Как создают 3D-мультфильмы: полное руководство

Что такое 3D-анимация?

3D-анимация — технология, которая позволяет создавать объемные объекты в трехмерном пространстве. Если говорить проще, то это попытка создать анимированных персонажей, похожих на людей. Они так же, как и мы, объемны, могут выражать эмоции и имеют собственный характер.

Читайте также:

в чем разница между 2D- и 3D-графикой

История развития 3D-анимации

Первые эксперименты с компьютерной анимацией начались в 1960-х годах, но до полномасштабных картин было еще далеко. Первый мультфильм в 3D-технике появился в 1984 году и был назван «Приключения Андре и пчелки Уолли». Его создала студия Lucasfilm, которую позже все будут знать как Pixar. Вот так выглядела 3D-анимация тогда:

Первый полнометражный фильм вышел только через 11 лет, в 1995 году, и назывался «История игрушек». Мы даже не преувеличим, если скажем, что он навсегда изменил мир мультипликации. После этого начинается бум объемных мультфильмов, и один за другим в период с 2000-х по 2010-й выходят «Шрэк», «Ледниковый период», «Как приручить дракона» и «Рапунцель: запутанная история».

https://www.youtube.com/watch?v=AoWJ4VauvPc

Такое развитие не осталось незамеченным в сфере мультипликации и значительно усилило позиции анимации:

• Высокую реалистичность. Мультики стали гораздо более детализированы и визуально привлекательны. Этого эффекта позволили достичь улучшенная графика, работа с освещением, волосами у персонажей-людей и шерстью у животных. 
• Скачок технологий. Даже для одного отдельного фильма сейчас создают новое ПО. За счет этого индустрия стремительно развивается с каждым новым проектом.
• Деньги. Многие крупные студии, такие как Pixar, DreamWorks и Disney, инвестировали в 3D-анимацию. Бюджеты серьезно выросли, а вместе с ними — масштаб и качество проектов. На рост дохода повлияла и целевая аудитория мультфильмов: теперь их ждут не только дети, но и взрослые.

Что нужно, чтобы создать 3D-мультфильм

На создание одного мультфильма в среднем уходит четыре года. Бывает и дольше — например, на создание «Рапунцель: запутанная история» у Disney ушло шесть лет. Людей тоже нужно много: высокобюджетные мультфильмы создают в среднем 600 человек. Процесс проходит через три больших этапа: подготовку (препродакшн), производство и финальную доработку (постпродакшн). 

Подготовка

Препродакшн готовит проект к фазе фактической анимации. В этот момент создатели работают над идеей, дизайном и характером персонажей, разрабатывают лор — информацию о мире, где происходит действие, его историю и особенности. В этот же момент готовят техническую основу для последующей анимации.

1. Идея

Создание мультфильма начинают с идеи и концепции. На этом этапе нужно определить, для какой аудитории этот проект и в чем его основной замысел. Например, при создании «Холодного сердца» Disney взяли за основу сказку о Снежной королеве. Главной трудностью была адаптация сюжета и героев под новое время и современную аудиторию.

В 2008 году команда нашла решение и внесла несколько значительных правок в сюжет: главные герои стали взрослыми, а героиню и «злодейку» и вовсе сделали сестрами. Создатели решились на такой ход, потому что хотели показать историю двух людей, которые сначала жили в недопонимании, а в конце поняли силу теплых отношений, любви и привязанности. В итоговом результате лишь отдаленно можно уловить мотивы «Снежной королевы».

2. Сценарий и визуальный материал

На этом этапе команда готовит сценарий, который описывает диалоги, действия и структуру сюжета. Параллельно собирают визуальный материал — для этого нужно понять, где и в какое время происходит история. Это поможет определить, какие предметы окружают героев. Например, в фильме про викингов нужно будет рисовать корабли, мечи, характерные шлемы и одежду. Также нужно продумать локации. 

Если история развивается в вымышленном мире, его нужно продумать с нуля. Что это за место, какие там могут расти деревья, какие существа там обитают. Например, если это история про фей, то, скорее всего, придется хорошо продумать флору их места обитания, отличительные черты: форму ушей или глаз, крылья и способности.

3. Разработка персонажей

Персонажей рисуют в нескольких ракурсах, продумывают характерные позы и эмоции. Например, в мультике «Головоломка» персонажи отражают эмоции главной героини — их дизайн продуман с учетом этой детали. Персонаж Гнев — красного цвета и с разгорающимся пламенем на голове.

