Потрясающие профессии: математика как развлечение
«Кажется, я специализируюсь на хаосе», – с улыбкой говорит Нафис Бен Зафар. Этот эксперт в сфере создания визуальных эффектов спроектировал самые запоминающиеся взрывы, крушения и падения на телевизионном экране. Сцены из «Мадагаскара-3», когда герои бегут из казино, круша все на своем пути, из фильма-катастрофы «2012», когда Лос-Анджелес соскользает в Тихий океан, световые эффекты преследования в «Троне» – все это дело рук и профессионализма Бен Зафара.
В компании Dream Works Animation, а ранее в компании Digital Domain Бен Зафар разрабатывает программное обеспечение, которое используется для создания спецэффектов в фильмах, а иногда и в мультфильмах, чтобы они выглядели как можно более реалистично.
«Для фильма «2012», – вспоминает он, – у нас для создания образа была лишь одна строчка в сценарии: «И тогда Калифорния погрузилась в океан». В итоге команда, в состав которой входили Бен Зафар и девять других программистов и аниматоров, создали пятиминутную сцену падения зданий, разрушающихся автострад и формирования огромных расщелин в земной коре.
Для того, чтобы создаваемая картинка выглядела реальной, разработчики должны сделать ее такой. «Мы должны заставить материал вести себя правильно при заданных условиях», – объясняет Бен Зафар.
Начиная работу над сценой падения небоскребов, Бен спросил себя: «Из чего сделано это здание?», после чего составил список: из стекла, цемента, стальных балок и арматуры. После составления списка возник новый вопрос: «Знаем ли мы, математики, как эти материалы поведут себя, если земля в буквальном смысле начнет уходить из-под ног?» Оказалось, что нет. Однако эта задача была разрешена в ходе разработки передовых визуальных эффектов.
Бен Зафар – один из всего лишь трех профессионалов, специализирующихся в данной сфере. Эти профессионалы полагаются на математику, чтобы развлекать – и удивлять.
Как «по-настоящему» уничтожить ненастоящие здания?
Чтобы вычислить, как виртуальное здание должно очень убедительно рухнуть на экране, Бен Зафар использует инновационные технологии, компьютерные навыки и даже простейшие игрушки, известные любому ребенку. Да, он начинает с конструирования здания из кирпичей Lego с пружинками (математик держит у себя в офисе целую коробку Lego – для вдохновения), затем наблюдает за тем, как это воображаемое здание рушится. Когда здание начинает рушиться на экране, Бен Зафар пытается заставить огромное количество составляющих его частей падать реалистично, не проникая друг в друга, как это обычно происходит в компьютерных программах, отчего изображение сильно теряет в реалистичности.
Когда друзья из зоопарка прорывались из казино в Монте-Карло, у мраморных колонн не было шансов. Нафис Бин Зафар использовал математику, чтобы создать именно такой зрительный эффект веселой сцены из «третьего Мадагаскара». Фото с сайта sciencenewsforkids.org
Хотя Бен Зафар и настраивает свои компьютерные программы так, чтобы они соблюдали законы физики, иногда он отходит от этого правила. Это особенно было нужно в «Мадагаскаре-3». «Мы видим, что направление гравитации все время меняется, – объясняет Бен Зафар. – В мультфильме считается абсолютно приемлемым, если герой начинает ходить вверх по стене и это выглядит вполне естественно».
Будучи ребенком, Бен Зафар был большим поклонником мультфильмов и кино. «Луни Тунис» был моим любимым мультиком», – вспоминает он. Ему также понравился первый «Трон», вышедший в 1982 году: «Именно во время просмотра этого фильма я впервые понял, что совсем не все, что ты видишь на экране, должно быть настоящим». И представьте себе его ощущения, когда ему предложили работу над продолжением этого фильма 28 лет спустя.
Бен Зафар особенно подчеркивает два навыка, необходимые в работе в студии цифрового кино, – коммуникативные навыки и способность решать словесные головоломки.
Коммуникация особенно важна: ведь создание визуальных эффектов – это командная работа. Когда Бен Зафар пишет свои компьютерные программы, он понимает, что должен уметь объяснить основные принципы работы этих программ аниматорам, которые их используют. Кроме того, рекомендации никогда не описываются в численном выражении. Его работа в том, чтобы перевести любое пожелание заказчика на язык математики, чтобы компьютер мог преобразовать ее в нужный образ.
В том окружении, в котором работает Бен Зафар, различия между художником и математиком часто размываются: художники должны понимать математику, а математики должны понимать искусство.
Геометрическая скульптура
Изучая математику в Йельском университете, Вирсавия Гроссман ходила также на курсы искусства. Однажды студию, в которой она занималась, посетил Эрвин Хауэр, человек, которого она считает «одним из величайших геометрических скульпторов ХХ века». Гроссман открыла для себя студию Хауэра, полную искусно изогнутых форм, называемых минимальными поверхностями. Что это такое? Опустите виток проволоки в мыльную воду и вытащите его. Форма, образованная мыльной пленкой, и является минимальной поверхностью. Хауэр умело использовал эти виды форм, чтобы создавать предметы искусства. И вдохновленная Гроссман начала создавать скульптуры.
Вирсавия Гроссман соединила геометрию, науку и искусство в процессе создания скульптур, которые могут быть напечатаны с помощью трехмерной печати. Несколько ее работ в металле были созданы скульптором именно в таком образе. Фото с сайта sciencenewsforkids.org
Сегодня, 16 лет спустя, она создает скульптуры, которые являются настолько же геометрическими, насколько и художественными. Сначала она создает трехмерные виртуальные модели на компьютере и только потом превращает эти наброски в настоящие скульптуры.
