Producción de Animación Distintos tipos de Animación...

1

Animación

S. Castro, D. Urribarri CG 2015

Animación

VyGLab – Lab. de Visualización y Computación Gráfica

Dpto. de Cs. e Ing. de la Computación

Universidad Nacional del Sur

1º Cuatrimestre 2015

Contenido


Animación

¿Qué es la Animación?

Producción de Animación

Principios de la Animación Tradicional

Distintos tipos de Animación

Conceptos básicos

Animación basada en la Geometría

• Cuadro por cuadro

• Cinemática Directa e Inversa

• Captura de Movimiento

• ...

Animación basada en la Física

Animación de Comportamiento

http://wgnradio.com/2013/03/29/activision-rd-real-time-character-demo/




Animación

Hacer que los objetos de la escena cambien a medida

que transcurre el tiempo

Una escena tridimensional está compuesta por 3 tipos de

entidades que pueden evolucionar en el tiempo:

Objetos

Cámaras

Luces



Algunas características que pueden evolucionar

• Para los objetos:

posición (automóvil)

orientación (brazo de robot)

tamaño

forma (nube, corazón humano)

color (placa de una cocina eléctrica que se calienta)

transparencia

…

• Para las cámaras:

posición

punto de interés

ángulo de vista (zoom in)

…

• Para las fuentes luminosas:

intensidad

posición

…


Conceptualmente, una secuencia de animación por computadora

puede definirse como un conjunto de objetos caracterizados

por variables de estado que evolucionan en el tiempo.

Un caracter humano, por ejemplo, se puede caracterizar usando

como variables de estado los ángulos de las distintas

articulaciones.

Generalmente se distinguen 2 tipos de animaciones:

Animación en tiempo real

Animación imagen por imagen



2

Animación 2D Animación 3D



http://www.youtube.com/watch?v=2RKkPo8WvZE


Producción de una Animación

El proceso de producción digital corresponde a las

distintas etapas por las que atraviesa la

producción digital, comenzando por la concepción

de la idea y finalizando con la grabación de la

misma en el formato apropiado.


Producción de una Animación Producción de una Animación

Etapas en el Proceso de Producción Digital

Preproducción. Involucra la conceptualización y el planeamiento que tiene lugar antes

que el proyecto de animación por computadora se produzca. Esta etapa involucra

tareas no visuales tales como la escritura del guión y tareas visuales como el

story boarding y el aspecto visual de distintos elementos del proyecto. Es la base

del proyecto.

Producción. En un proyecto de animación 3D por computadora involucra una serie de

pasos estándar: modelado, animación y rendering. Primero se modelan los

objetos con las distintas técnicas existentes. Luego que fueron creados, los

objetos y los actores virtuales pueden ubicarse en la escena y ser animados con

distintas técnicas. Una vez que los objetos se modelaron y animaron, pueden ser

renderizados.

Posproducción. Involucra la tarea de aplicar distintas técnicas de postprocesamiento y

postproducción a las imágenes generadas antes de que éstas sean grabadas en

un formato adecuado.



BreakDown de escena y asignación de tareas

Iluminar Escena

Escribir Shaders

Modelos y Props

Modelado Personajes Pintado, Scan Texturas

Efectos de Animación

Diagramado escena y Setup Cámaras Movimientos cámara

Shoot Live Action

Captura de Movimientos

Animación Personajes

Construcción Esqueletos IK

Rendering Final

Salida Final y Realease

Postprocesado

Compositing

Escritura Guión

Diseño Personajes

StoryBoarding y Story Reel

Pre

pro

du

cció

n

Pro

du

cció

n

Po

stp

rod

ucció

n

Stuart Little

La historia fue originalmente

escrita en el año 1945 por

E.B. WHITE.

Para hacer la película, la

historia tuvo que ser

adaptada para poder

llevarla a un film de los años

90’


3

Stuart Little: Preproducción


Diseño de Personajes

Estilo de visualización

• Caricatura

• Estilizado

• Real




Características del personaje

• Personalidad

• Actitudes

• Posiciones del cuerpo

• Expresiones faciales


• ¿Cómo se verá?

• ¿Se parecerá más a un

ratón o a una persona?

• ¿Cómo será de alto?

• ¿Cómo serán sus manos?


• ¿Cómo será su ropa?

