Всё о Cascadeur — программе для создания реалистичных анимаций

Во время создания уникальных движений для персонажей разработчикам приходится выбирать между мокапом и анимациями на основе ключевых кадров. У обоих подходов есть свои достоинства и недостатки с точки зрения времени производства, бюджета и конечного результата.

Технология захвата движений обеспечивает высокую точность, но потребует финансовых затрат на покупку или аренду технического оборудования, имеет большое количество физических ограничений, к тому же качество исполнения во многом зависит от актёрского мастерства. Услуги мокап-студий могут позволить себе, конечно, далеко не все разработчики.

Анимация с помощью ключевых кадров может быть не менее эффектной, особенно если над ней работали опытные профессионалы. Но в некоторых движениях всё равно будет проскальзывать эффект зловещей долины.

В случае если ни один из способов не подходит, можно обратить внимание на альтернативный подход к созданию анимации с использованием программы Cascadeur. Этот софт сводит к минимуму все нюансы производства, отмеченные выше, и значительно упрощает работу с риггингом персонажей.

В этом тексте мы расскажем, что это за программа, чем она может быть полезна и сколько будет стоить. Для подготовки материала мы также пообщались с Евгением Дябиным, сооснователем и продюсером проекта.

Читайте также:

Что такое риггинг — и как подготовить его в Blender

Краткая история программы

Cascadeur — это разработка компании Nekki, издавшей серию файтингов Shadow Fight и платформер с элементами паркура Vector. Механики этих игр были построены на приёмах боевых искусств и динамичных прыжках. Чтобы упростить процесс создания реалистичных внутриигровых анимаций, разработчики не стали прибегать к дорогостоящей технологии мокапа и начали делать собственный инструмент.

Новый софт создали на базе нейронного обучения сети. Основная задумка состояла в том, чтобы во время перемещения одной из шести ключевых точек скелета (шея, таз, запястья и лодыжки) программа могла самостоятельно рассчитать естественную позу для персонажа, не меняя положения остальных ключевых точек.

В дальнейшем разработчики усложнили систему, добавив несколько внутренних нейросетей, за счёт чего пользователь мог управлять не только шестью ключевыми точками рига, но и каждой костью скелета модели — и в итоге получать не менее реалистичную анимацию.

Первый закрытый релиз бета-версии Cascadeur состоялся в начале 2019 года. В нём приняло участие более 20 тысяч человек. С каждым новым обновлением функции инструмента расширялись, а интерес людей к новому софту рос всё больше.

За три года тестирований пользовательская база инструмента достигла более чем 100 тысяч человек, среди которых есть как начинающие аниматоры, так и профессионалы. В декабре прошлого года программа вышла официально, и разработчики продолжают выпускать обновления. На текущий момент актуальная версия Cascadeur — 2023.1.1 от 26 июня.

Что можно делать в Cascadeur

В первую очередь — создавать уникальные анимации персонажей на основе ключевых кадров с учётом особенностей физики. Для этого необходимо импортировать в программу модель в формате .fbx с привязанным к ней скелетом. Если исходный скелет сделан по подобию человека, программа предложит вариант быстрого риггинга. В случае моделей животных или других существ с нестандартным скелетом, риг придётся настроить вручную.

Помимо возможности импорта уникальных моделей, в программе есть сцены-шаблоны с готовыми анимациями, а также с ригами человекоподобных персонажей, животных и манекенов из Unreal Engine 4 и 5.

Программа поддерживает интеграцию с игровыми движками (Unreal Engine, Unity), а также с другими системами рендеринга и программами для 3D-моделирования: Maya, 3ds Max, Blender, Houdini, Cinema 4D, Daz 3D, а также поддержку импорта анимаций с сервиса Mixamo. Полученный результат можно экспортировать в универсальных форматах .fbx и .dae.

Также Cascadeur помогает откорректировать данные, записанные с помощью мокапа, например устранить разрывы между интервалами за счёт создания новой интерполяции.

Ключевые особенности Cascadeur

AutoPosing — настройка поз в ключевых кадрах с помощью «умного» рига из точек. Функция предугадывает положение персонажа во время манипуляций ключевыми точками. Таким образом аниматор может быстро выставить позы для ключевых кадров и сэкономить время.

Пока что AutoPosing можно использовать для анимации человекоподобных персонажей, чей риг после импорта был сгенерирован с помощью встроенного инструмента Quick Rigging Tool. Его принцип работы во многом схож с ретаргетингом. Кости исходного скелета сопоставляются с ключевыми точками будущего рига. В большинстве случаев программа автоматически распознаёт основные кости, но иногда их приходится назначать вручную.

Читайте также:

Что такое ретаргетинг анимации — и как сделать его в Unreal Engine 5

AutoPhysics — автоматический расчёт движений персонажа искусственным интеллектом. Инструмент можно активировать после создания ключевых кадров и подключения интерполяции между ними. Во вьюпорте появляется зелёный двойник персонажа, который выполняет аналогичные движения, строго учитывая особенности физики.

Разберём подробнее, в чём преимущество такого подхода.

Представим, что нам необходимо создать анимацию или позу с поднятием ноги как на скриншоте выше. Обычно для этого используют инверсную кинематику, при которой будут задействованы несколько групп костей, и в результате персонаж согнёт колено и поднимет ногу вверх. Но в реальности человек не просто поднимает ногу, но и старается удержать баланс, задействуя руки и корпус.

AutoPhysics корректирует созданные ранее ключевые и интерполяционные кадры в программе. В результате движения персонажа выглядят органично: больше нет неестественных смещений костей скелета, которые возникают при создании анимации на основе ключевых кадров. Процесс анимирования становится интуитивным, а результат — предсказуемым. К тому же такой подход экономит много времени: положение большинства костей порой даже не требует дополнительных корректировок.

