавливаются камеры, которые считывают круглые маркеры («шарики для пинг-понга», как их часто называют) с костюмов актеров. Результат накладывается на трехмерные модели, и они «оживают».

Казалось бы, дело сделано. Как бы не так — это лишь первая стадия. После захвата движений аниматорам предстоит еще долгая и кропотливая работа над плавностью и правдоподобностью перемещений героя — тех­нология все-таки не совершенна. Да и порой во время постпродакшена авторы решают что-то подправить, убрать, заменить — сгиб локтя, поворот головы, детали в походке, да что угодно. А уж если актер играл не человека, а какое-нибудь существо — скажем, дракона или гориллу, — от изначальной анимации остается лишь основа.


Итогом всех этих трудов и становится волшебный результат: фантазии, крутившиеся в го­лове режиссера (сценариста, геймдизайнера), становятся реальностью на мониторе компьютера.

Разновидностей систем для захвата движении сегодня крайне много. Самые популярные — маркерные. Среди них есть пассивные, когда «шарики» передают информацию о своем положении, отражая посланный им инфракрасный свет (после записи яркость уменьшают до такой степени, что на экране не остается ничего, кроме блестящих точек). Есть активные, где вместо светоотражающих маркеров используются светодиоды, снабженные собственными процессорами и радиосинхронизацией. А еще применяют магнитные (местоположение маркеров вычисляется по искажениям магнитного потока) и гироскопические (данные сенсоров передаются напрямую компьютеру) маркеры и даже целые механические костюмы.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки. Пассивные, например, точны, но если маркер чем-нибудь перекрывается от объектива камеры — сигнал не засчитывается, а для магнитных любые помехи скажутся на качестве захвата.

Наконец, есть и вовсе безмаркерные системы, использующие дорогие и сложноустроенные камеры, и. по словам их создателей, они «дешевле, точнее и удобнее» классического motion capture. Загвоздка в том, что в большинстве случаев между дешевизной, качеством и удобством приходится ставить «или», а не «и».

Но оборудование эволюционирует, и если раньше даже на специальных студиях аниматоры сталкивались со множеством проблем, то постепенно системы становятся точнее, камеры способны работать на все большие расстояния, а захват мимики перестал быть настолько затруднительным (хотя по-прежнему остается самым сложным).


Началом истории motion capture с некоторой натяжкой можно считать 1915 год, когда знаменитым новатором анимации Максом Флейшером была изобретена техника ротоскопирования: сперва производилась съемка с вполне себе живым человеком, а потом «фильм» проецировался на стекло и художник кадр за кадром все обрисовывал. Для создания первого мультфильма при помощи ротоскопа понадобился год и 2600 кадров — и это при хронометраже в минуту!

Но технология совершенствовалась, мультсериал Флейшера Out of Inkwell про приключения клоуна завоевал большую популярность, и в том или ином виде ротоскопирование стали применять почти все, включая студию Уолта Диснея. Однако сейчас технология если и используется, то в других целях: искусственно увеличить массовку, добавить какие-то свечения во время постпроизводства и так далее.

Следующий толчок сделали в 1970-х. и, как ни странно, вовсе не киношники, а... врачи-кинезиологи, в чьи обязанности входит изучение и лечение нашего опорно-двигательного аппарата. Именно они первыми додумались крепить к телу пациентов (а на самом деле испытуемых) потенциометры и, считывая с них данные, с помощью компьютера оцифровывать движения.

Метод начали заимствовать все кому не лень, попутно внося свои усовершенствования. Со временем появились системы, основанные на светодиодных маркерах и различных светоотражающих элементах (результат выходил не очень точным и требовал последующей «очистки»), а в 1983-м была разработана уникальная в своем роде система Graphical Marionette, которая с горем пополам рендерила анимированных таким образом персонажей. Но до этапа, когда motion capture стали применять в кино и играх, прошло еще много времени. Лишь в середине девяностых стало ясно, что технология готова к коммерческому использованию.


