Этапы производства современного 3D мультфильма
Сегодня я попытаюсь разложить по полочкам все этапы производства мультфильма, от момента получения идеи до показа на большом экране. Начинается все как ни странно с идеи, под которую пишется сценарий…

Глобально есть три этапа производства мультфильма.
А. Подготовка
Б. Препродакшен
В. Производство
Первый может длиться годами. Это время когда сценарий перерабатывается режиссером в аниматик. Делаются эскизы и утверждается все у продюсера, который вносит свою лепту, говоря что сделать чтобы лучше продать продукт. Для тех кто думает что на чистом энтузиазме можно сделать полный метр и что продукт делается для искусства — сразу скажу, что вы не правы! Любой продукт, будь то кино или мультфильм предполагает огромные затраты с 7 и больше нулями в баксах, так что в первую очередь он должен вернуть вложенные в него деньги. А значит мы делаем именно коммерчески успешный продукт, а если режиссер способен сделать его ценным для искусства — то хвала ему да и только.
И так подготовка завершена. Сценарий написан, эскизы сделаны, скечи персонажей и локаций утверждены и самое главное готов аниматик всего мультика. Думаю не все представляют что такое аниматик, так что поясню. Аниматик — это полностью нарисованный мультик по сценам, такой комикс грубо говоря. В нем видно что попадает в кадр, видно какие ракурсы и драматизм всего происходящего. Это комикс под который продюсер дает деньги и начинается то, о чем сегодня и будет идти речь — производство.
Препродакшен и производство уже имеют ограниченные сроки, так как уже надо назначить дату премьеры и готовить зрителя к показу. Так что про утвержденным картинкам начинается титанический труд. И труд этот начинается с моделирования.
1. Моделирование (моделинг)
Для простоты объяснения тем кто далек от графики сделаю аналогию с кукольной анимацией, ведь по большому счету это она и есть.
И так мы берем пластилин и начинаем лепить головы, руки и ноги нашим персонажам. Прорабатываются все детали и строятся города. Рассаживаются деревья и втыкаются цветочки в наши диорамы. И все это из простого белого пластилина, это всего лишь заготовка.
Способов моделирования куча и зависят они от школ. Кто-то делает кубик и начинает его гнуть добавляя грани и делая например голову. Кто-то берет плоскости и из них заплатками гнет свои части. А в конце сшивает. А кто-то в Z-Brush просто рисует кисточками где чего добавить и убавить. Метод выбирается моделером, важен лишь финальный результат, так как все программы все равно умеют работать друг с другом и перетащить модели между ними не составляет труда.
Тут есть лишь одно ограничение — деньги! Да, именно деньги, так как софт не бесплатный используется. Есть конечно Blender, и на Украине он довольно широко распространен — но пока его функционал оставляет желать лучшего на фоне Maya. Мы используем именно Maya как основной инструмент работы. Так же есть ограниченное количество лицензий на ZBrush для проработки некоторых эксклюзивных вещей, но основная работа ведется в Maya.


И вот модель готова и художник доволен ей. И она отправляется дальше сразу в 2 отдела, на Сетап и на Текстурирование.
2. Сетап
Вернемся к нашим пластилиновым фигуркам. На этой стадии мы вставляем в них проволочный каркас с суставами и сочленениями. Это позволит дальше нам двигать анатомически правильно наши модели. Или не правильно, если на то есть воля режиссера.
Берется типовой скелет, состоящий из большого количества костей и сначала подгоняется под пропорции персонажа. и прикрепляется… Казалось вот и все, да не тут то было. При сгибании рук у нас надувается бицепс. При повороте головы вылезают сухожилия под кожей. При наклонах образуются складки… И все это нужно настроить, сделать так чтобы оно само работало и в дальнейшем уже никто не думал почему у персонажа руки как шланги и нет ни сухожилий ни мышц.
А в лицо, как самую выразительную часть тела, ставиться свой собственный скелет. В нем есть кости которые будут двигать брови, чтобы изобразить гнев или изумление. И причем не одна кость, а штук 5. Есть кости для движения губ и щек. При хорошем раскладе этот скелет должен показывать работу всех мышц лица, а их сотни. Для статистики: количество работающих мышц при улыбке — 43, а когда хмуримся — 17…

Делается все это как сказано было выше в Maya. Для удобства был давно сделан скелет господином Бажуткиным, который представляет из себя большое количество скриптов и систему управления.


