На следующей неделе на киноэкраны выходит, пожалуй, самая ожидаемая лента десятилетия – продолжение блокбастера «Аватар», премьера которого откладывалась восемь раз. В свое время первая часть научно-фантастического фильма произвела революцию в мировом кинематографе, причем не только с точки зрения бокс-офиса (собрав почти $3 млрд, фильм был признан самым кассовым в истории): «Аватар» стал первопроходцем многих технологий, начавших применяться в дальнейшем.
По случаю премьеры ленты издание IndieWire проанализировало самые интересные технологии, использованные в первом «Аватаре», их усовершенствование с начала 2010-х и использование в сиквеле. Будет ли «Аватар: Путь воды» таким же революционным, узнаем 15 декабря, а пока – адаптировали этот материал для вас и предлагаем ознакомиться перед просмотром.
Блокбастер Джеймса Кэмерона «Аватар» не просто побил все кассовые рекорды. Фильм 2009 года, названный Стивеном Спилбергом «эмоциональным зрелищем», изменил сам способ создания и показа кинолент. Культурное влияние научно-фантастического эпоса продолжает быть темой для дебатов, но его влияние на виртуальный продакшен и 3D-просмотр невозможно отрицать. До того как технология StageCraft (технология виртуального продакшена с использованием LED-панелей, разработанная студией Industrial Light & Magic для сериала Disney Plus «Мандалорец») позволила поместить Педро Паскаля и Грогу («малыш Йода») в захватывающие пейзажи «Звездных войн», до того как Энди Серкис с помощью технологии захвата движения поднял выражение эмоций на абсолютно новый уровень, играя Цезаря во франшизе «Планета обезьян», до невероятных экспериментов Энга Ли с частотой кадров в фильмах «Долгий путь Билли Линна в перерыве футбольного матча» и «Гемини», были Пандора, на'ви и режиссероцентричный воркфлоу, разработанный обладателем премии «Оскар» Робертом Легато (автор метода виртуальной съемки, использовавшейся для создания «Аватара»).
Одной из камер, которую использовал Кэмерон, была виртуальная камера (в обычном понимании это вообще не камера, поскольку не имеет объектива, а напоминает игровой контроллер с подключенным монитором). Она позволила режиссеру снимать сцены в созданном им мире. К примеру, через виртуальную камеру Кэмерон видел не Зои Салдана, а ее трехметрового синекожего персонажа Нейтири в компьютерной среде. Также Кэмерон использовал виртуальную камеру Simul-Cam, разработанную Гленном Дэрри и его компанией Technoprops, – систему светодиодных маркеров высокой интенсивности, синхронизирующихся по фазе с камерами захвата движения. Она позволяла режиссеру руководить актерами как компьютерными персонажами в виртуальной среде планеты Пандора в режиме реального времени.
То, что видел Кэмерон, говорило с ним – и в тот же момент могло меняться в зависимости от движений камеры режиссера. Далее эстафета переходила к волшебникам из Weta Digital (теперь Wētā FX), делавшим полученное изображение реалистичным. Под руководством оскароносного VFX-супервайзера Джо Леттери («Аватар», «Кинг-Конг», две части «Властелина колец») они переписали фотореалистичную VFX-технологию для захвата движения, анимации, освещения и рендеринга.
Леттери и Wētā прошли долгий путь со времен «Аватара», применяя свои инновации во франшизе «Планета обезьян», фильмах «Алита: Боевой ангел» и «Гемини». В сиквеле «Аватар: Путь воды» они исследуют новые границы Пандоры, в том числе бескрайние океаны, играющие значительную роль в фильме и требующие большого прогресса в технологиях фотореалистической симуляции воды и происходящего под водой. Итак, рассмотрим некоторые технологические достижения компании Wētā в «Аватаре».
Технология захвата движения
Как «Аватар» изменил игру: Компания Wētā усовершенствовала возможности захвата движения несколькими способами. Студия из Новой Зеландии приложила много усилий, чтобы решить проблему отслеживания лица и преодолеть ограничения, возникающие с использованием одной камеры (а несколько камер замедлили бы процесс и сделали съемку неудобной для актеров).
Стоит отметить, что Кэмерон не использовал традиционное на тот момент размещение маркеров для захвата движения на лицах актеров. Актеры «Аватара» носили специальные головные уборы, похожие на шлемы, с крошечным трекером. Он фиксировал не только эмоции и движения мышц в высоком как никогда качестве (для этого была переработана система кодирования лица FACS), но и движение глаз – именно этой функции не хватало в предыдущих системах, поэтому созданные персонажи казались безжизненными. Также Wētā уделила большое внимание анимации движений, чтобы компенсировать то, чего не смог захватить трекер.
