ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΙΝΗΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΜΕ 3D ΓΡΑΦΙΚΑ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Π.Μ.Σ. ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ Μεταπτυχιακή Διατριβή Θέμα: ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΙΝΗΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΜΕ 3D ΓΡΑΦΙΚΑ Σταθιάς Νικόλαος Επιβλέπων: Σκοπετέας Ιωάννης Φεβρουάριος 2013

2 Ευχαριστώ την οικογένειά μου για την βοήθεια και τη στήριξη και όλους όσους βοήθησαν για την υλοποίηση αυτής της εργασίας 2

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή διερευνά την εφαρμογή των τρισδιάστατων γραφικών υπολογιστή στον τομέα των οπτικών εφέ που έχει σαν σκοπό την σύνθεση πραγματικής δράσης με τρισδιάστατα γραφικά. Μελετάται η χρήση και η εξέλιξη των γραφικών υπολογιστή στην κινηματογραφική παραγωγή μέσα από ταινίες που αποτέλεσαν σημεία αναφοράς στην πρόοδό τους. Επιπρόσθετα, αναλύονται κάποιες βασικές τεχνικές σύνθεσης γραφικών υπολογιστή με πραγματικά πλάνα με έμφαση στην τεχνική matchmoving. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η παραγωγή ενός πειραματικού βίντεο το οποίο συνδυάζει τρισδιάστατα γραφικά με πραγματικά πλάνα, με εφαρμογή των τεχνικών σύνθεσης που αναλύθηκαν και χρήση συγκεκριμένων λογισμικών. Λέξεις κλειδιά: Τρισδιάστατα γραφικά, Οπτικά εφέ, Matchmoving, CGI(Computer Generated Imagery), Κινηματογράφος ABSTRACT This thesis examines the application of 3d computer graphics in the field of visual effects where the goal is the combination of live action with three dimensional computer graphics. The use and evolution of computer graphics in cinematic production is studied from the perspective of movies which are considered to be cornerstones of their progress. In addition to this, basic techniques for compositing computer graphics with live action are analyzed, emphasizing on the matchmoving technique. The main goal of this study is the production of a video experiment which combines live action with three dimensional computer graphics, by implementing the techniques which were analyzed and making use of specific softwares. Key words: 3d computer graphics, Visual effects, Matchmoving, CGI (Computer Generated Imagery), Cinema 3

4 Περιεχόμενα ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ... 5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΡΑΦΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΚΑΙ ΕΙΔΙΚΑ ΕΦΕ ΓΡΑΦΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Δισδιάστατα γραφικά Τρισδιάστατα γραφικά CGI (Computer Generated Imagery) Χαρτογραφικές εικόνες Διανυσματικές εικόνες ΕΙΔΙΚΑ ΕΦΕ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΣΤΗ ΧΡΗΣΗ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΣΤΟΝ ΚΙΝΗΜΑΤΟΓΡΑΦΟ Η ΔΕΚΑΕΤΙΑ Η ΔΕΚΑΕΤΙΑ Η ΔΕΚΑΕΤΙΑ Η ΔΕΚΑΕΤΙΑ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΜΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ MATCHMOVING D tracking D calibration (solving) SET EXTENSION ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΥ ΒΙΝΤΕΟ ΣΕΝΑΡΙΟ STORYBOARD ΒΙΝΤΕΟΣΚΟΠΗΣΗ ΠΛΑΝΩΝ MODELING ΚΑΙ RIGGING MATCHMOVING ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΤΕΛΙΚΟ COMPOSITING ΚΑΙ EDITING ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΤΟΥ ΒΙΝΤΕΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1. Η περιστρεφόμενη δισδιάστατη κατασκευή στην ταινία Ανδρομέδα, αποστολή άκρως απόρρητος (The Andromeda Strain,1971)...13 Εικόνα 2.Τρισδιάστατα γραφικά στην ταινία Επισκέπτης από το μέλλον (Futureworld, 1976)...14 Εικόνα 3. Χρήση τρισδιάστατων vector γραφικών στην ταινία Ο Πόλεμος των Άστρων (Star Wars Episode IV: A new Hope, 1977)...15 Εικόνα 4. Σκηνή από την ταινία Tron (1982)...16 Εικόνα 5. Genessis Effect, Σταρ Τρεκ Νο 2: Η οργή του Καν (Star Trek II: The Wrath of Khan, 1982)...16 Εικόνα 6. Ψηφιακό διαστημικό αεροσκάφος από την ταινία Τhe Last Starfighter (1984)...17 Εικόνα 7. Ο ψηφιακός φωτορεαλιστικός ιππότης από την ταινία Η πυραμίδα του φόβου (Young Sherlock Holmes, 1985)...18 Εικόνα 8. Ψηφιακό φωτορεαλιστικό πλάσμα από νερό στην ταινία Η Άβυσσος (The Abyss, 1989)...19 Εικόνα 9. Ο χαρακτήρας Τ-1000 από την ταινία Εξολοθρευτής 2: Μέρα Κρίσης (Terminator II: Judgment Day, 1991)...20 Εικόνα 10. Τρισδιάστατα μοντέλα δεινοσαύρων από την ταινία Jurassic Park (1993)...21 Εικόνα 11. Φωτορεαλιστικό ανθρώπινο δέρμα από την ταινία Ο θάνατος σου πάει πολύ (Death Becomes Her, 1992)...21 Εικόνα 12. Ο ηθοποιός Tom Hanks τοποθετημένος σε βίντεο αρχειακού υλικού στην ταινία Φόρεστ Γκαμπ (Forrest Gump, 1994)...22 Εικόνα 13. Χρήση τεχνικής bullet time στην ταινία The Matrix (1999)...23 Εικόνα 14. Motion Capture στην ταινία Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών: Οι Δύο Πύργοι (Lord of the Rings: The Two Towers, 2002)...24 Εικόνα 15. Ο ψηφιακός χαρακτήρας Davy Jones από την ταινία Οι Πειρατές της Καραϊβικής: Το Σεντούκι του Νεκρού (Pirates of the Caribbean: Dead Man's Chest, 2006)...26 Εικόνα 16. Σκηνή δημιουργημένη με ψηφιακά γραφικά από την ταινία Avatar (2009)

6 Εικόνα 17. Παράδειγμα σημείων που προκύπτουν από τη διαδικασία του tracking..29 Εικόνα 18. Παράδειγμα χρήσης set extension...32 Εικόνα 19. Η δημιουργία του μοντέλου της οικοδομής στο πρόγραμμα Cinema 4D.37 Εικόνα 20. Δοκιμή κίνησης με χρήση bones στο πρόγραμμα Cinema 4D...38 Εικόνα 21. Η διαδικασία του tracking στο πρόγραμμα boujou...38 Εικόνα 22. Το point cloud μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας του calibration...39 Εικόνα 23. Ορισμός της γεωμετρίας της σκηνής στο boujou...39 Εικόνα 24. Ενσωμάτωση των τρισδιάστατων μοντέλων στο πλάνο με χρήση του Cinema 4D...40 Εικόνα 25. Επεξεργασία πλάνου στο After Effects

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η παραγωγή ενός πειραματικού βίντεο με συνδυασμό πραγματικών πλάνων και τρισδιάστατων γραφικών με εφαρμογή ανάλογων τεχνικών και κυρίως μέσω της διαδικασίας matchmoving. Στο παρακάτω κείμενο γίνεται ανάλυση της μεθοδολογίας και των σταδίων παραγωγής που ακολουθήθηκαν για την δημιουργία του εν λόγω βίντεο καθώς και των τεχνικών που χρησιμοποιήθηκαν. Στο πρώτο κεφάλαιο επιχειρείται μία εισαγωγή σε βασικές έννοιες των γραφικών υπολογιστή και των ειδικών εφέ. Ορίζονται και αναλύονται τα είδη και τα χαρακτηριστικά τόσο των γραφικών όσο και των ειδικών εφέ. Στο δεύτερο κεφάλαιο μελετάται η χρήση και εξέλιξη των γραφικών υπολογιστή στην κινηματογραφική παραγωγή με την πάροδο των ετών, από τις πρώτες προσπάθειες στις αρχές της δεκαετίας του 1970 έως τα τέλη της περασμένης δεκαετίας. Η μελέτη αυτή επικεντρώνεται στη χρήση γραφικών υπολογιστή σε κινηματογραφικές ταινίες μεγάλου μήκους πραγματικής δράσης (live action) όπου τα γραφικά υπολογιστή αποτέλεσαν μέρος των οπτικών εφέ των ταινιών. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται κάποιες τεχνικές με τις οποίες καθίσταται δυνατή η σύνθεση γραφικών υπολογιστή με ζωντανά πλάνα με ιδιαίτερη έμφαση στη τεχνική και στη διαδικασία πραγματοποίησης του matchmoving. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύονται η μεθοδολογία και τα στάδια υλοποίησης του πειραματικού βίντεο ενώ γίνεται αναφορά στα διάφορα λογισμικά που χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία του καθώς και στα όποια προβλήματα αντιμετωπίστηκαν κατά την παραγωγή του. Η μελέτη ολοκληρώνεται με τη διατύπωση κάποιων συμπερασμάτων για την χρήση των γραφικών υπολογιστή στον τομέα των οπτικών εφέ. 7

