Что такое CGI-графика и как ее создают

Не всегда из подручных средств можно создать спецэффекты или яркую, запоминающуюся картинку. Часто создать компьютерную графику дешевле, чем снять реальную картину. В таких случаях нужны CGI — изображения, которые создали на компьютере. В статье расскажем, что такое CGI, когда появилась технология и как и где ее используют сейчас.

Что такое CGI и где ее используют

CGI (от Computer-Generated Imagery — изображения, созданные с помощью компьютера) — это технология создания графики, анимации и визуальных эффектов при помощи 3D-моделирования и цифровых инструментов.

CGI используют, когда невозможно, дорого или небезопасно снимать реальную сцену, например: динозавра в пустыне, космическую битву или взрыв города. Но это не только про экшен и блокбастеры: компьютерная графика давно стала частью повседневной визуальной культуры.

Где используют CGI:

• Кино и сериалы. Художники создают спецэффекты, фантастические миры, цифровых двойников актеров.
  

  Черные дыры в фильме «Интерстеллар»

• Видеоигры. Компьютерную графику используют в роликах, персонажах, окружении и кат-сценах.
  

  В The Last Of Us с помощью компьютерной графики создали персонажей и окружение

• Реклама. CGI дает возможность показать товар с идеальной стороны, даже если его еще нет в реальности.
  

  Полярных медведей в рекламе Coca-Cola создали с помощью CGI

• Промышленный дизайн и архитектура. С CGI визуализируют объекты, которые еще не построили.
• Контент для соцсетей. Блогеры и бренды используют CGI, чтобы делать вирусные ролики, 3D-анимацию, фильтры и виртуальные шоурумы.
• Образование и наука. Компьютерная графика помогает моделировать процессы в медицине, физике, биологии, объяснять сложное наглядно.
• Мода и e-commerce. С помощью компьютерной графики создают виртуальные примерочные, цифровые модели, 3D-рендеры одежды и аксессуаров.

Как в мире появился CGI: краткий экскурс

История CGI начинается не с Голливуда, а с лабораторий и университетов 1960–1970-х годов. Тогда компьютеры только начинали использовать, чтобы создавать изображения. Сначала это были простые геометрические фигуры, которые вращаются в пространстве. Но они стали началом CGI в современных кино и дизайне.

В кино технологию впервые использовали в фильме «Западный мир» в 1973 году.

Ранняя компьютерная графика выглядела нереалистично и грубо, но на зрителя производила сильное впечатление

В 1991 году вышел «Терминатор 2: Судный день». Он показал миру, насколько реалистичными могут быть компьютерные эффекты. Сцены с жидким металлом до сих пор считаются культовыми.

В 1993 году мир увидел реалистичных динозавров в фильме «Парк Юрского периода». С помощью CGI-технологий они двигались как настоящие, а дизайнеры сделали так, что их кожа была как у живых рептилий. Фильм оставался самым кассовым до выхода «Титаника».

В «Титанике» с помощью CGI создали корабль и катастрофу

Фильм «Парк Юрского периода» — пример, что такое CGI-технология в кино: динозавры нарисованы от и до, но выглядят как живые

В 1995 году кинематографисты впервые использовали компьютерную графику для создания целого фильма «История игрушек». Вскоре Pixar повторил успех: выпустил аналогичные фильмы «Корпорация монстров» и «В поисках Немо».

Пример компьютерного персонажа, который взаимодействует на экране с живыми актерами, — Голлум в фильме «Властелин колец». Здесь использовали технологию захвата движения: сначала сняли настоящего человека, а потом сопоставили его движения с нарисованным CGI-Голлумом.

Персонаж Голлум — компьютерный, но движения принадлежат реальному актеру

Дальше — больше. В 2009 году фильм «Аватар» объединил захват движения актеров с захватом мимики. Персонажи, которые нарисованы на компьютере, получились сверхреалистичными.
А сейчас CGI-технологии становятся доступнее, ими пользуются блогеры, дизайнеры, маркетологи, бренды. Появляются виртуальные инфлюенсеры, CGI-реклама и AR-контент в соцсетях.

В рекламе BMW с помощью компьютерной графики показывают новинки и функции автомобилей

Этапы создания CGI

• Моделирование. На этом этапе создают 3D-модели объектов, персонажей или окружения. Это как лепка из цифровой глины — художник создает форму, объем и структуру будущего изображения. Для этого он использует Blender, Maya, ZBrush, 3ds Max.
• Текстурирование и шейдинг. Когда форма готова, ее нужно «одеть». Художники наносят текстуры — поверхности, которые придают объектам цвет, рисунок, шероховатость, блеск и другие свойства. Шейдинг управляет тем, как объекты взаимодействуют со светом, например, они могут быть матовые, глянцевые, прозрачные.
• Освещение или лайтинг. Свет в CGI работает почти как в реальной жизни. Художники настраивают источники освещения, тени, отражения, атмосферу. Так они добиваются нужного настроения или реализма сцены.
  

