[CG Tarian] Онлайн курс - CG generalist. 2020 (Вадим Беседин)

CG Generalist – это человек, разбирающейся во многих областях компьютерной графики, включая знания не только в сфере 2D и 3D графики, но так же и работу с отснятым материалом, видео, фото и работу в разных других сферах, напрямую или косвенно связанных с CG (Computer Graphics – Компьютерная графика).

Вступление в мир компьютерной графики
В начале курса мы узнаем, кто такой CG Generalist, что он должен знать и уметь, получим фундаментальные знания по компьютерной графике и ознакомимся с такими параметрами изображений и видео:

• разрешение - пиксели, мегапиксели, SD, HD, FULL HD
• цветовые каналы RGB и CMYK
• цветовые системы PAL и NTSC
• форматы изображений и видео
• компрессия картинок и видео
• частота кадров
• видео кодеки

Так же мы освоим основы работы в программе Photoshop, изучив основные инструменты и операции обработки изображений и выполнив несколько практических заданий. После чего вы легко сможете убирать и добавлять людей и объекты на фотографиях, делать цветокоррекцию и фотомонтаж изображений.

Добро пожаловать в мир 3D
Начиная со второй недели обучения мы приступим к уверенному освоению мира 3D графики, композитинга, постобработки, озвучки и монтажа. На базе программ Autodesk MAYA, MUDBOX и Adobe Photoshop, PF Track, NUKE X вы познаете и примените на практике без малого все аспекты работы с 3D графикой и создания финального 3D видео клипа.

Онлайн курс CG generalist включает в себя глубокое практическое изучение основ 3D - полигональное и нурбс моделирование, создание текстур, материалов и шейдеров, работу с камерами и освещением, риггинг, анимацию, рендеринг, используя ARNOLD рендерер и многое другое, что напрямую и косвенно связано с 2D, 3D и компьютерной графикой в целом.

Полигональное моделирование
Начнём мы с поиска чертежей самолётов (космических кораблей или другой техники, которую вы решите моделировать на данном курсе). Перед началом создания нашего объекта мы освоим основы, принципы и основные инструменты полигонального моделирования. Далее подготовим и импортируем чертежи нашего объекта в программу MAYA, создадим её 3D контуры, после чего инструментами полигонального моделирования создадим 3D модель самолёта (или модель другой техники).

Векторная графика
Далее нам предстоит создание текстур и материалов самолёта. Для этого кроме обычной раскраски нам будут нужны ещё и наклейки, эмблемы, номера, надписи и символы. Всё это мы создадим в программе Corel DRAW и заодно освоим работу с векторной графикой и основные инструменты данной программы.

Создание UV (ЮВи) развёрток
Для корректного отображения текстур и материалов на нашем самолёте мы создадим его UV (ЮВи) развёртку или другими словами сетку поверхности модели на координатной плоскости, что-то похожее на чистку апельсина и раскладывание кусочков его круглой кожуры на плоском столе. Мы изучим UV инструменты и узнаем, как они работают и какие из них применять в том или ином случае. Также мы воспользуемся удобным инструментом Ninja Dojo для точного подгона масштабов разных кусков UV сетки.

Создание материалов, текстур и шейдеров
3D графика состоит из многих элементов и следующим этапом после подготовки модели будет создание её окраски, её материалов, а это текстуры и шейдеры. Мы освоим процессы создания текстур, используя два отличных инструмента Photoshop и Mudbox. Кроме создания самих текстур мы узнаем из каких каналов состоят шейдеры, для того чтобы из них можно было делать качественные материалы для 3D поверхностей. Мы также подробно рассмотрим свойства разных реальных материалов (стекло, дерево, металл, пластик, др.), чтобы знать, как они реагируют со светом и как их воссоздать в CG. Все эти знания мы применим при создании текстур цвета, гладкости, рельефа, смещения и других каналов шейдеров и свойств материалов.

Анимация
Анимация это искусство, требующее отдельного курса, но и на курсе CG generalist мы ознакомимся с инструментами создания анимации, также создадим несколько анимаций простых объектов.

CG genaralist‘ам важно знать как создаётся анимация, как замедлять и ускорять объекты в движении, как создавать и редактировать анимационные ключи и анимационные кривые в Graph Editor, добиваясь нужных результатов в движении объектов. Также мы рассмотрим альтернативные методы создания анимации при помощи выражений (expressions), анимационных путей и деформеров. А полученные навыки мы применим при создании анимации самолёта (или другой техники) далее по курсу.

