Что такое CGI-графика и как ее создают?

В последние десятилетия мир компьютерной графики пережил революцию, и одним из важнейших её аспектов стала CGI-графика (Computer-Generated Imagery). Это искусство и наука создания изображений и анимаций с помощью компьютеров, которое находит широкое применение в кино, рекламе, видеоиграх, архитектуре и многих других областях. Давайте разберемся, что стоит за этим понятием и как происходит создание CGI-графики.

CGI-графика: что это такое?

CGI (Computer-Generated Imagery) — это процесс создания изображений, анимаций или видеоматериалов с помощью компьютерных технологий. В отличие от традиционных методов создания картин, таких как живопись или фотография, CGI позволяет работать с виртуальными моделями, созданными полностью с нуля, с использованием специализированных программ.

Эта технология позволяет создать невероятно сложные и детализированные изображения, а также анимации, которые с трудом отличимы от реальности. CGI-графика используется для создания виртуальных миров, спецэффектов, анимационных персонажей, а также для визуализации проектов в архитектуре и дизайне.

Этапы создания CGI-графики

Создание CGI-графики — это многопроцессный и часто очень трудоемкий процесс. Каждый этап требует внимания к деталям и профессионализма. Давайте рассмотрим основные шаги, которые проходят художники и дизайнеры, создавая CGI-изображения.

1. Моделирование

Первый этап создания CGI-графики — моделирование. На этом этапе художники создают трехмерные модели объектов, которые в дальнейшем будут использоваться в проекте. Это могут быть как простые формы (например, кубы или сферы), так и сложные фигуры, такие как персонажи, машины или даже целые города.

Процесс моделирования заключается в создании виртуальных объектов с помощью полигонов — многоугольников, из которых строится вся геометрия модели. Чтобы сделать этот процесс максимально точным, используются специализированные программы, такие как Blender, Autodesk Maya, 3ds Max и другие.

2. Текстурирование

После того как основные формы и структуры созданы, наступает этап текстурирования. Это процесс добавления “кожи” и других поверхностных характеристик на созданные модели. Текстуры могут включать в себя изображения, которые накладываются на поверхности объектов, чтобы придать им реалистичный вид.

Например, для модели камня текстура может имитировать шероховатую поверхность, а для металлической детали — гладкость и блеск. В процессе текстурирования также используются карты текстур, такие как bump, normal и specular, которые отвечают за световые и физические свойства объектов.

Текстуры могут быть созданы вручную в графических редакторах, таких как Photoshop или Substance Painter, или же взяты из библиотек текстур, доступных в интернете.

3. Освещение

Как и в реальном мире, освещение играет ключевую роль в создании CGI-графики. Оно определяет, как объекты будут выглядеть в кадре: какие детали будут подчеркнуты, а какие — скрыты. Именно освещение задает атмосферу сцены — например, может создать ощущение тепла, уюта или напряженности.

Для достижения максимальной реалистичности в освещении CGI используется несколько типов источников света: точечный свет, направленный свет, окружающий свет. Кроме того, специалисты уделяют внимание таким вещам, как тени, отражения и преломления света, которые играют не меньшую роль в финальной картине.

4. Анимация

Когда все объекты готовы, наступает момент, когда они начинают двигаться. Анимация — это ключевая часть CGI, которая позволяет создать динамичные сцены, где персонажи или объекты двигаются и взаимодействуют друг с другом. В процессе анимации используются разные методы, в том числе скелетная анимация, когда модели оснащаются виртуальными “скелетами” с суставами, что позволяет им двигаться как реальные объекты.

Каждый объект, будь то человек, животное или транспортное средство, нуждается в детальной настройке движения. Важно, чтобы анимация была плавной и естественной, иначе она будет выглядеть искусственно. Для создания анимации CGI-графики применяются различные технологии, включая ключевые кадры, симуляцию физики и поведение материалов.

5. Рендеринг

Рендеринг — это заключительный этап в процессе создания CGI-графики. Это преобразование всех данных, которые были получены на предыдущих этапах, в окончательное изображение или анимацию. Рендеринг — это процесс вычислений, в ходе которых учитываются такие параметры, как освещение, текстуры, камера, а также все возможные взаимодействия объектов в сцене.

Важно отметить, что рендеринг может занять большое количество времени, особенно если сцена сложная и детализированная. Для этого используются мощные вычислительные ресурсы — рендер-фермы, которые позволяют значительно ускорить процесс.

Где используется CGI-графика?

Теперь, когда мы разобрались, как создается CGI-графика, давайте обратим внимание на сферы, где она находит свое применение. На самом деле, сферы использования CGI безграничны, и с каждым годом список только растет.

1. Киноиндустрия

CGI-графика стала неотъемлемой частью киноиндустрии. Она используется для создания спецэффектов, виртуальных миров, анимации персонажей и даже для создания целых фильмов, где реальные съемки сочетаются с компьютерной графикой.

Фильмы, такие как “Аватар”, “Мстители”, “Звездные войны”, невозможно представить без CGI. В этих картинах применяется графика самого высокого уровня, что позволяет создавать фантастические миры, персонажей и эффекты, которые невозможно снять в реальной жизни.

2. Видеоигры

Видеоигры — это еще одна отрасль, где CGI-графика применяется на всех этапах создания игры. CGI позволяет создавать не только виртуальные миры и персонажей, но и делать анимацию движения, моделировать сложные физические процессы и создавать спецэффекты.

С каждым годом качество графики в играх становится все более фотореалистичным. Примером может служить игра “The Witcher 3” или “Cyberpunk 2077”, где каждый элемент окружающего мира — от лиц персонажей до мельчайших деталей ландшафта — создан с использованием CGI.

3. Реклама

CGI-графика также активно используется в рекламе для создания ярких визуальных эффектов. Анимации логотипов и создания трехмерных моделей товаров. Визуализация продуктов, будь то автомобиль или бытовая техника, помогает зрителям лучше понять. Как работает продукт, какие у него особенности, и как он будет выглядеть в реальной жизни.

4. Архитектура

В архитектуре CGI-графика используется для создания 3D-визуализаций зданий и интерьеров. Такие визуализации позволяют архитекторам и клиентам заранее увидеть. Как будет выглядеть готовый проект, до того как начнется его строительство. Виртуальные туры по зданиям и помещениям также становятся популярным способом представления проектов.

5. Научные исследования

С помощью CGI можно визуализировать процессы, которые невозможно наблюдать в реальной жизни. Это может быть что угодно — от молекулярных реакций до космических исследований. CGI-графика помогает ученым и исследователям представить сложные процессы в доступной и наглядной форме.

P.S.

CGI-графика — это не просто инструмент для создания изображений. Это целая область технологий, позволяющая воплотить в жизнь самые смелые идеи. И она используется в самых разных сферах: от кино и видеоигр до науки и рекламы. Сегодня каждый из нас ежедневно сталкивается с результатами работы CGI. Даже не замечая этого, будь то фильм, игра или рекламный ролик. С каждым годом CGI-графика становится все более продвинутой, открывая новые возможности для творчества и инноваций.

В будущем мы, вероятно, увидим еще более захватывающие проекты, где искусственный интеллект и новые технологии будут тесно переплетаться с графикой. Создавая невероятно реалистичные и динамичные миры.