تبلیغات
Cinema and Television Specialist Magazine - پرواز در زمان‌ - بررسی تكنیك Bullet time ، با نگاهی به قسمت اول فیلم سینمایی ماتریكس‌

پرواز در زمان‌ - بررسی تكنیك Bullet time ، با نگاهی به قسمت اول فیلم سینمایی ماتریكس‌

 

اشاره :

در بین جلوه‌های ویژه متعدد فیلم ماتریكس (همه قسمت‌های آن) و تكنیك‌های بی‌شمارِ به كار رفته در آن، بی‌شك Bullet Time دیدنی‌ترین افكتی است كه در این فیلم به كار رفته است. تكنیكی كه به یكی از مشخصه‌های بارز و اختصاصی فیلم ماتریكس تبدیل شد و در قسمت دوم ماتریكس به تكامل رسید و در نهایت زیبایی به كار گرفته شد و حتی به عنوان راه حلی برای بهبود واقعیت مجازی هم مطرح گشت. حركت دوربین گرداگرد یك كاراكتر در زمانی بسیار كوتاه همراه با حركات آهسته اغراق‌آمیز، تكنیكی را به دنیای سرگرمی عرضه كرد كه در زمان خود بسیار مورد توجه قرار گرفت. به طوری كه پا را از صنعت سرگرمی هم فراترنهاد و به عنوان نامزدی برای كاربردهای آموزشی مطرح شد.


یادآوری یك خاطره‌
اگر در كودكی (یا در هر زمانی از دوران زندگی خود!)، دیدن كارتون‌های ژاپنی را تجربه كرده باشید، مطمئناً به راحتی می توانید مفهوم Bullet time ‌را هم درك كنید. كارتون‌های ژاپنی را  به یاد آورید كه در آن‌ها شخصیت‌ها به هوا می‌پرند و با بی‌توجهی كامل به قوانین فیزیك، طوری در هوا می‌مانند كه گویی قصد پایین آمدن ندارند! در ماتریكس  تلاش زیادی برای انتقال این ویژگی بصری به روی پرده صورت گرفته است. صحنه‌هایی كه برای زنگ تفریح هم كه شده بین  فلسفه‌بافی‌ها و مباحث پیچیده و سرگیجه‌آور فیلم فاصله می‌اندازند و به تماشاگران اجازه می‌دهند نفس راحتی بكشند و از افكت‌های بی‌نظیر فیلم لذت ببرند!

برادران واچفسكی برای به تصویر كشیدن ماتریكس، آشكارا دو دنیا را با هم گره زده‌اند: دنیای انیمیشن‌های ژاپنی و دنیای كتاب‌های كمیك‌استریپ. سبك بصری ماتریكس هم ملهم از این دو دنیاست(1). از آنجایی كه ایده‌های فیلمنامه از این دو دنیای كاملاً فانتزی نشأت گرفته، پیاده‌كردن این ایده‌ها هم روی پرده كاری دشوار بوده است.

شكل 1- جاخالی دادن نئو در مقابل گلوله‌ها

در یك نمای Bullet time واقعاً چه می‌گذرد؟
در قسمت اول ماتریكس، چند صحنه مشخص وجود دارد كه تكنیك Bullet time به زیبایی در آن‌ها به كار رفته است. پیش از توضیح ‌Bullet time، به عنوان نمونه نگاهی به یكی از صحنه‌هایی كه این تكنیك در آن به كار رفته‌است می‌اندازیم تا ببینیم در چنین صحنه‌ای دقیقاً چه اتفاقی می‌افتد.

در ماتریكس صحنه‌ای وجود دارد كه در آن Neo (با بازی كیانو ریوز) در مقابل گلوله‌های شلیك شده یكی از مأموران ماتریكس، به اصطلاح جاخالی می‌دهد (شكل 1)، دوربین در حالی كه نئو به پشت خم می‌شود، حركتی را از پشت سر آغاز می‌كند و در یك مسیر نسبتاً پیچیده دوباره به پشت سر او (كه حالا كاملاً به پشت خم شده) می‌رسد.
 
كل حركات نئو  در این صحنه، به گونه‌ای بسیار اغراقآمیزی به طور آهسته نمایش داده می‌شود. به نحوی كه این حركات با نهایت جزئیات قابل‌مشاهده است؛ حتی گلوله‌های مجازی‌ای كه به سمت او شلیك می‌شوند! این صحنه به خاصیتی اشاره دارد كه به موجب آن نئو تا حدودی بر قدرت‌های خود تسلط پیدا كرده ‌است و می‌تواند به گونه‌ای فرابشری، فضا و زمان را در اختیار داشته باشد. شاید این صحنه از بین سایر صحنه‌های دیگر كه در آن‌ها از تكنیك Bullet time استفاده شده، جالب‌تر از كار درآمده است.