8 1. ΓΡΑΦΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΚΑΙ ΕΙΔΙΚΑ ΕΦΕ 1.1 Γραφικά Υπολογιστή O όρος γραφικά υπολογιστή αναφέρεται στην δημιουργία και επεξεργασία εικόνων με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού υπολογιστή χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό. Τα γραφικά υπολογιστή χωρίζονται σε δισδιάστατα και τρισδιάστατα.(goulekas, 2001) Δισδιάστατα γραφικά Τα δισδιάστατα γραφικά υπολογιστών αποτελούν προσπάθειες απεικόνισης γραφικών δύο διαστάσεων στην οθόνη μιας ψηφιακής συσκευής όπως για παράδειγμα ενός υπολογιστή. Συνήθως τέτοιου είδους γραφικά χρησιμοποιούνται για την δημιουργία γραφικών διεπαφών χρήστη (GUI ), αλλά και για εικονογραφήσεις βιβλίων, περιοδικών και άλλων εντύπων Τρισδιάστατα γραφικά Τα τρισδιάστατα γραφικά,σε αντίθεση με τα δισδιάστατα, είναι γραφικά που χρησιμοποιούν αναπαράσταση των γεωμετρικών στοιχείων τους στις τρείς διαστάσεις, με πρόθεση την εκτέλεση υπολογισμών για την απόδοση δισδιάστατων εικόνων ή βίντεο, τα οποία θα μπορούν να αναπαραχθούν στην τελική τους μορφή ως δισδιάστατα αρχεία. Τα βασικά στάδια δημιουργίας τρισδιάστατων γραφικών είναι η μοντελοποίηση, όπου σχεδιάζονται τα τρισδιάστατα μοντέλα, η χαρτογράφηση υφών, όπου εμπλουτίζονται με πληροφορίες που αφορούν τις υφές και τα χρώματα, ο φωτισμός και η διαχείρισή του, όπως ένταση, χρώμα, σκιές και τέλος η φωτορεαλιστική απεικόνιση (Δημητριάδης, Πομπόρτσης και Τριανταφύλλου, 2004). Τα τρισδιάστατα γραφικά χωρίζονται σε στατικά γραφικά και γραφικά πραγματικού χρόνου ανάλογα με το πότε πραγματοποιείται η απόδοσή τους (rendering). Τα στατικά γραφικά αποδίδονται μία φορά κατά τη δημιουργία τους ενώ τα γραφικά πραγματικού χρόνου αποδίδονται τη στιγμή που εκτελούνται. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα τρισδιάστατα γραφικά που χρησιμοποιούνται σε 3d animation βίντεο και στις ταινίες, ενώ στην δεύτερη τα τρισδιάστατα γραφικά που προορίζονται για video games CGI (Computer Generated Imagery) CGI είναι η συντομογραφία για το computer generated imagery (εικόνες δημιουργημένες με υπολογιστή), επίσης γνωστό ως CG. O όρος CGI αναφέρεται σε οποιαδήποτε εικόνα ή σειρές εικόνων που δημιουργούνται με τη βοήθεια υπολογιστή. Πιο συγκεκριμένα, ο όρος 8

9 αναφέρεται στην εφαρμογή των γραφικών υπολογιστή και ειδικότερα των τρισδιάστατων γραφικών στον τομέα των ειδικών εφέ τα οποία χρησιμοποιούνται στην τέχνη, στον κινηματογράφο, στην τηλεόραση, σε διαφημιστικά σποτ και στα video games. Χρησιμοποιούνται συχνά στον τομέα των οπτικών εφέ στη θέση διαδικασιών βασισμένων σε πιο φυσικές τεχνικές όπως η χρήση μινιατούρων λόγω του γεγονότος ότι η ποιότητα του παραγόμενου αποτελέσματος είναι συχνά καλύτερη και τα παραγόμενα εφέ είναι πιο εύκολο να ελεγχθούν. Επίσης, η χρήση CGI καθιστά εφικτή την δημιουργία εικόνων και σκηνών οι οποίες δεν θα ήταν δυνατό να δημιουργηθούν με κάποια άλλη τεχνολογία ή τεχνική. Η πλειοψηφία του λογισμικού δισδιάστατων γραφικών βασίζεται σε χαρτογραφικά (bitmap) γραφικά, ενώ όλα τα προγράμματα τρισδιάστατων γραφικών βασίζονται σε διανυσματικά γραφικά (vector) Χαρτογραφικές εικόνες Οι χαρτογραφικές εικόνες (bitmap ή raster) αποτελούν την πλειοψηφία των εικόνων των υπολογιστών. Οι χαρτογραφικές εικόνες αποθηκεύουν στο αρχείο μια σειρά τιμών που αναπαριστούν την πληροφορία χρώματος για το κάθε εικονοστοιχείο (pixel) της εικόνας (Δημητριάδης, Πομπόρτσης και Τριανταφύλλου, 2004). Η αναπαραγωγή μιας τέτοιας εικόνας γίνεται προβάλλοντας στην οθόνη την πληροφορία χρώματος όπως αυτή περιέχεται για το κάθε pixel μέσα στο αρχείο. Μια raster ή bitmap εικόνα είναι ένα μωσαϊκό από pixel, καθένα από τα οποία αντιπροσωπεύει ένα πλακάκι του μωσαϊκού. Επειδή βασίζονται σε ένα πλέγμα συγκεκριμένου μεγέθους, οι χαρτογραφικές εικόνες δεν αλλάζουν μέγεθος χωρίς να υποστούν κάποια αλλοίωση. Όσο πιο πολύ μεγεθύνουμε μια μη διανυσματική εικόνα, τόσο μεγαλύτερα γίνονται τα pixels κάνοντας την εικόνα να αλλοιώνεται και να υποβαθμίζεται η ποιότητά της. Για να μεγαλώσουμε χαρτογραφικές εικόνες, πρέπει να ξεκινήσουμε με υψηλότερη ανάλυση. Όσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση, τόσο μεγαλύτερο σε μέγεθος θα είναι το αρχείο. Έχοντας υπόψη αυτό τον περιορισμό, ίσως αναρωτηθεί κανείς γιατί χρησιμοποιούνται οι χαρτογραφικές εικόνες. Στην πραγματικότητα ο όρος μη διανυσματικό (raster) αρχικά αναφέρονταν στην περιοχή απεικόνισης μιας τηλεόρασης ή οθόνης υπολογιστή. Για να σχηματιστεί μια εικόνα, τα ηλεκτρονικά σε αυτές τις συσκευές αναγκαστικά την «ζωγραφίζουν» σαν ένα πλέγμα από κόκκινα, πράσινα και μπλε pixels σε μια φωτεινή οθόνη. Κάθε εικόνα που δημιουργείται από υπολογιστή, πρέπει συνεπώς είτε να ξεκινά σαν χαρτογραφική εικόνα ή να γίνεται χαρτογραφική σαν ένα κομμάτι της διαδικασίας rendering για την απεικόνιση. 9

10 1.1.5 Διανυσματικές εικόνες Οι διανυσματικές εικόνες (vector) δημιουργούνται με τελείως διαφορετικό τρόπο, χρησιμοποιώντας μαθηματικούς αλγόριθμους και γεωμετρικές συναρτήσεις. Αντί να ορίζουμε το χρώμα του κάθε pixel σε ένα πλέγμα μιας μη διανυσματικής εικόνας, μια διανυσματική εικόνα αποθηκεύει στο αρχείο μαθηματικές εκφράσεις που περιγράφουν τα γεωμετρικά αντικείμενα όπως ευθείες, κύκλους, ελλείψεις που δημιουργούν την εικόνα (Δημητριάδης, Πομπόρτσης και Τριανταφύλλου, 2004). Η περιγραφή περιλαμβάνει όλες της απαραίτητες λεπτομέρειες για την πιστή αναπαραγωγή τους όπως για παράδειγμα περιγραφή του πάχους και του είδους των γραμμών, του χρώματός τους, της θέσης του αντικειμένου και του χρώματος γεμίσματος. Η μεγέθυνση ή σμίκρυνση μιας διανυσματικής εικόνας δεν επηρεάζει την ανάλυσή της και προβάλλεται πάντα με την ίδια ποιότητα στην οθόνη. Η κίνηση στα προγράμματα μη διανυσματικών γραφικών αποθηκεύεται όχι σαν μια μακριά σειρά αρχείων εικόνας, αλλά μέσω αλλαγών στη θέση της γεωμετρίας κα στα μαθηματικά που ορίζουν τα σχήματα. Ο υπολογιστής, στη συνέχεια, αποδίδει με τη διαδικασία του rendering αυτές τις πληροφορίες, σε πραγματικό χρόνο, σε μια μη διανυσματική εικόνα. Στα προγράμματα τρισδιάστατων γραφικών ωστόσο, δουλεύουμε με διανυσματικά γραφικά που εμφανίζονται σαν wireframe. Όταν τελειώσουμε τη σκηνή το πρόγραμμα αποδίδει (render) την εικόνα μετατρέποντας την διανυσματική πληροφορία σε μια σειρά μη διανυσματικών εικόνων. Όταν ένα διανυσματικό αρχείο επεξεργάζεται, οι γεωμετρικές του πληροφορίες αλλοιώνονται μέσω των εργαλείων του προγράμματος. Μόνο όταν τελειώσει η επεξεργασία θα αποδοθεί (render) το διανυσματικό αρχείο σε μια καινούργια σειρά από χαρτογραφικές εικόνες. 1.2 Ειδικά εφέ Τα ειδικά εφέ είναι ένας γενικός όρος που αναφέρεται στη μεγάλη ποικιλία φωτογραφικών και μηχανικά κατασκευασμένων τρικ που χρησιμοποιούνται στον κινηματογράφο. Πιο συγκεκριμένα, ειδικά εφέ (special effects) ονομάζονται τα μέσα που χρησιμοποιούνται στον κινηματογράφο, στην τηλεόραση, στο θέατρο και γενικότερα στη βιομηχανία του θεάματος, για τη δημιουργία φανταστικών χώρων προκειμένου να παρουσιαστεί η εξέλιξη μιας ιστορίας. Τα ειδικά εφέ συνδυάζουν με μοναδικό τρόπο την επιστήμη με την τέχνη. Η πλευρά της επιστήμης ερευνά με ποιό τρόπο αντιλαμβάνεται το οπτικοακουστικό σύστημα του ανθρώπου τον κόσμο γύρω του, ενώ η πλευρά της τέχνης χρησιμοποιεί τα αποτελέσματά αυτής της έρευνας, ώστε να δημιουργεί ψευδαισθητικές εντυπώσεις στις ανθρώπινες αισθήσεις. Τα ειδικά εφέ χωρίζονται στα φωτογραφικά εφέ (optical effects), τα μηχανικά εφέ (mechanical effects) και τα οπτικά εφέ (visual effects). 10

