پویانمایی رایانه ای؛ هنر ساخت تصاویر متحرک

پویانمایی یا انیمیشن کامپیوتری بیشتر به وسیلهٔ گرافیک 3بعدی رایانه ساخته می‌شود، هرچند که از گرافیک 2 بعدی رایانه هم هنوز به طور وسیع برای کارهای کم حجم و رندرینگ بی‌درنگ سریع استفاده می‌شود. با آسمونی همراه باشید تا بیشتر با این حرفه آشنا شوید.

پویانمایی رایانه ای چیست؟

گاهی هدف پویانمایی خود رایانه‌است ولی گاهی هم هدف رسانه دیگری است، مانند فیلم. همچنین از آن به عنوان یک سی‌جی‌آی (تصورات ساختهٔ رایانه یا پندار ساختهٔ رایانه) یاد می‌شود، به ویژه هنگامی که از آن در فیلم‌ها استفاده می‌شود. برای اینکه تصور حرکت تصاویر ثابت ایجاد شود، تصاویر ثابت پشت سر هم به نمایش در می‌آیند. به این صورت که یک تصویر روی صفحهٔ رایانه یا تلویزیون یا پرده سینما نمایش می‌یابد و سپس فوراً با یک تصویر تازه که شبیه به تصویر پیشین است ولی کمی با آن تفاوت دارد، جایگزین می‌شود. این همان تکنیکی است که در تلویزیون و فیلم از آن استفاده می‌شود.

پویانمایی رایانه‌ای جانشین دیجیتالی (ارقامی) بی چون و چرای هنر پویانمایی حرکتِ ثابت (stop motion) مدلهای 3بعدی و فریم (قاب) به فریم تصاویر 2بعدی است. برای پویانمایی‌های 3بعدی، اشیاء (مدل‌ها) روی مانیتور رایانه ساخته (مدل‌سازی) می‌شوند و پیکرهای 3بعدی به یک اسکلت مجازی مجهز می‌شوند.

برای متحرک کردن پیکرهای 2بعدی، از اشیاء (تصاویر) جدا و لایه‌های شفاف جدا استفاده می‌شود، با یا بدون اسکلت مجازی. سپس، دست و پا، چشم‌ها، دهان، لباس و دیگر اجزای پیکر، به وسیلهٔ انیماتور در فریم‌های کلیدی جابجا می‌شوند. تفاوت‌های ظاهری بین فریم‌های کلیدی، به صورت خودکار توسط رایانه در فرایندی مشهور به تویینینگ (tweening) یا مورفینگ (morphing) محاسبه می‌شود. در پایان، پویانمایی رندر(render) می‌شود.

در پویانمایی‌های 3بعدی، همهٔ فریم‌ها باید پس از اینکه مدل‌سازی پایان یافت ارائه شوند. در پویانمایی‌های 2بعدی برداری، فرایند رندرینگ فریم کلیدی فرایند تصویرسازی است، درحالی‌که فریم‌های میانی (بینی) چنانکه لازم باشند رندر می‌شوند. برای نمایش‌های از پیش ضبط شده، فریم‌های رندر شده، به یک فرمت یا رسانهٔ دیگر مانند فیلم یا تصویر دیجیتال منتقل می‌شوند.

انواع پویانمایی رایانه‌ای

بر اساس کاربرد، نوع و شکل نمایش و مشخصات تکنیکی، برای پویانمایی‌های رایانه‌ای فرمت‌ها و انواع زیر را می‌توان قائل شد:

پویانمایی‌های 2 بعدی فلش (flash animation)

این پویانمایی‌ها که معمولاً به صورت فایلهایی با پسوند swf ذخیره می‌شوند، برای پخش نیازمند نرم‌افزار خاص خود می‌باشند. به دلیل سادگی در تولید و حجم کوچک فایل بسیاری از پدید آورندگان پویانمایی‌های دوبعدی و نیز سازندگان تبلیغات اینترنتی، این نوع پویانمایی را ترجیح می‌دهند.

پویانمایی‌های فلش، بجای ذخیره کردن تصویر، اطلاعات برداری (vector) را ذخیره نموده و طی برنامه زمان‌بندی طراحی شده توسط انیماتور، در زمان پخش آن را ترسیم می‌نماید. در پویانمایی‌های فلش، تصاویر و رنگها معمولاً تخت و فاقد جلوه‌های 3بعدی و رنگهای متنوع هستند. این مشخصه (که گاهی با دقت و تلاش انیماتور غیرقابل تشخیص می‌شود) گاهی به عنوان یک مزیت و گاه نیز به عنوان یک محدودیت برای اینگونه پویانمایی‌ها شمرده می‌شوند.