3. Текстурирование/шейдинг
Пока настраивается скелет уже можно заняться разрисовыванием нашей пластилиновой фигурки. Берем кисточки и краски и начинаем красить. Лицо делается розовым и добавляются веснушки. На щите рисуется фамильный герб, а стенку красят под кирпич. Делается все это в фотошопе и ZBrush, как основных инструментах текстуровщика.

(UV раскладка — 3х-мерный объект разложенный на плоскости для рисования текстуры)
Но покрасить лицо в розовый цвет мало, надо настроить его физические параметры. Например SSS (subsurface scattering) — подповерхностное рассеивание. Это свойство проявляется когда объект, например воск или кожа, подсвечен ярким светом и часть света преломляясь выходит назад. Пример — уши святятся на солнце если солнце будет сбоку или сзади за человеком… Настраиваются блики, их форма и характер поведения. Настраивается фактура — шероховатости, складочки, царапины и мелкие детали. Например шерстяной шарф крупной вязки мало покрасить в шарф, надо чтобы нитки имели форму. Все это и есть шейдинг — процесс создания фактуры материалы и его физического поведения под лучами света.
И вот объект покрашен и в него вставили кости и дальше его путь становиться все менее линейным в процессе создания. Считается что внешний вид уже не будет меняться, так что остальное лишь косметические и технические работы с персонажем.

(шейдинг — структура материала объекта)
4. Волосы
необязательный процесс — не все же существа имеют шерсть все таки. В этом отделе сидят опытные «парикмахеры». Они выращивают волосы на голове, подстригают их, зачесывают и заплетают в косички. Настраивают так же динамику, чтобы волосы были похожи на волосы, а не бечевки в голове. Ну и конечно красят в конце, дабы завершить образ. Сложный и долгий процесс и честно признаться нет однозначного промышленного решения для этого. Почти все студии делают свои собственные модули и программы для построения волос и причесывания их. В нашей студии тоже ведутся разработки по этому поводу и бета версии уже внушают доверие что все у нас будет в шоколаде.

Но есть и стандартные решения, например все в той же Maya есть встроенные волосы. Их плюс -… Ну наверно только то, что они уже есть и идут в комплекте. Они сильно тяжелые и тормозят работу. при выгрузке сцены она выгружаются как отдельные волосинки, а значит что размер сцены занимать может гигабайты на жестком диске. Так же есть волосы от господина JoeAlter — его плагин Shave&Haircut лишен проблем майских волос и даже использовался для производства Кинг-Конга последней версии… Казалось бы что все прекрасно — но не тут то было. Плохая техподдержка, большое количество багов, отставание в разработке под новые версии Maya и наверно еще что-то что выпало из головы сейчас. Решение пришло одно сверху — делаем свои волосы…
Особо внимательные могли обратить внимание на то, что я весь свой рассказ строю на примере персонажей. На самом деле окружение, будь то болото, лес или дом волшебника проходят все те же самые стадии производства. В них так же есть сетап, на котором делаются открывающие двери и шевелящиеся листья. Так же там есть волосы — например персидский ковер на полу или шкура медведя на стене. В них есть всего одна стадия которая наверно никогда не применяется в персонажах — это рассадки.
5. Рассадки
Сколько деревьев в лесу? Сколько травинок на газоне? Дофига!
И если вы хотите настоящую траву, которая еще и с анимацией будет. Если вы хотите Лес, и не такой в котором за рядом деревьев уже стоит плоская картинка — то вам придется столкнуться с тем, что никакая программа не сможет потянуть столько геометрии в одном кадре.
Опять таки на помощь пришли программисты и был создан модуль для рассадки большого количества чего бы то ни было. На сегодня процесс представляет собой уже просто рисование текстур на поверхности — где цвета и оттенки влияют на плотности и размеры того что будет расти там в дальнейшем. и все это отсутствует во вьюпорте, и даже в выгруженной сцене. Все это появиться лишь на стадии рендера когда написанный модуль сработает и высадит все ему указано в инструкции. Но это решает лишь одну проблему — чтобы сцена не висла от количества геометрии. Вторая проблема в том, что для рендера может потребоваться 60Г оперативки или больше — а это уже очень много.
Так что вторая функция модулей — настроить рассадку так чтобы обмануть зрителей и уменьшить количество объектов без потери результата. Ну скажем первая оптимизация — не высаживать то, что не попадает в кадр. Или уменьшать количество травы при удалении от камеры — ведь на расстоянии в километр ты уже никогда не рассмотришь. Ну и т.п…

