Film ani televize se neobejdou bez počítačové grafiky

Počítačová grafika a animace v mnoha rozmanitých podobách pronikají stále více i do takových oblastí, jakými je fi...


Počítačová grafika a animace v mnoha rozmanitých podobách pronikají stále více
i do takových oblastí, jakými je filmová či televizní tvorba. U hitů
hollywoodské produkce se již stalo téměř samozřejmostí využívání
nejrozličnějších animovaných efektů pro akční filmy a dá se říci, že je to
mnohdy téměř jediný důvod jejich masivní návštěvnosti.
Počítačová grafika proniká i do televizního zpravodajství. Je zastoupena v
různé podobě snad již na všech kanálech a v mnoha pořadech, počínaje komerční
reklamou, zpravodajstvím a konče předpovědí počasí nebo sportovními přenosy. Na
našem obrázku vidíme např. automatické sledování klíčových hráčů (včetně jezdců
na koních) v programech Digital Replay od společnosti Orad Hi-Tec Systems.
Od znakových generátorů
Zpočátku byl hlavním polem působnosti počítačové grafiky v televizním vysílání
pouze text produkovaný znakovými generátory. Jediné, co bylo s tímto textem
možné dělat, bylo pouze jeho zobrazování či mizení.
První jednoduchá grafika byla produkována "napřed" na grafických pracovních
stanicích, a potom se teprve přidávala do vysílání. Později již začalo docházet
k přímému vkládání grafických sekvencí do živého vysílání. Po znakových
generátorech přišly generátory efektové, které posunuly úroveň televizní
produkce o velký krok dopředu.
Standardní 2D zobrazení jsou vytvářena hlavně pro televizní vysílání. Jedná se
obvykle o textové či numerické informace zobrazované na televizní obrazovce.
Při tomto typu grafického zobrazení je třeba si dát velký pozor při výběru
vhodného fontu, který bude použit. Fonty, které mají jemné horní a dolní
dotahy, se na obrazovce nezobrazují správně a dochází u nich i ke špatnému
vykreslování (renderingu). Obvykle se používá některý tučný font, např. typu
helvetica, který tyto problémy odstraňuje. Další z velmi populárních metod je
tzv. zkosení zešikmení okrajů textu. Tento efekt přidává prostorovému textu
ostré hrany a výsledek pak připomíná kvalitu tiskařského stroje text jakoby byl
do podkladu vyražen.
Jak na to?
Při vytváření plnohodnotné 3D grafiky zpravidla začínáme s plošným 2D modelem
(který je vytvořen buď přímo "od ruky", nebo s pomocí vhodného programu).
Tomuto základnímu tvaru je následně přiřazen třetí rozměr, čímž vznikne objekt
použitelný pro další úpravy.
Každá část našeho objektu je tvořena určitým polygonem (polygon geometrický
plošný útvar omezený více jak čtyřmi stranami) a na obrazovce monitoru je
reprezentován v podobě tzv. drátového objektu. Dalším krokem, který následuje
po vytvoření objektu, je jeho umístění. Pomo-cí vstupního rozhraní můžeme
objekt libovolně umístit na obrazovce. Měřítko může být u jednotlivých objektů
nastavováno individuálně.
Po umístění objektu v prostoru je třeba určit úhel, ze kterého se na něj budeme
dívat. To jde udělat pomocí tzv. kamery, kte-rá může být umístěna kdekoliv v
prostoru a samozřejmě zaostřena na konkrétní objekt. Můžeme také měnit
perspektivu pohledu. U statických scén nám postačuje kamera jedna, pokud ale
vytváříme animovanou sekvenci, můžeme použít hned několika kamer a libovolně
mezi nimi přepínat, jak si to jednotlivé akce vyžadují. Záběry z kamer mohou
být následně zvětšovány, vybaveny titulky apod.
Do celkové scény můžeme umístit mnoho různých typů světelných zdrojů potřebných
k osvětlení objektu. Můžeme měnit jak jejich intenzitu, tak i dosah a pokrytí.
Existují i tzv. vše osvětlující (omni) zdroje, které poskytují stálé a
rovnoměrné osvětlení všech detailů. Žádná z těchto "lamp" není viditelná, vidět
je pouze světlo dopadající na objekt.
Stíny a materiál
Další vlastností, jež jsou v reálném světě samozřejmé, ale při osvětlování
uměle vytvořeného objektu je nutné je brát v potaz, jsou stíny, které objekty
vytvářejí a samozřejmě také světelná propustnost jednotlivých materiálů.
Některými materiály světlo prochází lépe, jinými hůře a některými vůbec ne. Při
důsledném dodržení všech těchto aspektů jsme schopni vytvářet vysoce
realistické objekty a scény.
Nyní máme kolem objektu umístěny světelné zdroje a kamery. Teď musíme objektu
přidělit tzv. "materiál".
Existuje velké množství materiálů, které si můžeme vybrat z rozsáhlých
