Как компьютерная графика изменила фильмы, мультики и мир: топ фактов о прошлом и будущем

Компьютерная графика — это динамичная и важная область вычислительной техники, которая включает в себя создание, обработку и визуализацию визуального контента с помощью компьютеров. Термин был придуман Верном Хадсоном и Уильямом Феттером из компании Boeing, которые были пионерами в этой области. Фокус расскажет, с чего все начиналось, где используется и чего ждать в будущем.

Как появилась компьютерная графика

Сложно сказать, когда именно началась история компьютерной графики. Некоторые не без основания отсчитывают ее с 1951 года, когда Джей Форрестер и Роберт Эверетт из Массачусетского технологического института (MIT) создали компьютер Whirlwind, способный отображать необработанные изображения на телевизионном мониторе или VDU (устройстве визуального отображения).

Первая компания "Evans & Sutherland", занимавшаяся разработкой компьютерной графики, была основана в 1968 году. Среди ее основателей был американский ученый Айвен Сазерленд, создавший также программу Sketchpad, позволяющую рисовать простые трехмерные объекты.

В 1970-х годах ученик Айвена Сазерленда Эдвин Кэтмелл стал одним из пионеров трехмерной компьютерной анимации, позже играя ключевые роли в компаниях Lucasfilm ("Звездные войны"), Pixar и Disney.

В 1981 году британская компания Quantel разработала Paintbox — революционную программу для компьютерной графики, позволяющую телепродюсерам и кинематографистам редактировать и обрабатывать видеоизображения в цифровом виде.

Первая коммерческая 3D-программа для сложного 3D-моделирования под названием SoftImage 3D вышла в 1988 году и стоила около 100 000 долларов США. А в 1990-м вышла первая версия графического редактора Adobe PhotoShop.

Фильмы и компьютерная графика

Компьютерную графику быстро додумались использовать в искусстве. В 1961 году Джон Уитни-старший создал с ее помощью вступительную заставку для триллера Альфреда Хичкока "Головокружение".

Самые знаковые фильмы:

• "Анимированная рука" (1972 г.) — руку оцифровали с помощью трехмерной графики, состоящей из 350 треугольников и полигонов.
• "Мир Дикого Запада" (1973 г.) — первый фильм, где использовали компьютерную графику в сценах.
• "Звездные войны" (1977 г.), "Чужой" (1979 г.) и "Черная дыра" (1979 г.) — использовали каркасные модели.
• "Трон" (1982 г.) — первый фильм, полноценно сочетающий компьютерную графику и живую съемку.
• "Терминатор 2: Судный день" (1991 г.) — сложные компьютерных моделей и визуальные эффекты.
• "Матрица" (1999-2003) — технология "виртуальной кинематографии", когда некоторые сцены созданы полностью с помощью компьютерной графики.
• "Властелин колец: Две крепости" (2002 г.) — персонаж, созданный с помощью компьютерной графики, взаимодействовал с живыми актерами.

В современном кинематографе такие фильмы, как "Мстители" и "Стражи Галактики", активно используют компьютерную графику, причем в некоторых из них она занимает до 90% кадров.

"Объемные" мультфильмы

В мире анимации революционным стал 1995 год, когда вышел мультфильм "История игрушек" от студии Pixar Animation Studios. Позже эта же студия создала такие популярные мультфильмы, как "Приключения Флика", "Корпорация монстров", "В поисках Немо" и "Суперсемейка".

Другие революционные мультфильмы:

• "Муравей Антц" (1998 г.) — полностью создан DreamWorks Animation с помощью компьютерной графики.
• "Шрек" (2001 г.) — детальная симуляция мышц и шейдеры кожи, позволившие добиться более тонкой игры.
• "Кот в сапогах" (2011 г.) — впервые использовали новую технологию блоков объемных данных (VDB), которая переосмыслила обработку на экране объемных визуальных эффектов, таких как дым, огонь, вода и облака.
• "Человек-паук: Через вселенные" (2018 г.) — студия Sony Pictures Animation впервые объединила 2D и 3D объекты, используя инновационные технологии обработки.