6. Освещение
Вот собственно мы и добрались почти до финала. Осталось лишь включить солнце, настроить небо и мы уже получаем финальный кадр. Почти финальный…
Напомню что пока идет препродакшен, так что мы всего лишь занимаемся подготовкой к большому производству. Мы пока лишь условно представляем что и как у нас будет в мультике, и настраиваем общее освещение под весь кадр. И начинается все с того, что художник делает (или уже сделал и достал с полки) цветовые экспликации. Это эскиз на котором видны свет и тень. На котором есть световые акценты и пожелания по бликам. Ставим в рамочку рядом с собой и начинаем включать солнце. Фонари на улице получают свои источники света. Костры не простые, а мигающие, а свечки так еще и ограниченные по дальности свечения, так как в физическом мире свет затухает с расстоянием. Если в реальном мире кажется что вот оно солнце и этого достаточно, то в кино и в 3х-мерной сцене ставиться даже для уличного освещения куча подсветки. Одни для сглаживания завалов в тенях, другие дают художественные блики. И все изменения приводят к пересчетам, а просчет каждого кадра это довольно длительный процесс. На этом этапе производства уже начинают подключать ферму для просчета, так как производительности одной машины бывает недостаточно.
ПРОИЗВОДСТВО.
И вот все утверждено, все нравиться творческой группе и назначена дата премьеры — осталось лишь сделать анимацию и просчитать все что мы наделали. Тут уже стадий прозводства не так много:
а. Блокинг
б. Анимация
в. Рендер
г. Композ
в. Монтаж
К этому этапе производства должен быть готов аниматик, чтобы по нему уже делался блокинг и первый черновой монтаж. Анимация — процесс неторопливый, считается что аниматор делает 4 секунды анимации в неделю, а ведь мультик длиной 90 минут. И даже сейчас, грубая математика показывает, что чтобы не растягивать процесс на 10 лет — надо десятки аниматоров чтобы успеть в срок.
Рендер же, как стоящий в конце, собирает все глюки и ошибки в себе, что не увидели ранее. Так что процесс кроме творческого (настройка света) превращается еще и в технический (настройка параметров и оптимизация) и административный (нахождение багов и общение с отделами для их исправления). Уже готовая болванка освещения чуть правиться под кадр, расставляются нужные акценты и выгружается на ферму. Нормальный кадр — это час, а то и два просчета на одной машине фермы и опять таки грубая математика показывает что надо строить датацентр уже на сотни машин, чтобы все отсчитать в установленные сроки. А ведь косяки могут быть и логическими, например забыли в сцене что-то скрыть или наоборот добавить — и все уходит в пересчет, сколько бы суток не было затрачено на данную сцену.
Композ — это финальный тюнинг картинки уже по эскизам и требованиям творческой группы. Так же не все целесообразно делать на рендере, например если на композе нарисовать маску и по ней что-то откорректировать можно за 2-4 часа например, а перерендер сцены занимает 10 часов — то надо делать на композе, так как экономически это дешевле.
Монтаж — он и в Африке монтаж. Сборка готовых сцен уже в финальный фильм. Что-то может не войти в фильм и остаться на полке. Что-то будет укорочено, а что-то не будет сшиваться и сольется на переделку вниз. Но в общем этот процесс менее всего уникален при производстве мультика — это и в кино все так же делается, и в рекламе и вообще везде.
ну и в финале, чтобы напугать уж цифрами приведу немного статистики:
длина мультика: 90 минут = 5.400 секунд = 135.000 кадров
скорость работы аниматора: 4/5 секунды в день
время у аниматора на производство мультика: 26 лет (~260 рабочих дней в году)
время рендера кадра: 2 часа (примерно)
время рендера всего мультика: 700.000 машино-часов (почти 80 лет на 1м компьютере)
количество перерендеров каждой сцены: 3 (так как с первого раза никогда не угадаешь и не расставишь все так чтобы понравилось)
Вам все еще не страшно и вы думаете что студия из 10ти человек способна выпустить мультик?

