تاريخ تحريك حاسوبي

تسجيل الحركة ، أو "لاقط الحركة"، يسجل حركة الأشياء الخارجية أو الأشخاص وله تطبيقات في الطب والرياضة والروبوتات والجيش، وكذلك للرسوم المتحركة في الأفلام والتلفزيون والألعاب. سيكون أقرب مثال على ذلك في عام 1878، مع العمل الفوتوغرافي الرائد لإيدويرد مويبريدج على الحركة البشرية والحيوانية، والتي لا تزال مصدرًا للرسوم المتحركة اليوم.

كان سيك (معايير الكمبيوتر الأوتوماتيكية الشرقية) من أوائل أجهزة الكمبيوتر الرقمية القابلة للبرمجة، والتي دخلت الخدمة في عام 1950 في المكتب الوطني للمعايير في ولاية ماريلاند بالولايات المتحدة الأمريكية.

في عام 1957، كشف رائد الكمبيوتر راسل كيرش وفريقه النقاب عن ماسح ضوئي أسطواني لـ سيك ، "لتتبع الاختلافات في الكثافة على أسطح الصور الفوتوغرافية"، وبذلك صنع أول صورة رقمية عن طريق مسح صورة فوتوغرافية. تتكون الصورة، التي تصور ابن كيرش البالغ من العمر ثلاثة أشهر، من 176 × 176 بكسل فقط. استخدموا الكمبيوتر لاستخراج الرسومات الخطية، وعد الكائنات، والتعرف على أنواع الشخصيات، وعرض الصور الرقمية على شاشة راسم الذبذبات.

في عام 1960، تم إنشاء رسوم متحركة مدتها 49 ثانية لسيارة تسير على طريق سريع مخطط في المعهد الملكي السويدي للتكنولوجيا على كمبيوتر بيسك.

كان مختبرات بيل في موراي هيل، نيو جيرسي، مساهمًا رائدًا في الأبحاث في رسومات الكمبيوتر والرسوم المتحركة بالكمبيوتر والموسيقى الإلكترونية منذ بداياتها في أوائل الستينيات. في البداية، كان الباحثون مهتمين بما يمكن أن يصنعه الكمبيوتر، لكن نتائج العمل المرئي الذي أنتجه الكمبيوتر خلال هذه الفترة أثبت أن أشخاصًا مثل "إدوارد زاجاك" و"مايكل نول" و"كين نولتون" كفنانين رائدين في مجال الكمبيوتر.

يعتبر الكثيرون إيفان ساذرلاند مبتكر رسومات الكمبيوتر التفاعلية ورائد الإنترنت. عمل في مختبر لينكولن في (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا) في عام 1962، حيث طور برنامجًا يسمى لوحة الرسم I، والذي سمح للمستخدم بالتفاعل مباشرة مع الصورة على الشاشة. كانت هذه أول واجهة مستخدم رسومية وتعتبر واحدة من أكثر برامج الكمبيوتر تأثيرًا على الإطلاق من قبل أي فرد.

أنتج إدوارد زاجاك واحدًا من أوائل الأفلام التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر في مختبرات بيل في عام 1963، بعنوان نظامان للتحكم في سلوك الانحدار الجاذبية الأرضية، والذي أظهر أنه يمكن تثبيت القمر الصناعي بحيث يكون دائمًا له جانب مواجه للأرض أثناء دورانه.

طور كين نولتون نظام الرسوم المتحركة بيفليكس (بيل فليكس) في عام 1963، والذي تم استخدامه لإنتاج عشرات الأفلام الفنية للفنانين ستان فانديربيك، نولتون، وليليان شوارتز. بدلاً من البرمجة الأولية، عمل بيفليكس باستخدام "أساسيات رسومية" بسيطة، مثل رسم خط، ونسخ قطر، وملء منطقة، وتكبير منطقة، وما شابه.

في الستينيات، كان ويليام فيتر مصممًا جرافيكًا لشركة بوينج في ويتشيتا وكان له الفضل في ابتكار عبارة "رسومات الحاسوب" لوصف ما كان يفعله في بوينغ في ذلك الوقت (على الرغم من أن فاتر نفسه نسب هذا الفضل إلى زميله فيرن هدسون). تضمنت أعمال فيتر تطوير عام 1964 للأوصاف المريحة لجسم الإنسان والتي تكون دقيقة وقابلة للتكيف مع بيئات مختلفة، وقد نتج عن ذلك أول أشكال ثلاثية الأبعاد للإطار السلكي.

