История компьютерного кинематографа. Глава 1

Компьютерной графикой в фильмах сегодня мало кого удивишь. Её качество поднялось до таких высот, что зритель иногда не может различить: реален ли предмет на экране, или создан "думающей машиной"?

Тем не менее, компьютерной графике пришлось пройти долгий путь, прежде чем киноиндустрия начала воспринимать её всерьёз. Большую роль в этом сыграл фильм "ТРОН" ("TRON") - первый фильм, компьютерная графика в котором сыграла решающую роль. По словам Джона Лессетера (John Lasseter), исполнительного вице-президента известной анимационной студии Pixar: "Без "ТРОН'а" мы никогда не увидели бы "Игрушечную историю" ("Toy Story")".

"ТРОН" - вестник перемен в киноиндустрии

Предшественники

Хотя "ТРОН" является фильмом, использующим возможности компьютерной графики на "полную катушку", первые фильмы, в которых она применялась, вышли на экраны за 10 лет до его появления.

Титул первого фильма, использующего компьютерную графику, получила кинолента "Западный мир" ("West world"), выпущенная в 1973 году. Через некоторое время зрителям было представлено её продолжение - фильм "Будущий мир" ("Future world"). В обеих картинах, повествующих о взбунтовавшихся андроидах, компьютеры использовались для генерации пейзажей, видимых глазами роботов.

В будущее вместе с андроидами

Следующей кинолентой, в которой для создания графики использовались компьютеры, стал четвёртый (хотя снятый первым) эпизод саги "Звёздные войны" Джорджа Лукаса - "Звёздные войны. Эпизод IV: Новая надежда" ("Star Wars. Episode IV: A new hope"), вышедший в 1977 году. Хотя сам фильм для своего времени был революционным и содержал массу спецэффектов, лишь один из них содержал компьютерную графику. На производство 90-секундного фрагмента, демонстрирующего пролёт космического корабля сквозь компьютерную проекцию "Звезды смерти", художнику по спецэффектам понадобилось три месяца кропотливого труда. Все остальные спецэффекты были созданы, в основном, средствами мультипликации и совмещением нескольких видеофрагментов.

Космические корабли и баталии в "Эпизоде IV: Новая надежда" не являются плодом компьютерной графики

Последним предшественником "ТРОН'а" стал фильм "Чёрная дыра" ("Black hole") производства Disney Studios, выпущенный в 1979 году. 75-секундный эпизод, в котором демонстрировался водоворот, угрожающий засосать корабль главных героев в небытиё, был создан с помощью компьютера. После "Чёрный дыры" о применении компьютерной графики в киноиндустрии подзабыли, и лишь в июле 1982 году она снова дала о себе знать, появившись в ипостаси фильма "ТРОН".

Мечта одного аниматора

Первой анимацией, которую увидел Стивен Лисбергер (Steven Lisberger), был маленький электронный луч, скачущий по экрану. Начинающий аниматор, Лисбергер, во время своего обучения, был в центре становления и постепенного развития компьютерной графики и анимации. Через некоторое время он основал в Бостоне небольшую студию, занимавшуюся созданием компьютерной анимации для нужд телеиндустрии.

Однажды, увидев игровой автомат "Pong", его охватило то же чувство, которое он испытал при просмотре той памятной первой анимации. Стивен подумал: "почему бы ни совместить обе идеи в одну: использовать компьютеры для создания истории о видеоиграх"? Так и родилась идея создания фильма "ТРОН".

Стивен Лисбергер, создатель будущего шедевра компьютерного кинематографа

В 1975 году Лисбергер продемонстрировал короткую компьютерную анимацию на съезде кинопродюсеров, проходившем в Бостоне. К сожалению, мало кому известной на тот момент технологии не уделили должного внимания.