11 Τα φωτογραφικά εφέ αποτελούν τεχνικές με τις οποίες οι εικόνες και τα καρέ του φιλμ δημιουργούνται με φωτογραφικό τρόπο, είτε με τεχνικές που γίνονται με την κάμερα, όπως πολλαπλές εκθέσεις του φιλμ, μεταβάσεις από το ένα πλάνο στο άλλο και άλλες ειδικές φωτογραφικές επεξεργασίες, είτε με διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στο στάδιο του post production όπως το μοντάζ. Τα μηχανικά εφέ δημιουργούνται στο στάδιο της παραγωγής και των γυρισμάτων και περιλαμβάνουν την κατασκευή των σκηνικών καθώς και των αρχιτεκτονικών ομοιωμάτων ή των μοντέλων αντικείμενων και ανθρώπων υπό κλίματα, ώστε να κινηματογραφηθούν ως υποκατάστατα των πραγματικών. Στα μηχανικά εφέ περιλαμβάνονται και τα ατμοσφαιρικά εφέ, που προσομοιώνουν διάφορες καιρικές συνθήκες όπως αέρας, βροχή, ομίχλη ή εκρήξεις. Μηχανικά εφέ χρησιμοποιούνται και στο μακιγιάζ σε περιπτώσεις στις οποίες τοποθετούνται πρόσθετα τμήματα στον ηθοποιό, ώστε να μοιάζει με τέρας ή εξωπραγματικό ον. Ο όρος οπτικά εφέ (visual effects) χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις διάφορες τεχνικές δημιουργίας, επεξεργασίας ή επαύξησης εικόνων, έξω από το πλαίσιο των ζωντανών γυρισμάτων μιας ταινίας. Ο όρος αναφέρεται συχνότερα στα εφέ που προέρχονται κατόπιν ψηφιακής επεξεργασίας, η οποία λαμβάνει χώρα στο στάδιο του post production (Okun, Zwerman, 2000).Τα οπτικά εφέ συχνά σχετίζονται με την σύνθεση πραγματικών πλάνων και ψηφιακών γραφικών με σκοπό τη δημιουργία φανταστικών τοπίων τα οποία είναι αληθοφανή αλλά και είναι επικίνδυνα, πολυέξοδα ή αδύνατο να κινηματογραφηθούν με κάποιο άλλο τρόπο. Η σύγχρονη παραγωγή οπτικών εφέ βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στα τρισδιάστατα γραφικά υπολογιστών για την δημιουργία συνθετικών στοιχείων τα οποία θα συνδυαστούν με πλάνα πραγματικής δράσης (live action). Η πρόσφατη ανάπτυξη της τεχνολογίας των ψηφιακών εργαλείων με τα οποία είναι εφικτή η εισαγωγή και η σύνθεση ψηφιακά δημιουργημένων εικόνων με πραγματικά πλάνα κατέστησε τη χρήση οπτικών εφέ προσιτή στους κινηματογραφιστές όλων των επιπέδων και οδήγησε στην υιοθέτηση των οπτικών εφέ σαν ένα βασικό εργαλείο της κινηματογράφησης. (Okun, Zwerman, 2010). Η χρήση οπτικών εφέ προτιμάται όταν συντρέχουν τρείς βασικοί λόγοι. Πρώτα από όλα, χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει κάποιος εφικτός τρόπος δημιουργίας ειδικών εφέ με πρακτικό τρόπο. Επιπρόσθετα, η χρήση οπτικών εφέ προκρίνεται και σε περιπτώσεις όπου παρότι μια σκηνή μπορεί να γυριστεί χωρίς εισαγωγή εφέ πιθανότατα είναι επικίνδυνη για τους ίδιους τους ηθοποιούς. Ο τρίτος λόγος αφορά στο χαμηλό κόστος και την πρακτικότητα της χρήσης οπτικών εφέ σε σκηνές όπου απαιτούνται μεγάλα σε μέγεθος σκηνικά ή γυρίσματα σε τοποθεσίες όπου η κινηματογράφηση είναι ιδιαίτερα δύσκολη. 11

12 2. ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΣΤΗ ΧΡΗΣΗ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΣΤΟΝ ΚΙΝΗΜΑΤΟΓΡΑΦΟ Η εισαγωγή των γραφικών υπολογιστή στις ταινίες και τον κινηματογράφο αποδείχθηκε ένα νέο δυναμικό στοιχείο στην πορεία της κινηματογράφησης. Ένα γεγονός το οποίο επιταχύνθηκε από την τεράστια πρόοδο και ανάπτυξη της σύγχρονης τεχνολογίας με την πάροδο των ετών. Ο John Whitney Sr. θεωρείται ο άνθρωπος που έφερε τα γραφικά υπολογιστή στην κινηματογραφική βιομηχανία. Πειραματίστηκε με αναλογικούς μηχανισμούς ελέγχου μέσω υπολογιστή, παρμένους από αντιαεροπορικά όπλα, με στόχο να ελέγξει την κίνηση της κάμερας τις δεκαετίες του 1950 και 1960, παράγοντας έναν αριθμό μικρών animations και διαφημιστικών σποτ. Η διατριβή του Ιvan Sutherland το 1963, φοιτητή του ΜΙΤ, σχετικά με ένα διαδραστικό πρόγραμμα σχεδίασης στον υπολογιστή, το Sketchpad, κατέδειξε για πρώτη φορά την δύναμη των ψηφιακών γραφικών ως μία μέθοδο για τον έλεγχο των υπολογιστών και τη διάδραση μαζί τους ενώ αποτέλεσε και πηγή έμπνευσης για άλλους ερευνητές. Το πανεπιστήμιο της Utah και το New York Institute of Technology συνέβαλαν σημαντικά στην περεταίρω ανάπτυξη της επιστήμης των γραφικών υπολογιστή, παράγοντας πολλούς ερευνητές καθώς και τεχνικές που βοήθησαν στην διαμόρφωση του επιστημονικού αυτού πεδίου. 2.1 Η Δεκαετία 1970 Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970 η τεχνολογία των γραφικών υπολογιστή αναπτύσσεται με γρήγορους ρυθμούς χάρη στο έργο σημαντικών πρωτοπόρων όπως ο James Blinn και ο David Em. Εφευρίσκονται οι καμπύλες Bezier (1970) καθώς και η σκίαση Gouraud (1971), η οποία αφορούσε την ομαλή σκίαση επιφανειών και προσέδιδε μεγαλύτερη ρεαλιστικότητα στα ψηφιακά δημιουργημένα αντικείμενα. Παρόλα αυτά, η κινηματογραφική βιομηχανία παρουσιάζεται ακόμα διστακτική στην ιδέα της ενσωμάτωσής τους σε ταινίες. (Carlson, A Critical History CGI in the Movies) Η πρώτη ταινία όπου χρησιμοποιήθηκαν υπολογιστές για την παραγωγή ενός οπτικού εφέ ήταν η ταινία Ανδρομέδα, αποστολή άκρως απόρρητος (The Andromeda Strain,1971) του Robert Wise το 1971 για τη δημιουργία μιας περιστρεφόμενης δισδιάστατης κατασκευής. Το συγκεκριμένο εφέ ήταν αρκετά εξελιγμένο για την εποχή του για τη δημιουργία του οποίου υπεύθυνοι ήταν οι Douglas Trumbull, James Short και Albert Whitlock, οι οποίοι στο παρελθόν είχαν εργαστεί για την παραγωγή ειδικών εφέ σε ταινίες όπως 2001: Οδύσσεια του 12