في عام 1965، أنشأ "مايكل نول" أفلامًا مجسمة ثلاثية الأبعاد تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر، بما في ذلك رقص الباليه من شخصيات العصا تتحرك على خشبة المسرح. أظهرت بعض الأفلام أيضًا أجسامًا مفرطة الأبعاد رباعية الأبعاد مسقطة على ثلاثة أبعاد.

كانت يوتا مركزًا رئيسيًا للرسوم المتحركة بالكمبيوتر في هذه الفترة. أسس ديفيد إيفانز كلية علوم الحاسب في عام 1965، وتم تطوير العديد من التقنيات الأساسية لرسومات الحاسب ثلاثية الأبعاد هنا في أوائل السبعينيات بتمويل (وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة). تضمنت نتائج البحث تظليل غورو وتظليل فونج وتظليل بلين والإكساء وخوارزميات السطح المخفية وتقسيم السطح المنحني ورسم الخطوط في الوقت الفعلي وأجهزة عرض الرسوميات نقطية وعمل الواقع الافتراضي المبكر.

في حوالي عام 1967، استخدم نول تقنية الرسوم المتحركة رباعية الأبعاد لإنتاج تسلسلات عناوين متحركة بالكمبيوتر للفيلم التجاري القصير آلة لا تصدق (التي تنتجها مختبرات بيل) والفيلم التلفزيوني الخاص غير المفسر (من إنتاج والت ديفاريا). كما تم تنفيذ العديد من المشاريع في مجالات أخرى في هذا الوقت.

في عام 1968، ابتكرت مجموعة من الفيزيائيين والرياضيين السوفييت برأسها كونستانتينوف نموذجًا رياضيًا لحركة قطة. على كمبيوتر بسم-4، ابتكروا برنامجًا لحل المعادلات التفاضلية العادية لهذا النموذج. قام الكمبيوتر بطباعة مئات الإطارات على الورق باستخدام رموز أبجدية تم تصويرها لاحقًا بالتسلسل، مما أدى إلى إنشاء أول رسوم متحركة للكمبيوتر لشخصية، وهي قطة تمشي.

كان مختبر أطلس للكمبيوتر بالقرب من أكسفورد لسنوات عديدة مرفقًا رئيسيًا للرسوم المتحركة بالكمبيوتر في بريطانيا. كان أول كارتون ترفيهي تم صنعه هو المرنة، من تأليف توني بريتشيت، والذي عُرض لأول مرة علنًا في معرض سيبرنيتيك سيرانديبتي في عام 1968.

في عام 1968، تعاون إيفان ساذرلاند مع ديفيد إيفانز لتأسيس شركة "إيفانز & ساذرلاند" - وكلاهما كان أساتذة في قسم علوم الكمبيوتر بجامعة يوتا، وتم تشكيل الشركة لإنتاج أجهزة جديدة مصممة لتشغيل الأنظمة التي يتم تطويرها في جامعة. أدت العديد من هذه الخوارزميات في وقت لاحق إلى إنشاء تنفيذ كبير للأجهزة، بما في ذلك محرك هندسي، والشاشة المثبتة على الرأس، ومخزن الإطار المؤقت، وأجهزة محاكاة الطيران.

في يوليو 1968، نشرت المجلة الفنية ستوديو انترناشيونال عددًا خاصًا بعنوان "سيرينديبتي سيبرانيتك" - الكمبيوتر والفنون، والذي قام بفهرسة مجموعة شاملة من العناصر وأمثلة للعمل الجاري في مجال فن الكمبيوتر في المنظمات في جميع أنحاء العالم وعرضها. في المعارض في لندن، المملكة المتحدة، سان فرانسيسكو، كاليفورنيا وواشنطن العاصمة. كان هذا علامة فارقة في تطوير الوسيلة واعتبره الكثيرون ذا تأثير وإلهام واسع النطاق. بصرف النظر عن جميع الأمثلة المذكورة أعلاه، هناك صورتان أيقونيتان أخريان معروفتان بشكل خاص من هذا تشملا لفوضى في الطلب بواسطة تشارلز كسوري (يشار إليها غالبًا باسم الطائر الطنان)، التي تم إنشاؤها في جامعة ولاية أوهايو في عام 1967، ورينغ كولا هي أفريقيا بواسطة ماساو كومورا تم إنشاء كوجي فوجينو في مجموعة تقنيات الكمبيوتر، اليابان، أيضًا في عام 1967.

