Как Studio Ghibli использует компьютерную графику в своих 2D-мультфильмах

«Инструмент аниматора — это карандаш», — считает сооснователь Studio Ghibli, легендарный режиссёр Хаяо Миядзаки. Этот подход видно по его мультфильмам: большинство из них созданы в традиционной технике анимации, когда каждый кадр рисуется вручную. Потому что «зачем нам компьютеры для того, что наши руки могут и так?». Это в том числе сделало главные работы студии такими уникальными: мультфильмы Ghibli славятся узнаваемым стилем и скрупулёзным подходом к традиционной анимации.

Однако даже Миядзаки со смесью смирения и сопротивления сдался перед возможностями цифровых технологий. Но сделал это на своих условиях. Как именно он включил CG в работу — разберём на трёх самых известных мультфильмах студии.

• «Принцесса Мононоке»
• «Унесённые призраками»
• «Ходячий замок»

Принцесса Мононоке (1997)

Впервые студия использовала цифровые технологии в «Помпоко: война Тануки» 1994 года для панорамного пролёта камеры вдоль библиотечных полок: вручную рисовать такую сцену сложно и долго, да и скучно для аниматоров, потому что в этом нет креативности. В «Шёпоте сердца» 1995 года для фэнтези-сцен применяли цифровой композитинг: единый кадр собирали на компьютере из нарисованных по отдельности элементов. Например, в эпизоде с полётом Сидзуку и кота Барона использовалось около 20 раздельных элементов, среди которых фон, облака и персонажи.

Но первым мультфильмом с серьёзным использованием CG стала «Принцесса Мононоке». Для работы над ней в студии открыли отдел компьютерной графики из трёх аниматоров и даже разработали собственные программы.

Хаяо Миядзаки хотел, чтобы цифровые элементы были органично вписаны в 2D-анимацию и не выделялись из остальной картинки. Но тогда не было софта, который мог бы рендерить 3D-модели в современной технике сел-шейдинга, когда они выглядят как рисунок с контуром и простыми жёсткими тенями. Поэтому пришлось с нуля разработать такую программу: в тесном диалоге со студией разработчик Майкл Ариас создал Toon Shader, которую потом ещё не раз использовали в Ghibli и других студиях.

Из всего мультфильма около 15 минут было сделано с помощью CG. Из них десять — сцены, просто нарисованные на компьютере в графическом редакторе. Все цифровые технологии, которые использовались в «Принцессе Мононоке», можно грубо разделить на три категории: компьютерная графика, цифровой композитинг и цифровая живопись.

Компьютерная графика

CG использовали для создания трёхмерных моделей, маппинга, системы частиц и морфинга.

3D. Всё началось со сцены с динамичной атакой разозлённого татаригами — бога-кабана, который из-за ненависти превратился в массу извивающихся чёрных червей.

Вся сцена состояла примерно из 20 кадров, но через полгода работы ни один из них не был успешно завершён. Миядзаки, изначально сопротивлявшийся CG, начал терять терпение из-за медленной разработки и обратился к режиссёру компьютерной графики Ёсинори Сугано — посмотреть, сможет ли тот зарендерить монстра в 3D. Это было самым трудным испытанием в работе над CG, но оно убедило Миядзаки, что для 3D в творчестве студии есть место.

Трёхмерные модели в основном делали как раз для изображения демонических червей и одержимых ими татаригами. Например, в сцене, где главный герой Аситака стреляет из лука и его руку оплетают черви.

Для этого сначала создали 3D-модель и отрендерили её так, чтобы она выглядела как рисунок. Чтобы создать финальный кадр, на нарисованный красками фон наложили раскрашенного в цифре персонажа, а сверху — эту 3D-модель.

Маппинг. Есть сцены, где фон должен двигаться вместе с камерой. В покадровой анимации такой фон сильно отличается от статичных детализированных фонов: он значительно сложнее в изготовлении, потому что его нужно анимировать вручную. Маппинг же позволяет использовать красивый статичный фон и при этом двигать камеру вместе с ним, что придаёт сцене ощущение глубины и пространства.

Например, маппинг применяли дважды в эпизодах, где Аситака скачет верхом на своём верном звере Якуле и зритель несколько секунд смотрит от его лица. Технология придала этим моментам реалистичное ощущение скорости и глубины: сцена всё ещё нарисована вручную, но CG позволила скомпоновать кадры так, как в традиционном методе это было бы невозможно.