В кино motion capture в привычном для нас виде впервые использовали в 1990 году в фильме «Вспомнить все» с Арнольдом Шварценеггером в главной роли. Несмотря на то, что в плане спецэффектов картина во многом была прорывной, (аниматроника, сложный грим и эффект миниатюры соседствовали с редким на тот момент CGI), анимированные с помощью технологии захвата движений персонажи выглядели, чего уж греха таить, не очень правдоподобно.

Что касается действительно громких performance capture-ролей (это когда производится передача не только движений, но и мимики с голосом), то их пришлось ждать вплоть до 2002 года, когда посетители кинотеатров смогли увидеть Голлума во «Властелине Колец» Питера Джексона. Да. удачные примеры были и до этого — например, в фильме «Звездные войны: Призрачная угроза» (1999). Однако только Голлум смог заставить всех поверить, что будущее наступило, а многие критики наперебой кричали о том. что исполнителю этой роли Энди Серкису обязательно надо вручить премию «Оскар». К сожалению, представители Американской академии кинематографических искусств и наук не прислушались — по их мнению, актер должен присутствовать на экране во плоти, а вся эта цифровая ересь вовсе не игра.


Первое время на съемочной площадке даже самому Серкису казалось, что он занимается чем-то нелепым. Однако именно благодаря богатству его пластики, голосу, а также невероятной работе художников и аниматоров даже сейчас, спустя десяток с лишним лет, Голлум производит сильное впечатление. По словам Питера Джексона, он был настолько поражен талантом Энди, что дал команде аниматоров установку: сделать мимику и внешность персонажа как можно более похожей на актера.

Как мы сегодня знаем, решение было правильным, но впечатляющий результат давался нелегко: все сцены снимались по несколько раз: с Серкисом в белом костюме и остальными актерами, без Серкиса. но с остальными, и, наконец, с одним лишь Энди в студии, увешанным кучей светоотражающих шариков. Что забавно, по признанию самого актера, съемки велись на каком-то заброшенном складе, камер было мало, а компьютеры висли чуть ли не каждые полчаса.


Уже в следующем фильме Джексона. «Кинг-Конге» (2005), где роль огромной гориллы также досталась Энди, в специальном павильоне было уже 52 камеры, считывающих движения актера, и еще 20 отвечали за лицо. Но сам процесс мало изменился: часть времени Серкис работал вместе с коллегами по фильму в специальном «мускульном» костюме гориллы, а часть — в одиночестве, обвешанныи различными маркерами.

Отдельного упоминания заслуживает и стадия подготовки к съемкам. Дав согласие на роль. Энди прочитал кучу книг и пересмотрел множество документальных фильмов о приматах, но самое главное — два месяца провел в лондонском зоопарке в компании нескольких горилл, дабы изучить их поведение и понять, как исполнить столь не обычную для него роль.

А уж как странно выглядел сам процесс съемок! Серкис, опираясь руками на специальные полозья или перемещаясь с помощью протезов, удлиняющих руки, имитировал движения гориллы, взаимодействовал с различными конструкциями, изображавшими деревья и дома, и даже подарил Кинг-Конгу свою мимику (для этого была написана специальная программа, которая переводила изменения человеческого лица в гримасы на морде Кинг-Конга)!


Единственные сцены, в которых создателям фильма пришлось отказаться от motion capture. — это драки с динозаврами. «Горилла» у Питера Джексона была, а вот найти человека, который бы смог правдоподобно изобразить тираннозавра, — та еще задачка.


За год до «Кинг-Конга» на экраны вышел «Полярный экспресс» Роберта Земекиса, в котором performance capture использовался для всех без исключения персонажей. Это спровоцировало море разговоров о смерти традиционного кинематографа и переходе от него к цифровому (но риторика, что забавно, была примерно такой же, как после выхода фильма по Final Fantasy в 2001-м).


Были и «Пираты Карибского моря: Сундук мертвеца» (2006) с. без преувеличения, шикарным Дейви Джонсом. Ну а еще через какое-то время все принялись удивляться снятому в 3D «Аватару», после которого мир кино, как казалось некоторым, уже не будет прежним никогда (а на деле мы увидели только несколько очень красивых фильмов вроде «Гравитации» и «Жизни Пи» да волну ширпотреба, быстренько конвертированного в 3D).