Также с помощью AutoPhysics можно автоматически построить баллистическую кривую полёта персонажа в воздухе с учётом законов физики. Таким образом в Cascadeur можно записать анимации, аналогичные трюкам из зрелищных боевиков, сохраняя при этом реалистичное исполнение.

Video MoCap — функция для захвата движений с заранее записанных видео. То есть человек на видео станцевал, а Cascadeur примерно повторил. На данный момент представлена альфа-версия инструмента, и его обещают улучшить в следующих обновлениях программы.

С полным списком инструментов можно ознакомиться в официальной документации.

Cascadeur и инди-разработчики

Перспектива создания бюджетной, но реалистичной анимации, разумеется, приглянулась инди-разработчикам. Ниже — несколько проектов в разработке, где используют технологию Cascadeur. Выбрали только три, но на деле их, конечно, гораздо больше — можно поизучать в корпоративном блоге компании.

Silkroad Project — игра в жанре hack and slash, вдохновлённая боевыми системами Devil May Cry и Bayonetta. Проект разрабатывает технический художник Николас Гариль из Invoke Studios. Так как Николас специализируется на 3D-моделировании, анимирование персонажей ему давалось сложнее. Использование Cascadeur в разработке помогло не только улучшить качество уже готовых анимаций, но и быстро делать новые.

Bliss — игра в жанре hack and slash от третьего лица. Использование Cascadeur помогло разработчикам улучшить качество ранее созданных анимаций и упростило подход к созданию новых.

The Last Premiere — приключенческая экшен-игра с элементами детектива. Разработчики начали использовать Cascadeur ещё до появления AutoPosing и Quick Rigging Tool, но даже тех инструментов, что были в наличии, оказалось достаточно для создания анимаций ближнего боя.

Сколько стоит Cascadeur

Сейчас у Cascadeur есть четыре типа лицензии.

Basic

Цена: бесплатно.

Кому подойдёт: всем желающим опробовать возможности программы, аниматорам-любителям и небольшим инди-студиям, чей доход не превышает 100 тысяч долларов в год.

Примечание. Есть ограничения при экспорте: не более 300 кадров и 120 задействованных костей, но для создания коротких анимаций в играх и визуализациях этого более чем достаточно. Также в титрах проекта необходимо указать, что анимация создана с помощью Cascadeur.

Pro

Цена: 30 долларов в месяц / 300 долларов в год.

Кому подойдёт: профессиональным аниматорам.

Примечание. После года использования лицензия конвертируется в пожизненную. Также в Pro-версию включён дополнительный набор функций, например AutoPosing для пальцев.

Business

Цена: 100 долларов в месяц / 1000 долларов в год.

Кому подойдёт: крупным компаниям.

Примечание. Обладателям лицензии доступна индивидуальная поддержка и возможность повлиять на дальнейший ход разработки Cascadeur. Это значит, что если покупателям не хватает каких-то функций, авторы программы начнут разрабатывать их в приоритетном порядке.

Enterprise

Цена: обсуждается индивидуально.

Кому подойдёт: компаниям, которым нужна дополнительная функциональность и поддержка.

Примечание. Предоставление дополнительного сервиса для конкретных задач.

Подойдёт ли Cascadeur начинающим?

Анимация в 3D — сама по себе довольно сложный сегмент для изучения. Для лучшего понимания всех процессов желательно ознакомиться с основными принципами риггинга. Но в целом начинающему пользователю вполне реально освоить программу благодаря понятному интерфейсу и автоматизации процессов.

К тому же разработчики подготовили подробный цикл уроков с пошаговым разбором интерфейса и функциональности. Также на сайте программы можно найти список ответов на часто задаваемые вопросы. А для тех, кто предпочитает получать знания в видеоформате, есть большой плейлист видеоуроков на YouTube от официального канала Cascadeur.

Что будет дальше

На момент написания текста идёт активная работа над новой версией Cascadeur. Евгений Дябин отмечает, что в 2023.2 появятся следующие нововведения:

• Обновление инструмента Video MoCap.
• Авторазметка запечённой анимации, то есть автоматическая расстановка ключей и типов интерполяции. В зависимости от настроек, функцию можно использовать для «чистки» мокапа, либо для преобразования запечённой анимации, полученной из любого источника. По словам Дябина, такой инструмент необходим в работе, так как в будущем появится много генераторов анимаций, программ для записи мокапа с видео, а также сервисов с ассетами по типу Mixamo.
• Альфа-версия Parent-switching. Функция позволяет переключать связи Parent — Child на разных интервалах.

• Поддержка аудиодорожек. Возможность загрузки музыки или любого звука на таймлайн, чтобы было удобно подстроить под них анимации.
• Поддержка USD-формата.
• Возможность загружать FBX-файлы анимации в сервис Cascadeur и делиться ссылкой с другими пользователями. Такую анимацию можно будет посмотреть сразу в браузере как 3D-сцену, вращая при этом камеру.
• Альфа-версия взаимодействия персонажа с окружением с учётом физики. Персонаж сможет взаимодействовать не только с полом, но и с лестницами, стенами и любыми объектами с коллизией. К тому же все эти элементы могут быть подвижными.

Также в сообществе программы есть определённый запрос на создание лицевой анимации, но пока для Nekki это совершенно новый вызов.

С каждым новым обновлением команда Cascadeur будет доводить текущие инструменты до совершенства и добавлять новые. Отслеживать прогресс разработчиков можно на открытой доске Trello.