Компьютерная анимация
Компью́терная анима́ция — процесс цифрового создания движущихся изображений при помощи компьютеров. Более общий термин компьютерная графика (англ. computer-generated imagery, CGI) включает как статические, так и движущиеся изображения, тогда как компьютерная анимация относится исключительно к движущимся. Современная компьютерная анимация обычно основывается на трёхмерной графике.
Компьютерная анимация является цифровым преемником методов покадровой анимации и традиционной анимации. Вместо физической модели или рисунка используется их цифровой эквивалент, который изменяется от кадра к кадру. Компьютерная анимация позволяет одному художнику создавать сложные сцены без привлечения актёров, дорогостоящих декораций или реквизита. Для создания иллюзии движения изображение быстро заменяется последовательностью схожих, с небольшими изменениями по времени, обычно с частотой 24, 25 или 30 кадров в секунду. Такой принцип идентичен созданию иллюзии движения в телевидении и кино.
Чтобы зрительная система воспринимала анимацию как плавное движение, изображения должны сменяться с частотой около 12 кадров в секунду или чаще. При увеличении частоты выше 75-120 кадров в секунду дальнейшее улучшение плавности не воспринимается из-за особенностей зрительного восприятия человека. Частота ниже 12 кадров в секунду заставляет большинство людей замечать рывки, нарушающие иллюзию движения. В традиционной анимации для экономии труда часто применяется частота 15 кадров в секунду, что обычно допустимо из-за стилизации картинки. Для достижения реалистичности компьютерной анимации требуются более высокие частоты смены кадров.
Фильмы в кинотеатрах США демонстрируются с частотой 24 кадра в секунду, чего достаточно для эффекта непрерывного движения.
Компьютерная анимация
Компьютерная анимация — обобщённый термин, включающий как трёхмерную анимацию (3D), так и двумерную (2D). Сюда относятся и такие подвиды, как основанная на цифровых объектах, гибридная и рисованная цифровая анимация. Создатели анимации используют программное обеспечение или код, а не бумажные рисунки. Техники работы разнообразны, часть представляет собой цифровые аналоги традиционных методов (например, ключевые кадры), а часть возможна только на компьютере, например симуляция жидкостей.
CG-аниматоры могут нарушать законы физики, используя математические алгоритмы для имитации массы, силы, гравитации и других эффектов. Компьютерная анимация усиливает творческие возможности аниматора благодаря автоматизации процессов (например, функции onion skinning, позволяющей видеть сразу несколько стадий движения в 2D, и интерполяции — автоматическому созданию промежуточных кадров в 3D).
| Фильм | Тип компьютерной анимации | Значение |
|---|---|---|
| История игрушек 2 (1999) | Стилизованная 3D-анимация[1] | Pixar разработали передовые технологии для полноценно 3D-анимированных фильмов. История игрушек считается поворотным моментом в истории 3D-анимации[2]. |
| Годзилла: Минус Первый (2023) | Цифровые визуальные эффекты, фотореализм[3] | Студия Toho получила «Оскар» за инновационные спецэффекты, реализованные при относительно небольшом бюджете[4]. |
| Добытчица (2017) | 2D-анимация[5] | 2D-визуальный стиль картины продемонстрировал выразительные возможности данного подхода. |
| Интерстеллар (2014) | Гиперреалистичная CGI, научная точность | VFX-художники опубликовали научную работу о принципах моделирования знаменитой чёрной дыры «Гаргантюа». |
| Клаус (2019) | Гибрид 3D и 2D-анимации[6] | Использование 3D-освещения для 2D-анимации открыло новые стилистические возможности для 2D-аниматоров. |
| Головоломка 2 (2024) | Стилизованная 3D-анимация | Продолжение хита Pixar, исследующее новые, более сложные эмоции повзрослевшей героини, стало одним из главных кассовых успехов года[7][8]. |
| Дикий робот (2024) | Гибрид 3D и 2D-анимации | Фильм DreamWorks, получивший признание критиков за сочетание 3D-анимации с элементами, стилизованными под 2D, и глубокое раскрытие тем экологии и материнства[7][8]. |
3D-компьютерная анимация
В 3D-анимации объекты (модели) создаются на компьютере, 3D-фигуры снабжаются виртуальным скелетом. Конечности, глаза, рот, одежда и другие детали фигур перемещаются на «ключевых кадрах»; промежуточные положения интерполируются автоматически. В завершение сцена проходит этапы рендеринга и композиции.
