Imagem cortesia da Walt Disney Company

Transformando a animação 2D de Os Vizinhos Green em 3D na Unreal Engine

15 de dezembro de 2022
Quando a Disney Television Animation quis fazer algo novo no especial de fim de ano dos Vizinhos Green, eles decidiram distorcer a realidade, colocando os Greens no mundo virtual "Acampamento do Infinito”, adotando uma abordagem tridimensional, diferente do estilo 2D de costume.

Mas transformar uma famosa franquia 2D em 3D é mais difícil do que parece. Ao trabalhar com as equipes da Disney Technology e utilizar a Unreal Engine, eles desenvolveram um estilo que se manteve fiel à arte original com um pipeline de CG em tempo real bem diferente do pipeline usado normalmente em 3D. Basicamente, eles tiveram que reformular um pipeline 2D.

Com 16 minutos de duração, altamente estilizado e criado em grande parte na engine, o trabalho em 3D em "Natal Virtual" é o primeiro projeto na Unreal Engine produzido pela Disney, e o episódio mais longo já criado utilizando tecnologia em tempo real.
 

O especial de Os Vizinhos Green põe a família em um dilema, quando Cricket Green fica preso em uma nevasca e incapaz de voltar para sua família em tempo para o Natal.

Por sorte, Remy, o amigo de Cricket, tem uma solução: a família pode comemorar em conjunto dentro do novo jogo de realidade virtual do Remy. "Isso nos deu a oportunidade de misturar a narrativa 2D tradicional com a narrativa 3D em tempo real, e é uma jornada que os próprios personagens entram ao explorar o mundo virtual", explica Kaki Navarre, vice-presidente de engenharia de software em tecnologia da Disney.

Ao converter a animação do 2D para o 3D, você enfrenta muitos desafios, tanto técnicos quanto artísticos. A versão 3D dos personagens deve ser fiel aos recursos visuais originais em 2D.

"Nós queríamos garantir que os Greens não perdessem sua identidade e que fossem reconhecíveis tanto em design quanto em movimento", diz Jennifer Burchfield, supervisora de animação 3D na Disney.

O projeto foi planejado com um pipeline em tempo real baseado na Unreal Engine, mas o estilo de arte do episódio precisava de uma abordagem diferente de uma engine com base física. Uma que fosse mais estilizada do que fotorrealista.

Inspirados por stop-motion e ilustrações, a equipe desenvolveu um visual que começou a se unir com diversas técnicas de arte e animação. Para isso, foi necessário um guia de estilo para manter uma consistência que definiria o projeto: da interação de luzes e sombras com os personagens à forma como o reflexo em superfícies deveria ser.
Imagem cortesia da Walt Disney Company
A equipe também estudou animação em 2D para identificar técnicas que pudessem ser utilizadas para unir os estilos 2D e 3D. "Os Vizinhos Green é um desenho animado", diz Mark Droste, diretor de animação 3D na Disney. "Os braços dos personagens se esticam muito, os olhos ficam enormes, os corpos fazem coisas que nós não fazemos. Normalmente, a preocupação de migrar para o CG é que as coisas se tornem rígidas, especialmente ao se tratar de 2D".

Para garantir que os personagens mantivessem as características do estilo 2D, a equipe sabia que havia um princípio em particular a ser utilizado: o de comprimir e esticar.

Essa é uma técnica que animadores 2D usam para simular elasticidade e flexibilidade. Nos personagens, faz com que pareçam mais vivos e naturais. "Se você pausar um quadro, verá umas deformações absurdas, como rostos sendo puxados para o lado", afirma Droste. "Isso ajuda a tornar a animação mais fluida e mantém o estilo de Os Vizinhos Green".
 
Imagem cortesia da Walt Disney Company

A equipe também utilizou muito borrões geométricos. A técnica de borrar quadros é usada por animadores 2D em objetos em movimento, e consiste em criar várias cópias desse objeto atrás dele, quase como um borrão. É uma técnica que traz a ilusão de movimento contínuo. "Essa abordagem nos deixou mais próximos de algo como Minduim ou Homem-Aranha: No Aranhaverso", diz Burchfield. "Nós fizemos tudo sem desfoque de movimento, assim o episódio ficaria mais estilizado".

O primeiro passo para realizar essas técnicas está no rig dos personagens. A equipe criou os rigs no Maya, importando-os para a engine a fim de conferir a pré-visualização da animação usando o Control Rig.

Os dados eram incorporados em uma sequência de animação e exportados como arquivos FBX para os animadores finalizarem no Maya. "Nós queríamos criar esse estilo de animação distorcida sem usar edições fora da engine", diz Evan Binder, supervisor de pipeline e animador 3D na Disney.

"Por motivos de desempenho, ficamos com o FBX, por funcionar bem com o Control Rig e por facilitar a exposição desses controles para nossos artistas modificarem em seguida na engine".

Com as últimas etapas no Maya prontas, todo o projeto foi importado de volta à engine para que a equipe pudesse vê-lo por completo, adicionar borrões de quadros na engine e realizar qualquer mudança necessária. "Ao importá-lo de volta à engine, ele aparece em seu set", diz Droste. "Você olha para o projeto com iluminação e consegue ver como ele vai ficar na entrega final. Então, a iteração continua e o ciclo é tão rápido que é possível tomar decisões rápidas".
Imagem cortesia da Walt Disney Company

Do Unreal Fellowship ao primeiro projeto

A Disney tem trabalhado com fluxos de trabalho em tempo real há algum tempo. No último verão, vários membros da equipe participaram do programa Unreal Fellowship. "Natal Virtual" é o primeiro projeto da equipe na Unreal Engine. "Eu aprendi a amar a Unreal", diz Burchfield. "Nunca havia aberto antes, e foi muito fácil de aprender. Achei muito intuitiva. Me senti em casa".

