"Mam komputer i nie zawaham się go użyć!" - tę parafrazę jednego z bardziej popularnych powiedzonek z pierwszej części "Shreka" łatwo byłoby włożyć w usta reżyserów kolejnego filmu o sympatycznym ogrze. Przewrotny humor tworców "Shreka 2" każe nam tym razem zapoznać się z losami Shreka i Fiony po zawariu małżeństwa. Tam, gdzie większość bajek kończy się słowami ... i żyli długo i szczęśliwie, artyści z PDI/DreamWorks rozpoczynają historię bawiącą nie tylko najmłodszych, ale również i dużo starszych widzów.

Dobra historia wymaga godnej oprawy. Złożoność scen, które można zobaczyć w "Shreku 2", jest zwykle 2-3-krotnie większa niż w pierwszym filmie. Liczne szczegóły pojawiają się zwłaszcza w scenografii. Zmiany są widoczne na przykład w wyglądzie roślin - liście drzew kołyszą się na wietrze, a trawa nie przypomina już mchu. "Każde źdźbło trawy, każdy liść i każda chmura na niebie zostały przez nas wyliczone. To wszystko jest czystą grafiką komputerową, przez cały czas projekcji" - powiedział w jednym z wywiadów odpowiedzialny za technologię w PDI/DreamWorks Andy Hendrickson.

Jak poradzono sobie z tak złożonym zadaniem? Najpierw komputerowi modelarze tworzyli skomplikowane trójwymiarowe bryły drzew. Potem zamieniali je na płaskie, przypominające scenografię teatralną obiekty z rysunkiem drzewa, używane przy komponowaniu scen. Po ich rozmieszczeniu dane o położeniu i orientacji wędrowały do specjalnego oprogramowania, które ponownie zastępowało płaską grafikę modelami 3D. Połączenie stosunkowo prostych, zbudowanych ze ścianek brył 3D z teksturami i sprytnymi metodami generowania obrazu - pozwalającymi na "wygładzanie" powierzchni - umożliwia odtworzenie zaskakująco wielu elementów otaczającego nas świata.

Niektóre obiekty trudno jednak wymodelować w ten sposób. Dobrym przykładem są tu włosy: żaden grafik czy animator przy zdrowych zmysłach nie będzie oddzielnie animował każdego z setek tysięcy włosów. Przecież choć fryzurę tworzy wiele odrębnych włosów, często zachowują się one jak prawie jednolity, elastyczny materiał. Sierść i owłosienie sprawiają więc duży kłopot wymagający zastosowania pewnych uproszczeń.

Jak rozwiązano ten problem w "Shreku 2"? Autorzy wykorzystali możliwości tkwiące w pakiecie do grafiki i animacji Maya firmy Alias. Popis możliwości tego oprogramowania możemy oglądać już w pierwszych minutach filmu, kiedy Książę z Bajki zdejmuje hełm i wdzięcznym gestem doprowadza fryzurę do porządku. Do przedstawienia ruchu włosów w tej scenie użyto blisko 200 parametrów kontrolnych - a zamiast na setkach tysięcy włosów operowano tylko na kilkudziesięciu wydłużonych walcach (które później komputer przeliczał na całe "obszary" fryzury). Dodoatkową kontrolę zapewniały animatorom wirtualne "magnesy", którymi wygodnie mogli odkształcać fryzurę Księcia.

Obfitym owłosieniem może się pochwalić także jeden z nowych bohaterów filmu, Kot w Butach (jego protoplastą - prócz postaci z bajki - był kot jednego z reżyserów filmu). Żeby wyglądał efektownie, twórcy sporo czasu poświęcili na napisanie odpowiednich szaderów. Są to małe programy, dzięki którym "gładkie" krzywe kontrolne używane przez animatorów są zastępowane dziesiątkami i setkami pojedynczych włosków. Modelowanie i animowanie włosów było więc dwuetapowe: najpierw oprogramowanie umożliwiało kontrolowanie ułożenia i ruchu włosów za pomocą stosunkowo niewielkiej liczby prostych obiektów, a potem odpowiednie szadery zmieniały te obiekty na grupy poszczególnych włosków.

