وقتي‌ چشمان‌ شما‌‌ فريب مي‌خورند
Posted by بهروز حاتم (hatam) on Aug 14 2009
سخت افزار و تكنولوژي >>

يكي از بهترين خاطرات دوران كودكي، كارتون‌هايي است كه مي‌ديديم. مهاجران، پلنگ صورتي، بارباپاپا و .... كودكان امروزي هم كارتون‌هايي مخصوص به خود دارند؛ روبات‌ها، و موجودات خيالي و فضايي فضاي كارتون‌هاي امروزي را به خود اختصاص داده‌اند. گرچه حال و هواي كارتون‌هاي امروزي تغيير كرده است، اما به حدي حرفه‌اي ساخته مي‌شوند كه كودكان را با خود به دنياهايي اسرارآميز و خيالي مي‌برند و در سفري چند دقيقه‌اي، دنياي آن‌ها را شادتر و خيالي‌تر مي‌كنند.

انيميشن براي غارنشينان كوچك‌
"انيميشن" يعني نمايش سريع يك سري تصاوير دوبعدي كه نتيجه آن القاي حس حركت اين تصاوير به بيننده است. در واقع انيميشن حس بينايي بيننده را فريب مي‌دهد. اولين تلاش‌هاي بشر براي دست‌يافتن به "حركت"، در نقاشي‌هاي كشف شده بر روي ديوار غارهاي اوليه به چشم مي‌خورد. در اين نقاشي‌ها مي‌توان حيواناتي را با چند پا مشاهده كرد و به‌وضوح فهميد كه آن‌ها سعي داشته‌اند حس حركت را به نمايش درآورند. تلاش‌هاي بشر ادامه داشت تا اين‌كه در سده 1800 ادواتي براي اين منظور ساخته شد. از اولين وسايلي كه به كمك آن‌ها انيميشن‌هاي اوليه ساخته مي‌شدند مي‌توان به Phenakistoscope ،Zoetrope و Praxinoscope اشاره كرد.اين وسايل مي‌توانستند به كمك نقاشي‌هاي پي‌درپي، تصاوير متحرك بسازند.
نمي‌توان فرد خاصي را به عنوان خالق انيميشن معرفي كرد. "ژرژ مليس"، خالق فيلم‌هاي داراي جلوه‌هاي ويژه، اولين فردي است كه از انيميشن در كار خود استفاده كرد. وي هنگام فيلمبرداري بر ‌اثر يك اتفاق ساده مثل افتادن و خراب شدن دوربين فيلم‌برداري خود به تكنيكي كه امروزه تحت عنوان stop-motion animation شناخته مي‌شود، دست يافت. ماجرا از اين قرار بود هنگامي‌كه او در حال فيلمبرداري از اتوبوسي بود كه از جلوي دوربين رد مي‌شد، دوربين خراب شد. پس از تعمير دوربين، درست زماني‌كه مليس شروع به فيلمبرداري كرد، تصادفي يك اسب از جلوي دوربين رد شد. نتيجه آن بود كه در فيلم به نظر مي‌رسيد اتوبوس به يك اسب تبديل شده است. بعد از وي "جي. استوارت بلكتون" براي اولين بار به صورت آگاهانه در فيلم خود از اين تكنيك و نيز انيميشن دست‌ساز استفاده كرد. بلكتون را به عنوان اولين انيماتور واقعي مي‌شناسند. يك فيلم‌ساز فرانسوي به نام "اميل كوهل" هم به عنوان اولين فيلم‌سازي كه از روش انيميشن‌سازي سنتي استفاده كرد، شناخته مي‌شود. بعد از موفقيت بلكتون و كوهل، ديگر هنرمندان هم دست به تجربه انيميشن‌سازي زدند.

قدم‌به‌قدم انيميشن را تجربه كنيد
سال‌ها پيش كه هنوز كامپيوتري در كار نبود، كارتون‌سازان ابتدا با استفاده از يك storyboard نقشه اوليه داستان را مي‌ريختند. به‌عبارت ساده‌تر آن‌ها تعداد كمي‌نقاشي براي هر صحنه مي‌كشيدند تا سير داستان را نشان دهند. سپس شخصيت‌هاي اصلي را در حالت‌هاي مختلف طراحي مي‌كردند و پس‌زمينه را نيز مي‌كشيدند. انيماتورهاي اوليه براي مرحله بعدي، از چسب و قيچي استفاده مي‌كردند تا شخصيت‌ها را بر روي صدها كپي تهيه شده از پس‌زمينه بچسبانند و به‌اين‌ترتيب حركت اين شخصيت را به نمايش درآورند. بعد از اين‌كه كامپيوتر وارد عرصه‌هاي هنري شد تمامي‌اين مراحل با همكاري اين وسيله به آساني و سرعت بالا انجام‌پذير شد. در واقع تمامي‌مراحل بالا را مي‌توان به كمك كامپيوتر با سرعت بسيار بالا و با استفاده از ابزاري مثل پاورپوينت، كورل دراو يا بسته‌هاي نرم‌افزاري ديگري انجام داد.اين مراحل را مي‌توان به صورت زير خلاصه كرد:

قدم اول: نوشتن قصه با شرح جزييات كامل راجع به حركات و موقعيت‌هاي مختلف شخصيت‌ها
قدم دوم: كشيدن پس‌زمينه‌
قدم سوم: كشيدن شخصيت‌ها در حالت‌هاي مختلف‌
قدم چهارم: كپي كردن پس‌زمينه و كپي كردن نقاشي در اولين حالت شخصيت داستان بر روي آن‌
قدم پنجم: كپي كردن پس‌زمينه، كپي كردن حالت شخصيت داستان در فريم بعدي و سپس paste كردن حالت برروي پس‌زمينه در موقعيت مناسب‌
قدم ششم: تكرار قدم پنجم براي هركدام از فريم‌هاي باقيمانده تا وقتي كه هر حالت / موقعيت شخصيت داستان كه در قدم اول مشخص كرده‌ايد تكميل شود.
قدم هفتم: تركيب فريم‌ها با يكديگر و تبديل آن‌ها به يك تصوير متحرك به كمك نرم‌افزارهاي خاص

به اين روش انيميشن كامپيوتري اطلاق مي‌شود. تا پيش از اين انيميشن‌ها به صورت دستي و بر روي پلاستيك و يا كاغذ و به صورت يك فريم در يك لحظه ساخته مي‌شدند. اوايل از كامپيوتر براي كنترل حركات دوربين استفاده مي‌شد، اما امروزه اين كامپيوترها هستند كه با شبيه‌سازي حركات دوربين مي‌توانند كار فيلم‌برداري را انجام دهند و يك كار هنري خلق كنند. در انيميشن‌هاي سنتي فريم به فريم، حس حركت را به‌وسيله فيلم‌برداري از يك‌سري تصاوير كه توسط دست نقاشي شده‌اند، و سپس اجرا كردن آن‌ فيلم با سرعت بالا (14 تا 30فريم در ثانيه) به‌وجود مي‌آورند. در انيميشن‌هاي كامپيوتري، اين هنر توسط برنامه‌هاي كامپيوتري انجام مي‌گيرد. كامپيوتر در اين حالت يك دوربين مجازي را در فضايي 3بعدي كنترل مي‌كند. اين توانايي در كنترل يك دوربين مجازي، به همراه دارا بودن قدرت ويرايش ديجيتالي ويديويي قدرتمند، انيماتورها را قادر مي‌سازد كل فيلم را در يك محيط كاملا كامپيوتري بسازند.
در يكي از انواع تكنيك‌هاي انيميشن سازي كه به آن انيميشن زنده گفته مي‌شود، فريم‌ها را با استفاده از كامپيوتر توليد مي‌كنند و سپس بلافاصله در صفحه نمايش كامپيوتر نشان مي‌دهند. البته اين تكنيك را نمي‌توان در حد تكنيك قبلي دانست چون نتيجه آن كيفيت چنداني ندارد و از آن تنها براي ساخت انيميشن‌هاي ساده و يا بازي‌هاي ويديويي استفاده مي‌شود. يكي از كاربردهاي ديگر انيميشن‌هاي كامپيوتري ايجاد جلوه‌هاي ويژه و يا شبيه‌سازي تصاويري است كه نشان دادن آن‌ها بدون كمك‌گرفتن از تكنيك‌هاي غير انيميشني غيرممكن است.
مثال آن مي‌تواند نمايش پرواز يك فضاپيما به دور سياره‌اي مثل زحل باشد.انيميشن كامپيوتري همچنين مي‌تواند تصاويري را براساس ديتاهاي علمي‌توليد كند و به‌اين‌ترتيب كار مطالعه روي سيستم‌هاي پيچيده علمي‌را آسان‌تر سازد.
پينوكيو (امريكا 1940) و مزرعه حيوانات (انگليس 1954) نمونه‌هايي از فيلم‌هاي بلند انيميشني سنتي هستند. در كنار آن‌ها مي‌توان به شيرشاه (امريكا 1994) اشاره كرد كه يك انيميشن كامپيوتري است.
انيميشن كامپيوتري مي‌تواند 2بعدي يا 3 بعدي باشد. در انيميشن 2بعدي، تصاوير روي كامپيوتر توسط bitmap graphics دوبعدي و يا vector graphics دوبعدي ايجاد و ويرايش مي‌شوند. در انيميشن 3بعدي، مدل‌هاي ديجيتالي كه در آن‌ها سيم‌هايي جهت استحكام و انعطاف‌پذيري كار گذاشته مي‌شود، توسط انيماتورها ساخته مي‌شود. يكي از اصطلاحاتي كه در انيميشن‌سازي كاربرد دارد stop-motion است. اين اصطلاح را براي توصيف انيميشن‌هايي به‌كار مي‌برند كه به‌وسيله اشياي واقعي و عكس‌برداري از آن‌ها تهيه مي‌شوند. اين روش چندين نوع دارد كه يكي از آن‌ها "انيميشن‌گلي" است. در اين روش از مجسمه‌ها و عروسك‌هاي گلي استفاده مي‌شود كه قابل انعطافند. انيماتور با تغيير حالت دادن به بدن و پيكر اين مجسمه‌ها و عكس گرفتن از آن‌ها در حالات مختلف، در نهايت يك انيميشن 3بعدي مي‌سازد.انيميشن‌هاي 3بعدي بسياري ساخته شده‌اند كه بسيار هم باورپذيرند. از بسياري از آن‌ها به عنوان جلوه‌هاي ويژه در فيلم‌هاي اخير استفاده شده است. فيلم كارتوني شگفت‌انگيزان، شرك و در جستجوي نمو، نمونه‌هاي بسيار موفقي از انيميشن 3بعدي هستند.