Como escolhemos uma abordagem em tempo real, tivemos a oportunidade de paralelizar disciplinas que precisariam ser feitas sequencialmente em um pipeline de produção off-line tradicional. Com a edição, layout, iluminação e efeitos visuais rodando ao mesmo tempo, as equipes tiveram a oportunidade de encontrar a história de um jeito iterativo, trabalhando juntos em um ambiente bem estruturado.

Para Megan Stifter, supervisora de CG e animadora 3D na Disney, esse é um dos aspectos mais poderosos do fluxo de trabalho em tempo real. "Em animações tradicionais, artistas e engenheiros se acostumaram a trabalhar em abstração", diz.
Imagem cortesia da Walt Disney Company
"Você não está trabalhando em um contexto final de como seu trabalho será visto, então há muitas incertezas e verificações. Muitas mudanças que podem demorar dias, semanas ou até meses para mostrar algum resultado. Quando você está trabalhando em tempo real, o processo é muito mais direto. Você consegue ver seu impacto quase que imediatamente".

Na maioria das vezes, essa sensação foi muito bem recebida e animou a equipe. Quando departamentos separados conseguem trabalhar juntos simultaneamente, as atualizações se tornam uma experiência muito gratificante. Normalmente, aquele processo começaria com cubos, cilindros e recursos pré-visualizados e criados por diretores cinematográficos. Agora, tudo isso pôde ser desenvolvido durante o layout enquanto os recursos finais estavam em desenvolvimento. Assim, a equipe podia usar Blueprints, aninhar subníveis, esculpir cenários e objetos e, assim, manter a produção em movimento para os setores de animação, cinematografia, iluminação e tecnologia. Quando os modelos ficavam prontos, eles eram substituídos ou atualizados com facilidade na engine.

"Sempre que sincronizávamos os arquivos no Perforce e reproduzíamos o projeto reaberto no Sequencer, era como se um novo presente estivesse nos esperando", diz Christina Douk, supervisora de recursos 3D na Disney. "Isso tornou o trabalho na engine muito mais interessante e divertido, e manteve a produção inspirada à medida em que seguíamos em frente".

Ferramentas de cinematografia 3D em tempo real

As ferramentas de cinematografia da Unreal Engine possuem o que você encontraria em um set físico. Ainda no começo do projeto, Droste foi à engine e rascunhou a história sozinho. "Foi ótimo. Eu consegui construir minhas ideias na engine de imediato", afirma.
Imagem cortesia da Walt Disney Company
"Eu lembro que um dos meus dias favoritos foi quando arrumamos o projeto inteiro só com recursos de pré-visualização. E surgiu de uma ideia para algo bem ali na tela. Essa é minha parte preferida da Unreal: é muito fácil construir ambientes, jogar umas luzes, posicionar os personagens e, de repente, ter sua ideia concretizada logo de cara".

Cada sequência em "Natal Virtual" foi editada em uma linha do tempo em conjunto, usando o Sequencer. Ao trazer o processo editorial para a Unreal Engine, a equipe conseguiu trabalhar mais rapidamente, ver o episódio inteiro e cenas dentro do contexto, além de realizar mudanças imediatas, economizando tempo que seria gasto em exportações e sincronização de cenas para softwares de edição tradicionais e não lineares.
 
Imagem cortesia da Walt Disney Company

"É um projeto enorme em que podemos realizar modificações rápidas e que seriam impossíveis em um pipeline tradicional, graças a uma suíte centralizada de criação de conteúdo como a Unreal", explica Andy Wood, diretor de tecnologia e mídia em tempo real na Disney.

É muito prático poder fazer ajustes de última hora, ainda mais quando uma mudança significativa é solicitada ao final da produção. "Nós queríamos refazer uma sequência bem longa, e isso normalmente resultaria em uma série de problemas e vários atrasos", diz Droste. "Mas eu pude sentar com o supervisor do programa e refazer toda a sequência em apenas duas horas na Unreal Engine".

Um pipeline de conteúdo multiplataforma

A Disney sempre foi além em relação à tecnologia de animação. Suas equipes de tecnologia costumam expandir os limites do que é possível na visualização em tempo real. Então, utilizar a tecnologia em tempo real para o especial "Natal Virtual" era uma evolução natural. "À medida em que a tecnologia evolui, você fica se perguntando: como podemos ter mais contexto mais rapidamente? Como podemos trabalhar de formas mais inovadoras?" pergunta Wood. "Fez sentido explorar a tecnologia em tempo real para um projeto desse nível".

A Disney usa a tecnologia em tempo real no especial "Natal Virtual" como parte de um escopo maior. As equipes criativas e de tecnologia da empresa começaram a explorar o uso de fluxos de trabalho em tempo real em outras áreas, como produção virtual, interação de conteúdo, visualização de dados e mais. Com departamentos criando conteúdo em tempo real em conjunto, uma possibilidade curiosa surge: a oportunidade de criar um pipeline de conteúdo multiplataforma.
Imagem cortesia da Walt Disney Company
Se as decisões de otimização adequadas forem feitas no início de um projeto, recursos em CG e cenários criados para uma vertical podem ser utilizados em outra. "Você faz um investimento em recursos em tempo real no início, que consiga rodar em taxas de quadro interativas, que depois podem ser utilizados na criação de conteúdo tradicional linear, ou para criar qualquer outro novo formato: seja uma experiência interativa ou algo mais imersivo", diz Navarre. "O céu é o limite".

O especial "Natal Virtual" de Os Vizinhos Green já está disponível no Disney Channel e no Disney Plus.

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