Оқ мерзімі: Визуальный эффект тарихы мен эволюциясы

Кіріспе

Визуалды эффект
Роман

Пуля уақыты (сонымен қатар тоңған сәт, өлі уақыт, ағынды қозғалыс немесе уақыт тілімі деп те аталады) – камераның (немесе көрерменнің) уақыты мен кеңістігін оның көрінетін нысанынан ажыратудың визуалды эффектісі немесе визуалды әсері. Бұл фильмдерде, телеарналық жарнамаларда және бейнеойындардағы және басқа да арнайы медиадағы өзгермелі жылдамдықтағы әрекет пен орындалудың тереңдігі күшейтілген симуляциясы. Ол уақытқа (мысалы, ұшып бара жатқан оқ сияқты қалыпты жағдайда байқауға болмайтын және түсіруге мүмкін емес оқиғаларды көрсетуге жеткілікті баяулау) және кеңістікке (камера бұрышының – көрерменнің көзқарасының – оқиғалар баяулатылған кезде сахнада қалыпты жылдамдықпен қозғалу мүмкіндігі арқылы) қатысты экстремалды өзгерістермен сипатталады. Бұл дәстүрлі баяу қозғалыспен мүмкін емес, себебі физикалық камера тым жылдам қозғалуы керек; бұл концепция тек "виртуалды камера" ғана, көбінесе виртуалды әлем немесе виртуалды шындық сияқты компьютерлік ортада бейнеленген, мұндай сәттерді "фильмдеуге" қабілетті болады. Бұл эффекттің техникалық және тарихи түрлері уақыт тілімі, көрініс өзгерту, temps mort (француз тілінде: "өлі уақыт") және виртуалды кинематография деп аталады. "Пуля уақыты" термині алғаш рет 1999 жылғы "Матрица" фильміне сілтеме жасап қолданылды. "Матрица" фильмдері арқылы бұл термин енгізілгеннен бері ол халық арасында кеңінен қолданылатын ұғымға айналды.

Тарих

Қозғалысты тоқтату үшін камералар тобын пайдалану техникасы киноның өзі ойлап табылғанға дейін Эдвард Муйбридждің хронофотография бойынша алдын ала жұмысымен пайда болды. "Қозғалыстағы ат" (1878) еңбегінде Муйбридж жүгіріп келе жатқан жылқының қозғалысын камералар желісін қолданып, жануардың қасынан өтетінін суретке түсірді. 1878–1879 жылдары Муйбридж бес камерамен әр түрлі бұрыштан бір сәтті түсіріп, жылқылар мен спортшылардың бейнесін қысқартып зерттеді. Пенсильвания университетінде "Animal Locomotion" (1887) деп жариялаған зерттеулері үшін Муйбридж сонымен қатар алты бұрыштан бір мезгілде, сондай-ақ үш бұрыштан 12 фазадан тұратын сериядан суреттер түсірді. MIT профессоры Харольд Эджертонға да қарыз болуы мүмкін, ол 1940 жылдары ксенон стробо жарықтарын қолданып, қозғалысты "тоқтату" үшін оқтардың қазір танымал суреттерін түсірді. Бұл концепция көбінесе анимацияда дамытылды. Ең алғашқы мысалдардың бірі – 1966 жылғы жапондық аниме сериалы "Speed Racer" атау тізбегінің соңындағы кадр: Speed Mach Five-тен секіріп, секірудің ортасында тоқтағаннан кейін "камера" алдыңғы жағынан бүйіріне бұрылып түсіреді. 1980 жылы Тим Макмиллан осы саладағы алғашқы фильмдерді, кейін видеоларды жасады, ол (содан кейін аталған) Бат академиясында 16 мм фильмді иін тесігі бар камералардың шеңберлік орналасуымен пайдаланды. Олар "Time Slice Motion Picture Array Cameras" бағдарламасының алғашқы нұсқасы болды, ол 1990 жылдардың басында, теле және кино үшін жоғары сапалы суреттерге қабілетті массивтік камералар қолжетімді болған кезде жасалды. 1997 жылы ол Time Slice Films Ltd. (Ұлыбритания) компаниясын құрды. Ол бұл техниканы өзінің көркемдік практикасында "Өлі жылқы" деп аталатын видеопроекцияда қолданды, бұл Муйбриджге ирониялық сілтеме, ол 1998 жылы Лондонның Электрондық өнер галереясында көрсетілді және 2000 жылы фотосурет үшін Citibank сыйлығына ұсынылды. Бұл техниканың тағы бір алдағысы – 1985 жылы Accept тобының "Midnight Mover" видеосы. Бұл видеода Оскар сыйлығын жеңіп алған арнайы эффекттер режиссері Збигнев Рыбчински он үш 16 мм фильм камерасын орындаушыларды қоршап тұрған арнайы жасалған алтыбұрышты құрылғыға орнатты. Алынған кадрлар топ мүшелерінің нақты уақытта қозғалып жатқанда орын-орында айналып тұрған сияқты көрінуін жасау үшін мұқият өңделді. 1990 жылдары режиссер Мишель Гондри және BUF Compagnie визуалды эффекттер компаниясы The Rolling Stones тобының "Like A Rolling Stone" музыкалық видеосына уақыт тілімін пайдаланды, ал 1996 жылы Smirnoff жарнамасында бұл эффект баяу қозғалатын оқтарды уыстау үшін қолданылды. Осыған ұқсас уақыт тілімі эффектілері Gap брендінің жарнамаларында (режиссері М. Ролстон және қайтадан BUF өндірген) және "Lost in Space" (1998) сияқты фильмдерде де пайда болды.