  Спецэффекты, неоновый свет в Cyberpunk 2077 создали с помощью CGI

• Анимация. Если объект должен двигаться, его «оживляют». Аниматоры задают движение персонажей, камер, эффектов. Это может быть покадровая анимация или автоматическая система, например, захват движений — motion capture.
• Симуляции эффектов. Эффекты вроде дыма, огня, воды, взрывов, разрушений, магии создают с помощью физических симуляций. Это одна из самых ресурсоемких частей, особенно в кино.
• Рендеринг. Когда всё готово, сцену отправляют на рендер — информацию в 3D-формате преобразуют в финальное изображение или видео. Это может длиться часами или даже днями, особенно если графика сложная.
• Композитинг и постобработка. На финальном этапе CGI смешивают с живыми съемками или другими элементами фильмов, игр. Цвет корректируют, добавляют эффекты, правят детали. Здесь всё должно выглядеть цельно, как будто это сняли на камеру, а не собрали из пикселей.

Нравится создавать яркие изображения, которые привлекают внимание? Учитесь на графического дизайнера в Skypro! Вы изучите основы композиции, цвета, типографики. Научитесь работать с Figma, Photoshop, Illustrator. На учебе много практики — около 70% от объема всего курса. Если будет сложно, помогут наставники и кураторы.

Какое ПО использовать, чтобы создавать CGI

CGI-графику создают с помощью мощных профессиональных программ. Каждая из них заточена под конкретные этапы работы: моделирование, текстурирование, анимацию, рендер и постобработку. Некоторые специалисты используют сразу несколько программ в одном проекте. Вот главные инструменты, которые используют в индустрии:

3D-моделирование и анимация:

• Blender. Бесплатная мощная программа для моделирования, анимации, скульптинга, рендеринга и VFX. Подходит и новичкам, и профессионалам.
  
• Autodesk Maya. Используют в крупных студиях — Pixar, Marvel, DreamWorks.
• 3ds Max. Популярна в архитектурной визуализации и геймдеве. Подходит для создания интерьеров и техники.
• ZBrush. Программа для цифровой лепки и создания детализированных персонажей.

Текстурирование и материалы:

• Substance 3D Painter от Adobe. Профессиональный инструмент для текстурирования моделей с поддержкой PBR — метода компьютерной графики, который отображает объекты более достоверно: моделирует поток света в реальном мире.
• Quixel Mixer. Бесплатная альтернатива Substance 3D Painter с доступом к библиотеке Megascans — набору 2D- и 3D-сканированных реальных объектов и материалов.
• Photoshop. Всё еще незаменимый инструмент, с помощью которого подготавливают текстуры и работают с UV-развертками.

Рендеринг:

• Cycles/Eevee (встроены в Blender). Cycles дает эффект фотореализма, Eevee — скорость.
• Arnold. Мощный рендер для Maya и 3ds Max.
• V-Ray. Часто используют для работы с архитектурой, визуализациями, рекламой.
• Redshift. Использует графический процессор для создания изображения из модели или сцены. Он работает быстро и стабильно с большими сценами.

VFX и симуляции:

• Houdini. Лидер в симуляциях: с его помощью создают огонь, воду, разрушения, магию. Его часто используют в блокбастерах.
• EmberGen. Быстрая симуляция дыма, огня и взрывов в реальном времени.

Композитинг и постобработка:

• Nuke. Стандарт в кино для композитинга CGI и живых съемок.
• After Effects. Инструмент от Adobe, с помощью которого создают визуальные эффекты, титры и анимации.
• DaVinci Resolve. Используют для цветокоррекции и композитинга.

Самое важное о CGI

• CGI — это технология, с помощью которой создают графику, анимации, визуальные эффекты. Для этого используют 3D-моделирование и цифровые инструменты.
• Сейчас с CGI работают в кино, видеоиграх, рекламе, социальных сетях, в образовании и науке, электронной коммерции.
• CGI впервые использовали в университете — с помощью технологии создавали геометрические фигуры, которые вращаются в пространстве. Первый фильм с компьютерной графикой — «Западный мир» 1973 года.
• CGI создают в несколько этапов: сначала моделируют объекты и персонажей, потом текстурируют их, настраивают освещение, анимируют, рендерят и корректируют после полного создания объекта.
• На каждом этапе используют разные инструменты. Например, ZBrush — для моделирования, Arnold — для рендеринга.