13 Διαστήματος (2001: A space odyssey, Stanley Kubrick, 1968) και Τα Πουλιά (The Birds, Alfred Hitchcock, 1963). Η ταινία Ο Επαναστάτης της Νύχτας (Westworld, 1973) του Michael Crichton που κυκλοφόρησε το 1973 είναι η πρώτη ταινία μεγάλου μήκους στην οποία γίνεται χρήση δισδιάστατων εικόνων δημιουργημένων σε υπολογιστή. Χρησιμοποιήθηκαν γραφικά bitmap για την αναπαράσταση της υπέρυθρης όρασης του πρωταγωνιστή. Η πραγματική καινοτομία όμως ήρθε με την ταινία που αποτέλεσε τη συνέχεια του Επαναστάτη της Νύχτας, τον Επισκέπτη από το Μέλλον (Futureworld, 1976) του Richard T. Heffron. Σε αυτή την ταινία πραγματοποιείται χρήση τρισδιάστατων γραφικών για πρώτη φορά, με σκοπό την ψηφιακή αναπαράσταση του χεριού και του προσώπου του ηθοποιού Peter Fonda (Rickitt, 2000). Αν και τα τρισδιάστατα αυτά γραφικά, τα οποία δημιουργήθηκαν από την εταιρεία οπτικών εφέ Triple I, δεν έπαιζαν κάποιο ιδιαίτερο ρόλο στην ταινία, η δημιουργία τους αποτέλεσε ένα αρκετά δύσκολο εγχείρημα κάτι το οποίο αναγνωρίστηκε στο μέλλον με τη βράβευση της ταινίας στα βραβεία Όσκαρ περίπου μία δεκαετία αργότερα. Εικόνα 1. Η περιστρεφόμενη δισδιάστατη κατασκευή στην ταινία Ανδρομέδα, αποστολή άκρως απόρρητος (The Andromeda Strain,1971) Το 1975 ο σκηνοθέτης George Lucas ίδρυσε την εταιρεία παραγωγής ειδικών εφέ Industrial Light and Magic (ILM) έτσι ώστε να καλύψει τις ανάγκες της επικείμενης ταινίας του με τίτλο Πόλεμος των Άστρων (Star Wars Episode IV: A New Hope, 1977) σε ειδικά εφέ (Carlson, A Critical History CGI in the Movies). Η ταινία βγήκε στις κινηματογραφικές αίθουσες το 1977 και αποτέλεσε μια ιδιαίτερα σημαντική στιγμή στη εξελικτική πορεία των γραφικών υπολογιστή και των ειδικών εφέ στον κινηματογράφο. Διέφερε από τις ταινίες επιστημονικής φαντασίας που είχαν γίνει ως τότε καθώς, παρά την πληθώρα ειδικών εφέ που 13

14 χρησιμοποιήθηκαν, το τελικό αποτέλεσμα ήταν ένα αρκετά πετυχημένο πάντρεμα παραμυθιού και επιστημονικής φαντασίας. Αποτελεί την πρώτη ταινία στην οποία χρησιμοποιούνται κινούμενα τρισδιάστατα vector γραφικά. Ακόμη γίνεται χρήση πρώιμου computer animation για κάποιες από τις σκηνές μάχης της ταινίας (Rickitt, 2000). Άλλη μια σημαντική καινοτομία της ταινίας αφορά στην δημιουργία από πλευράς της εταιρίας ΙLM ενός καινούργιου συστήματος ελέγχου της κάμερας, το οποίο συνδεόταν με υπολογιστή και μπορούσε να καταγράψει και να επαναλάβει με ακρίβεια τις κινήσεις της. Αυτό αποσκοπούσε στον έλεγχο από πλευράς υπολογιστή μιας σειράς περίπλοκων κινήσεων της κάμερας. Η ταινία αποτέλεσε την πρώτη μεγάλη επιτυχία της ILM, η οποία τα επόμενα θα γινόταν η μεγαλύτερη και πιο επιτυχημένη εταιρεία παραγωγής ειδικών εφέ στην ιστορία του κινηματογράφου. Εικόνα 2.Τρισδιάστατα γραφικά στην ταινία Επισκέπτης από το μέλλον (Futureworld, 1976) Μετά την μεγάλη επιτυχία που σημείωσε ο Πόλεμος των Άστρων ολοένα και περισσότερες ταινίες άρχισαν να χρησιμοποιούν γραφικά υπολογιστών. Το 1978, στην ταινία Σούπερμαν (Superman: The Movie, 1978) του Richard Donner χρησιμοποιούνται για πρώτη φορά ψηφιακά γραφικά στους τίτλους έναρξης μιας κινηματογραφικής ταινίας, ενώ και στην ταινία επιστημονικής φαντασίας Άλιεν: Ο επιβάτης του διαστήματος (Alien, 1979) του Ridley Scott γίνεται περιορισμένη αλλά αποτελεσματική χρήση τρισδιάστατων vector γραφικών. 14

15 Εικόνα 3. Χρήση τρισδιάστατων vector γραφικών στην ταινία Ο Πόλεμος των Άστρων (Star Wars Episode IV: A new Hope, 1977) 2.2 Η Δεκαετία 1980 Καθώς οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές συνεχίζουν να εξελίσσονται και να ενσωματώνονται ολοένα και περισσότερο μέσα στην κοινωνία, τον ίδιο δρόμο ακολουθούν και τα γραφικά υπολογιστή. Η δεκαετία του 1980 αποτελεί τη δεκαετία κατά την οποία τα γραφικά αρχίζουν να εδραιώνονται στην κινηματογραφική βιομηχανία, ενώ παράλληλα είναι και η δεκαετία η οποία καταδεικνύει τη μεγάλη πρόοδο και βελτίωση των γραφικών υπολογιστή μέσα από την εξέλιξή τους κατά τη διάρκειά της. Το 1981 κυκλοφορεί το επιστημονικό θρίλερ Looker του Michael Crichton και γίνεται η ταινία όπου για πρώτη φορά εμφανίζεται ένας ανθρώπινος χαρακτήρας δημιουργημένος από γραφικά υπολογιστή. Η σχεδίασή του βασίστηκε στην ψηφιοποίηση του σώματος της ηθοποιού Susan Dey και αποτελεί την πρώτη προσπάθεια χρήσης φωτοσκιασμένων (shaded) τρισδιάστατων γραφικών στον κινηματογράφο. Επιπρόσθετα, την ίδια χρονιά, μια σημαντική εξέλιξη λαμβάνει χώρα, καθώς η εταιρία Quantel δημιουργεί το Paintbox, τον πρώτο μικρο-υπολογιστή παραγωγής γραφικών με κύριο στόχο την υποστήριξη τηλεοπτικών παραγωγών. Η ταινία όμως που αποτέλεσε ορόσημο στην ιστορία των γραφικών υπολογιστή στον κινηματογράφο ήταν η ταινία Tron του Steven Lisberger το Για πρώτη φορά γίνεται εκτεταμένη χρήση τρισδιάστατων γραφικών,συνολικά περίπου 20 λεπτά κατά τη διάρκεια της ταινίας. Για την δημιουργία των γραφικών συνδύασαν τις δυνάμεις τους αρκετές εταιρίες παραγωγής οπτικών εφέ όπως οι MAGI, Triple I, Robert Abel & Associates και Digital Effects. Όμως, παρά το ενδιαφέρον που παρουσίαζε λόγω της καινοτομίας της, η ταινία έλαβε φτωχή υποδοχή από κοινό και κριτικούς και πάγωσε για ένα χρονικό διάστημα την 15

16 βιομηχανία των γραφικών υπολογιστή επιβραδύνοντας την εξέλιξή τους. (Carlson, A Critical History CGI in the Movies). Εικόνα 4. Σκηνή από την ταινία Tron (1982) Την ίδια χρονιά, η εταιρία Paramount κυκλοφορεί την ταινία Σταρ Τρέκ Νο 2: Η Οργή του Καν (Star Trek II: The Wrath of Khan, 1982) του Nicholas Meyer η οποία περιέχει μία σκηνή διάρκειας ενός λεπτού δημιουργημένης εξ ολοκλήρου με γραφικά υπολογιστή. Σε αυτή τη σκηνή απεικονίζεται η γέννηση ενός πλανητικού σώματος και έγινε γνωστή με το όνομα Genesis Effect. Η δημιουργία της ανατέθηκε στην εταιρία Pixar, η οποία στο μέλλον θα παρήγαγε βραβευμένα τρισδιάστατα γραφικά και έκανε χρήση για πρώτη φορά ενός particle rendering συστήματος για την πραγματοποίηση των ειδικών εφέ.1 Εικόνα 5. Genessis Effect, Σταρ Τρεκ Νο 2: Η οργή του Καν (Star Trek II: The Wrath of Khan, 1982) 1 Filmsite.org, Greatest Visual and Special Effects (F/X) Milestones in Film, διαθέσιμο στο: [Τελευταία επίσκεψη 10/1/2013] 16

