Content Oriented Web
Make great presentations, longreads, and landing pages, as well as photo stories, blogs, lookbooks, and all other kinds of content oriented projects.
Блог xyz school

Как устроены виртуальные камеры

И как их применяют в играх и кино.

Наше восприятие игр во много зависит от того, под каким углом мы на них смотрим. Равно как и в кино, камера в играх — важный инструмент визуального повествования.

Разбираемся, как работа с виртуальными камерами сближает две индустрии, какую роль в этом играют современные движки и почему виртуальный продакшен окончательно размыл границу между производством игр и кино.

Автор: Николай Кубрак
По законам кино

Глобально игровые камеры делят на три типа: с видом от первого лица, с видом от третьего лица с фиксированные углом съёмки, и с видом от третьего лица с динамичным углом съёмки. Все остальные классификации вытекают из этой: камера с видом от третьего лица может располагаться сбоку (как в платформерах и файтингах), сверху (как в некоторых RPG и стратегиях) или динамично перемещаться, сменяя ракурсы.

К моменту зарождения видеоигр базовые законы визуального повествования уже оформились в кинематографе. Логично, что игры унаследовали основные приёмы работы с камерой и остановились на уже знакомых зрителям ракурсах и приёмах.
Разработчики регулярно ориентируются на традиционные приёмы кино: широкоугольный кадр показывает, насколько ваш персонаж мал и незначителен в окружающем его мире, а близкое к герою расположение камеры вызывает ощущение клаустрофобии. С помощью ракурсов легко заставить игрока сопереживать персонажу — это безотказно работает в играх от первого лица или в тех, где камера располагается как можно плотнее к спине героя.

Именно этот приём делает сражения с зомби в The Last Of Us и ремейках Resident Evil такими пугающими. Чем камера ближе, тем вы сильнее ассоциируете себя с персонажем.
Shadow of the Colossus тоже управляет чувствами игрока при помощи сугубо киношных трюков: чтобы показать масштаб монстров камера снимает общие планы снизу и всегда захватывает несколько персонажей или объектов. Зритель всегда может соотносить гигантов с размерами зданий и совсем уж крохотными относительно всего протагонистами. Этот приём регулярно используют при съёмках фильмов франшиз «Годзилла» и «Кинг-Конг».
Когда игрок выполняет некое действие, камера часто перемещается относительно стандартного положения, меняет ракурс или фокусируется на объекте. Обычно это случается, когда в игровом процессе происходит изменение — например, протагонист пересаживается на транспорт или вступает в бой. В этом случае ракурс меняется так, чтобы захватить больше пространств вокруг и не нарушить при этом правило третей, на которое всегда ориентируются разработчики.

Например, в LA Noir ракурсы меняются в зависимости от повествования, явно наследуя приёмы Мартина Скорсезе и других классиков криминального кино. Особенный акцент здесь на монтаже, где в экшн-сценах общие планы часто сменяются крупными.
Перспектива бывает разной в зависимости от целей: например, сражениям на реакцию из игр From Software подойдут крупные планы, тогда как битвам с большим количеством врагов лучше подойдёт широкий кадр, — как в Devil May Cry или Assassin's Creed.

В то же время общие планы и плавное перемещение камеры всегда идёт на пользу «симуляторам ходьбы», в которых нужно исследовать мир — например, Journey.
Динамическая камера со сменой расстояний и ракурсов подстраивается под геймплей и помогает ему раскрыться. Например, в серии игр о Бэтмене от Rocksteady: в узких пространствах камера располагается ближе к герою, в эпизодах на крышах зданий открывается широкий общий план, а в Arkham Asylum есть даже есть сцены в двухмерном пространстве.
В последней God Of War камера тоже динамична и максимально приближена к Кратосу. В экшен-сценах камера перемещается резко и порой по неожиданным траекториям.
Максимально разнообразно как динамичную, так и статичную камеру от третьего лица используют разработчики Quantic Dream. Выпуская своего рода интерактивное кино, они охотнее остальных берут на вооружение традиционные приёмы кинематографа.
Совсем иначе, в отличие от динамичных игр, широкоугольный кадр работает в стратегиях и RPG. В них, как правило, применяется ракурс с видом сверху — мы будто бы смотрим на мир с точки зрения «бога» и управляем всем, что происходит внизу. Такое положение камеры позволяет игроку следить за множеством событий сразу.
Как современные движки упростили работу с камерами

Работа с камерой в играх во многом сложнее, чем в кино. В отличие от режиссёра, разработчик не может предсказать, где герой окажется в следующую секунду. Во многом поэтому камеры в играх почти всегда будто бы привязаны к протагонисту — так проще управлять геймплеем и плавно сменять ракурсы.

У камеры есть семь степеней свободы: тангаж (угловые движения относительно горизонтальной оси), рыскание (угловые движения относительно вертикальной оси), крен, расстояние от персонажа, смещение по двум осям и угол обзора. Левел-дизайнер должен постоянно учитывать эти условия и продумывать все тонкости взаимодействия камеры с окружающим миром.
Особенная сложность — препятствия. Они не должны заслонять персонажа от камеры, окружающие вещи не должна мешать обзору, а попадание камеры внутрь препятствия — это едва ли ни самая стыдная ошибка для современных разработчиков.

Сегодня избежать таких проблем стало чуть проще, — благодаря современным движкам Unity и Unreal Engine 4. В них взаимодействие пользователя с камерой предельно автоматизировано, поэтому больше нет необходимости в написании сложных скриптов и расчётов с предсказанием расположения камеры.