В 1978 году, из-за нехватки высококвалифицированных кадров для создания 6-минутного анимационного ролика "Анималимпикс" ("Animalympics"), посвящённого будущим Олимпийским играм в Москве, Лисбергер вместе со своим другом, продюсером Дональдом Кушнером (Donald Kushner) принял решение перенести свою анимационную студию в Южную Каролину. К сожалению, из-за политических разногласий между СССР и США, последняя отказались участвовать в Олимпийских играх и телевизионная компания NBC, заказавшая "Анималимпикс", расторгла соглашение, вследствие чего Лисбергер оказался на грани банкротства.

Обдумывая сложившуюся ситуацию, Стивен вспомнил о "ТРОН'е" и, посовещавшись с Дональдом, решил попытать счастья. Друзья начали работать над бизнес-планом, который, в конечном итоге, составил более 300 страниц. Вместе с ним они объехали весь Лос-Анджелес в поисках инвесторов. Но ни одна киностудия не заинтересовалась проектом и, в июне 1980 года Лисбергер обратился к последнему и наименее вероятному кандидату на пост спонсора - Disney Studios.

В то время эта студия уже имела в своём активе фильм, в котором применялась компьютерная графика. Этой лентой была "Чёрная дыра". Но высшее руководство Disney Studios не хотело рисковать по крупному, поэтому создание остальных её фильмов ("Человек-кондор" ("Condorman"), "Убийца драконов" ("Dragonslayer") и др.), не отходило от устоявшихся канонов начала 80-х.

Стивен Лисбергер предлагал, на первый взгляд, абсурдную идею: создать фильм, повествующий о жизни внутри компьютера, да ещё и созданный с его применением. Молодой аниматор, уже было, потерял всякую надежду на воплощение своей давней мечты, но тут "на сцену выходит" Том Вайлхайт (Tom Wilhite), назначенный руководством на пост продюсера. Именно ему и было поручено оценить идею Лисбергера.

29-летний Вайлхайт прекрасно понимал, что студии Диснея как "глоток свежего воздуха" был необходим инновационный проект, способный несколько разнообразить устоявшийся "мультипликационный дух" киностудии. Поэтому "ТРОН" появился как раз вовремя. "Это была наиболее интересная идея, которую я когда-либо видел", - говорил Вайлхайт.

Заручившись поддержкой продюсера, Лисбергеру оставалось лишь одно: уговорить в целесообразности создания "ТРОН'а" высшее руководство Disney Studios. Для демонстрации возможностей компьютерной анимации, которая в последствии должна была применяться в фильме, Лисбергер вместе с Сэмом Шатзом (Sam Schatz), одним из создателей компьютерной анимации в фильме "Чёрная дыра", создал 2-минутный видеоролик, который, в конечном итоге и помог "виртуальному" фильму обрести "реальную плоть".

Нелёгкие будни создания шедевра

Работы над "ТРОН'ом" начались в апреле 1981 года.

Для создания концептуальных рисунков техники, костюмов и пейзажей в фильме Disney Studios наняла художника Энди Проберта (Andy Probert), который позже работал над сериалом "Звёздный путь: Следующее поколение" ("Star Trek: The Next Generation"). Тем не менее, впоследствии, ни один из созданных Пробертом рисунков использован не был. Вначале 1981 года Лисбергер нанял известную команду художников для создания финальных концепт-рисунков, которая состояла из: Жана "Мёбиуса" Жиро (Jean "Moebius" Giraud), Сида Миеда (Syd Mead) и Питера Ллойда (Peter Lloyd). Жиро, известный по своим работам в журнале "Heavy Metal", содействовал в создании дизайна костюмов. За дизайн техники и пейзажей в фильме нёс ответственность известный в киноиндустрии дизайнер Миед. Художник Питер Ллойд разрабатывал компьютерные пейзажи в фильме, в дополнение к этому состоял в должности стилиста по раскраске.

