mehraboOon
08-20-2011, 01:11 AM
بدل‌هاي مجازي در سينما - با نگاهي به جلوه‌هاي ويژه فيلم Troy
درود به دوستان و خسته نباشي
بدل‌هاي مجازي در سينما - با نگاهي به جلوه‌هاي ويژه فيلم Troy
مهدي صنعت‌جو
ماهنامه شبکه - فروردين و ارديبهشت ۱۳۸۵ شماره 64
اشاره :
وقتي صحنه‌هاي نبرد بين يونانيان و سربازان تروآ را در فيلم Troy مشاهده مي‌كنيم، حتي به ذهنمان هم خطور نمي‌كند كه بخش بزرگي از اين سپاهيان جنگاور، چيزي جز بدل‌هاي مجازي نيستند كه پا به‌پاي سياهي‌لشكرهاي واقعي فيلم مشغول نبرد هستند. ظاهراً كم‌كم بايد آماده شويم تا شاهد جولان هر چه بيشتر اين هنرپيشه‌هاي تازه وارد بر پرده نقره‌اي باشيم. شايد زماني كه استفاده از فناوري در سه‌گانه ارباب‌حلقه‌ها براي توليد سپاهيان بي‌شمار انسان‌ها و اورك‌ها، جايزه اسكار را براي طراحان اين موجودات به ارمغان آورد، جاي پاي اين سياهي لشكرها در عرصه سينما محكم‌تر از قبل شد. به‌طوري‌كه بعد از آن و همين‌طور بعد از Troy، شاهد نبرد سپاهان ديجيتالي در ساير فيلم‌هاي سينمايي نيز بوديم. در اين مقاله به‌طور مختصر به نحوه استفاده از سياهي لشكرهاي مجازي در ساخت فيلم مي پردازيم. پس از معرفي يكي از جديدترين فناوري‌هاي ساخت بدل مجازي (virtual stuntmen) تحت‌عنوان ACT، به فيلم Troy به‌عنوان مثالي از به‌كارگيري سياهي لشكرهاي مجازي در يك فيلم خواهيم پرداخت. لازم به‌ذكر است كه در اين مقاله جلوه‌هاي ويژه فيلم Troy به‌طور كامل بررسي نخواهد شد و فقط به بخشي از آن كه مربوط به استفاده از سياهي‌لشكرهاي مجازي است پرداخته مي‌شود.
http://www.shabakeh-mag.com/Data/1002425_b.jpg
بدل حقيقي يا مجازي، مسئله اين است
استفاده از بدل‌ها و سياهي لشكرها در فيلم‌هاي سينمايي چيز جديدي نيست و همواره در بسياري از فيلم‌ها شاهد حضور انبوه سياهي لشكرهايي بوده‌ايم كه حتي در برخي موارد به‌يادماندني‌ترين صحنه‌هاي تاريخ سينما را هم رقم زده‌اند. ولي مشكلاتي در استفاده از بدل‌ها و سياهي لشكرها وجود دارد و اين مطلب در ساخت فيلم‌هاي تاريخي و حماسي و به‌ويژه در جايي كه فيلمساز بايد صحنه‌هاي پرتحرك و پر زد و خورد و گاهي خشونت‌باري را به‌تصوير بكشد، بيشتر خود را نشان مي‌دهد.
در اين‌گونه موارد علاوه بر مشكلاتي كه در هماهنگ كردن و كنترل سياهي لشكرها وجود دارد، حفظ سلامت آن‌ها نيز مهم است. مجموعه اين مشكلات سبب مي‌شود كه معمولاً اين صحنه‌ها آن‌طوري كه سازنده مي‌خواهد از آب در نيايد و بيش از حد، مصنوعي جلوه كند. البته مدتي است كه كامپيوتر به كمك آمده‌است و در طراحي صحنه‌هاي پرتحرك و شلوغ فيلمسازان را ياري مي‌دهد. اما هنوز هم نبردهايي كه به‌طور ديجيتال ساخته مي‌شوند رضايت بخش نيستند و تصنعي به‌نظر مي‌رسند.
استفاده از فناوري براي به‌تصوير كشيدن صحنه‌هاي پرازدحام و شلوغ، چيز جديدي نيست. به‌طور مثال در دهه 1920 فيلمبردارها با استفاده از لنزهاي ويژه‌اي اين حالت‌ها را ايجاد مي‌كردند. رويه استفاده از تكنيك‌هاي كامپيوتري در ساخت هنرپيشه‌ها و بدل‌ها براي جايگزيني با هنرپيشه‌ها و بدل‌هايي كه مجبورند كارهايي خطرناك يا غيرممكن انجام دهند، زمان زيادي است كه به‌عنوان بهترين و به‌صرفه‌ترين انتخاب دنبال مي‌شود. روش‌هايي مانند motion capture، متحرك‌سازي فريم به فريم و حتي استفاده از بانك‌هاي عظيم اطلاعاتي براي تعريف حركات و خصوصيات يك كاراكتر از جمله اين تكنيك‌ها هستند. ولي در تمامي اين روش‌ها ما نيازمند پيش‌بيني كليه حركاتي هستيم كه يك كاراكتر در يك صحنه ممكن است انجام دهد و اين علاوه‌بر پيچيده كردن روند توليد، غالباً نتيجه مناسبي به‌دنبال نخواهد داشت.
به‌علاوه، در اين‌گونه تكنيك‌ها محدوديت‌هاي ديگري هم وجود دارد. به‌طور مثال در روش motion capture، ما نمي‌توانيم به بدل‌ها ضربه‌هاي خيلي محكم وارد كنيم؛ يعني چيزي كه در صحنه‌هاي اكشن بسيار اتفاق مي‌افتد و موردنياز است. در صحنه‌هاي اكشن لازم است كه بدل واكنش مناسبي به ضربات نشان دهد و اين واكنش بايد به اندازه كافي باورپذير باشد. چيزي كه با استفاده از نيروي انساني نمي‌توان به آن دست يافت. كافي است نبردهايي در ابعاد نبردهاي افسانه‌اي تروآ را مجسم كنيد تا پيچيدگي كار را درك كنيد؛ نبردهايي كه نه مي‌توان آن‌ها را با تكيه كامل بر بدل‌هاي انساني ساخت و نه استفاده از تلفيق حركات انساني و تكنيك‌هاي كامپيوتري مثل motioncapture و استفاده از بانك‌هاي اطلاعاتي يا انيميشن‌سازي فريم به فريم مي تواند به‌خوبي جوابگو باشد.
اما شركت Natural motion راهي براي ساخت اين‌گونه صحنه‌ها و كاهش پروسه توليد يافته‌است كه به سازندگان اجازه مي‌دهد از آن براي ساخت بدلكار و سياهي لشكر براي صحنه‌هايي كه انجام آن‌ها براي انسان غيرممكن يا به‌طور بالقوه داراي خطر بالايي است استفاده كنند. اين روش در چند مورد استفاده شده كه بهترين نمونه آن فيلم سينمايي Tory است. در اين روش صحنه‌هاي نبرد با استفاده از بدل‌هاي مجازي پياده‌سازي مي‌شوند. البته بدل‌هاي مجازي پيش از اين هم در ساخت فيلم استفاده شده‌اند كه معروف‌ترين نمونه آن سه‌گانه ارباب حلقه‌هاست. ولي بدل‌هاي مجازي استفاده شده در Troy با نوع به‌كار رفته در ارباب حلقه‌ها تفاوتي اساسي دارند؛ زيرا اين بدل‌ها داراي هوش مصنوعي هستند.