Прежде чем стать готовыми, 3D-анимированные сцены существуют в виде изменяемых объектов в 3D-программе; для окончательного вида им требуется рендеринг. Процесс может выполняться отдельно (для фильмов, роликов) или в реальном времени (для игровых движков).
В 3D-моделях анимируются любые характеристики объекта: перемещения, масштабирование, вращение, мимика (морфинг), и др. Каждый атрибут располагается на отдельном канале, на который устанавливаются ключевые кадры. Возможна поканальная анимация, наложение слоёв движения, автоматизация через управляемые объекты (например, при анимации движений руки со скелетом качества изменяются управляющими узлами).
3D-программы осуществляют интерполяцию между ключевыми кадрами, строя на их основе сплайны. Для управления кривизной используют кривые Безье. Такой подход позволяет плавно изменять траектории, частоту кадров и масштаб движения без пересчёта всей анимации, а также создавать сложные движения с минимальным количеством ключевых кадров.
Автоматизация в 3D также реализуется процедурными инструментами — например, четырёхмерным шумом для имитации хаотичных движений (роя пчёл, облаков и т. д.). Узловая анимация (на основе графов узлов) эффективна для органичных, изменяемых форм: например, при синхронизации движения частиц с ритмом музыки. В современной анимации процедурные подходы активно развиваются с применением искусственного интеллекта. ИИ-алгоритмы используются для автоматического создания сложных сцен с большим количеством объектов, таких как толпы людей, леса или разрушающиеся города, где художник задает правила, а не анимирует каждый элемент вручную[9].
Существуют специализированные направления 3D-анимации, иногда выделяющиеся в самостоятельные профессии и рабочие процессы (pipeline). К примеру, симуляция волос для анимационных персонажей требует особого ПО и навыков[10]. В последние годы развитие искусственного интеллекта и технологий рендеринга в реальном времени значительно ускорило и автоматизировало многие из этих процессов. Совокупность всех таких задач называют «производственным конвейером 3D-анимации» (3D animation pipeline)[11].
| Дисциплина | Описание | Инструменты | Примеры |
|---|---|---|---|
| Риггинг лица | Создание цифрового «скелета» и системы управления для мимики. Современные подходы включают автоматизацию с помощью ИИ для генерации блендшейпов и переноса ригов между моделями разной топологии (Neural Face Rigging)[12]. | Autodesk Maya, Blender, Unreal Engine, ИИ-инструменты (например, FaceOptim от EA)[13]. | В «Аватар: Путь воды» (2022) студия WETA разработала систему Animatomy, моделирующую сокращение мышц, а не просто смешивание выражений[14]. |
| Анимация лица | Создание мимики, эмоций и синхронизации речи. Новые технологии позволяют генерировать высококачественную лицевую анимацию на основе видео с обычного смартфона (motion capture) или напрямую из аудиофайла с помощью ИИ[15]. | Unreal Engine (MetaHuman Animator), Autodesk Maya, Blender, генеративные ИИ-модели (Media2Face, Pika Labs)[16]. | В 2023 году Epic Games выпустила MetaHuman Animator для Unreal Engine, позволяющий за минуты создавать детализированную лицевую анимацию, используя видео, снятое на iPhone[17]. В «Я краснею» (2022) аниматоры Pixar вдохновлялись приёмами аниме для передачи эмоций[18]. |
| Анимация персонажей | Анимация движений, эмоций и взаимодействия героев. Включает как ручную работу с ключевыми кадрами, так и использование захвата движения (motion capture), в том числе в сложных условиях, например, под водой. Новые подходы, такие как модульный риггинг, ускоряют подготовку персонажей[19]. | Autodesk Maya, Blender, Unreal Engine, Ziva VFX (для симуляции мышц)[20]. | Для фильма «Аватар: Путь воды» (2022) была впервые в истории кино применена система подводного захвата движения, что позволило добиться реалистичной анимации персонажей в водной среде[21]. В «Суперсемейке» (2004) Pixar получила премию VES за лучшую анимированную фигуру в полнометражном анимационном фильме. |
| Симуляция одежды | Создание реалистичной физики движения ткани с учётом её свойств, веса и столкновений. Современные системы позволяют симулировать сложные многослойные наряды и мелкую фурнитуру (пуговицы, пряжки) в реальном времени[22]. | Marvelous Designer, Houdini, Blender, CLO 3D | В Marvelous Designer 2024.2 была значительно ускорена симуляция на GPU и добавлена возможность симулировать фурнитуру с учётом её веса и столкновений[22]. В «Тайне Коко» (2017) Pixar применялись передовые инструменты для интеграции анимации одежды с персонажами[23]. |
2D-компьютерная анимация
2D-графика часто сохраняет популярность при создании визуально стилизованных, малозатратных или быстро обновляемых в режиме реального времени проектов.
