Программные продукты и системы

Информационные технологии стремительно внедряются во все сферы человеческой деятельности. Научные исследования, проектирование и конструирование давно стали автоматизированными, и уже сделаны первые шаги в освоении компьютерной графикой пространства мультипликационных и кукольных фильмов: освоены цвета, движение, пространствен-ность восприятия. Но, несмотря на очевидные достижения компьютерной анимации и плодотворность комплексного подхода к описанию внутренней динамики живых и неживых объектов в геометрическом пространстве фильма и непосредственного участия зрителей в происходящих событиях, продолжает обсуждаться проблема введения эстетической точки отсчета как некоторого нового качества эмоционального восприятия содержательной части фильма. Ниже приводится несколько цитат (* Орлов A.M. Компьютерная анимация: возвращение на землю II Мир ПК. - 1993. - 1*9. - С.95-104.), показывающих неудовлетворенность состоянием вопроса в обсуждаемой тематике:

"...возникают колоссальные трудности с традиционной анимацией, которую мультипликатор Диснея шутя отрисовывал вручную";

"Имеет смысл повысить комфортность восприятия образов за счет более полного учета психологического восприятия (а не законов математического моделирования, сколь бы точными и адекватными истинной картине мира они не являлись)";

"...следует невовлеченность в происходящее, его эмоциональная холодность и отчужденность".

Налицо отсутствие у сегодняшнего уровня развития компьютерной анимации художественной достаточности в сравнении с традиционно нарисованными мультфильмами.

Данная или схожая проблема широко обсуждается в смежных областях. Так, специалисты по искусственному интеллекту при рассмотрении положительных результатов своих исследований в части точных методов одновременно признают за собой объективное отставание в развитии распознавания образов в плохо формализованных областях и конкретных вопросах; при этом они признаются в "левополушарном" крене в ведущихся исследованиях. Действительно, в проекции на предметную область анимации точные методы развиваются, например, в форме декомпозиции внутренней динамики объектов и решаются последовательно в несколько этапов:

- организуется трехмерное движение внутренних частей объекта (условно - скелета);

-на объект "надевается" соответствующая его функциональной природе одежда (покрывающая поверхность);

-    поверхность раскрашивается в пределах, освоенных сегодня компьютером;

-    наносятся блики и тени как результат видимых и невидимых источников света.

Решаются и другие вопросы движения объектов -делаются попытки непременного следования закону причинности, в частности с учетом гравитационной информации - без нее глаз зрителя воспринимает движение визуального образа так же, как движение космонавтов на экране телевизора в репортажах из космоса в условиях невесомости.

При всем уважении автора к труду' создателей-первопроходцев компьютерных фильмов сегодняшний уровень развития анимации находится в стадии становления и периода "детских болезней" - это уровень непритязательных научно-фантастических фильмов для маленьких детей, где внимание захватывают прежде всего внешне динамичные (к сожалению, не внутренне!) и ярко раскрашенные визуальные образы.

Что нужно сделать для насыщения визуальных образов художественностью? По нашему мнению, последовать совету специалистов по искусственному интеллекту - при создании фильмов в качестве инструментального средства вводить возможности, заложенные в природе правого полушария человеческого мозга. Прелесть традиционных мультфильмов аниматора Диснея заключается в том, что они нарисованы с активным участием правого полушария художника, в отличие от компьютерного фильма, нарисованного с помощью алгоритма, рожденного в левом полушарии программиста. Сегодня уровень развития вычислительной техники в основном соответствует постановкам задачи и возможностям их реализации средствами левого полушария головного мозга (речевого и логического). Правое же полушарие (образное и с художественным восприятием) менее изучено наукой, и мыслительные процессы в нем пока мало подпитывают компьютерные методы для использования их в текущей практике автоматизированных систем. При всем уважении х школе пифагорейцев отметим, что формулу красоты на уровне достаточности все-таки никто не написал и, видимо, не напишет. Красота художественного образа и точные методы находятся между собой в диалектически неразрешимых противоречиях. Подход пифагорейцев позволяет лишь решить что-то аналогичное задаче аппроксимации, о чем будет сказано ниже.

тоды для использования их в текущей практике автоматизированных систем. При всем уважении к школе пифагорейцев отметим, что формулу красоты на уровне достаточности все-таки никто не написал и, видимо, не напишет. Красота художественного образа и точные методы находятся между собой в диалектически неразрешимых противоречиях. Подход пифагорейцев позволяет лишь решить что-то аналогичное задаче аппроксимации, о чем будет сказано ниже.

