ساخت "آواتار" بر پایه معادلات فیزیکی
فیزیک در پس جادوی فیلمهای سه‌بعدی
آفتاب‌‌نیوز : 
آفتاب: "ناوی"ها را به یاد می‌آورید؟ گونه‌هایی انسان‌نما، آبی رنگ و راه راه که گوش‌هایی تیز داشته و با طبیعت ارتباط قدرتمندی داشتند، موجوداتی که شخصیت‌های اصلی فیلم آواتار بودند، تمامی این موجودات در اصل در یک لابراتوار فیزیکی خلق شده‌اند.
به گفته "رابرت بریدسون" دانشمند علوم فیزیک رایانه‌ای دانشگاه بریتیش کلمبیا در ونکوور این فیلم در واقع بر مبنای علم فیزیک پایه گذاری و ساخته شده است. به گفته وی بسیاری از شخصیت‌ها و محیط‌هایی که در این فیلم دیده می‌شوند با استفاده از رایانه و معادلات فیزیکی خلق شده‌اند.
بریدسون، یکی از متخصصان فیزیکی در زمینه انیمیشن‌های رایانه‌ای معتقد است در مقایسه با شیوه‌های قدیمی‌تر انیمیشن سازی که به شدت بر پایه تلاش هنرمندان ساخته می شد، راه حلهای رقمی در معادلات فیزیکی به رایانه‌ها این امکان را می‌دهند که حرکات کاملا واقع‌گرایانه را محاسبه کنند، حرکاتی مانند حرکت دود، آتش، انفجار، جریان آب، خرده سنگ، لباس، مو، ماهیچه‌ها و پوست.
این معادلات در مقابل منجر به شکل‌گیری صحنه‌هایی به شدت واقع‌گرایانه خواهند شد، برای مثال زمانی که فیلم آواتار ساخته شد، در لابراتوار "وتا دیجیتال" در نیوزیلند برای شبیه سازی حرکات ماهیچه، لباس و پوست ناوی‌ها و همچنین برای محاسبه حرکات درختان و گیاهان بر روی سیاره پاندورا از معادلات و فرمول‌های فیزیکی استفاده شد.
بریدسون در عین حال در نوشتن نرم افزار Naiad که به منظور شبیه سازی حرکات حجم بزرگی از آب در فیلم نوشته شده بود نیز نقش داشته است و با استفاده از این نرم افزار حرکات در سطوح آبی مختلف، از رودخانه ای که "جیک سالی" به درون آن سقوط کرد، تا امواج اقیانوسی که سواحل پاندورا را در هم می‌کوبید و در نهایت چکیدن قطره‌ای آب به درون برگی که "نایتیری" از آن آب می‌نوشید، شبیه‌سازی و محاسبه شد.
به گفته بریدسون شبیه‌سازی آب همواره یکی از چالش برانگیزترین مشکلات در انیمیشن‌سازی رایانه‌ای بوده و هست زیرا در آن هندسی بسیار پیچیده ای ترکیب شده است. برخی جنبه‌های ساختن شخصیت‌های دیجیتالی مانند ایجاد تلاطم در پارچه لباسها، جرقه‌های آتش و دود ناشی از آتش که می‌توان به‌سادگی آنها را به واقع‌گرایانه ترین شکل ممکن خلق کرد، به روش‌هایی عادی و رایج تبدیل شده اند. اما انفجارهای عظیم و یا صحنه‌هایی که از چندین مقیاس ابعادی برخوردار هستند، مانند قایقی که در طوفان دریا به دام افتاده است، همچنان در صنعت انیمیشن سازی از پیچیدگی‌های همیشگی برخوردارند.
پس از آنها طبیعی سازی موهای شخصیت‌ها است که دردسر آفرین است زیرا خلق تارهای مو و ایجاد توانایی حرکتی در آنها به شکلی که با حرکت کردن سر شخصیت اصلی فیلم، واکنشی واقعی از خود نشان دهند بسیار دشوار است.