Компьютерная анимация ведёт своё происхождение от цифровой эволюции покадровых техник (для 3D) и классического покадрового рисования (для 2D).
В 2D-анимации объекты формируются отдельными изображениями и слоями, которые можно компоновать с виртуальным скелетом или без него.
В 2D-анимации движущиеся объекты часто называют спрайтами — изображениями, имеющими привязку к определённой позиции на экране. Перемещая координаты спрайта по кадрам, создают эффект движения.
Пример псевдокода движения спрайта слева направо:
var int x := 0, y := screenHeight / 2; while x < screenWidth drawBackground() drawSpriteAtXY (x, y) // рисовать поверх фона x := x + 5 // сместить вправо
Этот вид анимации обычно относят к двумерной. Также используется термин «цифровая обводка и покраска». Картинки рисуют вручную или напрямую в компьютере с помощью различных устройств, после чего размещают по ключевым кадрам в специальном ПО[24]. Программа автоматически формирует промежуточные кадры (tweening). Такой подход позволяет ускорить производство по сравнению с традиционной анимацией, сохраняя художественный стиль рисованных персонажей[24].
Примеры фильмов с таким подходом: радужная сцена в финале «Русалочки» (остальной фильм и последующие — полностью цифровая обработка): «Спасатели в Австралии», «Красавица и чудовище», «Аладдин», «Король Лев», «Покахонтас», «Горбун из Нотр-Дама», «Геркулес», «Мулан», «Тарзан», «Мы вернулись! История динозавра», «Балто», «Анастасия», «Титан: После гибели Земли», «Принц Египта», «Дорога на Эльдорадо», «Дух: Душа прерий», «Синдбад: Легенда семи морей» и др.
В 2010-е годы, несмотря на доминирование 3D, многие студии, особенно в Европе, продолжили развивать 2D-анимацию. Ирландская студия Cartoon Saloon получила мировое признание благодаря фильмам с уникальным визуальным стилем, основанным на кельтской мифологии и средневековой книжной миниатюре, таким как «Тайна Келлс» (2009) и «Песнь моря» (2014)[25][26]. Другими заметными работами стали французские фильмы «Иллюзионист» (2010)[27], «Эрнест и Селестина: Приключения мышки и медведя» (2012) с имитацией акварельных иллюстраций[28] и «Я потеряла своё тело» (2019)[29].
Ярким примером эволюции 2D-технологий стал испанский мультфильм «Клаус» (2019). Хотя персонажи были нарисованы вручную, студия разработала инновационный инструмент для наложения объёмного света и текстур, что позволило придать двухмерным изображениям глубину и объём без использования 3D-моделирования[30][25].
Традиция рисованной анимации продолжилась и в 2020-е годы. Студия Ghibli выпустила фильм Хаяо Миядзаки «Мальчик и птица» (2023), полностью созданный вручную без применения компьютерной графики[31]. Cartoon Saloon представила картину «Легенда о волках» (2020), в которой намеренно использовались эскизные линии для подчёркивания «ручной» эстетики[32]. Также вышли такие проекты, как «Мечты робота» (2023)[33] и «Ину-о: Рождение легенды» (2021)[34]. Некоторые фильмы, например, «Марс Экспресс» (2023), использовали гибридный подход, сочетая 2D-анимацию для персонажей и 3D-графику для техники и окружения[35].
История
Первые эксперименты с цифровой анимацией были проведены в 1960-х годах в Лаборатории Белла, где работали Эдвард Заяц, Фрэнк Синден, Кеннет Ноултон и М. Нолл[36]. Другие разработки велись в Лоуренсская национальная лаборатория[37].
