Микола Моженко

Як зняти героя в одному місці (скажімо, в павільйоні), а потім використавши наявні в розпорядженні художника технології, замінити всі довколишній простір, на якийсь казковий замок, непрохідні джунглі або пейзаж іншої планети, іншими словами, як би перенести героя в інше місце - над вирішенням цієї проблемою творці кіноефектів билися з самого народження кіно.

Крім того, часто в відзняте зображення необхідно внести певні корективи, - прибрати з кадру зайві об'єкти, замінити їх іншими, зробити корекцію і т.д. Ось для вирішення подібних завдань і створені програми цифрового композитинга. Тобто, цифровий композітінг - це компоновка, з'єднання зображень, взятих з різних джерел в цілісну, «безшовну» картинку.

Айзек В. Керлоу, один з піонерів комп'ютерної анімації, дає схоже визначення:

Тобто, при композітінг повинна забезпечуватися ілюзія єдності місця і часу відбувається в кадрі.

Найбільш часто вживані технології для композітінга - це кеінг - зйомка героїв на синьому або зеленому фоні з наступною заміною фону на необхідне вам зображення. Скажімо, на телебачення практично всі телеканали - від малого до великого, використовують кеінг при показі прогнозів погоди, коли ведучий натхненно розганяє комп'ютерні хмари руками.

Цю технологію часто за звичкою і неточно називають «рірпроєкциі». Цей термін прийшов на телебачення з кіно, де під час кінозйомки на задній фон за спинами героїв дійсно проектували за допомогою кінопроектора зняті попередньо на плівку зображення.

Сцена, знята в павільйоні

Ця ж сцена після композітінга
Фільм "Кінг Конг" реж. Пітер Джексон

Сьогодні, крім кеінг, ще одним з головних напрямків розвитку композітінга є з'єднання в одному кадрі зображень створений комп'ютером - Сomputer Generated Image (CGI) з дією і акторами, знятими «вживу», зазвичай на тлі синього або зеленого екрану.

Отже, основні сфери, де сьогодні застосовується композітінг:

Цифровий композітінг CGI включає в себе такі найбільш поширені завдання:

1) Власне кажучи, CGI Compositing - як ми вже говорили, це з'єднання об'єктів, створених в програмах 3D-графіки, з заднім фоном, в якості якого зазвичай служить знятий на плівку пейзаж або актори. Сьогодні за допомогою тривимірної графіки створюють не тільки динозаврів, космічні кораблі або монстрів. Набагато складніше виявилося змоделювати оточуючий нас світ - створити фотореалістичні людське волосся, шкіру, а комп'ютерним персонажам повторити звичайну людську ходу. Моделюють також і природні явища - хмари, вогонь, дим, удар блискавки, воду. У кіно з'явилися навіть «цифрові дублери», які замінять не тільки високооплачуваних зірок в небезпечних трюках, але і «живих» дублерів, якщо трюк дійсно може виявитися для них смертельним.

2) Розширення декорацій (Set Extension) - Зараз більше немає необхідності зводити дорогі декорації фантастичних замків або міст майбутнього. Досить створити невелике «реальне» оточення для акторів, а потім в програмах 3D-графіки «добудувати» все інше. У кіно раніше теж іноді домальовували чудові палаци або інопланетні пейзажі, але все одно досвідчене око кіноглядача (а вже тим більше сучасного) відчує якусь різноплановість цих елементів.

У сучасних програмах композітінга, де збирають всі елементи сцени разом, погоджують їх з висвітлення, додають атмосферні явища (серпанок, туман), роблять корекцію, щоб глядачі не помітили ніяких «швів» в зображенні.