با توجه به این مطالب می‌توان به آنچه كه لری و اندی واچفسكی (كارگردانان فیلم) خواهان نمایش آن بودند، پی برد: یك حركت پیچیده دوربین كه نیازمند یك دوربین با حركتی كاملاًً سیال بود. به طوری كه بتواند دور تا دور سوژه با سرعتی بسیار بالا حركت كند؛ نكته‌ای به ظاهر ساده و در حقیقت مهم كه چالشی بزرگ در ساخت این صحنه (و صحنه های مشابه)  به شمار می‌رفت. باید توجه داشت كه اجرای كل این حركت نئو در این صحنه در حالت عادی (و نه آن طور كه نشان داده می‌شود) كمتر از چند ثانیه زمان می‌برد و پیدا كردن روشی كه با به كارگیری آن دوربین قادر باشد در این مدت بسیار كوتاه مسیر تعریف شده را طی كند، عملاً غیر ممكن بود. حتی به شوخی پیشنهاد شده بود كه دوربین را روی یك راكت سوار كنند!

كنترل سرعت حركات كاراكترها، یكی از مهم‌ترین پارامترهای مورد نظر در نماهای Bullet time بود. واچفسكی‌ها، خواهان افزایش و كاهش آزادانه تعداد فریم‌های یك شات بودند.  آن‌ها یك حركت آهسته غیرعادی و اغراقآمیز از حركات كاراكتر می‌خواستند یا در بعضی موارد خواستار نمایش حركات با سرعتی سرسامآور بودند. واضح است كه با فیلمبرداری معمول، نمی‌شد به این درجه از آزادی عمل دست پیدا كرد. دوازده هزارفریم در ثانیه  یا حتی 500 تا600 فریم در ثانیه ، به حجم بسیار زیادی از فیلم و نگاتیو نیاز داشت. حال آن كه،  نتیجه هم آنچنان كه در فیلمنامه تصور شده بود  از كار در نمیآمد.

این دونكته، اساسی‌ترین نكاتی بوده است كه كارگردان‌ها  در ذهن داشتند و دقیقاً مشكل ساخت فیلم هم به همین دو نكته مربوط می‌شد.زمانی كه John Gaeta از شركت Manex به عنوان سرپرست جلوه‌های بصری فیلم انتخاب شد، برادران واچفسكی، آنچه را كه در ذهن داشتند با او در میان گذاشتند و او هم به درستی خواسته آن‌ها را درك كرد.

Gaeta در این‌باره می گوید: <لری و اندی به من گفتند فیلم ما در مورد در اختیار گرفتن كامل فضا و زمان در یك دنیای شبیه‌سازی شده است! ... ما می‌خواهیم تو هم از روشی استفاده كنی  و زمان را به گونه‌ای در اختیار بگیری تا دوربین بتواند به همان سرعتی كه حركات هنرپیشه‌ها اجرا می‌شوند، حركت كند. اصولاً در فیلمبرداری چنین صحنه‌ای با این نوع حركات كه در فیلمنامه قید شده است، استفاده از روش سنتی نتیجه مطلوبی نمی‌دهد. حتی استفاده از تكنیك motion control (كنترل مستقیم دوربین فیلمبرداری) در این صحنه ها هم غیرممكن است.

ساده‌ترین دلیل آن، قابل مشاهده بودنِ تجهیزات حاضر در صحنه در این نماها است؛ چیزی كه اصلاً برای این صحنه مطلوب نیست. دلیل دیگر هم همان‌طور كه ذكر شد، این‌است كه در حالت عادی و با استفاده از تكنیك‌هایی نظیرmotion control نمی‌توان دوربین را با چنین سرعت بالایی به حركت در آورد. علاوه براین، واچفسكی‌ها خواهان كنترل كامل سرعت فریم‌ها بودند. به طوری كه بتوانند چنان كه می‌خواهند ‌frame rate را تغییر دهند، كم یا زیاد كنند (چیزی كه در فیلمنامه به طور صریح تأكید شده بود و آن‌ها را Bullet time نامیده بودند واز اهمیت زیادی برخوردار بود) كه تمام این‌ها نیازمند یك ایده نو و كاملاً ابتكاری بود.

نهایتاً Gaeta ایده‌ای برای ساخت این صحنه‌ها ارائه كرد. او چندین روش و تكنیك را با هم تركیب كرد. با این‌حال حاصل تركیب این روش‌ها، تكنیك واحدی شد كه به نام ماتریكس و سازندگان آن تمام گشت. ایده اصلی Gaeta، استفاده از تعداد زیادی دوربین عكاسی به جای استفاده از یك دوربین فیلمبرداری  بود كه به طور بسیار دقیق روی مسیر مورد نظر (دور سوژه) چیده شده‌اند. همه این دوربین‌ها، وظیفه یك دوربین واحد (همان دوربین سیال) را بازی می كردند. هر دوربین با زمانبندی‌ای كه دقیقاً تعیین می‌شود، یك عكس از صحنه (سوژه) می‌گیرد و این‌كار در طول مسیر و از اولین تا آخرین دوربین به طور متوالی اجرا می شود.
 
