Zagęszczanie ruchów

Prapoczątki

Historia motion capture zaczyna się tam, gdzie historia animacji. Jednym z jej kamieni milowych jest eksperyment Eadwearda Muybridge’a, który wywodzi się z... zakładu. Fotograf założył się ze swoim przyjacielem, że w pewnym momencie galopu koń odrywa od podłoża wszystkie kopyta, co – dzięki serii 12 zdjęć – udowodnił. Z racji czasów (1878 rok) wygrana wymagała kilkuletnich przygotowań, podczas których Muybridge skracał czas naświetlania fotografii. Kolejny ważny rozdział spisał w 1915 Max Fleischer. Amerykanin polskiego pochodzenia opracował rotoskop, wynalazek, który zrewolucjonizował ówczesną animację. Fleischer stworzył urządzenie zdolne wyświetlać na papierze poszczególne klatki filmu, dzięki czemu animator mógł je odrysować (lub wykorzystać w ramach swobodnej inspiracji), przenosząc ruch klatka po klatce (dodajmy, że ówczesne filmy były kręcone z prędkością 16 klatek na sekundę). Z jego technologii skorzystał później Walt Disney, wykorzystując rotoskopię przy „Królewnie Śnieżce i siedmiu krasnoludkach”, rozwiązaniom Polaka zawdzięczamy również niektóre sekwencje klasycznych kreskówek z Popeye’em czy Betty Boop.

Wielki Moff wiecznie żywy

Rozwój motion capture oraz efektów CGI budzi nadzieje na „przywracanie do życia” dawno zmarłych aktorów. Po latach karkołomnych prób (że tylko wspomnimy odcinek „Rodziny Soprano”, w którym wykorzystano odrzuty z nagrań przedwcześnie zmarłej Nancy Marchand, które nałożono na ciało innej aktorki) sprawa wróciła na tapetę za sprawą ponownego występu Wielkiego Moffa Tarkina. Postać dobrze znana z klasycznej trylogii „Gwiezdnych wojen” w teorii nie mogła się pojawić w niedawnym „Łotrze 1”, bo wcielający się w nią Peter Cushing w 1994 przegrał walkę z rakiem. Skąd więc jego obecność w filmie datowanym na rok 2016?

Twarz aktora przeskanowano, posiłkując się nagraniami z „Nowej nadziei”, i nałożono cyfrowo na podobnej postury Guya Henry’ego, który drobiazgowo odtworzył mimikę zmarłego. Występ, choć technologicznie wyprzedzał wszystko, co widzieliśmy dotychczas, był jednak krytykowany zarówno przez wzgląd na jakość (gdy Tarkin otwierał usta, mięśnie twarzy nie poruszały się tak, jak powinny), względy etyczne, jak i... koszty. Źródła dziennika „The Guardian” wskazują, że „była to jedna z najbardziej kompleksowych i kosztownych rekreacji CGI w historii”. Sporo problemów dostarczyły ekipie… nogi zmarłego aktora, których nie było widać na żadnym z gwiezdnowojennych ujęć. „Trzeba było przejrzeć długie godziny starych horrorów (w których Cushing występował w całości – dop. red.), by odtworzyć jego sposób poruszania się” – mówił dziennikarzom jeden z pracowników wytwórni.

Zrób mi ruch

Studio mocap.pl z zewnątrz przypomina garaż. Wewnątrz znajduje się mata o powierzchni 4 x 6 metra, którą otaczają 42 kamery firmy Vicon, rejestrujące obraz w rozdzielczości 16 megapikseli, do 512 klatek na sekundę. Każda z nich emituje wiązkę podczerwieni, która odbija się od kilkudziesięciu umiejscowionych na ciele aktora znaczników. Nim jednak padnie pierwszy klaps, cały ten sprzęt trzeba skalibrować. Odtwórcy przyjmują wówczas tzw. T-Pose; stają na baczność i wyciągają ręce na boki. W ten sposób każdy z ok. 50 znaczników jest idealnie widoczny, co przyda się później w procesie rekonstrukcji wirtualnego szkieletu. W biegu, tańcu czy podczas walki może się bowiem zdarzyć, że markery nałożą się na siebie. Dodajmy, że przestrzeń w studiu musi być idealnie matowa, a do środka nie może wpadać za dużo światła. Jak tłumaczy Perdjon: – Przez byle szparę w oknie wpadnie promień, który system zobaczy później jako wielką łunę. Szczęśliwie – dzięki specjalistycznemu programowi Blade – zespół na bieżąco może sterować kamerami i wyświetlać na ekranach podgląd sceny, co pozwala zawczasu uniknąć pomyłek.