17 Το ιδιαίτερα υψηλό κόστος της ταινίας Tron σε συνδυασμό με την χαμηλή εισπρακτική της επιτυχία έκαναν διστακτική την κινηματογραφική βιομηχανία όσον αφορά την περεταίρω χρήση γραφικών υπολογιστή σε ταινίες. Το ενδιαφέρον της αναθερμάνθηκε όταν το 1984 η εταιρία Digital Productions δημιούργησε τα πρώτα φωτορεαλιστικά γραφικά υπολογιστή για την ταινία επιστημονικής φαντασίας The Last Starfighter του Nick Castle χρησιμοποιώντας έναν Cray X-MP υπέρ-υπολογιστή ( του πιο ισχυρού έως τότε) για μία περίοδο περίπου δύο ετών (Okun, Zwerman, 2010). Σε αυτή την ταινία οι εικόνες που δημιουργήθηκαν στον υπολογιστή ενσωματώθηκαν στα ζωντανά πλάνα σαν ρεαλιστικά στοιχεία της σκηνής και όχι σαν απλά γραφικά. Αντίθετα με τις συνήθεις πρακτικές έως τότε, οι παραγωγοί, αντί να χρησιμοποιήσουν μοντέλα και μινιατούρες για την δημιουργία των διαστημικών αεροσκαφών και των πλανητών, υιοθέτησαν τη λύση των γραφικών για τη σχεδίασή τους. Ένα χρόνο αργότερα, στην ταινία Η πυραμίδα του φόβου (Young Sherlock Holmes, 1985) του Barry Levinson, τα εφέ της οποίας επιμελήθηκε η εταιρία Pixar (όταν ακόμη ήταν θυγατρική της εταιρείας ILM του George Lucas), κάνει την εμφάνισή του ο πρώτος τρισδιάστατος, φωτορεαλιστικός, κινούμενος χαρακτήρας σε ταινία μεγάλου μήκους. Αποτελεί επίσης, τον πρώτο χαρακτήρα με computer animation ο οποίος σκαναρίστηκε και ζωγραφίστηκε απευθείας πάνω στο φιλμ με τη χρήση λέιζερ. Επιπρόσθετα, η ταινία ήταν η πρώτη που επιχείρησε σύνθεση ψηφιακού animation με ζωντανά πλάνα (Netzley, 2000). Εικόνα 6. Ψηφιακό διαστημικό αεροσκάφος από την ταινία Τhe Last Starfighter (1984) Το 1986 κυκλοφορεί στις κινηματογραφικές αίθουσες η ταινία Λαβύρινθος (Labyrinth, 1986) του Jim Henson η οποία απεικονίζει στους τίτλους έναρξης και στην αρχική σκηνή μία γυάλινη μπάλα και μία ιπτάμενη ψηφιακή κουκουβάγια. Αυτό είναι το πρώτο ρεαλιστικό ζώο δημιουργημένο με γραφικά υπολογιστή που κάνει την εμφάνισή του σε μία ταινία. 17

18 Εικόνα 7. Ο ψηφιακός φωτορεαλιστικός ιππότης από την ταινία Η πυραμίδα του φόβου (Young Sherlock Holmes, 1985) Καθώς η δεκαετία του 1980 πλησιάζει προς το τέλος της η εξελικτική πορεία της εισαγωγής ψηφιακών γραφικών στις ταινίες επιταχύνεται. Το 1989 η ταινία Η Άβυσσος (The Abyss, 1989) του James Cameron επιτυγχάνει να δημιουργήσει το πρώτο τρισδιάστατο ψηφιακό εφέ νερού με τη μορφή ενός υδάτινου πλάσματος, ενώ αξιοσημείωτο είναι και το γεγονός ότι η ταινία καταφέρνει με πειστικό τρόπο να συνδυάσει τρισδιάστατο animation με ζωντανά πλάνα. Υπεύθυνη για την δημιουργία αυτών των εφέ ήταν η εταιρία ILM η οποία απέσπασε το βραβείο καλύτερων ειδικών εφέ (Rickitt, 2000). Την ίδια χρονιά επίσης κάνει πρεμιέρα και η τρίτη ταινία της τριλογίας Indiana Jones με τίτλο Ο Ιντιάνα Τζόουνς και η Τελευταία Σταυροφορία (Indiana Jones and the Last Crusade, 1989) του Steven Spielberg. Η πρώτη σκηνή δημιουργημένη εξολοκλήρου με ψηφιακό compositing είναι γεγονός, όταν στο κλείσιμο της ταινίας απεικονίζεται η γρήγορη και απότομη γήρανση του ηθοποιού Julian Glover. Η σχετική επιτυχία όμως αυτών των ταινιών θα επισκιαζόταν σύντομα από την τεράστια επιτυχία που γνώρισαν οι ταινίες που χρησιμοποίησαν ψηφιακά γραφικά στις αρχές της επόμενης δεκαετίας. 18

19 Εικόνα 8. Ψηφιακό φωτορεαλιστικό πλάσμα από νερό στην ταινία Η Άβυσσος (The Abyss, 1989) 2.3 Η Δεκαετία 1990 Καθώς προχωράμε προς την εποχή του Διαδικτύου και της εξάπλωσης των προσωπικών υπολογιστών τα ψηφιακά γραφικά αρχίζουν να γίνονται ολοένα και πιο φωτορεαλιστικά και να εδραιώνονται στις κινηματογραφικές παραγωγές. Η υιοθέτησή τους από την κινηματογραφική βιομηχανία αρχίζει να γίνεται μαζικότερη με ολοένα εντυπωσιακότερα αποτελέσματα. Στην ταινία Ολική Επαναφορά (Total Recall, 1990) του Paul Verhoeven, η οποία βγήκε στις αίθουσες το 1990, σημειώνεται η πρώτη προσπάθεια χρήσης της τεχνικής του motion capture για την κίνηση χαρακτήρων δημιουργημένων σε υπολογιστή.2 Η προσπάθεια αυτή όμως δεν στέφεται από επιτυχία και αντί αυτού χρησιμοποιείται η δοκιμασμένη μέθοδος του rotoscoping.3 Μέσα στα τρία επόμενα χρόνια κυκλοφορούν δύο ταινίες οι οποίες μέχρι και σήμερα αποτελούν σημεία αναφοράς στην εξέλιξη των τρισδιάστατων γραφικών στον κινηματογράφο. Το 1991 κυκλοφορεί η ταινίας επιστημονικής φαντασίας Εξολοθρευτής 2: Μέρα Κρίσης (Terminator 2: Judgment Day, 1991) του James Cameron η οποία δεν περιείχε απλώς γραφικά υπολογιστή αλλά βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό σε αυτά. Είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιούνται ψηφιακά γραφικά για να τροποποιηθεί η μορφή ενός αληθινού 2 Robertson, B., Part 7: Movie Retrospective, Computer Graphics World, διαθέσιμο στο: [Τελευταία επίσκεψη 7/1/2013] 3 Rotoscoping είναι μία τεχνική animation όπου χρησιμοποιούνται ακολουθίες εικόνων ως σημεία αναφοράς για την κίνηση των χαρακτήρων.(goulekas, 2001) 19

20 ηθοποιού κάτι το οποίο επιτεύχθηκε μεταξύ άλλων με εκτεταμένη χρήση της τεχνικής του morphing. Για τη παραγωγή των ειδικών εφέ του χαρακτήρα υπεύθυνη ήταν η εταιρία ΙLM ενώ για πρώτη φορά χρησιμοποιούνται προσωπικοί υπολογιστές για τη δημιουργία τους. Επιπρόσθετα, ο ψηφιακός χαρακτήρας Τ-1000 ήταν ο πρώτος ψηφιακός χαρακτήρας που έκανε την εμφάνισή του σε κινηματογραφική ταινία από το 1985 και την ταινία Η πυραμίδα του φόβου (Young Sherlock Holmes, 1985) (Carlson, A Critical History CGI in the Movies). Εικόνα 9. Ο χαρακτήρας Τ-1000 από την ταινία Εξολοθρευτής 2: Μέρα Κρίσης (Terminator II: Judgment Day, 1991) Η ταινία Jurassic Park του Steven Spielberg κυκλοφορεί το 1993 και είναι αξιοσημείωτη τόσο για την εντυπωσιακή αληθοφάνεια των τρισδιάστατων μοντέλων της όσο και για τον έξυπνο συνδυασμό μηχανικών μοντέλων και ψηφιακών (Rickitt, 2000). Πιο συγκεκριμένα στην ταινία χρησιμοποιήθηκαν τρισδιάστατα και μηχανικά μοντέλα δεινοσαύρων. Όπου υπήρχαν κοντινά πλάνα στους δεινόσαυρους χρησιμοποιούνταν τα μηχανικά μοντέλα ενώ όπου τα πλάνα ήταν μακρινά τα ψηφιακά, με στόχο την επίτευξη της μεγαλύτερης δυνατής αληθοφάνειας. Οι δεινόσαυροι έκαναν την εμφάνιση τους στην ταινία για περίπου 14 λεπτά συνολικά, εκ των οποίων τα 4 καταλαμβάνονταν από τα τρισδιάστατα μοντέλα. Τόσο αυτή η ταινία όσο και το Εξολοθρευτής 2: Μέρα Κρίσης έθεσαν την αξιοποίηση των τρισδιάστατων γραφικών σε νέες βάσεις, καταδεικνύοντας τις μεγάλες δυνατότητες που μπορούσαν να προσφέρουν. Ένα χρόνο νωρίτερα, το 1992, είχε βγει στις αίθουσες η μαύρη κωμωδία O θάνατος σου πάει πολύ (Death Becomes Her, 1992) του Robert Zemeckis η οποία παρουσίασε το πρώτο φωτορεαλιστικό ανθρώπινο δέρμα, φτιαγμένο από το πρώτο λογισμικό δημιουργίας 20