В 1967 году Чарльз Цури и Джеймс Шаффер создали анимацию «Колибри». В 1968 году Николай Константинов разработал с помощью БЭСМ-4 мультфильм «Кошечка», отображающий движение котёнка. В 1971 году был создан короткий фильм «Metadata», показывающий движение различных фигур.
Первым значимым применением CGI стала лента «Будущий мир» (1976), где продемонстрирован 3D-моделинг руки и лица, авторства Эдвина Кэтмулла и Фреда Парке[38]. Эти изображения были впервые показаны в их студенческом фильме A Computer Animated Hand (1972). Развитие технологий CGI ежегодно отслеживается на конференции SIGGRAPH[39], крупнейшем форуме индустрии. Разработчики видеоигр и 3D-видеоакселераторов стремятся достичь такого же качества графики в реальном времени, что и в кино. По мере роста качества рендеринга появилась новая форма искусства — машинима, создание фильмов с помощью игровых движков.
Одним из знаковых исторических событий 2020 года стало официальное прекращение поддержки технологии Adobe Flash Player 31 декабря[40]. Это событие ознаменовало конец целой эры в веб-анимации. На протяжении почти двух десятилетий Flash был ключевым инструментом для создания интерактивного контента, браузерных игр и многочисленных мультсериалов, определив визуальный стиль цифровой 2D-анимации 2000-х годов[40].
CGI-короткометражки производятся с 1976 года[41]. Ранние примеры CGI в полнометражных фильмах: Звёздный путь: гнев Хана и Трон (оба — 1982)[42]; в японской анимации — Голго-13: Профессионал (1983)[43].
В 1990-е годы компьютерная анимация совершила революцию. В телевизионном формате появились первые полностью трёхмерные сериалы: VeggieTales (1993), ReBoot (1994)[44] и Трансформеры: Битвы зверей (1996). Поворотным моментом стал фильм История игрушек (1995), созданный совместно Disney и Pixar[45], который стал первым полнометражным компьютерно-анимированным мультфильмом и открыл новую эру в индустрии[46][47]. Вторая половина десятилетия была отмечена быстрыми технологическими прорывами. В 1997 году короткометражный фильм Pixar Игра Джери продемонстрировал технологию Subdivision Surfaces для создания органичных моделей персонажей и передовую симуляцию ткани[48][49]. В 1998 году Приключения Флика от Pixar представили новые алгоритмы для анимации больших толп[50], а Принц Египта от DreamWorks впечатлил сочетанием 2D-анимации с масштабными 3D-сценами. В 1999 году Тарзан от Disney использовал революционную технологию Deep Canvas для интеграции 2D-персонажей в трёхмерные фоны[51], а фильм Матрица популяризировал эффект «время пули», созданный с помощью CGI и множества фотокамер[52].
Бурный рост популярности CGI в 2000-е и 2010-е годы привёл к созданию таких лент, как «Аватар» (2009)[53] и «Книга джунглей» (2016), сочетающих анимацию и живых актёров. Реалистичность компьютерной графики достигла такого уровня, что фильмы типа «Король Лев» (2019) рекламируются как игровые[54][55].
В 2020-е годы индустрия вступила в эпоху рендеринга в реальном времени и искусственного интеллекта. 31 декабря 2020 года прекратилась поддержка Adobe Flash, завершив важную главу в истории веб-анимации. В том же году была представлена демоверсия игрового движка Unreal Engine 5, показавшая возможности технологий Nanite и Lumen для создания фотореалистичной графики в реальном времени. В 2021 году сериал Аркейн установил новую планку качества, смешав 2D- и 3D-анимацию. В 2022 году состоялся официальный релиз Unreal Engine 5[56], а фильм Аватар: Путь воды совершил очередной технологический прорыв, впервые в истории кино применив систему подводного захвата движения. 2023 год ознаменовался взрывным ростом генеративных ИИ-инструментов, таких как Pika 1.0[57], и выходом Blender 4.0[58]. Наградами были отмечены Годзилла: Минус один (премия «Оскар» 2024 за визуальные эффекты), Человек-паук: Паутина вселенных (премия «Энни» 2024)[59] и Мальчик и птица («Оскар» 2024)[60]. Среди знаковых релизов 2024 года — Головоломка 2 и Дикий робот.