نتیجه  این كار، تعدادی عكس از توالی حركات بازیگر در صحنه خواهد بود كه با پشت سر هم قراردادن آن‌ها نوعی انیمیشن از صحنه به وجود میآید و این تصور را ایجاد می‌كند كه یك دوربین ویژه كل صحنه را فیلمبرداری كرده است. از آن جایی كه این دوربین واقعاً در هنگام فیلمبرداری حضور نداشته و این تصور ماست كه دوربین فیلمبرداری از صحنه فیلم گرفته است، به این دوربین اصطلاحا ًvirtual camera می‌گویند. (مفهوم virtual camera بیشتر در بازی‌های كامپیوتری كاربرد دارد).

Bullet time در یك نگاه‌
همان‌طور كه مطمئناً حدس زده‌اید، كار چندان هم ساده نبود. در حقیقت اجرای این تكنیك چندین مرحله دارد كه چیدن دوربین‌ها روی مسیر مورد‌نظر و عكس گرفتن از سوژه، یكی از مراحل میانی است و اهمیتی نسبتاً كمتر دارد. تعیین مكان دقیق دوربین‌ها در طول مسیر و زمان دقیق تریگر هر دوربین به دلیل تأثیر زیادی كه روی نتیجه نهایی دارد، از اهمیت بیشتری برخوردار است.

از آن جایی كه دوربین (مجازی) طبق فیلمنامه، در این صحنه‌ها غالباً به صورت 360 درجه (كمی كمتر یا بیشتر) به دور سوژه می‌گردد، مسلماً دوربین‌های عكاسی در فیلم قابل مشاهده خواهند بود كه برای حذف آن‌ها نیاز به استفاده از پوشش سبز بود. مراحل كلی را می توان به صورت زیر بیان كرد:

1- تعیین دقیق موقعیت و جهت دوربین‌ها (یا اصطلاحاً تعیین مسیر دوربین مجازی) و زمانبندی تریگر كردن دوربین‌ها

2- تصویربرداری از صحنه با استفاده از آرایه دوربین‌های عكاسی و براساس داده‌های به ‌دست آمده از مرحله قبل
 
3- حذف موارد اضافی صحنه توسط كامپیوتر و درون یابی تصاویر (interpolation)

4- اضافه كردن پس زمینه به نمای سبز

ایده Gaeta چیز جدیدی نبود. او به طور عمده از دو تكنیك كه در گذشته بارها استفاده شده بودند به صورتی هوشمندانه‌ای بهره برد: تكنیك اول، virtual camera movement بود كه در چندین كلیپ و به ویژه چندین تبلیغ تلویزیونی به طور گسترده‌ای به كار رفته بود و معمولاً برای ثابت كردن و ثبت یك لحظه از صحنه (به اصطلاح freeze  كردن) به كار برده می شد(2).

البته تفاوتی اساسی بین آنچه كه Gaeta انجام داد با آنچه كه پیش از این دیده شده بود، وجود داشت. تكنیكی كه در گذشته استفاده می‌شد، بدین‌ صورت بود كه مجموعه‌ای از دوربین‌های عكاسی (مثلاً سی عدد یا بیشتر بسته به نیاز)، در اطراف سوژه چیده می‌شدند ودر یك لحظه معین، همه با هم از سوژه عكس می‌گرفتند. نتیجه این كار، عكس‌هایی بود كه در یك زمان از یك سوژه گرفته شده بودند؛ اما از زوایای مختلف. در نهایت با استفاده از این  تصاویر و طی فرآیندی تحت عنوان view morphing یك چرخش مصنوعی دوربین به دور سوژه تهیه می‌شد. به طوری كه به نظر می‌رسید سوژه در زمان ثابت مانده و دوربین به دور آن می‌چرخد(3).

Gaeta با استفاده از تكنیكی مشابه، توانست دوربین مجازی مورد نظر خود را پیاده‌سازی نماید تا هم قادر به شبیه‌سازی یك حركت دوربین با سرعتی بسیار بالا باشد و هم بتواند از طریق آن شات‌هایی با هر تعداد فریم مورد نیاز تهیه كند. برای رسیدن به چنین هدفی، نیاز به سیستمی بود تا قادر به طرح‌ریزی و برنامه‌ریزی كنترل زمان عكسبرداری هر دوربین باشد.

 تكنیك دیگری كه Gaeta آن را توسعه داد و از آن استفاده كرد، Flo-Mo بود. این افكت، یك فیلمبرداری با سرعت بسیار بالا را شبیه‌سازی می‌كند و با آن می‌توان با هر frame rate دلخواهی (بالای ششصد فریم در ثانیه) به  نمایش تصاویر پرداخت. سیستم Flo-Mo استفاده شده در ماتریكس، انعطاف‌پذیری زیادی داشت و هر حركت دوربینی را كه برادران واچفسكی تصور می‌كردند، می‌شد با این روش پیاده‌سازی كرد.

Gaeta در مورد استفاده از آرایه دوربین‌ها می‌گوید: ما می‌توانستیم آرایه دوربین‌ها را در یك مسیر بیضوی به دور سوژه بچینیم و سپس از پایه‌های قابل تنظیم برای بالا یا پایین بردن دوربین‌ها در طول مسیر استفاده كنیم. این امر به ما اجازه می‌داد با انعطاف‌پذیری زیادی مكان هر دوربین را همان‌گونه كه می‌خواستیم تنظیم كنیم.