Делается это так: сперва в 3D создаётся сетка для окружения с учётом изгибов ландшафта, положения камеры и скорости её пролёта. На сетку накладывается нарисованный вручную фон. После между фоновым артом и камерой создаётся прозрачный план, а сверху накладываются вручную нарисованные деревья и персонажи, если они есть. Камеру двигают, чтобы создать ощущение движения.

Система частиц. С её помощью можно сгенерировать тысячи маленьких спрайтов и анимировать их так, чтобы создать ощущение ветра. На тот момент компьютеры ещё не могли нормально просчитывать и рендерить движения большой 3D-модели, но могли создавать большое количество частиц. Так можно условно легко анимировать множество маленьких световых пузырьков, роящихся внутри и вылетающих из тела Ночного Странника — существа, которым по ночам становится Дух Леса.

Для этого создали трёхмерный каркас Странника и заполнили его частицами. Потом каркас заменили вручную анимированной фигурой персонажа и наложили его на фон.

Морфинг. Он помогает сделать так, чтобы один кадр плавно перетекал в другой. В этом случае рисуются только ключевые кадры, а всё между ними создаёт сама программа, накладывая изображения друг на друга и мягко меняя их формы. Например, с помощью морфинга сделали сцену с быстрым разложением тела кабана-татаригами.

Или сцену в конце фильма, в которой растения снова начинают расти и цвести.

Цифровая живопись

«Принцесса Мононоке» стала первым мультфильмом студии, в котором лайн и цвет добавляли в цифре — чтобы успеть выпустить ленту в срок.

У этого была сложность — неестественность цифрового рисунка. Если в сцене двигаются только лицо и руки персонажа, вся остальная фигура остаётся статичной. Когда анимация создаётся вручную на бумаге, статичная фигура обрисовывается поверх снова и снова для каждого кадра, благодаря чему ни одна из финальных картинок не выглядит одинаковой. Но в цифре достаточно нарисовать всего один кадр со статичной фигурой, которая будет таковой всю сцену. Из-за этого возникает ощущение странной ненатуральности, персонажи словно перестают жить и дышать.

Чтобы этого избежать, в студии ретушировали цифровой лайн, делая его больше похожим на нарисованный традиционным методом, и использовали эффекты для смягчения жёсткости и неподвижности цифры.

Для этих же целей студия разработала программу, которая добавляет лёгкий шум в цвета. В цифровом рисунке конкретный цвет остаётся неизменным, но в картине на бумаге даже один и тот же цвет неоднороден. Поэтому цифровые краски могут выглядеть плоско и мёртво. Программа помогла избежать этого эффекта: лёгкий шум давал цвету небольшую вариативность.

Несмотря на большие возможности цифровых редакторов, в студии подходили к ним осторожно и ставили ограничения. Например, цифра даёт художнику огромное количество цветов, свыше 16 тысяч на тот момент, — это намного больше, чем когда-либо смогут дать акриловые краски. Но столько художнику-аниматору не нужно: у каждого фильма студии есть установленная цветовая палитра, и у «Принцессы Мононоке» в том числе.

Единая палитра позволяет сохранять единообразие цвета в течение всего фильма и органично сочетать цифру с красками. В одном кадре трава может быть раскрашена в цифре, в другом — с помощью красок. Благодаря палитре оба фона натуральным образом сливаются вместе без необходимости делать цветовой тест.

Композитинг

С помощью композитинга можно совместить сотни разных элементов в единую картинку. Цифровой композитинг делает это без потери качества отдельных фрагментов и позволяет сравнительно легко наложить различные эффекты.

Например, для сцены ниже потребовалось совместить десять разных слоёв с отдельными элементами.

Хронологически после «Принцессы» вышел мультфильм «Наши соседи Ямада» — он стал первой лентой Ghibli, которую полностью нарисовали на компьютере. Режиссёром выступил сооснователь студии Исао Такахата. Хотя Миядзаки участия в создании мультфильма не принимал, опыт работы в цифре пригодился команде в разработке следующей ленты Миядзаки — «Унесённые призраками».

