Введение

Специальный эффект, двухмерное искажение изображения

Морфинг – это специальный эффект в кино и анимации, который преобразует одно изображение или форму в другое посредством плавного перехода. Традиционно подобный эффект достигался с помощью техник растворения на киноплёнке. С начала 1990-х годов это стало заменяться компьютерным программным обеспечением для создания более реалистичных переходов. Аналогичный метод применяется и к аудиозаписям, например, для изменения голосов или вокальных партий.

Методы ранней трансформации

Задолго до цифровой трансформации изображений использовалось несколько техник для подобных преобразований. Некоторые из них ближе к плавному переходу – постепенному изменению между двумя изображениями без деформации форм, – в то время как другие изменяли формы в процессе перехода от начальной к конечной фазе трансформации.

Стрельчатая кость

Известная как минимум с конца XVI века, Tabula scalata — это тип живописи с двумя изображениями, разделенными на гофрированной поверхности. Каждое изображение правильно видно только с определенного угла. При правильном совмещении изображений, при переходе от одного угла обзора к другому возникает примитивный эффект трансформации.

Механические преобразования

Около 1790 года французский артист теней Франсуа Доминик Серафин использовал металлическую фигуру с шарнирными соединениями, чтобы лицо молодой женщины превращалось в лицо ведьмы. В течение 19-го века некоторые механические слайды для волшебных фонарей создавали изменения во внешности изображаемых фигур. Например, нос мог вырастать до огромных размеров, просто медленно отодвигая кусок стекла с черной краской, который скрывал часть другой стеклянной пластины с изображением.

Соответствующие растворы

В первой половине XIX века "растворяющиеся виды" были популярным типом представлений с использованием магических фонарей, в основном демонстрировавших пейзажи, постепенно переходящие из дневного в ночной вариант или из лета в зиму. Известны и другие примеры использования, например, Генри Лэнгдон Чайльд показывал рощи, превращающиеся в соборы. В короткометражном фильме 1910 года "Narren grappen" демонстрируется трансформация одежды женского персонажа с помощью растворения. В фильме Мориса Турнера "Под именем Джимми Валентайн" (1915) происходит плавное превращение главного героя, уважаемого гражданина Ли Рэндалла, в его преступного двойника Джимми Валентайна. В эпизоде телесериала "История Петра Чайковского" (1959) в рамках программы "Диснейленд" показан механический лебедь, превращающийся в настоящую балерину. В 1985 году Godley & Creme создали эффект "морфинга", используя аналоговое перекрестное затухание частей разных лиц в клипе на песню "Cry".

Анимация

В анимации эффект морфинга был создан задолго до появления кинематографа. Фенакистоскоп, разработанный его изобретателем Жозефом Плато, был напечатан примерно в 1835 году и демонстрирует превращение головы женщины в ведьму, а затем в чудовище. Анимационный фильм Эмиля Коля "Фантасмагория" 1908 года широко использовал морфинг персонажей и объектов, нарисованных простыми линиями.

Цифровая трансформация

В начале 1990-х годов все большее распространение получили компьютерные методы, позволяющие достигать более убедительных результатов. Эти методы заключались в одновременном искажении одного изображения по мере его плавного перехода в другое, путем определения соответствующих точек и векторов на исходном и конечном изображениях, используемых для морфинга. Например, для преобразования одного лица в другое отмечались ключевые точки на первом лице, такие как контур носа или положение глаза, и соответствующие им точки на втором лице. Затем компьютер одновременно искажал первое лицо, придавая ему форму второго, и обеспечивал плавный переход между ними. Для вычисления преобразования координат изображения, необходимого для искажения, можно использовать алгоритм Бейера и Нили.