Методы анимации
В большинстве 3D-анимационных систем строится упрощённый виртуальный скелет, соответствующий анатомии персонажа. Они располагаются в так называемой стандартной позе (T-pose). Положение сегментов задаётся анимационными переменными (авары). Многие авары соответствуют реальным костям, но скелетная анимация может применяться и для манипуляции другими объектами и мимикой[61]. Например, персонаж Вуди в Истории игрушек содержит 712 анимационных переменных, из них 212 во лице.
Аниматоры либо изменяют авары вручную («по ключевым кадрам»), полагаясь на интерполяцию, либо используют захват движения: записывая реальное движение актёра и переносят его на цифрового персонажа, фиксируя детали осанки, жестов, мимики[62]. Обе техники применяются параллельно: ключевые кадры способны передавать фантастические движения, а захват — реалистичные нюансы.
Пример: в «Пираты Карибского моря: Сундук мертвеца» Билл Найи исполнял роль Дейви Джонса исключительно в motion capture, что позволило передать выразительность цифрового персонажа.
Значительный прорыв в технологии захвата движения произошёл при создании фильма «Аватар: Путь воды» (2022). Специально для съёмок была впервые в истории кино разработана и применена система подводного захвата движения. Поскольку стандартные инфракрасные камеры неэффективны в воде, была создана система, использующая ультрафиолетовый свет в тандеме с камерами над поверхностью, что позволило добиться беспрецедентной реалистичности движений персонажей в водной среде[63]. Также была усовершенствована система захвата мимики: для каждого актёра использовались две камеры высокого разрешения, что позволило считывать микродвижения лицевых мышц с высочайшей точностью[63]. Для сиквела была создана передовая система Animatomy, которая моделирует сокращение мышц, а не просто смешивает выражения.
Моделирование
3D-анимация объединяет модели объектов (вершины, рёбра, грани в 3D-пространстве) и их программируемые или вручную заданные движения. Объекты формируются «об моделирование» и покрываются текстурами для реализма. Для деформации (например, походки) создаётся система костей («риггинг») и управляющих элементов[64]. Современные подходы, такие как модульный риггинг (Modular Control Rig) в Unreal Engine 5.4, направлены на ускорение этого процесса, позволяя быстро создавать риги путём комбинирования готовых модулей (например, руки, ноги или позвоночник). Анимация может создаваться захватом движений или вручную, часто сочетается[65].
Модели иногда содержат тысячи управляющих точек: для Вуди в Истории игрушек реализовано около 700 контроллеров; для Аслана в Хроники Нарнии — 1851, из них 742 — на лице.
Оборудование
Для создания компьютерной анимации требуется компьютер и специальное программное обеспечение. Хотя эффектная анимация возможна даже в простых программах, рендеринг зачастую является длительным процессом на бытовом ПК[66]. Профессионалы используют специальные рабочие станции с несколькими процессорами. Для ускорения вычислений их традиционно объединяют в локальные «рендер-фермы»[67][68], однако в современной индустрии всё большую роль играют облачные технологии, которые предоставляют вычислительные мощности для рендеринга и позволяют командам из разных частей мира совместно работать над сложными проектами[69].
Помимо компьютеров, в производстве используются цифровые камеры, системы захвата движений, хромакей, видеоредакторы и другой реквизит. Бесплатные проекты, такие как Blender[70], предоставляют возможности, сопоставимые с дорогим коммерческим ПО. Например, выпущенная в ноябре 2023 года версия Blender 4.0 ввела новую систему управления цветом AgX и инструменты Light Linking и Shadow Linking, дающие художникам больший творческий контроль над освещением.
Анимация лица
Анимация лица — сложнейшая область, требующая сотен переменных. Прорыв в области произошёл после курсов SIGGRAPH (1989—1990), объединивших различные исследовательские подходы[71]. Акторская система мимики (FACS, 1976) легла в основу большинства пакетов[72]. С 2001 года в MPEG-4 входят 68 параметров для лица. Всё чаще применяется моделирование микроэмоций[73].
В ряде случаев используют так называемое аффективное пространство (PAD-модель эмоциональных состояний), позволяющее приписывать эмоции цифровым аватарам, связывая его с параметрами выражения и мимики[74].