اين فناوري، پروسه ساخت فيلم را به‌طور چشمگيري كوتاه مي كند و بر واقعي‌تر جلوه كردن آن كمك شاياني‌مي‌نمايد. نرم‌افزاري كه اين شركت براي اين منظور ارائه داده‌است، Endorphin نام دارد كه در بخش جانورشناسي دانشگاه آكسفورد ساخته و پرداخته شده است. اين برنامه هوشمند با استفاده از فناوري ACTكاراكترهايي مجازي‌اي را پديد مي‌آورد كه كاملاً مشابه انسان‌هاي واقعي به محيط واكنش نشان مي‌دهند. برخلاف بيشتر كاراكترهاي كامپيوتري كه وابسته به يك پايگاه داده ثابت مي‌باشند (براي نمونه بدل‌هاي استفاده شده در ارباب حلقه‌ها)، كاراكترهايي كه Endorphin پديد مي‌آورد، به‌طور مستقل حركت مي‌كنند، محيط اطراف خود را حس مي كنند و به آن واكنش نشان مي‌دهند؛ همان‌طور كه يك انسان اين‌كار را مي‌كند.
فناوري ACT
فرايندي كه بدل‌هاي مصنوعي را قادر به حركت و فكر كردن مي كند، Active Character Technology) ACT) نام دارد. اين فناوري بر پايه شبيه‌سازي هوش‌انسان، بدن و سيستم عصبي استوار است. پارامترهاي مورد استفاده در فناوري ACT مثل وزن، ابعاد اندام‌ها و محدوده اتصالات، بر پايه داده‌ها و مشخصات واقعي آناتومي و فيزيك بدن انسان استوار است كه از راه‌هاي گوناگوني جمع‌آوري شده است. در اين فناوري به بدل‌هاي مجازي مي‌آموزند كه چگونه با استفاده از تكامل مصنوعي (artificial evoution) حركت كنند، واكنش نشان دهند و ذخيره دانش خود را افزايش دهند.
مدل ماهيچه‌هاي هر كاراكتر خصوصياتي مشابه ماهيچه‌هاي واقعي انسان دارند و اطلاعات برنامه‌ريزي شده در سيستم عصبي هوش مصنوعي پالس‌هاي كوتاهي به ماهيچه‌هاي بدن مي‌فرستد و بدين ترتيب انجام‌دادن حركاتي مثل حفظ تعادل يا پرش را ميسر مي سازد.
واكنش‌هاي هر يك از كاراكترها، مجموعه‌اي از واكنش‌هاي واقع‌گرايانه را سبب مي‌شود، براي مثال، شبكه‌هاي عصبي Self preservation، سربازان شبيه‌سازي شده فيلم Troy را قادر مي‌سازند به ضرباتي كه از طرف حريفشان وارد مي شود پاسخ مناسب نشان دهند؛ مثلاً با سپر از خود دفاع كنند يا تعادل خود را حفظ نمايند.Endorphin دقيقاً چه‌كار مي كند؟
Endorphin دقيقاً چه‌كار مي كند؟
نرم‌افزار Endorphin با استفاده از فناوري ACT، با در هم آميختن اصول و هوش مصنوعي به طراحي كاراكترهاي سه بعدي مي‌پردازد كه به معناي واقعي كلمه با هوشند و قادرند حركات بشري را شبيه‌سازي كنند. آن‌ها ياد مي‌گيرند راه بروند، لگد بزنند، تكل بروند و احياناً به زمين بخورند ... . كاراكترهايي كه به اين روش ساخته مي شوند، مي‌توانند ياد بگيرند، خود را با محيط تطبيق‌دهند و تكامل پيدا كنند.
مراحل ساخت بدل‌هاي مجازي به‌صورت يك سير تكامل مصنوعي آغاز مي‌شود. در ابتدا به كاراكترها آموزش داده مي‌شود كه رفتارهاي ويژه‌اي مثل راه رفتن يا مانند آن را انجام دهند. كار با انتخاب تصادفي چند كاراكتر آغاز مي شود و مثلاً آن‌ها شروع به راه رفتن مي‌كنند.
http://www.shabakeh-mag.com/Data/Gallery/s64_badal_1_s.jpg
هر چند در اين مرحله هيچ‌كدام به‌درستي راه نمي روند، اما آن‌هايي كه كمترين خطا را حين راه‌رفتن داشته‌اند انتخاب مي‌شوند و به آن‌ها اجازه تكثير (offspring) داده‌مي‌شود. اين عمل انتخاب بارها روي جمعيت موردنظر تكرارمي‌شود تا در آخر به كاراكترهاي شبه انساني برسيم كه با كمترين اشتباه راه مي‌روند.
كاربران اين نرم‌افزار، مجبور نيستند سيستم هوش مصنوعي آن را برنامه ريزي كنند. تنها كاري كه آن‌ها بايد انجام دهند، دادن دستورات به برنامه است؛ درست مثل دستوراتي كه يك كارگردان به بازيگر مي دهد. كاربر بايد پارامترهايي نظير جهت و اندازه نيرو و آن قسمت از بدن كه اين نيرو بايد بر آن اعمال شود را مشخص نمايد و برنامه بر اساس اين ورودي‌ها، شبيه سازي را انجام مي دهد.
همان‌طور كه گفته شد، كاراكترها در فناوري ACT، برخلاف روش‌هاي معمول، از پيش متحرك‌سازي نمي‌شوند. torsten reil، مدير اجرايي شركت Natural motion دراين باره مي گويد: آن‌ها به محيط اطرافشان به‌طور باورپذيري واكنش نشان مي دهند؛ بدون نياز به اين‌كه يك متحرك ساز مجبور باشد تمام آنچه ممكن است اتفاق بيفتد را پيش بيني و شبيه سازي نمايد.
او مي‌افزايد: استفاده از فناوري ACT باعث صرفه‌جويي در زمان و بودجه ساخت و توسعه بازي‌هاي كامپيوتري خواهد شد و اجازه انجام‌دادن يك بازي تعاملي (interactive) را به بهترين نحو ممكن به كاربر مي‌دهد.
تروي ديجيتالي، يك مثال
در افسانه تروآ با يك حماسه عظيم روبه‌رو هستيم كه براي به‌تصوير درآوردن آن دشواري‌هايي وجود دارد. غير از مشكلاتي كه براي به‌تصوير كشيدن اجزاي بصري داستان مانند قصرها، شهرها، انسان‌ها، لباس‌ها و ... بر سر راه ساخت آن وجود داشت، بزرگ‌ترين چالش پيش روي سازندگان فيلم، مطمئناً ساخت صحنه‌هاي عظيم نبرد بوده است.
قبلاً هم در سه‌گانه ارباب حلقه‌ها، شاهد نبردهاي مجازي بوده‌ايم؛ صحنه‌هايي كه در آن با استفاده از تكنيك‌هاي ديجيتالي، لشكريان پرتعداد انسان‌ها و ارك (orc)ها در مقابل هم صف آرايي كرده بودند. اما در فيلم Troy ما صرفاً نيازمند صحنه‌هاي شلوغ و پرازدحام نيستيم، بلكه تك‌تك افراد در اين صحنه‌ها بايد باورپذير باشند و حركات و رفتارشان بيننده را متقاعد كند كه در حال ديدن نبرد تروآ است و نه مثلاً يك بازي ديجيتالي.