Глобально есть три этапа производства мультфильма.
А. Подготовка
Б. Препродакшен
В. Производство
Первый может длиться годами. Это время когда сценарий перерабатывается режиссером в аниматик. Делаются эскизы и утверждается все у продюсера, который вносит свою лепту, говоря что сделать чтобы лучше продать продукт. Для тех кто думает что на чистом энтузиазме можно сделать полный метр и что продукт делается для искусства — сразу скажу, что вы не правы! Любой продукт, будь то кино или мультфильм предполагает огромные затраты с 7 и больше нулями в баксах, так что в первую очередь он должен вернуть вложенные в него деньги. А значит мы делаем именно коммерчески успешный продукт, а если режиссер способен сделать его ценным для искусства — то хвала ему да и только.
И так подготовка завершена. Сценарий написан, эскизы сделаны, скечи персонажей и локаций утверждены и самое главное готов аниматик всего мультика. Думаю не все представляют что такое аниматик, так что поясню. Аниматик — это полностью нарисованный мультик по сценам, такой комикс грубо говоря. В нем видно что попадает в кадр, видно какие ракурсы и драматизм всего происходящего. Это комикс под который продюсер дает деньги и начинается то, о чем сегодня и будет идти речь — производство.
Препродакшен и производство уже имеют ограниченные сроки, так как уже надо назначить дату премьеры и готовить зрителя к показу. Так что про утвержденным картинкам начинается титанический труд. И труд этот начинается с моделирования.
1. Моделирование (моделинг)
Для простоты объяснения тем кто далек от графики сделаю аналогию с кукольной анимацией, ведь по большому счету это она и есть.
И так мы берем пластилин и начинаем лепить головы, руки и ноги нашим персонажам. Прорабатываются все детали и строятся города. Рассаживаются деревья и втыкаются цветочки в наши диорамы. И все это из простого белого пластилина, это всего лишь заготовка.
Способов моделирования куча и зависят они от школ. Кто-то делает кубик и начинает его гнуть добавляя грани и делая например голову. Кто-то берет плоскости и из них заплатками гнет свои части. А в конце сшивает. А кто-то в Z-Brush просто рисует кисточками где чего добавить и убавить. Метод выбирается моделером, важен лишь финальный результат, так как все программы все равно умеют работать друг с другом и перетащить модели между ними не составляет труда.
Тут есть лишь одно ограничение — деньги! Да, именно деньги, так как софт не бесплатный используется. Есть конечно Blender, и на Украине он довольно широко распространен — но пока его функционал оставляет желать лучшего на фоне Maya. Мы используем именно Maya как основной инструмент работы. Так же есть ограниченное количество лицензий на ZBrush для проработки некоторых эксклюзивных вещей, но основная работа ведется в Maya.


И вот модель готова и художник доволен ей. И она отправляется дальше сразу в 2 отдела, на Сетап и на Текстурирование.
2. Сетап
Вернемся к нашим пластилиновым фигуркам. На этой стадии мы вставляем в них проволочный каркас с суставами и сочленениями. Это позволит дальше нам двигать анатомически правильно наши модели. Или не правильно, если на то есть воля режиссера.
Берется типовой скелет, состоящий из большого количества костей и сначала подгоняется под пропорции персонажа. и прикрепляется… Казалось вот и все, да не тут то было. При сгибании рук у нас надувается бицепс. При повороте головы вылезают сухожилия под кожей. При наклонах образуются складки… И все это нужно настроить, сделать так чтобы оно само работало и в дальнейшем уже никто не думал почему у персонажа руки как шланги и нет ни сухожилий ни мышц.
А в лицо, как самую выразительную часть тела, ставиться свой собственный скелет. В нем есть кости которые будут двигать брови, чтобы изобразить гнев или изумление. И причем не одна кость, а штук 5. Есть кости для движения губ и щек. При хорошем раскладе этот скелет должен показывать работу всех мышц лица, а их сотни. Для статистики: количество работающих мышц при улыбке — 43, а когда хмуримся — 17…

Делается все это как сказано было выше в Maya. Для удобства был давно сделан скелет господином Бажуткиным, который представляет из себя большое количество скриптов и систему управления.