3) Узгодження руху (Match Move). Сучасні режисери не люблять зйомок статичною камерою. Про сценах погонь і перестрілок в сучасних бойовиках можна і не говорити. Але навіть в спокійних і камерних сценах знімальна камера зазвичай трошки рухається, щоб весь час «оживляти» картинку. Однак, якщо у нашого героя не реальне, а «віртуальне» 3D оточення, то необхідно так узгодити переміщення камери з віртуальними декораціями, щоб глядачі цього не помітили. Часто зустрічається і протилежна завдання - помістити 3D об'єкт, скажімо Кінг-Конга, на зняті рухається камерою вулиці Нью-Йорка. Цю операцію узгодження (Match Move) і роблять в програмах композітінга.

Втім, композітінг дозволяє вирішувати не тільки проблеми, пов'язані з 3D- персонажами. Багато роботи і над знятої камерою навколишнього нас реальністю. Особливо цікавий композітінг візуальних ефектів, які вирішує такі, що найчастіше зустрічаються завдання:

1) кеінг - класична робота для програм композітінга - зйомка персонажів на синьому або зеленому фоні, з подальшою заміною його на зняте в іншому місці або сгенерированное на комп'ютері зображення.

2) Motion Tracking - «прив'язка» зображення до якогось рухається предмету. Скажімо, заміна логотипу на рухомому автомобілі, або заміна зображенні на комп'ютерному моніторі, який видно в знятому кадрі. Сюди ж відноситься і стабілізація камери, - якщо під час зйомок з руки камера тряслася, то застосування цього ефекту дозволить компенсувати це тремтіння і зробити зображення більш стабільним.

4) Bullet Time Shots - «Час польоту кулі» - ефект, який став популярним завдяки трилогії «Матриця». Час як би сильно уповільнює свій хід і ми бачимо як герой Кину Рівза ухиляється від кулі, а камера встигає зробити обліт героя. Або під час занять східними єдиноборствами герої немов зависають у стрибку і камера об'їжджає навколо них. Потім нормальний перебіг часу відновлюється. І найголовніше - ми не бачимо жодної монтажної склейки. Таке уповільнення і прискорення часу отримало назву Time Warping або Retaiming. Зрозуміло, що ніяка кінокамера не здатна так швидко рухатися в реальності.

Замість неї навколо знімається персонажа розміщується кілька десятків фотокамер, робота яких синхронізується за допомогою комп'ютера.

1) Створення натовпу (Crowd Duplication) - багатотисячні масовки сьогодні в кіно можна спокійно замінити кількома десятками статистів, «розмножив» їх в програмах композітінга.

2) Створення атмосферних явищ - диму, вогню, туману, снігу, дощу і т.д. і додавання їх в кінокадри. Для цього часто використовують спеціальні генератори частинок (Particles).

3) Ротоскопінг (Rotoscoping) - ручне малювання масок в композітінг. Якщо ви не змогли зняти героїв на тлі синього екрану, тобто прокеіть зображення неможливо, а вам необхідно поміняти в кадрі задній план - тоді настає черга ростоскопінга - малювання навколо героя маски вручну, кадр за кадром.

4) Прибирання підвісок (Wire Removal) - часто запаморочливий стрибки або падіння на знімальному майданчику герої роблять, підвішеними за спеціальні троси. В процесі композітінга доводиться ці троси прибирати з кадру, копіюючи ділянки зображення з сусідніх областей або навіть кадрів.

5) Відновлення кіноплівки. Іноді на плівки відразу після проявлення негативу виявляються дефекти - подряпини, переосвітлення і т.д. Якщо перезйомка епізоду неможлива або стоїть дуже дорого (кінозірка вже на зйомках іншого фільму) можна спробувати відновити зображення, використавши для цього, скажімо, сусідні неушкоджені кадри.

Отже, як ми вже говорили вище, сутність композітінга - складання з окремих частин цілісного зображення. У дитинстві, напевно, кожен з нас створював аплікації - вирізав з журналів і книжок різні картинки, які потім наклеював на листок паперу, намагаючись створити новий світ. Дорослі дяді і тьоті сьогодні, по-суті, займаються тим же, використовуючи для цього, правда не ножиці і клей, а, часто, супердорогі програми композітінга і потужні комп'ютери. І все це на благо «великої ілюзії» ...