The technique of using a group of still cameras to freeze motion occurred before the invention of cinema itself with preliminary work by Eadweard Muybridge on chronophotography. In The Horse in Motion (1878), Muybridge analyzed the motion of a galloping horse by using a line of cameras to photograph the animal as it ran past. In 1878–1879, Muybridge made dozens of studies of foreshortenings of horses and athletes with five cameras capturing the same moment from different positions. For his studies with the University of Pennsylvania, published as Animal Locomotion (1887), Muybridge also took photos from six angles at the same instant, as well as series of 12 phases from three angles. A debt may also be owed to MIT professor Harold Edgerton, who, in the 1940s, captured now iconic photos of bullets using xenon strobe lights to "freeze" motion. Bullet time as a concept was frequently developed in cel animation. One of the earliest examples is the shot at the end of the title sequence for the 1966 Japanese anime series Speed Racer: as Speed leaps from the Mach Five, he freezes in mid jump, and then the "camera" does an arc shot from front to sideways. In 1980, Tim Macmillan started producing pioneering film and later, video, in this field while studying for a BA at the (then named) Bath Academy of Art using 16mm film arranged in a progressing circular arrangement of pinhole cameras. They were the first iteration of the Time Slice' Motion Picture Array Cameras" which he developed in the early 1990s when still cameras for the array capable of high image quality for broadcast and movie applications became available. In 1997 he founded Time Slice Films Ltd. (UK). He applied the technique to his artistic practice in a video projection, titled Dead Horse in an ironic reference to Muybridge, that was exhibited at the London Electronic Arts Gallery in 1998 and in 2000 was nominated for the Citibank Prize for photography. Another precursor of the bullet time technique was "Midnight Mover", a 1985 Accept video. In this video, Academy Award winning special effects director Zbigniew Rybczynski mounted thirteen 16mm film cameras on a specially constructed hexagonal rig that encircled the performers. The resulting footage was meticulously edited to create the illusion of the band members spinning in place while moving in real time. In the 1990s, a morphing based variation on time slicing was employed by director Michel Gondry and the visual effects company BUF Compagnie in the music video for The Rolling Stones' "Like A Rolling Stone", and in a 1996 Smirnoff commercial the effect was used to depict slow motion bullets being dodged. Similar time slice effects were also featured in commercials for The Gap (which was directed by M. Rolston and again produced by BUF), and in feature films such as Lost in Space (1998)</blockquote>