materiálových knihoven a aplikovat je na náš objekt. Není žádným problémem
aplikovat například kůži tygra na karoserii automobilu. Příslušné knihovny
obsahují všechny možné varianty kovových, plastových, skleněných a mnoha jiných
materiálů. Pokud by požadovaný materiál přesto nebyl v databázi obsažen, lze si
ho vytvořit v "materiálovém editoru". Také ho můžeme získat sejmutím z kvalitní
předlohy.
Drátový objekt tedy pokryjeme zvoleným materiálem a poté na něj aplikujeme
vybrané světelné efekty, které jsme si nastavili již dříve. Celý takto
vykreslený (renderovaný) obrázek uložíme v některém z mnoha typů grafických
formátů. Při vykreslování musíme vzít v úvahu, že čím je scéna rozsáhlejší a
detailnější, tím delší bude doba potřebná pro vlastní rendering. Pro velmi
rozsáhlé scény není žádnou zvláštností, probíhá-li renderování mnoho hodin,
nebo dokonce dní.
Co, kde, jak
Existuje mnoho specializovaných firem, které se přímo zaměřují na výrobu
počítačové grafiky a animací určených pro zábavní průmysl (jmenujme například
Spielbergův ILM Industrial Light and Magic).
V oblasti tvorby znakových generátorů a efektů jsou zajímavé výrobky
společnosti Evolving Video Technology, která dodává produkty schopné
renderování v reálném čase, plného texturování, nebo nástroje umožňující
vícehladinovou tvorbu vizuálních efektů. Zajímavé nástroje, speciálně vytvořené
pro rychlé navrhování a modelování v oblastech 3D grafiky, dodává společnost
MultiGen (sem patří zejména tzv. MultiGen Paradigm Tools).
V oblasti nástrojů určených pro kreslení a animaci se pohybuje společnost Avid
Technology, která je dodavatelem řešení pro nezávislé digitální vytváření 2D
objektů a animací pro filmový a televizní průmysl. Zajímavý je zde hlavně Media
Composer 1000, což je nelineární on-line editační systém. Za zmínku stojí také
to, že společnost Avid Technology obdržela Oscara za inovace v oblasti návrhu a
editace filmových scén.
Sport a počasí
Sportovní přenosy a jejich analýza jsou zase hlavní náplní firmy Questec
Imaging. Její produkt TennisPro View se používá k opakování záběrů ve
zpomaleném čase a poskytuje rozhodčím či komentátorům komplexní nástroje pro
analýzu sporných situací. Systém neustále zobrazuje dráhu a rychlost míče, jeho
pozici a pohyb. Opakované záběry je možno přehrávat z jakéhokoliv úhlu a při
libovolném zvětšení.
Pozornosti by neměl ujít ani produkt Digital Replay společnosti Orad Hi-Tec
Systems, který významným způsobem podtrhuje sportovní komentáře a spolu s
výkonnými nástroji pro analýzu umožňuje fandům vychutnávat i ty nejmenší
detaily. Každá hra je zajímavější, jsou-li klíčoví hráči automaticky sledováni
či zvýrazněni. Tento systém nachází uplatnění nejen při přímých přenosech, ale
i při vysílání ze záznamu, kde digitální reprodukce umožňuje provádět detailní
analýzu celého utkání. S tímto typem počítačové grafiky se můžeme setkat i v
jedné z našich televizí, která ji používala k analýze hokejových zápasů právě
proběhnuvšího mistrovství světa.
Co se týká systémů, které se podílejí na vizuálním zpracování předpovědí
počasí, stojí za pozornost produkty společnosti Metaphor Systems. Tato firma
dodává systémy s jednoduchou obsluhou, jejímiž výstupy jsou satelitní nebo
radarové snímky, analýza a časová animace průběhu tlaků, teplot a předpokládaný
pohyb jednotlivých frontálních systémů. Tyto animace je možno vkládat do map a
vybavovat je speciálními symboly a znaky. Na závěr uveďme produkt Everest
společnosti Peak Systems, což je 3D nástroj pro vytváření a renderování objektů
v reálném čase. Obsahuje speciální nástroje pro návrh 3D textů a objektů.
Závěr
Lze předpokládat, že krátké efektové scény začnou z televizních obrazovek či
filmových pláten pomalu ustupovat a ke slovu přijde dokonalejší virtuální
realita s virtuálními herci, kteří nemají žádné nároky na honorář, nevzpírají
se a nepociťují únavu. (S počítačovými herci jsme se již setkali v posledním
filmu Jamese Camerona Titanic.) Umělci si pomocí vizualizačních nástrojů budou
schopni sami vytvářet své návrhy scén a ty pak již budou pouze počítačem
finálně vykresleny.
Je docela dobře možné, že s nástupem výkonných a dostupných systémů se budeme
moci sami stát aktivními účastníky filmových či televizních příběhů a soutěží,
přičemž tento druh zábavy díky tomu dosáhne zcela nových, dosud netušených
rozměrů.
9 1219 / pahn

