| Бычкова Ирина Владимировна | (Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС") | |
|
|
Носенко Алла Игоревна | (Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС") |
В этой статье подробно описываются этапы работы по созданию светопространственной модели логотипа университета с помощью технологии видеомэппинга.
Существует множество различных методов визуальной подачи информации, и один из них – трёхмерный видеомэппинг. Объединяя в себе возможность создания эффектных масштабных презентаций и относительно недорогое оборудование, видеомэппинг становится популярной современной технологией, стремительно развивающейся с каждым годом.
Трёхмерный видеомэппинг – аудиовизуальная технология, представляющая собой проецирование цифрового контента на физический объект с учетом его формы и положения в пространстве [1]. Приставка «3D» подразумевает, что обыгрываются свойства геометрии поверхности, на которую производится видеопроекция и никак не связана со стереоизображением [2]. За счет использования данной технологии возможно создание оптических иллюзий, оживление статических объектов. Видеомэппинг предусматривает использование специализированного программного обеспечения, а также проекционного оборудования. За последние десятилетие технология трёхмерного видеомэппинга приобрела большой успех по всему миру и стала одним из самых актуальных направлений по причине одновременной эффективности рекламно-развлекательных проектов такого рода и доступности ресурсов для реализации. Также наблюдается тенденция перехода от восприятия информации в текстовом формате к видео. Несмотря на то, что данная технология стала популярна только сейчас, она существует достаточно давно: в первый раз трёхмерный видеомэппинг был продемонстрирован в 1969 году.
Одним из видов технологии трёхмерного видеомэппинга является проекция на малые объекты. К данной категории можно отнести видеоинсталляции в масштабах небольшого помещения. Мэппинг на малые объекты используется при необходимости обратить внимание зрителей на определенный объект, а также для представления какой-либо информации с помощью световой видеоинсталляции. Объект остаётся в неизменном состоянии, но за счет применения технологии трёхмерного видеомэппинга создаётся иллюзия его движения, изменения цвета, формы, материала и других свойств.
В данной статье рассматривается разработка светопространственной модели для НИТУ «МИСиС». Целью проекта является видеоинсталляция на объёмный логотип, используемая во время мероприятий, проводимых университетом. Условия проекта: презентация в дневное время суток в помещении с окнами, а также создание зацикленного видеоролика для трансляции во время всего мероприятия.
Разработку трёхмерного видеомэппинга можно разделить на следующие этапы:
Определение места расположения оборудования
Первым этапом является планирование расположения будущей видеоинсталляции в пространстве с учетом всех условий и ограничений. Важно заранее учитывать размер проецируемого изображения и помещения, в котором будет проводиться презентация проекта. Для получения яркого изображения необходимо подобрать затемненное помещение, либо помещение с возможностью регулирования освещенности. Также желательно, чтобы выбранная территория была ограждена от зрителей для исключения возможности порчи оборудования, смещения объекта или направления проекции. Положение оборудования не должно мешать свободному передвижению участников мероприятия, а также необходим доступ к источнику питания. Для проекта для НИТУ «МИСиС» было определено, что необходимо расположить оборудование и объект в противоположных сторонах помещения, возле стен, чтобы свести к минимуму взаимодействие с техникой зрителей.
Выбор проекционного оборудования
Главным оборудованием для трёхмерного видеомэппинга являются проекторы, которые различаются по следующим основным характеристикам: световому потоку и фокусному расстоянию объектива. Отталкиваясь от поставленных задач необходимо подобрать оптимально подходящий проектор или несколько проекторов. Поскольку главной целью данного проекта является проекция на малый объект, для реализации будет достаточно одного проектора.
Яркость проектора является одним из самых важных критериев выбора оборудования, так как видеоинсталляция будет проводиться в помещении с окнами в дневное время суток. От яркости зависит изображение на объекте при доступных параметрах внешнего освещения. Для презентаций в крупных незатемненных помещениях необходимо подобрать проектор со световым потоком в 1900-2400 люмен [3].
Следующий важный критерий выбора проектора – отношение расстояния от проектора до объекта к ширине получаемого изображения. Для видеомэппинга на малые объекты в виду ограниченного пространства рекомендуется использовать проекторы с короткофокусным объективом. Такой проектор позволяет получить большую картинку несмотря на небольшое расстояние от проектора до объекта. Но в том случае, если помещение достаточно большое и есть возможность установить проектор далеко от объекта, возможно использование длиннофокусных проекторов. Для проекта для НИТУ «МИСиС» было принято решение использовать проектор с длиннофокусным объективом в виду большого расстояния между оборудованием и объектом, а также для того, чтобы не мешать свободному передвижению зрителей в той области, через которую проводится проецирование.