В 2020-е годы в лицевой анимации произошёл качественный скачок, связанный с развитием искусственного интеллекта и технологий захвата движения в реальном времени. В 2023 году компания Epic Games выпустила MetaHuman Animator для Unreal Engine, позволяющий за минуты создавать высококачественную лицевую анимацию, используя видео, снятое на обычный iPhone[75]. Одновременно получили развитие генеративные модели, способные создавать анимацию на основе различных данных. Так, инструмент FaceAnimator от Autodesk генерирует анимацию лица и синхронизацию губ напрямую из аудиофайла. Система Media2Face (2024) использует диффузионные модели для создания анимации из аудио, текста или изображений, а DiffPoseTalk (2024) позволяет извлекать и применять уникальный стиль мимики из короткого видео[76].
Значительные изменения коснулись и процесса риггинга. Технология Neural Face Rigging (NFR) эволюционировала в системы на основе глубокого обучения, которые автоматически создают риг для произвольных 3D-моделей лиц, устраняя необходимость в ручном создании блендшейпов[77]. Подобные ИИ-инструменты, например FaceOptim от Electronic Arts, также автоматизируют создание ключевых выражений лица на основе сканов или 4D-анимации.
Реализм
Реализм в анимации проявляется как в стремлении сделать кадры фотореалистичными, так и в имитации движения живых существ[78]. При создании цифровых людей возникает эффект зловещая долина, когда сверхреалистичный, но неидеальный персонаж вызывает у зрителя отторжение. К известным примерам относятся Полярный экспресс[79], Беовульф[80] и Рождественская история[81]. В 2010-х годах, несмотря на технологический прогресс, эффект неоднократно проявлялся в высокобюджетных проектах, таких как «Трон: Наследие» (2010) с его «пластиковым» цифровым персонажем[82], «Изгой-один. Звёздные войны: Истории» (2016) с воссозданными цифровыми актёрами[83] и «Гемини» (2019)[84]. Эффект может распространяться и на животных: в ремейке «Короля Льва» (2019) фотореалистичные звери не могли мимически выражать эмоции, что создавало диссонанс[82]. Одним из самых ярких примеров стал фильм «Кошки» (2019), где гибриды людей и кошек, созданные с помощью «цифровой меховой технологии», вызвали массовое отторжение у зрителей.
Многие анимационные фильмы намеренно отходят от реализма: используются антропоморфные животные, фантастические существа или стилизованные персонажи, подражание покадровой технике (Рыбка Поньо, Смешарики, Смывайся), а также классические принципы мультипликации — например, деформация форм (squash and stretch)[85].
Веб-анимация
Рост популярности сайтов с пользовательским контентом поспособствовал становлению сообщества независимых и любительских аниматоров[86]. Встроенные в современные операционные системы утилиты позволяют создавать любительские ролики, многие программы для анимации открыты и бесплатны. Появились аматорские сервисы с профессиональным уровнем шаблонов (PowToon, Vyond).
Самый старый формат веб-анимации — анимированные GIF, просты для распространения, но ограничены по скорости и диапазону цветов[87]. C ростом скорости интернета появились векторные анимации — прежде всего Flash, требовавший отдельного плагина, который перестал поддерживаться индустрией. Современные браузеры, включая мобильные, используют нативные HTML5-анимации: JavaScript, CSS, SVG, формат APNG и др., вытеснив Flash.
К 2024—2025 годам веб-анимация превратилась из декоративного элемента в инструмент для улучшения пользовательского опыта, повествования (сторителлинга) и создания интерактивных интерфейсов[88].
- 3D-элементы и иммерсивные интерфейсы. Интеграция 3D-графики стала одним из главных трендов[89]. Благодаря технологиям, таким как WebGL, и библиотекам, таким как Three.js, разработчики создают полноценные 3D-сцены и объёмные элементы интерфейса прямо в браузере для достижения нового уровня погружения[90].
- Микроанимации. Небольшие функциональные анимации, которые обеспечивают обратную связь на действия пользователя (клики, наведение курсора), улучшая навигацию и делая взаимодействие с сайтом более интуитивным[91].
- Анимации, управляемые прокруткой (англ. Scroll-driven animations). Эффекты, которые активируются и контролируются по мере прокрутки страницы пользователем[92]. Этот приём, часто называемый «скроллителлинг» (англ. scrollytelling), используется для повествования и постепенного раскрытия информации[93].
