Робин Волкер: Будущее игровой анимации
Ведущий разработчик Half-Life 2 — Робин Волкер рассказывает изданию Next Generation о будущем игровой анимации, о создании более правдоподобных движений моделей людей и проблемах, с которыми сталкиваются системы анимации нового поколения.
По большому счету, в Half-Life 2 одна из наиболее продвинутых и правдоподобных анимаций персонажей из когда-либо созданных в видеоиграх. От анимации лиц и синхронизации губ до ускорения и замедления персонажей при повороте за угол или передвижении по комнате — все дело во внимании к мелочам.
Робин Волкер: Одной из наиболее заметных со стороны черт стало то, насколько отличаются движения наших персонажей от персонажей множества других игр. Посмотрите: то, как двигаются люди, порождает множество проблем. Когда вы подходите к двери или к повороту, ваше тело начинает подстраиваться еще за десять шагов до того, как вы достигнете этой двери. Вы ускоряетесь или замедляетесь, даже не осознавая этого. А ваши шаги идеально подходят к ситуации.
Пуристы и технологисты анимационного сообщества могут до хрипоты спорить о преимуществах и недостатках применения motion-capture, но Волкер говорит, что в Valve нет какого либо предпочтительного метода получения данных и они предпочитают направить энергию на решение более серьезных проблем.
Робин Волкер: В Half-Life 2 мы применяли motion-capture в некоторых местах, но большая часть анимации была сделана вручную. Мы обнаружили, что реальная проблема — это вовсе не получение данных для анимации. А Mo-cap — это просто один из способов получения этих данных. Главная проблема кроется в том, как проигрывать эту анимацию, когда у вас уже есть набор дискретных данных.
Это стало почти проблемой для искусственного интеллекта. Как сделать, чтобы проигрывание этой анимации выглядело реалистично? Если вы посмотрите на видеоигры, вы обнаружите, что персонажи делают множество вещей, которые люди не делают никогда. Они ускоряются с места до максимальной скорости мгновенно и также мгновенно останавливаются. Вы видели это столько раз, что практически перестали обращать на это внимание.
Привязка искусственного интеллекта к анимации
На будущее, Волкер и его команда в Valve работает над тем, как связать систему анимации и искусственного интеллекта. Они считают, что этот подход является единственным способом устранить пробел в мимикрии человеческих движений, в превращении их в правдоподобные.
Робин Волкер: В Half-Life 2 персонажи действительно замедляются, прежде чем остановиться и они наклоняются в сторону, если бегом огибают угол. Определение того, как им это делать является сложной проблемой связанной с ИИ. В наши дни, искусственный разум в играх способен динамически реагировать на происходящее. Анимационным системам необходимо стать достаточно разумными, чтобы они были способны принимать решение на основе этих реакций о том, что именно проигрывать или не проигрывать в данных обстоятельствах.
Например, ваш персонаж бежит по прямой до угла (в этот момент он еще намерен продолжать бег вперед), а, достигнув его, персонаж видит противника и искусственный интеллект решает, что он хочет немедленно остановиться и открыть огонь. В большинстве игр этот персонаж действительно мгновенно остановится и начнет стрелять. Если же вы попробуете синхронизировать его действия и анимировать их так, как это сделал бы настоящий человек, этому персонажу придется сначала замедлиться до остановки и за это время он может просто пробежать мимо и потерять противника из вида. Именно с этим мы и сталкиваемся все время — компьютерный разум говорит: «Я хочу сделать нечто иное, нежели я только что делал», а анимационная система должна решить, как это визуализировать, чтобы выглядело красиво.
В реальной жизни между принятием решения и собственно реакцией вашего тела существует множество задержек. Человеческая анимация в целом — это нечто, на что мы тратим множество времени и во что планируем продолжать инвестировать ресурсы. Индустрия уже способна создавать великолепные модели персонажей, но анимация все еще больше напоминает соломенных человечков, а запрограммированный интеллект просто делает то, чего хочет дизайнер игры и не заботится о проблемах анимации.
Сохраняя лицо
Робин Волкер: Наша лицевая анимация — это кульминация нескольких лет работы Кена Бердуэлла, одного из наших ведущих программистов. Когда мы закончили оригинальный Half-Life мы приняли верное решение поработать над этим аспектом. Основа его работы строится на исследовании психолога Пола Экмана, в котором он систематизировал и каталогизировал выражения лиц техническим языком. Мы же создали словарь из слов, букв и чувств, которые собирались использовать в тот момент.
Эта система построена с помощью математического описания выражений лиц, а не конкретно губ. Губы не являются чем-то особенным, и наша система сфокусирована на способах описания состояния всего лица. Подобный подход автоматически решает множество проблем. Например, эта система не позволяет нам делать вещи, которые реальное лицо не способно делать, такие как смотреть вверх при опущенных веках.
Мы создаем ключевые диапазоны выражений лиц для каждого персонажа. Далее, ответственный за данного персонажа аниматор описывает начальное и конечное состояние каждого выражения. В результате мы получаем полный комплект анимаций, изменяющих элементы лица для каждого из наших героев.
В системе Valve математические описания не привязаны к конкретным наборам анимации, что делает возможным создание описания поведения, к примеру, улыбки, которое не привязано к самой анимации. В результате, различные персонажи могут улыбаться по-разному, в зависимости от особенностей лица, а системе анимации при этом не нужно ничего знать об этом конкретном лице. Например, это позволяет Valve создать шепелявый персонаж или персонаж с неким дефектом лица, и именно этот дефект определяет, как будет работать его рот.
Робин Волкер: Технология синхронизации губ автоматически извлекает из звукового файла последовательность анимации, которую необходимо проиграть. Мы сделали локализацию для десяти или около того языков, и наличие подобной системы лицевой анимации было для нас просто необходимо.