تمامی دوربین‌ها و تجهیزاتی كه در این روش به كار گرفته شدند، با یك پوشش سبز پوشیده شدند (تمام صحنه و تجهیزات، جز سوراخ‌هایی كه مربوط به لنز دوربین‌ها می شد). این امر به متخصصان اجازه می‌داد با استفاده از كامپیوتر، دوربین‌ها و تجهیزات اضافی را از شات‌ها خارج كنند و پس‌زمینه و مناظر كامپیوتری‌ای را كه با استفاده از تكنیك Photogrammetry ساخته شده بودند، به آن‌ها اضافه نمایند.

Gaeta می گوید: صحنه‌ها را با سرعت شاتری معادل 500/1 یا 1000/1 ثانیه تصویربرداری كردیم كه به طور كامل هرگونه اثرات محوشدگی در اثر حركت بدین‌طریق حذف می‌شد. استفاده از آرایه دوربین‌های عكاسی، به فناوری بالای كامپیوتری نیاز داشت، اما ایده Flo-Mo همان‌طور كه گفته شد، ایده‌ای نسبتاً قدیمی بود. Gaeta اضافه می‌كند: ما دریافتیم كه چگونه مكان دوربین‌ها را طوری طرح‌ریزی كنیم كه بتوانیم یك حركت پویای دوربین را از نقطهA به B و شات‌های متحركی با چنین سرعتی بسازیم.> در هر صورت این دو تكنیك، تكنیك‌های بنیادین ساخت نماهای Bullet time بودند كه چندین تكنیك دیگر هم آن‌ها را پوشش می‌دادند.

Pre-visualiationz
فرآیند تبدیل و ساخت صحنه‌ها به صورت فوق‌آهسته (Hyper Slow motion) از تعدادی عكس، نیازمند یك كارPrevisualization اساسی بود و پیش از این‌كه آرایه دوربین‌ها در صحنه چیده شود، نیاز به فراهم آوردن مقدماتی بود. تعیین دقیق مكان دوربین‌ها، وضعیت و جهت آن‌ها تأثیر بسیاری روی نتیجه داشت و افراد گروه را درگیر خود كرد.Gaeta درباره این مرحله می‌گوید: ما  ابتدا كار را با Wo Ping شروع كردیم و با استفاده از تكنیك سیم و كابل (كه در سینمای هنگ‌كنك بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد) به ثبت حركات انجام‌شده (با كابل) از تمامی زوایا پرداختیم‌‌(4)‌ ... كه تصویر درستی از سرعت و خط سیر بدن هنرپیشه‌ها به ما ارائه می كرد.
 

شكل 2- پیش نمایشی از Bullet time: با انتقال حركات بازیگر به كامپیوتر، مكان دوربین‌ها و كلیت صحنه طراحی شد.

این عمل به ما امكان می‌داد حركات را در كامپیوتر و به صورت سه بعدی دنبال نماییم و روی آن‌ها كار كنیم. سپس  حركت سه بعدی دوربینی كه برادران واچفسكی در ذهن داشتند به آن اضافه شد.
 
بدین طریق ما (با در اختیار داشتن نوع حركاتی كه قرار است انجام شود و چگونگی حركت دوربین در اطراف سوژه) می‌توانستیم یك frame rate مناسب را برای صحنه انتخاب كنیم (تا در واقعیت براساس آن به تصویربرداری از صحنه بپردازیم و به نتیجه دلخواه برسیم)... . ما از كارگردان‌ها می‌پرسیدیم كه می‌خواهند صحنه‌ها چگونه به نظر برسند؟


 
در چه زمانی باید حركات كند یا تند شوند؟ این تصمیم به نوع و سرعت اجرای حركات بستگی داشت كه با چه سرعتی هنرپیشه‌ها به اجرای حركات می‌پردازند و برادران واچفسكی می‌خواهند چه چیزی را با چه سرعتی نشان دهند.

با استفاده از حركات ضبط شده و نیز  استفاده از نرم افزار SoftImage3D وپلا‌گین‌هایی كه به آن اضافه شدند، متخصصان یك نسخه كامپیوتری از حركات كاراكتر را شبیه‌سازی نمودند و پس از آن حركت دوربین مورد نظر كارگردان‌ها، شبیه‌سازی شد (شكل 2).


شكل 1-3- آرایه دوربین‌ها پیش از تنظیم موقعیت آن‌ها

شكل 2-3- آرایه دوربین‌ها پس از تنظیم‌

شكل 3-3- پوشاندن دوربین ها با پوشش سبز

با این روش و با استفاده از كامپیوتر، متخصصان یك نسخه دیجیتال از آنچه كه می خواستند داشته باشند را تهیه كردند و با اصلاح مسیر حركت دوربین مجازی، در نهایت جای تك‌تك دوربین‌های عكاسی و همین‌طور زمانبندی تریگر دوربین‌ها تعیین شد.

