5. Animación por ordenador (I).

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1 5. Animación por ordenador (I) INTRODUCCIÓN CONCEPTOS BÁSICOS PRIMEROS HITOS EN LA HISTORIA DE LA ANIMACIÓN 5.4. ANIMACIÓN TRADICIONAL APLICADA A LA ANIMACIÓN POR ORDENADOR 5.5. ESPECIFICACIÓN DE ANIMACIONES Listas lineales Lenguajes de programación de alto nivel Lenguajes gráficos 5.6. MÉTODOS PARA CONTROLAR UNA ANIMACIÓN Control explícitamente declarado Control procedural Control basado en restricciones Control por análisis de la acción en vivo Control cinemática y dinámico Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Animación por ordenador (I) TÉCNICAS DE ANIMACIÓN POR ORDENADOR 5.8. VISUALIZACIÓN DE ANIMACIÓN 5.9. TRANSMISIÓN DE ANIMACIONES FORMATOS PARA DESCRIBIR ANIMACIONES FLC/FLI (Animator( Pro File Formats) GIF89a Virtual Reality Modeling Language (VRML) HERRAMIENTAS PARA LA CREACIÓN DE ANIMACIONES Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/05 2 1

2 5.1.- Introducción Animación= gráficos e imágenes estáticas entre las que existe una relación temporal. Animación= imágenes realizadas mediante gráficos y generadas por ordenador. Una secuencia de imágenes está caracterizada por su resolución, número de colores y el número de imágenes que se muestra por unidad de tiempo (frame rate), de forma que la impresión obtenida sea la de que existe movimiento. Sensación de movimiento continuo: fr 25 imágenes por segundo. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Conceptos básicos (I). El término animación viene del griego anemos =viento, aliento y del latín animus =dar vida, por eso se asocia habitualmente con el de movimiento. ANIMACIÓN POR ORDENADOR= GENERACIÓN, ALMACENAMIENTO y PRESENTACIÓN DE IMÁGENES QUE EN SUCESIÓN RÁPIDA PRODUCEN SENSACIÓN DE MOVIMIENTO. Persistencia de visión Semejanza entre fotogramas. Fluidez de movimiento. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/05 4 2

3 5.2.- Conceptos básicos (II). Reproducción de movimientos reales Aliasing temporal Difuminado de movimiento Si disponemos de una serie de fotogramas de una animación, y suponiendo una frecuencia de presentación constante: Al aumentar el número de fotogramas mostrados por segundo el movimiento se hace más lento. Al disminuir el número de fotogramas mostrados por segundo el movimiento se hace más rápido. Por ejemplo, si se elimina una imagen de cada tres, la velocidad aumenta un 50%. Animación en tiempo real Vs Animación fotograma a fotograma. Origen de los fotogramas Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Conceptos básicos (III). En un sistema de animación por ordenador se distinguen los siguientes componentes: Guión: Descripción detallada de las escenas de la animación. Decorado: Elementos inmóviles de la escena. Actores: Elementos móviles definidos mediante unas variables que se modifican a lo largo del tiempo siguiendo unas reglas determinadas. Focos: Fuentes de luz que iluminan la escena.se pueden modificar tanto posición como características a lo largo del tiempo. Cámaras: Se definen por su posición, su punto de visión y ángulo de visión. Panorámicas, zooms, fundidos, etc. Coreografía: Creación de elementos, descripción de sus movimientos y sincronización de los mismos. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/05 6 3

4 5.2.- Proceso de obtención de animaciones. Entrada Digitalización de dibujos Postprocesamiento Composición Composición de imágenes para combinar elementos de fondos y primeros planos Intermedio Necesidad de posiciones intermedias para la sensación de animación de una posición a otra. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Primeros hitos en la historia de la animación 1824 Peter Roget presenta el trabajo "The persistence of vision with regard to moving objects" en la British Royal Society Los hermanos Louis y Auguste Lumière patentan un dispositivo llamado cinematógrafo, capaz de proyectar imágenes en movimiento J. Stuart Blackton realiza la primera película de animación n titulada "Humorous phases of funny faces" Winsor McCay realiza unos dibujos animados llamados "Gertie the Trained Dinosaur" conteniendo unos dibujos La Warner Brothers lanza "El cantante de Jazz", primera película sonora Walt Disney crea los primeros dibujos animados con sonido sincronizado: el ratón Mickey Ken Knowlton de los laboratorios Bell, comienza a desarrollar técnicas informáticas para generar animaciones. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/05 8 4

5 5.4.- Animación tradicional aplicada a la animación por ordenador (I). Los principios básicos de la animación tradicional son los siguientes: 1. Anticipación: Se prepara la siguiente acción (por ejemplo, antes de salir corriendo postura forzada en sentido contrario). La anticipación permite: Preparar los músculos para la acción. Preparar al espectador y captar la atención hacia la acción principal. Indicar la velocidad de acción. 2. Estiramiento y compresión: Para conseguir movimientos fluidos y sensación de elasticidad. Los objetos se deforman en la dirección n de desplazamiento para dar sensación de peso y gravedad. 3. Solapamiento y continuación de las acciones: El solapamiento consiste en comenzar la siguiente acción antes de terminar la anterior. La continuación significa que los movimientos no se detienen bruscamente, sino que continúan más allá de su posición final (p.e. raquetazo que continúa por inercia mucho después de haber dado a la bola). Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Animación tradicional aplicada a la animación por ordenador (II). Otros efectos que podemos realizar sobre las animaciones son: Exageración: Sirve para llamar la atención sobre los elementos más importantes. Acción principal y acciones secundarias: La acción principal ha de ser única y clara: debe pasar una sola cosa en cada momento. Se utilizan acciones secundarias (anticipación, continuación, etc.) que complementan la acción principal sin competir con ella. La mayoría de los desplazamientos siguen trayectorias curvas. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/

