Avatar: Revoluční přístup k tvorbě speciálních vizuálních efektů - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

12. ledna 2010, 00.00 | Přestože si nejočekávanější snímek loňského roku Avatar režiséra Jamese Camerona odbyl svoji premiéru již v prosinci, je i v současné době magnetem pro diváky, které dokáže přilákat do tuzemských kinosálů. Jedním z hlavních důvodů je mimo jiné i revoluční interpretace fascinujících 3D vizuálních efektů, o jejichž tvorbě pojednává následující článek.

Stejně jako Peter Jackson odkládal natočení svého King Konga do doby, kdy bude možné pomocí počítači generovanými efekty dokonale vytvořit podle jeho vize obrovského lidoopa a pravěký prales, tak i režisér James Cameron připravoval svého Avatara tak dlouho, až si byl jist, že současné nejmodernější digitální filmové technologie přenesou jeho projekt přesně podle jeho představ jak do klasických kinosálů, tak hlavně jeho stereoskopickou 3D verzi na plátna kin Imax. Musel tedy čekat více jak deset let. Ostatně, co jiné tomuto průkopníkovi vizuálních digitálních efektů (VFX) zbývalo, když sám sobě v předchozích projektech nasazoval pomyslnou laťku stále výše, za což byly jeho filmy pravidelně odměňovány soškami Oskarů právě za provedení vizuálních efektů. Vzpomeňme například na průhledného „vodního“ mimozemšťana v Propasti, jehož devadesátisekundové účinkování v jediné scéně stálo animátory z IL&M půl roku života, nebo digitálního Terminátora 2, nemluvě o velkofilmu Titanik, který je doposud stále ještě kasovně nejúspěšnějším filmovým projektem všech dob.

Při tvorbě filmu Avatar byl ovšem úspěch tohoto nejdražšího filmu všech dob více než kdy jindy závislý na práci VFX společností, neboť na rozdíl od předchozích snímků Jamese Camerona, kdy největší část filmu přeci jen spočívala v práci se živými herci v reálném prostředí, je veškerý živý i neživý svět planety Pandora vytvořen digitálně. A to přesto, že některé záběry byly pořízeny s herci v reálné džungli. Z celkové stopáže filmu je více jak 80 procent záběrů z filmu plně digitálních, zbylých 20 procent pak kombinovaných se živými herci a skutečným pozadím. Tento fakt dává tušit, že pro tento film bylo potřeba vyrobit skutečně obrovský objem 3D modelů. Není proto překvapením, že výčet studií, podílejících se na tvorbě vizuálních efektů, je poměrně dlouhý. Vedle známých a velkých společností, jako je Weta Digital, Industrial Light & Magic, Framestore a Prime Focus to byla řada i těch méně známých, jako Hybride, Hydraulx, Lola, Pixel Liberation Front, Legacy Effects, Third Floor a další. Tento trend, kdy se na jednom filmu v rámci previzualizace, produkce i postprodukce podílí více VFX studií je ostatně patrný i u jiných hollywoodských velkofilmů a bude jistě nadále pokračovat.

Hlavní podíl na tvorbě VFX pro tento film měla ovšem společnost Weta Digital. Zde byla studiovými modeláři a texturáři vytvořena v softwaru Autodesk Maya a ZBrush podstatná část všech CG postav a také většina fauny, flóry a enviromentu vůbec pro planetu Pandora, stejně jako většina dopravních a bojových prostředků námořní pěchoty. Není bez zajímavosti, že Cameron se při tvorbě této planety nechal inspirovat podmořským světem, který – jak je patrné z předchozích Cameronových projektů – mu bezesporu učaroval. Z tohoto důvodu je tedy použita ona modrá barva domorodců, světélkování (bioluminiscence) vegetace či zářivá barevnost tamních malých i velkých zvířat. Jako základ pro texturu modré pokožky obyvatel Pandory bylo použito mnoho referenčních fotografií kůže mladých lidí. Jelikož však ani pokožka teenagerů není při bližším prozkoumání bezvadná, texturáři k ní přidali různé skvrny a jiné vady, pro realistický vzhled pak navíc využili efektu Sub Surface Scattering, při kterém jsou světelné paprsky rozptylovány ve vícevrstvém materiálu pod jeho vnější vrstvou, což je jev typický právě pro lidskou kůži. Pro dokonalou iluzi hloubky obrazu využili pracovníci Wety Digital za pomoci kompozičního softwaru Shake v maximální míře vlastností volumetrického (objemového) osvětlení scény, stejně jako jiných elementů, kterými je například mlžný opar v pralese, kouř a oheň, jež se v běžném případě implementují do scén pouze jako 2D efekt.