- Кинетическая типографика. Анимация текста для привлечения внимания к заголовкам и ключевым сообщениям, от простого появления букв до сложных трансформаций[89].
CSS остаётся основным инструментом для создания производительных анимаций[94]. Современные возможности включают:
- Scroll-driven Animations: Новые CSS-свойства позволяют привязывать анимацию к прокрутке без использования JavaScript[92].
- View Transitions API: Упрощает создание плавных переходов между различными состояниями страницы в одностраничных приложениях[95].
- Анимация дискретных свойств (например,
display) и переходы к автоматически вычисляемым размерам (например,height: auto), что позволяет создавать более плавные эффекты появления и изменения размеров элементов[92][96].
Для сложных и интерактивных анимаций по-прежнему незаменим JavaScript[97]. Наиболее популярные библиотеки:
- GreenSock Animation Platform (GSAP): Считается отраслевым стандартом для высокопроизводительной веб-анимации, предоставляя детальный контроль над временной шкалой и сложными эффектами[98][99].
- Three.js: Самая популярная библиотека для создания и рендеринга 3D-графики в браузере с использованием WebGL[99].
- Anime.js: Легковесная и гибкая библиотека с простым API для анимации CSS-свойств, SVG и DOM-атрибутов[100].
- Framer Motion: Популярная библиотека для React, позволяющая легко создавать декларативные анимации и жесты[100].
SVG (масштабируемая векторная графика) идеально подходит для создания анимированных иконок и логотипов благодаря масштабируемости без потери качества[101]. Анимация SVG может осуществляться как с помощью CSS (для простых трансформаций), так и с помощью JavaScript-библиотек (для сложных сценариев, таких как морфинг фигур)[102].
WebGL (Web Graphics Library) — это низкоуровневый API для рендеринга интерактивной 2D и 3D-графики в браузере. Он является основой для таких библиотек, как Three.js и Babylon.js, и позволяет создавать сложные визуализации, игры и иммерсивные веб-сайты с высокой производительностью, используя аппаратное ускорение GPU[90].
Пример процесса
В 2024—2025 годах производственный конвейер (пайплайн) 3D-анимации претерпевает значительные изменения под влиянием искусственного интеллекта (ИИ), технологий рендеринга в реальном времени и новых стандартов для совместной работы. Традиционная трёхэтапная структура — пре-продакшн, продакшн и пост-продакшн — сохраняется, но её наполнение и инструментарий кардинально меняются.
Искусственный интеллект становится ключевым инструментом, который автоматизирует и ускоряет рутинные задачи, позволяя художникам сосредоточиться на творчестве[103].
- Пре-продакшн (подготовительный этап):
- Генерация контента: Нейросети, такие как Midjourney и Stable Diffusion, используются для быстрого создания концепт-артов, эскизов персонажей и окружения[104]. Инструменты вроде Meshy AI позволяют генерировать 3D-модели по текстовому описанию или изображению, что значительно ускоряет прототипирование[105].
- Создание сценариев и раскадровок: Трансформерные модели ИИ способны генерировать диалоги и даже раскадровки на основе текстовых описаний[106].
- Продакшн (производственный этап):
- Моделирование и текстурирование: ИИ-инструменты, интегрированные в такие программы, как Autodesk Maya и Blender, помогают в автоматической ретопологии моделей и создании текстур[107]. Платформы, например Adobe Substance AI, используют ИИ для повышения качества и реалистичности материалов[103].
- Анимация персонажей:
- AI-Rigging: Автоматизация создания «скелета» персонажа (риггинг) сокращает время, затрачиваемое на эту техническую задачу[108].
- Анимация по видео и тексту: Технологии, такие как Wonder Animation от Autodesk, позволяют реконструировать 3D-сцену из обычного видео, автоматически создавая анимацию персонажей и движения камеры[109]. Инструменты вроде DeepMotion и Radical создают 3D-анимацию на основе видеозаписи движений человека[103].
- Генерация движений и мимики: ИИ способен генерировать реалистичные движения, походку и детализированную мимику, включая синхронизацию губ с речью (lipsync), на основе аудиофайлов или эмоциональных маркеров[110].