Концептуальные рисунки, техники, присутствующей в "ТРОН'е"

По первоначальному замыслу Лисбергера и Кушнера весь фильм планировалось выполнить целиком с применением компьютерной графики. "Когда я писал сценарий "ТРОН'а", моё стремление было в том, чтобы весь фильм был создан на компьютере, потому что лишь таким образом можно было полностью создать атмосферу жизни внутри компьютера", - говорил Стивен по этому поводу. Но существующие на тот момент мейнфреймы и мини-компьютеры не могли обеспечить необходимый уровень производительности (представьте себе фильм "Финальная фантазия" ("Final Fantasy: The Spirits Within", Square Pictures, 2001) 1980 года выпуска, который был бы создан на компьютере с процессором i386). В результате было решено использовать метод т.н. "подсвечиваемой композиции" ("backlight compositing").

Немного о самом методе. "Рисование с помощью света" - термин, который был дан технике, разработанной Ричардом Тейлором (Richard Taylor) и использованной им в рекламных роликах для компаний "Levi's" и "Seven-UP". "ТРОН" стал первым фильмом, при создании которого, использовался этот метод. Его суть состоит в следующем: делается раскадровка отснятого видеоматериала, затем на каждый кадр накладывается фильтр, после чего происходит пересъёмка каждого кадра. Заново отснятые кадры соединяют вместе и получают готовый видеоматериал.

"ТРОН" снимался на 70 мм чёрно-белую киноплёнку. Все актёры были одеты в чёрно-белые костюмы и снимались на чёрном фоне. Каждый, необходимый для обработки, кадр фильма был превращён в слайд с размерами 60 х 30 см. Каждый слайд помещался перед источником света и фотографировался камерой с фильтром определённого цвета. Кроме того, были вручную созданы специальные матрицы, представляющие собой фон для сцен в фильме. Матрицы фотографирования, предназначенные для наполнения цветом каждого кадра, объединялись в один пакет. Каждый такой пакет, в среднем, содержал одинадцать матриц, хотя иногда их число достигало тридцати.

Три матрицы одного и того же кадра (сверху вниз): обычный снимок, высококонтрастный негатив и контурная матрица

За всё время съёмок было создано более 540000 слайдов, над которыми на протяжении 10 месяцев работало около 450 человек. Для уменьшения расходов на слайды, часть из них была создана на Тайване. "ТРОН" является, пожалуй, первым фильмом, для производства которого была использована "дешёвая сила" Дальнего Востока.

Результат использования "подсвечиваемой композиции", как видно из кадра фильма получился очень хорошим.

Светящиеся костюмы главных героев, как и космические корабли в четвёртом эпизоде "Звёздных воин" - не компьютерная графика, а плод труда сотен людей

Теперь давайте поговорим о визитной карточке фильма - компьютерной графике.

Изначально компания Information international Inc. (называемая ещё III, 3I, хотя наиболее известное сокращение - Triple-I) должна была создать всю компьютерную анимацию самостоятельно, но мощностей её компьютеров не хватало для выполнения такого большого объёма работы, поэтому в проект была вовлечена компания Mathematical Applications Group Inc. (более известная под именем MAGI/Synthavision). Кроме того, позже, для работы над некоторыми сценами, к ним присоединились ещё две компании: Robert Abel & Associates и Digital Effects, известные своей высококачественной компьютерной графикой для нужд телевидения.

Компания MAGI/Synthavision возглавляемая Филом Митлманном (Phil Mittlemann), была создательницей метода "трассировки лучей" ("ray-tracing"), идея которого состоит в отслеживании обратного хода попадаемого в камеру луча, проложенного от каждого элемента изображения. Этим методом хорошо просчитываются отражения, преломление света, тени, блики, геометрические объекты. Кроме того, компанией была создана первая в истории коммерческая компьютерная анимация, когда ещё в начале 70-х годов прошлого столетия на мониторе в офисе MAGI появилась вращающаяся надпись "IBM".

MAGI создала одну из двух систем моделирования: процедурную, при которой 3D-модели создаются путём комбинации геометрических фигур. Именно процедурное моделирование является основой программного обеспечения Synthavision, созданного за пять лет одноимённым подразделением компании. Библиотека Synthavision состояла из 25 готовых фигур, таких как: цилиндры, сферы, пирамиды и т.д. Из этих простейших фигур создавались более сложные, которые, в последствии, ставали основой для 3D-модели. Ларри Элин (Larry Elin), начальник отдела разработки, сравнивал Synthavision с "коробкой, полной маленьких деревянных фигурок, которые можно соединить вместе для получения комплексных фигур".