در فيلم Troy از بدل هاي مجازي به وفور استفاده شده است كه همپاي هنرپيشه‌هاي واقعي به نقش آفريني مي پردازند و در كنار سياهي لشكرهاي واقعي فيلم مبارزه مي كنند، مي‌كشند و كشته مي شوند.وظيفه ساخت جلوه هاي ويژه فيلم بر عهده دو شركت The movie picture company و Framestore CFC بوده است. ساخت صحنه‌هايي مانند هجوم كشتي‌هايي يوناني به ساحل تروآ ، ورود سربازان به خشكي و اردو زدن آن‌ها و همين‌طور بازگشت آن‌ها به دريا بر عهده شركت Framestore CFC بوده است.
لازم به‌ذكر است كه، از كل كشتي‌هايي كه به ساحل تروآ حمله مي‌كنند، فقط دو عدد از آن‌ها حقيقي و كامل هستند و بقيه به‌طور ديجيتالي طراحي شده‌اند. شركت the Movie Picture Company) MPC) هم ساخت صحنه هاي نبرد را بر عهده داشته است. در فيلم Troy بين دويست تا هزار سياهي لشكر و بدل استفاده شده و حدود صدو پنجاه هزار سرباز ديجيتالي با نرم‌افزار اختصاصي شركت MPC با نام ALICE كه براي شبيه‌سازي صحنه‌هاي پر ازدحام از آن استفاده مي‌شود به شات‌ها اضافه شده‌اند.
MPC براي ساخت سپاهيان ديجيتالي دقيقاً از نرم افزار Endorphin شركت Natural motion استفاده نكرده است، بلكه از فناوري به‌كار رفته در آن (ACT) براي تقويت سيستم هوش مصنوعي نرم‌افزار اختصاصي خود، ALICE بهره برده است.
سپاهيان ديجيتالي
MPC براي ساخت فيلم Troy، نرم‌افزار ويژه هوش مصنوعي ALICE را كه براي شبيه‌سازي مغز هر سرباز از آن استفاده مي‌شد، توسعه داد. اين سيستم يك شبكه از گره (node)ها است كه هر گره در واقع يك حسگر و يا يك قانون (rule) محسوب مي‌شود. حسگرها به يك عامل (Agent) اجازه مي‌دهند اطلاعات محيط اطراف خود را دريافت كند. به‌عنوان‌مثال يك سرباز مي‌تواند سربازهاي ديگر را تشخيص دهد يا وضعيت زميني كه روي آن ايستاده است را درك كند.
حسگرها مي‌توانند بصري، شنيداري يا از هر نوع ديگري باشند. وقتي از حسگري استفاده مي‌كنيم، قوانيني را براي آن در نظر مي‌گيريم، براي مثال اگر نمي‌خواهيم سربازان خيلي نزديك به‌هم بايستند، قانوني به‌منظور حركت، از هم فاصله‌گرفتن و جاگيري مناسب آن‌ها وضع مي كنيم. با استفاده از اين قوانين مي‌توانيم به‌دقت جزئيات را شرح دهيم. ولي براي يك شبيه‌سازي متقاعدكننده به‌شمار بسيار زيادي از قواعد و حسگرها نيازمنديم كه نهايتاً روند شبيه‌سازي را كند خواهد كرد.
سازندگان فيلم دريافتند كه در بسياري از صحنه‌هاي فيلم نيازي به اين پيچيدگي نيست. در حقيقت بسياري از صحنه‌ها، مربوط به يورش سربازان بود و احتياج به قوانيني بود كه از برخورد سربازان با هم جلوگيري به‌عمل آيد.
در واقع روند كلي كار بدين‌ترتيب است: در ابتدا حركات كلي كاراكتر تعريف مي‌شود. مرحله بعد استفاده از داده‌هاي Motion capture است و در نهايت كاراكترهايي كامل خواهيم داشت. اين بخش كاملاً مجزا از سيستم شبيه‌سازي جمعيت بود كه Motion Library Editore) MLE) ناميده مي شود و سازندگان فيلم به آن EMILY مي گويند.
ايده اصلي EMILY منحصر به‌فرد است و پيش از اين در شبيه‌سازي صحنه‌هاي پرازدحام از آن استفاده نشده بود. البته ايده اصلي اين روش متعلق به MPC نيست. اما اين شركت از روش‌هايي براي تكميل آن استفاده كرده‌است. در حقيقت كسي كه اين راهكار را ابداع كرده معتقد بوده‌است كه اين روش در يك محيط شبيه‌سازي شده شلوغ هرگز عمل نخواهد كرد. ولي در Troy مشخص شد كه اين عقيده درست نبوده است.
اساس اين ايده بدين صورت است كه مقادير دلخواهي از داده‌هاي Motion capture را كه شامل تعداد زيادي از حركات و اعمال است جمع‌آوري مي‌كنيم. سپس EMILY اين داده‌ها را به كليپ‌هاي كوتاهي به‌طول هشت تا دوازده فريم تقسيم و طبقه‌بندي مي كند. با در اختيار داشتن هزاران كليپ از اين نوع ، نرم افزار با توجه به كليت يك كليپ خاص و يك حركت ويژه، به مقايسه آن با ديگر كليپ‌ها مي‌پردازد و در نهايت تصميم مي‌گيرد كه كدام كليپ‌ها مي‌توانند با يكديگر تركيب شوند. زماني‌كه كليپ‌هاي موردنظر تعيين شدند، سيستم به‌طور خودكار عمل تركيب كردن كليپ‌ها را انجام مي‌دهد و نتيجه را ذخيره مي كند.
سيستم هوش مصنوعي ALICE، مسيري كه هر كاراكتر خواهد پيمود را تعريف مي‌كند. براي مثال مسير A ،B و C. نرم افزار ALICE با استفاده از EMILY، به‌طور خودكار تصميم مي‌گيرد كه كدام‌يك از كليپ‌ها براي ساخت حركات سربازان مناسب است و بدين طريق از كتابخانه EMILY استفاده مي نمايد.
با اين حال اطلاعاتي كه به‌صورت داده هاي اوليه به سيستم وارد مي شوند بايد اصلاح شوند. به‌دليل اين‌كه اين اطلاعات حاصل اجراي تكنيك Motion capture روي سطح هموار و مسطح مي‌باشند. ولي در عمل لازم است اين اطلاعات طوري باشند كه ناهمواري‌ها را به‌خوبي نشان دهند تا حركات كاراكترها واقعي جلوه كند. MPC اين‌كار را با ابزارهايي تحت عنوان Pose Deformers انجام مي‌دهد.PDها بسيار مشابه Geometry Deformerها در نرم‌افزار Maya هستند. با اين تفاوت كه آن‌ها روي اسكلت‌بندي و حالت كاراكتر اعمال مي‌شوند.
طوري كه مي‌توان تغييراتي را در وضعيت بدن ايجاد نمود. براي مثال يكLean Deformer مي تواند بدن را به‌جلو خم كند يا يكSmall Footsteps Deformer باعث مي‌شود يك كاراكتر گام‌هاي كوتاه‌تري بردارد. با استفاده از حسگرها، هر يك از كاراكترها قادر به شناسايي اطراف خود خواهند بود. به‌عنوان مثال ميزان زاويه شيبي كه روي آن در حال حركت هستند را تشخيص مي‌دهند.Deformerها به‌طور خودكار به‌سيستم هوش مصنوعي اعمال‌شده و باعث مي‌شوند كه مثلاً وقتي كاراكترها در سربالايي راه مي‌روند، به‌جلو خم شوند و گام‌هاي كوتاه‌تري بردارند يا برعكس زماني‌كه در سرپاييني راه مي روند، به عقب خم شوند و گام‌هاي بلندتري بردارند.