«Небесний капітан і світ майбутнього» (Sky Captain and the World of Tomorrow)

Кадри, зняті на синьому екрані

Комп'ютерна модель літака

І його відрендерене тінь

Фінальний кадр-результат композітінга попередніх зображень і їх обробки поста.

Як це працює

Розглянемо стандартний приклад композітінга 2-х зображень - одного знятого на тлі «синього екрану» і другого, яке повинно служити новим фоном.

На ілюстрації (1a.) Зображений задній фон (background),

(1b.) - об'єкт перед синім екраном (foreground),
(1c.) - маска або альфа-канал (matte or alpha).

Коли ми запускаємо у відповідних програмах процес композітінга, спочатку математично множиться задній фон (background) (1a) на інвертований альфа-канал (1d). Там, де маска має чорний колір, пікселі з бекграунду (1a) множаться на нуль і тому кожен з каналів RGB має в цьому місці значення 0,0,0, тобто чорний колір. Там, де у маски білий колір - вони множаться на 1 і зберігають своє значення. У цих місцях нам повністю буде видно задній фон. Сірі області множаться на відповідну значення прозорості між 0 і 1. Ці області будуть частково прозорі. Результат цих операцій ми бачимо на (1e). Там, де маска має чорний колір, чорними будуть і області на бекграунді.

Зображення на передньому шарі (1b) множиться на маску (1c) і результуючим є зображення (1f). Нарешті, над пікселями цих двох зображення (1e) і (1f) ми виробляємо операцію складання і в результаті отримуємо результат композітінга - наш об'єкт з переднього плану на тлі зображення з бекграунду (1g).

Втім, одна з основних проблем, яка виникає після композітінга зображень - ця розбіжність об'єктів по яскравості, оскільки вони, найчастіше зняті при різних умовах освітлення.

«Додавання» - це проста математична операція, наприклад, якщо піксель в лівому нижньому кутку бекграунду має значення 175,100,60 а розташований точно в цьому ж місці, але на передньому плані 0,0,0, то склавши разом два ці значення ми отримаємо в сумі - 175,100,60, тобто значення таке ж, як і у пікселя з бекграунду. Пікселі, з області, яку займає наш персонаж, розташований на передньому плані, матимуть теж значення і на скомпонувати зображенні. Трохи інша ситуація з пікселями, розташованими по «м'яким» краях (soft edge) маски - тут вони «змішуються» (blended). Наприклад, якщо піксель на (1а) має значення 150,50,20, а на (1b) - 50,50,100, то після процесу композітінга піксель на фінальному зображенні матиме сумарне значення обох пікселів - 200,100,120. Ці математичні операції виконуються для кожного пікселя компоніруемого зображення і в композітінг зазвичай називаються «змішання» - Blend.

За трохи іншим сценарієм працює процес композітінга якщо на передньому плані ми використовуємо елемент, створений за допомогою програм 3D-графіки (CGI).

Зображення (2a) - це передній план, (2b) - бекграунд. У цьому випадку нам все одно потрібно виконати множення пікселів бекграунду на інвертовану маску переднього плану, як і в попередньому випадку, щоб отримати значення пікселів 0,0,0 або «чорну діру» в областях, де буде додано вогонь. Однак нам не потрібно множити зображення переднього плану на його маску. В цьому випадку, створені на комп'ютері елементи вже несуть в собі необхідну інформацію - цей вид маски називається "pre-multiplied". Результат композітінга (2g) отримуємо, склавши пікселі зображень (2a) та (2f). Цей вид композітінга відомий, як "ADD" (додавання).

Отже, якщо коротко підсумувати вищесказане, головне в композітінг - це мистецтво створення масок! Це - серцевина композітінга. Створюєте ви маску за допомогою кеінг або покадрово промальовує її вручну в процесі ротоскопінга - головне, щоб маска була «чистою», без колірних обкантовок, а результуючий образ виглядав реальним і глядачі не помітили б ніяких «швів» в зображенні.

Кінець першої частини