Модели из фильма "ТРОН", созданные и анимированные MAGI с использованием ПО Synthavision (Сверху вниз): "Светоциклы", танки и полицейские роботы - "рекогнайзеры"

Результатом построения 3D-моделей с помощью программного обеспечения Synthavision становились гладкие, механически выглядящие объекты, углы которых были заметны лишь благодаря теням. Недостаток данного метода - потеря реализма, так как создать сложную модель очень трудно. Достоинство же - малое количество данных, необходимых для обработки. Так один "светоцикл" был собран из 57 геометрических фигур. Компьютерные мощности MAGI позволяли увидеть готовую модель сразу же после её создания в режиме реального времени. Для анимации модели в Synthavision был встроен специальный "директорский язык", с помощью которого аниматор описывал путь движения модели, оценивал результат на дисплее и, при необходимости, корректировал его. Возможность коррекции движений каждого объекта в режиме реального времени позволила аниматорам MAGI создать отличную анимацию в массовых сценах, в которых находилось несколько 3D-моделей. Примером могут служить плавное движение "светоциклов", а также синхронные действия "рекогнайзеров" и танков. Благодаря широким возможностям анимации компьютерных моделей, компанию MAGI можно считать "королевой" компьютерной графики в первой половине фильма, которая состоит, в основном, из динамических сцен.

Теперь давайте перейдём ко второму "гиганту" компьютерной графики и анимации в фильме - компании Triple-I.

Information International Inc., основанная в 1962 году, специализировалась, главным образом, на электронных лучевых трубках с высоким разрешением, которые использовались для сканирования видеоматериала, а также обратного переноса цифрового видеоизображения на видеоплёнку. С помощью оборудования этой компании "отец" компьютерной графики, Джон Уитни (John Whitney), создал свои первые анимационные ленты. Кроме того, именно Triple-I создала первую в истории киноиндустрии компьютерную анимацию: уже упоминавшийся в начале статьи "зрение андроидов" в фильме "Западный мир". В 1975 году в недрах компании была создана группа, занимавшаяся созданием компьютерной графики и анимации для кинофильмов. Именно она стала главной "движущей силой" компьютерной анимации в "ТРОН'е".

В 1974 году сотрудники Triple-I на базе мини-ЭВМ PDP-10 компании DEC создали компьютер Foonly F1. В то время компания надеялась заключить контракт с правительством на использование F1 в качестве системы оптического распознавания текста. Но позже компьютер, добавив к нему видеомагнитофон PFR-80, перепрофилировали в систему обработки компьютерной графики, которую и использовало упомянутое выше подразделение Triple-I.

"ТРОН" был первой кинолентой, в создании которой участвовал Foonly F1. Triple-I хотела продемонстрировать всю мощь своего оборудования (и F1 в частности), поэтому в создании компьютерной графики и анимации для фильма участвовало большинство сотрудников компании. В отличие от компании MAGI, использовавшей геометрические фигуры, Triple-I использовала в качестве простейших единиц треугольники и квадраты, в народе называемые полигонами. Такой метод создания 3D-модели получил название "полигонального".

Программное обеспечение TRANEW, использовавшееся совместно с Foonly F1, было написано на Фортране и Ассемблере Гари Демосом (Gary Demos), которому помогал Джим Блинн (Jim Blinn), создатель первых компьютерных анимаций полётов в NASA.

Данные, обрабатываемые TRANEW, были представлены в виде хеш-таблиц, в которых содержались координаты каждого полигона, отдельные (красный, синий, зелёный) компоненты цвета текстуры, а также координаты каждого изображения, видимого спереди, сверху, и со стороны, и углы поворота вокруг осей, необходимые для представления компьютеру трёхмерности сцены. Создание сцены происходило путём просчёта позиции с каждой стороны и вращения по осям x, y и z для получения отдельного кадра каждого объекта. Просчёт происходил покадрово до тех пор, пока не получался желаемый результат.