از دیگر دشواری‌های تکنیکی که بر سر راه ساختن انیمیشن‌های رایانه‌ای وجود دارد، نیاز به رایانه‌هایی پرسرعت است که بتوانند خواسته های کارگردانان را به سرعت برآورده سازند. همچنین فیلمسازان در جستجوی شیوه‌هایی هستند که بتوانند با استفاده از آنها بر روی کیفیت فیلمهای انیمیشن قضاوت کنند و همچنین انتقال دادن تکنولوژی های به دست آمده از لابراتوراهای فیزیکی به استدیوهای فیلم سازی خود به تنهایی مشکلی بزرگ به‌شمار می‌رود.
بریدسون می گوید بسیاری از مخاطبان این نوع از فیلم‌ها نمی‌توانند تشخیص دهند چه اندازه از صحنه‌هایی که در برابر چشم آنها قرار دارد رایانه ای بوده و چه تعداد از آنها واقعی است. برای مثال گروه کارگردانی و فیلمبرداری به‌جای اینکه تمامی تجهیزات خود را برای تصویربرداری از اقیانوس به ساحل یک دریا انتقال دهند ترجیح می‌دهند در استدیو اقیانوسی در اطراف مدلها شبیه‌سازی شود و سپس تصویر بازیگران بر روی پرده سبز بر روی این تصاویر استدیویی قرار گیرند و نتیجه صحنه هایی کاملا واقعی خواهد بود.
بر اساس گزارش ان بی سی، با این همه بریدسون معتقد است در صورتی که برای ساخت فیلم هیچ نیازی به هیچ یک از ابعاد تکنولوژیکی فیلم سازی نباشد نیز زمان، اختصاص دادن نیرو و خلاقیت هنری مواردی هستند که همیشه برای فیلم سازی حیاتی خواهند بود.
به گفته ریک پرنت دانشمند علوم رایانه ای در دانشگاه اوهایو با حذف شدن کامل هنرپیشه‌ها از فیلم‌ها، مشکلی دیگر بر سر راه فیلم‌سازی قرار خواهد گرفت که آن شبیه سازی حرکات بدن، صورت و فن بیان آنها است، مشکلاتی که رفع آنها در حال حاضر در سطح دانش و توانایی‌های انسان نیست.
آفتاب: "ناوی"ها را به یاد می‌آورید؟ گونه‌هایی انسان‌نما، آبی رنگ و راه راه که گوش‌هایی تیز داشته و با طبیعت ارتباط قدرتمندی داشتند، موجوداتی که شخصیت‌های اصلی فیلم آواتار بودند، تمامی این موجودات در اصل در یک لابراتوار فیزیکی خلق شده‌اند. به گفته "رابرت بریدسون" دانشمند علوم فیزیک رایانه‌ای دانشگاه بریتیش کلمبیا در ونکوور این فیلم در واقع بر مبنای علم فیزیک پایه گذاری و ساخته شده است. به گفته وی بسیاری از شخصیت‌ها و محیط‌هایی که در این فیلم دیده می‌شوند با استفاده از رایانه و معادلات فیزیکی خلق شده‌اند.
بریدسون، یکی از متخصصان فیزیکی در زمینه انیمیشن‌های رایانه‌ای معتقد است در مقایسه با شیوه‌های قدیمی‌تر انیمیشن سازی که به شدت بر پایه تلاش هنرمندان ساخته می شد، راه حلهای رقمی در معادلات فیزیکی به رایانه‌ها این امکان را می‌دهند که حرکات کاملا واقع‌گرایانه را محاسبه کنند، حرکاتی مانند حرکت دود، آتش، انفجار، جریان آب، خرده سنگ، لباس، مو، ماهیچه‌ها و پوست.
این معادلات در مقابل منجر به شکل‌گیری صحنه‌هایی به شدت واقع‌گرایانه خواهند شد، برای مثال زمانی که فیلم آواتار ساخته شد، در لابراتوار "وتا دیجیتال" در نیوزیلند برای شبیه سازی حرکات ماهیچه، لباس و پوست ناوی‌ها و همچنین برای محاسبه حرکات درختان و گیاهان بر روی سیاره پاندورا از معادلات و فرمول‌های فیزیکی استفاده شد.