Унесённые призраками (2001)

Фоны мультфильма и концепт-арт нарисованы на бумаге, но вся анимация уже полностью сделана в цифре. Несмотря на это, в работе над «Унесёнными» студия продолжила придерживаться той же политики в отношении компьютерных технологий: использование CG должно быть незаметно и не должно влиять на художественный стиль.

Сначала Миядзаки вовсе объявил, что в фоны не будут вноситься изменения в цифре. Но как только работа началась, он попросил правок в духе «добавь немного фиолетового сюда» или «добавь тень сюда» — и сам понял, что цифрового вмешательства не избежать.

Пришлось пересмотреть всю систему производства. Для этого Миядзаки придумал проводить «продуктовые встречи», чтобы разработать ограничения и подход к CG.

Хотя система анимации поменялась, философия студии осталась прежней. Все в Ghibli обладают фундаментальным желанием создавать нечто красивое. В «Унесённых призраками» много ила и мусора, но даже это должно быть визуально завораживающим.

Как и в «Принцессе Мононоке», в «Унесённых призраками» из CG-технологий использовали 3D, композитинг, морфинг, маппинг и систему частиц.

3D и композитинг

CG использовали для создания поверхности моря.

Для этого сначала художники нарисовали фон. Волны сделали в 3D в программе Softimage, для которой дополнительно написали несколько подпрограмм-шейдеров. Затем по отдельности создали падающий на воду и морское дно свет, отражение стены, блики, тонкую белую линию пены. Наконец, композитингом собрали всё в единую картинку.

Ещё 3D с композитингом применили в сцене, когда главная героиня Тихиро едет в поезде и видит из окна маленький островок с домиком. На фоне медленно проплывают облака, а сам островок неспешно поворачивается из-за смены угла зрения Тихиро.

Для этого арт-отдел нарисовал фон, а CG-отдел убрал с картинки островок и добавил более чёткие очертания облакам и воде.

Вырезанный островок вставили обратно как 3D-объект и в цифре сделали для него отражение в воде.

CG-отдел создал волны, а арт-отдел поверх нарисовал элементы для поверхности воды.

Потом композитингом всю сцену собрали вместе.

Композитинг помог создать и сцену с исчезающим Безликим. Для этого художники нарисовали тело бога-бродяги, а потом разделили его на элементы и обработали в цифре. Фон, как и всегда, нарисовал арт-отдел — на нём сразу изображена тень от Безликого.

Большую роль композитинг сыграл в анимации сусуватари, или чернушек, — пугливых созданий, впервые появившихся в «Моём соседе Тоторо». В «Унесённых призраками» они работали в котельной дедушки Камадзи — носили уголь. Сусуватари умилительно пищат, умеют отращивать ножки и ручки и с удовольствием поедают японские конфеты в виде ярких звёздочек.

Для анимации каждый сусуватари был разделён на отдельные элементы по слоям: тело, глаза, руки с ногами и уголёк, который они тащат. Из-за этого и дополнительных спецэффектов количество слоёв для анимации чернушек сильно увеличилось — настолько, что не хватило букв алфавита для их обозначения.

Ещё 3D и композитинг применили в сцене, где очищенный Дух реки вырывается из ванны, — с их помощью сделали всплеск-взрыв воды.

Сначала художники нарисовали фон для сцены.

Потом в программе SoftImage сделали 3D-модель для бурления воды и всплеска.

Красками нарисовали слои с отблесками, ярко освещёнными участками и отдельными цветовыми частями. Ещё один слой — чёрно-белый градиент, который помог показать плотность мыльной пены. Потом все слои соединили в один и наложили готовый отрендеренный 3D-объект на фон.

Морфинг

В анимации самого Духа реки использовался уже упомянутый морфинг — для сцен, где ил стекает слоями с божества. Для этого на ключевых кадрах выделяли нарисованные для ила линии, и один контурный рисунок плавно перетекал в другой.

Маппинг

Когда Тихиро вместе с родителями попадает в волшебный мир, мама и папа девочки останавливаются поесть в пустом китайском ресторане, столы которого ломятся от вкусной еды. Позже Тихиро с ужасом обнаруживает, что её родители превратились в свиней, которые продолжают беспорядочно есть и сбивать посуду со столов.

В этой сцене тарелка в левом верхнем углу изображена с таким же количеством деталей, с каким нарисован неподвижный фон.

