لوگوی ایستانما

همه چیز درباره کاربرد پرینتر سه بعدی در انیمیشن سازی استاپ موشن

دسته بندی :پایگاه دانش, مقالات تخصصی ۲۶ مرداد ۱۳۹۹ ایستانما 2723

 

 

زمانی که انیمیشن کورالاین (Coraline) به هنری سلیک (henry selick) پیشنهاد شد، یکی از دغدغه های دائم اون تمرکز بر روی کیفیت ساخت کارکترها و طبیعی بودن صورت و محیط انیمیشن شده بود. دغدغه ای که پیش تر در سال ۱۹۹۳ و برای انیمیشن کابوس قبل از کریسمس (The Nightmare Before Christmas) داشت و با ساخت مجسمه از چندین حالت چهره ی مختلف انیمیشن را پیش برد. اما این روش یک ایراد بزرگ داشت و آن این بود که پروسه ساخت آن به شدت طولانی می شد و به مراتب کیفیت دلخواه را برای نمایش صحنه نداشت. همچنین دامنه بیان کلمات و نمایش صورت به چند مجسمه‌ی پیش ساخته محدود می شد.
تا اینکه با “هنری” با کاربرد و ویژگی های اعجاب انگیز پرینترهای سه بعدی در ساخت اجسام بخصوص آرماتور و عروسک های استاپ موشن آشنا شد و تاریخ استاپ موشن را دگرگون ساخت. بیایید قبل از آنکه به حضور پرینتر سه بعدی (۳D printer) در اولین پروژه سینمایی استاپ موشن بپردازیم، در مورد کلیات و تاریخچه چاپگرهای سه بعدی در این پست ایستانما بهتان بگوییم.

kubo-and-the-two-strings-laika-faces-2-small
برای مشاهده جزییات روی عکس کلیک کن
kubo-and-the-two-strings-faces-laika-6-small
برای مشاهده جزییات روی عکس کلیک کن

تاریخچه پرینترهای سه بعدی

اولین چاپگرهای سه بعدی که نمونه های امروزه مدیون حضور آن هستند، مربوط به چاک هال (Chuck Hull) می شود که در سال ۱۹۸۳ اولین چاپگر سه بعدی را با روشی تحت عنوان استریولیتوگرافی ( Setereo Lithography Aparatus) که بصورت مخفف به آن SLA هم می گویند، اختراع نمود. البته این مدل اولین چاپگر سه بعدی بر اساس پردازش های دیجیتالی بود.

 پیش تر از آن در سال ۱۹۸۱ هایدو کداما از موسسه تحقیقات صنعتی شهری ناگویا، گزارشی مبنی بر تولید یک سیستم نمونه سازی سریع (Rapid prototyping) با استفاده از فتوپلیمرها منتشر کرد. مدل نهایی چاپ شده از روی هم قرار گرفتن لایه های مختلف بر روی هم تولید می‌شد. 

chuck hull
تصویر چاک هال مخترع پرینتر سه بعدی
اولین پرینتر سه بعدی به در سال ۱۹۸۳

چاپگرهای استریلیتوگرافی با یک نوع مواد مبتنی بر اکریلیک کار می کردند که با نام فوتوپلیمر شناخته می شد. در این روش فتوپلیمرها پس از چاپ در معرض پرتوهای اشعه ماوراء بنفش (UV) قرار گرفته و به سرعت طی واکنش صورت گرفته سخت و جامد میشد.
تا سال ۲۰۰۹ از پرینترهای سه بعدی معمولا در مصارف صنعتی استفاده می شد اما بعد از اختراع پرینترهایی با نام تجاری FDM که مخفف  fused deposition modeling بوده، استریولیتوگرافی به مرور کناررفت و سهم بزرگی از بازار در حال حاضر در اختیار  FDM می باشد. در این تکنولوژی مدل سازی به روش رسوب ذوب شده بوده و در حال حاضر بعنوان رایج ترین و پرکابردترین تکنولوژی پرینترهای سه بعدی شناخته می شود.

روش کاری این دستگاه اینگونه است که یک رشتهٔ پلاستیک وارد دستگاه شده و پس از ذوب شدن از سمت نوک دستگاه خارج شده و هر لایه ی شکل نهایی با این مواد مذاب شکل می گیرند.

ویدیوی نحوه کار یک پرینتر سه بعدی با شکلات

تجهیزات استاپ موشنت رو خودت بساز!

