Animationsfilm giver muligheden for, at
Matematikken bliver virkelig
Hovedpersonen fra Brave, Merindas hår består af 1500 enkelte krøller. De er bestemt ved, at de har hver deres tykkelse, længde, stivhed og tyngde.
Flere millioner udregninger, det er hvad animationsfilmene består af. De bliver behandlet af nogle af verdens største computere, som sørger for at de matematiske ligninger, som filmene består af bliver behandlet. Ligningerne beskriver figurerne og objekternes strukturer, der er opbygget af trekanter. Animatorerne er blevet så dygtige, at vi har svært ved at skelne virkelighed fra animation. Lyset dæmper sig lige så stille i biografen, og den nyeste animationsfilm fra Pixar begynder at rulle over skærmen. Hvad de færreste af os nok ved er, at bagved de farverige billeder ligger matematiske formler og ligninger. Animationsfilmene bygger på matematiske og fysiske principper opstillet i en algoritme. En algoritme er en entydig og abstrakt beskrivelse af, hvordan man trin-for-trin sikrer en løsning af et problem uanset udseendet.
Figurerne er opbygget i virkeligheden modelleres uden for vores forestillingsverden Når man laver karaktererne, er de modeleret i et 3-dimensionelt koordinatsystem, og de består af trekanter. Flere millioner trekanter er sat sammen, så de danner de karakterer fra filmene, som vi kender dem. Denne struktur kaldes wireframe.
Så lang tid tager det - hvis du selv vil lave en animationsfilm.
Når man laver animationsfilm bliver der brugt et utal af supercomputere, til at lave de matematiske transformationer og ”rendering-processen”. Hvis du nu selv skulle finde på, at kaste dig ud i projektet at lave en animationsfilm, så kig med her inden du beslutter dig.
Fokus på detaljerne Noget af det sværeste ved animation er at kreere lysets refleksion, og uhåndgribelige materialer som røg, ild og vand. Ved grundige studier, ikke kun baseret på materialernes udseende og struktur, men også på de fysiske principper, er det lykkedes, at få dem beskrevet i algoritmer. Danskeren Per Christensens opfindelse af en oscarvindende algoritme, som forenkler beregninger ved refleksionen af lys på matte overflader gør, at der i de efterfølgende film er blevet lagt mere fokus på detaljerne ved karaktererne. Dette ses tydeligt i nogle af Pixars nyeste film som fx Brave og Monster University. Det blå monster Sullivans pels består af 5,4 millioner enkelte hårstrå, hvilket er 5 gange så meget, som da vi så ham i den første film. Det tog skaberne af Brave 3 år at få det endelig look på Merindas hår, som består af 1500 enkelte krøller. Pixar måtte tage en ny metode i brug for at få dem til at bevæge sig naturligt. Denne metode bygger på, hvordan en perlehalskæde bevæger sig. Bevæger Merinda sit hoved, bevæger krøllerne sig i samme kurve. Det tog skaberne to måneder alene at lave en sekvens på 2 sekunder, hvor hun tager hætten af.
Trekanternes punkter beskrives i 3×3 matricer, som er et skema med tal. For at få figurerne til at bevæge sig, få den rigtige størrelse og få dem vist på skærmen, arbejder man med 4 forskellige transformationer: Skalering (gøre et objekt større eller mindre), rotation, projektion og translation (flytte objektet rundt). Der er en mindre udfordring ved at beskrive trekanterne i 3×3 matricer: man kan nemlig ikke kombinere en translation med de andre transformationer. Dette løser man ved at flytte figurerne ud i en fjerde dimension. Derude udføres transformationerne, og figuren flyttes så tilbage til 3D. Til sidst tilbage i 2D, da det er den dimension,vores skærm har. Til karaktererne er der brugt over 1 million trekanter for at gøre dem så realistiske som muligt. Denne struktur kaldes wireframe.
40 år! Det tager 3-4 timer at lave et billede
For at animation ser virkelig ud, skal der være 24 billeder pr. sekund
Der er 1440 billeder på et minut
Der er 115200 billeder i en film på 80 minutter
- så lang tid tager det, at lave en film kun ved brugen af 1 computer. Derfor har Pixar også en af verdens fem største computere.
Det er ikke længere nødvendigt med levende dyr i film og reklamer længere:
Opbygningen af tigeren Richard Parker fra ”life of Pi” var et stort projekt. Animatoren som designede tigeren, tidligere havde arbejdet med løven Aslan fra Narnia. På trods af det blev der ikke taget nogen nemme genveje, da Richard skulle animeres. For at gøre ham ekstra livagtig, blev der blandt andet lagt stor vægt på hans poter.
Projektionen bliver til virkelighed: Når man har animeret sine figurer færdig, og fået dem til at bevæge sig, skal man have dem tilbage i 2D, da det er den dimension skærmen har. Figurerne bliver ikke projekteret mod computerskærmen, men mod et punkt, som er bestemt som øjenpunktet. Man tegner linjer fra trekanter i figurens hjørner hen mod øjenpunktet. Herefter beregnes skæringen med skærmen. På grund af figurernes tredimensionelle struktur venter man med at ”tegne” billedet, indtil at alle punkterne fra figuren er blevet projekteret. På den måde kan man se hvilke punkter, der rammer skærmen det samme sted. Så vælges det punkt, som er tættest på skærmen, og det er punkt bliver ”tegnet”. Det menneskelige øje er nemlig ikke i stand til at se gennem mennesker og objekter.
Det er ikke længere nødvendigt at udsætte vores bedste venner eller andre dyr for rampelysets skær. I 2012 rullede den oscarvindende film ”Life of Pi” over skærmen med en yderst livagtig tiger. Så livagtig at filmselskabet, Rhythm & Hues, har måttet sende billeder som dokumentation for, at det ikke var ægte bengalske tigere, som medvirkede i filmen. Efterfølgende har flere animerede dyr, været brugt i film og reklamer. En af grundende, til at dyrene er blevet så realistiske, er at der er blevet sat fokus på dyrenes anatomiske skelet og muskelstruktur. Det gør deres bevægelsesmønster mere realistisk.
Poterne var centrale: Bill Westenhofer, visuel effects supervisoren, havde tidligere erfaring med animation af dyr. Han stod bag løven Aslan fra Narnia. Derfra havde han et grundskelet at gå ud fra. Poterne fik derfor meget af animatorernes opmærksomhed. Til sammenligning havde tigerens poter fra ”life of Pi” lige så mange punkter, man kan bevæge, som hele Aslans ansigt havde.,
Man kan se hele tepottens struktur, når den bliver vist med wireframestruktur. Projekteres den over på en skærm, vil den også få en bestemt farve. Vi vil ikke længere være i stand til at se bunden og bagsiden. Det er kun de forreste punkter, som udtrykkes og tegnes på skærmen.
Animatorerne er blevet næsten uhyggeligt dygtige. Det indiske filmselskab nægtede at vise filmen ”life of Pi”, fordi de, troede at det var rigtige bengalske tigere, som medvirkede i filmen. Forskellen på den animerede tiger og den rigtige er næsten ikke synlig. (den animerede er til venstre)