Риггинг персонажа
Если в сцене должны присутствовать объекты или персонажи, которые по сценарию двигаются, это значит что в большинстве случаев для создания этих движений нам будут нужны системы управлений персонажами или объектами - создание таких систем называется риггинг.
Для начала мы рассмотрим, что такое риггинг, из чего состоят объекты и персонажи, какие инструменты (суставы, ИК рукоятки, привязки и др.) используются для создания ригов. Мы сами создадим простой риг персонажа, начав со скелета и подключив его к ИК рукояткам, выражениям, контрольным объектам, и настроим силу влияния суставов и костей на деформацию персонажа.

Камеры, фотография, HDRI и панорамы
До этого момента мы изучали только компьютерную графику, но то что мы видим в кино, по телевидению и в интернете, состоит не только из компьютерной графики, обычно это сочетание отснятого видео или киноматериала, фотографий и, конечно же, звука. Дженералистам положено знать, как устроены камеры, фотоаппараты, как влияют на результат их различные настройки, и какими базовыми навыками необходимо обладать для работы со звуком. После рассмотрения этих и других тем вы научитесь делать различные виды художественной съёмки, ночные виды со световыми линиями от фар автомобилей, виды с размытым фоном или наоборот размытым передним планом, чёткую и резкую спортивную фотографию и многое другое.
Также мы рассмотрим инструменты и технику создания панорамных фотографий и HDR картинок (High Dynamic Range – Высокий Динамический Диапазон) для последующего их использования в программах виртуальной реальности и в 3D сценах в качестве фона и карт освещения (HDRI Lighting – HDRI освещение).

Риггинг самолёта
Ранее по программе курса мы начали изучение риггинга и создали простой риг персонажа. Теперь мы готовы взяться за риг нашего самолёта (или другой техники). Мы создадим удобную систему управления, которая вдобавок ко всем удобствам также будет оснащена системой автоматизации анимации, что позволит нам (или аниматорам) в дальнейшем легко создавать красивую, качественную и правдоподобную анимацию. Управление положением и его ориентацией в пространстве мы будем осуществлять вручную, а вот вращение винта, турбулентная тряска самолёта, реакция шасси на поверхность грунта при взлёте и посадке – всё это будет автоматизировано, что значительно облегчит нашу работу или работу аниматоров при дальнейшем создании анимации.
Также мы сделаем системы управления крыльями (закрылками и элеронами), хвостом (рулём высоты и рулём направления) и систему уборки и выпуска шасси. Мы будем использовать также инструменты, которыми пользовались ранее при риггинге персонажа, а также рассмотрим и применим новые инструменты, привязки (Constraints), соединения (Connections) и выражения (Expressions). В итоге получим отличный и удобный риг самолёта (или другой техники).

3D Трекинг камеры
Если нам нужно вживить CG/3D объекты в реальную съёмку, мы должны знать, какая использовалась камера при реальной съёмке, каким было фокусное расстояние объектива, где находилась камера относительно других объектов в сцене и как она двигалась. Только зная все эти параметры, мы сможем воссоздать движение реальной камеры и повторить его виртуальной камерой, получив при этом идентичное движение CG/3D объектов в кадре. И всё это называется трекинг или 3D трекинг камеры.
На курсе CG generalist на основе программ PF Track и Autodesk Matchmover мы освоим технику и нюансы трекинга, узнаем, что важно для получения хорошего трекинг результата, за что отвечают те или иные настройки трекинг программ, какую информацию о камере и съемке нам важно получить ещё до начала трекинга и как найти недостающую информацию, как делать 3D трекинг автоматически и вручную, а также как полученную камеру экспортировать из программы трекинга и импортировать в программу MAYA для дальнейшей работы.

3D лепка или скульптинг (3D Sculpting)
Подойдя к данному этапу курса, мы уже будем довольно хорошо разбираться в полигональном моделировании, поэтому настал момент познакомиться ещё с одним способом создания 3D объектов - 3D скульптингом. Это очень органичный и интуитивно понятный процесс моделирования, примерно такой же как лепка из пластилина или глины.
Данный способ очень хорошо подходит для создания любых органических 3д объектов, так как сам процесс моделирования исключает математические точности и грани с прямыми углами. Конечно, лепкой можно создать и угловатую модель трансформера и модель смартфона, но вся прелесть лепки раскрывается при создании живых творений и органических вещей – людей, животных, насекомых, фантастических существ, гор, камней, деревьев, других созданий природы.
Мы с вами освоим основы 3д скульптинга, создав первичный объект в программе MAYA и импортировав его в программу Mudbox, мы придадим ему нужные формы, сформируем рельеф и неровности. В процессе создания этого объекта мы рассмотрим основные инструменты скульптига, их настройки и параметры, технику лепки и детализации 3D объектов. После чего у нас будет два способа перенести готовую модель из Mudbox обратно в MAYA:

1. Экспортировать высокополигональную модель из Mudbox в MAYA.
2. Экспортировать карту смещения (Displacement Map) с высокополигональной модели из Mudbox и применить её на низкополигональную модель в MAYA.