در پايان MPC از يك فرمت اختصاصي تحت عنوان Skeleton Caching براي انتقال اطلاعات شبيه‌سازي شده به بخش Rendering استفاده مي‌نمايد. به اين طريق بعد از شبيه‌سازي، براي رندر كردن نه نيازي به Maya (آن‌طور كه معمول است) مي‌باشد و نه نيازي به فايل‌هاي rib و فقط از Skeleton Cache براي اين منظور استفاده مي‌شود.
هنوز كار تمام نشده
شبيه‌سازي سربازان تنها بخشي از مشكلات ساخت يك سپاه ديجيتالي بود. بزرگ‌ترين مشكل در Troy، رندر صحنه‌هاي شبيه‌سازي شده بسيار شلوغ فيلم بود.150هزار سرباز شبيه‌سازي شده، فرايند رندر را مشكل مي كردند؛ به‌ويژه در جايي كه بايد تمام متعلقات آن‌ها با جزئيات نشان داده مي شد.
براي رندر صحنه‌هاي فيلم از نرم افزار PRman استفاده شد. يكي از دلايلي كه سازندگان فيلم از نرم‌افزار Massive(نرم افزاري كه نبردهاي مربوط به سه گانه ارباب حلقه‌ها با آن طراحي شد و استفاده از آن حتي اسكار را هم براي فيلم به ارمغان آورد) براي ساخت صحنه‌هاي نبرد استفاده نكردند، مشكلي بود كه در مرحله رندر پيش ميآمد. به‌دليل اين‌كه Massive فقط PRman را از طريق فايل‌هايي با فرمت rib پشتيباني مي كند كه با توجه به صحنه‌هاي عظيم Troy، فايل‌هاي rib با حجم بالايي توليد مي‌شدند كه به‌سادگي قابل رندر نبودند.
در اين قسمت هم MPC دست به‌كار شد. john Haddon، سرپرست تيم Rendering برنامه‌اي به‌نام GIGGLE براي اين منظور نوشت.در اين مرحله يك سرباز با تمام ويژگي‌هاي ظاهري آن در Maya در يك وضعيت استاندارد مدل‌سازي شده و با يك فرمت اختصاصي قابل فهم، براي GIGGLE فرستاده مي‌شود.
در زمان رندر، كل Skeleton Cache كه در قسمت شبيه‌سازي ذخيره شده بود، بارگذاري مي‌گردد. GIGGLE با توجه به اطلاعاتي كه از اين طريق دريافت مي‌كند، سرباز كاملي را با تمام متعلقاتش برپايه جزئياتي كه مورد نياز است بارگذاري مي نمايد. با اين روش ديگر نيازي به استفاده از فايل‌هاي حجيم rib و رندر حجم عظيمي از اطلاعات نيست.
MPC از فرمت openEXR شانزده بيتي، متعلق به Industrial Light and Magic) ILM) نيز در اين فيلم بهره برد. با استفاده از اين فرمت، علاوه بر توانايي ذخيره مقادير بيشتري از اطلاعات بصري، انتقال داده‌ها به بخش تركيب Compositing department نيز با سهولت بيشتري انجام خواهد شد.
لازم به‌ذكر است كه نرم‌افزار MEDDLE نيز كه يك viewer است، براي اين پروژه توسعه داده شد. با استفاده از فرمت OpenEXR، نرم‌افزار MEDDLE و همين‌طور قابليت‌هاي نرم‌افزار PRman، سازندگان قادر به انتخاب يك عامل (Agent) يا گروهي از آن‌ها در صحنه بودند. اين امر به آن‌ها اجازه مي‌داد خصوصيات گروهي از سربازان را به‌سادگي و سرعت تغييردهند.
و نبرد آغاز مي شود ...
در مجموع 425 شات در مدت هيجده‌ماه به‌وسيله حدود 120 هنرمند در MPC توليد شد. آنچه در اين مقاله به آن اشاره شد، فقط بخشي از جلوه هاي ويژه فيلم Tory را پوشش مي‌داد و در مورد ديگر اقدامات MPC در ساخت جلوه هاي ويژه اين فيلم و همين‌طور تلاش‌هايي كه ديگر شركت درگير اين پروژه (Framestore CFC) به‌ويژه در ساخت ناوگان دريايي يوناني‌ها انجام داد سخني به ميان نيامد.
همان‌طور كه خوانديد، براي ساخت يك نبرد مجازي، علاوه بر استفاده از تكنيك‌هاي هوش مصنوعي، از تكنيك‌هاي ديگري مانند Motion Capture نيز استفاده شده است تا در نهايت آنچه كه بر پرده مشاهده مي‌شود تا حدودي قانع كننده باشد. اين‌كه گفته مي‌شود تا حدودي قانع‌كننده به اين خاطر است كه هنوز هم صحنه‌هاي نبرد در فيلم Troyمنتقدان سرسختي دارد و به‌طور كامل مورد قبول متخصصان نبوده است. ولي در هر صورت مجموع تكنيك‌هاي استفاده شده در اين فيلم منحصربه‌فردترين تكنيك‌ها را شامل مي‌شوند كه مسلماً سرآمد تمام اين تكنيك‌ها ACT است.
آيا هنرپيشه‌ها بي‌كار خواهند شد؟
به‌رغم برتري‌هايي كه فناوري ACT در توليد بدل‌هاي مجازي نسبت به رقيبان خود دارد كه مهم‌ترين آن كاهش پروسه توليد فيلم است و انتظار مي‌رود در آينده شاهد تكامل بيشتر اين شيوه باشيم، اين روش هنوز در بعضي موارد بهترين روش نيست. اين روش در صحنه‌هايي كه كاراكترها از فاصله‌اي دور ديده مي‌شوند خوب عمل مي‌كند و در صحنه‌هايي كه بيننده كاراكتر را از نزديك مي‌بيند، استفاده از هنرپيشه‌هاي واقعي گريزناپذير است. بنابراين بدلكاران واقعي و هنرپيشه‌ها هنوز هم مي‌توانند نفس راحتي بكشند. اما در دنياي ديجيتال هيچ چيز غيرممكن نيست. بعيد نيست كه پيشرفت سريع فناوري تا چندي ديگر همه بدلكاران و سياهي‌لشكرها را خانه نشين كند!
در آينده
استفاده از فناوري ACT مانند اكثر فناوري‌هاي ديگر، فقط منحصر به سينما نخواهد بود. اين نوع فناوري‌ها توانايي‌هاي بالقوه‌اي دارند كه كاربرد آن‌ها را گسترده‌تر مي‌كند. به‌طور نمونه، استفاده از فناوري ACT در فريفتن بينندگان يك سخنراني يا يك برنامه كه به‌طور زنده از تلويزيون در حال پخش است مي‌تواند ايده خوبي باشد. با پيشرفت اين فناوري، به‌راحتي مي‌توان محل سخنراني يك سخنران را پر از طرفداران ديجيتالي كرد كه براي او دست مي زنند و هورا مي كشند. مطمئناً بينندگاني كه سخنراني اين او را ميان انبوه طرفدارانش مشاهده مي‌كنند، حتي نمي‌توانند حدس هم بزنند كه آن‌ها اصلاً در محل حضور ندارند و در واقع جز بدل‌هاي مجازي، كسي شنونده سخنراني نيست!
