Flusso di lavoro per la realizzazione di un'animazione 3D e i rispettivi software

Lavoro nel campo della grafica 3D da più di 16 anni e la pratico per divertimento da molti altri ancora, ho usato diversi software 3D e seguito l'evolversi di essi. Di seguito c'è un riassunto di quanto ho appreso nel campo del 3D e suggerirò dove possibile i software 3D più indicati.

Una volta che il cliente accetta il costo del preventivo, dove vengono previsti i tempi di realizzazione ed eventuali spese di produzione basandosi su una sceneggiatura preliminare di massima discussa col cliente, si passa alla lavorazione vera e propria dell'animazione 3D che si sviluppa in tre fasi principali: pre-produzione, produzione e post-produzione. A seguire spiegherò ognuna delle tre fasi.

Pre-produzione:

Scripting e pianificazione:

Realizzando lo scripting (scrittura della sceneggiatura) si comincia col mettere le basi per avviare il progetto e, in caso di lavori di una certa complessità, si pianificano i tempi di realizzazione delle varie fasi facendo una schedule di produzione, per avere così una massimizzazione delle risorse.

Software utilizzabili: OpenOffice con Write e Calc è più che sufficiente come software di scrittura ed è anche open source.

Design:

Se richiesto dal progetto si disegnano i personaggi per studiarne lo stile e identificarne il carattere, rappresentando i personaggi con diverse espressioni facciali e in diverse pose accattivanti; in caso di animazioni 3D in stile cartoon possono essere necessari i disegni di tre categorie distinte: personaggi (characters), oggetti (props) e ambientazioni (environment). In questa fase si fanno degli studi di colorazione definendo la moodboard, cioè la tavola dei colori che supporterà la narrazione, è importante trovare uno stile che assomigli a quello che si vuole dire.

Software utilizzabili: Il programma di pittura digitale per eccellenza è Adobe Photoshop ma possono andare altrettanto bene software gratuiti come Gimp o Krita;
ovviamente per lo storyboard va benissimo la classica matita con un bel blocchetto da schizzi, ma è consigliabile per la colorazione della moodboard l'uso di un software perché con l'immagine suddivisa per layer si ha maggiore flessibilità nella calibrazione delle tonalità delle varie parti.

Storyboard:

Serve a dare un idea di regia, viene generalmente utilizzato per tradurre la sceneggiatura in rappresentazione grafica di scene con personaggi e azioni, sotto forma di sequenze disegnate in ordine cronologico. Dallo storyboard si comprende se funzionano le inquadrature, le transazioni tra l'una e l'altra, quanti dettagli è necessario inserire in ognuna di esse e molto altro. Generalmente nei film viene usato per esternare delle idee, ma come si sarà capito, in una animazione 3D lo storyboard diventa lo strumento indispensabile per impostare la struttura narrativa del progetto e capire se si sta nel budget e nei tempi stabiliti. E' in questa fase che la sceneggiatura può subire importanti correzioni. A questo punto lo Storyboard verrà completato da un altro importantissimo elemento, la durata di ogni singolo disegno dello storyboard, ed è qui che si passa all'Animatic. L'Animatic rappresenta la fase intermedia tra storyboard e animazione finale, e rappresenta quindi la temporizzazione della video animazione fatta da disegni bidimensionali, con tanto di parlato, suoni, musica e testi quando servono.

Software utilizzabili: Per il montaggio dell'Animatic vanno bene i software elencati sopra più Adobe After Effects , oppure vanno bene anche dei software alternativi gratuiti come DaVinci Resolve o Hitfilm Express.

Produzione:

Layout 3D

In caso di animazioni 3D più complesse è molto importante il Layout 3D, in pratica si tratta di un animatic tridimensionale con maggiore forza posta sulla temporizzazione, sulla rappresentazione e sulla composizione d'insieme. In questa fase vengono create le bozze dei modelli 3D, delle ambientazioni, le posizioni e si cominciano a decidere le inquadrature, le azioni e le interazioni un po approssimate tra i modelli 3D, movimenti di camera, simulazione di luce ed altro. Ciò aiuta a risolvere in anticipo potenziali problemi. Lungo la lavorazione ci possono essere diverse versioni di Layout 3D, ogni versione successiva sempre più dettagliata della precedente perché vi vengono inseriti modelli definiti a sostituzione delle bozze e sostituiti gli spostamenti lineari dei personaggi dalle animazioni finali.

Software utilizzabili: Autodesk Maya e 3D Studio Max sono i software 3D che per diffusione la fanno da padroni, ma si possono utilizzare molti altri software di grafica 3D, tra i software gratuiti va segnalato senz'altro Blender che sta spopolando per caratteristiche e potenza a costo zero.