برپایی آرایه دوربین‌ها و تصویربرداری‌
برای برپایی آرایه دوربین‌ها، از 120 (تا 122) دوربین عكاسی استفاده شد (شكل 3). دوربین‌ها، از نوع Canon EOS-A2 و لنزهای استفاده شده از نوع Canon EF بود. دوربین‌ها روی پایه‌های قابل تنظیمی در طول آرایه نصب شده بودند و توسط یك سیستم Kaydara motion-capture كه روی یك كامپیوتر Intergraph 400MHz اجرا می‌شد، كنترل می‌شدند.


شات‌های آزمایشی با استفاده از فیلم‌های Kodak5274 و نماهای نهایی توسط 500T Vision 5279 متعلق بهEastman ضبط شدند. لا‌زم به ذكر است كه علاوه بر دوربین‌های عكاسی، در این آرایه از دوربین فیلمبرداری هم استفاده شد. (شكل 4)

دقت و ظرافت، نكته كلیدی در ساخت سكانس‌های اكشن فیلم با استفاده از  یك‌سری عكس بود. Gaeta و تیم او از یك سیستم laser-guided tracking برای اطمینان از این‌كه هر كدام از 120 دوربین عكاسی به محل مورد نظر نشانه رفته‌اند، استفاده كردند.

Gaeta در مورد چیدن دوربین‌ها می‌گوید: آنچه در گذشته انجام شده، freeze كردن سوژه در میانه یك دایره بوده ... كه از نظر چیدن دوربین كاری ساده است ... .


پس از این‌كه حركت دوربین به طور كلی توسط كامپیوتر طراحی شد، متخصصان (همان‌طور كه گفته شد) از یك سیستم laser-guided tracking برای انتخاب مكان دقیق هر دوربین عكاسی استفاده كردند (شكل5).



این سیستم متشكل از یك مكعب بود كه روی آن با پوششی مات پوشانده شده بود. این مكعب در میانه آرایه دوربین‌ها قرار داده می‌شد، در داخل آن یك ابزار كنترلی (motion control pan) وجود داشت كه براساس داده‌های ارسال شده از مرحله Flo-Mo كنترل می‌شد و بدین وسیله، لیزر را روی محل مشخصی از مكعب می‌تاباند.
 

شكل 4- استفاده از دوربین فیلمبرداری در آرایه‌

به این ترتیب لیزر برای هر دوربین یك نقطه روی مكعب ایجاد می‌كرد و به وسیله آن متخصصان می‌توانستند هر دوربین را توسط نقطه متناظرش تراز كنند و بدون كوچك‌ترین خطایی، هر فریم را ثبت نمایند. علاوه بر این، متحرك‌سازی سه‌بعدی مكعب به عنوان مرجعی برای تطبیق حركت دوربین (مجازی) با حركت پس‌زمینه‌ای كه بعداً اضافه می‌شد، مورد استفاده قرار گرفت.

در نهایت، در حالی كه بازیگر از طریق كابل‌هایی آویزان بود، به اجرای حركات مورد نظر در مقابل دوربین‌ها می‌پرداخت و در همین هنگام، دوربین‌ها با یك زمانبندی مشخص، یكی پس از دیگری به گرفتن عكس می‌پرداختند. به این ترتیب مجموعه عكس‌ها از حركات بازیگر آماده می‌شد.

شکل 1- 6- اجرای حرکات در مقابل دوربین ها.
کابلهایی که به بازیگر متصلند و لنز دوربین ها
(که به صورت نقطه چینی در
صحنه دیده می شوند) در عکس مشاهده
می شوند. در ضمن کیفیت تصویر هم مناسب نیست.

شكل 2-6- همان نما پس از ویرایش كامپیوتری: بهبود كیفیت تصویر و حذف موارد اضافی كاملاً مشهود است.

شكل 3-6- نمای نهایی: اضافه شدن پس زمینه‌

پردازش تصاویر
تصاویری كه به این طریق به دست میآمدند، فقط یك نتیجه ابتدایی بودند و باید به طرق مختلفی پردازش می‌شدند. اولین نكته، كیفیت تصاویر بود كه به هیچ عنوان قانع‌كننده نبود. از آن‌جایی‌كه دوربین‌ها (و لنزها)، خصوصیاتی كمابیش متفاوت از یكدیگر دارند، تصاویر ثبت‌شده توسط آن‌ها كیفیت یكسانی نداشتند. این موضوع زمانی نمایان می‌شود كه تصاویر به صورت پشت سر هم نمایش داده شوند.
 
در این‌صورت علاوه بر این‌كه به طور آشكاری تغییرات رنگ و نور مشاهده می‌شد، لرزش‌ها و تكان‌هایی هم به‌چشم می‌خورد كه ناشی از تراز نبودن دقیق دوربین‌ها بود (به‌رغم دقت بسیار زیادی كه برای این امر صورت گرفت.

مهم‌تر از همه، نرم نبودن حركات بود كه دلیل این امر نیز تعداد محدود دوربین‌ها در صحنه بود. به علاوه، عناصر غیر‌ضروری مانند كابل‌ها (كه به بازیگر متصلند)، دوربین‌ها و هر آنچه كه در صحنه زائد بود، می‌بایست حذف می‌شد و پس‌زمینه ساخته شده، جایگزین نمای پرده سبز می‌گشت.
 
