Принципы и технологии оживлений изображений на экране компьютера

Оживление персонажей. Самым простым методом создания анимации является анимация по ключевым кадрам (key-frame animation). Суть ее сводится к установке заданных положений объектов в ключевых кадрах. Именно анимация по ключевым кадрам является базовым методом создания движения в компьютерной графике. Все остальные методы в той или иной степени базируются на ней.

Другой метод называется "обратная кинематика" (Inverse Kinemation). В модель героя помещают скелет, который и определяет характер его движения. В этом случае достаточно задать ключевые кадры и определить положение героя в эти моменты, а все остальное сделает компьютер. Перемещая кисти рук и стопы, героя оживляют в несколько раз быстрее и реалистичнее, чем традиционным методом. Правда характер создания анимации остается прежним - ключевые кадры, именно они задают характер движения персонажа.

Создание графических изображений неотличимых от реальности невозможно без использования реальных законов движения объектов в компьютерной сцене. Так появились инструменты анимации, использующие физические законы: художник уже не задает ключевые кадры, он даже не знает в каком положении окажется тот или иной объект. Главной задачей человека в этом случае становится создание среды существования объекта, то есть задание начального положения, физических свойств материалов, сил взаимодействия, законов столкновений объектов и так далее. Задав необходимые параметры, художник может тут же оценить результат.

Самым новым и модным методом анимации в настоящий момент является метод, базирующийся на ключевой анимации, хотя обычно его используют совместно с обратной кинематикой. Этот метод носит название "канальной анимации" (channel animation) и основан на снятии информации о каком-либо параметре объекта с датчика (канала). Самыми первыми устройствами ввода информации были обычные периферийные устройства: мышь, dialbox, микрофон. Они позволяли облегчить процесс создания анимации, но реальность движения все еще зависела от правильных действий человека, который задавал зависимости параметров объекта от сигналов с датчика.

В результате развития этой технологии появились сложные и дорогие устройства для снятия информации о движении с человека. Датчики этого устройства крепятся на тело человека, руках и ногах, а приемники информации подключены к компьютеру. Движения реального человека оцифровываются несколько десятков раз в секунду и по этим данным создаются ключевые кадры для компьютерного персонажа.

Самым новым устройством для создания канальной анимации стала кукла-обезьянка (monkey). Необязательно создавать разные модели, для разных героев. Достаточно, чтобы скелет модели совпадал со скелетом робота. В этом случае мы опять возвращаемся к кукольной мультипликации. Процесс создания ничем не отличается от нее, но в результате требуется только одна кукла, а не десятки; куклу не нужно наряжать в костюмы, создавать декорации и так далее.

Самой последней разработкой в этой области можно назвать библиотеку движений. Хотя здесь не создается анимации в чистом виде, а используются готовые данные о движении тех или иных частей тела при конкретных действиях. Обычно библиотека содержат очень большой набор движений человека, домашних животных, а также мимики лица человека. Это значительно упрощает и удешевляет создание качественной анимации.