Výstava „Věda za Pixarem“ zkoumá fyziku v animaci

Když pomyslíte na Pixar, možná vás hned nenapadne věda. Přesto je v každém filmu Pixar hodně matematiky a fyziky a právě o tom je interaktivní výstava „The Science Behind Pixar“. Expozice byla původně otevřena v Bostonu v Muzeu vědy v červnu 2015 a poté se zastavila ve Philadelphii v The Franklin Institute. 'The Science Behind Pixar' je v současné době v Los Angeles v California Science Center do 9. dubna 2017 .

Výstava začíná pětiminutovým videem, kde technický umělec Pixar Fran Kalal a výtvarník příběhů Alex Woo vysvětlují základní proces animačních funkcí Pixar. Uvnitř je výrobní potrubí dále vysvětleno 40 exponáty rozdělenými do osmi sekcí: modelování, lanoví, povrchy, kulisy a kamery, animace, simulace, osvětlení a renderování.

V zákulisí Pixaru se sídlem v Emeryville v Kalifornii různé týmy již 30 let používají algebru, trigonometrii, geometrii, počet a fyziku k řešení problémů s 3D počítačovou animací ve funkcích od roku 1995. Příběh hraček “ až po nedávné “ Hledá se Dory .“ Podle Tonyho DeRose, vedoucího vědce ze společnosti Pixar a vedoucího výzkumné skupiny, tým šesti až sedmi vědců na úrovni Ph.D. pokračuje ve vývoji nových technik pro budoucí filmy.



Ve funkci Disney-Pixar z roku 2012 ' Statečný ,“ temperamentní skotská princezna Merida měla výrazné masy divokých vývrtkových vlnitých zrzavých vlasů. Výstava „Pixar's Simulation Challenge“ vysvětluje problém a řešení pro animaci každého kadeře. Merida má více než 1 500 individuálně tvarovaných kudrnatých červených pramenů, které generují asi 111 700 totální chlupy. Tato simulace je oblíbenou částí výstavy Thomase Portera, viceprezidenta pro produkci Pixar. „Pružiny jsou úvodním fyzikálním problémem,“ vysvětlil.

Porter byl součástí původní skupiny počítačových technologií v počítačové divizi Lucasfilmu, která nakonec odešla a vytvořila Pixar. Porter jako součást různých týmů Pixar sdílí tři Oscary za vědu a inženýrství: za vývoj softwaru RenderMan v roce 1993, za průkopnické vynálezy v oblasti digitální kompozice obrazu v roce 1996 a za průkopnické úsilí ve vývoji systémů digitálního lakování používaných při produkci filmů. v roce 1998.

Něco tak jednoduchého, jako je výroba trávy na poli, vyžaduje matematické výpočty. Simulace z „Život brouka“ ukazuje, jak se vyrábí a replikuje stéblo trávy (parabola). Pak může mít několik změn za následek jinou scénu a náladu. Součástí expozice jsou také simulace náladového osvětlení v místnosti nebo jako v případě „Finding Dory“ pod vodou. DeRoseova oblíbená simulace v této expozici ukazuje, jak měnící se proměnné mohou změnit chování hejn plavání ryb.

DeRose získal titul BS ve fyzice na UC, Davis a poté získal titul Ph.D. v počítačové vědě z UC Berkeley. Pokud chcete děti nadchnout potenciálem vědy, doporučuje přijít na výstavu, kde se Pixar „skutečně snaží stáhnout kryty na různé kreativní výzvy“.

DeRose byl jedním ze dvou vědeckých poradců společnosti Pixar pro tuto výstavu. 'Nevíme, jak navrhnout muzejní exponáty. Oni (Boston’s Museum of Science) věděli, jak dodat nápady a koncepty způsobem, který by návštěvníky zaujal.' Je opravdu hrdý na vysokou kvalitu interakcí a na to, že věda a matematika jsou vysvětlovány způsobem, „který je skutečně přístupný“. Komentoval to: 'Všechno je autentické, ne hloupé.'

Každý film Pixar má nějakou výzvu. 'V prvních filmech bylo mnoho výzev. Začal jsem v době 'A Bug's Life' a 'Monster's Inc.',' vysvětlil DeRose. 'Nevěděli jsme, jak vyprávět příběh s lidmi. Lidé v 'Toy Story' nebyli na obrazovce zdaleka tak efektivní jako hračky. Kůže nevypadala správně. Museli jsme vyvinout technologii, abychom vytvořili kůži měkký a měkký.' DeRose dodal: 'Mohli jste si všimnout, že v poslední době jsou snímky, které vytváříme, teplejší, jemnější, organičtější a věrohodnější.' Změnilo se to, že vědci z Pixaru pochopili, jak se světlo odráží v prostředí.

Další výzvy přicházejí nečekaně. Lindsey Collinsová, producentka filmu „Finding Dory“ a viceprezidentka pro vývoj, nepochází z technického prostředí. Měla zkušenosti s tradičnější animací. Smála se, když si vzpomněla, že původně si myslela, že kafilerie je něco jako zoo s domácími zvířaty, a ne místo, kde počítače zpracovávají počítačem generované snímky. (Podle tiskových poznámek trvalo vykreslení nejsložitějšího záběru na „ Úžasňákovi .')

