CGI là gì? Để có những bối cảnh phi thực các nhà làm phim đã làm thế nào?

Vậy các nhà làm phim đã làm gì để dựng được những nhân vật, phong cảnh đẹp và chân thực như vậy? Ngay bây giờ chúng ta cùng khám phá bí mật đó nhé!

CGI là gì?

CGI là viết tắt của cụm từ  Computer-generated imagery có nghĩa là công nghệ mô phỏng hình ảnh bằng máy tính.

Là một ứng dụng của đồ hoạ máy tính nhằm tạo ra hoặc sửa đổi hình ảnh trong nghệ thuật, sản phẩm truyền thông in ấn, trò chơi điện tử, phim, chương trình truyền hình, sản phẩm thương mại trên truyền hình, và công nghệ mô phỏng. Khung cảnh trực quan này có thể là động hoặc tĩnh, 2D, 3D.

Sự ra đời của CGI

Công nghệ CGI lần đầu tiên được sử dụng trong phim ảnh trong bộ phim Westworld vào năm 1973 nhưng khi đó, CGI mới chỉ thể hiện được nội dung hai chiều. Phải tới gần 10 năm sau đó, mới có 2 bộ phim được đầu tư lớn vào công nghệ CGI là Tron vào năm 1982 và The Last Starfighter được công chiếu vào năm 1984.

Tầm quan trọng của CGI:

Ngày nay, CGI đã trở thành một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp điện ảnh. Công nghệ CGI được sử dụng cực kỳ rộng rãi trong hầu như tất cả các phim, từ "Avatar" của Spielberg đến "Transformer" của Michael Bay. Với sự phát triển của công nghệ và cơ hội tiếp cận miễn phí tới những công cụ mã nguồn mở như Blender và GIMP, những họa sĩ độc lập hay nhà sản xuất nhỏ đã có thể tạo nên những nội dung CGI mà không cần quay cảnh thật với diễn viên, hệ thống ánh sáng và những dụng cụ đắt tiền.

Ngoài ra việc sử dụng CGI cũng góp phần to lớn trong việc giảm thiểu những rủi ro khi quay phim, từ đó trở thành một phần không thể thiếu đặc biệt trong ngành công nghiệp điện ảnh.

Các bạn đã biết, nam diễn viên chính Paul Walker của “bom tấn” Fast & Furious đã mất trong một tai nạn. Tuy nhiên trên Fast & Furious 7, vẫn có sự xuất hiện của cố diễn viên này và công nghệ CGI đã hỗ trợ điều đó.

Quy trình tạo dựng CGI:

Quy trình tạo dựng các thành phần CGI bắt đầu bằng giai đoạn tiền sản xuất. Đầu tiên, phải bắt đầu từ việc nghiên cứu và phát triển ý tưởng, trong thời gian này, những phương pháp kỹ thuật hiệu ứng cho các hiệu ứng của bộ phim được quyết định, tập trung vào phần mềm ưa thích và kỹ thuật. Tiếp đó là thiết kế bản thảo mô hình cho CGI, có nghĩa là phác thảo từ storyboard sang mô hình 3D.

Trong giai đoạn sản xuất, bản vẽ kĩ thuật tạo môi trường giả được sử dụng phổ biến để tạo ra phong cảnh cho phần hậu cảnh. Ngoài ra trong phim trường, việc tham chiếu từ bối cảnh sẽ được sử dụng để tạo kết cấu cho mẫu 3D và để làm nguồn tham khảo cho các thuộc tính thực tế trong cảnh như ánh sáng, kích thước đối tượng.

Ở phần hậu kỳ, chuẩn bị các cảnh quay được cung cấp để chèn thêm các thành phần vào. Trong số những thành phần này là motion tracking (theo dõi chuyển động), rotoscoping (xử lý cắt lớp ảnh) và keying (tách phông xanh), và color correction (chỉnh sửa màu sắc). Cuối cùng, người diễn hoạt sẽ thêm chuyển động cho mẫu được gắn xương, và chịu trách nhiệm cho hoạt động thực của CGI.

Một số ví dụ về  việc sử dụng CGI:

1. Hình ảnh tĩnh và tranh phong cảnh

Không chỉ tạo ra các dạng hình ảnh hoạt hình, công nghệ mô phỏng hình ảnh bằng máy tính còn tạo ra các bức tranh phong cảnh trông rất tự nhiên, thí dụ như các tranh phong cảnh phân dạng thông qua các thuật toán máy tính.

Một số lượng lớn các kỹ thuật riêng biệt đã được nghiên cứu và phát triển để tạo ra các hiệu ứng mô phỏng máy tính có độ tập trung cao, ví dụ như việc sử dụng các hình mẫu riêng biệt, đại diện cho sự bào mòn hoá học của đá để tượng trưng cho sự xói mòn và tạo ra một "vẻ bề ngoài cũ kĩ" cho một bề mặt đá cho trước.

