Animación Realidad Virtual y Animación

Animación

Realidad Virtual y Animación

Miguel Ángel Otaduy Álvaro Pérez

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Índice

• Historia, animación manual

• Principios de la animación por

ordenador

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¿Qué es Animación?

• Origen del término animación: dar vida (del griego “anemos” y del latín “animus”)

• Percepción del movimiento en animaciones

– Originado por persistencia en la retina (~0’25seg.) – La presentación rápida de imágenes 2D con

cambios en la posición de objetos produce sensación de movimiento continuo

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Los comienzos…

Edweard Muybridge (1830-1904): usó múltiples cámaras para capturar movimiento, e inventó el zoopraxiscope (anterior al celuloide)

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Cadencia de Imágenes

• 5 imgs/s: sucesión de imágenes estáticas • Por encima de 16 imgs/s: movimiento

continuo

• Mayor frecuencia:

– De presentación de imágenes diferentes: movimiento más continuo

– De refresco (de imágenes iguales o diferentes): menor parpadeo de la imagen, y por tanto,

menor cansancio visual

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Áreas de Aplicación

• Publicidad

(mezcla imágenes reales y sintéticas)

• Cine, video, TV

(efectos especiales, platós virtuales, incorporación de gráficos con

información)

• Entretenimiento:

videojuegos

• Entrenamiento de operadores:

simuladores

• Visualización

(científica, arquitectura y diseño industrial)

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Animación Manual (1)

• Animación en celuloide (cel animation):

– Dibujar y fotografiar cada cuadro

– Empleo de acetato para dibujar a capas y componer la imagen después

– Los cuadros se colocan sobre un fondo pintado y se fotografían sobre celuloide con una cámara ‘rostrum’.

– Ejs: muchas producciones de Disney o Warner, Pinocho (1940), Rebelión en la Granja (1954), Akira (1988), El Rey León (1994, hecha por ordenador!)

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Animación Manual (2)

• Animación limitada:

– Técnica similar, pero con muchos trucos para reducir costes de producción

– Dibujos estilizados, no realistas

– Animación de partes de un personaje (p.ej., los ojos y la boca), sobre un contorno fijo

– Un dibujo con cambios de plano de cámara. – Ejs: anime japonés, La Pantera Rosa, Los

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Animación Manual (3)

• Rotoscoping:

– Se captura vídeo de una secuencia real, se

proyecta sobre el plano de dibujo, y se utilizan los contornos y formas para realizar el dibujo.

– Ejs: Muchas películas Disney, Blancanieves y los 7 Enanitos (1937), videojuegos (Prince of

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Animación Manual (4)

• Cámara multiplano y parallax scrolling:

– Mover los distintos planos de la imagen a

velocidades diferentes para crear una sensación de 3D (pero sin estéreo).

– Ejs: Inventada en Disney en los ’30, Betty Boop, Popeye, vídeojuegos (Super Mario, etc.)

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Animación Manual (5)

• Stop-motion:

– Deformar y situar objetos reales, y sacarles una foto en cada pose.

– Materiales: plastilina, maquetas, marionetas… – Ejs: Wallace and Gromit, King Kong, Pesadilla

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Contribución del Ordenador

• Modelado de los caracteres

• Composición de la escena

• Iluminación y sombreado

• Interpolación automática

• Efectos secundarios

Evolución (1)

• Primeros experimentos:

Utilización sobre todo de gráficos vectoriales (años

60-principios 70)

• Comienzos: década de los 70

– Primeras animaciones en universidades (Utah, UPenns., Ohio, NYIT)

– Hunger: 1ª película de animación por ordenador propuesta para un Oscar (Peter Foldes, Canadá, 1974): animación 21/2D, utilizando

extensivamente técnicas de interpolación – Primeros usos en publicidad

Evolución (2)

• Época de desarrollo: años 80

– Daniel y Nadia Magnenat-Thalmann, en la universidad de Montreal: actores sintéticos. – Evolución de hdw (VAX, Raster T., PCs) y sftw

(Alias, Wavefront, TDI) permite la difusión de la animación por ordenador

– Comienzan a aparecer películas de animación:

Tron (82); Luxo (86); Tin Toy (88, ganadora de

un Oscar)

– Comienzan a usarse efectos especiales realistas generados por ordenador (The last starfighter; 84: entornos espaciales)

Evolución (3)

• Época de madurez: desde finales de

los 80

– Fomentado por el desarrollo de las

técnicas de modelado y animación y por el abaratamiento de hdw y sftw

– Utilización generalizada (especialmente a partir de Parque Jurásico, 93)

– Gran difusión en otros medios (publicidad, TV, etc.)