كان سكانماتي هو أول جهاز حقق اهتمامًا عامًا واسع النطاق في وسائل الإعلام، وهو نظام رسوم متحركة بالكمبيوتر تم تصميمه وبناؤه بواسطة لي هاريسون من شركة صور الكمبيوتر في دنفر. منذ حوالي عام 1969 فصاعدًا، تم استخدام أنظمة سكانماتي لإنتاج الكثير من الرسوم المتحركة المستندة إلى الفيديو والتي شوهدت على التلفزيون في الإعلانات التجارية وعناوين العروض والرسومات الأخرى. يمكنه إنشاء رسوم متحركة في الوقت الفعلي، وهي ميزة كبيرة على الأنظمة الرقمية في ذلك الوقت.

كما بدأ المجلس الوطني للسينما في كندا، الذي يعد بالفعل مركزًا عالميًا لفن الرسوم المتحركة، في تجريب تقنيات الكمبيوتر في عام 1969. وكان الفنان بيتر فولدس هو الأكثر شهرة بين الرواد الأوائل لهذا العمل، والذي أكمل ميتاداتا في عام 1971. ويتألف هذا الفيلم من رسومات متحرك بالتغيير التدريجي من صورة إلى أخرى، يُعرف الأسلوب باسم "الإقحام" (يُعرف أيضًا باسم "التداخل البيني" أو "التحويل").

كان أول فيلم روائي يستخدم معالجة الصور الرقمية هو فيلم العالم الغربي "ويست وورلد" عام 1973، وهو فيلم خيال علمي كتبه وأخرجه الروائي مايكل كريشتون، حيث تعيش الروبوتات البشرية بين البشر. قام جون ويتني جونيور وجاري ديموس في الدولية للمعلومات، المؤتمر الوطني العراقي. بمعالجة التصوير الفوتوغرافي للصور المتحركة رقميًا لتظهر منقطة من أجل تصوير وجهة نظر حامل السلاح الروبوت.

جاءت خطوة كبيرة للأمام نحو هدف الواقعية المتزايدة في الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد مع تطوير "الفركتلس". تمت صياغة المصطلح في عام 1975 من قبل عالم الرياضيات بينوا ماندلبروت، الذي استخدمه لتوسيع المفهوم النظري للأبعاد الكسرية إلى الأنماط الهندسية في الطبيعة، ونشر في الترجمة الإنجليزية لكتابه الفركتلس: الشكل والصدفة والأبعاد في عام 1977.

كان أول استخدام لصور الإطار الشبكي ثلاثي الأبعاد في السينما السائدة تتمة لـ العالم الغربي، العالم في المستقبل (1976)، من إخراج ريتشارد تي هيفرون. تميزت هذه الصورة بيد ووجه تم إنشاؤهما بواسطة الكمبيوتر تم إنشاؤه بواسطة طلاب الدراسات العليا بجامعة يوتا إدوين كاتمول وفريد بارك والتي ظهرت في البداية في عام 1972 التجريبي القصير "اليد المتحركة بالكمبيوتر". فيلم الرسوم المتحركة القصير العظيم الحائز على جائزة الأوسكار عام 1975، عن حياة المهندس الفيكتوري إيسامبارد كينغدوم برونيل، يحتوي على تسلسل موجز لنموذج الإطار السلكي لمشروع برونيل النهائي، السفينة البخارية الحديدية إس إس جريت إيسترن. الفيلم الثالث الذي استخدم هذه التقنية هو فيلم حرب النجوم(1977)، الذي كتبه وأخرجه جورج لوكاس ، مع صور سلكية في المشاهد مع خطط نجمة الموت، وأجهزة الكمبيوتر المستهدفة في مقاتلات اكس وينج، ومركبة ميلينيوم فالكون الفضائية.

بدأت برامج رسومات الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد في الظهور لأجهزة الكمبيوتر المنزلية في أواخر السبعينيات. أقدم مثال معروف هو فن الرسومات 3D، وهي مجموعة من تأثيرات رسومات الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد ، كتبها كازوماسا ميازاوا وتم إصدارها في يونيو 1978 من أجل آبل II.

أسس استوديو الرسوم المتحركة باللغة الفرنسية التابع لـ مركز الرسوم المتحركة في عام 1980، بتكلفة مليون دولار كندي، مع فريق من ستة متخصصين في رسومات الكمبيوتر. تم تكليف الوحدة في البداية بإنشاء متواليات الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر مجسمة لـ المجلس الوطني للسينما في كندا 3-D آيماكس انتقالات الفيلم للمعرض 86. كان من بين الموظفين في مركز الدينماتيك دانيال لانجلوا، الذي غادر في عام 1986 لتشكيل سوفتماج.