S „Hledá se Dory,“ „naivně řekla, že tam bude chobotnice. Doslova všichni zbledli. Okamžitě věděli, že to bude jedno z „nejkomplexnějších animačních zařízení, které lze vymyslet“, protože tvor nemá žádnou kostru. Když lidé ze softwaru vyvíjeli postavu, vrátili se a zeptali se, jak moc si byla jistá, že tato chobotnice bude ve filmu. Některé postavy jsou rozřezány před posledním filmem, jako je Jack the Ankylosaurus, který se nedostal do filmu Dobrý dinosaurus .“

Fanoušci 'Finding Dory' samozřejmě vědí, že 'septopus' Hank se do filmu dostal. Collins připomněl, jak se animátoři a technici navzájem inspirovali. Někdo se zmínil, jak by Hank vypadal při lezení po můstkách, tento nápad se chytil a byl přidán do scénáře. Hank musí být stále větší a větší součástí příběhu. Ale Hank měl další problém: Jak dát Hankovi „expresivitu bez nosu, bez úst,' vysvětlil Collins. To znamenalo, že „obličejové' svaly musely být více lidské, aby se publikum mohlo s Hankem spojit jako v prvním scény, kdy jsou Hankova tvář a tělo částečně zakryty, když se schovává ve dřezu.

Collins se přímo nepodílel na výrobě výstavy. 'Byla jsem si toho vědoma a viděla jsem to z dálky, jak se to spojuje,' řekla, ale den předtím byla její první příležitost si to prohlédnout tisk v Los Angeles. „Je přesvědčivé pohnout knoflíky a vidět, jak je tato docela náročná technická práce přeložitelná,“ a uvedla, že některé displeje jí pomohly lépe porozumět vědě a složité matematice, kterou jí její tým předtím vysvětlil.

Stejně jako Collins, ne každý ve filmu Pixar je vědec. Výstava zahrnuje rozhovory s lidmi z různých prostředí – hudby, malby, výtvarného umění sochařského prostředí atd. Collinsova rada lidem, kteří se zajímají o práci v počítačové animaci: „Zeptejte se na spoustu otázek. Myslím, že je opravdu důležité, aby děti byly nestoudně zvědavé.'

Výzkumné týmy nadále kladou otázky, některé předtím zodpověděly jen částečně. DeRose poznamenal, že jedním z problémů, na kterém jeho tým pracuje, je simulace vody v malém měřítku, jako je víno v šálku. „V současné době máme tendenci ztrácet objem během simulace. Simulace nešetří objem. Pokud máte simulace ve velkém měřítku, nevšimnete si toho.' To bylo problematické u „The Good Dinosaur“. Pixar „nemohl použít stejnou simulaci pro celou masivní řeku a pro záběry zblízka“.

I když jsou řešení nalezena, ne všechny simulace zůstávají věrné fyzikálním faktům. „Věda je řada přiblížení. V matematice existují krásné dobře srozumitelné důkazy, které budou vždy pravdivé.“ Ve vědě tomu tak není a ještě méně v počítačové animaci, kde DeRose poznamenal: „Fyzika je pro nás výchozím bodem pro vytváření softwaru, který umělci mohou použít k tomu, aby jej postavili na obrazovce.“ Svět, jak ho vidíme, je výsledkem nekonečného množství odrazů světla, ale režisér může potřebovat opravdu jen pár.

Někdy budou změny provedeny v simulaci. DeRose například vysvětlil: „Pokud stín padá na špatné místo, můžete posunout světelný zdroj tak, aby padl na místo, které se režisérovi líbí víc, ale změní se spousta dalších věcí. Mnohokrát jen změníme simulaci tak, aby se stín pohyboval, takže paprsky už v podstatě nedopadají v přímých liniích.“ V animaci „nemusíme zůstat věrní fyzice“.

Chcete inspirovat děti, aby se naučily STEM pomocí animace? DeRose řekl: „Jsem velkým fanouškem projektového učení. Formulujte to jako hmatatelné cíle, o které vás režisér žádá, začněte to rozdělovat na odvozeniny. Z odvozenin mohou děti vidět, jak se pojmy používají, jak se pojmy objevují.“ DeRose cítí, že skutečnou zábavou práce v Pixaru je zjišťovat, jak používat matematiku a vědu k řešení problémů.

Porter, vzpomínal, jak si při práci na vzhledu povrchu pro „Toy Story“ uvědomil, že hrbolatost na panu Potato Head byla „základními funkcemi sinus a kosinus, které se naučíte v 11. třídě“. Zvolal: „Je pro mě potěšením pomyslet si, že jsem v roce 1992 pracoval v práci, kterou si lidé v polovině 60. let ani nedokázali představit, a která byla zcela relevantní pro to, co jsem se učil v 11. třídě.“ Byl si také jistý, že středoškolská matematika a fyzika budou nakonec použity pro „nějakou práci, kterou si vy nebo já teď nedokážeme představit“.

Pro Portera zůstává „Toy Story“ jeho sentimentálním oblíbeným filmem Pixar. DeRoseův oblíbený film Pixar je „The Incredibles“ a jeho oblíbená postava je Bob. 'Jsem skutečným fanouškem filmů o Jamesi Bondovi a hraje to jako James Bond. A trochu sympatizuji s tím, že Bob je táta ve středním věku.'

Pokud se na tuto výstavu nemůžete dostat, nebo pokud ve vás vzbudila zvědavost a chcete se dozvědět více, Porter i DeRose vám doporučili jiný zdroj: Khan Academy. Pixar a akademie vytvořili Pixar in a Box, sérii lekcí o různých aspektech počítačové animace. DeRose řekl, že jde o „18 hodin učení, které pomáhá dětem vytvořit spojení mezi tím, jak vytváříte digitální filmy, a tím, co je to vědecký obsah“.

„The Science Behind Pixar“ je akce s vstupenkami v California Science Center do 9. dubna 2017 . St. Paul's Science Museum of Minnesota je další plánovanou zastávkou, která se otevírá dne 27. května 2017 a zavírání 4. září 2017 . Pro více informací o výstavě klikněte zde .