Эволюция технологий создания человекоподобного робота

[1] Концепция

[2] «Терминатор» (1984): аниматроника и покадровая анимация

[3] «Терминатор 2: Судный день» (1991): первый CGI-персонаж и гибридный подход

[4]«Из машины» (2015): CGI-прозрачность и физически корректный рендер

[5] Заключение

[6] Источники

Данное визуальное исследование рассматривает, каким образом кинематограф решал задачу создания гуманоидного робота в кадре на протяжении трех десятилетий. Материалом для анализа послужили три проекта: «Терминатор» (1984, реж. Джеймс Кэмерон), «Терминатор 2: Судный день» (1991, реж. Джеймс Кэмерон) и «Из машины» (2015, реж. Алекс Гарленд). Все три фильма решают сходную визуальную задачу — убедительное существование механического тела в кадре рядом с живым актером — принципиально разными средствами. Исследование фиксирует, какие конкретно инструменты применялись для передачи металлической поверхности, анимации движения и совмещения робота с реальным съемочным материалом, и как смена технологий отразилась на визуальном результате.

В «Терминаторе» эндоскелет T-800 создавался двумя параллельными методами. Дизайн робота разработал Кэмерон, Уинстон принял его без изменений. Студия Стэна Уинстона (Stan Winston Studio) изготовила полноразмерную аниматронную куклу с кабельным и радиоуправлением для съемок торса и головы крупным планом, а также несколько кукол-реплик Шварценеггера для сцен с повреждениями тела актера. Для съемок эндоскелета в полный рост с активным движением была изготовлена стоп-моушн кукла высотой около 60 см — крупнее стандарта из-за уровня детализации полноразмерного оригинала. Куклу построил Дуг Безвик; на сборку и финишную детализацию ушло пять месяцев. Хромирование выполнялось у того же гальваника и из той же эпоксидной смолы, что и у полноразмерного оригинала Уинстона — чтобы металлический тон совпадал в кадре. Сборку и детализацию вел Тед Рэй, финишное покрытие — Марк Салливан. Анимировал куклу Питер Клейнов (Fantasy II Film Effects) под супервизией Джина Уоррена: в финальный монтаж вошли 8 стоп-моушн планов из изначально запланированных 12–14; каждый дубль занимал от 6 до 16 часов. Совмещение стоп-моушн с живым актером и фоновым материалом выполнялось через оптическую печать с покадровой задней проекцией.

В «Терминаторе 2» персонаж T-1000 создавался в ILM под супервизией Денниса Мерена. Для проекта был нанят персонал со всего мира, CG-отдел вырос втрое до 35 человек; в оборудование вложили около 3 миллионов долларов, включая парк Silicon Graphics-машин. Арт-директор Дуг Чиан определил четыре стадии трансформации T-1000: аморфный сгусток жидкого металла, бесформенный гуманоид, отчетливая металлическая фигура, цифровая копия Роберта Патрика. Для анимационного референса Патрик снимался в купальном костюме с нанесенной сеткой 2x2 дюйма синхронизированными камерами с двух ракурсов одновременно — метод был разработан ассистент VFX-супервайзером Марком Диппе; отснятый материал изучался командой около месяца и лег в основу модели и базовых циклов ходьбы более чем в половине планов. Лазерное сканирование Патрика в Cyberware Laboratory в Монтерее дало отправную точку для трехмерной модели, не требуя строить форму с нуля. Для металлической поверхности был разработан кастомный шейдер «polyalloy», рендеринг выполнялся в RenderMan. Для эффекта заживления ранений Дуг Смайт разработал программу рипплинга — двумерную обработку изображения, смещающую пиксели без трехмерного моделирования. Пленочный материал оцифровывался CCD-сканером на 4000 пикселей; финальный цифровой композитинг — впервые в практике ILM — врезался напрямую в живой экшн без оптических этапов. Практические версии T-800 для сцен физического взаимодействия, а также эффекты пулевых попаданий в T-1000 (вакуумметаллизированные латексные вставки) изготавливались в студии Стэна Уинстона. Стоп-моушн кукла из первого «Терминатора», построенная Дугом Безвиком, была восстановлена и переделана под го-моушн для миниатюрных сцен будущей войны: аниматор Питер Клейнов монтировал кукол на программируемый рельсовый привод для получения смазки движения.

В «Из машины» тело робота Авы создавалось студией Double Negative под супервизией Эндрю Уайтхерста — более 300 планов. Дополнительно Milk VFX выполнила мозг Авы и POV-планы, Utopia и Web FX — клинап и вставки мониторов. На съемочной площадке актриса Алисия Викандер носила серый сетчатый костюм с резиновыми о-рингами и латунными шпильками: о-ринги были включены в дизайн костюма именно для того, чтобы давать чистые края для ротоскопинга. После каждого сетапа снимались HDR-референсы освещения и чистые плейты основной камерой. Double Negative сохранял из съемочного материала лицо, верхнюю часть торса, руки и стопы Викандер; остальные части тела замещались CGI. Трекинг тела вел Алекс Масиера; дополнительную сложность создавали анаморфотные объективы Xtal Express с непредсказуемой дисторсией линзы. Меш Авы рендерился в PRMan; 2D-композитинг вел Пол Норрис. Моделинг выполняли Ричард Дюрант и Алексис Лемонис, риггинг — Марк Ардингтон и Фернанда Морено. Грин-скрин на проекте не использовался. По словам Уайтхерста, первый его проект без единого грин-скрина; вместо этого ротоскопинг выполнялся по живому съемочному материалу на натурных локациях.

