Введение

Цифровая кукловая анимация – это манипулирование и представление цифровых анимированных 2D или 3D фигур и объектов в виртуальной среде, которые визуализируются в реальном времени компьютерами. Она наиболее часто используется в кино- и телевизионном производстве, но также применяется в интерактивных аттракционах тематических парков и живых театральных постановках. Точное определение того, что относится к цифровой кукловой анимации, а что нет, является предметом дискуссий среди кукловодов и дизайнеров компьютерной графики, однако общепринято, что цифровая кукловая анимация отличается от традиционной компьютерной анимации тем, что предполагает управление персонажами в реальном времени, а не покадровую анимацию. Цифровая кукловая анимация тесно связана с анимацией персонажей, технологиями захвата движения и 3D-анимацией, а также со скелетной анимацией. Цифровая кукловая анимация также известна как виртуальная кукловая анимация, анимация исполнения, живая анимация, аниморфы, прямая анимация и анимация в реальном времени (хотя последнее также относится к анимации, генерируемой игровыми движками). Мачинима – это еще одна форма цифровой кукловой анимации, и исполнители в мачинима все чаще рассматриваются как кукловоды.

Ранние эксперименты

Одним из первых пионеров цифровой кукловодческой анимации был Ли Харрисон III. В начале 1960-х годов он проводил эксперименты, в которых анимировал фигуры, используя аналоговые схемы и электронно-лучевую трубку. Харрисон сконструировал костюм с потенциометрами и создал первую рабочую систему захвата движения, позволяющую анимировать 3D-фигуры в реальном времени на экране своего ЭЛТ-монитора. Он снял несколько короткометражных фильмов с использованием этой системы, которую он назвал ANIMAC. Среди самых ранних примеров цифровых кукол, созданных с помощью этой системы, был персонаж по имени "Мистер Компьютерный Образ", которым управляли, комбинируя систему управления телом ANIMAC и раннюю форму автоматической синхронизации губ с речью.

Уолдо Си. График

Возможно, первым по-настоящему коммерчески успешным примером цифрового анимированного персонажа, исполняемого и отрисовываемого в реальном времени, является Уолдо С. График – персонаж, созданный в 1988 году Джимом Хенсоном и Pacific Data Images для телесериала о муппетах «Час Джима Хенсона». Хенсон использовал систему Scanimate для создания цифровой версии своего персонажа Nobody в реальном времени для телесериала «Улица Сезам» еще в 1970 году, а Уолдо вырос из экспериментов, которые Хенсон проводил для создания компьютерной версии своего персонажа Кермита-лягушонка в 1985 году. Преимуществом Уолдо как компьютерной куклы было то, что им мог управлять один кукловод (Стив Уитмайер) в реальном времени вместе с традиционными куклами. Компьютерное изображение Уолдо смешивалось с видеосигналом от камеры, сфокусированной на физических куклах, чтобы все кукловоды в сцене могли выступать совместно. (Использование мониторов во время выступлений уже было стандартной практикой для кукловодов, поэтому применение виртуальной куклы существенно не усложняло систему.) Впоследствии, на этапе постпродакшна, PDI перерисовал Уолдо в полном разрешении, добавив несколько динамических элементов к исполненному движению. Уолдо С. График можно увидеть сегодня в аттракционе «Muppet*Vision 3D» Джима Хенсона в Голливудских студиях Диснея в Лейк-Буэна-Виста, штат Флорида.

Майк Нормаль

Еще одним значительным достижением в области цифровой кукловодческой анимации в 1988 году стал Mike Normal, разработанный Брэдом ДеГрафом и его партнером Майклом Вэрманом для демонстрации возможностей работы в реальном времени новых рабочих станций серии 4D от Silicon Graphics. Представленный на конференции SIGGRAPH в 1988 году, он стал первым живым выступлением цифрового персонажа. Майк представлял собой сложную говорящую голову, управляемую специально разработанным контроллером, который позволял одному кукловоду контролировать множество параметров лица персонажа, включая рот, глаза, выражение лица и положение головы. Система, разработанная deGraf/Wahrman для управления Майком Нормалом, впоследствии была использована для создания образа злодея Каина в фильме RoboCop 2, который считается первым примером использования цифровой кукловодческой анимации при создании персонажа для полнометражного фильма. Трей Стоукс был кукловодом как во время дебюта Майка Нормала на SIGGRAPH, так и в фильме Robocop 2.

Улица Сезам: Мир Элмо

Одним из наиболее известных и успешных примеров цифровой кукловодческой техники в телевизионном сериале является сегмент "Мир Элмо" в "Улице Сезам". Набор персонажей-предметов мебели был создан с использованием CGI для одновременного выступления с Элмо и другими настоящими куклами. Их управляли в реальном времени на съемочной площадке, одновременно с выступлениями живых кукловодов. Как и в примере с Уолдо С. Хенсона, описанном выше, видеосигнал от цифровых кукол транслировался в прямом эфире как исполнителям цифровых кукол, так и кукловодам, что позволяло цифровым и физическим персонажам взаимодействовать друг с другом.