Что касается дня сегодняшнего, то самым актуальным примером использования mocap в кино стоит назвать выходящий в скором времени блокбастер «Планета обезьян: Революция». Именно «Обезьяны» в полной мере отражают то. насколько за эти годы эволюционировала технология, ведь большая часть съемок прошла не в закрытых павильонах, а в самых настоящих лесах, городах и так далее. Учитывая, что раньше даже съемки в специально оборудованном зале давались с большим трудом, наблюдать за тем, как сегодня они проходят в реальных локациях, — нечто удивительное.

А вот участие в проекте Энди Серкиса — нет. Прошло уже больше десяти лет, но в мире так и не появилось большего профессионала на этом поприще. Именно Энди досталась роль Цезаря — обезьяны, которой предстоит стать ключевой фигурой в назревающем конфликте между людьми и приматами. И эта роль — очередное доказательство того, насколько тяжелую работу проделывают performance capture-актеры и насколько удивительные результаты она приносит.

Серкису, у которого за плечами уже был опыт игры дальних предков человека («Восстание планеты обезьян», « Кинг-Конг»), недостаточно было «лишь» сымитировать поведение обезьяны, — в фильме приматы эволюционировали в высокоразвитое общество с собственным укладом жизни и языком. Необходимость показать в персонаже как интеллект, свойственный Homo sapiens, так и звериные черты — главная сложность этой роли.

Удалось ли Серкису справиться со своей задачей, мы узнаем уже совсем скоро.



Энди внес немалый вклад и в развитие индустрии видеоигр. Сотрудничество началось практически случайно. Дело в том, что ипотечный брокер, услугами которого пользовался актер, оказался братом одного из разработчиков Heavenly Sword (2007). готовящегося на тот момент эксклюзива для PS3. Именно он и показал Серкису трейлер, который произвел на Энди такое сильное впечатление, что встреча с Ninja Theory, авторами игры, стала лишь вопросом времени.


В итоге он не только блестяще изобразил короля Бохана, главного злодея игры, но попутно приложил руку чуть ли не ко всем ключевым сценам в качестве режиссера. А затем исполнил запоминающуюся роль Обезьяны (да-да) в Enslaved: Odyssey to the West. Во втором проекте влияние Энди ощущалось еще сильнее, и во многом благодаря ему игра оказалась такой хорошей.


Но до перехода к сложному performance capture наша любимая индустрия прошла длинный путь. Поначалу лучшей анимации получалось добиться при помощи ротоскопирования. Самый яркий пример — Prince of Persia (1989). Автор игры Джордан Мехнер обрисовывал движения своего младшего брата, а также кадры из некоторых фильмов — к примеру. «Приключений Робина Гуда» (1938).

В 1993-м Мехнер пошел еще дальше, он основал новую компанию, выбил немыслимый бюджет в шесть миллионов долларов и на протяжении целого месяца вел съемки с живыми актерами. Четыре года спустя полученный материал стал основой для одной из самых необычных и недооцененных игр в истории — The Last Express. Она поражала своим сценарием и концепцией (все происходило в реальном времени — и это семнадцать лет назад!), а также очень необычной стилистикой, напоминавшей ожившую раскраску (ближайший аналог из мира кино — «Помутнение» Ричарда Линклейтера).


Впрочем, все то время, что понадобилось Мехнеру на The Last Express, индустрия не стояла на месте. Хороший motion capture демонстрировали Mortal Kombat (1992), Rise of the Robots (1994) и трехмерная Highlander: The Last of the MacLeods (1995). Но до тех пор, пока технология захвата движений смогла избавить разработчиков от утомительного ручного труда (который к тому же не обеспечивал правдоподобности), прошло еще много лет.


