Kiến thức: Phép màu kĩ thuật số: Kỹ xảo 3D và Họ đã làm điều đó như thế nào


Sẽ có một lúc nào đó, khi bạn thấy một điều gì đó trên phim và tự hỏi, “làm thế (quái) nào mà họ làm được như vậy?”

Những thứ như vậy thực sự rất đáng kinh ngạc, nhất là khi chúng mới lần đầu xuất hiện, từ những trận chiến động trời trong 3 tập The Lord of the Rings, đến các thế giới mê hoặc lòng người như trong Avatar, Tron: Legacy, hay nhà vô địch kỹ xảo điện ảnh năm 2010, Inception.

Khi bạn nghiên cứu kĩ, thì bên dưới những hình ảnh đó là số lượng khổng lồ những phép tính tinh vi cũng như ứng dụng khoa học kĩ thuật đã được áp dụng vào đồ họa vi tính. Tuy nhiên, cứ mỗi một chuyên gia máy tính thì sẽ có từ ba đến bốn nghệ sĩ kĩ thuật số, cùng nhau làm việc cật lực để đem sự sống đến cho nhân vật, sinh vật và thế giới mà họ tưởng tượng.

Quy trình kỹ xảo điện ảnh:

Tiến trình sản xuất những bộ phim có nhân vật và môi trường bằng 3d được người trong nghề gọi là “quy trình kỹ xảo điện ảnh”. Tiến trình này sẽ hơi phức tạp nếu mô tả bằng góc nhìn chuyên môn; nhưng sẽ dể hiểu hơn nếu được minh họa tuần tự.

Hãy nghĩ về nhân vật 3d mà bạn yêu thích. Đó có thể là Wall-E hay Buzz Lightyear, hay bạn có thể là fan hâm mộ của Kung Fu Panda. Dù ba nhân vật này trông khác nhau, tiến trình sản xuất chúng đều như nhau.

Để làm một bộ phim 3d, từ ý tưởng hoặc vẽ phân cảnh cho đến hình ảnh phim 3d sau cùng, nhân vật trải qua sáu giai đoạn chính sau:

1. Tiền sản xuất (Pre-production)
2. Dựng hình (Modeling)
3. Chất liệu và Bề mặt (Shading & Texturing)
4. Ánh sáng (Lighting)
5. Diễn hoạt (Animation)
6. Kết xuất hình ảnh (Rendering)

1. Tiền sản xuất (Pre-production):

  •  Ở giai đoạn tiền sản xuất, hình ảnh của nhân vật được phát triển.
  •  Hàng chục, thậm chí hàng trăm bức ảnh được nghệ sĩ vẽ ra và được kiểm duyệt mỗi ngày bởi đạo diễn, nhà sản xuất và người chỉ đạo nghệ thuật.
  •  Bảng màu/ tông màu của nhân vật được phát triển ở giai đoạn này, nhưng thường đây vẫn chưa là phiên bản cuối cùng của nhân vật.
  •  Chi tiết áo quần sẽ được thống nhất tại đây, và các chi tiết khó (như lông tóc, áo quần) sẽ được gửi qua bộ phận nghiên cứu và tiếp tục phát triển.

2. Dựng hình 3D (Modeling):

Với hình ảnh 2d đã hoàn tât, dự án lúc này được đưa sang cho nghệ sĩ dựng hình 3D (3D Modelers). Nhiệm vụ của 3D Modeler là đem các bản vẽ ý tưởng (concept art) sang phiên bản 3 chiều để sau đó có thể giao cho nghệ sĩ diễn hoạt (animator) ở giai đoạn sau. Nghệ sĩ dựng hình có 2 hướng làm việc: Dựng hình đa giác (polygonal modeling) và điêu khắc kỹ thuật số (digital sculpting).

Polygonal modeling:

  • Bắt đầu bằng khối hộp: Nếu bạn có thể hình dung được một khối hộp trong không gian ba chiều thì khi đó bạn đã hiểu được điều cơ bản của polygonal modeling. Một khối hộp có 6 mặt 4 cạnh, được kết nối với nhau ở 8 điểm nút, điểm nút này gọi là “vertices”.
  • Nhân vật 3D như Buzz Lightyear được kết cấu y như cách khối hộp được tạo thành, nhưng thay vì chỉ có 6 mặt, nó có 10 ngàn mặt. Các mặt này vẫn có 4 cạnh, và các điểm nối vẫn gọi là “vertices”, chỉ khác là có nhiều hơn.
  • Tạo hình: Mô hình 3d như Buzz và Woody được dựng bằng các phần mềm modeling. Bằng cách kéo và đẩy mặt, cạnh và điểm trong không gian 3 chiều cho đến khi nhân vật bắt đầu định hình.
  • Hoàn thiện: Nghệ sĩ dựng hình có khả năng thêm và bỏ cạnh hay mặt để có được mức độ chi tiết mà họ muốn. Phần mềm có khả năng di chuyển điểm và cạnh đến các vị trí rất chính xác trong không gian (x,y,z).