منابع:
www.naturalmotion.com
www.newsfactor.com
www.troymovie.com
www.moving-picture.com
www.framestore-cfc.com
www.cgsociety.org
درود به دوستان و خسته نباشي
بدل‌هاي مجازي در سينما - با نگاهي به جلوه‌هاي ويژه فيلم Troy
مهدي صنعت‌جو
ماهنامه شبکه - فروردين و ارديبهشت ۱۳۸۵ شماره 64
اشاره :
وقتي صحنه‌هاي نبرد بين يونانيان و سربازان تروآ را در فيلم Troy مشاهده مي‌كنيم، حتي به ذهنمان هم خطور نمي‌كند كه بخش بزرگي از اين سپاهيان جنگاور، چيزي جز بدل‌هاي مجازي نيستند كه پا به‌پاي سياهي‌لشكرهاي واقعي فيلم مشغول نبرد هستند. ظاهراً كم‌كم بايد آماده شويم تا شاهد جولان هر چه بيشتر اين هنرپيشه‌هاي تازه وارد بر پرده نقره‌اي باشيم. شايد زماني كه استفاده از فناوري در سه‌گانه ارباب‌حلقه‌ها براي توليد سپاهيان بي‌شمار انسان‌ها و اورك‌ها، جايزه اسكار را براي طراحان اين موجودات به ارمغان آورد، جاي پاي اين سياهي لشكرها در عرصه سينما محكم‌تر از قبل شد. به‌طوري‌كه بعد از آن و همين‌طور بعد از Troy، شاهد نبرد سپاهان ديجيتالي در ساير فيلم‌هاي سينمايي نيز بوديم. در اين مقاله به‌طور مختصر به نحوه استفاده از سياهي لشكرهاي مجازي در ساخت فيلم مي پردازيم. پس از معرفي يكي از جديدترين فناوري‌هاي ساخت بدل مجازي (virtual stuntmen) تحت‌عنوان ACT، به فيلم Troy به‌عنوان مثالي از به‌كارگيري سياهي لشكرهاي مجازي در يك فيلم خواهيم پرداخت. لازم به‌ذكر است كه در اين مقاله جلوه‌هاي ويژه فيلم Troy به‌طور كامل بررسي نخواهد شد و فقط به بخشي از آن كه مربوط به استفاده از سياهي‌لشكرهاي مجازي است پرداخته مي‌شود.
http://www.shabakeh-mag.com/Data/1002425_b.jpg
بدل حقيقي يا مجازي، مسئله اين است
استفاده از بدل‌ها و سياهي لشكرها در فيلم‌هاي سينمايي چيز جديدي نيست و همواره در بسياري از فيلم‌ها شاهد حضور انبوه سياهي لشكرهايي بوده‌ايم كه حتي در برخي موارد به‌يادماندني‌ترين صحنه‌هاي تاريخ سينما را هم رقم زده‌اند. ولي مشكلاتي در استفاده از بدل‌ها و سياهي لشكرها وجود دارد و اين مطلب در ساخت فيلم‌هاي تاريخي و حماسي و به‌ويژه در جايي كه فيلمساز بايد صحنه‌هاي پرتحرك و پر زد و خورد و گاهي خشونت‌باري را به‌تصوير بكشد، بيشتر خود را نشان مي‌دهد.
در اين‌گونه موارد علاوه بر مشكلاتي كه در هماهنگ كردن و كنترل سياهي لشكرها وجود دارد، حفظ سلامت آن‌ها نيز مهم است. مجموعه اين مشكلات سبب مي‌شود كه معمولاً اين صحنه‌ها آن‌طوري كه سازنده مي‌خواهد از آب در نيايد و بيش از حد، مصنوعي جلوه كند. البته مدتي است كه كامپيوتر به كمك آمده‌است و در طراحي صحنه‌هاي پرتحرك و شلوغ فيلمسازان را ياري مي‌دهد. اما هنوز هم نبردهايي كه به‌طور ديجيتال ساخته مي‌شوند رضايت بخش نيستند و تصنعي به‌نظر مي‌رسند.
استفاده از فناوري براي به‌تصوير كشيدن صحنه‌هاي پرازدحام و شلوغ، چيز جديدي نيست. به‌طور مثال در دهه 1920 فيلمبردارها با استفاده از لنزهاي ويژه‌اي اين حالت‌ها را ايجاد مي‌كردند. رويه استفاده از تكنيك‌هاي كامپيوتري در ساخت هنرپيشه‌ها و بدل‌ها براي جايگزيني با هنرپيشه‌ها و بدل‌هايي كه مجبورند كارهايي خطرناك يا غيرممكن انجام دهند، زمان زيادي است كه به‌عنوان بهترين و به‌صرفه‌ترين انتخاب دنبال مي‌شود. روش‌هايي مانند motion capture، متحرك‌سازي فريم به فريم و حتي استفاده از بانك‌هاي عظيم اطلاعاتي براي تعريف حركات و خصوصيات يك كاراكتر از جمله اين تكنيك‌ها هستند. ولي در تمامي اين روش‌ها ما نيازمند پيش‌بيني كليه حركاتي هستيم كه يك كاراكتر در يك صحنه ممكن است انجام دهد و اين علاوه‌بر پيچيده كردن روند توليد، غالباً نتيجه مناسبي به‌دنبال نخواهد داشت.
به‌علاوه، در اين‌گونه تكنيك‌ها محدوديت‌هاي ديگري هم وجود دارد. به‌طور مثال در روش motion capture، ما نمي‌توانيم به بدل‌ها ضربه‌هاي خيلي محكم وارد كنيم؛ يعني چيزي كه در صحنه‌هاي اكشن بسيار اتفاق مي‌افتد و موردنياز است. در صحنه‌هاي اكشن لازم است كه بدل واكنش مناسبي به ضربات نشان دهد و اين واكنش بايد به اندازه كافي باورپذير باشد. چيزي كه با استفاده از نيروي انساني نمي‌توان به آن دست يافت. كافي است نبردهايي در ابعاد نبردهاي افسانه‌اي تروآ را مجسم كنيد تا پيچيدگي كار را درك كنيد؛ نبردهايي كه نه مي‌توان آن‌ها را با تكيه كامل بر بدل‌هاي انساني ساخت و نه استفاده از تلفيق حركات انساني و تكنيك‌هاي كامپيوتري مثل motioncapture و استفاده از بانك‌هاي اطلاعاتي يا انيميشن‌سازي فريم به فريم مي تواند به‌خوبي جوابگو باشد.
اما شركت Natural motion راهي براي ساخت اين‌گونه صحنه‌ها و كاهش پروسه توليد يافته‌است كه به سازندگان اجازه مي‌دهد از آن براي ساخت بدلكار و سياهي لشكر براي صحنه‌هايي كه انجام آن‌ها براي انسان غيرممكن يا به‌طور بالقوه داراي خطر بالايي است استفاده كنند. اين روش در چند مورد استفاده شده كه بهترين نمونه آن فيلم سينمايي Tory است. در اين روش صحنه‌هاي نبرد با استفاده از بدل‌هاي مجازي پياده‌سازي مي‌شوند. البته بدل‌هاي مجازي پيش از اين هم در ساخت فيلم استفاده شده‌اند كه معروف‌ترين نمونه آن سه‌گانه ارباب حلقه‌هاست. ولي بدل‌هاي مجازي استفاده شده در Troy با نوع به‌كار رفته در ارباب حلقه‌ها تفاوتي اساسي دارند؛ زيرا اين بدل‌ها داراي هوش مصنوعي هستند.
