Фізика в анімації
Автор: ALEJANDRO GARCIA
Навіщо вам знати фізику? Зрештою, ви ж художник, а не інженер. Сьогодні професор Алехандро Гарсія, викладач курсу Фізика в анімації штату Сан-Хосе, розповість про принципи фізики, а також про те, що вам необхідно знати як аніматору.
Чак Джонс одного разу сказав: «Порівняльна анатомія – життєво важливий інструмент повноцінного аніматора чи режисера». Звичайно, він не мав на увазі, що ви повинні вивчати анатомію так само, як лікар. Те саме з фізикою; для аніматора знання основ механіки та біомеханіки будуть неймовірно корисні.
Я впевнений, що вам знайомі «Принципи анімації» Джонсона і Томаса, такі, як «Стиск і розтяг» (squash & stretch), «Підготовка до дії» (anticipation) та ін.
А ось – список моїх «Принципів фізики в анімації»:
- Таймінг, спейсинг та масштаб.
- Закон інерції
- Імпульс і сила
- Центр тяжкості
- Збільшення та втрата ваги
- Дія - реакція
Добре, почнемо!
Принцип №1: Таймінг, спейсинг та масштаб
Коли ви тільки почали вчитися анімації, ймовірно, ви виконували вправу м'яча, що стрибає. У цій вправі ви дізнаєтеся, що таймінг та спейсинг визначають швидкість, і коли ви змінюєте спейсинг, відбувається прискорення. Але, можливо, ви підбирали таймінг та спейсинг для м'яча методом спроб та помилок.
У реальному ж світі прискорення вільного падіння постійно, і виходить, що спейсинг м'яча слідує дуже простому шаблону. Я можу назвати цей шаблон "Непарне правило", тому що спейсинг йде за відмітками 1, 3, 5, 7, 9 і далі. Нижче ілюстрація показує інші приклади уповільнення та прискорення, використовуючи «Непарне правило». (прим. пров. - Замабуть йдеться тут про співвідношення кадрів і відстані. На ілюстраціях нижче цифри позначені знаком # – це рівні проміжки кадрів, просто цифри – міра відстані. Оскільки вони можуть бути різними, залежно від значень, ми отримуємо різне відчуття ваги предмета, але співвідношення залишається тим самим.
Це дійсно шаблон, тому що проявляється щоразу, коли сили постійні (як притягнення землі).
Непарне правило допомагає при анімації "Прямо вперед" (straight ahead), але для методу "від пози до пози" існує інший корисний варіант, який я називаю "Чверть вниз за половину часу". Правило дуже просте: позиція брейкдауна (кадр 14 на фото) між верхньою точкою (кадр 6) і нижньою позицією (кадр 22) є чвертю відстані до верхньої точки; кадри на фото наочно демонструють це правило. Зніміть свій референс і переконайтесь у цьому самі!
Коли немає прискорення, швидкість постійна. Для предмета або персонажа, що летить у повітрі, це означає, що горизонтальний спейсинг залишається постійним, у той час як вертикальний спейсинг слідує «Непарному правилу» і «Чверті вниз за половину часу». Це призводить до руху по параболі, як видно на ілюстрації знизу.
«Непарне правило» і «Чверть о пів часу» говорять вам про спейсинг, але як щодо таймінгу? М'ячу необхідно приблизно ½ секунди, щоб упасти на землю з висоти 120 см. Наші правила підказують, що за ¼ секунди він падає на 30 см, а за одну секунду пролітає майже 5 метрів.
Ці цифрові підрахунки рідко бувають корисними для аніматорів персонажів, але я згадую їх через важливість таймінгу при відчутті масштабу. Припустимо, персонаж стрибає з даху будинку та приземляється наземлю за ½ секунди (12 кадрів при 24 fps). Персонаж здасться дуже маленьким, тому що за таймінгом ми визначимо, що висота будинку приблизно 4 фути (1,2 метри). Це стосується не тільки падіння, але й розгойдування, ходьби, бігу та іншого, оскільки таймінг рук і ніг діє подібним чином. Таймінг має величезний вплив у створенні відчуття масштабу. Лише 20% зміна в таймінгу вплине на те, що 6-футовий (1,8 метра) персонаж виглядає, ніби його зріст 4 фути. Спробуйте використати це у своїй роботі. Пограйте із таймінгом, щоб побачити, як він впливає на масштаб.
На сьогодні це все. Чекайте на майбутні статті під назвою «Фізика в анімації». До зустрічі!