6 5.4.- Animación tradicional aplicada a la animación por ordenador (III). Uso de terminología cinematográfica en animación: Película: toda la animación en su conjunto Escena: cierta continuidad en cuanto a lugares, actores y acciones Secuencia: sucesión de planos Plano: serie de fotogramas captados por la cámara de forma ininterrumpida Fotograma: imágenes individuales Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Especificación de animaciones Listas lineales Eventos definidos por frame de inicio, frame de fin y acción a realizar Ej: 42,53,ROTATE PALM,1,30 Lenguajes de programación de alto nivel Primitivas como vectores, colores, polígonos, puntos de vista, submundos, transformaciones geométricas, etc. Ej: (grasp my-cube) ; (cw 0.05) ; (right panning-speed) Lenguajes gráficos Describen las animaciones de forma visual Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/

7 5.6 Métodos para controlar una animación (I) Control explícitamente declarado Descripción de todos los eventos posibles Control procedural Comunicación entre diferentes objetos Cada objeto conoce propiedades estáticas/dinámicas de otros objetos Control basado en restricciones Movimientos limitados por el entorno Jerarquías de condiciones Control por análisis de la acción en vivo Estudio de movimientos de objetos en el mundo real Actuación de seres reales, procesamiento del resultado y cambiar seres reales por animados. Asignar indicadores a puntos clave del cuerpo humano y cálculo del modelo de animación en base a ello Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Métodos para controlar una animación (II) Control cinemático y dinámico Cinemática: Estudio del movimiento independientemente de las fuerzas Cinemática directa: Calcular posiciones de las estructuras en base a la rotación de articulaciones Cinemática inversa: A partir de una posición, obtener la rotación Dinámica: Estudio del movimiento teniendo en cuenta las fuerzas que intervienen Dinámica directa: a partir de las masas y fuerzas, obtener aceleraciones Dinámica inversa: a partir de masas y aceleraciones, calcular las fuerzas a aplicar Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/

8 5.7.- Técnicas de animación por ordenador (I). Algunas de las técnicas de animación por ordenador más comunes son: s ROTOSCOPIA: Capturar un movimiento real y utilizar esa información para mover un diseño generado por ordenador. Simplificación del modelo.. Normalmente los movimientos reales son demasiados complejos para intentar capturarlos íntegramente. Hay que identificar las partes fundamentales del movimiento. Identificación y marcado de puntos de referencia.. Normalmente, son las articulaciones, y se suelen marcar con círculos de color rojo. Realización de movimientos y recogida de datos (mediante múltiples cámaras de vídeo, traje de datos, dataglobe, etc...). Una vez digitalizada la información, se aplica esta al modelo generado por ordenador para controlar su movimiento. ANIMACIÓN PASO A PASO: Consiste en definir manualmente cada uno de los fotogramas. En algunos tipos de animación tradicional (animación de figuras de plastilina) se usa esta técnica. Esta técnica es muy lenta y sólo se utiliza para pequeñas animaciones. iones. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Técnicas de animación por ordenador (II). ANIMACIÓN POR COTAS: Consiste en basar el movimiento en unos fotogramas fundamentales (keyframes) y luego dejar que el sistema genere automáticamente los fotogramas intermedios mediante métodos de interpolación. Es importante que las cotas sean representativas del movimiento para que la interpolación tenga suficiente información. Esta técnica está basada en los métodos de animación tradicionales, en los que los animadores más expertos dibujan los momentos fundamentales del movimiento (cotas o keyframes) y los animadores principiantes dibujan los fotogramas intermedios (inbetweens). ANIMACIÓN PROCEDURAL: Consiste en describir el movimiento de forma algorítmica. Hay una serie de reglas que controlan como se van modificando los distintos parámetros, como la posición o la forma a lo largo del tiempo. Es una buena solución para movimientos sencillos pero no para movimientos más complejos. Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/

9 5.8.- Visualización de animación (I) Convertir los objetos animados a mapas de píxels veces/segundo Tiempo de generación de imagen : 100 ms Conversión Borrado y redibujado Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Visualización de animación (II) Cargar LookUp Table (LUT) para mostrar valores como color de fondo Convertir objeto en image0 Cargar LUT para mostrar image0 Repetir Convertir objeto en image1 Cargar LUT para mostrar image1 Rotar la descripción de la estructura de datos del objeto Convertir objeto en image0 Cargar LUT para mostrar image0 Rotar la descripción de la estructura de datos del objeto Hasta (condición de terminación) Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/

10 5.9.- Transmisión de animaciones Transmisión de la representación simbólica El receptor debe interpretar esa representación El receptor debe hacer la conversión Rápida transmisión, lenta visualización Transmisión de mapas de píxels El receptor sólo visualiza Lenta transmisión, rápida visualización Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/ Formatos para describir animaciones FLC/FLI GIF VRML Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/

11 Herramientas para animaciones Ulead GIF Animator Advanced GIF Animator Tecnologías para los Sistemas Multimedia - Curso 2004/