بریدسون در عین حال در نوشتن نرم افزار Naiad که به منظور شبیه سازی حرکات حجم بزرگی از آب در فیلم نوشته شده بود نیز نقش داشته است و با استفاده از این نرم افزار حرکات در سطوح آبی مختلف، از رودخانه ای که "جیک سالی" به درون آن سقوط کرد، تا امواج اقیانوسی که سواحل پاندورا را در هم می‌کوبید و در نهایت چکیدن قطره‌ای آب به درون برگی که "نایتیری" از آن آب می‌نوشید، شبیه‌سازی و محاسبه شد.
به گفته بریدسون شبیه‌سازی آب همواره یکی از چالش برانگیزترین مشکلات در انیمیشن‌سازی رایانه‌ای بوده و هست زیرا در آن هندسی بسیار پیچیده ای ترکیب شده است. برخی جنبه‌های ساختن شخصیت‌های دیجیتالی مانند ایجاد تلاطم در پارچه لباسها، جرقه‌های آتش و دود ناشی از آتش که می‌توان به‌سادگی آنها را به واقع‌گرایانه ترین شکل ممکن خلق کرد، به روش‌هایی عادی و رایج تبدیل شده اند. اما انفجارهای عظیم و یا صحنه‌هایی که از چندین مقیاس ابعادی برخوردار هستند، مانند قایقی که در طوفان دریا به دام افتاده است، همچنان در صنعت انیمیشن سازی از پیچیدگی‌های همیشگی برخوردارند.
پس از آنها طبیعی سازی موهای شخصیت‌ها است که دردسر آفرین است زیرا خلق تارهای مو و ایجاد توانایی حرکتی در آنها به شکلی که با حرکت کردن سر شخصیت اصلی فیلم، واکنشی واقعی از خود نشان دهند بسیار دشوار است.
از دیگر دشواری‌های تکنیکی که بر سر راه ساختن انیمیشن‌های رایانه‌ای وجود دارد، نیاز به رایانه‌هایی پرسرعت است که بتوانند خواسته های کارگردانان را به سرعت برآورده سازند. همچنین فیلمسازان در جستجوی شیوه‌هایی هستند که بتوانند با استفاده از آنها بر روی کیفیت فیلمهای انیمیشن قضاوت کنند و همچنین انتقال دادن تکنولوژی های به دست آمده از لابراتوراهای فیزیکی به استدیوهای فیلم سازی خود به تنهایی مشکلی بزرگ به‌شمار می‌رود.
بریدسون می گوید بسیاری از مخاطبان این نوع از فیلم‌ها نمی‌توانند تشخیص دهند چه اندازه از صحنه‌هایی که در برابر چشم آنها قرار دارد رایانه ای بوده و چه تعداد از آنها واقعی است. برای مثال گروه کارگردانی و فیلمبرداری به‌جای اینکه تمامی تجهیزات خود را برای تصویربرداری از اقیانوس به ساحل یک دریا انتقال دهند ترجیح می‌دهند در استدیو اقیانوسی در اطراف مدلها شبیه‌سازی شود و سپس تصویر بازیگران بر روی پرده سبز بر روی این تصاویر استدیویی قرار گیرند و نتیجه صحنه هایی کاملا واقعی خواهد بود.
بر اساس گزارش ان بی سی، با این همه بریدسون معتقد است در صورتی که برای ساخت فیلم هیچ نیازی به هیچ یک از ابعاد تکنولوژیکی فیلم سازی نباشد نیز زمان، اختصاص دادن نیرو و خلاقیت هنری مواردی هستند که همیشه برای فیلم سازی حیاتی خواهند بود.
به گفته ریک پرنت دانشمند علوم رایانه ای در دانشگاه اوهایو با حذف شدن کامل هنرپیشه‌ها از فیلم‌ها، مشکلی دیگر بر سر راه فیلم‌سازی قرار خواهد گرفت که آن شبیه سازی حرکات بدن، صورت و فن بیان آنها است، مشکلاتی که رفع آنها در حال حاضر در سطح دانش و توانایی‌های انسان نیست.
گزارش خطا
ارسال به دوستان
نسخه چاپی
ذخیره عضویت در خبرنامه 
پربحث ترین عناوین
پرطرفدار ترین عناوین
لینک های مفید