- Процедурная анимация: ИИ-алгоритмы используются для автоматического создания сложных сцен с большим количеством объектов, таких как толпы людей, леса или разрушающиеся города, где художник задает правила, а не анимирует каждый элемент вручную.
- Пост-продакшн (финальная обработка):
Рендеринг в реальном времени (real-time rendering), изначально развивавшийся в игровой индустрии, становится стандартом и в производстве анимации[103].
- Ключевые технологии: Игровые движки, в первую очередь Unreal Engine от Epic Games, позволяют видеть финальное или близкое к нему качество изображения непосредственно в процессе работы, минуя долгое ожидание рендера[111]. Технологии Nanite (для отображения высокополигональной геометрии) и Lumen (для динамического глобального освещения) в Unreal Engine 5 обеспечивают фотореалистичную картинку в реальном времени[111].
- Виртуальное производство (Virtual Production): Эта методология объединяет съёмку живых актеров с цифровыми фонами на LED-экранах, которые отображают 3D-окружение в реальном времени. Это позволяет режиссёрам и операторам принимать творческие решения прямо на площадке, видя конечный результат[111].
Universal Scene Description (USD), разработанный студией Pixar, становится отраслевым стандартом для обмена 3D-данными между различными программами[112].
- Недеструктивный рабочий процесс: USD позволяет разным специалистам (моделлерам, аниматорам, осветителям) одновременно работать над одной сценой, не перезаписывая файлы друг друга. Изменения вносятся в виде слоев, что упрощает совместную работу и итерации.
- Интеграция и поддержка: Крупнейшие компании, включая Apple, NVIDIA, Adobe и Autodesk, сформировали альянс OpenUSD для продвижения этого стандарта[113]. Платформа NVIDIA Omniverse построена на основе USD и позволяет синхронизировать работу в разных 3D-редакторах (Maya, Blender, Unreal Engine) в реальном времени[107].
Технологические инновации способствуют появлению и развитию новых визуальных стилей:
- Гиперреализм: Мощные инструменты рендеринга и ИИ позволяют создавать 3D-модели и анимацию, практически неотличимые от реальной съемки.
- Гибрид 2D и 3D: Растет популярность стилизованной анимации, сочетающей выразительность 2D-персонажей с глубиной и динамикой 3D-окружения, как в фильмах «Человек-паук: Через вселенные» и сериале «Аркейн».
- Объемное видео (Volumetric Video Capture): Эта технология использует множество камер для «оцифровки» реальных людей или объектов, создавая интерактивные 3D-модели, которые можно интегрировать в любую виртуальную сцену.
Примечания
Литература
- Andy Beane. 3D Animation Essentials. — John Wiley & Sons, 2012. — ISBN 978-1-118-14748-1.
- Marcia Kuperberg. A Guide to Computer Animation: For TV, Games, Multimedia and Web. — Focal Press, 2002. — ISBN 0-240-51671-0.
- Nadia Magnenat Thalmann, Daniel Thalmann. Handbook of Virtual Humans. — Wiley Publishing, 2004. — ISBN 0-470-02316-3.
- Terrence Masson. CG 101: A Computer Graphics Industry Reference. — Digital Fauxtography Inc., 1999. — ISBN 0-7357-0046-X.
- Paiva A., Prada R., Picard R.W. Facial Expression Synthesis using PAD Emotional Parameters for a Chinese Expressive Avatar. In: Affective Computing and Intelligent Interaction. — Springer Science+Business Media, 2007. — (Lecture Notes in Computer Science; т. 4738). — ISBN 978-3-540-74888-5.
- Rick Parent. Computer Animation: Algorithms and Techniques. — Elsevier, 2012. — ISBN 978-0-12-415842-9.
- Fernando C. N. Pereira, Touradj Ebrahimi. The MPEG-4 Book. — IMSC Press, 2002. — ISBN 0-13-061621-4.
- Frederic I. Parke, Keith Waters. Computer Facial Animation. — 2-е изд. — A.K. Peters, Ltd., 2008. — ISBN 978-1-56881-448-3.
- Tom Sito. Moving Innovation: A History of Computer Animation. — MIT Press, 2013. — ISBN 978-0-262-01909-5.
Ссылки
- Анимация, выполненная на компьютере — коллекция иллюстраций и медиаматериалов на Викискладе.