تمام این نواقص توسط كامپیوتر رفع شد. به طور كلی ویرایش تصاویر، درون‌یابی تصاویر و در نهایت اضافه‌كردن پس‌زمینه به نمای پرده سبز، مهم‌ترین كارهایی بود كه با كامپیوتر باید انجام می‌شد.

بعد از رساندن كیفیت تصاویر به حد مطلوب و حذف موارد اضافی (شكل2-6) نوبت به درون‌یابی تصاویر می‌رسید. این فرآیند كه تحت عنوان interpolation شناخته می‌شود، چیزی شبیه همان كاری است كه انیماتورها در جریان ساخت یك انیمیشن انجام می‌دهند.

در ساخت یك انیمیشن، طراح ابتدا یك‌سری فریم كه متشكل از حركات یا وضعیت‌های كلیدی كاراكتر است را طراحی می‌كند (فریم‌های كلیدی) و در نهایت انیماتورها با طراحی فریم‌های میانی این فریم‌های كلیدی، حركت پیوسته و نرمی از كاراكتر ایجاد می‌نمایند.

مشابه این فرآیند در مورد ماتریكس هم اجرا شد. با این تفاوت كه فریم‌های كلیدی، عكس‌های گرفته شده توسط دوربین‌ها بودند و فریم‌های میان آن‌ها، تصاویری بودند كه توسط كامپیوتر طی فرآیند interpolation ساخته می شدند.
 
به این طریق رویداد Bullet time از حركت بازیگر (حركت سیال دوربین به اضافه آهسته و تند شدن حركات) ساخته می‌شد. برای درون‌یابی تصاویر، Manex از شركت Snell&Wilcox) S&W) كمك گرفت كه در فناوری تخمین و درون‌یابی حركات پیشرو است.این شركت، فناوری Phase Correlation (Ph.C) motion compensation متعلق به خود را بهبود داد و از آن برای ساخت فرآیند Flo-Mo بهره ‌برد.
 
فناوری ‌Ph.C دقیق‌ترین تكنیك motion compensation در دسترس است و براساس اعمال یك تبدیل فوری گسسته روی توالی عكس‌ها و محاسبه اختلافات بین Phase componentها عمل می‌كند. این اختلافات در نهایت برای به دستآوردن یك correlation surface دوبعدی استفاده می‌شود. پیك‌های (peaks) به دست آمده متناظر با حركت بین تصاویر است. این عمل با استفاده از چهارده ایستگاه كاری سان انجام شد. در واقع این‌كار دو مرحله داشت: مرحله اول motion estimation بود كه با استفاده از فناوری Ph.C به تخمین و برآورد motion vector می‌پرداخت كه مسیر حركت پیكسل  را نتیجه می‌داد. مرحله دوم تصحیح اینvectorها و تركیب آن‌ها با اطلاعات تصاویر بود  تا تصاویر میانی بین فریم‌ها (in-betweens) حاصل شوند.

در واقع توسعه تكنیك Flo-Mo باعث شد كه Bullet time همان چیزی باشد كه سازندگان فیلم می‌خواستند. Gaeta در مورد این قسمت از كار اشاره می كند: Flo-Mo هر پیكسل از فریم را تجزیه و تحلیل می‌نماید و مشخص می‌كند كه هر پیكسل بین فریم‌ها به كجا (به چه صورتی‌)‌ حركت می كند به طور مثال، اگر یك پیكسل قرمز در یك موقعیت خاص در یك فریم وجود داشته باشد و همان پیكسل در فریم بعدی در موقعیتی دیگر قرار گیرد، با داشتن یك پیكسل از هر فریم، اطلاعات بسیار عظیمی خواهیم داشت كه می‌توانیم با آن‌ها كارهایی انجام دهیم. این اطلاعات ما را قادر می‌ساخت فریم‌هایی بسازیم كه هرگز وجود نداشتند (منظور فریم‌های میانی است). فیلم در مورد در اختیار داشتن فضا زمان در یك دنیای شبیه‌سازی شده بود و این جلوه ویژه آن را منعكس می كند.

پس زمینه‌
در حقیقت روشی كه در ساخت پس زمینه كار استفاده شد، چنان انقلابی و قابل‌توجه بود كه حوزه كاربرد آن را حتی فراتر از ساخت یك فیلم سینمایی گسترش داد. فرآیند به كار رفته در ساخت پس‌زمینه صحنه‌های Bullet time تحت عنوان كلی virtual cinematography یا سینماگری مجازی شناخته می شود. این فرآیند مجموعه‌ای از چندین روش مختلف است كه سرآمد تمام آن‌ها، تكنیكی به نام image based rendering است‌.

