Лицевая анимация и риг в 3D

Человеческая мимика очень выразительна и информативна. Можно понять собеседника без слов, смотря на экспрессию его лица, отражающего грусть или радость, удивление или разочарование, злость или страх, восхищение или отвращение. Этот язык универсален для всех.

Правдоподобной и богатой мимикой должен обладать и анимационный персонаж, чтобы зритель «считывал» его эмоции. Причем лицевая анимация включает в себя не только выражение эмоций персонажа, но и артикуляцию — движения лица при произнесении звуков. На успешность анимационной сцены во многом влияет отыгрыш, потому что нередко именно от мимики персонажа зависит, насколько вовлечен будет зритель в происходящее на экране.

Например, Уолт Дисней не хотел включать в мультфильм «Леди и Бродяга» сцену поедания спагетти, так как считал, что ее нельзя сделать достаточно романтичной. Однако знаменитый аниматор Фрэнк Томас справился с этой задачей! Чувства персонажей прекрасно отражаются на их лицах (точнее мордах), атмосфера, во многом благодаря мимике героев, пропитана романтикой, и сцена в итоге стала культовой.

Лицевая анимация в 3D и 2D

Существует мнение, что лицевая анимация в 3D менее выразительна, чем у нарисованных персонажей. Так ли это?

Первый трехмерный мультсериал — «Повторная загрузка» (Reboot, 1994) появился даже раньше первого полнометражного 3D-фильма — «Истории игрушек». Анимация в нем сейчас выглядит сильно устаревшей.

То же самое можно сказать и о других мультфильмах того времени, даже созданных Disney или Pixar. Например, каким неестественным и пугающим кажется сейчас лицо мальчика Сида – персонажа первой «Истории игрушек»!

Хотя сами игрушки в этом же мультфильме выглядят более привлекательно.

Может быть, потому что их внешний вид и не был приближен к человеческому? Как думаете? Оставьте свое мнение в комментариях)

Однако технологии развиваются, и возможности современной компьютерной анимации значительно расширяются. Мимика трехмерных персонажей в наше время не менее выразительна, чем мимика рисованных – естественно, если работа выполнена качественно.

Что такое риггинг

Мимику компьютерного персонажа убедительной и выразительной позволяет сделать риг, то есть система контроллеров для управления деформациями объекта. Если проще, риг – это подобие виртуального скелета. Дернул за одну кость – она потащила за собой остальные

Риг позволяет аниматору управлять движением тела и лица персонажа. Каждую кость нужно поместить на свое место. Это не значит, что в «скелете» обязательно должно быть 33 позвонка, но лучше повторять те кости, которые соединяются суставами, хотя они могут стоять и анатомически не верно. При этом важно правильно разместить суставы, чтобы движения выглядели правдоподобно. Это касается и лицевого рига. Количество костей напрямую зависит от нужной степени детализации движения лицевых мышц. Однако для воспроизведения основных эмоций достаточно минимального набора — это кости, отвечающие за движения глаз и лба, области носа, губ, скул. Часто конструкция костей строится только для одной половины лица, а на вторую ее можно просто отзеркалить, потому что тело персонажа симметрично.

Принципы и методики риггинга похожи в разных программах, поэтому научившись создавать риг в одной программе, можно перейти и в другую. Риг персонажа должен быть максимально автоматизирован, чтобы облегчить работу аниматору.

Пример рига анимационного персонажа:

Существуют различные способы реализации рига. Один из них – риг на основе костей. Кости формируются и располагаются в местах лицевых мышц, отвечающих за мимику. Аниматор управляет персонажем, перемещая контроллеры – специальные управляющие 3D-элементы, как кукловод дергает ниточки.

Широко распространен риг на основе морфов или блендшейпов – это 3D-модели с идентичной топологией, то есть, с одинаковым расположением полигонов, но с отличающейся формой. Моделер на базе основной головы делает большое количество ее копий, и мимику каждой копии меняет на уникальную, нужную ему. В результате, отображается множество голов персонажа с разными выражениями. Главное требование к морфингу – использование копий объектов с одинаковой топологией для создания разных деформационных переходов. В первую очередь, моделируется голова с нейтральным выражением лица, а затем создаются другие выражения. Типичные примеры выражений лица – улыбающийся рот, приподнятая бровь или закрытый глаз. При этом, нельзя использовать голову одного персонажа для создания деформационных копий для другого персонажа. В лицевой анимации набор таких копий выражений лиц часто называют ключевыми позами.