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Índice

• Historia, animación manual

• Principios de la animación por

ordenador

Principios de Animación

• Estirar y encoger • Anticipación • Puesta en escena • Acción directa frente a acción pose a pose • Acción continua y superpuesta • Entradas lentas, salidas lenta • Arcos • Acciones secundarias • Ritmo • Exageración • Modelos atractivos y bien construidos • Aspecto atractivo del conjunto

Estirar y Encoger

• Los seres vivos (y muchos

inanimados) no son rígidos

– Aplastamiento: consecuencia de la gravedad, cambio en la direcc. de movimiento o choque

– Estiramiento: consecuencia de un

movimiento (ej.: saltar) o una reacción (ej.: rebote)

• La combinación de ambos añade

realismo

• Formas de generar movimientos

de estiramiento-encogimiento:

– Software de simulación del

comportamiento dinámico de objetos flexibles

– Ajustando manualmente la posición y forma del objeto

Anticipación

• Si un espectador no tiene pistas de qué va a suceder, puede perderse la acción • Antes de ejecutar algo, es conveniente

marcar la intención del personaje

• Un movimiento de encoger y estirar puede formar parte de la anticipación • Relacionado con las ideas de acciones

Puesta en Escena

• Dirige la vista del espectador hacia el evento que queremos presentar

• Debe premitir comprender personajes y situaciones

• Se debe presentar solamente una acción a la vez

• Truco típico: reducir el personaje a su silueta (permite ver si algo entorpece la interpretac.)

Configuración de la escena

• Posición y orientación de la cámara • Distancia focal • Enfoque y profundidad de campo • Distribución de las luces • Movimiento de la cámara

• Poses del actor o actores

• Elementos

secundarios que aparecen en la imagen

Animación “pose a pose”

• Pose a pose:

procedimiento típico, basado en fotogramas clave e

interpolaciones

• Requiere una planificación cuidada

• La planificación

facilita la

comprensión de la secuencia por los espectadores

• Se parte de un estado inicial y se genera la animación hasta el final

• Requiere experiencia para secuenciar correctamente las acciones

• Produce resultados a veces

imprevisibles, de una cierta “frescura”

• Puede mezclarse con animación “pose a pose”, donde la acción directa generaría las secuencias entre cuadros clave

Acción Continua y

Superpuesta

• Resultado de intentar simular objetos y personajes reales

• Acciones: deben fluir de unas a otras (no son un conjunto de acciones

inconexas)

• Comienzo de la acción: antes de finalizar la acción anterior

• Acción superpuesta: una comienza antes de finalizar la anterior

Entradas y Salidas Lentas

• Inercia:

impide cambios de movimiento o posturas bruscas • Esto dificulta arrancar y parar el

movimiento bruscamente

• Puede interesar a veces combinar con entradas o salidas rápidas, según el efecto deseado

Arcos

• Movimientos rectilíneos: son poco naturales (apariencia mecánica)

• Trayectorias curvas: ocurren de forma natural – Gravedad

– Alcance limitado de los miembros

– Resultado de la composición de movimientos complejos (andar, correr, etc.)

Acciones Secundarias

• Movimiento de objetos complejos: produce movimientos de reacción (ej.: figuras

articuladas)

• Aumentan el realismo

• Deben apoyar la acción principal (no abrumarla)

• Se puede animar primero la acción

principal y luego las secundarias en etapas posteriores

• Suelen tomar la forma de acciones continuas y superpuestas

Ritmo

• Diferentes velocidades dan diferente sentido físico y psicológico a las

acciones

• Velocidad-lentitud relacionada con:

– Fuerza-cansancio

– Manipulación de objetos ligeros-pesados – Decisión-indecisión

– Enfado-relajación o tranquilidad – Habilidad-torpeza

Ritmo (2)

• Es esencial en el desarrollo de la

animación

• Es interesante variar la velocidad:

– Mantener una postura varios fotogramas permite a veces que la audiencia

comprenda mejor la situación

– Un ritmo constante puede resultar monótono

– Hay que considerar también la velocidad con la que se entra o sale de movimientos

Exageración

• Personas:

transmiten información

mediante lenguaje no verbal que puede ser muy sutil

• Transmisión de emociones en

animación:

requiere exagerar las

actitudes; si no pueden no ser captadas (nos es difícil reproducir emociones)

Modelos Bien Construidos

• Equivalente a dibujar bien en animación tradicional

• Necesita comprender proporciones, formas, anatomía, detalles...

• Para modelar, necesitamos tomar en cuenta: – Los detalles del modelo

– Cómo se va a deformar al moverse (ojo a las articulaciones)

• Personajes: deben tener su propia personalidad, que se refleja en su comportamiento

Aspecto Global Atractivo

• Es importante que el aspecto final sea

atractivo para que interese al público

• Esto es extensible a:

– Guión

– Personalidad de los personajes – Modelos desarrollados

– Iluminación

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Índice

• Historia, animación manual

• Principios de la animación por

ordenador

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Efectos y Técnicas

• Animación de caracteres:

– Keyframing, rigging

– Motion capture / motion synthesis

• Efectos secundarios (ropa, pelo,

plantas, agua, fuego, humo…):

– Métodos procedurales

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Keyframing

Inicial Final Interpolación arbitraria Interpolación guiada

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Motion Capture

Captura con marcadores e infrarrojos

Captura en exteriores

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Rigging

Rigging con esqueleto Rigging con cajas