3. Текстурирование/шейдинг
Пока настраивается скелет уже можно заняться разрисовыванием нашей пластилиновой фигурки. Берем кисточки и краски и начинаем красить. Лицо делается розовым и добавляются веснушки. На щите рисуется фамильный герб, а стенку красят под кирпич. Делается все это в фотошопе и ZBrush, как основных инструментах текстуровщика.

(UV раскладка — 3х-мерный объект разложенный на плоскости для рисования текстуры)
Но покрасить лицо в розовый цвет мало, надо настроить его физические параметры. Например SSS (subsurface scattering) — подповерхностное рассеивание. Это свойство проявляется когда объект, например воск или кожа, подсвечен ярким светом и часть света преломляясь выходит назад. Пример — уши святятся на солнце если солнце будет сбоку или сзади за человеком… Настраиваются блики, их форма и характер поведения. Настраивается фактура — шероховатости, складочки, царапины и мелкие детали. Например шерстяной шарф крупной вязки мало покрасить в шарф, надо чтобы нитки имели форму. Все это и есть шейдинг — процесс создания фактуры материалы и его физического поведения под лучами света.
И вот объект покрашен и в него вставили кости и дальше его путь становиться все менее линейным в процессе создания. Считается что внешний вид уже не будет меняться, так что остальное лишь косметические и технические работы с персонажем.

(шейдинг — структура материала объекта)
4. Волосы
необязательный процесс — не все же существа имеют шерсть все таки. В этом отделе сидят опытные «парикмахеры». Они выращивают волосы на голове, подстригают их, зачесывают и заплетают в косички. Настраивают так же динамику, чтобы волосы были похожи на волосы, а не бечевки в голове. Ну и конечно красят в конце, дабы завершить образ. Сложный и долгий процесс и честно признаться нет однозначного промышленного решения для этого. Почти все студии делают свои собственные модули и программы для построения волос и причесывания их. В нашей студии тоже ведутся разработки по этому поводу и бета версии уже внушают доверие что все у нас будет в шоколаде.

Но есть и стандартные решения, например все в той же Maya есть встроенные волосы. Их плюс -… Ну наверно только то, что они уже есть и идут в комплекте. Они сильно тяжелые и тормозят работу. при выгрузке сцены она выгружаются как отдельные волосинки, а значит что размер сцены занимать может гигабайты на жестком диске. Так же есть волосы от господина JoeAlter — его плагин Shave&Haircut лишен проблем майских волос и даже использовался для производства Кинг-Конга последней версии… Казалось бы что все прекрасно — но не тут то было. Плохая техподдержка, большое количество багов, отставание в разработке под новые версии Maya и наверно еще что-то что выпало из головы сейчас. Решение пришло одно сверху — делаем свои волосы…
Особо внимательные могли обратить внимание на то, что я весь свой рассказ строю на примере персонажей. На самом деле окружение, будь то болото, лес или дом волшебника проходят все те же самые стадии производства. В них так же есть сетап, на котором делаются открывающие двери и шевелящиеся листья. Так же там есть волосы — например персидский ковер на полу или шкура медведя на стене. В них есть всего одна стадия которая наверно никогда не применяется в персонажах — это рассадки.
5. Рассадки
Сколько деревьев в лесу? Сколько травинок на газоне? Дофига!
И если вы хотите настоящую траву, которая еще и с анимацией будет. Если вы хотите Лес, и не такой в котором за рядом деревьев уже стоит плоская картинка — то вам придется столкнуться с тем, что никакая программа не сможет потянуть столько геометрии в одном кадре.
Опять таки на помощь пришли программисты и был создан модуль для рассадки большого количества чего бы то ни было. На сегодня процесс представляет собой уже просто рисование текстур на поверхности — где цвета и оттенки влияют на плотности и размеры того что будет расти там в дальнейшем. и все это отсутствует во вьюпорте, и даже в выгруженной сцене. Все это появиться лишь на стадии рендера когда написанный модуль сработает и высадит все ему указано в инструкции. Но это решает лишь одну проблему — чтобы сцена не висла от количества геометрии. Вторая проблема в том, что для рендера может потребоваться 60Г оперативки или больше — а это уже очень много.
Так что вторая функция модулей — настроить рассадку так чтобы обмануть зрителей и уменьшить количество объектов без потери результата. Ну скажем первая оптимизация — не высаживать то, что не попадает в кадр. Или уменьшать количество травы при удалении от камеры — ведь на расстоянии в километр ты уже никогда не рассмотришь. Ну и т.п…

