3ds Max: Анимация

Общие сведения о трехмерной анимации

За столетнюю историю своего существования анимационное кино постоянно развивалось и усовершенствовалось. Сегодня оно по праву стало считаться одним из видов искусства, подтверждение тому — от года к году неуклонно возрастающее количество анимационных проектов, которые претендуют на престижную премию «Оскар». Такие картины, как «Последняя фантазия» (Final Fantasy), «Шрек" (Shrek), «Стюарт Литтл» (Little Stuart), «Супсрсемейка» (The Incrediblcs), «В поисках Немо» (Finding Nemo), невольно заставляют задуматься о будущем кинематографа. Наступит ли когда-нибудь момент, когда актеров заменят их трехмерные двойники? Пока однозначного ответа на этот вопрос дать никто не может, но некоторые предпосылки того, что это рано или поздно произойдет, уже есть.
Трехмерные сцены, создаваемые воображением художника трехмерной графики, становится все более просто воплотить в реальность, а себестоимость подобных работ снижается. Без трехмерных декораций не обходится ни один современный приключенческий фильм.
Даже классическая двухмерная мультипликация постепенно вытесняется трехмерной. Хорошо знакомые всем мультяшные герои, с которыми выросло не одно поколение, или «уходят на пенсию» (сними просто больше не делают новых мультфильмов), или обретают новую жизнь в трехмерной графике. Например, в конце прошлого года был выпущен первый трехмерный мультфильм с моряком Папаем, сделанный при помощи ЗD-редактора Softimage|XSI. А на Рождество 2004 года известная анимационная студня Blur Studio представила первый анимационный проект, в котором Микки Маус и другие диснеевские герои стали трехмерными. Три мультфильма обшей продолжительностью 40 мни стали самым крупным проектом за десятилетнюю историю Blur Studio. Работа над проектом велась совместно ЗD-аниматорами Blur и художниками Disney Studios, которые в свое время рисовали Дональда, Плуто и прочих персонажей. Чтобы максимально сохранить особенности движения и внешнего вида персонажей при переносе их в трехмерный мир, ведущий аниматор студии Disney Андреас Дежа (Andreas Deja) все время давал советы коллегам — ЗD-художникам. Результатом остались довольны все, и в Blur Studio надеются, что проект не будет последним.
Создание трехмерной анимации — это интересный, но в то же время трудоемкий процесс. Анимировать в трехмерной сцене можно все — от источников света и камер до любых объектов и эффектов. Каждая создаваемая в программе анимация использует так называемые ключевые кадры, которые содержат информацию обо всех параметрах анимации.
В 3ds Max 8 можно анимировать любые характеристики всех объектов — примитивов, источников света, камер, вспомогательных объектов и др. Задавая значения параметров объектов в ключевых кадрах, вы можете сделать так, чтобы объекты перемещались в сцене, изменяли текстуру, увеличивались или уменьшались в размерах и т. д. Анимированная камера позволяет добиться эффекта присутствия в сцене и получить вид, раскрывающийся перед глазами персонажа.
Простейший тип анимации — перемещение объектов в трехмерной сцене. При атом изменяющимся параметром являются координаты положения объекта. Их не обязательно задавать вручную. При включенном режиме автоматического создания ключевых кадров 3ds Max фиксирует параметры объекта в текущем ключевом кадре. Например, передвинув в окне проекции на 48 кадре трехмерное тело, вы укажете программе конечные координаты модели.
Анимационные аффекты могут быть самыми разнообразными: игра теней и света, движение объектов в виртуальном пространстве, анимированные эффекты постобработки, деформирующаяся поверхность и т. д.
ПРИМЕЧАНИЕ
Думаем, никто не будет возражать против утверждения, что за трехмерной анимацией большое будущее. Несмотря на то, что средства анимации, которые имеются в распоряжении разработчиков трехмерной графики, кажутся удивительными, 3D-анимация сегодня находится только на ранней стадии своего развития. Потребуется еще немало времени, пока в 3D будут созданы анимационные шедевры, которые можно будет сравнить с лучшими образцами классической анимации. А пока люди с удовольствием продолжают смотреть мультфильмы, выпущенные много лет назад. Знаменитый мультфильм «Бемби», созданный студией Диснея в 1942 году, отреставрированный при помощи современных средств видеообработки и выпущенный на DVD в начале марта 2005 года, в первый же день разошелся тиражом более миллиона экземпляров. Хочется надеяться, что такую же популярность, нерушимую временем, смогут снискать и трехмерные анимационные проекты будущего.

