Научная статья на тему 'Схватить на лету'

Схватить на лету Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
50
16
Поделиться

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Наталья Югринова

Компанию iPi Soft трудно назвать пионером рынка: компьютерную анимацию на базе захвата движений делают без малого двадцать лет. Своим развитием технология обязана именно кинематографу: голливудские студии спецэффектов экспериментировали с оптическими системами с конца 1980‑х. Впервые технологию motion capture использовали в фантастическом боевике «Вспомнить все» (1990) режиссера Пола Верховена. С ее помощью сняли эпизод, в котором герой Арнольда Шварценеггера проходит через систему контроля безопасности в метро, и его сканируют в огромной рентгеновской камере. На съемочной площадке процесс был обставлен так: актеров облачили в специальные костюмы, к которым прикрепили светоотражающие маркеры, похожие на теннисные шарики; выставили профессиональный свет, а на заднем плане создали однородный фон. Оптические камеры фиксировали положение маркеров в пространстве, а программа восстанавливала движения актеров на экране компьютера. Это и был «захват движений», последнее слово в области создания спецэффектов на тот момент.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Наталья Югринова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Схватить на лету»

ш

Схватить на лету

Наталья Югринова

четыре года назад российский стартап ipi soft рассчитывал крупно заработать в Голливуде. еще бы: нашим разработчикам удалось создать первую массовую технологию захвата движений (motion capture)—дешевый аналог системы компьютерной анимации, при помощи которой сделали прославленный «аватар». однако рынок оказался с характером: его размер не оправдал ожиданий, и IPI soft пришлось срочно искать новые применения своему продукту

Компанию iPi Soft трудно назвать пионером рынка: компьютерную анимацию на базе захвата движений делают без малого двадцать лет. Своим развитием технология обязана именно кинематографу: голливудские студии спецэффектов экспериментировали с оптическими системами с конца 1980-х. Впервые технологию motion capture использовали в фантастическом боевике «Вспомнить все» (1990) режиссера Пола Верховена. С ее помощью сняли эпизод, в котором герой Арнольда Шварценеггера проходит через систему контроля безопасности в метро, и его сканируют в огромной рентгеновской камере. На съемочной площадке процесс был обставлен так: актеров облачили в специальные костюмы, к которым прикрепили светоотражающие маркеры, похожие на теннисные шарики; выставили профессиональный свет, а на заднем плане создали однородный фон. Оптические камеры фиксировали положение маркеров в пространстве, а программа восстанавливала движения актеров на экране компьютера. Это и был «захват движений», последнее слово в области создания спецэффектов на тот момент.

Поначалу технология была весьма примитивной: операторы точно не знали, как именно нужно ставить камеры и направлять свет, данные отражались некорректно, точности систем не хватало для передачи мелких движений. Даже в 2000 году, когда Питер Джексон снимал свою трилогию «Властелин колец», технология была далека от совершенства. Для создания персонажа Горлума операторы снимали крупные и средние планы с лицом актера на пленку, а аниматоры затем кадр за кадром вручную «обрисовывали» на компьютере изображение. Впрочем, к 2009 году, когда вышел «Аватар», технология заметно продвинулась впе-

ред: с помощью крошечных датчиков, которыми актеров увешивали с ног до головы, удавалось распознавать даже микродвижения лицевых мышц.

ДЕШЕВЫЙ ДВОЙНИК

Система iPi Soft захватывать мимику пока не умеет, но ей это и не нужно: она служит другим целям. В середине 2000-х сооснователь и генеральный директор компании Михаил Никонов, большой поклонник кинематографа и видеоигр, заметил, что на рынке не существует ни одного дешевого решения в сегменте motion capture, которое могли бы использовать не профессионалы, а любители. Захват движений — дорогое удовольствие: день съемки профессиональными системами обходится киношникам в $50-70 тыс. Понятно, что начинающие студии не могли позволить себе такие траты. В 2009 году команда iPi Soft представила свое программное обеспечение стоимостью в несколько сотен долларов, которое работает по безмаркерной технологии. За основу софт взял алгоритм технического зрения: актер снимается с нескольких веб-камер, его движения распознаются алгоритмами обработки изображения, а затем воспроизводятся в виде трехмерной компьютерной анимации. Оборудование для съемки конечный пользователь покупает сам: кроме программного обеспечения, требуются компьютер с мощной видеокартой, несколько дешевых камер либо один-два сенсора глубины (как правило, используется Microsoft Kinect). Не считая компьютера, который обычно имеется в распоряжении даже аниматора-любителя, стоимость всего дополнительного оборудования обычно укладывается в 300-600 долларов. Всех возможностей дорогостоящих систем iPi Soft не обеспечивает, однако техно-