Digital sculpting:

  • Điêu khắc kĩ thuật số khác với dựng hình đa giác ở chỗ, nó ít tập trung vào kết cấu, mà tập trung vào tạo hình và bề mặt.
  • Tương tự như điêu khắc truyền thống, nhà điêu khắc số sử dụng bảng vẽ và bút để bắt chước các công cụ điêu khắc truyền thống. Nghệ sĩ số có thể thêm và bỏ bất cứ điều gì với mô hình y như cách làm của các nhà điêu khắc, ví dụ như nặn đất sét hay trạm trổ đá cẩm thạch.
  • Hình khối sinh học (organic form): phương pháp điêu khắc kĩ thuật số thường được dùng cho các hình khối sinh học, như nhân vật, sinh vật, và các đối tượng mềm, trong khi các bề mặt cứng (hard surface) (nhà cửa, xe cộ, v.v…) thường được thực hiện bằng cách dựng hình đa giác (polygonal modeling).

3. Chất liệu và bề mặt (Shading & Texturing):

Bước tiếp theo của quy trình kỹ xảo điện ảnh là chất liệu và bề mặt. Ở giai đoạn này, chất liệu, bề mặt và màu sắc được thêm vào đối tượng 3D.

  • Mọi bộ phận của mô hình đều có các chất liệu khác nhau, điều này nhằm tạo cho chúng hình ảnh trung thực.
  • Ví dụ, nếu đối tượng được tạo bằng nhựa, nó sẽ có thêm sự phản chiếu và độ sáng bóng. Nếu nó được làm bằng kiến, chất liệu sẽ trong suốt. Nếu có nhiều loại áo quần, như bức ảnh trên, thì bề mặt hợp lý cho nó sẽ được tạo ra.
  • Bề mặt và màu sắc được thêm vào bằng cách áp hình ảnh 2d vào đối tượng 3d, hoặc được tô trực tiếp vào mô hình như vẽ lên bảng vẽ. Điều này được thực hiện bằng các phần mềm chuyên biệt với bảng vẽ điện tử, hay thực hiện trong phần mềm điêu khắc số.

4. Ánh sáng (lighting):

Ở giai đoạn ánh sáng, cuộc chiến này gần như dành cho các nhà khoa học máy tính và các nhà toán học, tuy nhiên vẫn có chỗ dành cho nghệ sĩ.

  • Sắp đặt cảnh quay: ở khâu này, tất cả các mô hình 3d dành cho từng cảnh riêng biệt được mang vào, nhân vật cũng được đặt vào môi trường đó.
  • Đặt sáng chính xác: vừa đủ trung thực để trông chúng đáng tin, vừa đủ ấn tượng để truyền tải “không khí” mà đạo diễn mong muốn.
  • Dù bạn có tin hay không, chuyên gia ánh sáng có nhiều (thậm chí là hơn cả người vẽ texture) khả năng điều khiển màu sắc và không khí cảnh quay.
  • Có nhiều chỉnh sửa tới – lui giữa nghệ sĩ ánh sáng và nghệ sĩ chất liệu. Hai phòng ban này làm việc chặt chẽ với nhau, nhằm đảm bảo rằng chất liệu và ánh sáng hòa hợp nhau, bóng đỗ và phản chiếu trông thực nhất có thể.

5. Diễn hoạt (Animation):

Diễn hoạt tất nhiên là nơi mà nghệ sĩ thổi hồn vào nhân vật của họ.

