Как создавалась 3D-панорама Обороны Тулы (1941 г.): от архивов до immersive-шоу

Исторические события оживают, когда технологии встречаются с искусством. Сегодня я хочу рассказать, как мы создавали иммерсивную 3D-панораму обороны Тулы (1941 г.) для Тульского Музея Обороны. Это был масштабный проект, который объединил историков, 3D-художников, программистов и режиссеров.

Привет! Меня зовут Давид, я CGI художник на Unreal Engine и сегодня я хочу с вами поделиться опытом создания своей первой панорамы для Тульского Музея Обороны в 2021 году на тему Второй Мировой Войны.

Но прежде чем мы с вами перенесемся в сам процесс подготовки и создания проекта, призываю вас самостоятельно по возможности посетить Музей Обороны Тулы вживую. Это крутейший музей, который дарит опыт переживания событий того времени с погружением в декорации, интерактивные элементы и звуки.

А вот теперь - погнали!

1. Идея и подготовка

Всё началось с идеи и заказа: показать три дня обороны Тулы в формате 6-минутного immersive-шоу. Мы хотели, чтобы зрители не просто смотрели, а чувствовали себя частью событий.

Первым делом мы собрали команду историков-консультантов. Они помогали нам на всех этапах разработки, в том числе - создать сценарий, основанный на реальных событиях. Каждый эпизод — это не просто красивая картинка во время шоу, а точная реконструкция определенных событий, которые происходили во время обороны.

Само собой все события трёх непрерывных дней обороны уложить в 6 минут было бы сложно. Но самые знаковые как как то: подготовка к наступлению, бомбардировка деревень, отбитие первой и второй волны наступления танков и солдат, психическая атака в полной темноте и в конечном счете разгром противника с помощью подступивших в конце обороны Катюш, - отображены в полной мере.

2. Моделирование: от танков до солдат

Следующий этап — создание концептов и 3D-моделей. Мы начали с техники: танки, мотоциклы, оружие. За основу брали архивные чертежи и фотографии. Каждая деталь должна была быть исторически точной. Также на всю техник у и пушки мы создали отдельные скелеты под анимации, чтобы можно было менять их положение в зависимости от дальнейших анимаций людей.

Солдаты — отдельная история. По итогу - 31 человек, каждого из которых я в свое время знал поименно и пофамильно и практически сроднился, настолько много было с ними взаимодействия и доработок. Мы оцифровывали их по историческим фото, а затем анимировали с помощью motion capture. Это позволило добиться реалистичных движений: от бега до перезарядки оружия.

Однако и тут не обошлось без проблем. Анимацию мы делали на старой студии захвата движения в Москве. Тогда полноценные костюмы, которые захватывают сами себя, уже были, но еще не дошли до наших рук. Поэтому пришлось огромное количество времени потратить на чистку этих анимаций и потом на синхронизацию друг с другом, т.к. каждый из туляков стоит на своем месте и выполняет определенную роль.

3. Окружение и декорации

Чтобы зрители почувствовали себя в эпицентре событий, мы создали разрушенные здания, окопы и даже растительность. Для этого использовали открытую библиотеку Megascans и собственные наработки.

Но это не всё. В музее мы также построили физические декорации: окопы, модели танка, мотоцикла и зданий. Это добавило проекту тактильности и глубины.

Однако если касаться самой панорамы, то все оказалось не так просто. Нельзя было просто взять и разработать контент без учета того, что вживую в музее будут перед ней стоять окопы, здание, мотоцикл и настоящий немецкий танк! Поэтому пришлось потрать некоторое время на тестирование окружения. C одной стороны я отрисовывал новые варианты удаленно, а ребята на площадке ставили их на панораму и давали правки по композиции с учетом декораций.

4. Технологии: Unreal Engine и не только

Основой проекта стал игровой движок Unreal Engine 4.27. Этот движок позволил нам создать кинематографичную графику и интерактивные элементы. RayTracing добавил реализма: динамические тени, отражения, блики.

Для спецэффектов (дым, взрывы, погода) использовали Niagara. А постобработка в Adobe After Effects сделала изображение ещё более атмосферным.

Т.к. команда разработчиков у нас была не очень большая, то специально для проекта я написал несколько графических систем, которые упростили нам анимацию всех этапов движения танков, выстрелов из зенитки, пушек и связанных с ними спецэффектов.

Первая из систем - система выстрелов. Т.к. таких выстрелов во время ролика было очень много (и от танков, и от солдат, и от зенитки, и от гранат), то пришлось придумать, как упростить огромное количество действий по анимации до одной кнопки. И получилось такую копку изобрести. Каждому оружию - по такой конпке. По ее нажатию происходят последовательно сразу все этапы выстрела: сам выстрел с выхлопом дыма, летящий по траектории снаряд и попадание в цель, что вызывает либо взрыв по земле, либо взрыв по технике. При этому у каждого солдата есть свои цели, у каждого из танков - свои.

Также у танков аж 3 кнопки для управления анимациями: взорваться, выстрел из основного орудия, выстрел из пулемета. (Фото ниже)

Вторая глобальная система - система анимации танков. В общей сложности во всем проекте их 41 штука! Сроки проекта были не очень большими и при всем желании не получилось бы их анимировать их вручную. Тем более с правками! И тут у нас тоже получилось выкрутиться. Я написал вторую систему, которая позволяла бы, как это поточнее бы выразиться... Тащить танк на веревочке за собой. Как детскую машинку.

По сути мы создаем и анимируем только ведущий объект (как раз над танками) и ведем его в горизонтальной плоскости, а танк, как послушная машинка едет за ним по местности, догоняя, учитывая все нюансы ландшафта под собой (в том числе по вертикали) и слегка сглаживая общее движение, чтобы не мотаться туда-сюда от каждой кочки. Также для каждого из танков существует отдельный объект в качестве цели (башня вертится отдельно от корпуса и может стрелять как из основного орудия, так и из пулеметов).

И это сработало! Мы смогли оперативно менять направление движения танков, и создали необходимые построения на каждый этап боя.

5. Атмосферное шоу: свет и звук

Чтобы усилить эффект присутствия, мы разработали световое и звуковое шоу. Оно синхронизировано с панорамой и длится 6 минут. Звукоряд включает голоса солдат, шум боя, выстрелы, эмбиент и диктора.

6. Результат

Итогом нашей насыщенной работы стала иммерсивная панорама, которая проецируется на огромное полотно (30×5 метров). Физические декорации и атмосферное шоу создают эффект полного погружения.

Открытие музея с нашей панорамой дало мне и другим активным участникам проект хороший толчок для дальнейшей работы в графике и музейной сфере. А главное — подобный проект можно масштабировать под другие события, например, битву за Москву.

Что дальше?

Этот проект показал, как технологии могут оживить историю. После мы уже успели поработать над еще одной интересной панорамой в Музее Военно-Морского Флота в Кронштадте.

Если у вас есть вопросы или идеи — пишите в комментариях!

Делитесь впечатлениями, если уже успели посетить Музей Обороны Тулы. Спрашивайте, если что-то интересно подробнее, буду рад с вами поделиться!