اولین و تنها مجموعه ویدیوهای آموزشی ساخت تجهیزات استاپ موشن، دکور ، پاپت به همراه پشت صحنه ساخت استاپ موشن توسط برترین انیماتورهای دنیا 

ورود پرینترهای سه بعدی به استاپ موشن با استودیوی لایکا (Laika Studios)

0914-laika-boxtrolls-03_gmgtye
انیماتور در زمان ساخت استاپ موشن با صورتک های بسیاری سر و کار دارد
_(Kubo) Designing Kubo and the Two Strong's Monkey character
قبل از چاپ ، مدل های سه بعدی عروسک ها در رایانه اجرا میشود

با اینکه تکنیک استاپ موشن  بیش از صد سال است که از آن برای انیمیشن سازی استفاده می شود و تا کنون بارها و بارها دستخوش تغییراتی شده است، اما راه حلی برای معضل ساخت عروسک ها در تعداد بالا تا قبل از انیمیشن کورالاین ارائه نشده بود.در نهایت سلیک در سال ۲۰۰۹ زمانی که پرینترهای سه بعدی تازه روی کار آمده بودند و هنوز برای بسیاری از افراد نا شناخته بود از آن برای اولین پروژه سینمایی استاپ موشنی که با کمک پرینترها سه بعدی درست شده بود، استفاده کرد.
برایان مک لین (Brian McLean) مدیر بخش جلوه های ویژه و نمونه سازی سریع استودیو در کنار مارتین موریور (Martin Maurier) طراح انیمیشن های لایکا در آن زمان بعنوان هسته اصلی تیم استودیوی لایکا، با حل این چالش و به کمک پرینترهای سه بعدی  توانستند در مجموع ۶۳۳۳ چهره برای کورالاین ایجاد کنند که این تعداد به آن ها اجازه می داد تا ۲۰۷ هزار حالت صورت را به وجود آورند.
همین پشتکار و نوآوری لایکا باعث شد تا جایزه مهندسی و علمی برتر اسکار را در سال ۲۰۱۶ برای انیمیشن کوبو و دو تار را از آن خود کنند. همین روند در انیمیشن های غول های پاکتی ( The Boxtrolls ) و پارانورمن ( ParaNorman) تکرار شد و در نتیجه این انیمیشن ها با چهره های واقعی تر و رنگ های زنده تر تولید شدند.

Brian McLean & and Martin Maurier
برایان مک لی (چپ تصویر) و مارتین موریور (راست تصویر) در مراسم جوایز اهدای اسکار انیمیشن کوبو و دو تار

سوالی که ذهن  را در گیر میکند این است که با وجود این همه تنوع و شلوغی در تولید کارکتر و توجهی که به جزییات می شود، چند ساعت زمان صرف تولید این استاپ موشن و جابجایی بین حرکت ها می شود؟ پاسخ ما را برایان مک لین اینگونه می دهد: ” ما برای اینکه ۳ ثانیه از استاپ موشن را جلو ببریم نزدیک به ۴۰ ساعت زمان صرف میکنیم! زمانی که به هیچ عنوان نمی توان به عقب برگشت و هر اشتباهی می تواند تبعات به شدت بدی را به جای بگذارد که ساعت ها عمر و تلاش ما را به باد خواهد داد!”