Эта тарелка должна упасть, потому что превратившийся в свинью отец неаккуратно заденет её носом. Рисуй аниматоры тарелку покадрово вручную, зритель понял бы, что она будет двигаться, ещё до самого движения — потому что обычно такие элементы выделяются упрощённым дизайном по сравнению с детализированным фоном.

Миядзаки это раздражало, и он предложил другой подход: нарисованный для тарелки подробный дизайн с помощью маппинга наложили на 3D-модель. В итоге движущаяся тарелка выглядела как часть неподвижного подробного фона.

Система частиц

С цифровыми технологиями довольно легко создать реалистичный пар и дым, но студии не нужен был реализм. Поэтому для сцены с богом в ванной сначала художники нарисовали лайн для пара по правилам ручной анимации, так, чтобы он не перекрывал персонажей. Внутрь этого контура поместили дым, созданный с помощью системы частиц.

Политику ограниченного использования CG Хаяо Миядзаки продолжил в своей следующей ленте о ходячем замке по мотивам романа Дианы Уинн Джонс.

Ходячий замок (2004)

История создания фильма схожа с «Унесёнными призраками»: лента создавалась на компьютере, но фоны и персонажи рисовались вручную, а позже оцифровывались. При работе над «Замком» CG-отдел всё ещё был довольно небольшой: из 150 аниматоров только 10 занимались цифрой.

Всего в «Ходячем замке» 198 кадров, в которых использовалась компьютерная графика. Это примерно в два раза больше, чем количество таких кадров для «Унесённых призраками».

3D и композитинг

У студии есть твёрдое правило: она никогда не создаёт персонажей в 3D. Однако в этом фильме мультипликаторы своеобразно от этого правила отступили — когда делали сам замок. Он — не просто часть бэкграунда, и Миядзаки хотел, чтобы команда относилась к нему как к протагонисту. Поэтому студия работала над замком как над человеческими персонажами: наделяла характером и показывала этот характер визуально.

Например, когда Софи впервые видит замок, он выглядит устрашающим.

Но когда замок останавливается, в его облике появляется нечто расслабленное и даже немного приглашающее.

Концепты замка напомнили Мицунори Катааме о рюкзаке альпиниста со свисающим с него снаряжением, которое покачивается от движений. Поэтому такой же принцип Катаама использовал при анимации замка: движения основного тела приводят в движение меньшие его части. Но анимировать это вручную было бы слишком сложно, поэтому замок решили создавать в цифре.

Основа замка полностью сделана в 3D. Но вместо единой трёхмерной модели в студии сконструировали 30 разных моделей под различные углы зрения. Каждую разбили на части — от 30 до 80 в зависимости от модели: замок был сделан, скорее, как оригами со множеством перекрывающих друг друга планов.

Вся поверхность для замка нарисована вручную. Рисунок тоже разбили на множество частей и обработали в Photoshop, а затем наложили на 3D-модели. Нужно было внимательно следить за тем, чтобы части накладывалась одна на другую в верном порядке.

Миядзаки сперва хотел дать замку десять ног. Задача оказалась слишком сложной, поэтому остановились на четырёх. Когда ноги показывали крупным планом, их анимировали подробно со всеми деталями.

А для отдалённых кадров использовали чистую 3D-анимацию без деталей.

Пар и дым от замка потом наложили сверху с помощью композитинга. В студии нашли баланс, при котором дым в основном добавляли в CG, но в более крупных и важных кадрах с замком рисовали его вручную.

Большую роль 3D и композитинг сыграли в сцене с «кротовой норой». Софи возвращается в прошлое и видит, как Хаул заключает контракт с демоном. Напряжение растёт, волшебное кольцо на пальце девушки распадается, и Софи проваливается в червоточину.

Миядзаки хотел, чтобы «чёрная дыра словно порвала фоновый рисунок». Сначала создали модель дыры, и на её поверхность добавили картинку, которая постепенно утекала в бездну. Первый вариант получился очень элегантным, словно тонкая вуаль стекает в дыру. Но Миядзаки попросил добавить больше агрессии, создать впечатление точки невозврата. Поэтому сотрудники усилили движение червоточины, чтобы передать её силу.

При помощи 3D создали и сцену в начале фильма с военным парадом. Все развевающиеся флаги сделаны в цифре: если одноцветную ткань ещё можно анимировать вручную, то рисовать покадрово множество флагов с разными узорами будет слишком сложно.

