Computeranimation/CGI-Animation

Computeranimation/CGI-Animation

Was ist Computeranimation? Was bedeutet CGI?

Beispiel einer einfachen Computeranimation einer Schraube

Computeranimation bzw. CGI sind im Grunde genommen dasselbe und basieren auf dem Prozess mittels Computergrafik stille und/oder animierte Bilder zu erzeugen. Für die genaue Bezeichnung beider Bereiche gibt es jedoch einige Unterschiede. 

Während CGI für "Computer Generated  Image" steht und sowohl statische als auch dynamische Bilder umgreift, bezieht sich die Computeranimation nur auf bewegte Bilder. Moderne Computeranimationen benutzen für gewöhnlich 3D-Computergrafiken, obwohl 2D-Computergrafiken weiterhin ihren Platz in diesem Segment haben und für schnelle Renderings benutzt werden können. Zielmedium von Animationen ist zunächst einmal der Computer selbst, kann jedoch auch Bereiche wie Architektur, Medizin oder in vielen Fällen den Filmbereich betreffen.

 

Computeranimation, die im Zuge meines Studiums enstand

 


Geschichte und Entstehung von CGI/Computeranimation

In den 1970er Jahren kam CGI erstmals in Flugsimulatoren zum Einsatz. In den darauf folgenden Jahren bis 1977 war CGI den Universitäten und ihren Forschungslaboren vorbehalten. Es erschlossen sich aber schnell die Möglichkeiten der Technik und einige wenige Künstler erkannten dieses Potential und konnten die Fähigkeiten erforschen.
Erste prominente CGI-Effekte tauchten im Jahre 1977 in "Star Wars" auf. Eine etwa 40 Sekunden lange computererzeugte Animation des Todessterns ist darin zu sehen. Realisiert wurde das Drahtgittermodell des Toddesterns mithilfe eines 3D-Grafiktablets, dessen Daten in einen Minicomputer eingegeben und dann Bild für Bild mit einer 35-mm-Kamera vom Bildschirm abfotografiert wurde.

 

Eine Kollektion der Explosion des Todessterns aus den Versionen:

• Star Wars (Original)
• Star Wars Special Edition (hinzugefügter Explosionsring)
•  Star Wars Revisited Edition (hinzugefügte Raumschiffe und Planeten, Todesstern Schusseinleitung, ohne Explosionsring)

Ein weiteres optisches Highlight in der Filmgeschichte war der im Jahre 1982 erschienene Film "Tron", in dem es um den Programmierer Kevin Flynn geht (Jeff Bridges), dessen Ideen zu Videospielen gestohlen werden. Beim Versuch sich diese zurückzuholen, wird er vom Sicherheitsprogramm der Firma in das digitale Innenleben des Computers gezogen, in dem er sich in einer Arena tödlichen Wettkämpfen stellen muss. 

Abb.1 Dicomed-Filmrecorder

Ein Teil der im Film zu sehenden Szenerie war vom Computer generiert, der Rest bestand aus echten Filmkulissen. Die vor schwarzen und grauen Hintergründen agierenden Schauspieler waren im Filmmaterial schwarz-weiß, welche im Nachhinein per Hand eingefärbt wurden. Die Fahrzeuge in der Computerwelt sowie einige Charaktere und andere Objekte entstanden als 3D-Vektorgrafik im Rechner. Mittels eines Dicomed-Filmrecorders (Abb.1) wurden die gerenderten Bilder auf das 35-mm-Negativfilmmaterial übertragen. 

Abb.2 Optischer Printer aus den 1980er Jahren

Die restlichen Liveaction-Sequenzen und einige Computeranimationen wurden dann auf einem "optischen Printer" (Abb.2) kombiniert und mit weiteren Effekten versehen.

 

Tron
Erscheinungsjahr: 1982 

Regie und Drehbuch: Steven Lisberger

Kamera: Bruce Logan 

Produktion: Donald Kushner 

Länge: ca. 92 min

Die Geschichte der Compueranimation bzw. Animation ist nostalgisch und traurig zugleich.  Ihre Ursprünge hat die Computeranimation im Stop-Motion- und Zeichentrick-Filmbereich. Vor einigen Jahrzehnten zeichneten Animatoren die Bilder von Hand, was den fertigen Filmen einen ganz eigenen künstlerischen Aspekt und Charme verlieh.