اين فناوري، پروسه ساخت فيلم را به‌طور چشمگيري كوتاه مي كند و بر واقعي‌تر جلوه كردن آن كمك شاياني‌مي‌نمايد. نرم‌افزاري كه اين شركت براي اين منظور ارائه داده‌است، Endorphin نام دارد كه در بخش جانورشناسي دانشگاه آكسفورد ساخته و پرداخته شده است. اين برنامه هوشمند با استفاده از فناوري ACTكاراكترهايي مجازي‌اي را پديد مي‌آورد كه كاملاً مشابه انسان‌هاي واقعي به محيط واكنش نشان مي‌دهند. برخلاف بيشتر كاراكترهاي كامپيوتري كه وابسته به يك پايگاه داده ثابت مي‌باشند (براي نمونه بدل‌هاي استفاده شده در ارباب حلقه‌ها)، كاراكترهايي كه Endorphin پديد مي‌آورد، به‌طور مستقل حركت مي‌كنند، محيط اطراف خود را حس مي كنند و به آن واكنش نشان مي‌دهند؛ همان‌طور كه يك انسان اين‌كار را مي‌كند.
فناوري ACT
فرايندي كه بدل‌هاي مصنوعي را قادر به حركت و فكر كردن مي كند، Active Character Technology) ACT) نام دارد. اين فناوري بر پايه شبيه‌سازي هوش‌انسان، بدن و سيستم عصبي استوار است. پارامترهاي مورد استفاده در فناوري ACT مثل وزن، ابعاد اندام‌ها و محدوده اتصالات، بر پايه داده‌ها و مشخصات واقعي آناتومي و فيزيك بدن انسان استوار است كه از راه‌هاي گوناگوني جمع‌آوري شده است. در اين فناوري به بدل‌هاي مجازي مي‌آموزند كه چگونه با استفاده از تكامل مصنوعي (artificial evoution) حركت كنند، واكنش نشان دهند و ذخيره دانش خود را افزايش دهند.
مدل ماهيچه‌هاي هر كاراكتر خصوصياتي مشابه ماهيچه‌هاي واقعي انسان دارند و اطلاعات برنامه‌ريزي شده در سيستم عصبي هوش مصنوعي پالس‌هاي كوتاهي به ماهيچه‌هاي بدن مي‌فرستد و بدين ترتيب انجام‌دادن حركاتي مثل حفظ تعادل يا پرش را ميسر مي سازد.
واكنش‌هاي هر يك از كاراكترها، مجموعه‌اي از واكنش‌هاي واقع‌گرايانه را سبب مي‌شود، براي مثال، شبكه‌هاي عصبي Self preservation، سربازان شبيه‌سازي شده فيلم Troy را قادر مي‌سازند به ضرباتي كه از طرف حريفشان وارد مي شود پاسخ مناسب نشان دهند؛ مثلاً با سپر از خود دفاع كنند يا تعادل خود را حفظ نمايند.Endorphin دقيقاً چه‌كار مي كند؟
Endorphin دقيقاً چه‌كار مي كند؟
نرم‌افزار Endorphin با استفاده از فناوري ACT، با در هم آميختن اصول و هوش مصنوعي به طراحي كاراكترهاي سه بعدي مي‌پردازد كه به معناي واقعي كلمه با هوشند و قادرند حركات بشري را شبيه‌سازي كنند. آن‌ها ياد مي‌گيرند راه بروند، لگد بزنند، تكل بروند و احياناً به زمين بخورند ... . كاراكترهايي كه به اين روش ساخته مي شوند، مي‌توانند ياد بگيرند، خود را با محيط تطبيق‌دهند و تكامل پيدا كنند.
مراحل ساخت بدل‌هاي مجازي به‌صورت يك سير تكامل مصنوعي آغاز مي‌شود. در ابتدا به كاراكترها آموزش داده مي‌شود كه رفتارهاي ويژه‌اي مثل راه رفتن يا مانند آن را انجام دهند. كار با انتخاب تصادفي چند كاراكتر آغاز مي شود و مثلاً آن‌ها شروع به راه رفتن مي‌كنند.
http://www.shabakeh-mag.com/Data/Gallery/s64_badal_1_s.jpg
هر چند در اين مرحله هيچ‌كدام به‌درستي راه نمي روند، اما آن‌هايي كه كمترين خطا را حين راه‌رفتن داشته‌اند انتخاب مي‌شوند و به آن‌ها اجازه تكثير (offspring) داده‌مي‌شود. اين عمل انتخاب بارها روي جمعيت موردنظر تكرارمي‌شود تا در آخر به كاراكترهاي شبه انساني برسيم كه با كمترين اشتباه راه مي‌روند.
كاربران اين نرم‌افزار، مجبور نيستند سيستم هوش مصنوعي آن را برنامه ريزي كنند. تنها كاري كه آن‌ها بايد انجام دهند، دادن دستورات به برنامه است؛ درست مثل دستوراتي كه يك كارگردان به بازيگر مي دهد. كاربر بايد پارامترهايي نظير جهت و اندازه نيرو و آن قسمت از بدن كه اين نيرو بايد بر آن اعمال شود را مشخص نمايد و برنامه بر اساس اين ورودي‌ها، شبيه سازي را انجام مي دهد.
همان‌طور كه گفته شد، كاراكترها در فناوري ACT، برخلاف روش‌هاي معمول، از پيش متحرك‌سازي نمي‌شوند. torsten reil، مدير اجرايي شركت Natural motion دراين باره مي گويد: آن‌ها به محيط اطرافشان به‌طور باورپذيري واكنش نشان مي دهند؛ بدون نياز به اين‌كه يك متحرك ساز مجبور باشد تمام آنچه ممكن است اتفاق بيفتد را پيش بيني و شبيه سازي نمايد.
او مي‌افزايد: استفاده از فناوري ACT باعث صرفه‌جويي در زمان و بودجه ساخت و توسعه بازي‌هاي كامپيوتري خواهد شد و اجازه انجام‌دادن يك بازي تعاملي (interactive) را به بهترين نحو ممكن به كاربر مي‌دهد.
تروي ديجيتالي، يك مثال
در افسانه تروآ با يك حماسه عظيم روبه‌رو هستيم كه براي به‌تصوير درآوردن آن دشواري‌هايي وجود دارد. غير از مشكلاتي كه براي به‌تصوير كشيدن اجزاي بصري داستان مانند قصرها، شهرها، انسان‌ها، لباس‌ها و ... بر سر راه ساخت آن وجود داشت، بزرگ‌ترين چالش پيش روي سازندگان فيلم، مطمئناً ساخت صحنه‌هاي عظيم نبرد بوده است.
قبلاً هم در سه‌گانه ارباب حلقه‌ها، شاهد نبردهاي مجازي بوده‌ايم؛ صحنه‌هايي كه در آن با استفاده از تكنيك‌هاي ديجيتالي، لشكريان پرتعداد انسان‌ها و ارك (orc)ها در مقابل هم صف آرايي كرده بودند. اما در فيلم Troy ما صرفاً نيازمند صحنه‌هاي شلوغ و پرازدحام نيستيم، بلكه تك‌تك افراد در اين صحنه‌ها بايد باورپذير باشند و حركات و رفتارشان بيننده را متقاعد كند كه در حال ديدن نبرد تروآ است و نه مثلاً يك بازي ديجيتالي.