Например, в Unity есть специальный набор инструментов под названием Cinemachine, который используется для управления игровыми камерами, синематики и создания кат-сцен. С его помощью можно создавать виртуальную камеру — по сути это не камера, а некий инструмент, выполняющий функцию оператора. Благодаря Cinemachine пользователь Unity может без единой строчки кода выполнять сложные манипуляции с камерой: «привязывать» её к объекту, вращать вокруг своей оси или передвигать по заданной траектории.
Cinemachine позволяет создавать несколько таких виртуальных камер. В любой момент можно перенести главную камеру в одну из виртуальных с помощью компонента Cinemachine Brain. Это очень удобно: можно заранее расставить несколько камер по пути движения главного героя и постепенно менять ракурсы парой кликов. Спасает Unity и от попадания камеры внутрь предметов или за пределы карты — расширение Cinemachine Confiner ограничивает движение камеры в заданной пользователем области.

Похожим образом это работает и в Unreal Engine 4. С помощью его компонента Camera можно создавать виртуальные камеры, настраивать на них перспективу и соотношение сторон. Камеры можно прикреплять к любым «пешкам» (pawn — будущим игровым персонажам) и переключаться между ними.

Ещё одна важная особенность — наличие компонента Spring Arm Component, который заставляет камеру следовать за движениями тела персонажа, — то есть опускаться и вставать вместе с ним, отдаляться и приближаться, когда это необходимо. Управлять камерой и корректировать её настройки можно на всех этапах производства. А процесс моделирования упрощает CineTracer — в этом симуляторе есть все необходимые кинематографические инструменты и элементы, с помощью которых можно схематично собрать сцену.
Виртуальный продакшн

Возможность управлять камерой фактически вручную значительно упростило производство и двинуло его в новую сторону — виртуальный продакшн. Благодаря инструментам Unity и Unreal Engine 4 и специализированной технике, сейчас работать с виртуальной камерой может даже человек без специальных навыков.

Сегодня в реальном времени можно отслеживать виртуальную камеру с помощью реальной камеры, которой вы можете управлять. По большому счёту, процесс превращается в традиционные киносъёмки, только внутри смешанной реальности. Подобная технология уже применялась при создании некоторых голливудских блокбастеров и сериала «Мандалорец», о чём мы уже подробно рассказывали в отдельном материале.
С играми всё происходит аналогично — та же God of War создавалась при помощи смешанной реальности, — виртуальную камеру приводило в движение оборудование в руках оператора.

Простой и относительно дешёвый способ — соединить контроллер Vive с гиростабилизатором или стедикамом, и с помощью него менять движения виртуальной камеры внутри готовой сцены. Более дорогой и профессиональный вариант — адаптировать съёмочное пространство для работы в виртуальной реальности и собрать реальный аналог виртуальной камеры с контроллером, стабилизатором и монитором. Как именно это сделать, подробно объясняет оператор и разработчик программного обеспечения Мэтт Уоркман в нескольких видео на своём YouTube-канале.
Итоговый результат выглядит впечатляюще — Мэтт работает как обычный кинооператор, «снимая» пустоту внутри хромакея. Но за столь удобным способом настройки камер в игре стоит длительная подготовка, а также умение обращаться со специализированной техникой и программным обеспечением.
В недавнем тексте для 80.lv Уоркман вкратце объяснил, как начать работу с камерой в смешанном пространстве. Для управления виртуальной камерой можно использовать Virtual Camera Plugin в UE4, установленный на iPad, или пользоваться контроллером HTC Vive, подключённым к реальной камере. Из UE4 можно взять любую созданную сцену и, настроив на инструменте отслеживание, записать необходимый материал с любых ракурсов. При должном мастерстве можно сразу же получить конечный продукт без дополнительного редактирования.

Очевидное преимущество виртуального продакшна — реалистичность движений камеры и возможность снимать с таких ракурсов, которые непросто настроить классическими методами. Управление мышкой ограничивает движение камеры, поэтому оператор использует контроллер Vive, полностью передающий все малейшие движения. С его же помощью можно настроить зум и фокус.
Во время съёмки необязательно использовать контроллер Vive, можно поэкспериментировать с другой аппаратурой. Например, в одном из видео Уоркман управлял виртуальной камерой с помощью контроллера Xbox.
Важно правильно расположить датчики, подготовить сцену и разобраться заранее со всеми настройками CineTracer. Сразу снять человека внутри готового виртуального пространства вряд ли получится — для начала стоит хорошо научиться работать в UE4 и изучить Motion Capture. Помимо реалистичного фона (3D-рендер в реальном времени), нужно настроить освещение и разобраться в композитинге.

После экспериментов с виртуальными камерами Мэтт Уоркман тоже заразился идеей создать нечто подобное «Мандалорцу» или God of War, при создании которых активно использовался виртуальный продакшн. Он мечтает снять короткометражку в духе сериала «Любовь, смерть и роботы», только с живыми людьми внутри CG-локаций.
В сочетании с Motion Capture виртуальная камера делает производство игр максимально приближенным к съёмкам кино: всё тот же хромакей, тот же виртуальный продакшн и те же взаимодействия между съёмочной группой. В работе с камерой игры много почерпнули из кино, но в итоге привнесли в процесс столько новшеств, что теперь сам кинематограф обращается к опыту игровой индустрии.
Понравилась статья?
Хочешь получать лучшие статьи
от XyZ раз в неделю?
Подпишись на рассылку XyZ
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с условиями обработки данных