Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

помощью Аб Айверкс и Уолт Дисней основали компанию, которая сделала мультипликационных персонажей всемирно известными. Именно на основе этой технологии создана «Белоснежка» (1937), первый успешный полнометражный мультипликационный фильм — возможно, именно оттуда Алан Тьюринг почерпнул идею умереть от отравленного яблока.

Эта технология кажется настолько очевидной, когда вам детально расскажут о ее устройстве, что, как я подозреваю, многие из нас и не задумываются о возможности существования никаких других. Анимация на целлулоиде использует покадровую фотосъемку для получения последовательности изображений. Оператор кладет на специальную подставку для камеры — мультстанок — лист с фоновой сценой, которую художник нарисовал на непрозрачном материале в качестве первого или самого нижнего слоя. Затем сверху накладывается лист прозрачного целлулоида с нарисованным персонажем — персонажный целлулоид. Два листа совмещаются с идеальной точностью при помощи металлических штифтов — составной части мультстанка. Штифтопробойником вдоль верхней части каждого листа проделываются отверстия, которые надеваются на эти штифты. Затем оператор кладет еще один лист с другим нарисованным на нем героем поверх первого. И так далее. Когда все листы с нужными персонажами переднего плана расположены над фоном и плотно прижаты к нему, оператор фотографирует получившуюся стопку. Камера фиксирует составное изображение, сформированное из стопки листов. Получается один кадр фильма. Оператор повторяет трудоемкий процесс — снизу вверх — для каждого кадра фильма, потому что каждый персонаж обычно немного перемещается между кадрами. Для полнометражного фильма эту процедуру приходится проделывать примерно 130 000 раз.

Для создания каждого отдельного листа мультипликатор сначала карандашом на бумаге рисует персонажа, за которого он отвечает в создаваемом мультфильме. На каждом последующем рисунке положение персонажа немного меняется. Каждый лист бумаги имеет установленный размер и перфорирован в верхней части штифтопробойником. Затем с рисунком совмещается — так же при помощи штифтов — чистый лист целлулоида того же размера. Контуровщик (по-английски inker, от ink — «чернила») черной тушью тщательно перерисовывает карандашные рисунки через прозрачный целлулоид.

Каждый отрисованный лист контуровщик передает заливщику, чья работа состоит в том, чтобы заполнить нужными цветами область, окруженную чернильными линиями, не выходя, — нечто подобное проделывает ребенок с книжкой-раскраской. Заливщик переворачивает целлулоид и рисует на обратной стороне, чтобы края закрашенных областей находились под нанесенными тушью линиями. Так сохраняется качество нарисованных линий — например, их различная ширина — с точки зрения камеры. Термин «заливка» (английское название opaquing, а художник-заливщик — opaquer, от слова opaque — «непрозрачный») используется потому, что краска должна наноситься достаточно толстым слоем, препятствующим прохождению света через целлулоид. Фоновый слой не должен быть виден сквозь закрашенные части целлулоида — то есть сквозь персонажа — так же, как и один персонаж сквозь другого, за исключением незакрашенных мест.

На практике есть ограничение не более четырех или пяти целлулоидных листов в стопке. Не существует полностью прозрачных листов целлулоида. Каждый дополнительный слой приводит к дополнительной потере света даже через прозрачные места. Заливщики должны учитывать это и немного менять цвет краски на каждом слое, чтобы приспособиться к постепенному нарастанию непрозрачности через стопку предположительно прозрачных целлулоидных листов.

Нетрудно предположить, что целлулоидная анимация для полнометражного мультфильма с 130 000 кадров — это логистический кошмар. Предположим, что на кадр приходится четыре листа целлулоида плюс фон. Соответственно, для 90-минутного полнометражного фильма необходимо произвести закупку, распределить по исполнителям и проконтролировать готовность более 650 000 объектов. И каждый из них требуется тщательно проверить на ошибки и в конечном итоге поместить на свое месте — в правильный кадр и на нужный слой. Анимационные студии прошлого века использовали сложные рукописные системы учета для отслеживания логистики — тоскливую бухгалтерию очаровательных оживших персонажей.

В исторической перспективе мы с облегчением констатируем, что Цифровой Свет решил обе проблемы: и накопление непрозрачности в стопке целлулоидных листов, и утомительную логистику. В цифровой анимации прозрачность всегда идеальна. Нет ограничений по количеству слоев. Нарастание непрозрачности — это проблема только аналоговой покадровой мультипликации на целлулоиде. Но проблема логистики — неотъемлемая часть любой анимации. К счастью, компьютеры отлично помогают справиться с этой неблагодарной, но исключительно важной задачей.

Сжатие и растяжение

Мультипликаторы должны нарисовать и собрать 24 кадра для каждой секунды кинопроекции, но во времена рисованной мультипликации на самом деле часто «снимали по 2», то есть создавали всего 12 кадров для каждой секунды, но фотографировали их дважды, чтобы получить нужные 24. От этой практики отходили только для сцен с быстрым движением. «Съемка по 2» слегка упрощала логистику и вдвое сокращала производственные затраты, но делала анимацию более прерывистой.

Ранние мультипликаторы разработали набор приемов, помогающих компенсировать возникающую в результате низкую частоту выборок во времени и фактическую статичность каждого второго кадра. Поучительно — и забавно — наблюдать за столь замечательными трюками. Главные из них — сжатие и растяжение, а также упреждение и преувеличение. Их создали мультипликаторы, даже не подозревавшие о существовании теоремы Котельникова, но интуитивно хорошо понимавшие закономерности человеческого восприятия и принципы визуального повествования.

Рассмотрим прыгающий мяч — чаще всего именно с такой анимации начинают новички. Когда реальный мяч отскакивает от поверхности, высота параболических кривых, по которым он движется, постепенно уменьшается. В момент удара реальный мяч немного деформируется. Чем он мягче, тем сильнее деформация. На рисунке 5.15 кружок показывает, как выглядит выборка в каждый момент времени для последовательности кадров. Обратите внимание, что отскок происходит в момент отсчета, именно во время съемки очередного кадра. Поскольку мультипликаторы могут выбирать время выборки — они не привязаны ко времени, — они всегда выбирают именно этот момент.

Как вы уже знаете, каждый кадр проецируется дважды, чтобы избежать мерцания. Соответственно, даже в идеальном случае — при «съемке по 1», а не «по 2» — каждое положение прыгающего мяча проецируется на сетчатку дважды. Но когда мультипликаторы «снимают по 2», каждый кадр повторяется дважды. В результате при такой анимации каждый кадр проецируется на сетчатку четыре раза! Посмотрите на кадр, в который попал мяч в момент удара. Сетчатка видит его четыре раза. И все же мозг воспринимает его как единичный момент удара и отскока. Как это работает? Теорема выборки совсем не помогает справиться с подобной ситуацией.

Более того, момент отскока — это резкий край визуального потока. Если говорить о частоте, то у этого края очень высокие частоты, что требует выборки с гораздо более высокой скоростью, чем 24 раза в секунду, и, конечно же, намного выше, чем 12 кадров в секунду при «съемке по 2». В соответствии с теоремой отсчетов, правильное решение сводится к избавлению от высоких частот и сглаживанию резкой смены направления.