در فيلم Troy از بدل هاي مجازي به وفور استفاده شده است كه همپاي هنرپيشه‌هاي واقعي به نقش آفريني مي پردازند و در كنار سياهي لشكرهاي واقعي فيلم مبارزه مي كنند، مي‌كشند و كشته مي شوند.وظيفه ساخت جلوه هاي ويژه فيلم بر عهده دو شركت The movie picture company و Framestore CFC بوده است. ساخت صحنه‌هايي مانند هجوم كشتي‌هايي يوناني به ساحل تروآ ، ورود سربازان به خشكي و اردو زدن آن‌ها و همين‌طور بازگشت آن‌ها به دريا بر عهده شركت Framestore CFC بوده است.
لازم به‌ذكر است كه، از كل كشتي‌هايي كه به ساحل تروآ حمله مي‌كنند، فقط دو عدد از آن‌ها حقيقي و كامل هستند و بقيه به‌طور ديجيتالي طراحي شده‌اند. شركت the Movie Picture Company) MPC) هم ساخت صحنه هاي نبرد را بر عهده داشته است. در فيلم Troy بين دويست تا هزار سياهي لشكر و بدل استفاده شده و حدود صدو پنجاه هزار سرباز ديجيتالي با نرم‌افزار اختصاصي شركت MPC با نام ALICE كه براي شبيه‌سازي صحنه‌هاي پر ازدحام از آن استفاده مي‌شود به شات‌ها اضافه شده‌اند.
MPC براي ساخت سپاهيان ديجيتالي دقيقاً از نرم افزار Endorphin شركت Natural motion استفاده نكرده است، بلكه از فناوري به‌كار رفته در آن (ACT) براي تقويت سيستم هوش مصنوعي نرم‌افزار اختصاصي خود، ALICE بهره برده است.
سپاهيان ديجيتالي
MPC براي ساخت فيلم Troy، نرم‌افزار ويژه هوش مصنوعي ALICE را كه براي شبيه‌سازي مغز هر سرباز از آن استفاده مي‌شد، توسعه داد. اين سيستم يك شبكه از گره (node)ها است كه هر گره در واقع يك حسگر و يا يك قانون (rule) محسوب مي‌شود. حسگرها به يك عامل (Agent) اجازه مي‌دهند اطلاعات محيط اطراف خود را دريافت كند. به‌عنوان‌مثال يك سرباز مي‌تواند سربازهاي ديگر را تشخيص دهد يا وضعيت زميني كه روي آن ايستاده است را درك كند.
حسگرها مي‌توانند بصري، شنيداري يا از هر نوع ديگري باشند. وقتي از حسگري استفاده مي‌كنيم، قوانيني را براي آن در نظر مي‌گيريم، براي مثال اگر نمي‌خواهيم سربازان خيلي نزديك به‌هم بايستند، قانوني به‌منظور حركت، از هم فاصله‌گرفتن و جاگيري مناسب آن‌ها وضع مي كنيم. با استفاده از اين قوانين مي‌توانيم به‌دقت جزئيات را شرح دهيم. ولي براي يك شبيه‌سازي متقاعدكننده به‌شمار بسيار زيادي از قواعد و حسگرها نيازمنديم كه نهايتاً روند شبيه‌سازي را كند خواهد كرد.
سازندگان فيلم دريافتند كه در بسياري از صحنه‌هاي فيلم نيازي به اين پيچيدگي نيست. در حقيقت بسياري از صحنه‌ها، مربوط به يورش سربازان بود و احتياج به قوانيني بود كه از برخورد سربازان با هم جلوگيري به‌عمل آيد.
در واقع روند كلي كار بدين‌ترتيب است: در ابتدا حركات كلي كاراكتر تعريف مي‌شود. مرحله بعد استفاده از داده‌هاي Motion capture است و در نهايت كاراكترهايي كامل خواهيم داشت. اين بخش كاملاً مجزا از سيستم شبيه‌سازي جمعيت بود كه Motion Library Editore) MLE) ناميده مي شود و سازندگان فيلم به آن EMILY مي گويند.
ايده اصلي EMILY منحصر به‌فرد است و پيش از اين در شبيه‌سازي صحنه‌هاي پرازدحام از آن استفاده نشده بود. البته ايده اصلي اين روش متعلق به MPC نيست. اما اين شركت از روش‌هايي براي تكميل آن استفاده كرده‌است. در حقيقت كسي كه اين راهكار را ابداع كرده معتقد بوده‌است كه اين روش در يك محيط شبيه‌سازي شده شلوغ هرگز عمل نخواهد كرد. ولي در Troy مشخص شد كه اين عقيده درست نبوده است.
اساس اين ايده بدين صورت است كه مقادير دلخواهي از داده‌هاي Motion capture را كه شامل تعداد زيادي از حركات و اعمال است جمع‌آوري مي‌كنيم. سپس EMILY اين داده‌ها را به كليپ‌هاي كوتاهي به‌طول هشت تا دوازده فريم تقسيم و طبقه‌بندي مي كند. با در اختيار داشتن هزاران كليپ از اين نوع ، نرم افزار با توجه به كليت يك كليپ خاص و يك حركت ويژه، به مقايسه آن با ديگر كليپ‌ها مي‌پردازد و در نهايت تصميم مي‌گيرد كه كدام كليپ‌ها مي‌توانند با يكديگر تركيب شوند. زماني‌كه كليپ‌هاي موردنظر تعيين شدند، سيستم به‌طور خودكار عمل تركيب كردن كليپ‌ها را انجام مي‌دهد و نتيجه را ذخيره مي كند.
سيستم هوش مصنوعي ALICE، مسيري كه هر كاراكتر خواهد پيمود را تعريف مي‌كند. براي مثال مسير A ،B و C. نرم افزار ALICE با استفاده از EMILY، به‌طور خودكار تصميم مي‌گيرد كه كدام‌يك از كليپ‌ها براي ساخت حركات سربازان مناسب است و بدين طريق از كتابخانه EMILY استفاده مي نمايد.
با اين حال اطلاعاتي كه به‌صورت داده هاي اوليه به سيستم وارد مي شوند بايد اصلاح شوند. به‌دليل اين‌كه اين اطلاعات حاصل اجراي تكنيك Motion capture روي سطح هموار و مسطح مي‌باشند. ولي در عمل لازم است اين اطلاعات طوري باشند كه ناهمواري‌ها را به‌خوبي نشان دهند تا حركات كاراكترها واقعي جلوه كند. MPC اين‌كار را با ابزارهايي تحت عنوان Pose Deformers انجام مي‌دهد.PDها بسيار مشابه Geometry Deformerها در نرم‌افزار Maya هستند. با اين تفاوت كه آن‌ها روي اسكلت‌بندي و حالت كاراكتر اعمال مي‌شوند.
طوري كه مي‌توان تغييراتي را در وضعيت بدن ايجاد نمود. براي مثال يكLean Deformer مي تواند بدن را به‌جلو خم كند يا يكSmall Footsteps Deformer باعث مي‌شود يك كاراكتر گام‌هاي كوتاه‌تري بردارد. با استفاده از حسگرها، هر يك از كاراكترها قادر به شناسايي اطراف خود خواهند بود. به‌عنوان مثال ميزان زاويه شيبي كه روي آن در حال حركت هستند را تشخيص مي‌دهند.Deformerها به‌طور خودكار به‌سيستم هوش مصنوعي اعمال‌شده و باعث مي‌شوند كه مثلاً وقتي كاراكترها در سربالايي راه مي‌روند، به‌جلو خم شوند و گام‌هاي كوتاه‌تري بردارند يا برعكس زماني‌كه در سرپاييني راه مي روند، به عقب خم شوند و گام‌هاي بلندتري بردارند.