Ключевые кадры

Несмотря на то, что анимационные фильмы выпускались и 20, и 50 нет назад, принцип их создания кардинально отличался от современной техники анимации.
Задолго до появления трехмерной графики существовала кукольная анимация. Делалась она так: снимался один кадр с мультипликационным героем, затем, например, руку персонажа передвигали на очень небольшое расстояние и опять снимали один кадр. Вся работа состояла в том, чтобы сиять на пленку все положения руки. В компьютерной графике все гораздо проще. Аниматор задает в программе только два положения руки — верхнее и нижнее, а все промежуточные положения просчитывает компьютер. Кадры, которые фиксируют начальное и конечное положение тела, называются ключевыми. Ключевые кадры управляют всеми параметрами объекта, в том числе и текстурами, например, при помощи двух ключевых кадров можно сделать так, чтобы бронзовая статуэтка плавно превратилась в стеклянную.
Таким образом, для создания анимации в 3ds Max 8 достаточно указать значения параметров в ключевых точках. Программа просчитает изменение параметров от одного ключевого кадра к другому и автоматически визуализирует кадры, не являющиеся ключевыми. Например, чтобы анимировать движение примитива в окне проекции, достаточно переключиться в режим создания ключевых кадров и указать начальное и конечное положения объекта. При этом анимированными параметрами являются координаты объекта. Аналогичным образом можно создавать анимированные атмосферные эффекты, деформацию объекта, изменяющиеся во времени текстуры и т. д., указывая в настройках объектов или эффектов ключевые значения параметров.
Преимущество метода ключевых кадров перед классической техникой создания анимации очевидно: аниматор тратит на создание проекта гораздо меньше времени. Большая часть рутинной работы, которая ранее выполнялась вручную, сегодня переложена на компьютер.
Режим создания ключевых кадров включается при помощи кнопки Auto Key (Автоключ), расположенной под шкалой анимации. Любое изменение параметра сцены в текущем кадре запоминается, и на шкале анимации появляется метка-маркер ключевого кадра. Для перемещения между ключевыми кадрами анимации используется кнопка Key Mode Toggle (Переключение между ключевыми кадрами). Ключевыми кадрами можно управлять — изменять их положение, удалять, назначать группам объектов, корректировать параметры и т.д.

Окно Time Configuration (Конфигурация времени)

По умолчанию продолжительность создаваемой в 3ds Max 8 анимации равна 101 кадру при формате создаваемого видео NTSC (29,97 кадра в секунду). При таких настройках можно создать анимацию продолжительностью около трех секунд. В процессе работы может понадобиться изменить эти и другие настройки анимации.
Чтобы установить параметры отображения анимации в окне проекции, используйте диалоговое окно Time Configuration (Конфигурация времени), которое вызывается при помощи одноименной кнопки, расположенной под кнопками управления анимацией.
В окне Time Configuration (Конфигурация времени) можно установить следующие параметры: формат видео (Pal/NTSC), количество кадров в секунду (FPS), способ отображения информации о времени на ползунке анимации, время начала и конца анимации, продолжительность анимации и др.