مصاحبه با برایان مک لی با زیرنویس فارسی اختصاصی

استفاده از تکنولوژی پلی جت (polyjet) و Zprint در ساخت استاپ موشن

اگر بخواهیم تعریفی ساده از این تکنولوژی بدهیم باید بگوییم که تکنولوژي پلی جت (polyJet) يکي از پيشرفته ترين و دقيق ترين روشهاي نمونه سازي سريع هست که در اين روش لايه های محصول نهایی از طریق خروج رزین از نازل های پرینتر سه بعدی و سخت شدن توسط لامپ UV تشکيل مي شود. این تکنولوژی ابتدا در یک شرکت به نام Solidscape در سال ۱۹۹۳ تولید و به بهره برداری رسید. سرعت چاپ و ترکیب متریال ها تا رسیدن به نتیجه دلخواه در این تکنولوژی به مراتب بالاتر از روش های مشابه بوده و بسیار پیشرفته عمل می کند.
فرآیند کاری این تکنولوژی بسیار شبیه به پرینترهای جوهر افشان بوده با این تفاوت که به جای جوهر، لایه‌های فوتوپلیمر بر روی سینی ساخت (build tray) پخش می شود و در نهایت با پرتو فرابنفش شکل گیری هر لایه کامل می شود.
تکنولوژی بعدی تحت عنوان Zprint شناخته می شود که توسط شرکت Z Corporation (با نام اختصاری Z Corp) راه اندازی شد. تاریخچه Z Corporation بر می گردد به دسامبر سال ۱۹۹۴ که توسط مارینا هاتسوپولوس (Marina Hatsopoulos) ، والتر بورنورست ( Walter Bornhorst) ، جیمز بردت (James Bredt) و تیم اندرسون (Tim Anderson) ، بر اساس فن آوری توسعه یافته در MIT به سرپرستی پروفسور الی ساکس (Ely Sachs) تأسیس شد. مؤسسهٔ فناوری ماساچوست (Massachusetts Institute of Technology) مشهور به اِم‌آی‌تی جزو برترین دانشگاه های دنیا واقع در شهر کمبریج در ایالت ماساچوست آمریکاست.
فناوری این تکنولوژی هم همانند سیستم جوهر افشان با ترکیبی از مایع اتصال دهنده و پودری که بر روی مدل ریخته می شود نمونه های سه بعدی را تولید می کند. سرعت تقریبی دستگاه های پشتیبانی کننده ازین تکنولوژی با سرعت ۱ اینچ در ساعت کار میکنند.
این شرکت در اوت ۲۰۰۵ به Contex Holding فروخته شد و در نهایت در ۳ ژانویه ۲۰۱۲ توسط ۳D Systems خریداری شد.
یکی از پرینترهایی که در آن ازین تکنولوژی برای ساخت نمونه های سه بعدی استفاده می شده Connex3 بوده که به عنوان اولین پرینتر سه بعدی در جهان با قابلیت ترکیب همزمان چندین رنگ و مواد مختلف و چاپ آن شناخته می شود.

Brian-McLean-5
برایان مک لی در حال بررسی نمونه های سه بعدی تولید شده
دستگاهی با استفاده از تکنولوژی Zprint عروسک های انیمیشن کوبو و دوتار را چاپ میکند

    بیایید با هم تمامی انیمیشن های استودیوی لایکا را به ترتیب تکنولوژی پرینتر سه بعدی مرور کنیم:

    1. کورالاین | ۲۰۰۹ | ۲۰،۰۰۰ صورت چاپی سه بعدی | استفاده از فناوری PolyJet و رنگ آمیزی دستی
    2. پارانورمن | ۲۰۱۲ | ۴۰،۰۰۰ صورت چاپی سه بعدی | Z Print برای صورت و PolyJet برای قطعات داخلی سر
    3. غول های پاکتی | ۲۰۱۴ | ۵۶،۰۰۰ صورت چاپی سه بعدی | Z Print برای صورت ، PolyJet برای قطعات داخلی سر
    4. کوبو و دوتار | ۲۰۱۶ | ۶۴،۰۰۰ صورت چاپی سه بعدی | Z Print برای چهره های انسانی و PolyJet برای چهره موجودات و اجزای داخلی سر
    5. حلقه گمشده | ۲۰۱۹ | ۱۰۲،۰۰۰ صورت چاپی سه بعدی | PolyJet J750 برای صورت ، PolyJet Connex3 برای اجزای سر داخلی

اوج هنر و قدرت پرینترهای سه بعدی در استاپ موشن حلقه گمشده (Missing Link)

فرم های مختلف صورت که به وسیله پرینترهای سه بعدی چاپ شده - برای مشاهده سایز بزرگتر کلیک کنید

آخرین ساخته ی استودیوی انمییشن سازی لایکا یعنی Missing Link (حلقه گمشده) پر بود از اتفاقات جذاب و نوآوری های شگفت انگیز که در آن به وفور از نمونه های چاپی پرینترهای سه بعدی استفاده شد. در این استاپ موشن موسسه‌ی تحقیقات گرافیک رایانه ای آلمان (Fraunhofer Institute) به یاری استودیو آمد و با در اختیار گذاشتن نرم افزار فوق حرفه ای و درایور اختصاصی چاپگر خود تحت عنوان Cuttlefish جزییات بی نظیری را در اختیار انیماتورها و سازندگان استاپ موشن حلقه گمشده در استودیوی لایکا قرار داد.
دستگاه و چاپگر سه بعدی مورد استفاده این پروژه Stratasys J750 و Connex3 بوده که بیش از صدهزار چهره ی سه بعدی با جزییات رنگی و دقیق تحویل داده شد. کمپانی آمریکایی-اسرائیلی Stratasys تولید کننده این چاپگرهای سه بعدی و دستگاه های غول پیکر نمونه سازی سریع سه بعدیست که نمونه های اولیه تولید این کارخانه برای صنایع خودرو سازی، هوافضا، صنایع پزشکی و الکترونیکی استفاده می شود.
این شرکت ۳۱ سال پیش یعنی در سال ۱۹۸۹ توسط S. Scott Crump تاسیس شد و عمده ی شهرت آن بخاطر تولیدات فوق پیشرفته ی دستگاه ها و چاپگر های سه بعدی آن می باشد. مدل J750 بیش از ۵۰۰.۰۰۰ ترکیب رنگ مختلف را می تواند ارائه دهد که به گفته جینا اسکالا (Gina Scala) ، مدیر آموزش Stratasys این پرینتر واقعی ترین آثار چاپی را در دنیا عرضه می کند
برایان مک لین (Brian McLean) مدیر بخش نمونه سازی سریع (Rapid Prototype) طی مصاحبه ای گفت: ” ما از الگوها و فیلم های ذخیره شده ی انیمیشن اولمان یعنی کورالاین برای ساخت این استاپ موشن استفاده کردیم. در این پروژه همکاری شرکت فناوری Fraunhofer IGD را داشتیم چراکه تکنولوژی این شرکت از لحاظ قوام رنگی و دقت ژئومتریک آن بی نظیر است.”
این همکاری توسط دو شرکت آمریکایی و آلمانی باعث شد تا چهره ها و احساسات به مراتب حساس تر و دقیق تر از کارهای قبلی استودیو باشد و همچنین این حجم از دقت در صنعت استاپ موشن تا به امروز بی نظیر بوده است.