  • Mô hình 3D được điều khiển bởi “xương” (rigs), chúng làm việc như những cái xương ảo.
  • Các xương có khả năng điều khiển tay, chân, mặt, và tư thế của nhân vật.
  • Diễn hoạt có thể gọi là, một chuỗi tư-thế-sang-tư-thế (pose-to-pose) hoàn chỉnh: Nói cách khác, nghệ sĩ diễn hoạt sẽ đặt các tư thế chốt (key-frame) cho cả tư thế đầu và tư thế kết thúc của một hành động, và sau đó chỉnh các tư thế ở trung gian, bằng cách này chuyển động sẽ trôi chảy và thực hiện đúng thời gian đã định.
  • Ví dụ: có 3 tư thế chốt cho một động tác nhảy: tư thế bắt đầu nhảy, trên đỉnh cao nhất của bước nhảy và tư thế đáp.

6. Kết xuất hình ảnh (rendering) và xử lý hậu kỳ (post-production):

Giai đoạn sản xuất cuối cùng dành cho một cảnh 3d chính là kết xuất hình ảnh. Kết xuất hình ảnh thiên về kĩ thuật, vì vậy tôi sẽ không đề cập nhiều ở đây. Ở giai đoạn này, những phép tính mà máy tính không thể thực hiện theo thời gian thực (real-time) được sẽ được thực hiện tại đây.

Nó bao gồm:

  • Hoàn thiện ánh sáng: Bóng đổ và phản chiếu phải được tính toán.
  • Hiệu ứng đặc biệt: nhất là với những hiệu ứng như mờ do chiều sâu không gian (depth of field blurring), khói, sương mù, và các vụ nổ.
  • Xử lý hậu kì: Nếu độ sáng, màu sắc và độ tương phản cần chỉnh sửa, chúng sẽ được thực hiện vào lúc này.

Quá trình kết xuất: tiến trình này trở thành cuộc chiến chờ đợi, và cuộc chiến này thường giao cho chuyên gia render và chuyên gia máy tính. Với những phim đỉnh như Up hay Wall-E, có tin đồn nói rằng 1 frame hình tốn khoảng 80 tiếng hoặc hơn để kết xuất. Một frame hình trên phim tương ứng với 1/24 giây.

Phép thuật đã được tiết lộ

Dù quy trình sản xuất phim điện ảnh rất phức tạp và thiên về kĩ thuật, nhưng các bước cơ bản trên cũng đủ cho bạn có 1 cái nhìn chung. Mục đích của bài này không phải là một bài hướng dẫn đầy đủ, nó chỉ đơn thuần là một bài giới thiệu về công nghệ và kĩ năng giúp đồ họa 3D trở thành hiện thực.

Hi vọng rằng bài này giúp bạn hiểu hơn về công việc và phương pháp đã được đưa vào sản xuất các phim hoạt hình mà bạn yêu thích những năm qua.

Hãy nhớ là, đây chỉ là điểm khởi đầu. Có hàng tá các tài nguyên sẵn có nhằm giúp bạn học tập và tìm hiểu về hoạt hình 3d cũng như đồ họa vi tính. Các tập sách (art books) của các phim có thể giúp bạn mở mang tầm mắt, và cũng có rất nhiều cộng đồng trên mạng như 3D Total và CG Society. Bất kì ai mong muốn tìm hiểu thêm về đồ họa, hãy xem qua 2 diễn đàn này. Biết đâu, sau này bạn có thể tự làm nghệ thuật cho chính mình.

Hình ảnh sử dụng (theo thứ tự xuất hiện):

  1. DreamWorks Animation – How To Train Your Dragon, http://reelmovietalk.com
  2. DreamWorks Animation – Kung Fu Panda, http://www.templates.com/blog/kung-fu-panda-prepare-for-the-awesome-thing/
  3. Akin Bilgic – Sky Fisherman, http://www.3dtotal.com/team/Tutorials_3/makingof_sky_fisherman/sky_fisherman_02.asp
  4. Alessandro Baldassaroni – Little Soldier, http://forums.cgsociety.org/showthread.php?f=121&t=948936
  5. Jose Alves da Silva – Mouse Love, http://features.cgsociety.org/newgallerycrits/g27/164927/164927_1250450471_large.jpg
  6. Nicolas Bega – Poses for Blog, http://nicolasbega.com/gallery/albums/AM/Class1/Week3_Final_poses_for_blog.jpg
  7. Pixar Animation Studios – Partly Cloudy, http://features.cgsociety.org/newgallerycrits/g88/7988/7988_1294959829_large.jpg

Nguồn: http://justinslick.wordpress.com/
Dịch: cvbtruong

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Tags

Archives

  • 2016 (4)
  • 2015 (22)
  • 2014 (39)
  • 2013 (59)
  • 2012 (134)
  • 2011 (240)