Контроллеры анимации

В реальной жизни характер движения объектов и изменения каких-либо действий может быть различным. Чтобы вам было понятнее, что имеется в виду, приведем следующий пример: представьте простую ситуацию, когда электрическая лампочка гаснет и загорается снова. Это несложное действие, однако оно может происходить совершенно по-разному. Лампочка может плавно потухать до тех пор, пока перестанет излучать свет (вспомните освещение в театре), а затем так же плавно накаляться. В другом случае лампочка может потухнуть резко и так же резко зажечься вновь или плавно погаснуть и резко загореться. Как видите, существует большое количество вариантов того, как может происходить данное действие. Если создать подобную трехмерную сцену, то анимированным параметром будет яркость источника света.
Приведем другой пример: допустим, автомобиль подъезжает к столбу. Он может приближаться с некоторой постоянной скоростью, с ускорением или торможением. Если создать подобную трехмерную сцену, то анимированным параметром будут координаты объекта. При этом положение объекта в ключевых точках будет одинаковым, однако характер изменения параметра в каждом случае будет различным.
Если математически отобразить зависимость анимированного параметра (или ключа анимации, как его еще называют) от времени, то каждый ключевой кадр будет характеризоваться двумя кривыми, которые определяют функциональные зависимости анимированного параметра на промежутке между текущим ключевым кадром и предыдущим, а также настоящим ключевым кадром и следующим. Во многих редакторах для работы с трехмерной графикой, в том числе и в 3ds Max, подобной графической зависимостью можно управлять, определяя характер анимации.
Программа 3ds Max 8 содержит так называемые контроллеры анимации, с помощью которых разработчик трехмерной графики может гибко управлять изменением анимированного параметра объектов. Контроллеры анимации представляют собой заготовки зависимостей, согласно которым могут изменяться параметры. Задать характер протекания анимации можно тремя способами. Первый — при помощи окна Track View (Редактор треков), которое можно открыть командой Graph Editors --> New Track View (Графические редакторы --> Новый редактор треков). Второй способ — в свитке Key Info (Basic) (Основные параметры ключевого кадра) вкладки Motion (Движение) на командной панели. Наконец, самый быстрый способ выбора одной из заготовок зависимостей — при помощи кнопки на панели управления анимацией.
В 3ds Max 8 есть семь основных заготовок, каждая из которых изменяет значение анимированного параметра следующим образом;
* Auto (Автоматическая) — автоматически изменяет значение анимированного параметра, сглаживая кривую в точке излома;
* Custom (Пользовательская) — позволяет установить форму кривой зависимости вручную;
* Fast (Быстрая) — с ускорением;
* Slow (Медленная) — с замедлением;
* Step (Ступенчатая) — по ступенчатому графику;
* Linear (Линейная) — линейно;
* Smooth (Сглаженная) — плавно, данный тип функции выбран по умолчанию.