پویانمایی‌های 2 بعدی فلت (flat)

این پویانمایی‌ها، در حقیقت تعداد معینی تصویرهای (raster) است که با سرعت معینی پشت سر هم نمایش داده می‌شوند. مشهورترین فرمت فایلهای فلت (gif) است. به دلیل حجم بسیار زیاد، این فرمت‌ها به دلیل عدم محدودیت در رنگ و شکلها، گاهی برای جلوه‌های کوتاه مدت و تکراری (reciprocating short motion) در صفحات وب بکار می‌رود.

پویانمایی‌های فلت 2 بعدی دارای کاربرد فراوانی در تولید فیلم‌های پویانمایی دارند. در حقیقت تمام آنچه روی صفحهٔ نمایشگرها تماشا می‌کنیم، پویانمایی‌های 2 بعدی فلت هستند. در تولید پویانمایی‌های 2بعدی فلت، فریم‌های کلیدی و فریم‌های میانی همچنان نقش مهمی دارند؛ که پهلوانان و رنگ عشق از جمله این دسته از پویانمایی‌های رایانه‌ای می‌باشد.

پویانمایی‌های 3 بعدی فلت

با گسترش توانایی‌های رایانه‌ها و نمایشگرهای مدرن، نرم‌افزارها و انیماتورها قادر شدند تا سایه روشنهایی با دقت و تفکیک بسیار بالا تولید کنند.

تلفیق این توانایی با نرم‌افزارهایی که اشیاء و صحنه‌ها را در آنها می‌توان به صورت مدل 3 بعدی ترسیم نمود، عملاً نسل جدیدی از پویانمایی را ایجاد نمود که در تولید آنها نیازی به فریم نیست و همهٔ کارها توسط نرم‌افزار انجام می‌شود. پویانمایی‌های 3 بعدی فلت به دلیل بالا بودن دقت سایه روشن‌ها، زوایا و پرسپکتیو در تصویر بسیار شبیه تصاویر دنیای حقیقی می‌باشند.

پویانمایی‌های 3 بعدی مجازی

از آنجا که مغز توانایی دارد که با تلفیق تصویر دریافت شده از دو چشم و همپوشانی آنها عمق را در فضا درک نماید، می‌توان با نشان دادن دو تصویر همزمان به هر یک از چشمها، محیط 3بعدی را در مغز شبیه‌سازی نمود. برای اینکار، سازنده، تصویر 3بعدی مورد نظر را از 2 نقطه دید (که حدود 6 سانتیمتر با هم فاصله داشته باشند) ضبط می‌نماید و نمایش می‌دهد.

به این ترتیب، تماشاگر با کمک ابزار خاصی که قادر است این دو تصویر را برای هر چشم بطور جداگانه نمایش دهد، تصویر را بصورت کاملاً 3بعدی می‌بیند. سالن‌های نمایش سینمایی 3 بعدی مثالی از این تصاویر می‌باشند. عمق این تصاویر گاه چنان است که بیننده احساس می‌کند قادر است اشیا را لمس نماید.

پویانمایی‌های 3بعدی حقیقت مجازی

از این نوع پویانمایی در سطح گسترده‌ای برای بازی‌های رایانه‌ای استفاده می‌شود. با ذخیره شدن مدل 3بعدی فضاها و اشیاء، رایانه در زمان نمایش تصویر مورد نیاز را آنی محاسبه و ترسیم می‌کند. از این تکنیک همچنین برای آموزش خلبانان و مانند آن نیز استفاده می‌شود.

تفاوت پویانمایی‌های حقیقت مجازی با تصاویر 3بعدی مجازی، در این است که در حقیقت مجازی، هیچ حرکت و واکنشی از قبل خلق نشده و صرفاً بر اساس واکنش یا دستور تماشاگر تصویر خلق می‌شود و این تصور ایجاد می‌شود که بیننده در فضایی مجازی در حال حرکت است.

پویانمایی‌های تلفیقی

در این پویانمایی‌ها که کاربرد فراوانی در صنعت فیلم سازی دارند، بخشی از تصاویر واقعی بوده (از صحنه‌های واقعی تصویر برداری می‌شوند) و تنها بخشی از تصویر به کمک نرم‌افزار به آن اضافه می‌شود. جلوه‌های ویژه سینمایی از فراوان‌ترین مثالهای این پویانمایی‌ها می‌باشند.

خطرات و مشکلات تصویر سازی صحنه‌هایی مانند آتش‌سوزی، انفجار و... کاربرد این پویانمایی را برای تولید کنندگان بسیار جذاب نموده‌است.افسانه گل نور، هفت رنگ و فرزندان آفتاب نمونه‌هایی از این گروه می‌باشند.