با استفاده از این تكنیك می‌توان مدل‌های  سه بعدی را از چند عكس ساده استخراج كرد و به این طریق به ساخت فضاهای مجازی پرداخت. استخراج اطلاعات سه‌بعدی از عكس‌های دوبعدی، آرزوی دیرینه متخصصان در زمینه نقشه‌برداری بوده است و در واقع این تكنیك هم برای همین منظور ایجاد شده بود. این تكنیك نتیجه كار تحقیقاتی‌ای بود كه در دانشگاه بركلی توسط Paul Debevec و George Borshukov و چند محقق دیگر انجام شد و نتیجه آن فیلم كوتاهی بود تحت‌عنوان The Campanile Movie كه در نمایشگاه Siggraph 97 نمایش داده شد. این تحقیق در رابطه با استفاده از تكنیك‌های Photogrammetry شامل روش‌های Projected texture mapping و laser measurement برای استخراج قالب اشیا از تصاویر عكاسی شده بود.

ایده كار بسیار ساده است: به طور معمول، وقتی عكسی از یك منظره گرفته می‌شود، اطلاعات سه بعدی در عكس به صورت دو بعدی به اصطلاح project می شوند. در نتیجه هر نقطه خاص (به عنوان مثال، هر نقطه از یك منظره) در عكس می‌تواند هر جایی روی یك خط فرضی كه از مركز دوربین تا بی‌نهایت امتداد دارد قرار گرفته باشد (خط فرضی كه از دوربین شروع می‌شود و از نقطه مورد نظر هم می‌گذرد).

این ابهام با در اختیار داشتن دو عكس كه از زوایای متفاوتی از یك منظره گرفته‌شده است، می‌تواند رفع گردد. در واقع نقطه مورد نظر ما محل تقاطع خطوط فرضی متناظر عكس‌ها است. این روش triangulation نام دارد و در تكنیكphotogrammetry از آن استفاده می شود. با استفاده از این روش، با داشتن حداقل دو عكس از منظره مورد نظر (با توجه به این‌كه موقعیت دوربین برای ما معین است) می‌توان هر نقطه را به طور سه‌بعدی مكان‌یابی كرد.
 
این روش مشابه عملكرد مغز در درك عمق با استفاده از دو تصویر دوبعدی ورودی است. علاوه براین، با داشتن تعداد كافی نقاط متناظر، می‌توان موقعیت‌های نامعلوم دوربین را هم به خوبی محاسبه كرد. به بیان دیگر، از این طریق می‌توان تصاویری كه وجود ندارند را هم تخمین زد. چنین تكنیكی به متخصصان photogrammetry اجازه می‌دهد با استفاده از عكس‌های هوایی، نقشه‌های توپوگرافی از عوارض زمین تهیه كنند.

Gaeta از ابتدا در نظر داشت به جای فیلمبردای، با استفاده از تكنیك‌هایی نظیر motion control در لوكیشن‌های واقعی یا دكورهای مینیاتوری، فضاها را در كامپیوتر بسازد؛ آن هم صحنه‌هایی مانند Bullet time كه ساخت آن‌ها به طور معمول مشكلاتی به همراه داشت. اضافه كردن یك پس زمینه برای Bullet time، مهم‌ترین چالش پیش رو بود. به گونه‌ای كه بدون یك پس زمینه قابل قبول، كل رویداد Bullet time با شكست مواجه می شد.

باید یادآوری كرد كه پس‌زمینه چنین صحنه‌ای پیچیدگی‌های خاصی را دارد. در اكثر فیلم‌ها یا شات‌هایی كه در آن‌ها از پس‌زمینه كامپیوتری استفاده می شود، چنین پیچیدگی‌ای وجود ندارد و دوربین با این وسعت حركت نمی‌كند. حركت بی‌‌پروای دوربین به این سو و آن سو، باعث می شود كه پرسپكتیو ارائه شده، بسیار متغیر باشد. در نتیجه  پس‌زمینه باید حالتی مانند پانوراما داشته باشد، نه صرفاً یك پس زمینه معمولی. از طرفی حركت پس زمینه باید طوری با حركت دوربین مجازی منطبق باشد كه تماشاگر متوجه مصنوعی بودن آن نشود.

Gaeta فیلم The Campanile Movie را درسال 1997 در نمایشگاه سالیانه Siggraph دید و همان جا  به اهمیت این روش پی برد.
George Borshukov به عنوان طراح فنی سینماگری مجازی در فیلم ماتریكس همكاری كرد. او می گوید: ما مجبور بودیم مجموعه گسترده‌ای از تكنیك‌های جدید، ابزارها و روش‌ها  را برای برآورده كردن نیازهای بی‌شمار فیلم و فیلمبرداری كاملاً آزادانه در یك محیط واقعگرایانه توسعه دهیم. ما همین‌طور ابزارهایpostproduction را هم توسعه دادیم. در نهایت مجموعه‌ای از ابزارهای جدید رندرینگ برای مجتمع كردن تكنیك‌های سینماگری مجازی ساخته شدند.

 ‌Kim Libreri (سرپرست Bullet time) روند كار را این‌گونه تشریح می كند: در ابتدا عكس‌هایی كه از لوكیشن گرفته شده بودند، انتخاب می‌شدند. فیلم‌های مورد استفاده از نوع Kodak EXR 5245 بودند. این عكس‌ها به صورت فایل‌های لگاریتمی ده‌بیتی Cineon به داخل كامپیوتر فرستاده شدند. هرگونه عیب ناشی از لنز توسط سیستمlens calibration برطرف می‌شد.
 