Рендеринг каждого кадра занимал 20 минут (Foonly F1, имел частоту 10 МГц и обладал, в общей сложности, 1 Мб памяти). Результат выводился на экран, отображающий 64 цвета и имеющий разрешение 1024 х 1024 пикселя. Кроме того, при использовании видеопринтера можно было увидеть, каким будет конечный результат, совмещённый с видеоизображением.

Каждый 3D-объект сначала рисовали вручную, разбивая на полигоны, а затем, с помощью специальных оцифровующих планшетов, переносили в F1. Во время рендеринга программа TRANEW текстурировала модель, а также добавляла источники света и тени. Финальный результат по качеству уходил далеко вперёд от моделей, созданных MAGI, но при этом полигональные модели требовали бездну машинного времени для своего создания.

Больше всего усилий аниматорам Triple-I пришлось потратить на создание "Солнечного парусника". 15000 полигонов для 3D-модели в 1980 году - это не шутка

Triple-I занималась созданием и анимацией моделей "Солнечного парусника", транспортного корабля Сарка, полицейских роботов и Программы Мастер-контроль. К сожалению, финансовые проблемы вынудили компанию завершить деятельность ещё до окончания работы над фильмом, поэтому оставшуюся незаконченную компьютерную анимацию Triple-I выполняли аниматоры MAGI.

Другие модели, созданные Triple-I: транспортный корабль Сарка (сверху) и полицейские роботы (снизу)

На долю компании Digital Effects выпало создание и анимация компьютерного существа - "Бита".

Результат работы Digital Effects - "Бит"

Последняя компания, Robert Abel & Associates, работала над сценой переноса главного героя фильма из реального мира в компьютерный. Кроме того, вместе с Digital Effects она создала компьютерную анимацию в титрах к фильму.

Кадры из сцены, над которой работали аниматоры Robert Abel & Associates

Необходимо также добавить, что кроме компьютерной анимации в фильме существовала и, т.н., "комбинированная анимация". Так как Стивен Лисбергер хотел показать жизнь внутри компьютера во всех её проявлениях, окружающую среду, как и костюмы актёров, необходимо было наполнить иллюминацией, разнообразными световыми источниками и пролетающими по кабелям и отводам сигналами. Но для этого потребовались бы просто титанические компьютерные мощности, поэтому решено было воспользоваться уже опробованной техникой - добавить "краски" вручную с помощью "подсвечиваемой композиции". Сгенерированный компьютером вектор распечатывался на киноплёнке, а затем, в виде слайда, обрабатывался теми же методами, что и кадры с участием живых актёров.

Окружающая среда "ТРОН'а": результат применения "комбинированной анимации"

На производство фильма Disney Studios потратила около 20 миллионов американских долларов. По тем временам это была очень большая сумма.

Из 105 минут фильма 15 представляют собой чистую компьютерную анимацию и ещё 15 минут (более 200 сцен) - комбинированные съёмки, в которых живые актёры действуют на фоне пейзажей, сгенерированных компьютером. Кроме того, 50 минут фильма снято с использованием "подсвечиваемой" анимации.

"Ахиллесова пята" фильма.

Разобравшись с техническими аспектами создания "ТРОН'а", давайте остановимся на одной немаловажной детали любого фильма, которой является сюжет.