По большому счету, лишь в конце нулевых анимация в видеоиграх стала действительно качественной, а реалистичные эмоции виртуальных актеров мы увидели совсем недавно. Лучший пример — симулятор детектива в Лос-Анджелесе 1940-х годов L.A. Noire. Разработчики загорелись идеей сделать допросы по-настоящему эмоциональными и натуралистичными, чтобы по мимике подозреваемого можно было понять, врет он или нет, а потому не поскупились на новомодную технологию MotionScan, созданную австралийской компанией Analysis. С ней для захвата движений не нужны ни маркеры, ни смешной костюм, ни какая-либо «очистка» данных. Необходима лишь одна ярко освещенная комната и 32 камеры очень высокого разрешения, снимающие с частотой 30 кадров в секунду. Ну и сидящии неподвижно в центре этой импровизированной сцены актер, разумеется. Камеры охватывают его лицо со всех возможных углов, и на выходе получается очень живая анимация, повторяющая любое, даже самое незначительное движение.

Правда, несмотря на высочайшее качество анимации, получаемое таким способом, минусов у MotionScan тоже хватает. Во-первых, актеров нужно гримировать перед съемкой, сделать какого-нибудь фэнтезийного героя будет достаточно сложно. Во-вторых, проводить «захват» приходится в два этапа: сначала классический motion capture для движений тела, а затем — болтология в кресле. После этого «говорящую голову» сажают на плечи компьютерной модели. Как правильно отметил Дэвид Кейдж, это делает верхнюю и нижнюю части персонажа несколько обособленными. В повседневной жизни мы постоянно наклоняем голову в разные стороны во время разговора, а когда сидишь в кресле, менять положение нельзя. Да и роль «тела» зачастую «играет» совсем другой человек, дублер или каскадер.

К мнению геймдизайнера стоит прислушаться, он знаком с технологиями захвата движений не понаслышке. В его Beyond: Two Souls был выполнен самый большой объем motion capture за всю историю игростроения. За время съемок была проведена работа над более чем 300 персонажами, создано 23 тысячи уникальных анимаций, а сам процесс растянулся на целый год. Впрочем, немудрено: игра Quantic Dream не принадлежит к шутерам или экшенам, в которых многие действия повторяются, — это интерактивное кино, где каждое сражение. прыжок и открытие двери должны быть уникальными.

Более того, Quantic Dream — одни из немногих разработчиков в мире, которые умеют делать качественный performance capture. Одновременная запись движений тела, лицевой анимации и голоса позволяет сильно ускорить производство и полностью сконцентрироваться на главном — работе с актерами и сюжетом. Это особенно важно, когда в твоем проекте участвуют такие титаны, как Уиллем Дефо и Эллен Пейдж. К слову, по признанию Дэвида Кейджа, он писал сценарий, держа в голове только Эллен — как исполнительницу главной роли, и никого кроме.


Калифорнийцы из Naughty Dog исповедуют немного другой подход. В их играх актеры не дарят персонажам мимику и внешность (художники рисуют концепт-арт задолго до кастинга), хоть и полностью выкладываются на съемочной площадке в присутствии требовательного режиссера. Скажем, те же слезы актера на площадке никто не оцифрует, однако, чтобы правдоподобно передать настроение, заплакать ему необходимо.

Но если мимика исполнителей ролей не фиксируется камерами, то почему в той же The Last of Us такая высококачественная лицевая анимация? Ответ поражает — все делается вручную, по старинке. Каждый раз, когда Джоэл морщит лоб или поджимает губы, это результат работы команды аниматоров.



Быть актером performance capture нелегко. Вы должны представить, что нелепая конструкция из металла — это машина, кусок картона, который нужно с аппетитом жевать, — пицца, а стоящая в дурацком «костюме водолаза» партнерша — настоящая красавица. При этом требования к качеству исполнения те же: героя необходимо наделить характером, эмоциями и душой, как в любом фильме или театральной постановке, только вот уловить суть роли куда труднее, когда отрабатывают дублеры, сложный грим скрывает половину лица, но все это не мешает Американской академии кинематографических искусств номинировать исполнителей таких ролей на «Оскар». А специалистам performance capture вроде того же Серкиса отчего-то отказывают в соперничестве с коллегами или хотя бы в выделении отдельной номинации. Хочется верить, что скоро все изменится.