Die traditionelle Animation bestand zu dieser Zeit aus einem ganzen Team, das die sog. "cels" (kurz für Celluloid, siehe Abb.3) bemalt und koloriert hat. Ein "Cel" ist ein transparentes Blatt, auf das von Hand gezeichnete oder gemalte Objekte aufgetragen werden konnten. 

Abb.3 Bemalen und kolorieren von Objekten auf einem „Cel“

                 

Diese Blätter wurden auf einen Hintergrund gelegt, um mehrschichtige Frames zu erzeugen. Auf diese Weise konnten sich ganze Segmente einer Szene verändern, ohne dass es erforderlich wäre, das gesamte Bild neu zu zeichnen. Man kennt diese Art der Animation aus vielen Cartoons wie "Scooby-Doo" oder den "Flinstones". 

Die ersten Stationen der CGI-Animation bestanden aus 2D-Animationen. Computer erledigten dann das, was Animatoren über Jahrzehnte hinweg liebevoll von Hand taten und zwar, vielfache Frames von Bildern zu kreieren, um den visuellen Effekt einer Bewegung zu erzeugen. Den Zeichnern kam das Prinzip der Schlüsselbildanimation zu Gute, erleichterte die anstrengende Arbeit und beschleunigte den Prozess um ein Vielfaches. Das was heute so einfach vonstatten geht, war im traditionellen Zeichentrickfilm sehr aufwändig.

Traditionelle Schlüsselbildanimation

Abb. 4 Walkcycle von Richard Williams

Von Hauptzeichnern wird durch die Anfertigung einzelner wichtiger Schlüsselbilder (Abb.4 eng. Keyframes) die grobe Bewegungssequenz vorgegeben. Zwischen diesen Schlüsselbildern werden dann von anderen Zeichnern die sogenannten "Inbetweens", oder auch "Interframes" genannt, eingefügt. Es werden zwischen den Schlüsselbildern so viele Interframes eingefügt, bis sich in der Bewegung ein flüssiger Ablauf ergibt.

Ein einfacher Produktionsablauf könnte in der Hierarchie folgendermaßen aussehen:

• Regisseur (erstellt das Storyboard, in dem der Storyverlauf verdeutlicht wird)
• Schlüsselzeichner (erstellen Schlüsselbilder)
• Zwischenzeichner (erstellen Interframes)
• Reinzeichner (pausen nochmals alle Bilder ins Reine ab, sog. cleanup)

Durch diese kleine Hierarchie wird jedoch ersichtlich, dass diese Art der Animation sehr personalaufwändig ist.

 

Moderne Schlüsselbildanimation
Heutzutage funktioniert dieses Prinzip auf diesselbe Weise. Es werden aber keine Zwischenzeichner mehr benötigt, da diese Zwischenschritte vom Computer erledigt werden. Mittels 2D-/3D-Programmen wird dem zu animierenden Objekt die Position der Schlüsselbilder zugewiesen. In diesem selbst erstellten Beispiel (Abb.5) wurde bei Frame 0 ein Schlüsselbild gesetzt. In der Timline geht man nun auf den gewünschten Frame, bewegt das Objekt und setzt ein neues Schlüsselbild. Spielt man nun die Animation ab, erstellt der Computer die nötigen Zwischenbilder der Bewegung, um einen flüssigen Ablauf zu erzeugen.

Abb. 5 Selbst erstellte Schlüsselbildanimation in Cinema 4D

 
Die Vorteile bestehen in der Senkung des aufgewendeten Personals und eines schnelleren Produktionsablaufs. Einzelne oder wenige Grafik-Designer sind in der Lage grafische Inhalte ohne menschliche Akteure, teure Requisiten oder Set-Locations zu realisieren. Sogar gängige Desktop-PCs sind heutzutage imstande, kleine bis komplexe Computeranimationen zu erzeugen, wie das folgende selbst erstellte Beispiel zeigt.