Подготовка трёхмерной поверхности
Трёхмерный видеомэппинг предусматривает подготовку и установку объекта, на который будет производиться проекция. Может использоваться как уже существующий объект, так и сделанный на заказ макет. Так, логотип для НИТУ «МИСиС» создан с помощью технологии трехмерной печати. Поскольку данный проект будет презентоваться на крупном мероприятии, необходимо задать такой масштаб макета, при котором даже из крайних точек помещения он будет различим. Желательно, чтобы объект был исполнен в белом цвете, поскольку так поглощение света будет сведено к минимуму, что добавит естественной цветопередачи. Также важным пунктом является возможность фиксации расстояния между буквами логотипа: в таком случае затраты ресурсов на синхронизацию цифрового изображения и реального объекта будут минимизированы.
Выбор программного обеспечения
Не менее важным этапом является выбор программного обеспечения для создания анимации, которая будет транслироваться на объект. Поскольку на данный момент не существует программного обеспечения, ориентированного конкретно на создание трёхмерного видеомэппинга, обычно используются такие программы, как After Effect, Flash, Cinema 4D, 3ds Max, Maya, Nuke. Перечисленные программы являются одними из самых популярных и эффективных в сфере компьютерной графики [4]. Аниматоры предпочитают не ограничиваться функционалом одного программного продукта и сочетать возможности разных приложений: например, After Effects, Flash и Nuke преимущественно используется для создания двухмерной анимации, а Cinema 4D, 3ds Max и Maya – для трёхмерной. Было определено, что для работы с логотипом НИТУ «МИСиС» наилучшим образом подходит совместное использование After Effects и Cinema 4D за счет встроенного моста между программами и широкого спектра возможностей анимации [5].
Для создания видеоролика используется маска (шаблон) объекта. Она создаётся следующим образом: проводится фотофиксация объекта, и с помощью графического редактора инструментом Pen рисуется альфа-изображение, на котором белый цвет означает наличие объекта, а черный – его отсутствие. В будущей работе эта маска накладывается поверх всех слоёв анимации и автоматически обрезает всё, что находится за её пределами. За счет этого видеоконтент будет проецироваться непосредственно на объект, а не на фон позади него.
Анимацию, разрабатываемую для трёхмерного видеомэппинга, можно поделить на две категории – привязанную и не привязанную к контуру объекта. К первому типу можно отнести обводку объекта и другие виды взаимодействия с его границами, а ко второму – видео, однородные текстуры и т.д. Также видеоконтент делится на двухмерный и условно трёхмерный. Под условно трёхмерным понимается контент, создающий иллюзию объемности изображения. Такие элементы анимации создаются в трёхмерных редакторах и также включают в себя анимирование источников освещения, за счет чего подчеркивается объёмность искусственно созданных элементов.
При создании видеоролика необходимо помнить, что на выходе разрешение изображение должно совпадать с разрешением проектора: рендеринг ролика в меньшем размере приведет к потере детализации, а в большем будут заметны артефакты, вызванные сжатием изображения.
Для того, чтобы проецируемое изображение не было искажено в пространстве и правильно легло на подготовленный объект, необходимо изначально исказить исходный материал. Для это используется специализированное программное обеспечение, и наиболее часто используется приложение Resolume Arena. Данная программа позволяет выстроить направление проецирования путём перемещения точек изображения в соответствии с положением реального объекта. Таким образом, изображение вписывается в границы объекта независимо от расположения проекционного оборудования и его характеристик. Также в Resolume Arena доступен функционал для виджеинга – выбора графического материала в реальном времени из различных видеоматериалов. Стоит упомянуть, что разработка самого материала лучшим образом осуществляется на мощных компьютерах, а само проецирование лучше производить с помощью компактного переносного ноутбука.
Финальная сборка подготовленных материалов
Итоговой частью разработки проекта является сборка всего подготовленного оборудования и материалов на выбранной территории. Необходимо обеспечить питанием проектор и компьютер, расставить объекты и протестировать видеоинсталляцию.
Технология видеомэппинга является относительно новой и стремительно развивающейся. Она открывает новые возможности для рекламной и развлекательной деятельности, видоизменяя и оживляя статичные объекты, позволяет до неузнаваемости изменить привычную реальность.
В дальнейшем на базе представленной работы может быть подготовлено практическое пособие для обучения студентов технологии трехмерного видеомэппинга. Использование этой системы в учебном процессе будет способствовать приобретению навыков работы с реальными аудиовизуальными комплексами.
Модель размещения объектов на территории университета
Модель размещения оборудования на территории университета
Размеры макета
Расстояние от проектора до объекта и высота штатива