"The Matrix" фильмінен кейін, оқ уақыты және басқа да баяу қозғалыс эффектілері әртүрлі бейне ойындардағы негізгі ойын механикасы ретінде пайда болды. Cyclone Studios-тің 1999 жылдың наурыз айында шыққан "Requiem: Avenging Angel" сияқты ойындарда баяу қозғалыс эффектілері болса, Remedy Entertainment-тің 2001 жылғы "Max Payne" видео ойыны ойыншыға баяу қозғалыс кезінде шектеулі басқаруды (мысалы, нысана алу және ату) беруге мүмкіндік беретін оқ уақыты эффектісін бірінші рет жүзеге асырды; бұл механика ойында "Bullet Time" деп аталды. Бұл механика F.E.A.R. сериясында кеңінен қолданылады, командалық жау дизайнымен үйлестіріліп, ойыншыны оқ уақытын пайдаланып үстемдікке ұшырамауға шақырады. Оқ уақыты алғаш рет 2009 жылдың қазан айында Creed тобының тікелей DVD-сі "Creed Live" концертінде қолданылды. "Time Warp" танымал ғылыми телебағдарламасы күнделікті оқиғаларды және ерекше таланттарды, соның ішінде шыныны бұзу, оқ траекториясын және олардың әсерін зерттеу үшін жоғары жылдамдықты камера техникасын пайдаланды.

Технология

Бұл эффект бастапқыда нысананың айналасына орналасқан бірнеше камералар арқылы іске асырылды. Камералар тізбектей немесе бір уақытта оқ атуға шақырылады, бұл қажетті эффектке байланысты. Содан кейін әрбір камерадан алынған кадрлар тізбектеп орналастырылып, уақытты тоқтатқан немесе өте баяу қозғалыстағы әрекеттің айналмалы көрінісін жасау үшін көрсетіледі. Бұл техника виртуалды камерамен мүмкін болатын шексіз перспективалар мен өзгермелі кадр жылдамдықтарын ұсынады. Дегенмен, егер камералар тізбегі нақты камералармен жасалса, ол көбінесе белгілі бір жолдармен шектеледі. «Матрица» фильмінде камера жолы компьютерлік визуализациялардың негізінде алдын ала жобаланды. Камералар жасыл немесе көк экранның артында рельс бойынша орналастырылып, лазерлік бағыттау жүйесі арқылы кеңістікте күрделі қисық сызықты құрады. Камералар өте жақын интервалдармен оқ атылды, сондықтан әрекет өте баяу қозғалыспен жалғасты, ал көрініс орын аударды. Бұған қоса, жеке кадрлар компьютерде өңдеу үшін сканерленді. Күрделі интерполяциялық бағдарламалық жасақтаманы пайдалану арқылы қосымша кадрларды қосуға болады, бұл әрекетті одан әрі баяулатуға және қозғалыстың тегірлігін жақсартуға мүмкіндік береді (әсіресе кадр жылдамдығы бойынша); әрекетті жылдамдату үшін кадрларды жоюға да болады. Бұл тәсіл таза фотографиялық тәсілге қарағанда көбірек икемділік береді. Сол эффектті таза CGI, қозғалыс түсіру және басқа тәсілдер арқылы да модельдеуге болады. «Матрица» сериясы виртуалды кинематография және әмбебап түсіру сияқты жоғары ажыратымды компьютерлік тәсілдерді енгізу арқылы одан әрі дамыды. Universal capture, машиналық көруге негізделген жүйе, көлемдік фотосурет жасау үшін жалпы нысанаға (актер, Нео) бағытталған жоғары ажыратымды камералар тізбегінің алғашқы қолданылуы болды. «Пуля уақыты» концепциясы сияқты, нысананы кез келген бұрыштан қарауға болады, сонымен бірге тереңдікке негізделген медианы қайта құрастыруға және компьютерлік құрылымдардың ішінде кеңістікте интеграциялауға болады. Бұл виртуалды камераның визуалды тұжырымдамасынан нақты виртуалды камераға айналуға әкелді. «Матрица» трилогиясының виртуалды элементтері Пол Дебевектің 1997 жылғы «Кампаниле» фильмінде пайда болған суреттерге негізделген компьютерлік рендерингтің ең озық әдістерін пайдаланды және Дебевектің ерте серіктесі Джордж Боршуков «Матрица» үшін арнайы жетілдірді. Басқа жағынан, «Матрица» трилогиясында пионерлік жасаған виртуалды камера әдістемелері пайда болып келе жатқан виртуалды шындық және басқа да иммерсивті тәжірибе платформалары үшін қажетті түсіру тәсілдеріне маңызды үлес қосты деп есептеледі. Көптеген жылдар бойы компьютерлік көру техникаларын пайдалану арқылы көріністерді түсіріп, «пуля уақыты» сияқты эффекттерге жеткілікті жаңа көзқарастардан алынған суреттерді көрсетуге болады. Соңғы уақытта бұл еркін көрініс теледидары (FTV) деп белгілі бір формаға келді. «Матрица» кезінде FTV толыққанды жетілмеген технология болды. FTV – бұл баяу қозғалыссыз нақты уақыт режиміндегі «пуля уақытының» нұсқасы.

