Як комп'ютерна графіка змінила фільми, мультики і світ: топ фактів про минуле і майбутнє

Комп'ютерна графіка — це динамічна і важлива галузь обчислювальної техніки, яка охоплює створення, обробку та візуалізацію візуального контенту за допомогою комп'ютерів. Термін вигадали Верн Хадсон і Вільям Феттер з компанії Boeing, які були піонерами в цій галузі. Фокус розповість, з чого все починалося, де використовується і чого чекати в майбутньому.

Як з'явилася комп'ютерна графіка

Складно сказати, коли саме почалася історія комп'ютерної графіки. Дехто небезпідставно відраховує її з 1951 року, коли Джей Форрестер і Роберт Еверетт з Массачусетського технологічного інституту (MIT) створили комп'ютер Whirlwind, здатний відображати необроблені зображення на телевізійному моніторі або VDU (пристрої візуального відображення).

Першу компанію "Evans & Sutherland", що займалася розробкою комп'ютерної графіки, було засновано 1968 року. Серед її засновників був американський учений Айвен Сазерленд, який створив також програму Sketchpad, що дає змогу малювати прості тривимірні об'єкти.

У 1970-х роках учень Айвена Сазерленда Едвін Кетмелл став одним із піонерів тривимірної комп'ютерної анімації, пізніше відігрававши ключові ролі в компаніях Lucasfilm ("Зоряні війни"), Pixar і Disney.

1981 року британська компанія Quantel розробила Paintbox — революційну програму для комп'ютерної графіки, що давала змогу телепродюсерам і кінематографістам редагувати й обробляти відеозображення в цифровому вигляді.

Перша комерційна 3D-програма для складного 3D-моделювання під назвою SoftImage 3D вийшла 1988 року і коштувала близько 100 000 доларів США. А в 1990-му вийшла перша версія графічного редактора Adobe PhotoShop.

Фільми та комп'ютерна графіка

Комп'ютерну графіку швидко додумалися використовувати в мистецтві. 1961 року Джон Вітні-старший створив з її допомогою вступну заставку для трилера Альфреда Гічкока "Запаморочення".

Найбільш знакові фільми:

• "Анімована рука" (1972 р.) — руку оцифрували за допомогою тривимірної графіки, що складалася з 350 трикутників і полігонів.
• "Світ Дикого Заходу" (1973 р.) — перший фільм, де використовували комп'ютерну графіку в сценах.
• "Зоряні війни" (1977 р.), "Чужий" (1979 р.) і "Чорна діра" (1979 р.) — використовували каркасні моделі.
• "Трон" (1982 р.) — перший фільм, що повноцінно поєднує комп'ютерну графіку і живу зйомку.
• "Термінатор 2: Судний день" (1991 р.) — складні комп'ютерні моделі та візуальні ефекти.
• "Матриця" (1999-2003) — технологія "віртуальної кінематографії", коли деякі сцени створені повністю за допомогою комп'ютерної графіки.
• "Володар перснів: Дві фортеці" (2002 р.) — персонаж, створений за допомогою комп'ютерної графіки, взаємодіяв із живими акторами.

У сучасному кінематографі такі фільми, як "Месники" і "Вартові Галактики", активно використовують комп'ютерну графіку, причому в деяких із них вона займає до 90% кадрів.

"Об'ємні" мультфільми

У світі анімації революційним став 1995 рік, коли вийшов мультфільм "Історія іграшок" від студії Pixar Animation Studios. Пізніше ця ж студія створила такі популярні мультфільми, як "Пригоди Фліка", "Корпорація монстрів", "У пошуках Немо" і "Суперсімейка".

Інші революційні мультфільми:

• "Мураха Антц" (1998 р.) — повністю створений DreamWorks Animation за допомогою комп'ютерної графіки.
• "Шрек" (2001 р.) — детальна симуляція м'язів і шейдери шкіри, що дали змогу домогтися тоншої гри.
• "Кіт у чоботях" (2011 р.) — уперше використали нову технологію блоків об'ємних даних (VDB), яка переосмислила обробку на екрані об'ємних візуальних ефектів, як-от дим, вогонь, вода та хмари.
• "Людина-павук: Через всесвіти" (2018 р.) — студія Sony Pictures Animation вперше об'єднала 2D і 3D об'єкти, використовуючи інноваційні технології обробки.