Что изменилось с тех пор? Во франшизе об обезьянах компания Wētā усовершенствовала свою технику захвата движения – особенно в последних двух фильмах режиссера Мэтта Ривза («Рассвет планеты обезьян» и «Война за планету обезьян»), снимая на локациях со снегом и дождем. Лучшего качества достигли с помощью нескольких камер, которые были более легкими, мобильными и имели более высокое разрешение. Компания также улучшила свою систему отслеживания и захвата лица, в частности благодаря более быстрым и интерактивным инструментам анимации лица в реальном времени для мгновенной обратной связи.
В фильме «Алита: Боевой ангел» Wētā пошла дальше, впервые применив две облегченные головные HD-камеры для захвата большего количества деталей (это использовали и в сиквеле «Аватара»). Компания также усовершенствовала свою систему захвата лица, используя две CG-куклы (одну для актрисы Розы Салазар, а другую для ее персонажа) – их перенацеливали друг на друга для достижения максимального единства. Работа над одними глазами длилась год. Причем Wētā впервые имитировала волокна внутри глаза (на основе глаз младенца). Для иллюстрации того, как со временем продвинулись технические достижения студии: в глазах Алиты больше деталей, чем у всего персонажа Голума, которого Wētā создала для «Властелина колец».
Океаны «Пути воды» содержат больше деталей и реалистичности, а подводные съемки Wētā проводила с помощью новой революционной системы, объединяющей использование сотен камер в 340 тыс. литров воды в резервуаре. И если задачей актеров было научиться на несколько минут задерживать дыхание под водой, то все ответственные за картинку для съемок подводных сцен должны были преодолеть ряд препятствий. Например, контролировать потоки света, проходящие через воду (этого удалось достичь за счет маленьких белых пузырьков, размещенных на поверхности). Кроме того, съемочные группы должны были предотвратить отражение в воде всего, что на поверхности.
Анимация
Как «Аватар» изменил игру: первый фильм требовал совершенно нового уровня построения персонажей и окружения. В фильме было семь главных и 14 второстепенных говорящих персонажей, а также более 200 на'ви, не имеющих диалогов, но все равно очень выразительных. Для наземных существ был разработан правдоподобный шестиногий цикл ходьбы и бега; летающие существа обладали четырьмя крыльями, поэтому Wētā нужно было придумать, как летать, чтобы крылья не мешали изображению животных.
Наибольший прорыв в анимации персонажей случился во время пересечения так называемой «Зловещей долины» главными героями Джейком (Сэм Уортингтон) и Нейтири (Зои Салдана). «Зловещая долина» – это гипотеза из области робототехники и трехмерной компьютерной анимации, заключающаяся в том, что с увеличением человекоподобия робота постепенно увеличивается положительное впечатление и человеческая эмпатия, а дальше впечатление резко становится отталкивающим. Однако если подобие будет увеличиваться и дальше, то впечатление снова станет положительным.
С помощью Maya (программы для моделирования трехмерных объектов, анимации, композитинга и визуализации) были разработаны новые системы лица, использующие мышцы для контроля эмоций. Wētā также разработала улучшенную текстуру кожи для на'ви и всех других существ.
Тем временем пышные джунгли Пандоры, с красивыми дневными растениями, которые ночью становятся биолюминесцентными, требовали нового виртуального рабочего процесса. Но выращивать растения и деревья было сложно, поэтому их пытались создать схематично. В конце концов все пришлось раскрашивать вручную, чтобы обеспечить наивысшее качество и однородность в 3D-пространстве. Одна из техник заключалась в том, что камеру располагали в прозрачном шаре или куполе – это расширяло сцену до бесконечности. Также были запатентованы инструменты, которые могли рендерить 360-градусные сцены.
Что изменилось со временем? Позже, в «Гемини», Wētā разработала несколько новых методов анимации лица: специалисты создали систему для воспроизведения пор и в целом гораздо более естественное решение для кожи, а для глаз разработали реалистичную модель конъюнктивы (тонкая оболочка передней части глаза).
Джейк и на'ви (включая находящийся на рифах Пандоры океанский клан Меткайина) выигрывают от улучшенной текстуры кожи. А новые летающие рыбы/крокодилы и китовые существа выглядят просто поразительно.
Что касается изображения джунглей Пандоры и новой растительности под водой, Wētā имела возможность использовать свой инструмент для выращивания деревьев Totara, разработанный для «Войны за планету обезьян». Это позволило «вырастить» полноценную среду, в частности окружающую экосистему, с физической точностью и реалистичностью.