Если постановка задачи на первое "что делать?" принимается, то возникает второй вопрос - как привлечь к анимации правое полушарие. Ответ готов: в технологию создания компьютерного фильма нужно задействовать в новом качестве опыт работы традиционных художников-мультипликаторов.

В статистическом анализе эмпирических данных известен прием аппроксимации для решения задач экстраполяции и интерполяции (это широко используется в научных исследованиях и инженерной практике). Суть его заключается в том, что имеется некоторая ограниченная совокупность опорных точек для конкретных значений аргумента и функции (опорные точки получены в результате прямых или косвенных измерений и отражают объективно наблюдаемую реальность окружающего мира) и решается задача нахождения исследуемой функции, определения ее параметров в заданном непрерывном диапазоне аргумента.

Применительно к обсуждаемой проблеме такие опорные точки должен традиционным образом задать художник, а программист решит указанную задачу интерполяции на основе достигнутого уровня анимации известными ему способами (из накопленной библиотеки соответствующих программно реализованных алгоритмов). Этот прием введения человека в компьютерную технологию широко используется в информационных технологиях и автоматизированных системах. Так устроены, например, системы автоматизированного проектирования, где в основе текущей работы системы или при ее разработке лежит непрерывный диалог между человеком и компьютером.

Непосредственно при работе над проектом диалог ведется специалистом (в заданной предметной области проектирования) и программно реализованным алгоритмом. Там, где алгоритм находится в затруднении, подключается человек (он преодолевает "плохо формализованное" звено проектной технологии), и после вмешательства человека решение задачи продолжается. Без человека такая система реализовывала бы автоматическое проектирование (это известный пакетный режим работы периода однопользовательских систем ЭВМ).

В разработках системы при создании конкретного программного компонента САПР ведется интенсивный диалог между постановщиком задачи и программистом. Последний записывает отчужденные от эксперта знания по цепочке, используемой в технологии создания экспертных систем: знания отчуждаются у постановщика задачи из правого полушария через механизм вывода левого полушария, через механизм ввода левого полушария инженера по знаниям и посредством левого полушария алгоритмиста записываются на языке программирования высокого уровня или в базовом программном продукте широкого применения, например в электронной таблице. Так реализуется постановка задачи на примере расчетного алгоритма, который потом тиражируется на магнитном носителе в виде готового программного средства всем желающим пользователям.

В задаче интерполяции не обязательно под аргументом подразумевать только время; опорной точкой может быть короткий динамический фрагмент фильма, достаточный для настройки алгоритма и придачи ему необходимой инерционности для сопровождения сценария до следующей опорной точки. В моделировании такой прием настройки называется калибровкой модели, когда подбираются необходимые параметры модели и определяются их конкретные значения.

При сегодняшнем уровне развития информационных технологий с опорными точками художника в анимации будет достигнут достаточный уровень художественности образа. Программисту остается удержать этот уровень художественности до следующей опорной точки.

Правое полушарие очень неохотно приоткрывает свои тайны перед исследователями, поэтому отсутствие у человека знаний этих механизмов нужно сегодня заменить опытом живого человека, как это делается в других автоматизированных системах.

* * *

Так нами видится художественное решение задачи в статике и динамике, и если этот уровень будет освоен, то программисты могут сказать, что они решили одну частную задачу - достигли в своем развитии уровня внутренней динамики объектов из мультфильмов старика Диснея.

Конечно, на этом уровень развития художественности образов не останавливается - можно привлекать возможности и опыт традиционных художников для работы с цветами и их комбинациями, при построении композиции текущего кадра; можно надеяться, что аниматоры со временем подойдут к проблеме познания возвышенного идеала женственности и интимно-человеческого обаяния в загадочной улыбке Моны Лизы кисти Леонардо да Винчи, который одним из первых добился большой остроты в передаче мимики лица и привел визуальный образ человека в соответствие с его духовным состоянием -другими словами, привлекать для создания компьютерного фильма наравне с левым и весь спектр возможностей правого полушария головного мозга.

Из наших рассуждений следует также побочный научный результат: целенаправленные действия на повышение уровня художественности визуальных образов в анимации - это возможный и весьма перспективный путь познания и использования специалистами по искусственному интеллекту методов обработки и хранения информации с помощью ЭВМ по аналогии с не раскрытыми еще механизмами работы правого полушария.