Кроме индивидуальных эскизов, есть и общие: всех персонажей отрисовывают на одном листе, чтобы видеть соотношение их размеров. На этом же этапе создают концепт-арты персонажей и локаций. В процессе делают цветовую карту — палитру цветов мультфильма.

4. Создание сториборда или раскадровки

Сториборд похож на комикс — это последовательность рисунков на основе сценария. Уже на этом этапе важно продумать ракурсы, композицию и движение камеры. Сториборд состоит из огромного количества шотов — рисунков, изображающих кадры в сцене. Студия Pixar рисует от 50 000 до 75 000 шотов в сториборде. Но есть и рекордсмены: для мультика «ВАЛЛ·И» отрисовали 125 000 шотов.

5. Аниматический референс

На этом этапе сториборд дополняют и собирают в видео. Аниматик позволяет оценить логичность сюжета, понять тайминг в сценах, найти и заполнить сюжетные дыры или, наоборот, удалить лишнее. Хорошо проработанный аниматик может сэкономить миллионы долларов на этапах производства и постпродакшна. Для аниматика также записывают черновой звук, чтобы определить тайминг сцен.

В препродакшн также входит рутинная бумажная работа: производственный план, определение бюджета и сроков. Это нужно, чтобы распределить обязанности участников команды, создать график работы и согласовать бюджеты.

Читайте также:

как 3D-специалисты создают цифровые аватары

Производство

Шаг 1. Моделирование и текстурирование

Персонажей и объекты нужно превратить в 3D-модели на основе эскизов и концепт-артов. По умолчанию модели создают в сером цвете и позже, для того чтобы они выглядели естественно, придают им цвет и текстуру. Например, металлическим предметам нужен характерный блеск, деревянным — текстура дерева.

Для «оживления» моделей используют специальные материалы и готовые текстуры. Материалы — комбинация параметров, таких как цвет, прозрачность, рельеф, реакция на освещение. Настраивают их в специальных программах — шейдерах. Текстуры — готовые изображения, которые наносятся на модель. В примере ниже героине из мультфильма «Моана» придали цвет и текстуру кожи, волос и глаз.

Шаг 2. Риггинг

Готовую модель отправляют техническим специалистам для непростой задачи — подарить персонажу «скелет» и способность двигаться. На этом этапе создаются контрольные точки, которые помогают мультипликаторам управлять движениями персонажа.

Прежде чем аниматоры приступят к работе, создается лэйаут — черновой вариант мультфильма. Лэйаут похож на аниматик, но теперь в 3D, c упрощенными моделями объектов и персонажей. Этот этап нужен, чтобы отредактировать ракурсы и движение камеры.

Шаг 3. Анимация

Подобрались к самому интересному — созданию мультфильма. Аниматоры создают движение персонажей и объектов, окружающего мира. В крупных студиях к этому моменту уже записана чистовая звуковая дорожка — движения и мимика персонажей подгоняются под речь.

Чтобы создать реалистичную анимацию, нужно хорошее знание анатомии. Часто аниматоры используют референсы, чтобы было легче передать естественные движения. А порой сами становятся актерами и записывают референсы для своих проектов, как в видео ниже. 

Однако помимо движения, важна и детальная проработка. Это в том числе касается и волос. Так, у Салли в «Корпорации монстров» насчитывалось около 2 миллионов волосков, и нужно было передать их реалистичное движение и тени. В итоге для этого создали новую программу-симулятор Fitz.

Столь пристальное внимание волосам и шерсти уделяют не просто так — это именно та деталь, которая показывает и помогает определить качество проработки и внимания к деталям. Ведь если были проработаны несколько десятков тысяч волосков, то студия явно не экономит на качестве. 

Но вручную отрисовать движение каждого волоска невозможно. Поэтому компании постоянно развивают и создают новые программы-симуляторы. Они помогают моделировать движение каждого волоска или, например, одежды с учетом законов физики.

Следующей героиней, изменившей мир анимации, стала Рапунцель. В ее прическе более 100 тысяч прядей, а длина волос — больше 21 метра. Чтобы отрисовать их, Disney использовали собственное ПО — dynamicWires.

Дальше становилось только сложнее. Например, волосы Эльзы из «Холодного сердца» содержат более 400 тысяч прядей, поэтому для ее анимации тоже использовали отдельное ПО.

