Группа под руководством Николая Николаевича Константинова создает математическую модель движения животного (кошки). Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения обыкновенных (в математическом смысле слова) дифференциальных уравнений, рисует мультфильм "Кошечка".
Первая кошка компьютерной анимации родилась в СССР Первую компьютерную симуляцию живого существа создали молодые советские ученые в 1968 году. Работать над ней им пришлось чуть ли не тайно.
Кошечка на экране выгибает спину,читать дальше широко раскрывает пасть и шипит прямо в лицо зрителю. Через несколько секунд она уже плавно идет по заштрихованному полю и потом останавливается - как-то неуверенно, будто бы не решаясь сделать следующий шаг. Видео, даже не черно-белое, а скорее черно-зеленоватое, похоже на рисунок на выцветшей бумаге. Длится оно немногим более минуты. Появлению кошки предшествуют титры "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Кафедра учебной и научной фотографии и кинематографии". Николай Константинов, как мы узнаем из титров дальше, является "сценаристом" мини-фильма, причем именно так, в кавычках. Когда же было сделано видео? Даты выпуска нет. А в ней-то все и дело.
Компьютерный мультфильм "Кошечка" был снят в Советском Союзе в 1968-м году, задолго до того, как компьютерная анимация начала широко применяться в кинематографии и мультипликации. Он представляет собой первую компьютерную симуляцию живого существа. Этой уникальной тогда разработке посвящена немецкая книга "Приход кошки" ("Ankunft einer Katze"), изданная Владимиром Вельминским и Мартином Варнке (Martin Warnke). В сборник, помимо интервью с Николаем Константиновым, одним из авторов фильма, вошла научная статья о создании этой анимации и репринт рисунка движений кошки на перфорированной бумаге.
Уравнения для кошки История создания "Кошечки" становится понятной в контексте истории СССР. Начинается она с того, что Николай Константинов, в юности увлекавшийся биологией, отказался от идеи изучать эту науку после того, как в СССР снова воцарился Трофим Лысенко и была проклята генетика. Но и сделав выбор в пользу математики и физики, Константинов интерес к биологии не потерял. В 1968 году один из его коллег продемонстрировал ему модель ДНК из пластилина. Для того, чтобы показать молекулу ДНК в движении, положение отдельных частей модели минимально изменяли и фотографировали их. Константинов, посмотрев получившийся таким образом фильм, предложил попробовать реализовать его на компьютере. Первый вопрос, который задали себе ученые, заключался в том, как смоделировать систему шарниров. Тут-то и сыграло свою роль увлечение математика Константинова биологией. За основу были взяты движения кошки, а источником вдохновения послужили рисунки из зоологической энциклопедии немца Альфредам Брема (Alfred Brehm) XIX века.
Николай Константинов работал над своей идеей вместе со студентами Владимиром Пономаренко и Виктором Минахиным. Для того, чтобы смоделировать движения кошки, они воспользовались дифференциальными уравнениями второй степени. Их вывел Виктор Минахин, который для этого тщательно наблюдал за походкой своего кота. Но коты - животные своенравные и по команде двигаться не желают. Поэтому Виктору Минахину пришлось экспериментировать... на самом себе. Он бегал на четвереньках, анализировал свои движения и записывал, какие мускулы приходили в действие в тот или иной момент. Конечно, полученные таким образом уравнения были не точными, но для тех целей трех молодых ученых вполне подходящими.
Мультфильм вместо космоса Каким же образом им удалось получить доступ к компьютерам, которых в то время очень мало? Решающую роль сыграла политика. В 1968 году ряд известных математиков и физиков МГУ были уволены из университета или понижены в должности. Этой репрессивной мере подверглись те, кто защищал Синявского и Даниэля и подписал письмо в защиту математика Александра Есенина-Вольпина. Сын поэта Сергея Есенина был не только ученым, но также правозащитником. В 1965 году он выступил в защиту советских писателей Синявского и Даниэля, которые печатали на Западе под псевдонимами свои произведения. Их обвинили в антисоветской пропаганде и судили. Синявский получил 7 лет, Даниэль - пять. Очень многие представители интеллигенции выступили в их защиту, в том числе - Есенин-Вольпин.
После того, как "смутьянов" убрали из университета, в научных лабораториях остались лишь немногие ученые, которые могли работать на компьютерах - в частности, в лаборатории, в которой моделировались советские пилотируемые полеты на Луну. Там и работали авторы "Кошечки". А смонтировали фильм они уже на факультете научной фотографии и кинематографии.
"Кошечка" имеет не только научную, но и художественную ценность. Правда, как говорит Николай Константинов, в условиях, когда главенствующим направлением в искусстве был социалистический реализм, объявить произведением искусства свою компьютерную анимацию авторы не решились. Поэтому и написали в титрах "сценарист", "режиссер", "художник" в кавычках.
Фильм встретил одобрение коллег-математиков. Команда авторов показывала его и школьникам. Они-то, вспоминает Константинов, и задавали самые интересные вопросы. Например: понимает ли кошка, что она не настоящая?