در پايان MPC از يك فرمت اختصاصي تحت عنوان Skeleton Caching براي انتقال اطلاعات شبيه‌سازي شده به بخش Rendering استفاده مي‌نمايد. به اين طريق بعد از شبيه‌سازي، براي رندر كردن نه نيازي به Maya (آن‌طور كه معمول است) مي‌باشد و نه نيازي به فايل‌هاي rib و فقط از Skeleton Cache براي اين منظور استفاده مي‌شود.
هنوز كار تمام نشده
شبيه‌سازي سربازان تنها بخشي از مشكلات ساخت يك سپاه ديجيتالي بود. بزرگ‌ترين مشكل در Troy، رندر صحنه‌هاي شبيه‌سازي شده بسيار شلوغ فيلم بود.150هزار سرباز شبيه‌سازي شده، فرايند رندر را مشكل مي كردند؛ به‌ويژه در جايي كه بايد تمام متعلقات آن‌ها با جزئيات نشان داده مي شد.
براي رندر صحنه‌هاي فيلم از نرم افزار PRman استفاده شد. يكي از دلايلي كه سازندگان فيلم از نرم‌افزار Massive(نرم افزاري كه نبردهاي مربوط به سه گانه ارباب حلقه‌ها با آن طراحي شد و استفاده از آن حتي اسكار را هم براي فيلم به ارمغان آورد) براي ساخت صحنه‌هاي نبرد استفاده نكردند، مشكلي بود كه در مرحله رندر پيش ميآمد. به‌دليل اين‌كه Massive فقط PRman را از طريق فايل‌هايي با فرمت rib پشتيباني مي كند كه با توجه به صحنه‌هاي عظيم Troy، فايل‌هاي rib با حجم بالايي توليد مي‌شدند كه به‌سادگي قابل رندر نبودند.
در اين قسمت هم MPC دست به‌كار شد. john Haddon، سرپرست تيم Rendering برنامه‌اي به‌نام GIGGLE براي اين منظور نوشت.در اين مرحله يك سرباز با تمام ويژگي‌هاي ظاهري آن در Maya در يك وضعيت استاندارد مدل‌سازي شده و با يك فرمت اختصاصي قابل فهم، براي GIGGLE فرستاده مي‌شود.
در زمان رندر، كل Skeleton Cache كه در قسمت شبيه‌سازي ذخيره شده بود، بارگذاري مي‌گردد. GIGGLE با توجه به اطلاعاتي كه از اين طريق دريافت مي‌كند، سرباز كاملي را با تمام متعلقاتش برپايه جزئياتي كه مورد نياز است بارگذاري مي نمايد. با اين روش ديگر نيازي به استفاده از فايل‌هاي حجيم rib و رندر حجم عظيمي از اطلاعات نيست.
MPC از فرمت openEXR شانزده بيتي، متعلق به Industrial Light and Magic) ILM) نيز در اين فيلم بهره برد. با استفاده از اين فرمت، علاوه بر توانايي ذخيره مقادير بيشتري از اطلاعات بصري، انتقال داده‌ها به بخش تركيب Compositing department نيز با سهولت بيشتري انجام خواهد شد.
لازم به‌ذكر است كه نرم‌افزار MEDDLE نيز كه يك viewer است، براي اين پروژه توسعه داده شد. با استفاده از فرمت OpenEXR، نرم‌افزار MEDDLE و همين‌طور قابليت‌هاي نرم‌افزار PRman، سازندگان قادر به انتخاب يك عامل (Agent) يا گروهي از آن‌ها در صحنه بودند. اين امر به آن‌ها اجازه مي‌داد خصوصيات گروهي از سربازان را به‌سادگي و سرعت تغييردهند.
و نبرد آغاز مي شود ...
در مجموع 425 شات در مدت هيجده‌ماه به‌وسيله حدود 120 هنرمند در MPC توليد شد. آنچه در اين مقاله به آن اشاره شد، فقط بخشي از جلوه هاي ويژه فيلم Tory را پوشش مي‌داد و در مورد ديگر اقدامات MPC در ساخت جلوه هاي ويژه اين فيلم و همين‌طور تلاش‌هايي كه ديگر شركت درگير اين پروژه (Framestore CFC) به‌ويژه در ساخت ناوگان دريايي يوناني‌ها انجام داد سخني به ميان نيامد.
همان‌طور كه خوانديد، براي ساخت يك نبرد مجازي، علاوه بر استفاده از تكنيك‌هاي هوش مصنوعي، از تكنيك‌هاي ديگري مانند Motion Capture نيز استفاده شده است تا در نهايت آنچه كه بر پرده مشاهده مي‌شود تا حدودي قانع كننده باشد. اين‌كه گفته مي‌شود تا حدودي قانع‌كننده به اين خاطر است كه هنوز هم صحنه‌هاي نبرد در فيلم Troyمنتقدان سرسختي دارد و به‌طور كامل مورد قبول متخصصان نبوده است. ولي در هر صورت مجموع تكنيك‌هاي استفاده شده در اين فيلم منحصربه‌فردترين تكنيك‌ها را شامل مي‌شوند كه مسلماً سرآمد تمام اين تكنيك‌ها ACT است.
آيا هنرپيشه‌ها بي‌كار خواهند شد؟
به‌رغم برتري‌هايي كه فناوري ACT در توليد بدل‌هاي مجازي نسبت به رقيبان خود دارد كه مهم‌ترين آن كاهش پروسه توليد فيلم است و انتظار مي‌رود در آينده شاهد تكامل بيشتر اين شيوه باشيم، اين روش هنوز در بعضي موارد بهترين روش نيست. اين روش در صحنه‌هايي كه كاراكترها از فاصله‌اي دور ديده مي‌شوند خوب عمل مي‌كند و در صحنه‌هايي كه بيننده كاراكتر را از نزديك مي‌بيند، استفاده از هنرپيشه‌هاي واقعي گريزناپذير است. بنابراين بدلكاران واقعي و هنرپيشه‌ها هنوز هم مي‌توانند نفس راحتي بكشند. اما در دنياي ديجيتال هيچ چيز غيرممكن نيست. بعيد نيست كه پيشرفت سريع فناوري تا چندي ديگر همه بدلكاران و سياهي‌لشكرها را خانه نشين كند!
در آينده
استفاده از فناوري ACT مانند اكثر فناوري‌هاي ديگر، فقط منحصر به سينما نخواهد بود. اين نوع فناوري‌ها توانايي‌هاي بالقوه‌اي دارند كه كاربرد آن‌ها را گسترده‌تر مي‌كند. به‌طور نمونه، استفاده از فناوري ACT در فريفتن بينندگان يك سخنراني يا يك برنامه كه به‌طور زنده از تلويزيون در حال پخش است مي‌تواند ايده خوبي باشد. با پيشرفت اين فناوري، به‌راحتي مي‌توان محل سخنراني يك سخنران را پر از طرفداران ديجيتالي كرد كه براي او دست مي زنند و هورا مي كشند. مطمئناً بينندگاني كه سخنراني اين او را ميان انبوه طرفدارانش مشاهده مي‌كنند، حتي نمي‌توانند حدس هم بزنند كه آن‌ها اصلاً در محل حضور ندارند و در واقع جز بدل‌هاي مجازي، كسي شنونده سخنراني نيست!
منابع:
www.naturalmotion.com
www.newsfactor.com
www.troymovie.com
www.moving-picture.com
www.framestore-cfc.com
www.cgsociety.org