Комп'ютерна графіка сьогодні і в майбутньому

Застосування технології не обмежилося фільмами та мультфільмами. Комп'ютерна графіка використовується у відеоіграх, рекламі, мобільних додатках, програмах віртуальної реальності. Єлизавета Нестеренко, 3D-художниця і 3D-генераліст у компанії SoftServe, у розмові з Фокусом розповіла, що технологію часто застосовують також в архітектурі, розробці ґаджетів, а сьогодні популярним став 3D-друк, що теж потребує комп'ютерних моделей.

"У нашій компанії комп'ютерна графіка використовується в таких напрямках, як Digital Twin — тобто це цифрові версії якихось об'єктів або пристроїв, для того щоб оптимізувати процеси, пов'язані з цими об'єктами. Наприклад, у вас є якесь виробництво, яке автоматизоване. Я, як 3D-художниця, можу відтворити все це в 3D, завантажити у віртуальний варіант, де ми будемо симулювати всі процеси. Так ми оптимізуємо весь процес виробництва, лабораторії тощо", — пояснила Єлизавета.

Ще один дуже популярний зараз напрям — це цифрові асистенти (Digital Assistants). Єлизавета Нестеренко теж у ньому працює і створює програми, які виглядають як гуманоїди. Вони можуть, наприклад, виступати від імені компанії на презентаціях або ж інструктувати, використовуючи ШІ. У Softserve є розважальний проєкт Alnair, де віртуальний помічник, намальований Єлизаветою, передає інформацію.

"Він, у принципі, міг би бути цифровим асистентом, але поки що в нього немає ШІ в основі. У нас є інші проєкти, де ШІ вже вбудований, тут — поки що ні, але в майбутньому буде", — поділилася художниця.

Комп'ютерна графіка від ШІ

У 2025 році з'явилися ефективні моделі штучного інтелекту, які генерують відеоролики, серед них — Sora. Здавалося б, уже не треба опановувати складні процеси чи платити фахівцям — достатньо просто попросити ШІ. Однак не все так просто.

За словами Єлизавети Нестеренко, поки що ШІ не здатний робити хорошу топологію для 3D-об'єктів, тому підходить лише для прототипування. Це корисний інструмент, щоб швидко зробити заготовку моделі об'єкта, не малюючи його вручну.

Готову модель для ігрових рушіїв, як-от Unreal Engine або Unity, ШІ поки що теж зробити не в змозі: погані текстури, немає розбивки під ріг (залежності між елементами) або анімацію.

"Тому поки що ШІ не замінить людину. Ми любимо говорити: щоб АІ замінив вас, клієнт має дуже чітко пояснити, чого він хоче. А клієнт ніколи не знає, чого він хоче. Тому завжди потрібні посередники — люди, які розуміють процес", — розповіла фахівчиня.

Вона вважає, що роль ШІ вже неможливо ігнорувати, він стає дуже значною частиною індустрії. Опиратися тенденції марно, можна прийняти і залишитися на задвірках або ж прийняти, як частину робочого процесу, адаптуватися, вчитися промт-інженерії (наука про створення запитів для ШІ).

"Я думаю, що в майбутньому ми будемо більше операторами складних систем, таких як ШІ. Ми будемо більше займатися промтингом, будемо режисерами всіх процесів, а ШІ візьме на себе всю рутинну роботу — ретопологію, риггінг, скінінг тощо", — каже художниця.

Комп'ютерна графіка деградує?

Багато хто вважає, що в більш сучасних фільмах або мультфільмах візуальні ефекти мають кращий вигляд, ніж у старих. Як вважає художниця, це може бути пов'язано з темпами виходу нових картин. Наприклад, Marvel прагне випускати багато фільмів про різних персонажів у стислі строки, тому командам доводиться багато на чому економити, зокрема на якості. Часом їм просто не вистачає часу, щоб добре опрацювати анімацію.

Раніше група художників відтворила 3D-модель столиці ацтеків Теночтітлана. Комп'ютерна графіка дає змогу побачити стародавнє місто з різних ракурсів і зануритися в минуле.