Для них создали 3D-модели и анимировали их так, словно флаги развеваются на ветру. Светотеневой паттерн рассчитали, исходя из искривлений поверхности ткани. Наконец, флаги прогнали через Toon Shader, чтобы придать им 2D-вид.

Были сложности с созданием теней на флагах: программа рендерила их слишком точно, учитывая каждый маленький нюанс. Из-за этого результат выглядел хаотичной дробной массой по сравнению с простыми, нарисованными вручную тенями. Аниматорам пришлось мануально упростить тени на 3D-флагах: для этого они использовали Adobe After Effects, чтобы смягчить границы и обобщить сложные раздробленные зоны.

Помимо этого, в 3D создали крутящиеся украшения в комнате Хаула: на модельки сверху надели вручную нарисованные текстуры.

А ещё — крылья военных самолётов. На модель тоже накладывали рисунок, а внешний лайн сгенерировали в цифре.

Технологически в этом фильме не было сделано ничего инновационного, большинство методов уже применялись в прошлых работах студии. По-своему новыми были два момента:

• Процесс смягчения картинки. Раньше в цифре просто размывали или немного затуманивали фон. В «Ходячем замке» же использовали инструмент, который имитировал смягчение фокуса реальной камеры. Благодаря этому фоны выглядят более натурально и элегантно.
• Работа над спецэффектами. В прошлом их добавляли традиционным ретушированием — например, пятнышки на коже персонажей рисовали поверх кадра сухой кистью. В этот раз ретушь сделали в цифре.

Например, смягчение картинки и спецэффекты применяли в некоторых сценах с Кальцифером — огненным демоном, который поддерживает жизнь в замке. При оцифровке моментов с ним было важно учитывать три момента: смягчение, прозрачность и рассеивание света от демона. Изначально Кальцифера планировали сделать более ярким и слепящим глаза, но потом решили, что его облик должен сочетаться с семейной атмосферой позже в фильме, поэтому сделали шаг назад и немного приглушили огонёк.

Ещё CG применяли в эпизоде, когда Ведьма Пустоши попадается в ловушку Королевской волшебницы Салиман. В слепящем свете чёрные силуэты начинают кружиться вокруг Ведьмы.

Маппинг

В «Замке» маппинг использовали так же, как в «Принцессе Мононоке»: для сцен со сложным пролётом камеры и движущимся фоном. Например, когда в начале фильма Софи и Хаул подвергаются атаке.

Или когда Хаул и Софи взлетают в воздух.

Или когда Софи заходит в грязную ванную и камера отъезжает назад.

Морфинг

В «Ходячем замке» морфинг использовали более утончённо по сравнению с «Принцессой». В сцене, когда Хаул отчаянно призывает духа тьмы из-за своих случайно перекрашенных волос, команда применила технику для едва заметного искривления пространства. Создаётся впечатление, что смотришь сквозь немного искривлённое стекло.

Морфинг использовали и для более сложной техники, которая получила название fitting. Она помогает сделать так, чтобы нужный элемент бесшовно сочетался с анимированными кадрами и умещался в контурах рисунка как следует. В «Замке» технику применили, например, ко входной двери.

Проблема, как и с флагами, была в слишком большой точности. Цифра так натурально воспроизводила перспективу, что движение выглядело скудно и скромно, отличалось от ручной анимации. Чтобы это исправить, аниматоры сделали дверь более трапециевидной, преувеличили её толщину и намеренно неверно сделали расчёты для CG.

Система частиц

Её традиционно применяли для некоторых сцен с дымом и паром, а ещё — для создания конфетти на параде и падающих листовок. Делали их в программе Particle. На заднем плане поместили не проработанную CG-анимацию, а на переднем — нарисованные вручную ключевые кадры.

* * *

Мы разобрали только три фильма, но Миядзаки придерживается той же политики в остальных картинах и следит, чтобы компьютерная графика занимала не больше 10% от всей ленты. Даже его последняя работа «Мальчик и птица» в основном была сделана вручную: аниматоры карандашами и красками рисовали фоны и ключевые кадры, которые потом оцифровывали.

Конечно, сын Хаяо Миядзаки, Горо, от имени Studio Ghibli выпустил полноценный 3D-мультфильм «Ая и ведьма» — но это уже отдельная история.