21 ανθρώπινου δέρματος με χρήση γραφικών υπολογιστή. Το δέρμα δημιουργήθηκε για να συνδέσει το κεφάλι και το σώμα της πρωταγωνίστριας Meryl Streep μέσω ενός ψηφιακού λαιμού (Netzley, 2000). Εικόνα 10. Τρισδιάστατα μοντέλα δεινοσαύρων από την ταινία Jurassic Park (1993) Το 1994, η ταινία Φόρεστ Γκαμπ (Forrest Gump, 1994) του Robert Zemeckis εντυπωσίασε με την ψηφιακή τοποθέτηση του ηθοποιού Tom Hanks μέσα σε βίντεο με αρχειακό υλικό, όπως για παράδειγμα δίπλα στον πρώην πρόεδρο των ΗΠΑ John Kennedy. Άλλο ένα σημαντικό επίτευγμα της εν λόγω ταινίας ήταν και η ψηφιακή αφαίρεση των ποδιών του ηθοποιού Garry Sinease o οποίος υποδυόταν έναν τραυματία πολέμου. (Rickitt, 2000). Την ίδια χρονιά επίσης κυκλοφορεί η ταινία Η Μάσκα (The Mask, 1994) του Chuck Russell, όπου για πρώτη φορά επιτυγχάνεται η μετατροπή ενός αληθινού ηθοποιού σε ζωντανό καρτούν με τη χρήση γραφικών υπολογιστή. Εικόνα 11. Φωτορεαλιστικό ανθρώπινο δέρμα από την ταινία Ο θάνατος σου πάει πολύ (Death Becomes Her, 1992) 21

22 Το 1995, η ταινία Κάσπερ, το Φαντασματάκι (Casper, 1995) του Brand Silberling γίνεται η πρώτη ταινία μεγάλου μήκους της οποίας ο πρωταγωνιστικός χαρακτήρας είναι εξολοκλήρου δημιουργημένος με τρισδιάστατα γραφικά. Τo Δεκέμβριο της ίδιας χρονιάς η εταιρία ILM, μετά και την επιτυχημένη συμβολή της στην ταινία Jurassic Park, αναλαμβάνει την δημιουργία ενός μεγάλου αριθμού τρισδιάστατων ζώων για τις ανάγκες της ταινίας Jumanji του Joe Johnston και επιτυγχάνει να σχεδιάσει το πρώτο ψηφιακό φωτορεαλιστικό τρίχωμα ζώου σε κινηματογραφική ταινία. Ο εκτενής συνδυασμός πραγματικής δράσης και τρισδιάστατων γραφικών κατέστησε την ταινία μοναδική για την εποχή της (Netzley, 2000). Επίσης, άξια αναφοράς είναι και η ταινία Twister του Jan de Bont που έκανε πρεμιέρα τo 1996 για τα εντυπωσιακά οπτικά εφέ που χρησιμοποίησε για την δημιουργία ψηφιακών ανεμοστρόβιλων. Όλοι οι ανεμοστρόβιλοι που χρησιμοποιήθηκαν στην ταινία ήταν ψηφιακοί και για τη δημιουργία τους χρησιμοποιήθηκε ένα καινούργιο λογισμικό particle animation από την εταιρία ILM (Netzley, 2000). Εικόνα 12. Ο ηθοποιός Tom Hanks τοποθετημένος σε βίντεο αρχειακού υλικού στην ταινία Φόρεστ Γκαμπ (Forrest Gump, 1994) Το 1997 η κινηματογραφική παραγωγή χαρακτηρίζεται από την κυκλοφορία της ταινίας Τιτανικός (Titanic, 1997) του James Cameron που υπήρξε η πιο ακριβή ταινία στην ιστορία του κινηματογράφου μέχρι εκείνη την εποχή. Για τα εντυπωσιακά αλλά ιδιαίτερα ακριβά ειδικά εφέ της ταινίας χρησιμοποιούνται ψηφιακά γραφικά σε πολλές σκηνές όπως για τη δημιουργία ψηφιακών επιβατών ή για την αίθουσα της κινητήριας μηχανής του πλοίου. Επίσης, γίνεται χρήση ψηφιακών set extension όπως και ψηφιακού νερού.4 Για τη σκηνή 4 Robertson, B., Part 7: Movie Retrospective, Computer Graphics World, διαθέσιμο στο: [Τελευταία επίσκεψη 7/1/2013] 22

23 βύθισης του πλοίου και ιδιαίτερα για τη σκηνή όπου αυτό κόβεται στη μέση χρησιμοποιήθηκαν τόσο ψηφιακά όσο και πραγματικά μοντέλα. Το 1999 αποτελεί μία σημαντική χρονιά στην ιστορία των γραφικών υπολογιστή στον κινηματογράφο. Το Μάρτιο βγαίνει στις κινηματογραφικές αίθουσες η ταινία επιστημονικής φαντασίας The Matrix των Andy και Lana Wachowski η οποία χρησιμοποίησε πληθώρα ειδικών εφέ. Η πιο αξιοσημείωτη καινοτομία της ταινίας ήταν η χρήση της τεχνικής bullet time ή αλλιώς flow-mo με τη βοήθεια της οποίας είναι δυνατό να ελεγχθεί η ταχύτητα των κινούμενων αντικειμένων μιας σκηνής (Netzley, 2000). Αυτό κατέστη εφικτό στήνοντας γύρω από τη σκηνή πάρα πολλές ακίνητες κάμερες οι οποίες τραβούσαν μία στατική εικόνα η καθεμία. Ύστερα, όλες οι εικόνες συγκεντρώνονταν και θέτονταν σε κίνηση ψηφιακά έτσι ώστε να μοιάζουν με frames μιας κινούμενης κάμερας η οποία μπορούσε να κινηθεί σε πραγματικό χρόνο καθώς η δράση εξελισσόταν σε slow-motion. Εικόνα 13. Χρήση τεχνικής bullet time στην ταινία The Matrix (1999) Toν Μάιο της ίδιας χρονιάς κυκλοφορεί η πρώτη ταινία της καινούργιας τριλογίας Ο Πόλεμος των Άστρων και τέταρτη χρονικά, με τίτλο Star Wars Επεισόδιο I: Η Αόρατη Απειλή (Star Wars I: The Phantom Menace, 1999) του George Lucas η οποία παρουσιάζει τον πρώτο εξολοκλήρου ψηφιακό, φωτορεαλιστικό χαρακτήρα σε ταινία, τον Jar Jar Binks. Είναι επίσης αξιοσημείωτη για τον μεγάλο αριθμό σκηνών όπου συνδυάζονταν πραγματική δράση και ψηφιακά γραφικά. Ο αριθμός μάλιστα των ψηφιακών εφέ της ταινίας φτάνει περίπου τα δύο χιλιάδες, δημιουργημένα από την εταιρία ILM. (Carlson, A Critical History CGI in the Movies) 23

24 2.4 Η Δεκαετία 2000 Μπαίνοντας στη πρώτη δεκαετία της νέας χιλιετίας αυτό που είναι άμεσα εμφανές είναι ο ολοένα μεγαλύτερος φωτορεαλισμός που επιτυγχάνεται στην δημιουργία γραφικών υπολογιστή. Οι δυνατότητές τους αυξάνονται διαρκώς και ενσωματώνονται όλο και περισσότερο μέσα στις ταινίες. Η τριλογία των ταινιών Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών εκτόξευσε τις δυνατότητες και τα όρια των γραφικών υπολογιστή ακόμη πιο μακριά. Η πρώτη ταινία της τριλογίας με τίτλο Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών: Η Συντροφιά του Δαχτυλιδιού (The Lord of the Rings: Τhe Fellowship of the Ring, 2001) του Peter Jackson, έκανε για πρώτη φορά χρήση τεχνητής νοημοσύνης για την αυτόνομη κίνηση όλων των ψηφιακά δημιουργημένων ηθοποιών με τη βοήθεια του λογισμικού Massive. Ένα χρόνο αργότερα, η δεύτερη κατά σειρά ταινία της τριλογίας με τίτλο O Άρχοντας των Δαχτυλιδιών: Οι Δυο Πύργοι (The Lord of the Rings: The Two Towers, 2002) βγαίνει στις αίθουσες και συστήνει στο κοινό τον ψηφιακό χαρακτήρα Gollum o οποίος είναι ο πρώτος τρισδιάστατος φωτορεαλιστικός χαρακτήρας όπου χρησιμοποιήθηκε η τεχνική του motion capture για την εμψύχωσή του. Μία στολή motion capture κατέγραφε τις κινήσεις του ηθοποιού Andy Serkis οι οποίες ύστερα προσαρμόζονταν στον ψηφιακό χαρακτήρα. Οι εκφράσεις του ηθοποιού επίσης προσαρμόστηκαν στο πρόσωπο του ψηφιακού χαρακτήρα ο οποίος εκείνη τη χρονιά θα κέρδιζε το βραβείο Best Digital Acting Performance που απονεμόταν για πρώτη φορά. Εικόνα 14. Motion Capture στην ταινία Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών: Οι Δύο Πύργοι (Lord of the Rings: The Two Towers, 2002) Το 2003, η δεύτερη ταινία της τριλογίας The Matrix που έφερε τον τίτλο The Matrix Reloaded, χρησιμοποίησε για πρώτη φορά σε ταινία την τεχνική Universal Capture. Με αυτή την τεχνική πολλές ψηφιακές κάμερες υψηλής ανάλυσης κατέγραφαν τις κινήσεις του 24