كانت سيليكون جرافيكس شركة مصنعة لأجهزة وبرامج الكمبيوتر عالية الأداء، وقد أسسها جيم كلارك عام 1981. كانت فكرته، المسماة محرك هندسي، هي إنشاء سلسلة من المكونات في معالج تكامل واسع النطاق للغاية والتي من شأنها أن تنجز العمليات الرئيسية المطلوبة في تركيب الصورة - عمليات تحويل المصفوفة والقصاص وعمليات القياس التي وفرت التحول لعرض المساحة. حاول كلارك التسوق في تصميمه لشركات الكمبيوتر، ولم يجد أي متلقي، بدأ هو وزملاؤه في جامعة ستانفورد، كاليفورنيا، شركتهم الخاصة، سيليكون جرافيكس.

في 1979-80، أنتج لورين كاربنتر من بوينج أول فيلم يستخدم الفراكتلات ليصنع الرسومات. بعنوان المجلد ليبر، أظهر رحلة فوق منظر طبيعي فركتلي وتم تقديمه في سيجراف 1980. تم التعاقد مع كاربينتر لاحقًا بواسطة بيكسار لإنشاء الكوكب الكسري في تسلسل تأثير التكوين لـ ستار تريكا لثاني: غضب خان في يونيو 1982.

أول فيلم سينمائي يستخدم على نطاق واسع الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر ثلاثي الأبعاد هو فيلم والت ديزني ترون، الذي أخرجه ستيفن ليسبرجر، في عام 1982. وقد تم الاحتفال بالفيلم باعتباره علامة فارقة في الصناعة، على الرغم من أنه تم استخدام أقل من عشرين دقيقة من هذه الرسوم المتحركة فعليًا — بشكل أساسي المشاهد التي تعرض "تضاريس" رقمية، أو تتضمن مركبات مثل دورات الضوء والدبابات والسفن.

في عام 1982، طورت جامعة أوساكا اليابانية نظام رسومات الكمبيوتر لينكس-1، وهو كمبيوتر عملاق يستخدم ما يصل إلى 257 معالجًا دقيقًا من زيلوج Z8001، تُستخدم لتقديم رسومات كمبيوتر ثلاثية الأبعاد واقعية. وفقًا لجمعية معالجة المعلومات في اليابان: "يتمثل جوهر عرض الصور ثلاثية الأبعاد في حساب وضوح كل بكسل مكونًا سطحًا معروضًا من وجهة نظر معينة ومصدر ضوء وموضع كائن. تم تطوير نظام لينكس-1 لتحقيق منهجية عرض الصورة التي يمكن فيها معالجة كل بكسل بشكل متوازي باستخدام تتبع الأشعة.

في عام 1983، أخرج فيليب بيرجيرون وناديا ماجننات تالمان ودانيال تالمان "رحلة الأحلام"، والتي تعتبر أول فيلم ثلاثي الأبعاد يحكي قصة. تمت برمجة الفيلم بالكامل باستخدام لغة ميرا الرسومية، وهي امتداد للغة برمجة باسكال بناءً على أنواع البيانات الرسومية المجردة. حصل الفيلم على العديد من الجوائز وتم عرضه في مؤتمر سيجراف "'83".

كان لينكس-1 أقوى كمبيوتر في العالم، اعتبارًا من عام 1984.

في عام 1985، قام كل من بيير لاشابيل وفيليب بيرجيرون وبيير روبيدو ودانيال لانجلوا بإخراج توني دي بيلتري، والذي يعرض أول شخصية بشرية متحركة للتعبير عن المشاعر من خلال تعابير الوجه وحركات الجسد التي لمست مشاعر الجمهور. تم عرض توني دي بيلتري لأول مرة كفيلم ختامي لـ سيجراف '85.

التدفق هو السلوك الذي يظهر عندما تتحرك مجموعة من الطيور (أو حيوانات أخرى) معًا في قطيع. تمت محاكاة نموذج رياضي لسلوك التدفق لأول مرة على جهاز كمبيوتر في عام 1986 بواسطة كريج رينولدز وسرعان ما وجد استخدامه في الرسوم المتحركة. تميز حديقة جراسيك بشكل خاص بالتدفق ولفت انتباهه على نطاق واسع من خلال ذكره في النص الفعلي. الاستخدامات المبكرة الأخرى كانت الخفافيش المتدفقة في فيلم "عودة باتمان" (1992)، وتدافع الحيوانات البرية في فيلم الاسد الملك (1994) من إنتاج شركة ديزني.