У обоих способов есть свои плюсы и минусы, мы их также рассмотрим на курсе.

Анимация самолётов
У нас готова модель самолёта, также готов риг (система управления самолётом), имеется отснятый материал, в который мы будем вживлять наш самолёт, также мы сделали 3д трекинг и знаем нужные параметры камеры, которая применялась при съёмке, и как она двигалась. Теперь мы смело можем приступить к анимации нескольких самолётов. Мы создадим сцену, в которую импортируем полученную из программы PF Track 3д камеру, импортируем несколько самолётов, подгоним их масштаб к масштабу сцены, разместим их в сцене согласно нашему сценарию и создадим их анимацию, выполнив основные действия вручную, а второстепенные действия мы анимируем при помощи тех автофункций, которые мы заложили в риг самолёта, таким образом получим полноценную анимационную сцену.
Полученный после выполнения такой анимационной практики опыт будет полезен и при создании любых других анимаций объектов и техники. Это могут быть автомобили, роботы, космические корабли и другие объекты. Изученная нами техника создания анимации, принципы и инструменты применимы и к другим объектам.

Частицы и жидкости (Particle and Fluids)
Уже на данном этапе, учитывая сколько мы сделали к этому моменту, мы можем уверенно называть себя CG generalist’ами (СиДжи дженералистами). Это хорошо, но мы пойдём ещё дальше и освоим создание визуальных эффектов на основе частиц и жидкостей в программе MAYA. Мы узнаем, что такое излучатели (Emitters), контейнеры жидкости (Fluids Containers), силовые поля (Force Fields), их параметры плотности, прозрачности, шума, объёма и другие, а также как они настраиваются. Узнаем, как прикрепить эффекты к уже анимированным и движущимся самолётам. В итоге создадим дым, выходящий из выхлопных труб самолётов, что в свою очередь ещё больше увеличит правдоподобность нашей сцены.

3D источники света и создание освещения
Модель, камера, фон, анимация, эффекты и многое другое уже готово. Настало время изучить различные 3D источники освещения их свойства, параметры, как они работают и где они применимы. Мы рассмотрим все имеющиеся источники света в программе MAYA и в рендер движке ARNOLD, а также частично Mental Ray – Ambient Light, Directional Light, Point Light, Spot Light, Area Light, Volume Light, Image Based Lighting (IBL), Physical Sun and Sky, Physical Sky, и Sky Shader (HDRI). Свет в реальном мире обязательно отбрасывает тени, и мы подробно рассмотрим параметры и свойства теней, а также их настройку. Мы закрепим этот материал, как и в предыдущих темах, выполняя практические задания, и создадим освещение нашей сцены с самолётами.

Рендеринг - Просчёт готовых картинок
Сцена полностью завершена и мы готовы перейти к рендерингу. Мы будем использовать рендер движок ARNOLD и изучим нюансы его настройки, а также настройку рендеринга по слоям. Мы разделим объекты на слои, для того чтобы в дальнейшем при композитинге у нас было больше свободы действий при настройке каждого объекта в отдельности.

Мы также рассмотрим настройки ARNOLD рендера - сэмплирование, размывку движения (motion blur) и другие, а также настройки формата OpenEXR, в который мы будем рендерить наш проект как последовательность картинок. Произведём тест рендеринг и, открыв файлы в программе NUKE, убедимся, что все каналы хорошо отрендерились. Затем настроив структуру папок, запустим рендеринг всего проекта.

Копмозитинг
Композитинг - это соединение изображений, снятых и созданных в разное время и из разных устройств и источников в одну композицию, чтобы всё выглядело как единое целое и создавалось впечатление, что всё это именно так и было снято одной камерой.
Для копозитинга мы будем использовать программу NUKE – это лидирующая программа в сфере композитинга. Умение делать композитинг на NUKE значительно повысит вашу востребованность.
После ознакомления с программой NUKE и освоением основ нод композитинга (что такое ноды, для чего они нужны и как они работают) мы начнём композитинг со сбора наших слоёв (самолётов, дыма и реально отснятого фона) в одну композицию. Настроим яркость и цвета всех объектов по отдельности. Создадим дополнительные ноды дыма и улучшим вид дыма, настроив его цвет и добавив в него детальность посредством создания нескольких нод шума, которые анимируем при помощи NUKE выражений (NUKE Expressions).