25 ηθοποιού παράγοντας δεδομένα τα οποία περνούσαν στον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Εκεί, με τη βοήθεια ενός πολύπλοκου αλγόριθμου υπολογιζόταν η εμφάνιση του ηθοποιού από κάθε γωνία λήψης που η κάμερα είχε χάσει και ύστερα χρησιμοποιούνταν για να δημιουργηθούν ψηφιακοί ή «κλωνοποιημένοι» άνθρωποι οι οποίοι δεν ξεχώριζαν από τους αληθινούς. Την ίδια χρονιά ακολούθησε και η δεύτερη συνέχεια της τριλογίας, με τίτλο The Matrix Revolutions η οποία παρουσίασε την πρώτη λεπτομερή, ρεαλιστική αναπαράσταση παραμόρφωσης προσώπου σε ψηφιακό άνθρωπο. Η πρώτη ταινία της οποίας όλα τα σκηνικά ήταν δημιουργημένα εξολοκλήρου από γραφικά υπολογιστή ήταν η ταινία Sky Captain: Ο κόσμος του αύριο (Sky Captain and the World of Tomorrow, 2004) του Kerry Conran. Οι πρωταγωνιστές της ταινίας κινηματογραφήθηκαν καθ όλη τη διάρκεια των γυρισμάτων μπροστά από green ή blue screens καθώς οτιδήποτε άλλο εκτός των ηθοποιών ήταν δημιουργημένο σε υπολογιστή. Το 2005 προβάλλεται στις κινηματογραφικές αίθουσες η ταινία King Kong του Peter Jackson η οποία αποτελεί ριμέικ της ομώνυμης ταινίας του Για την ενσάρκωση του γιγάντιου γορίλλα, πρωταγωνιστή της ταινίας, δημιουργείται ένα φωτορεαλιστικό ψηφιακό μοντέλο, το οποίο εμψυχώνεται μέσω της τεχνικής του motion capture από τον ηθοποιό Andy Serkis, γνωστό για την επιτυχημένη εμψύχωση μέσω της ίδιας τεχνικής του ψηφιακού χαρακτήρα Gollum στην τριλογία Ο Άρχοντας των Δαχτυλιδιών. Τα γραφικά υπολογιστή έχουν φτάσει πλέον στο σημείο να είναι τόσο πειστικά και ρεαλιστικά ώστε είναι ιδιαίτερα δύσκολο να τα ξεχωρίσει κανείς από την ζωντανή δράση. Στην ταινία Οι Πειρατές της Καραϊβικής: Το Σεντούκι του Νεκρού (Pirates of the Caribbean: Dead Man s Chest, 2006) του Gore Verbinski κάνει την εμφάνισή του ο ψηφιακός χαρακτήρας Davy Jones ο οποίος εμψυχώθηκε μέσω της τεχνικής του motion capture από τον ηθοποιό Bill Nighy. O χαρακτήρας ήταν τόσο ρεαλιστικός που οδήγησε ορισμένους κριτικούς ταινιών να υποστηρίξουν λανθασμένα στις κριτικές τους ότι στην ταινία εμφανιζόταν ο ίδιος ο ηθοποιός φορώντας προσθετικό makeup.5 5 Filmsite.org, Greatest Visual and Special Effects (F/X) Milestones in Film, διαθέσιμο στο: [Τελευταία επίσκεψη 10/1/2013] 25

26 Εικόνα 15. Ο ψηφιακός χαρακτήρας Davy Jones από την ταινία Οι Πειρατές της Καραϊβικής: Το Σεντούκι του Νεκρού (Pirates of the Caribbean: Dead Man's Chest, 2006) Πλησιάζοντας προς το τέλος της δεκαετίας, μία ακόμα σημαντική ταινία σε ότι αφορά την πορεία των ψηφιακών γραφικών στην έβδομη τέχνη κυκλοφορεί στις κινηματογραφικές αίθουσες. Το 2009, η ταινία του James Cameron Avatar χρησιμοποίησε την τεχνική του performance capture τόσο για την κίνηση των τρισδιάστατων χαρακτήρων όσο και για τις εκφράσεις του προσώπου τους. Οι κινήσεις των ηθοποιών καταγράφονταν από περίπου 140 ψηφιακές κάμερες ενώ μία μικροσκοπική κάμερα προσαρμοσμένη σε κράνος που φορούσαν οι ηθοποιοί χρησιμοποιούταν για την καλύτερη καταγραφή των κινήσεων του προσώπου, των ματιών και του κεφαλιού. Συνολικά, η ζωντανή δράση καταλάμβανε το 40% της ταινίας ενώ το υπόλοιπο 60% ήταν δημιουργημένο με τρισδιάστατα γραφικά. Η ταινία έγινε η πιο επιτυχημένη εισπρακτικά στην ιστορία του κινηματογράφου ενώ κέρδισε το Όσκαρ καλύτερων οπτικών εφέ μεταξύ άλλων. Εικόνα 16. Σκηνή δημιουργημένη με ψηφιακά γραφικά από την ταινία Avatar (2009) 26

27 3. ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΜΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ Η διαδικασία σύνθεσης γραφικών υπολογιστή με πραγματική δράση (live action) εντάσσεται στον ευρύτερο τομέα του ψηφιακού compositing (digital compositing) το οποίο σχετίζεται με την ψηφιακή σύνθεση δύο ή και περισσότερων στοιχείων που έχουν δημιουργηθεί από διαφορετικές πηγές σε μία εικόνα, με σκοπό να δημιουργείται η ψευδαίσθηση ότι αυτά τα στοιχεία είναι μέρος της ίδιας σκηνής. Το ψηφιακό compositing αποτελεί ένα ιδιαίτερα σημαντικό συστατικό στοιχείο του τομέα των οπτικών εφέ καθώς συμβάλλει με καταλυτικό τρόπο στην δημιουργία φανταστικών αλλά ταυτόχρονα αληθοφανών εικόνων και τοπίων. Αρχικά το ψηφιακό compositing επικεντρωνόταν σε πλάνα στα οποία γινόταν χρήση bluescreens και greenscreens. Όμως, καθώς τα γραφικά υπολογιστή (CGI) άρχισαν να γίνονται όλο και πιο φωτορεαλιστικά και να μειώνεται το κόστος παραγωγής τους, επικράτησαν ως ο κύριος τομέας εστίασης του ψηφιακού compositing. 3.1 Matchmoving Η τεχνική matchmoving εντάσσεται στο ευρύτερο πεδίο του ψηφιακού compositing και επιτρέπει την σύνθεση πραγματικών σκηνών και τεχνητών αντικειμένων, με σκοπό την εισαγωγή τρισδιάστατων ψηφιακών μοντέλων που έχουν δημιουργηθεί στον υπολογιστή μέσα σε πραγματικά πλάνα. Προτιμάται για την ακρίβεια που προσφέρει όταν απαιτείται η εισαγωγή τρισδιάστατων μοντέλων σε πραγματικά πλάνα. Η τεχνική του matchmoving βρίσκει εφαρμογή κυρίως στις κινηματογραφικές παραγωγές και πιο συγκεκριμένα στην διαδικασία του post production και τη δημιουργία ειδικών εφέ, στα γυρίσματα σε εικονικά στούντιο (virtual studio) καθώς και στον τομέα της επαυξημένης πραγματικότητας (augmented reality). Με τη συγκεκριμένη τεχνική επιτυγχάνεται η εισαγωγή τρισδιάστατων γραφικών υπολογιστή σε πραγματικά πλάνα με σωστή θέση, κλίμακα, προσανατολισμό και κίνηση σε σχέση με τα πραγματικά αντικείμενα της σκηνής. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η τεχνική του matchmoving να διαδραματίζει ένα πολύ κρίσιμο ρόλο σε σκηνές στις οποίες γίνεται χρήση οπτικών εφέ. Για να επιτευχθεί η ρεαλιστικότερη και πειστικότερη εισαγωγή των ψηφιακών αντικειμένων είναι αναγκαίο να πραγματοποιηθεί ακριβές camera tracking ούτως ώστε να αποφεύγονται φαινόμενα μη συγχρονισμένης κίνησης των τρισδιάστατων μοντέλων μέσα στη σκηνή. Επιπρόσθετα, η σωστή τοποθέτηση των τρισδιάστατων αντικειμένων σε σχέση με το αληθινό περιβάλλον της σκηνής προϋποθέτει την ύπαρξη πληροφοριών σχετικά με την τρισδιάστατη γεωμετρία της σκηνής (Hornung, 2010). Η διαδικασία του matchmoving αποτελείται από δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο τα πραγματικά πλάνα αναλύονται από το εξειδικευμένο πρόγραμμα matchmoving και 27