مدل‌های مجازی با استفاده از اطلاعات به دست آمده از فرآیند Sokkia laser survey و با مرتبط كردن آن داده‌ها با اشیا متناظر در عكس‌ها، استخراج شدند. مدل‌ها با استفاده از مجموعه‌ای از Mental Ray shaders ،texture  شدند. این عمل تصاویر انتخاب شده را به سطح ژئومتری مدل‌ها منتقل می‌كرد... اثرات static grain می‌بایست قبل از فرستادن عكس‌ها به سیستم رندرینگ حذف می‌شدند. برای افزایش هرچه بیشتر سطح واقعگرایی این پس‌زمینه‌ها، ما افكت‌های lens distortion و film grain را به آن اضافه كردیم. همچنین از برنامه Renderman متعلق به پیكسار هم استفاده نمودیم... .

پس‌زمینه‌ای كه برای صحنه‌های Bullet time ساخته شد، قانع‌كننده بود و پیشرفت بزرگی در گرافیك كامپیوتری به شمار می رفت (شكل 3-6). این نوع پس‌زمینه آزادی عمل نامحدودی به فیلمساز ارائه می‌كرد. با داشتن نسخه سه‌بعدی مجازی لوكیشن كه تماماً توسط عكس‌های آن تهیه شده بود، دوربین كارگردان عملاً می‌توانست در هر جایی از صحنه قرار بگیرد و پس‌زمینه، محدود به یك یا چند نمای خاص و از پیش تعیین‌شده نبود.

نتیجه  تلاش‌
آنچه ذكر شد، بیانی مختصر بود از تلاش‌های شركت ‌Manex (یكی از سه شركت عمده درگیر در پروژه) برای پیاده كردن سكانس‌های Bullet time در این میان تكنیك‌های زیادی استفاده شدند و تكنیك‌های جدیدی هم امتحان شدند. تكنیك Bullet time پس از این فیلم در بسیاری از فیلم‌ها، كارتون‌ها و حتی بازی‌های كامپیوتری مورد تقلید قرار گرفت كه این خود نشانه‌ای از نو بودن و جذابیت این افكت به شمار می‌رفت؛ هر چند در چند فیلم و كارتون هم به هجو كشیده شد، ولی یكی از دستاوردهای جالب Bullet time، مورد توجه قرار گرفتن آن برای استفاده در واقعیت مجازی و از همه مهم‌تر استفاده در آموزش نظامی سربازان بود.

در كل، سكانس‌های Bullet time نوعی لذت بصری را به تماشاگران عرضه كرد و هنوز هم نوآوری جالبی در عرصه جلوه‌های بصری محسوب می‌شود.

پی‌نوشت
‌1-‌‌‌همزمان با رستاخیز ماتریكس (قسمت دوم سه‌گانه‌ماتریكس) كار ساخت نُه انیمیشن به سفارش  برادران واچفسكی و زیر نظر آن‌ها به تعدادی از استادان انیمیشن (از جمله چند ژاپنی) سپرده شد. این مجموعه كه به انیماتریكس مشهور است، در واقع ادای دین واچفسكی‌‌ها به انیماتورهایی است كه روی كارشان تأثیر گذاشته بودند؛ هر چند دیدن این كارتون‌ها زوایای پنهان و مبهم ماتریكس را هم مشخص می‌كند. ساخت انیماتریكس نشان‌دهنده عمق علاقه واچفسكی‌ها به انیمیشن است!

2- اخیراً در تلویزیون ما هم، نمونه‌ای از این تكنیك در چندین تبلیغ یك شركت ساخت لوازم خانگی استفاده شده است.

3- Virtual camera movement در اصل توسط Dayton Taylor توسعه داده شد. وی سیستمی تحت عنوانTimetrack ابداع كرد كه شامل مجموعه‌ای از لنزها بود و با آن می‌شد با گرفتن عكس در یك لحظه خاص از سوژه و از چندین زاویه، به‌اصطلاح حركت را در فیلم ثابت كند.

4-‌‌‌استفاده از سیم و كابل، یكی از متداول‌ترین تكنیك‌های سینمایی به ویژه در ساخت صحنه‌های اكشن و رزمی است و Yuen Wo Ping استاد این روش است. در این روش كابل‌هایی به بدن بازیگر یا بدل متصل می‌شوند و افرادی در خارج از صحنه براساس حركاتی كه قبلاً طراحی شده است، با كشیدن مناسب این كابل‌ها، در اجرای حركاتی نظیر پریدن و امثال آن  به هنرپیشه كمك می‌كنند. ناگفته پیداست كه این روش خطرات خاصی نیز دارد.

مترجم : مهدی صنعت‌جو


برچسب ها: پرواز در زمان‌ - بررسی تكنیك Bullet time ، با نگاهی به قسمت اول فیلم سینمایی ماتریكس‌ ،