Реально отснятый на камеру материал не выглядит таким идеальным, каким выглядят отрендереные картинки, и при простом соединении того и другого разница выдаёт себя и зритель видит подделку. Чтобы всё выглядело достоверно и правдоподобно, мы должны провести наши красивые рендеры через те же процессы и препятствия, которые проходит изображение при съёмке реальной камерой. Первое, что картинка, а точнее составляющий картинку свет, встречает на своём пути - это линзы объектива. И какими бы они не были прозрачными, свет, проходя через них хоть и в очень малой степени, но всё же искажается, рассеивается и частично может расщепляться на составляющий его спектр световых волн. И чем больше линз на пути света к сенсору, тем больше их влияние на него. Это порождает такие эффекты как размытость, затенение по углам, сдвиг цветов (хроматическая аберрация), блики и другие эффекты. После прохождения линз свет попадает на сенсор камеры и оцифровывается и в зависимости от качества и настроек сенсора в свою очередь влияет на картинку, уменьшая её динамический диапазон яркости и цветности, а также добавляя шум. Все эти созданные объективом и сенсором эффекты мы воссоздадим в программе NUKE и применим к нашему отрендереному материалу, чтобы он гармонично слился с отснятым материалом в одно целое – композицию, которая выглядит как будто она именно так и была снята камерой.

Работа со звуком и озвучка видео
Наше видео готово, но оно беззвучно. В отснятом материале, который нам предоставили для данного проекта, нет звука. Самолёты, отрендереные из программы MAYA - это графика, при рендеринге звук сам по себе не появляется. Нам нужен звук, и не просто журчание ручейка (в таком варианте мы бы легко нашли готовый. В проекте с самолётами нам нужен звук самолётов определенного типа, определенной эпохи, не просто однообразно звучащий, а изменяющийся в зависимости от того, где на экране находятся самолёты, насколько они далеко, с какой скоростью они пролетают, в какую часть экрана улетают; нам нужен звук ветра, так как мы летим с большой скоростью, звуки из кабины самолёта и многие другие. Как и на протяжении всего курса, всю эту звуковую композицию мы полностью создадим сами. Мы рассмотрим источники поиска звуков, технику их микширования, копирования, редактирования, нюансы настройки звуковых уровней, звуковой монтаж и другие работы звукорежиссёра. Всё будет чётко подобрано, синхронизировано и характеры всех звуков будут соответствовать тому, что происходит на экране.

Два в одном
В дополнение к новой версии курса мы оставили доступными лучшие лекции предыдущей его версии, которые также полезны, так как раскрывают дополнительные интересные темы.

Результат
За время данного онлайн курса мы пройдём огромный путь, много узнаем, выполним много практических заданий. Полученные на данном курсе знания и умения не ограничиваются теми работами и проектами, которые мы будем создавать на протяжении данного курса, полученный опыт позволит с уверенностью браться практически за любые CG/3D работы!

Список изучаемых тем, технологий и программ:
Основы компьютерной графики

Основы фотографии

PHOTOSHOP – Работа с фотографиями и изображениями

• Цветокоррекция
• Ретуширование
• Фотомонтаж

MAYA – Все процессы создания 3D графики и эффектов

• Полигональное и NURBS моделирование
• Создание UV развёрток
• Текстурирование и создание материалов
• Риггинг и скиннинг (Rigging, Skinning)
• Анимация
• Выражения (Expressions)
• Динамика и симуляция твёрдых тел, ткани, волос и меха
• Система частиц (Particles), жидкостей (Fluids) и силовые поля (Fields)
• Эффекты
• Камеры и съёмка
• Источники света и освещение трёхмерных сцен
• Рендеринг - Maya, Arnold и Mental

MUDBOX – 3D лепка - Альтернативное моделирование и текстурирование

• Скульптинг / 3D лепка (Sculpting)
• Текстурирование и создание материалов

NINJA DOJO – Дополнительные инструменты для работы с 3D

• Настройка UV развёрток

PF TRACK – Отслеживание движений камеры и объектов

• 3D трекинг камеры

ARNOLD – Рендер движок

• Материалы и шейдеры
• Источники света и освещение
• Рендеринг (обычный и по слоям)

NUKE – Композитинг 2D и 3D

• Композитинг
• Цветокоррекция
• Эффекты

VEGAS PRO – Видео и аудио редактор

• Видеомонтаж
• Работа со звуком