Компьютерная графика сегодня и в будущем

Применение технологии не ограничилось фильмами и мультфильмами. Компьютерная графика используется в видеоиграх, рекламе, мобильных приложениях, программах виртуальной реальности. Елизавета Нестеренко, 3D-художница и 3D-генералист в компании SoftServe в беседе с Фокусом рассказала, что технология часто применяется также в архитектуре, разработке гаджетов, а сегодня популярным стала 3D-печать, которая тоже требует компьютерных моделей.

"В нашей компании компьютерная графика используется в таких направлениях, как Digital Twin — то есть это цифровые версии каких-то объектов или устройств, для того чтобы оптимизировать процессы, связанные с этими объектами. Например, у вас есть какое-то производство, которое автоматизировано. Я, как 3D-художница, могу воспроизвести все это в 3D, загрузить в виртуальный вариант, где мы будем симулировать все процессы. Так мы оптимизируем весь процесс производства, лаборатории и так далее", – объяснила Елизавета.

Еще одно очень популярное сейчас направление — это цифровые ассистенты (Digital Assistants). Елизавета Нестеренко тоже в нем работает и создает программы, которые выглядят как гуманоиды. Они могут, например, выступать от лица компании на презентациях или же инструктировать, используя ИИ. У Softserve есть развлекательный проект Alnair, где виртуальный помощник, нарисованный Елизаветой, передает информацию.

"Он, в принципе, мог бы быть цифровым ассистентом, но пока у него нет ИИ в основе. У нас есть другие проекты, где ИИ уже встроен, здесь — пока нет, но в будущем будет", – поделилась художница.

Компьютерная графика от ИИ

В 2025 году появились эффективные модели искусственного интеллекта, которые генерируют видеоролики, среди них – Sora. Казалось бы, уже не надо осваивать сложные процессы или платить специалистам – достаточно просто попросить ИИ. Однако не все так просто.

По словам Елизаветы Нестеренко, пока ИИ не способен делать хорошую топологию для 3D-объектов, поэтому подходит лишь для прототипирования. Это полезный инструмент, чтобы быстро сделать заготовку модели объекта, не рисуя его вручную.

Готовую модель для игровых движков, таких как Unreal Engine или Unity, ИИ пока тоже сделать не в состоянии: плохие текстуры, нет разбивки под риг (зависимости между элементами) или анимацию.

"Поэтому пока что ИИ не заменит человека. Мы любим говорить: чтобы ИИ заменил вас, клиент должен очень четко объяснить, чего он хочет. А клиент никогда не знает, чего он хочет. Поэтому всегда нужны посредники — люди, понимающие процесс", – рассказала специалистка.

Она считает, что роль ИИ уже невозможно игнорировать, он становится очень значительной частью индустрии. Сопротивляться тенденции бесполезно, можно принять и остаться на задворках или же принять, как часть рабочего процесса, адаптироваться, учиться промт-инженерии (наука о создании запросов для ИИ).

"Я думаю, что в будущем мы будем больше операторами сложных систем, таких как ИИ. Мы будем больше заниматься промтингом, будем режиссерами всех процессов, а ИИ возьмет на себя всю рутинную работу — ретопологию, риггинг, скиннинг и тому подобное", – говорит художница.

Компьютерная графика деградирует?

Многие считают, что в более современных фильмах или мультфильмах визуальные эффекты выглядят лучше, чем в старых. Как считает художница, это может быть связано с темпами выхода новых картин. Например, Marvel стремится выпускать много фильмов про разных персонажей в сжатые сроки, поэтому командам приходится на многом экономить, в том числе на качестве. Порой им просто не хватает времени, чтобы хорошо проработать анимацию.