در ادامه استودیوی لایکا با کمک همین فناوری با کمپانی نایکی اقدام به تولید کفش هایی با طرح و نماد انیمیشن Missing Link نموده است. جالب است بدانید که موسس اصلی استودیوی لایکا فیل نایت (Phil Knight) از هم بنیانگذاران نایکی است. برای خواندن حقایق بیشتری از استودیوی لایکا به مقاله از صفر تا صد معرفی استودیوی استاپ موشن لایکا (Laika) ایستانما مراجعه کنید.

همکاری دو کمپانی نایکی و استودیوی لایکا برای تولید کفش با طرح لباس لباس انیمیشن Missing Link
ویدیوی طنز نمایش نحوه کار پرینترهای سه بعدی به زبان کارکترهای انیمیشن

تا سال ۲۰۰۹ از پرینترهای سه بعدی معمولا در مصارف صنعتی استفاده می شد اما بعد از اختراع پرینترهایی با نام تجاری FDM که مخفف fused deposition modeling بوده، استریولیتوگرافی به مرور کناررفت و سهم بزرگی از بازار در حال حاضر در اختیار FDM می باشد. در این تکنولوژی مدل سازی به روش رسوب ذوب شده بوده و در حال حاضر بعنوان رایج ترین و پرکابردترین تکنولوژی پرینترهای سه بعدی شناخته می شود.

اصلی ترین فاکتور، میزان کاربرد پرینتر سه بعدی با توجه به هزینه ایست که می کنید. توصیه می کنیم حتما از فروشنده پرینترهای سه بعدی درباره کیفیت ساخت دستگاه و میزان خدمات پس از فروش سوال بپرسید. ابعاد پوشش داده شده را در نظر بگیرید و مواد مصرفی و هزینه های جاری را حساب کنید.

با پیشرفت تکنولوژی پرینترهای سه بعدی میتوان هر جسم جامدی را در آن تولید کرد. بدین صورت که با ایجاد نمونه های اولیه سه بعدی در کامپیوتر، اطلاعات را به دستگاه داده و در نهایت طبق همان الگو، محصول نهایی تولید میشود. با کمی جستجو در اینترنت می توانید مراکز فروش معتبر پرینترهای سه بعدی را پیدا کنید و مطمئن باشین با قدرت این دستگاه میتوانید از چاپ وسایل ساده تا چاپ خانه را به کمک آن انجام دهید!

ایستانما

ما یک تیم جوان و پرشور در واحد تولید محتوای شبکه ایستانما هستیم که در تلاشیم محتوایی ناب و کاربردی برای مخاطبین عزیزمان تهیه کنیم. نظرات شما به رشد و انگیزه‌ی ما کمک به سزایی می‌کند. 🌹

در بزرگترین شبکه اجتماعی استاپ موشن ایران عضو شوید... عضویت در پیج اینستاگرام

مطالب پیشنهادی:

قوانین ارسال دیدگاه در ایستانما

  • چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه اشخاص مدیر، نویسندگان و سایر کاربران باشد و در چهارچوب قوانین جمهوری اسلامی ایران نگنجد، در شبکه ایستانما تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد. در صورت تمایل به درج تبلیغات از طریق گزینه ارتباط با ما اقدام نمایید.
  • چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.

    لینک کوتاه:
    0