Dwuetapowej symulacji wymagał także taki drobiazg jak piórko wetknięte w kapelusz Kota. Na głowie energicznego bohatera piórko wykonuje złożone i dynamiczne ruchy i trzeba było to realistycznie odtworzyć. Podczas pierwszego etapu symualcji liczono jedynie wygięcie pióra. Dopiero dysponując tą informacją przeliczano położenie i ruch każdego z jego promieni. Nie był to koniec kłopotów z Kotem w Butach - musiał mieć bowiem... buty, całości stroju dopełniał zaś pas i wspomniany kapelusz. A przecież te części stroju powinny realistycznie odkształcać sierść zwierzaka! I tym razem animatorzy musieli napisać specjalny program, który zajmował się przeliczaniem tych oddziaływań.

A co z ubranymi bohaterami? Tkaniny - podobnie jak włosy - skłądają się z setek tysięcy elastycznych włókien, pomiędzy którymi zachodzą (z uwagi na splot) złożone oddziaływania. Twórcy "Shreka 2" poradzili sobie z modelowaniem i animowaniem odzieży w dość ciekawy sposób. Na początku grupa programistów przygotowała narzędzia pozwalające automatycznie generować ruch tkanin. Metodę tę można było wykorzystać jednak tylko do odtworzenia obcisłej odzieży, np. górnej części sukni królowej. Dolna, zwiewna część sukni wymagała już innych sposobów symulacji. Wykorzystano w tym celu rónież pakiet Maya, który zawiera narzędzia do modelowania i animowania tkanin. Graficy z PDI/DreamWorks opracowali także oprogramowanie, które pozwalało połączyć obie techniki. Tu tkwił haczyk - obie metody współpracują ze sobą tak dobrze, ze miejsca przejścia są niewidoczne. W pierwszej części "Shreka" w miejscu złączenia pojawiała się linia i dlatego bohaterowie (a przede wszystkim bohaterki) musieli nosić paski.

W porównaniu z pierwszą częścią modele twarzy bohaterów zawierają znacznie większą liczbę szczegółów. System animacji twarzy wykorzystywał symulację mięśni.Zamiast męczyć się z mozolnym przesuwaniem poszczególnych ścianek tworzących powierzchnię oblicza, animatorzy modyfikowali położenie kluczowych mięśni, a te odpowiednio odkształcały pokrywającą je cyfrową "skórę". Męskiej części bajkowej populacji przybył dodatkowo taki szczegół anatomiczny jak jabłko Adama. O skali złożoności przedsięwzięcia świadczy to, ze każda z głównych postaci filmu zostałą podzielona na 70-75 części, z których każdą opisywał zestaw około 100 tekstur!

Szczególnie uciążliwym do "ożywienia" stworzeniem znów okazał się Kot w Butach. W filmie Kot porusza się raz na czterech nogach, raz - jak aktor człekopodobny. I znowu te zasadnicze różnice między modelami ruchu postaci rozwiązano za pomocą oprogramowania, które pozwalało płynnie przechodzić od jednego typu ruchu do drugiego. Nowych pomysłów wymagało też modelowanie i animowanie tłumów - a w niektórych scenach możemy zobaczyć nawet kilka tysięcy postaci. Modele 3D postaci uzupełniono o dodatkowe szczegóły anatomiczne, poprawiono fryzury i wzbogacono o bardziej realistyczne metody generowania skóry. System symulacji tłumów wykorzystywał pięć typów postaci: po dwa mężczyzn i kobiet oraz dziecka. Przygotowano dość duży "magazyn" twarzy i strojów, ale już za wygląd poszczególnych postaci odpowiadał program, który indywidualizował je, starając się, aby tłum wyglądał różnorodnie. Tak przygotowane modele były wprawiane w ruch za pomocą 1,3 tys. prostych cyklów animacyjnych. Oprogramowanie było w stanie realizować płynne przejścia pomiędzy nimi, co pozwoliło odwzorowywać nawet bardzo skomplikowane ruchy.

W pierwszej części Shrek zażywał kąpieli pod prysznicem z błota. Realizatorzy mieli w tym przypadku ułatwione zadanie - błoto traktowane jako ciecz ma bardzo dużą lepkość i dlatego jest stosunkowo łatwo symulować numerycznie jego zachowanie. Postęp techniczny, jaki dokonał się w metodach animacji komputerowych, odzwierciedla się m.in. w tym, że w kolejnej części Shrek może sobie pozwolić na igraszki w prawdziwej wodzie.

Ten imponujący wysiłek się opłacił. Amerykańska Akademia Filmowa w 2001 r. uhonorowała pierwszego "Shreka" Oscarem w kategorii najlepszej animacji, a film "Shrek 2" pobił wszelkie rekordy popularności.

Źródło: "Wiedza i Życie" nr. 7/2004