Парки развлечений Диснея

Walt Disney Imagineering также является важным новатором в области цифровой аниматроники, разрабатывая новые технологии, позволяющие посетителям тематических парков Disney взаимодействовать с некоторыми из известных анимационных персонажей компании. В 2004 году они использовали технологии цифровой аниматроники для создания аттракционов Turtle Talk with Crush в Epcot и Disney California Adventure Park. В аттракционе скрытый оператор управляет и озвучивает цифровую модель Краша, расслабленной морской черепахи из мультфильма «В поисках Немо», на большом экране задней проекции. Для зрителей Краш выглядит так, будто он плавает в аквариуме и ведет импровизированные, беседы в реальном времени с гостями тематического парка. Disney Imagineering продолжил использовать цифровую аниматронику в аттракционе Monsters Inc. Laugh Floor, новой достопримечательности в Tomorrowland в Волшебном Королевстве Walt Disney World, открывшейся весной 2007 года. Гости временно попадают в «мир монстров», представленный в фильме Disney и Pixar 2001 года «Корпорация монстров», где их развлекают Майк Вазовски и другие монстры-комики, которые пытаются собрать смех, который они преобразуют в энергию. Подобно Turtle Talk, операторы взаимодействуют с гостями в реальном времени, как настоящий комик со своей аудиторией. Disney также использует технологии цифровой аниматроники в Stitch Encounter, открывшемся в 2006 году в парке Hong Kong Disneyland. У Disney есть другая версия этой же аттракции в Disneyland Resort Paris под названием Stitch Live!

Военная симуляция и подготовка

С 2014 года Управление по программам симуляции, обучения, исследований и приборов армии США (PEO STRI), подразделение Центра технологий симуляции и обучения армии США (STTC), проводит эксперименты с использованием цифрового кукловодства как метода обучения продвинутой ситуационной осведомленности для пехотных отделений. Один импровизатор, использующий технологию захвата движений от Organic Motion Inc, взаимодействовал с отделениями посредством нескольких полноразмерных аватаров различного возраста и пола, которые проецировались на стены тренировочного комплекса, имитирующего городскую застройку. Технология захвата движений была объединена с модуляцией голоса в реальном времени для достижения необходимого эффекта.

Куклы Уолдо

Цифровая кукла управляется на экране в реальном времени кукловодом с помощью телеметрического устройства ввода, известного как Waldo (по названию рассказа "Waldo" Роберта А. Хайнлайна, в котором описывается человек, изобретший и использующий подобные устройства), подключенного к компьютеру. Движение устройства ввода по осям X, Y и Z вызывает соответствующее движение цифровой куклы.

Компьютерная анимация лица

Компьютерная анимация лица — это в первую очередь область компьютерной графики, охватывающая методы и техники для создания и анимации изображений или моделей лица персонажа. Значимость человеческого лица в вербальном и невербальном общении, а также прогресс в аппаратном и программном обеспечении компьютерной графики, вызвали значительный научный, технологический и художественный интерес к компьютерной анимации лиц.

Куклы с захватчиком движения/анимация с выступлением

Объект (кукла) или человеческое тело используется как физическое воплощение цифровой куклы и управляется кукловодом. Движения объекта или тела в реальном времени воспроизводятся цифровой куклой. Технология захвата движения часто применяется, например, VTubers, которые привязывают цифровые аватары к движениям своей головы.

Виртуальный человек

Виртуальный человек (или цифровой человек) — это компьютерная симуляция человека. Эта область исследований охватывает их представление, движения и поведение, а также демонстрирует, что виртуальные люди с реалистичной внешностью вызывают больше доверия к рекламному сообщению, чем виртуальные персонажи в стиле аниме. Особым видом виртуального человека является виртуальный актёр — виртуальный персонаж (аватар или автономный агент), представляющий существующую личность и снимающийся в фильмах или сериалах.

Аниформы

Аниформы – это двухмерный мультяшный персонаж, управляемый как кукла, для показа живой публике или в визуальных медиа. Концепция была изобретена Мореем Буниным и его женой Шарлоттой, причём Бунин был кукловодом, работавшим с марионетками на нитях и перчаточными куклами. Отличительной чертой персонажа Аниформы является то, что он демонстрирует физическую форму, которая выглядит "оживлённой" на реальном или имитированном телевизионном экране. Эта техника использовалась в телевизионном производстве.

Машины

Техника производства, позволяющая создавать цифровых кукол. Machinima предполагает создание компьютерной графики (CGI) с использованием игровых 3D-движков. Игроки разыгрывают сцены в реальном времени, используя персонажей и окружение игры, а полученная запись затем монтируется в готовый фильм.