2. Các khung cảnh kiến trúc

Các kiến trúc sư hiện đại sử dụng các dịch vụ của các hãng đồ hoạ máy tính nhằm tạo ra các mẫu vẽ ba chiều cho cả khách hàng và thợ xây.

Trong một số ứng dụng, các hình ảnh kiến tạo bằng máy tính được dùng để tái tạo lại hình ảnh trong quá khứ của một công trình kiến trúc lịch sử nào đó. Thí dụ, một phiên bản dựng lại bằng máy tính của một tu viện ở Georgenthal của Germany dựa trên những tàn tính của tu viện này, cho phép người xem được "thấy và cảm nhận" tu viện đó trông như thế nào vào thời xưa.

3. Các mẫu vẽ kết cấu

Các mẫu vẽ mô phỏng bằng máy tính sử dụng trong hoạt hình phác thảo thường không phải lúc nào chính xác về kết cấu. Tuy nhiên, các tổ chức như Viện điện toán khoa học và hình ảnh (Scientific Computing and Imaging Institute) đã phát triển các mẫu dựa trên máy tính có độ chính xác về mặt kết cấu cao.

Trong các ứng dụng y học hiện đại, các mô hình riêng biệt của bệnh nhân được xây dựng trong "các cuộc phẫu thuật có sự hỗ trợ của máy tính". Ví dụ, trong các cuộc phẫu thuật thay thế toàn bộ đầu gối, việc xây dựng một mô hình chi tiết của một bệnh nhân riêng biệt sẽ giúp lên kế hoạch cho cuộc phẫu thuật chính xác và cẩn thận hơn.

4. Sự mô phỏng và trực quan hóa có tính tương tác

Sự trực quan hoá có tính tương tác là một thuật ngữ chung áp dụng cho sự tái tạo dữ liệu có khả năng thay đổi và cho phép người dùng xem dữ liệu đó dưới khía cạnh khác nhau. Các lĩnh vực ứng dụng kĩ thuật này rất rộng, từ việc mô phỏng dòng chảy của những chất lỏng đang chuyển động đến các ứng dụng thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính riêng biệt.

5. Mô phỏng hình ảnh của vải và da

Việc sử dụng kỹ thuật này trong phim ảnh, quảng cáo và các loại hình khác của truyền thông/trưng bày đại chúng, các hình ảnh vải và quần áo được tái tạo bằng máy tính hiện được rất nhiều hãng thiết kế thời trang hàng đầu sử dụng thường xuyên.

6. Hoạt hình máy tính

Hoạt hình máy tính chủ yếu là một người kế nhiệm kỹ thuật số của nghệ thuật hoạt hình stop motion (tự chuyển động) của các mô hình 3D và hoạt hình frame-by-frame (từng khung hình) của các hình vẽ minh hoạ 2D.

Để tạo ra ảo giác của sự chuyển động, một hình ảnh được hiển thị trên màn hình máy tính và được liên tục thay thế bởi một hình ảnh mới giống với các ảnh trước, nhưng có thay đổi rất nhỏ về chu trình thời gian (thường ở tốc độ 24 đến 30 khung hình/giây). Kỹ thuật này giống với việc tạo ảo giác chuyển động được thực hiện trên truyền hình hoặc phim ảnh.

7. Thế giới ảo

Là một môi trường mô phỏng cho phép người dùng tương tác với các nhân vật hoạt hình, hoặc tương tác với những người dùng khác thông qua việc sử dụng các nhân hoạt hình được biết đến với tên gọi hình đại diện

Các phần mềm CGI

Có rất nhiều phần mềm phục vụ cho việc tiếp cận và ứng dụng CGI.

Ví dụ:

·         3D Modeling

·         Animation database

·         Digital image

·         Parallel rendering

·         Ray tracing (graphics)

·         Shader

·         Virtual human

·         Virtual Physiological Human

·         Maya, 3ds Max, Cinema 4D, Poser, và Blender là các gói phần mềm phổ biến cho phép thiết kế mô hình 3D và tạo các sản phẩm sử dụng CGI - xem thêm danh sách các phần mềm 3D computer graphics software.

·         Photoshop là công cụ chỉnh sửa ảnh kỹ thuật số có phí chuẩn mực trong ngành.

CGI là một công nghệ quan trọng không chỉ trong lĩnh vực điện ảnh mà còn trên nhiều phương diện khoa học khác. Nó đã thay đổi và giúp đỡ con người rất nhiều trong việc tạo ra các sản phẩm nghệ thuật, trò chơi, học tập, công việc,…