Do niedawna standardem było osobne rejestrowanie ruchu szkieletu, dłoni oraz mimiki i późniejsze ich „sklejanie”. Szczególnie problematyczna jest twarz: dawniej i na nią przyklejało się markery, które rejestrowały zmianę położenia jej najbardziej newralgicznych elementów (kącików oczu i ust, linii brwi). Coraz częściej sesje realizuje się jednak w technologii full performance capture, pozwalającej na jednoczesne nagrywanie kwestii mówionych, ruchu i grymasów (aktor zakłada specjalny kask z przytroczoną kamerą, a system „w locie” wychwytuje ruch istotnych mięśni).

Najbardziej problematyczne są, rzecz jasna, gry wideo. Poza przerywnikami filmowymi trzeba do nich nagrać chociażby tzw. idle, czyli zapętlone animacje, które wyświetlą się, gdy postać nie będzie się zajmować niczym konkretnym. Aktorzy drapią się wówczas po głowie, bujają i przestępują z nogi na nogę. W osobnych sesjach realizuje się choreografię walk, animację chodu, biegu czy skoku oraz reakcje na kwestie rozmówców. Podobną drobnicę najwięksi developerzy (w rodzaju Techlandu i CD Projekt Red) realizują we własnych, „domowych” pracowniach mocapowych. Ale gdy zaistnieje potrzeba nagrania załogantów miotających się po pokładzie tonącego okrętu (a tak właśnie zaczyna się Wiedźmin 2: Zabójcy królów), na okoliczność której trzeba podwiesić aktorów na linkach i wprowadzić na plan dźwig – przydaje się namiar na zewnętrznych fachowców.

Po nagraniu

Kiedy ostatnia z sesji dobiegnie końca – do pracy przystępuje zespół rekonstruktorów. Standardem jest w branży Motion Builder, oprogramowanie służące do edycji i obróbki nagrań. Markery trzeba połączyć tzw. stickami, dzięki czemu powstanie wirtualny szkielet, a jeżeli kamery zgubiły znacznik lub dwa markery nałożyły się na siebie – ręcznie skorygować ich położenie. Niekiedy animacje należy zapętlić, by postać nie stała bezczynnie. Jeszcze tylko nałożymy na taki kościec przygotowane przez grafików modele postaci i umiejscowimy je w oteksturowanej przestrzeni i… voilà!

Oczywiście nie wszystko da się zrobić w studiu motion capture. Kiepsko wychodzi np. mocap zwierząt. Na takie rozwiązanie decydują się najwięksi (np. Activision, które na okoliczność Call of Duty: Black Ops II zarejestrowało koński galop i cwał), ale oszczędniej jest postawić na „ręczną” animację, klatka po klatce. O mocapie zwierząt Perdjon mówi: – Wymaga to ogromnej przestrzeni, wytresowanych, oswojonych zwierząt, ogromnej dyscypliny i wielu dni pracy. W dodatku konie czy psy są kiepskimi aktorami.

Gdy pytamy, jak wiele trudności nastręcza sesja, Perdjon wybucha śmiechem. Jak konstatuje: – Gdybyśmy mieli porównać obsługę mocapowego oprogramowania do obsługi doskonale znanego wszystkim Painta – różnica jest taka, jak między samochodem a promem kosmicznym. Efekty są jednak krzepiące; w ciągu kilkunastu lat mieliśmy do czynienia z ogromnym skokiem technologicznym, a specjaliści od przechwytywania ruchu – obecnie testujący mocap podwodny i suborbitalny – wcale nie powiedzieli na ten temat ostatniego słowa.

A może inaczej?

Standardem w branży jest tzw. mocap optyczny pasywny, o którym traktuje lwia część tekstu... ale nie znaczy to, że w ostatnich dziesięcioleciach nie pojawiło się kilka alternatyw. Coraz śmielej korzysta się np. z mocapu optycznego aktywnego (zamiast markerów na ciele aktora montuje się diody, które same emitują światło). Do niedawna była to ciekawostka, ale technologia znalazła już zastosowanie w kilku kinowych blockbusterach – chociażby w nagrywanej w plenerze trylogii „Planeta małp”. Kariery nie zrobił natomiast mocap inercyjny (ekipa przywdziewa „szkielety” z akceleratorami i żyroskopami, ruch przenoszony jest w czasie rzeczywistym, nie trzeba więc ani drogich kamer, ani studia… z drugiej strony: taki kombinezon bardzo ogranicza możliwość ruchu). Istnieje również szkoła mocapu magnetycznego. Na scenie montuje się ważący kilkadziesiąt kilogramów emiter pola elektromagnetycznego, a kaskaderzy poruszają się wewnątrz takiej „bańki”. Trzeba jednak mieć na uwadze, że jakość nagrania mogą zniekształcać metalowe obiekty, które znajdują się w pobliżu emitera. Swego czasu ekipy Disney Research w Pittsburgu i Carnegie Mellon University zaproponowały jeszcze jedną alternatywę. Naukowcy umieścili kamery nie wokół planu, ale… na ciele i kończynach aktorów. W oparciu o rejestrowany obraz specjalny algorytm sam tworzył szkielet.