Освещение
Как «Аватар» изменил игру: Wētā дополнительно разработала глобальную систему иллюминации для освещения сцен. А потом усовершенствовала ее: теперь программа могла вычислить и проанализировать весь имеющийся в заданной сцене свет, разместить в ней персонажей, окружение и при необходимости перемещать свет вокруг них. Результаты оказались впечатляющими: например, свет отражался от поверхности листьев, но также проходил сквозь нее и выходил зеленым через обратную сторону.
Для на'ви специалисты разработали систему, обеспечивающую прохождение света через уши и носовые хрящи. Однако синяя кожа стала проблематичной с точки зрения освещения, особенно после добавления на поверхность пота и блеска. Чтобы избежать искусственного вида, команда отправилась в гавайский тропический лес и изучила, как свет отражается от растений, как лицо принимает свет с неба. Затем зеленый отраженный свет был применен в сочетании с белым – чтобы правильно изобразить лицо.
В дополнение к усовершенствованной глобальной системе освещения для окружения и персонажей Wētā может использовать PhysLight – систему освещения, имитирующую свет на съемочной площадке. Программа опять же была разработана для «Войны за планету обезьян», а недавно использовалась в фильмах «Бэтмен» и «Черная пантера: Ваканда навеки».
Рендеринг
Как «Аватар» изменил игру: для «Аватара» суперкомпьютеры Wētā должны были выполнять до 1,4 млн задач в день с помощью RenderMan (программа для рендеринга, разработанная компанией Pixar). Это означало обработку 8 ГБ данных в секунду 24 часа в сутки в течение более месяца. Зачастую рендеринг каждого из кадров фильма занимал несколько часов. Но независимо от того, насколько вычислительно интенсивным и кошмарным это было, чем больше Wētā стремилась к фотореализму, тем реальнее сцены на самом деле выглядели.
Что изменилось с тех пор? Начиная с «Рассвета планеты обезьян» Wētā все больше полагается на собственный физический производственный рендеринг Manuka, обрабатывающий сложные боевые действия и широкие плановые кадры со скоростью, эффективностью и большой вычислительной мощностью. Это сопровождается инструментом быстрого предварительного освещения Gazebo, позволяющим изображениям последовательно перемещаться от одного рендерера к другому.
Стереоскопическая камера и проекция
Как «Аватар» изменил игру: Винс Пейс из Pace Technologies создал для «Аватара» стереокамеру 3D Fusion, состоящую из двух камер Sony F950, прикрепленных на специальной установке с двумя оптическими блоками J-cam, чтобы максимально уменьшить конструкцию. На разработку системы Fusion ушло семь лет. Одной из уникальных особенностей камеры был учет движения компьютерных персонажей, снятых во время движения, для композиции при создании кадра.
В оригинальном «Аватаре» для создания эффекта присутствия в формате RealD 3D особенное внимание уделялось процессу постпродакшена – для обеспечения наилучшего опыта просмотра. Недавно этот процесс был усовершенствован для переиздания «Аватара», вышедшего в сентябре: лента была обновлена в формате 4K с отдельными сценами со скоростью 48 кадров в секунду и использованием последних достижений лазерной проекции для более яркого изображения.
Что изменилось после этого? Кэмерон инициировал редизайн стереоскопической камеры для использования в «Пути воды» (оператор-постановщик – Рассел Карпентер). Они подключили камеры Sony Venice к специально созданной 3D-стереоскопической системе распределения луча, используя блок расширения Rialto, использовавшийся в «Топ Ган: Мэверик». Эта система называется Sony CineAlta Venice 3D. Камера используется как для подводных, так и отдельных сцен полетов. Сиквел «Аватара» получил беспрецедентное количество форматов, включая 4K и 3D с высокой частотой кадров (48 в секунду).
Посмотрев, как режиссер Энг Ли использует 120 кадров в секунду для «Гемини» и «Долгого пути Билли Линна», Кэмерон обнаружил, что гиперреализм слишком резок для сцен, не связанных с экшеном. Поэтому режиссер чередовал съемку «Пути воды» со скоростью 48 кадров в секунду и традиционную частоту кадров – 24 в секунду.
Как это будет работать в кинотеатрах, где проектор не может переключать частоту кадров во время показа? «Они будут просто запускать его с частотой 48 кадров в секунду, – сказал Кэмерон во время дискуссии на Пусанском международном кинофестивале. – В любой части сцены, которая нужна с частотой 24 кадра в секунду, мы просто удваиваем кадры. Таким образом, фактически будет показываться один и тот же кадр дважды, но зритель этого не заметит».