Ранние примеры

В 1986 году или ранее компания по компьютерной графике Omnibus создала цифровую анимацию для рекламы Tide, в которой бутылка стирального порошка Tide плавно превращалась в очертания Соединенных Штатов. Эффект был запрограммирован Бобом Хоффманом. Omnibus повторно использовал эту технику в фильме «Полет навигатора» (1986), где были сцены с космическим кораблем, созданным на компьютере, который, казалось, менял форму. Гипсовая модель космического корабля была отсканирована и цифровым способом модифицирована с использованием методов, включавших технику отражательного отображения, также разработанную программистом Бобом Хоффманом. В фильме «Золотое дитя» (1986) были реализованы ранние цифровые эффекты трансформации от животного к человеку и обратно. В фильме «Уиллоу» (1988) была показана более детализированная цифровая последовательность трансформации, где человек превращался в различных животных. Аналогичный процесс был использован годом позже в фильме «Индиана Джонс и последний крестовый поход» для создания жуткой гибели Уолтера Донована. Оба эффекта были созданы компанией Industrial Light & Magic с использованием программного обеспечения, разработанного Томом Бригамом и Дугом Смайтом (AMPAS). В 1991 году эффект трансформации (морфинг) заметно появился в музыкальном клипе Майкла Джексона «Black or White», а также в фильмах «Терминатор 2: Судный день» и «Звёздный путь VI: Неоткрытая страна». Первым приложением для персональных компьютеров, предлагавшим морфинг, был Gryphon Software Morph для Macintosh. Другие ранние системы морфинга включали ImageMaster, MorphPlus и CineMorph, все из которых дебютировали на Amiga в 1992 году. В течение года другие программы стали широко доступны, и эффект на некоторое время стал настолько распространенным, что превратился в клише. Для профессионального использования Elastic Reality (основанный на MorphPlus) впервые был применен в художественном фильме «В линии огня» (1993) и использовался в сериале «Квантовый скачок» (работа, выполненная The Post Group). В VisionArt Тед Фэй использовал Elastic Reality для трансформации Одо в сериале «Звёздный путь: Далёкий космос». В музыкальном клипе Снуп Догга «Who Am I? (What's My Name?)» Снуп Догг и другие участники превращаются в собак. Elastic Reality позже была приобретена Avid и стала фактически стандартной системой, используемой в сотнях фильмов. Технология, лежащая в основе Elastic Reality, была удостоена двух премий Академии в 1996 году за научные и технические достижения, которые получили Гарт Дики и Перри Киволовиц. Технически этот эффект называется «пространственно искажённым перекрестным растворением». Первой социальной сетью, предназначенной для публикации пользователями примеров морфинга, была Galleries by Morpheus. В Тайване компания Aderans, поставщик решений для борьбы с выпадением волос, создала телевизионную рекламу с последовательностью трансформации, в которой люди с густыми волосами превращаются друг в друга, напоминая финальную сцену клипа «Black or White».

Современное использование

Алгоритмы морфинга продолжают совершенствоваться, и программы могут автоматически преобразовывать изображения, достаточно близкие друг к другу, с минимальным участием пользователя. Это привело к использованию технологий морфинга для создания убедительных эффектов замедленной съемки, которых не было в оригинальной кино- или видеозаписи, путем плавного перехода между каждым кадром с использованием технологии оптического потока. Морфинг также применяется как эффект перехода между сценами в телевизионных программах, даже если содержимое двух изображений совершенно не связано. В этом случае алгоритм пытается найти соответствующие точки на изображениях и деформировать одно в другое при их плавном наложении. Хотя сейчас это может быть и не так заметно, как раньше, морфинг широко используется и сегодня. Если изначально этот эффект был диковинкой, то сейчас эффекты морфинга чаще всего разрабатываются так, чтобы быть незаметными и плавными для глаза. Особое применение морфинг находит в современном дизайне цифровых шрифтов. Используя технологию морфинга, известную как интерполяция или технология множественных мастеров, дизайнер может создавать промежуточные варианты между двумя стилями, например, генерировать полужирный шрифт, находя компромисс между жирным и обычным стилем, или расширять тренд для создания ультратонкого или ультражирного шрифта. Этот метод широко распространен в студиях дизайна шрифтов.