Задача производства эндоскелета T-800 была разделена между двумя методами в зависимости от типа плана: полноразмерная аниматронная кукла для крупных планов и кукла покадровой анимации для съемок в полный рост.

Дизайн эндоскелета разработал Кэмерон, а Уинстон принял его без изменений, добавив лишь масштаб. Финальный робот получился крупнее и массивнее первоначального концепта из-за того, что Шварценеггер был утвержден на роль уже в процессе препродакшна, и пропорции робота подгонялись под него. Студия Стэна Уинстона изготовила полноразмерную аниматронную куклу с кабельным и радиоуправлением, обеспечивавшим движение торса и головы.

Помимо эндоскелета, Уинстон создал несколько кукол-реплик Шварценеггера для сцен с повреждениями: в частности, желеобразное глазное яблоко для сцены самооперации изготавливалось в экстренном режиме, когда съемка была перенесена в начало расписания.

Завершающий кадр с расплющенным эндоскелетом потребовал импровизации: когда выяснилось, что кукла недостаточно сминается, художник по спецэффектам Джон Розенгрант изготовил часть черепа из плотной алюминиевой фольги прямо на площадке. В итоге, именно этот вариант попал в финальный кадр.

Для съемок эндоскелета в полный рост с активным движением была построена стоп-моушн кукла высотой около 60 см. Ее изготовил Дуг Безвик. На сборку ушло пять месяцев, на два месяца дольше запланированного. Нестандартно крупный размер куклы был продиктован уровнем детализации полноразмерного оригинала: при уменьшении до стандартных 30 см деталь терялась.

Анимацию выполнял Питер Клейнов под супервизией Джина Уоррена. В финальный монтаж вошли 8 стоп-моушн планов из изначально запланированных 12–14. Каждый дубль занимал от 6 до 16 часов; Клейнов делал от двух до пяти дублей на план.

Совмещение с живым актером и фоновым материалом выполнялось через оптическую печать с покадровой задней проекцией: готовый съемочный плейт проецировался позади миниатюрной декорации покадрово, синхронно с экспозицией куклы. Движения камеры в стоп-моушн планах по возможности дублировали движения камеры в живых планах, чтобы монтажный стык был незаметен.

Ограничением метода был возникающий стробоскопический эффект при покадровой анимации. Именно поэтому в «Терминаторе 2» при создании аналогичных миниaтюрных сцен будущей войны та же кукла Безвика была переведена на го-моушн: программируемый рельсовый привод создавал небольшое физическое смещение куклы в момент экспозиции, давая естественную плавность и сближая изображение с видом живого объекта.

Масштаб задачи потребовал разделения работы между четырьмя основными командами. ILM под супервизией Денниса Мерена отвечал за более чем 40 CGI-планов с T-1000. Студия Стэна Уинстона создавала аниматронные куклы и грим-накладки для T-800, а также практические эффекты для планов с T-1000. Fantasy II под руководством Джина Уоррена выполняла миниатюрные съемки сцен будущей войны. Дополнительную поддержку обеспечивали Pacific Data Images и Video Image.

Арт-директор Дуг Чиан перерисовал раскадровки для всех 43 CGI-планов под конкретные требования компьютерной графики и провел анимационные тесты на трех кадрах в секунду для проверки тайминга. Чиан определил четыре стадии трансформации T-1000: аморфный сгусток жидкого металла, бесформенный гуманоид без черт лица, отчетливая металлическая фигура и цифровая копия Роберта Патрика. Скульптор Марк Сигал из модельного цеха ILM изготовил 18-дюймовые глиняные макеты каждой стадии, которые служили осязаемым ориентиром при определении уровня детализации на каждом этапе.

Для анимационного референса Роберт Патрик снимался в купальном костюме с нанесенной сеткой из клеток размером 2x2 дюйма. Съемка велась двумя синхронизированными камерами с длиннофокусными объективами одновременно спереди и сбоку - метод, разработанный VFX-супервайзером Марком Диппе. Отснятый материал изучался командой около месяца и лег в основу модели и базовых циклов ходьбы более чем в половине финальных планов.

Лазерное сканирование Патрика в Cyberware Laboratory в Монтерее дало цифровую базу для трехмерной модели. Данные использовались как отправная форма, от которой строился CG-скелет. Дополнительно с каждого съемочного сета снимались точные замеры - от размера плитки пола до расстояния персонажа до стен - чтобы воссоздать сет в цифровом пространстве. На площадке выставлялись калибровочные мишени, которые при съемке позволяли позднее точно восстановить параметры камеры в компьютере.