28 δημιουργείται μία τρισδιάστατη κάμερα η οποία έχει την ίδια κίνηση, εστίαση, προοπτική και γωνία λήψης με την πραγματική κάμερα. Επίσης, το πρόγραμμα κλειδώνει επάνω σε διάφορα σημεία αναφοράς μέσα στη σκηνή και εντοπίζει τη θέση τους στον τρισδιάστατο χώρο. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένα σύνολο από markers (δείκτες) τα οποία είναι σωστά τοποθετημένα στον τρισδιάστατο χώρο της σκηνής και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εισαγωγή και την εναρμόνιση των ψηφιακά δημιουργημένων αντικειμένων με την πραγματική δράση (Wright, 2010). Το σύνολο αυτών των markers αναφέρεται και ως point cloud. Στο δεύτερο στάδιο, η κάμερα που δημιουργήθηκε και το point cloud εισάγονται σε πρόγραμμα τρισδιάστατης σχεδίασης και χρησιμοποιούνται για την σωστή εισαγωγή και τοποθέτηση των τρισδιάστατων μοντέλων. Η διαδικασία του matchmoving μέσα σε ένα εξειδικευμένο πρόγραμμα για αυτό το σκοπό μπορεί να χωριστεί σε δύο βασικά στάδια. Στο στάδιο του 2D tracking (δισδιάστατη ιχνηλάτηση) και στο στάδιο του calibration (βαθμονόμηση) D tracking Το πρώτο βήμα της διαδικασίας του matchmoving το οποίο ονομάζεται 2D tracking (ιχνηλάτηση δισδιάστατων σημείων), σχετίζεται με την ταυτοποίηση σημαντικών σημείωνχαρακτηριστικών της εικόνας με τη βοήθεια ειδικών markers ή αλλιώς tracks (ιχνηλάτες). Τα tracks χρησιμοποιούνται για να υπολογισθεί η κίνηση της κάμερας καθώς και η συνολική τρισδιάστατη κατασκευή της σκηνής. Με αυτό τον τρόπο τα προγράμματα matchmoving κατανοούν τι συμβαίνει μέσα στη σκηνή. Επίσης, λειτουργούν και σαν δισδιάστατα στοιχεία τα οποία βοηθούν στην αναδημιουργία της τρισδιάστατης σκηνής. Η διαδικασία μοιάζει αρκετά με το 2D tracking που χρησιμοποιείται στις τεχνικές του compositing και του rotoscoping με τη διαφορά ότι στο matchmoving το tracking χρησιμοποιείται για να καθοριστεί ο τρισδιάστατος χώρος της σκηνής (Dobbert, 2005). Το στάδιο της ιχνηλάτησης ενός αντικειμένου (motion tracking) σε μια ακολουθία εικόνων αφορά στον εντοπισμό της θέσης του αντικείμενου, μέσα σε μια συγκεκριμένη περιοχή ενδιαφέροντος (search area), σε κάθε εικόνα της ακολουθίας. Τα προγράμματα matchmoving χρειάζονται ειδικά σημεία, των οποίων την κίνηση θα παρακολουθούν σε όλη την διάρκεια της κίνησης της κάμερας, ώστε να μπορέσουν να αποδώσουν τη λύση. Τα σημεία αυτά ονομάζονται special markers ή tracks. Επιλέγοντας λοιπόν ένα σημείο στην ακολουθία των εικόνων, το πρόγραμμα ακολουθεί την μετατόπιση του σημείου αυτού, κατά τη διάρκεια όλης της σκηνής, με το να ιχνηλατεί την μετατόπιση του σε κάθε μια ξεχωριστή διαδοχική εικόνα. Ένα 2D track αντιλαμβάνεται τη θέση του αντικειμένου με βάση τις συντεταγμένες X, Y οι οποίες αντιπροσωπεύονται από έναν αριθμό pixels. 28

29 Ένα δισδιάστατο track απαρτίζεται από τρία σημεία. Το center point, την pattern area και την search area.το center point είναι το ακριβές σημείο που θα πραγματοποιηθεί το tracking και βρίσκεται στο κέντρο της περιοχής ανίχνευσης. Η pattern area αποτελεί την συγκεκριμένη περιοχή ανίχνευσης ενώ η search area αντιπροσωπεύει την περιοχή ανίχνευσης που το πρόγραμμα θα ψάξει αμέσως μετά (Dobbert, 2005). Σε ένα αντικείμενο το οποίο επιλέγεται για την διαδικασία του tracking καθορίζονται κάποια προφίλ αναφοράς χαρακτηριστικά (features) που είναι συνήθως κάποια πολύ φωτεινά ή σκοτεινά σημεία, γωνίες ή άκρες ανάλογα με τον εκάστοτε αλγόριθμο αναζήτησης. Τα δεδομένα που προκύπτουν μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για να υπολογιστεί η δισδιάστατη τροχιά κίνησης του αντικείμενου είτε για να γίνουν υπολογισμοί που αφορούν την κίνηση της κάμερας στον τρισδιάστατο χώρο και την θέση των διαφόρων αντικειμένων στη σκηνή. Ο καθορισμός των προφίλ αναφοράς και η ιχνηλάτηση μπορεί να γίνει είτε αυτόματα (automatic tracking) από τον ίδιο τον αλγόριθμο, είτε από το χρήστη (interactive tracking). Στην περίπτωση του αυτόματου tracking το ίδιο το πρόγραμμα ανιχνεύει έναν μεγάλο αριθμό σημείων και ακολουθεί την πορεία τους σε μία ακολουθία εικόνων. Στην περίπτωση που η ιχνηλάτηση γίνεται από το χρήστη τότε ο ίδιος πρέπει να επιλέξει τα σημεία και να ακολουθήσει χειροκίνητα την τροχιά τους. Η λύση του χειροκίνητου tracking μειονεκτεί στο γεγονός ότι ο χρήστης μπορεί να ακολουθήσει λιγότερα σημεία και με λιγότερη ακρίβεια. Εικόνα 17. Παράδειγμα σημείων που προκύπτουν από τη διαδικασία του tracking 29

30 Τα σημεία που επιλέγονται για την διαδικασία του 2D tracking θα πρέπει να είναι εντελώς ακίνητα και να μην βρίσκονται πίσω από άλλα αντικείμενα γιατί τα προγράμματα matchmoving πιθανότατα θα επηρεαστούν αρνητικά και θα δώσουν εσφαλμένες πληροφορίες. Τα πιο κατάλληλα σημεία προς επιλογή είναι οι γωνίες των αντικειμένων που υπάρχουν σε μία σκηνή καθώς τα προγράμματα matchmoving «κλειδώνουν» πιο εύκολα σε αυτά. Επιπρόσθετα, τα σημεία που επιλέγονται θα πρέπει να βρίσκονται σε διαφορετικά ύψη, πλάτη και βάθη έτσι ώστε να εκμεταλλεύονται όσο περισσότερο από το χώρο της σκηνής είναι εφικτό. Εξ ίσου σημαντικό είναι το 2D tracking να πραγματοποιείται σε εικόνες υψηλής ευκρίνειας για την ακριβέστερη ιχνηλάτηση των σημείων D calibration (solving) Το δισδιάστατο tracking παρέχει τα στοιχεία - πληροφορίες, όμως η διαδικασία του calibration (βαθμονόμηση) παρέχει τη λύση. Η βαθμονόμηση ή επίλυση (solving) της κάμερας σημαίνει ότι έχουμε πλέον προσδιορίσει όλα τα χαρακτηριστικά της κάμερας όπως τη θέση, την περιστροφή, την εστιακή της απόσταση καθώς και τη θέση των διάφορων αντικειμένων στη σκηνή. Πλέον το πρόγραμμα που πραγματοποιεί το matchmoving έχει συγκεντρώσει τις δισδιάστατες πληροφορίες και σειρά παίρνει η διαδικασία του calibration.(dobbert, 2005) Τα προγράμματα matchmoving είναι σχεδιασμένα να παίρνουν δισδιάστατες πληροφορίες από μία ακολουθία εικόνων (image sequence) και κατόπιν να αναπαράγουν την κίνηση της κάμερας με βάση αυτές τις πληροφορίες. Ο σκοπός του calibration είναι διπλός. Αφενός να αναπαραχθεί μία τρισδιάστατη κάμερα η οποία να είναι πανομοιότυπη με την αληθινή και αφετέρου η εύρεση της τρισδιάστατης θέσης των δισδιάστατων tracks στην σκηνή. Στην πλειοψηφία τους, τα προγράμματα matchmoving εκτελούν αυτόματα τη διαδικασία του calibration. Το πρόγραμμα αναλύει το δισδιάστατο tracking που πραγματοποιήθηκε στο προηγούμενο στάδιο και δημιουργεί μία κάμερα η οποία ταιριάζει απόλυτα με την πραγματική. Επιπρόσθετα, δημιουργεί τρισδιάστατα markers τα οποία αναπαριστούν τα δισδιάστατα σημεία που ιχνηλατήθηκαν κατά τη διαδικασία του tracking. Στο ξεκίνημα της διαδικασίας το πρόγραμμα σαρώνει τα διαθέσιμα δισδιάστατα tracks και κάνει μια προσεκτική εξέταση με σκοπό να αποφασίσει ποια καρέ (frames) θα χρησιμοποιηθούν ως σημείο εκκίνησης. Αυτά τα καρέ που ονομάζονται initial frames βαθμονομούνται και χρησιμοποιούνται για να δημιουργηθούν μια κάμερα και κάποια null points. Αυτή η μικροβαθμονόμηση γίνεται η βάση για όλη τη διαδικασία μέχρι την τελική επίλυση. Το πρόγραμμα αρχίζει να προσθέτει όλο και περισσότερα καρέ στην αρχική βαθμονόμηση κάνοντας παράλληλα κάποιες μικρές προσαρμογές στην συνολική επίλυση. Στο τελευταίο βήμα,το λογισμικό προσθέτει όλα τα ενδιάμεσα frames στην επίλυση. Με 30