Modellazione 3D:

Con la modellazione tridimensionale, o modellazione 3D, si definiscono le forme tridimensionali modellandole sulla base dei disegni preparati in pre-produzione, le tecniche e i software 3D sono tanti e si scelgono sia le prime che questi ultimi in base alle proprie necessità. Le tecniche di modellazione 3D geometrica sono ideali nella creazione di forme artificiali come oggetti meccanici, e per questo tipo di modellazione si usano software come Maya, invece per la modellazione 3D organica, ideale per realizzare modelli 3D dalle forme molto morbide come volti umani, modelli di creature che sono ricchi di dettagli si usa la tecnica del Digital Sculpting, e su questa tecnica il software che fa da padrone è Zbrush. Spesso l'uso di software come Zbrush è per una modellazione fine a se stessa o come modello destinato alla stampa 3D.

Software utilizzabili: Per la modellazione geometrica vanno bene i software 3D indicati appena sopra, ma sicuramente bisogna segnalare Zbrush di Pixologic come software per il Digital Sculpting, oramai leader nel suo settore. Tra i software gratuiti di digital sculpting vanno segnalati Sculptris e ancora Blender, anche se sono molto lontani dalle capacità di Zbrush.

Texturing

Il texture mapping è la tecnica che permette di proiettare immagini sulla superficie di un modello 3D. Le texture sono delle immagini piatte che vengono applicate a un modello per conferirle colore e dettagli di superficie. Gli shader in un software 3D servono invece a descrivere le caratteristiche estetiche del materiale dell'oggetto a cui sono applicati. Si può quindi creare uno shader che simuli il comportamento della superficie dei metalli, uno della plastica, uno del vetro e così via. Combinando i due, cioè applicando sapientamente texture ai vari canali dello shader (riflessione, opacità, rilievo, metallicità e molto altro) si ottiene il massimo realismo degli oggetti durante la resa dell'immagine 3D. Oggi ci sono software di pittura come Substance Painter che hanno rivoluzionato il processo di creazione delle texture, permettendo di fare pittura sia di texture che dei materiali stessi direttamente sul modello 3D, permettendo all'artista di ottenere un feedback in tempo reale.

Software utilizzabili: Vanno bene i software 3D utilizzati precedentemente. Va senz'altro segnalato per semplicità di utilizzo e funzionalità Substance Painter, un software che permette di fare pittura dei materiali direttamente sull'oggetto 3D con feedback immediato, è il più utilizzato nel settore dei videogames. Appartiene alla stessa categoria Mari che è uno dei software più usati invece dalle case di produzione però è si più potente e articolato del primo ma anche, di conseguenza, più complesso e costoso.

Rigging

Per capire brevemente a cosa serve, un personaggio in 3D senza un rigging sarebbe come un giocattolo senza snodi, in pratica si potrebbe solo spostare o ruotare per intero. Quindi il rigging permette ai personaggi di muovere le varie parti, e consiste nel prendere la scultura digitale e costruirvi uno scheletro su misura, attaccare la skin al personaggio (la skin dice quali vertici dei poligoni devono muoversi e con quali ossa), e infine si crea un set di controlli che gli animatori utilizzano per animare agevolmente il personaggio. Questa tecnica, chiamata Skeletal animation (animazione scheletrica), è usata comunemente in molti settori della grafica 3D, anche dai video game artists, e può essere anche applicata a oggetti meccanici con giunture. Un rigging se fatto bene contribuisce notevolmente a rendere naturale e credibile il movimento, che sia di un personaggio o di un auto.

Software utilizzabili: Vanno bene i software 3D utilizzati precedentemente: Autodesk Maya, 3D Studio Max, Blender o altri.

Animazione 3D

Conclusa la fase di layout 3D inizia l'animazione, una delle fasi più interessanti perché è qui che gli animatori danno vita ai personaggi 3D, realizzando i movimenti descritti nello storyboard e attribuendo ai personaggi una personalità e uno stile unico di recitazione. Il lavoro che fanno è molto simile a quello di un animatore tradizionale perché i principi di base e le problematiche sono identici, cambia solo lo strumento usato. Infatti l'animazione 3D usa i principi dell'animazione classica messi a punto nei Disney Studios dai disegnatori dell'epoca storica solo che li applica a degli oggetti 3D e in uno spazio tridimensionale. Oltre al lavoro certosino dell'animazione fatta dagli animatori, la Skeletal animation si può avvalere anche della tecnica della Motion Capture che permette di catturare al computer movimenti di attori veri per poi applicarli al personaggio virtuale, tecnica che velocizza il lavoro ma meno creativa rispetto alla prima.

Oltre alla skeletal animation, usata generalmente per personaggi e creature 3D, esistono altre tecniche di animazione 3D come i sistemi particellari che servono per simulare fenomeni naturali come fluidi, gas e fuoco oppure controllare una moltitudine di oggetti come folle di persone o insetti. Altre tecniche di animazione sono le dinamiche che sottopongono gli oggetti 3D alle simulazioni di forze della fisica come ad esempio la gravità o il vento.