The bullet time effect was originally achieved photographically by a set of still cameras surrounding the subject. The cameras are fired sequentially, or all at the same time, depending on the desired effect. Single frames from each camera are then arranged and displayed consecutively to produce an orbiting viewpoint of an action frozen in time or as hyper slow motion. This technique suggests the limitless perspectives and variable frame rates possible with a virtual camera. However, if the still array process is done with real cameras, it is often limited to assigned paths. In The Matrix, the camera path was pre designed using computer generated visualizations as a guide. Cameras were arranged, behind a green or blue screen, on a track and aligned through a laser targeting system, forming a complex curve through space. The cameras were then triggered at extremely close intervals, so the action continued to unfold, in extreme slow motion, while the viewpoint moved. Additionally, the individual frames were scanned for computer processing. Using sophisticated interpolation software, extra frames could be inserted to slow down the action further and improve the fluidity of the movement (especially the frame rate of the images); frames could also be dropped to speed up the action. This approach provides greater flexibility than a purely photographic one. The same effect can also be simulated using pure CGI, motion capture and other approaches. Bullet time evolved further through The Matrix series with the introduction of high definition computer generated approaches like virtual cinematography and universal capture. Universal capture, a machine vision guided system, was the first ever motion picture deployment of an array of high definition cameras focused on a common human subject (actor, Neo) in order to create a volumetric photography. Like the concept of bullet time, the subject could be viewed from any angle yet, at the same time, the depth based media could be recomposed as well as spatially integrated within computer generated constructs. It moved past a visual concept of a virtual camera to becoming an actual virtual camera. Virtual elements within the Matrix Trilogy utilized state of the art image based computer rendering techniques pioneered in Paul Debevec's 1997 film The Campanile and custom evolved for The Matrix by George Borshukov, an early collaborator of Debevec. Inspiration aside, virtual camera methodologies pioneered within the Matrix trilogy have been often credited as fundamentally contributing to capture approaches required for emergent virtual reality and other immersive experience platforms. For many years, it has been possible to use computer vision techniques to capture scenes and render images of novel viewpoints sufficient for bullet time type effects. More recently, these have been formalized into what is becoming known as free viewpoint television (FTV). At the time of The Matrix, FTV was not a fully mature technology. FTV is effectively the live action version of bullet time, without the slow motion.