6. Освещение
Вот собственно мы и добрались почти до финала. Осталось лишь включить солнце, настроить небо и мы уже получаем финальный кадр. Почти финальный…
Напомню что пока идет препродакшен, так что мы всего лишь занимаемся подготовкой к большому производству. Мы пока лишь условно представляем что и как у нас будет в мультике, и настраиваем общее освещение под весь кадр. И начинается все с того, что художник делает (или уже сделал и достал с полки) цветовые экспликации. Это эскиз на котором видны свет и тень. На котором есть световые акценты и пожелания по бликам. Ставим в рамочку рядом с собой и начинаем включать солнце. Фонари на улице получают свои источники света. Костры не простые, а мигающие, а свечки так еще и ограниченные по дальности свечения, так как в физическом мире свет затухает с расстоянием. Если в реальном мире кажется что вот оно солнце и этого достаточно, то в кино и в 3х-мерной сцене ставиться даже для уличного освещения куча подсветки. Одни для сглаживания завалов в тенях, другие дают художественные блики. И все изменения приводят к пересчетам, а просчет каждого кадра это довольно длительный процесс. На этом этапе производства уже начинают подключать ферму для просчета, так как производительности одной машины бывает недостаточно.
ПРОИЗВОДСТВО.
И вот все утверждено, все нравиться творческой группе и назначена дата премьеры — осталось лишь сделать анимацию и просчитать все что мы наделали. Тут уже стадий прозводства не так много:
а. Блокинг
б. Анимация
в. Рендер
г. Композ
в. Монтаж
К этому этапе производства должен быть готов аниматик, чтобы по нему уже делался блокинг и первый черновой монтаж. Анимация — процесс неторопливый, считается что аниматор делает 4 секунды анимации в неделю, а ведь мультик длиной 90 минут. И даже сейчас, грубая математика показывает, что чтобы не растягивать процесс на 10 лет — надо десятки аниматоров чтобы успеть в срок.
Рендер же, как стоящий в конце, собирает все глюки и ошибки в себе, что не увидели ранее. Так что процесс кроме творческого (настройка света) превращается еще и в технический (настройка параметров и оптимизация) и административный (нахождение багов и общение с отделами для их исправления). Уже готовая болванка освещения чуть правиться под кадр, расставляются нужные акценты и выгружается на ферму. Нормальный кадр — это час, а то и два просчета на одной машине фермы и опять таки грубая математика показывает что надо строить датацентр уже на сотни машин, чтобы все отсчитать в установленные сроки. А ведь косяки могут быть и логическими, например забыли в сцене что-то скрыть или наоборот добавить — и все уходит в пересчет, сколько бы суток не было затрачено на данную сцену.
Композ — это финальный тюнинг картинки уже по эскизам и требованиям творческой группы. Так же не все целесообразно делать на рендере, например если на композе нарисовать маску и по ней что-то откорректировать можно за 2-4 часа например, а перерендер сцены занимает 10 часов — то надо делать на композе, так как экономически это дешевле.
Монтаж — он и в Африке монтаж. Сборка готовых сцен уже в финальный фильм. Что-то может не войти в фильм и остаться на полке. Что-то будет укорочено, а что-то не будет сшиваться и сольется на переделку вниз. Но в общем этот процесс менее всего уникален при производстве мультика — это и в кино все так же делается, и в рекламе и вообще везде.
ну и в финале, чтобы напугать уж цифрами приведу немного статистики:
длина мультика: 90 минут = 5.400 секунд = 135.000 кадров
скорость работы аниматора: 4/5 секунды в день
время у аниматора на производство мультика: 26 лет (~260 рабочих дней в году)
время рендера кадра: 2 часа (примерно)
время рендера всего мультика: 700.000 машино-часов (почти 80 лет на 1м компьютере)
количество перерендеров каждой сцены: 3 (так как с первого раза никогда не угадаешь и не расставишь все так чтобы понравилось)
Вам все еще не страшно и вы думаете что студия из 10ти человек способна выпустить мультик?



комментарии (94)