Создатель и дизайнер компьютерных игр Кевин Флинн (Джефф Бриджес, Jeff Bridges) обнаруживает, что его серия очень популярных программ похищена Эдом Диллинджером (Дэвид Уорнер, David Warner). С помощью украденных программ Диллинджер возносится на вершины корпоративной власти и при помощи своей программы, Мастер-контроля, всё больше влияет на программистов и пользователей. Дело доходит до того, что Мастер-контроль незаконно проникает в компьютеры Пентагона, похищая при этом секретные правительственные файлы. Флинн должен достать улики, свидетельствующие о незаконном присвоении его программ Диллинджером. Но для этого ему надо проникнуть в компанию, в которой он некогда работал вместе со своим настоящим врагом. Друг Кевина, Алан Бредли (Брюс Бокслейтнер, Bruce Boxleitner), работающий в этой же компании, разрабатывает сторожевую программу (названную ТРОН), которая, по замыслу создателя, должна уничтожить программу Мастер-контроль и положить конец её растущей мощи. Улики, так необходимые Флинну, находятся в компании, куда Алан и проводит его. При попытке найти необходимые Кевину документы Мастер-контроль, с помощью сканирующего лазера, превращает Флинна в компьютерную программу, и помещает его внутрь компьютера. Там Флинн встречает ТРОН'а, программу, созданную Аланом, и вместе с ней начинает борьбу против Мастер-контроля. Как видим, сюжет незамысловат. Кроме того, Стивен Лисбергер не включил в сюжет полноценную "love story", мотивируя своё решение тем, что "ТРОН" является инновационной кинокартиной, поэтому придерживаться установившихся рамок не должен. Впоследствии он изменил свою точку зрения: "Я убрал любовную историю, потому что был глупцом. Это была ошибка с моей стороны и я осознал её, когда через несколько лет пересматривал фильм на компакт-диске".

В конечном итоге, именно из-за сюжета критики "разбили" фильм "в пух и прах". Большинство зрителей было солидарно с ними. Основная мысль, витавшая после просмотра фильма, была следующей: "Как можно уместить человека в компьютер и вообще, как эта железка способна думать?" Сам Лисбергер позже говорил по поводу провала "ТРОН'а" следующее: "Сюжет и дизайн фильма создавались параллельно, под взаимным влиянием друг на друга. Я думаю, такой подход к фильму был неудачным. Если кто-то делал эскизы героев и окружающей среды и они подходили дизайнерам и аниматорам, соответствие сюжету оставалось в стороне. В результате мы получили доминирование дизайна над сюжетом".

Ещё одна причина провала фильма - запаздывание с появлением на киноэкранах. Изначально "ТРОН" должен был выйти весной 1982 года, но задержался до лета. Эта задержка привела к тому, что фильму пришлось конкурировать с другими, не безызвестными сегодня кинокартинами, такими как: "Бегущий по лезвию бритвы" ("Blade Runner"), "Полтергейст" ("Poltergeist"), "Звёздный путь 2: Возмущение Хана ("Star Trek II: The Wrath of Khan") и третьей частью фильма "Пятница, 13-е" ("Friday the 13th"). Тем не менее, среди просмотревших фильм, нашлись люди, проникшиеся футуристической атмосферой и спецэффектами киноленты. Ими была, главным образом, молодёжь, которая и составила сообщество поклонников фильма, существующее до сих пор (взгляните хотя бы на www.tron-sector.com).

Игровое наследие "ТРОН'а".

Впоследствии по сюжету фильма было создано множество компьютерных игр и игровых автоматов, среди которых самой запомнившейся стал симулятор гонок на "светоциклах". Если вам тоже хочется испытать себя в роли пилота этого виртуального агрегата, посетите сайт www.gltron.org и скачайте бесплатную игру glTron. Кроме того, существует ещё один образец, называющийся Armagetron, расположенный по адресу armagetron.sourceforge.net.

glTron: испытание быстроты вашей реакции

В прошлом году свет увидела игра Tron 2.0 производства известной компании Monolith Productions, сюжет которой рассказывает о продолжении борьбы сына Алана Бредли, Джета, против вредоносных компьютерных программ.

Внутренности компьютера "глазами" Джета

Желая идти на встречу поклонникам фильма, Disney Studios заявила, что при удачном стечении обстоятельств и хороших продажах игры компания займётся созданием сиквела "ТРОН'а". К сожалению, не смотря на то, что Tron 2.0 удался (вследствие чего геймеры платили за игру с довольно неплохим энтузиазмом), новой информации от Disney Studios не поступало, так что остаётся ждать, хотя, думается, для людей, проживших почти 12 лет с мечтой увидеть продолжение приключений своих героев лишний год или два не будут большим сроком.