28 бизнес-журнал октябрь #10 2013

Бюджетная технология создания спецэффектов Михаила Никонова и его команды все-таки пришла в Голливуд — хотя и на «вторые роли». Зато она стала отрадой для многих режиссеров-любителей: фантастический фильм со спецэффектами теперь вполне можно снимать хоть дома

логии вполне хватает для распознавания поворотов на 360 градусов, боевых движений, акробатики, танцевальных па.

Демонстрируя возможности своей системы, Михаил Никонов показывает видеоролик, в котором перед камерами танцует изящная блондинка. Рядом с ней появляется конечный результат съемки и компьютерной обработки — «мультяшная» брюнетка, которая в точности повторяет все движения живого прообраза. Вскоре ее сменяет добродушный увалень, который продолжает двигаться с легкостью профессиональной танцовщицы. Такую анимацию можно использовать как для создания зD-мультфильмов, так и в роликах к видеоиграм или в кинематографических спецэффектах. «В кино наша технология используется по большей части на второстепенных ролях, — поясняет Никонов. — Например, с ее помощью «рисуется» массовка, большое скопление людей, которую дорого снимать «вживую». Так, в недавнем фильме «Иллюзия обмана» есть эпизод, в котором фокусники дают представление в огромном концертном зале, заполненном людьми. Публика рисовалась на компьютере с помощью нашей системы. Помещение концертного зала отсканировали, в передний ряд посадили несколько человек, а все остальные — результат анимиро-ванного захвата движений».

Еще одно «киношное» применение безмаркерного motion capture — так называемая компьютерная превизуализация. Прежде чем снимать фильм в дорогостоящих декорациях со звездными актерами, техники-аниматоры создают его предварительную версию. Они набрасывают в 3D все сцены фильма, что позволяет экспериментировать с расстановкой актеров, освещением, движениями камеры. «Сегодня половина Голливуда использует для этих целей именно нашу систему», — гордо сообщает Михаил Никонов. Одни из свежих примеров использования технологии iPi Soft — в превизуализации боевика «Неудержимые-2» и в массовке «Сталинграда» Федора Бондарчука. Причем результаты работы технологии, появившейся еще в 2009 году, можно увидеть только сейчас. Это связано с долгим циклом производства фильмов и игр: от начала съемок до старта проката или продаж нередко проходит два-четыре года.

БИЗНЕС ПО СТАНИСЛАВСКОМУ

Вопреки ожиданиям разработчиков, к кардинальным сдвигам на рынке появление дешевых безмаркерных систем не привело. Выяснилось, что у рынка есть естественное огра-

бизнес-журнал октябр

А

суть технологии «захвата движений» (motion capture) описывается просто: отрисованный в 3D цифровой персонаж движется так правдоподобно, потому что за основу берутся движения живого человека

ничение в росте — дефицит хороших актеров. Дело в том, что типичный пользователь недорогой системы — это не голливудская студия спецэффектов, а аниматор-любитель, который сам себе и режиссер, и актер, и монтажер, и директор по графике. Для него нет особых сложностей в том, чтобы освоить систему и научиться ею пользоваться. Однако мало кто из таких «специалистов широкого профиля» может похвастаться актерскими способностями. «Представьте: вы снимаете боевик, — объясняет Никонов. — Вам нужно изобразить сильного, накачанного военного, который должен показывать боевые приемы. Люди, пытающиеся делать такое кино, зачастую страдают лишним весом, ведут сидячий образ жизни, ничего тяжелее авторучки в руке не держали. По анимации это очень заметно. Человеческий глаз отлично воспринимает движения, по ним мозг на подсознательном уровне может судить о весе человека, о его физической форме и подготовке. Многие, возможно, и хотят использовать систему, но найти актеров не могут».