Rendering ، سازنده صحنه‌هاي سه بعدي‌
فرآيند ايجاد يك صحنه 3بعدي واقعي را rendering مي‌گويند. براي اين منظور بايد به كامپيوتر اطلاعات مفصل و جامعي راجع به اشيايي كه در صحنه حضور دارند، ارايه شود. علاوه بر اين بايد تعداد و موقعيت دوربين‌ها را براي آن مشخص كرد. كامپيوتر بر اين اساس مي‌تواند با محاسبه زاويه ديد تماشاچيان از تصوير، اشيا و سطوح، افزودن سايه روشن‌ها، افزودن انعكاس نورها از سطوح، سايه‌ها، شفافيت و يا مات كردن اشياي موجود در صحنه و در نهايت حذف سطوح پنهان پشت ديگر اشياي صحنه، يك تصوير 3بعدي موفق بسازد. وقتي اشيا و نورها در يك صحنه 3بعدي render شدند، انيماتور حركات آن‌ها را در صحنه همراه حركات دوربين مشخص مي‌كند. سپس هر صحنه را فريم به فريم توسط يك دوربين مجازي render و در حافظه كامپيوتر ذخيره مي‌كند.

انيميشن‌سازها
نرم‌افزارهاي زيادي براي ساخت انيميشن وجود دارد كه Maya يكي از آن‌هاست. علاوه ‌بر آن يكي از ويرايش‌هاي دهمين نسخه از photoshop با نام Adobe Photoshop CS3 Extended علاوه بر دارا‌‌‌بودن تمامي‌قابليت‌هاي برتر نسخه جديد نرم‌‌افزار برتر گرافيكي دنيا يعني Photoshop CS3، داراي قابليت‌هاي گسترده و چشمگيري در ويرايش و خلق تصاوير سه بعدي و متحرك و ويرايش فيلم است .
Toon Boom Studio نيز نام نرم‌افزار انيميشن‌ساز قدرتمند و جالبي‌ است كه هنر پويا نمايي و ساخت تصاوير متحرك را براي علاقمندان در محيط 2 بعدي بسيار ساده و آسان مي‌كند . اين نرم‌افزار شامل مجموعه‌اي از ابزارهاي كامل جهت طراحي، اسكن نقاشي‌هاي طراحي شده دستي، وارد كردن و ويرايش اثري كه از قبل طراحي شده، خلق لب‌خواني و جان‌بخشي به تصاوير بي‌جان در محيط دو بعدي و نيز ايجاد يك محيط سه بعدي مجازي در صورت نياز براي تصاوير و .... است.

داستان اسباب‌بازي، يك تجربه موفق‌
اولين فيلم تصوير متحرك بلند كامپيوتري در سال 1995 توسط استوديوي انيميشن‌سازي پيكسار و نيز شركت والت ديسني توليد شد. ساخت اين فيلم كه تمام مراحل آن توسط كامپيوتر انجام شده بود، در حدود 4 سال به طول انجاميد. براي ساخت اين فيلم وقت زيادي صرف render كردن فريم‌ها شد. در داستان اسباب بازي، رندر كردن يك فريم به تنهايي در حدود 3 ساعت طول مي‌كشيد. رندر‌ كردن برخي از فريم‌ها حتي تا 24 ساعت به‌طول مي‌انجاميد.
در نهايت اگر قرار بود يك كامپيوتر به تنهايي وظيفه رندر كردن اين فيلم 77 دقيقه‌اي را كه داراي 110880 فريم بود بر عهده بگيرد، به 38 سال زمان نياز بود تا اين فيلم تهيه شود. براي جلوگيري از اين اتلاف وقت، انيماتورهاي دست‌اندركار اين فيلم، از تعداد زيادي كامپيوتر استفاده كردند.
امروزه براي اين‌كه چنين اتفاقي نيفتد، از انواع كامپيوترهاي پرسرعت و پرقدرت استفاده مي‌شود و به‌اين‌ترتيب انيماتورها مي‌توانند تكنيك‌هاي جديد انيميشن‌سازي را اجرا كنند و كاري با نتيجه بهتر و واقعي‌تر ارايه دهند.