 

Schnell selbst erstellte 3D-Computeranimation 

Aufwändigere Animationen können zwar schon mit einfacher 3D-Software erreicht werden, jedoch erhöht sich die Renderzeit mit einem gewöhnlichen PC. Zum Vergleich: Die Zeit, welche zum Rendern eines qualitativ hochwertigen Animationsfilm aufgewendet werden müsste, entspräche vielen Jahrzehnten mit einem Heim-Computer. Damit wir nicht so lange auf die Fertigstellung des Rendervorgangs warten müssen, erledigen dies extrem leistungsstarke Computerarbeitsplätze, die für diese Arbeit optimiert sind.



CGI -Produktionsablauf

Abb.6 Andy Serkis beim Motion-Capturing als Gollum

Der Entstehungsprozess einer Computeranimation bzw. von "Computer Generated Images" beginnt mit einem Concept-Art, einer Fotografie oder einem Knetmodell. Anhand dieses Referenzmaterials wird ein 3D-Modell am Computer erstellt und die Figur wird geriggt. Durch das Rig wird ein Skelett- oder Gelenk-system erstellt, das festlegt wie sich die einzelnen Teile des 3D-Modells bewegen können. Das Rig wird mit dem Polygonnetz schließlich verbunden und kann dann, anhand von vielen verschiedenen Reglern und Controllern, vom Animator zum Leben erweckt werden.         

Abb.7 Geriggtes Woody 3D-Model

Die Komplexität der Animation des Charakters "Woody" (Abb.7) aus dem Animationsfilm "Toy Story" erklärt sich hierbei beinahe von selbst. Die Figur beinhaltete mehr als 700 verschiedene Controller zum Bewegen seines Körpers. Sollen bestimmte Bewegungsabläufe besonders realistisch sein, so kommt das sogenannte Motion Capturing (Abb.6) zum Einsatz. Ein Akteur ist mit vielen kleinen Bällchen bestückt und Kameras übertragen seine Bewegungen auf den Computer, die dann auf die 3D-Figur angepasst werden. Die CGIs werden anschließend in das Filmmaterial hineinkopiert, um die letzten Bilder des Films fertigzustellen.

Computeranimation/CGI heute und Kritik
Mit den Fortschritten in der Computertechnik und der immer weiter voranschreitenden Leistung der Hardware werden sowohl Computeranimationen als auch CGI immer realistischer. Ab 2004 wurde es möglich, detaillierte und voll modellierte computer-generierte Objekte in computergenerierte Hintergründe einzubetten, um einen realistischen Effekt zu erhalten.

Wieso Spezialeffekte in den 1990er Jahren boomten

Es gibt beinahe kein Setting, dass nicht mithilfe des Computers erschaffen werden kann. Aber genau hier beginnt auch meine Kritik. Wie bereits erwähnt, sind traditionelle, von Hand erstellte Animationen mit dem ganz eigenen künstlerischen Aspekt des Zeichners verbunden. Ebenfalls erzeugen von Hand gemachte Effekte eine gänzlich andere Wirkung auf den Zuschauer als vom Computer erstellte. Das sieht man besonders gut im Splattergenre. Sam Raimis "Tanz der Teufel"(1981) oder Clive Barkers "Hellraiser"(1987) setzten Maßstäbe. 

Evil Dead II
Erscheinungsjahr: 1987

Regie und Drehbuch: Sam Raimi

 Produktion: Robert Tapert, Alex De Benedetti, Irvin Sharpio

Länge: ca. 84 min 

Ideal wäre, wenn Regisseure größtenteils auf den immer häufigeren Einsatz von CGI verzichteten und wieder zu Hand gemachten Spezial-Effekten zurückkehrten. Einige Regisseure unserer Zeit tun dies bereits. Christopher Nolan arbeitet weitestgehend mit echten Modellen am Set oder Quentin Tarantino, der selbst noch keinen Film digital gedreht hat.

Quellen:

https://www.sciencedaily.com/terms/computer_animation.htm 

https://de.wikipedia.org/wiki/Computer_Generated_Imagery

https://de.wikipedia.org/wiki/Computeranimation

https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_animation

http://www.makeuseof.com/tag/technology-explained-what-is-cgi-animation/

https://de.wikipedia.org/wiki/Schl%C3%BCsselbildanimation

https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computer_animation