Создание простейшей анимации

Прежде чем приступить к созданию полноценного анимационного проекта, предлагаем вам немного потренироваться на примере простейшей сцены.
Создайте в окне проекции чайник, для чего перейдите на вкладку Create (Создать) командной панели, в категории Geometry (Геометрия) выберите строку Standard Primitives (Стандартные примитивы) и нажмите кнопку Teapot (Чайник). Удобнее работать с одним окном проекции, а не с четырьмя сразу, поэтому разверните окно Perspective (Перспектива) во весь экран при помощи сочетания клавиш Alt+W.
Объект, созданный по умолчанию, состоит из небольшого количества полигонов, поэтому выглядит угловато. Если вы повращаете чайник, то обратите внимание, что носик не ровный, а с изломами. Чтобы это исправить, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной панели и в свойствах объекта увеличьте значение параметра Segments (Количество сегментов).
Теперь можно приступить к созданию анимации. Используя модификатор Slice (Срез), вы сможете создать видео, в котором майник будет постепенно появляться.
Выделите объект, перейдите на вкладку Modify (Изменение) командной намели выберите из списка Modifier List (Список модификаторов) модификатор Slice (Срез). Этот модификатор разделяет объект условной плоскостью и отсекает его часть.
В пишем случае и настройках модификатора нужно указать параметр Remove Top (Отсечение верхней части). При этом объект исчезнет, так как по умолчанию плоскость лежит в его основании.
Для создания анимации переключитесь в режим ключевых кадров, нажав кнопку Auto Key (Автоключ) под шкалой анимации внизу экрана. При этом область, по которой передвигается ползунок анимации, окрасится в красный цвет. Передвиньте ползунок анимации на 100 кадр (в крайнее правое положение), разверните список модификатора Slice (Срез) в стеке, щелкнув на плюсике рядом с его названием, и перейдите в режим редактирования Slice Plane (Поверхность среза). Теперь вы сможете переместить плоскость, отсекающую объект, вдоль оси Z вверх так, чтобы чайник стал виден полностью. Если воспроизвести анимацию, нажав кнопку Play Animation (Воспроизвести анимацию), то в окне проекции можно будет увидеть, как чайник постепенно появится.
Попробуйте, например, создать анимационную сцену с каким-нибудь вращающимся объектом, например Teapot (Чайник). Включите режим автоматического создания ключевых кадров, передвиньте ползунок анимации в крайнее правое положение, после чего поверните чайник вокруг некоторой оси. Если теперь воспроизвести в окне проекции полученную анимацию, то можно увидеть, что скорость, с которой трехмерная модель будет совершать вращение, непостоянна. Причина кроется в том, что анимированный параметр не является линейно зависимым по отношению к выбранному по умолчанию контроллеру вращения, поэтому объект при вращении ускоряется, а затем замедляется.
Чтобы можно было изменить характер зависимости анимированного параметра, необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на ключевом кадре на шкале анимации и выбрать ключ параметра, характеристики которого необходимо изменить.
Теперь вы знаете, как в 3ds Max 8 создается простейшая анимация. Программа автоматически просчитывает значение параметра во всех промежуточных кадрах, заключенных между двумя ключевыми кадрами. Однако создание анимации — это гораздо более сложный процесс, чем может показаться на первый взгляд.
Далее в окне изменения характеристик параметра укажите один из семи вариантов функциональных зависимостей анимированного параметра от контроллера, например Linear (Линейная).
Попробуйте теперь воспроизвести анимацию. Вы увидите, что чайник вращается с постоянной угловой скоростью.
Окно Parameter Collector (Коллектор параметров)
Для более удобного создания анимации в 3ds Max 8 есть окно — Parameter Collector (Коллектор параметров). Благодаря ему вы сможете гораздо быстрее управлять свойствами объектов.
При работе с анимированной сценой, содержащей большое количество объектов, часто бывает неудобно изменять их параметры. Например, в определенном кадре нужно изменить положение одного объекта, другой повернуть, для третьего подобрать новые настройки материала. В таком случае утомительно переключаться между свойствами объектов и окнами модулей 3ds Max.
В окно Parameter Collector (Коллектор параметров) можно вынести все настройки, необходимые вам для работы с объектами сцены. Это могут быть как параметры объектов, так и настройки примененных к ним модификаторов, материалов и т.д.
Для вызова окна Parameter Collector (Коллектор параметров) выполните команду Animation --> Parameter Collector (Анимация --> Коллектор параметров) или воспользуйтесь сочетанием клавиш Alt+2.
В появившемся окне Parameter Collector (Коллектор параметров) необходимо нажать кнопку Add to New Rollout (Добавить в новый свиток), после чего на экране откроется окно Track View Pick (Окно треков). В нем в виде иерархического списка отображены все объекты сцены и их параметры.
В этом окне нужно выбрать необходимый параметр и нажать кнопку ОК - параметр перенесется в окно Parameter Collector (Коллектор параметров). В одном свитке могут быть собраны самые разные параметры: настройки размера объекта, его положения в пространстве и т. д.
Настройки, занесенные в отдельный свиток, можно изменять одновременно. Для этого необходимо нажать одну из кнопок выбора параметра, расположенных рядом с каждой настройкой. После этого кнопка станет желтой.
В окне Parameter Collector (Коллектор параметров) можно создавать любое количество свитков с настройками (естественно, в разумных пределах), после чего объединять их в группы. Для формирования группы необходимо дать ей название, набрав его в соответствующем поле и завершив ввод с помощью клавиши Enter. При этом станет активной кнопка New Collection (Новая группа), нажав которую можно перейти к созданию следующей группы. Переключаться между группами параметров можно при помощи раскрывающегося списка.
Окно Parameter Editor (Редактор параметров)
Еще одно окно, с помощью которою можно сделать удобнее управление объектами сцены, — Parameter Editor (Редактор параметров). При помощи данного окна можно составлять группы параметров, которыми характеризуется тот или иной объект в сцене, и добавлять их к настройкам объекта или примененного к нему модификатора на командной панели, а также к настройкам используемого материала.
Для вызова окна Parameter Editor (Редактор параметров) выполните команду Animation > Parameter Editor (Анимация --> Редактор параметров) или воспользуйтесь сочетанием клавиш ALt+1.
Для добавления нового параметра сделайте следующее.
1. В списке Add to Type (Добавить к типу) появившегося окна Parameter Editor (Редактор параметров) выберите, куда необходимо добавить параметр.
2. Укажите тип параметра в списке Parameter Type (Тип параметра).
3. Укажите тип управления параметром при помощи списка UI Туре (Тип управления). В зависимости от того, какой параметр вы выберете в списке Parameter Type (Тип параметра), доступные варианты будут различаться.
4. В поле Name (Имя) введите название параметра.
5. Нажмите кнопку Add (Добавить) для добавления параметра.
6. Переключитесь в настройки объекта (модификатора или материала) и убедитесь, что параметр добавлен в свиток Custom Attributes (Настройки пользователя).

С любезного разрешения авторов, по материалам книги
С. Бондаренко, М. Бондаренко. 3ds Max 8
Сайт авторов: www.3domen.com