Software utilizzabili: In genere vanno bene uno qualsiasi dei software 3D utilizzati precedentemente: Autodesk Maya, 3D Studio Max, Blender o altri. Va sottolineato però che Maya oggi è il software più utilizzato in assoluto per l'animazione di personaggi, sia per piccole produzioni che grandi produzioni cinematografiche.

Illuminazione

Nell'illuminare una scena non ci si occupa solo di simulare un fenomeno fisico, ma si tiene anche conto che la luce influenza il modo di raccontare la storia. L'illuminazione ha la funzione basilare di mettere in risalto o nascondere le forme degli oggetti visibili dall'inquadratura della telecamera influenzando la direzione dello sguardo dello spettatore. Inoltre partecipa attivamente nel dare profondità all'immagine, quindi accentua l'illusione della terza dimensione, che non è affatto scontata in un immagine tridimensionale. Ma non fa solo questo, dà all'immagine la sua personalità, il suo carattere. Infatti in base a come si illumina la scena si può dare allo spettatore una sensazione di felicità, di paura, di dolore o altre sensazioni ancora. Oltre a donare carattere e personalità alla scena, l'illuminazione la riempie di emozioni trasmesse direttamente allo spettatore. Già dalla fase di Design, nella realizzazione delle tavole colorate (moodboard) si è cominciato a fare qualche test di illuminazione dando i colori alle ombre e alle luci, adesso, durante la fase di illuminazione si approfondisce lo studio fino ad ottenere un illuminazione che contribuisca a raccontare la storia.

Software utilizzabili: In genere vanno bene uno qualsiasi dei software 3D utilizzati precedentemente: Autodesk Maya, 3D Studio Max, Blender o altri.

Rendering

Terminata la fase di animazione si passa alla fase di rendering, l'ultimo importante stadio che dà l'aspetto finale al modello e all'animazione. Durante questa fase i computer lavorano per generare una sequenza di immagini bidimensionali calcolate sulla base dei dati della scena tridimensionale, questi calcoli possono durare minuti o ore per ogni singola immagine ricavata. Solo dopo la fase di Rendering si può valutare il lavoro svolto durante la realizzazione degli shader e dell'illuminazione e apportare, se è il caso, le dovute correzioni.

Software utilizzabili: In genere vanno bene uno qualsiasi dei software 3D utilizzati precedentemente: Autodesk Maya, 3D Studio Max, Blender o altri. Da notare però che spesso non si usano gli strumenti di illuminazione propri dei software 3D ma dei plugin (software aggiuntivi che si integrano nel software di base) che potenziano gli strumenti di shading (per la realizzazione dei materiali) e di illuminazione dando maggiore flessibilità nell'utilizzo del software 3D e riuscendo a dare risultati più realistici durante la resa e in tempi più brevi. Tra i più usati oggi ci sono Vray, Arnold, Corona e molti altri.

Post-produzione:

Compositing:

Terminata la fase di rendering dell'intera animazione 3D il risultato del processo spesso non è una singola immagine per fotogramma, ma più immagini che devono essere assemblati. Durante la fase di compositing questa scomposizione, fatta nei rendering, del singolo fotogramma in più immagini permette la correzione al volo di alcune caratteristiche degli elementi presenti nella scena. Assemblato il tutto con le dovute correzioni, si aggiungono effetti come la sfocatura di campo, nebbia o bagliori.

Software utilizzabili: Per il compositing spesso viene utilizzato Adobe After Effects ma il software di compositing più utilizzato in assoluto perché realizzato per fare proprio questo è Nuke. Come software gratuiti di compositing c'è l'onnipresente Blender anche se non nasce proprio per fare compositing, Natron anche se poco maturo perché molto giovane e per finire Fusion la versione gratuita e con qualche limite di Fusion Studio.

Montaggio audio-video:

Terminata la fase di compositing si passa alla fase di montaggio che permette di rieditare le clip, cioè le intere sequenze di fotogrammi calcolate durante la fase di rendering, spostandole se è il caso dall'ordine cronologico stabilito precedentemente, accorciandole o tagliandole in più parti per montarle separatamente. In questa fase si applicano anche le correzioni colore alle clip per uniformare quelle con discontinuità cromatica, si applicano eventuali effetti di transizione tra una scena e l'altra e infine si sincronizza il montato con l'audio musicale, parlato e gli effetti sonori.

Software utilizzabili: Per il montaggio vanno bene Adobe After Effects o Adobe Premiere, oppure dei software alternativi gratuiti come DaVinci Resolve o Hitfilm Express. Per l'editing digitale dell'audio c'è Adobe Audition