Впрочем, есть и обратные примеры: один из британских клиентов iPi Soft, системный администратор Ян Чизхольм, почти в одиночку снял фантастический полнометражный боевик, в котором все роли сыграл сам. С помощью захвата движения он анимировал персонажей различной внешности, а озвучанием занимались его друзья. Результат превзошел все ожидания: по словам Никонова, фильм «Clear Skies 3» получился практически голливудского качества.

«Аватар» на российской системе motion capture пока еще не снимешь: не хватает точности и скорости обработки. Дорогие маркерные системы используют специальные камеры, часто изготавливаемые под заказ. Они способны снимать изображение с частотой до 500 кадров в секунду. Стандартная потребительская камера с разрешением 640x480, которую использует пользователь-любитель, дает 30, в лучшем случае 60 кадров в секунду. Теоретически технология iPi Soft может обслуживать и высокий ценовой сегмент, работая с профессиональным оборудованием. Однако в таком случае цену всей системы придется повышать в десятки раз — а значит, идти поперек собственных принципов доступности технологии.

Скорость обработки данных — другой камень преткновения. Если маркерные системы обрабатывают данные в потоковом режиме и дают визуальный результат немедленно, то у безмаркерных этот процесс занимает часы. Медленность системы напрямую влияет на удобство пользования: текущий интерфейс не позволяет быстро исправить какие-то ошибки. В следующем году компания iPi Soft представит версию 3.0 своей программы, в которой скорость работы будет серьезно повышена. Однако обработка данных в режиме реального времени для безмаркерных систем пока остается недостижимой планкой.

— В любительском решении скорость обработки не так важна, как точность, — парирует Михаил

30 бизнес-журнал октябрь #10 2013

Никонов. — Анимация в режиме реального времени критична, когда на съемочной площадке находятся дорогие актеры. Если у вас снимается Том Круз, то вам важно быстро увидеть результат и понять, надо ли что-то переснять. Ведь актер второй раз приходить не будет: у него каждый съемочный день очень дорогой. Аниматорам же, наоборот, удобнее снимать маленькими кусочками, чтобы можно было в любой момент вернуться к определенному отрезку и что-то переделать. Из-за этих особенностей различных технологий многие крупные компании предпочитают использовать одновременно и нашу систему, и более дорогие. Наши пользователи из голливудской студии Industrial Light & Magic рассказывают, что, когда они используют систему Vicon, приходится ставить свет, сгонять на площадку множество техников, подбирать актеру маркерный костюм. Все это занимает кучу времени и сил. Если же аниматор хочет остаться вечером и поработать дополнительно, поэкспериментировав над какой-то определенной сценой, он запускает нашу систему. Ему достаточно включить камеру и работать, никого не привлекая. В итоге Vicon используется раз в месяц, а наше программное обеспечение — каждый день.

В ОБХОД РОССИИ

Сегодня iPi Soft, по собственным оценкам, самый большой производитель систем motion capture в мире c точки зрения клиентской базы. Компания продала несколько тысяч копий своей системы, а если учитывать тех, кто использует демонстрационную версию или взломанную пиратскую программу, то число пользователей составляет десятки тысяч. В денежном выражении, тем не менее, это не так много: оборот компании до сих пор меньше миллиона долларов в год. Если рассматривать рынок с точки зрения оборотов, значительную его часть занимают дорогие системы, среди которых лидирует английская компания Vicon. Ее продукты стоят $30-100 тыс. Понятно, что при такой ценовой политике ее клиенты измеряются не тысячами, а десятками. По данным независимого эксперта в области компьютерной графики Роби Ронкарнелли, общая емкость рынка компьютерной анимации c использованием захвата движений сегодня не превышает $100 млн в год. А значит, вырасти до размеров Google или Microsoft на таком рынке нереально. Если на старте продаж iPi Soft планировала в течение пяти лет выйти на обороты в $15-20 млн, то сейчас эти прогнозы пришлось пересмотреть.