Шаг 4. Освещение

В реальности источники света бывают как естественные, так и искусственные: Солнце, другие звезды, лампы, фары машин. В анимации нет никаких источников света, их добавляют в мультфильм искусственно. 

Чтобы картинка была реалистичной, нужно учитывать яркость, законы светотени, как и от каких предметов свет может отражаться. Плохо поставленный свет может испортить даже самую проработанную модель персонажа или неверно передать атмосферу сцены.

Постпроизводство

Постпродакшн включает финальные этапы работы над мультфильмом по всем параметрам: свету, звуку, картинке, монтажу.

Рендеринг

На этом этапе модели и анимация выгружаются и преобразуются в готовое изображение с нужными текстурами и светом. Рендеринг занимает много времени — на него уходит минимум полгода из всего производства. 

Один кадр в среднем может рендериться от 30 минут до 10 часов. При этом в одной секунде мультфильма чаще всего от 12 до 30 кадров, а в пятиминутном короткометражном мультфильме будет в среднем 7000 кадров. 

Чтобы создать такое движение, автор использовал 16 кадров. Если отрисовать больше, то картинка станет более плавной, если меньше — слишком прерывистой.

Мощности одного компьютера для этой задачи не хватит. В домашних условиях это нереально, крупные компании используют целые рендер-фермы. К примеру, студия Disney рендерила мультфильм «Город героев» с помощью суперкомпьютера с 55 000 ядер. В то время как в домашних обычно от 2 до 32 ядер. 

Композитинг

На этом этапе рендеры, анимацию и визуальные эффекты объединяют в единое изображение. Также к готовому видео добавляют шумовые и звуковые эффекты — не только речь, но и звуки шагов, скрип досок и так далее, — и могут удалить или урезать часть сцен. На этом этапе мультфильм уже считается готовым.

Технологии и программное обеспечение в 3D-анимации

Autodesk Maya

Одно из самых популярных ПО для создания моделей 3D-анимации и ярких визуальных эффектов, но требует мощного компьютера. Программа платная, есть пробный период на 30 дней.

Главные плюсы:

• понятный интерфейс;
• высокая производительность;
• возможность создавать сложную анимацию.

Читайте также:

возможности и функции Maya

Blender

Профессиональное бесплатное ПО. В нем можно моделировать героев и объекты, создавать анимацию, рендеринги и композитинг. 

Преимущества Blender:

• возможность комбинировать 2D и 3D;
• множество инструментов для анимации: шаблоны движений, скелет и кости, кисти для 3D-рисования;
• поддержка рендеринга: на процессорах CPU, графических процессорах GPU, рендеринга VR. 

Читайте также:

как пользоваться Blender

Cinema 4D

Программа для комплексной работы с 3D-анимацией. ПО платное, но можно воспользоваться пробным 14-дневным периодом. 

Плюсы Cinema 4D:

• быстрая работа;
• решает множество задач: моделирование, анимация, рендеринг, симуляция;
• большая библиотека материалов и предустановленных объектов.

Читайте также:

функционал и возможности программы Cinema 4D

Тренды анимации в 2023 году

Совмещение 2D- и 3D-графики

В профессиональной среде было мнение, что 3D-анимация полностью заменит 2D как более интересная и реалистичная. Оказалось, что две этих техники можно совмещать. 2D-графику часто используют для создания статичных фонов, а 3D — для персонажей и объектов. 

Один из популярных примеров — мультсериал «Аркейн» от Netflix. Он создан по игре League of Legends. Персонажи сделаны полностью в 3D, а вот текстуры, эффекты и некоторые фоны — с помощью 2D.

Более взрослый контент и гиперреализм

Анимация становится сложной, реалистичной и детализированной. Студии это используют для создания новых работ, например, еще одного сериала от Netflix — «Любовь. Смерть. Роботы». И если раньше для взрослой анимации важны были сам сюжет и юмор, а не визуальная часть, то сейчас аниматоры делают на ней серьезный акцент. Спецэффекты, детализация и общий уровень картинки стали гиперреалистичными.

Технология Motion Capture (захват движения)

Motion Capture отслеживает движения людей, на которых надет специальный костюм с датчиками. Это позволяет перенести реальные действия на персонажей анимации. Технологию можно использовать как для персонажей-людей, так и для животных. Например, Netflix использовали захват движения при создании сериала «Любовь. Смерть. Роботы».