في عام 1989 صدر فيلم جيمس كاميرون تحت الماء "ذا ابيس". كان هذا أول فيلم سينمائي يتضمن صور منشأة بالحاسوب صورًا واقعية مدمجة بسلاسة في مشاهد الحركة الحية. تم إنشاء تسلسل مدته خمس دقائق يضم مجسات متحركة أو "أرجل زائفة" بواسطة إندستريال لايت آند ماجيك، الذي صمم برنامجًا لإنتاج موجات سطحية ذات أحجام مختلفة وخصائص حركية للقدم الزئفة، بما في ذلك الانعكاس والانكسار و تحويل الصور. على الرغم من قصرها، فإن هذا المزيج الناجح من إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر والعمل المباشر يعتبر على نطاق واسع علامة فارقة في تحديد الاتجاه لمزيد من التطوير المستقبلي في هذا المجال.

بدأت التسعينيات بالكثير من تقنيات الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر التي تم تطويرها الآن بشكل كافٍ للسماح بتوسع كبير في إنتاج الأفلام والتلفزيون. يعتبر عام 1991 على نطاق واسع "عام الاختراق"، مع نجاحين رئيسيين في شباك التذاكر، وكلاهما يستخدم بكثافة الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر.

في عام 1993، أصبح "بابليون 5" للمخرج مايكل سترازينسكى أول مسلسل تلفزيوني كبير يستخدم الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر كطريقة أساسية لتأثيراته البصرية (بدلاً من استخدام النماذج المصنوعة يدويًا)، وتبعه لاحقًا في نفس العام ب روكني اوبانون سي كويست "دي إس في" (هو مسلسل تلفزيوني أمريكي للخيال العلمي). .

وجاءت خطوة أخرى مهمة في عام 1993، مع "جراسيك بارك" لستيفن سبيلبرغ، حيث تم دمج صور الديناصورات ثلاثية الأبعاد الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر مع نظيراتها المتحركة بالحجم الطبيعي. تم إنشاء حيوانات الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر بواسطة "إندستريال لايت آند ماجيك"، وفي مشهد اختبار لإجراء مقارنة مباشرة بين كلتا التقنيتين، اختار سبيلبرغ الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. كما كان يراقب جورج لوكاس الذي قال: "تم تجاوز فجوة كبيرة، ولن تكون الأمور كما هي".

في عام 1995، ظهر أول فيلم روائي طويل للرسوم المتحركة بالكمبيوتر، فيلم حكاية لعبة ديزني بيكسار، والذي حقق نجاحًا تجاريًا كبيرًا.

اختراق آخر حيث استخدم فيلم سينمائي التقاط الحركة هو إنشاء مئات الشخصيات الرقمية لفيلم تيتانيك في عام 1997. تم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع في عام 1999 لإنشاء جار جار بينكس وشخصيات رقمية أخرى في حرب النجوم: الحلقة I - الخطر الوهمي.

في عام 2000، تمكن فريق بقيادة بول ديبيفيك من التقاط (ومحاكاة) مجال الانعكاس على وجه الإنسان باستخدام أبسط مراحل الضوء. التي كانت آخر قطعة مفقودة من اللغز لجعل مظهر رقمي مشابه لممثلين معروفين.

كان أول فيلم سينمائي رئيسي مصنوع بالكامل من خلال التقاط الحركة هو 2001 اليابانية الأمريكية "فاينل فانتسي: ذا سبيريتس" ويذين من إخراج هيرونوبو ساكاغوتشي، والذي كان أيضًا أول من استخدم شخصيات الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر ذات الصور الواقعية. لم يكن الفيلم ناجحًا في شباك التذاكر. اقترح بعض المعلقين أن هذا قد يكون جزئيًا لأن شخصيات الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر الرئيسية كانت لها ملامح وجه ملموس "وادى غريب".

في عام 2002 ، كان فيلم بيتر جاكسون "سيد الخواتم: البرجان" هو أول فيلم روائي طويل يستخدم نظام التقاط الحركة في الوقت الفعلي، والذي سمح بإدخال تصرفات الممثل "آندي سيركيس" مباشرةً في نموذج 3D الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر الخاص بـ جولوم تم تنفيذه.

في عام 2010، أعلنت أكاديمية السينما الأمريكية أو أكاديمية فنون وعلوم الصور المتحركة أن أفلام التقاط الحركة لن تعد مؤهلة للحصول على جوائز أوسكار "أفضل فيلم رسوم متحركة طويل"، مشيرة إلى أن "التقاط الحركة في حد ذاته ليس أسلوبًا للرسوم المتحركة".