Наиболее эффективен смешанный риг, включающий в себя элементы и морфинга, и рига на основе костей. Здесь аниматор имеет полный контроль над мимикой персонажа.

Возможности рига лица

Интересна история риггинга при создании мультфильма от DreamWorks «Как приручить дракона» (2010). И на драконах, и на людях использовался собственный софт студии для ригов. Предназначена эта система для человеческой лицевой анатомии, но при небольших изменениях она отлично справлялась и с мимикой драконов. Изначально, для сравнения, было создано множество лицевых блендшейпов (морфов) и упрощенная система мышечной анимации. После тестов этих двух моделей лицевой анимации были сделаны выводы: блендшейпы отлично справлялись с конечным выражением лица, но зато анимация на основе лицевых мускулов давала потрясающие результаты при анимации перехода от одного выражения лица к другому, потому что позволяла сделать эти движения плавными и естественными. Так от применения блендшейпов отказались, и была разработана многоуровневая система управления лицевыми мышцами.

Лицевой анимацией управляли с помощью сотен контроллеров, привязанных к лицевым мышцам. Для этого были созданы контроллеры высокого уровня, каждый из которых влиял на большие участки поверхности. И только когда требовалась тонкая настройка какого-либо специфического выражения лица, аниматор «спускался» на уровень ниже и редактировал базовые контроллеры. Именно поэтому на начальную настройку всех контроллеров лица уходило от восьми до десяти недель. Причем основная часть времени тратилась на подгонку системы мышечной анимации под конкретного персонажа и отладку работы контроллеров высокого уровня

В результате мимика персонажей мультфильма – и людей, и драконов – впечатляет своей выразительностью.

В наше время аниматор способен даже выходить за рамки возможностей рига. Например, после того как основная анимация будет сделана, можно деформировать геометрию тела для еще большей экспрессии. Этот способ использовали в Sony Pictures Animations при работе над «Отелем Трансильвания» («Hotel Transylvania», 2012). В чем художественная ценность такого приема? Режиссер картины, Геннеди Тартаковски, так высказался об анимации мультфильма: «Мы хотели добиться безграничной экспрессии.

Главной фишкой фильма стала карикатурная, абсолютно не реалистичная графика. Именно она придала каждому кадру уникальную энергетику». Для создания очень пластичных и гиперэмоциональных персонажей требовалось нарушить каноны традиционной компьютерной анимации. «В большинстве фильмов аниматоры рассматривают компьютерную модель персонажа как куклу, – объясняет режиссер. – Да, ее можно подвигать, но в четких границах, устанавливаемых режиссерами и сценаристами. Для меня же компьютер – лишь очередной инструмент, такой же как, скажем, карандаш. Вы можете сделать с ним все, что заблагорассудится». Глядя на мимику персонажей этого мультфильма, мы видим, какими широкими возможностями обладает 3D-аниматор, креативно использующий риг.

Мы привыкли, что мимика анимационных персонажей гипертрофирована, эмоции на их лицах отражаются преувеличенно. Однако хороший отыгрыш – это не обязательно преувеличенные эмоции, иногда нужна тонкая игра. Микродвижения позволяют сделать эмоции на лице модели более реалистичными. Полное застывание персонажа в анимации недопустимо, даже в состоянии покоя он должен дышать, совершать различные мелкие движения, как это делают реальные люди. Дрожание губ, движения век и ресниц придают правдоподобности, персонаж на экране воспринимается живым и настоящим. Ощущение текстуры и гармонии сцене придает тщательно спланированное чередование действия и бездействия, макро- и микродвижений.

При зарождении 3D-технологий у аниматоров было множество ограничений технического характера. В настоящее время 3D не хуже ручной анимации позволяет показать и преувеличенные мультяшные эмоции, и тонкую игру, основанную на микродвижениях.

Подтверждает это и Арсений Тургулайнен, преподаватель курса лицевой анимации: «Не думаю, что кто-то может сказать, что персонажи из 3D мультфильмов топовых студий недостаточно передают эмоции. Тут всё зависит от бюджетов и профессиональных возможностей риггеров. Задача аниматора – вытянуть максимум ярких эмоций из любого персонажа, независимо от того, насколько сильно ограничен персонаж в плане возможностей».

Статью написала Мария Гринкевич специально для AnimationSchool.ru. Мы любим мультфильмы и учим их создавать. Кстати, риггингу мы тоже учим :)
Редактор: Дмитрий Шрамко

#3d #3danimation #cg #cgi #риг #риггинг #rigging #персонажи #анимация