В поисках источников дохода российские разработчики обнаружили несколько новых ниш для применения своей технологии. Сегодня кино и телевидение занимают лишь третью часть в обороте компании. Еще треть доходов приносят анимация и компьютерные игры, а оставшуюся долю занимают многочисленные нестандартные применения технологии захвата движений — от медицины до спорта. Автомобильная компания Fiat анализирует с помощью системы iPi Mocap Studio движения рабочих на конвейере; эти данные затем используются для разработки более эргономичного оборудования. Американское военное ведомство анимирует на российском софте обучающие видеоролики. Ортопеды изучают с помощью motion capture движения пациента, чтобы подобрать ему оптимальный протез, физиологи — чтобы помочь быстрее восстановить-

ся после инсульта или аварии. Спортсмены анализируют собственные движения во время соревнований, чтобы улучшить технику.

Разрабатывать ниши куда перспективнее, чем идти по пути расширения географии рынков сбыта. Круг стран, вносящих основной вклад в создание компьютерной анимации и видеоигр, давно сложился: это США, Западная Европа, Канада, Япония, Китай и Южная Корея. Даже в Индии, в Болливуде, где кинопроизводство имеет огромные обороты, спрос на технологию motion capture практически нулевой. Отечественный рынок тоже не сулит золотых гор: российская киноиндустрия по сравнению с Западом крошечная, анимации выпускается мало, а сегмент игр предпочитает заниматься жанрами, не требующими использования motion capture. Одна из крупнейших игровых компаний в России — Game Insight — делает преимущественно игры для мобильных платформ и казуальные; между тем главный жанр, в котором используется технология захвата движений, — «стрелялки». Немногочисленные студии, которые все-таки прибегают к услугам motion capture, уже давно закупили дорогостоящее маркерное оборудование и теперь предпочитают «выжимать» из него по-максимуму, пытаясь вернуть инвестиции. Так, студия «Анимаккорд», сделавшая мультсериал «Маша и Медведь», работает на британской системе Vicon. Ее генеральный директор Дмитрий Ловейко утверждает, что возможности motion capture интересуют многих потенциальных клиентов, но дальше обычного интереса дело идет не часто. Украинская 4A Games, выпустившая игры «Metro 2033» и «Metro: Last Light», тоже заказывала анимацию в США.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

— Мы никогда не рассматривали Россию в качестве основного рынка. Возможно, поэтому нам довольно просто работать с американским рынком: мы вообще не видели для себя иного сценария развития, — утверждает глава iPi Soft. — Американцы очень открыты к новым технологиям: они готовы принимать продукт и взаимодействовать с ним, даже если он еще не совсем хорошо работает. К тому же у нас удобно выстроена система дистрибуции: мы продаем программу через интернет, имеем хороший веб-сайт, с которого удобно покупать. Все разработки и техподдержка замкнуты на нас, поэтому мы можем быстро решить какие-то возникающие у пользователя проблемы.

В будущем компания планирует экспериментировать с другими системами монетизации: продавать продукт по подписке или брать деньги за каждую секунду экспортированной анимации. В любом случае для нее важно сохранить доступность технологии даже для маленьких фирм. А для этого надо искать новых клиентов в «богатых» секторах — медицине и спорте. Однако денежный вопрос, по словам Михаила Никонова, для компании не первостепенен: iPi Soft не спеша развивается за счет собственных средств учредителей, и в ней по-прежнему работает всего пять человек. Дальнейший рост сдерживает не количество сотрудников или дефицит инвестиций, а трудности разработок. «У нас математически сложная, наукоемкая технология, в которой много объемных инженерных задач, — объясняет глава компании. — Мы бы и с меньшим штатом работали, если бы в мире существовали нужные алгоритмы. Как говорил кот Матроскин, средства у нас есть, у нас ума ■■■ не хватает». ■■

бизнес-журнал октябрь #10 2013

31