Malý slovníček některých pojmů
Počítačový střih: Při počítačovém střihu se celá obrazová sekvence nahraje do
počítače, převede se (obvykle) do AVI formátu, upraví se (přidáním textu,
efektů apod.) a výsledek se nahraje zpět do videa. Tento proces je velmi
náročný na hardwarové vybavení počítače. Jedna minuta záznamu při maximální
kvalitě zabere na disku průměrně 360 MB. Na druhé straně ale uživatel získává
velké množství efektů a celková přesnost počítačového střihu se pohybuje kolem
jednoho půlsnímku.
Lineární digitální střih: Při lineárním způsobu střihu slouží počítač pouze
jako průchozí a řídicí zařízení a přes speciální konektory ovládá vstupní a
výstupní videozařízení. Z hlediska hardwaru jde o méně náročný způsob, který je
vykoupen nižší přesností.
Rendering: Pomocí renderingu můžeme objektům přiřazovat povrchy a materiály, to
znamená "obalit" drátový model texturou, materiálem apod. Kvalita renderingu
určuje výslednou kvalitu, "realističnost" celého objektu. Pro zlepšení kvality
se používá celá řada speciálních metod. Mezi ty nejdůležitější, které významným
způsobem ovlivňují kvalitu renderingu, patří Gouraudova metoda vyhlazeného
stínování, která zjistí rozdíly barev na rozích dvou rovin, a poté uvnitř rovin
barvy interpoluje či stupňuje. Další z metod, která nabízí lepší vyhlazené
stínování než je Gouraudovo (ovšem s větší časovou náročností), je Phongova
metoda, jejímž použitím získávají objekty lepší výrazný nebo kovový vzhled.
Drátový model: Množina polygonů (plošek), z nichž je objekt sestaven. Existuje
celá řada funkcí, které umožňují s těmito objekty pracovat. Ze skupiny
vybraných polygonů lze např. vytvářet nový objekt nebo hierarchii objektů. Buď
vznikne jeden objekt, nebo množina objektů z každého polygonu jeden.

Zdroje na Internetu
Uvádíme několik webových stránek společností, které se zabývají propojením
počítačového světa s filmem, videem a televizí.
http://www.accom.com Accom
http://www.avid.com Avid Technology
http://www.evt.com Evolving Video Technology
http://www.metaphor.no Metaphor Systems
http://www.multigen.com MultiGen
http://www.orad.com Orad Hi-Tec Systems
http://www.peak-info.com Peak Systems
http://www.questec.com Questec Imaging









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.