Animace charakterů probíhala takřka výhradně za pomoci v dnešní době hojně využívané technologie motion-capture, při které byly snímány pohyby herců ztvárňujících domorodé obyvatele Na'vi. Tento způsob animace dává tvůrcům možnost v krátkém čase přenést na své digitální postavy naprosto věrně vyhlížející animaci. Navíc Cameron měl v tomto případě ještě další výhodu, kterou mu poskytovala jedna z mnoha technologických novinek, jež byly při natáčení filmu použity. Pohyby herců byly na jejich CG dvojníky přenášeny v reálném čase přímo při natáčení na pracovní monitory, takže režisér měl možnost vidět scénu ihned na místě, byť to bylo pouze v kvalitě blízké spíše herním low-poly modelům než finálnímu filmovému rendereru. Samozřejmě i zde bylo nutno použít v mnoha případech klasickou (keyframe) animaci, což bylo využito například u sekundárních pohybů ocásků a uší domorodců, chůze bojových robotů či animace zvířat a létajících draků, přičemž animátoři využili schopností nejnovější verze softwaru Autodesk MotionBuilder. Další zajímavostí z natáčení a tvorby vizuálních efektů ve spojitosti s tímto softwarem je použití speciálních virtuálních kamer, které Cameronovi umožňovaly natáčet CG postavy přímo v jejich virtuálním prostředí.

Zcela nové technologie bylo použito pro realistické zachycení obličejových výrazů domorodců a zvláště pak jejich očí, což bylo podle Camerona jedním ze stěžejních předpokladů úspěchu celého projektu. Pro realizaci tohoto záměru se režisérovi jevila jako nedostatečná technologie zachycení pohybu obličejových partií pomocí nalepených elektronických značek tak, jak tomu bylo například u King Konga a jeho motion-capture představitele herce Andyho Serkise. Proto bylo využito metody FACS (Facial Action Coding System), která vychází ze studia kontrakcí jednotlivých obličejových svalů a jejich účinků na obličejové výrazy. Hercům byla tedy na hlavu připevněna přilba se speciálním nosným systémem a s miniaturní kamerou umístěnou tak, aby snímala a zachycovala nepřetržitě nejdůležitější svalové skupiny, na nichž měli herci namalováno pro tento účel někdy až sedmdesát zelených bodů. Ty se na tváře herců nanášely štětečky přes perforace na gumových maskách a následně ručně domalovávaly. Pro správné nasvícení obličejů pak bylo okolo každé kamery umístěno několik LED diod, díky nimž mohl být zachycen i pohyb očních zornic herců. Následně pomocí zcela nového softwaru, jež byl společností Weta Digital pro tento účel vyvinut, mohla být tato data přenesena na obličej 3D modelu a animátory dále editována. Jen u krásné Neytiri bylo tímto způsobem zachyceno na 1 500 druhů obličejových výrazů, přičemž studioví animátoři mohli pomocí posuvných softwarových ovladačů (sliderů) ovládat a animovat až padesát těchto výrazů najednou. Není tedy divu, že v případě filmu Avatar již neměly obličeje 3D charakterů onen strnulý a nepřirozený vzhled stárnoucí filmové hvězdy, která nešetřila na botulinových injekcích, jak tomu bylo například u fantasy filmu Beowulf.

Z ostatních společností, podílejících se na vzniku filmu připomeňme blíže například společnost Prime Focus, která vytvořila mimo jiné holografickou 3D tabuli s obrovským stromem v operačním centru námořní pěchoty, hologramy v biolaboratořích nebo exteriéry s množstvím techniky a budov, které byly patrné při pohledu z oken tohoto operačního centra. K tvorbě těchto efektů byl využit Adobe Illustrator pro 2D koncept, 3ds Max pro 3D vizualizaci a After Effects pro postprodukci, pro tvorbu venkovního prostředí to pak byl vlastní plugin Krakatoa. Londýnská společnost Framestore se zase podílela třeba na vytvoření pozadí scény s příjezdem hlavního hrdiny na základnu, jak můžete vidět na níže uvedeném snímku. Jak vidno z níže přiloženého Flash snímku (klikněte na něj pro zobrazení animace), již ani plexisklo na kyslíkové masce není skutečné, ale digitální.

Tolik tedy zevrubně k tvorbě filmu, jenž je označován jako další milník jak způsobu tvorby VFX, tak její 3D stereoskopické interpretace, což jsou fenomény, které do kin přitahují obecenstvo všech věkových kategorií. Pokud byste se chtěli o tvorbě tohoto filmu dozvědět více, většinu informaci jsem čerpal na stránkách internetového magazínu Computer Grafics World.