Гроссман не выставляет свои работы в традиционных галереях искусств. Вместо этого она общается с покупателями лично или, чаще, через Интернет.
Две современные технологии сделали возможной карьеру Гроссман. Первая – это Интернет, а вторая – трехмерная печать. Трехмерная печать преобразует виртуальные модели, созданные на компьютере, в реальные объекты, а в данном случае – и в предметы искусства. 3D-принтер похож на струйный принтер, только он печатает объемные структуры. Струйный принтер впрыскивает чернила в нужные квадратики двухмерных изображений, а 3D-принтер добавляет во впрыскиваемую каплю немного пластика, металла и других материалов, создавая маленькую трехмерную сетку – наименьшую составляющую твердого объемного предмета.
Первые 3D-принтеры умели создавать только пластиковые модели, а примерно в 2005 году начали появляться принтеры, создающие металлические модели. Они открыли новые возможности для Гроссман. Художникам теперь не нужно было даже литье: 3D-принтеры сами создают предметы – капля за каплей, слой за слоем.
Трехмерная печать позволяет Вирсавии Гроссман работать со всеми видами материалов и во всех доступных масштабах. Мини-версия одной из ее работ получила название «Мини-Митатрино». Фото с сайта sciencenewsforkids.org
Некоторые из работ Гроссман, такие как, например «Гироид», представляют собой разрешение конкретных математических задач и выражений. Эти скульптуры позволяют открыть красоту, содержащуюся в математике. С другой стороны, художественное видение Гроссман вдохновило ее на создание другой работы – «Метатрило». В ней математика по-прежнему играет важную роль, так как сама по себе работа выполнена в виде октаэдра – природной восьмигранной формы кристалла алмаза.
Это – кристалл? Возможно, морское существо? Некоторые из работ Вирсавии Гроссман, такие как представленный здесь «Гироид», трудно описать словами. К счастью, их можно описать языком математики. Фото с сайта sciencenewsforkids.org
Гроссман считает, что у успешных художников есть свое «секретное оружие» – свои техника и стиль, позволяющие отнести тот или иной предмет искусства к конкретному автору. В чем же секретное оружие самой Гроссман? Это геометрия.
«Мы были шокированы, обнаружив такую сильную жажду к геометрии, – говорит она. – Люди не получают достаточно геометрии в повседневной жизни. Я думаю, что я начала новое направление в искусстве!»
Приподнимая завесу тайны
Большинство магов преуспевают за счет своих секретов. Их иллюзии намеренно отвлекают внимание аудитории и вводят ее в заблуждение. Однако Артур Бенджамин, самоучка-«матемаг», действует как раз наоборот.
«Цель моего выступления – не показать зрителям, какой умный я, а показать, насколько умными могут быть они», – говорит он.
Вместо кроликов Артур Бенджамин достает из своей волшебной шляпы варианты решения самых разнообразных математических головоломок. Фото с сайта sciencenewsforkids.org
Бенджамин начинает свое магическое представление с нескольких трюков, чтобы привлечь внимание аудитории. Он способен перемножить в уме два числа быстрее, чем другие сделают это на калькуляторе. Потом он приподнимает завесу тайны и начинает объяснять свои трюки.
Бенджамин настолько популярен, что с 1990 года успел выступить около 1000 раз в «Магическом Замке» (всемирно известный магический клуб в Голливуде, штат Калифорния), а один из его интернет-спектаклей просмотрели более четырех миллионов человек.
У Бенджамина уже есть достойные последователи. Один из них – Итон Браун. Несколько лет назад, когда ему было всего десять лет, мальчик увлекался очень популярными онлайн-видео Бенджамина. Затем он купил его книгу и вскоре сам смог повторить некоторые трюки. Сегодня у молодого человека своя «матемагическая» шоу-программа, и в его творческой копилке есть трюки, которые не способен повторить даже сам Бенджамин. Последний, кстати, в восторге от своего протеже.
Комментарии читателей Оставить комментарий
(тоже чуть-чуть оффтопик): 1) На ум почему-то пришли новаторы Никитины со своей системой развивающего воспитания (70-80 г.г.).
2) Наверное, игры можно подразделить на развивающие и отупляющие. Примеры на слуху и на виду.
3) Есть некоторые рутинные знания, умения, и навыки, которыми невозможно заниматься долго - ни себя, ни других (скукотища). Только игровые формы и помогают (+ чередование деятельности).
Каждому своё.
Я предпочитаю видеть плоские предметы на плоском экране.
Понятно, что для математиков-компьютерщиков это- развлечение и заработок одновременно.
Кто-то из них,возможно, и всю свою жизнь превратил в игру, и вполне доволен этим.
Но...
вовлекая в свою игру всё больше и больше людей (а именно это вы делаете с детьми), вы лишаете их собственной жизни, лишаете их их собственного развития, приучая к тому, что путём фокуса-шмокуса всегда можно получить желаемое.
Это далеко не так.
Я тут могу и поспорить с вами, могу распинаться, рассказывая о том, чему должен научиться ребёнок к столькИ-то годам, кроме того, чтобы уметь нажимать на кнопочки или водя пальчиком по экрану монитора.
Но....представьте себе такую ситуацию - играть начали все.
Долго мы протянем в этом случае(?):
Сколько может прожить человек без еды и питья?
А что ему ещё необходимо кроме еды и питья?
И вообще, сколько можно играть, пока тебе это не надоест(?), не надоест так, что и играть-то больше уже не захочется в такие игрушки(?)
зы. Мне завтра утром на работу и до позднего вечера.
А я тут играю с вами весь день, ничего (опять)не сделав дома.
Прошу прекратить меня беспокоить без необходимости на то.
Каждый занят своим. К тому же, ваше время, в отличии от моего, потраченного на вас, оплачивается. Разницу ощущаете(?)