• ¿Cómo será su piel?

• ¿Será agresivo o será

simpático?

• ¿Caminará en dos o cuatro

patas?


Distintas posiciones del

personaje





Etapas • Dibujos , bosquejos y pinturas

• Esculturas y maquetas



Pinturas

Dibujos

Esculturas

4



Storyboard que

muestra una

escena de la

película. Notar

cómo se

describen las

posiciones de la

cámara en

relación al punto

de vista de los

personajes.

Las flechas

indican el

movimiento de la

cámara.



Imágenes de pre-

vizualización de la escena

de la carrera de barcos.

Permitió planificar los

movimientos de cámara y

del objeto, y así definir

completamente la escena,

con objetos y animaciones

de baja resolución.

Stuart Little: Producción


Modelado

Efectos

Visuales

(Agua)

Iluminación

y Sombreado

Animación

con puntos

de control

Stuart Little: Película Finalizada


Imágenes de la

película

finalizada


Principios de la Animación

• Aplastar y Estirar (Squash & stretch)

• Temporizado (Timing)

• Anticipación

• Puesta en escena (Staging)

• Terminación y solapamiento de una acción

• Acción hacia adelante vs. acción pose-a-pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración

• Acción secundaria

• Atractivo


Los principios fundamentales (Lasseter, siggraph ‘87)

Los principios básicos de la animación tradicional (2D generados a

mano) se aplican a la animación computarizada 3D. Estos son:


5




• Anticipación



• Acción hacia adelante vs. acción pose-a-

pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo


Los principios fundamentales de la animación computarizada 3D son,

según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :


Anticipación

La desaparicón de Wally B. dura sólo 3 ó cuatro cuadros, pero la

anticipación es la suficiente para que la audiencia perciba qué

va a suceder.





• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :

6




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :




• Anticipación




pose

• Slow in and out

• Arcos

• Exageración


• Atractivo



según Lasseter :

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Introducción a las

Técnicas de Control

de la Animación

Introducción


Animación

La siguiente clasificación de Thalmann y Thalmann está basada en los

distintos métodos existentes para controlar la animación. Un método de

control de la animación especifica cómo un objeto o un cuerpo articulado

se anima y puede caracterizarse de acuerdo al tipo de información que

es privilegiada al animar el objeto o el cuerpo.

La naturaleza de la información privilegiada para el control de la

animación de caracteres corresponde a tres categorías: geométrica,

física y de comportamiento, derivando en tres categorías de técnicas de

control de la animación:

Animación basada en la Geometría

Animación basada en la Física


Introducción

• Animación basada en la Geometría

Corresponde a métodos que dependen fuertemente del animador. Algunos

ejemplos son:

Animación paramétrica cuadro por cuadro

Transformación de formas

Captura de movimiento

...

Los objetos animados se controlan localmente; los métodos son mayormente

manejados con datos geométricos. Típicamente, el animador provee muchos

datos geométricos correspondientes a la definición local del movimiento.


ACM © 1987 “Principles of traditional animation applied to 3D computer animation”

Introducción

• Animación basada en la Física

El usar leyes físicas garantiza una animación realista especialmente en

simulaciones dinámicas. El problema es controlar el movimiento

producido al simular las leyes físicas que gobiernan el movimiento en

el mundo real. El animador debe proveer los datos físicos necesarios

para definir completamente el movimiento.

Asigna propiedades físicas a los objetos (masas, fuerzas,

propiedades inerciales)

Simula la física resolviendo ecuaciones

Realista pero no siempre fácil de controlar


ACM© 1988 “Spacetime Constraints”

Introducción

• Animación de Comportamiento

Se consideran de este tipo los métodos de control que manejen el

comportamiento de los objetos proveyendo directivas de alto nivel que

indiquen un comportamiento específico sin ningún otro estímulo. Toma en

cuenta las relaciones entre objetos.

Describe algorítmicamente el movimiento

Expresa la animación como una función de una pequeña cantidad de

parámetros

S. Castro, D. Urribarri CG 2015 S. Castro, D. Urribarri CG 2015

Animación basada

en la Geometría

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Animación cuadro por cuadro

Tradicionalmente, la animación cuadro por cuadro se refiere a definir

las poses del personaje en determinados instantes de tiempo clave,

denominados keyframes (o cuadros clave) y luego a interpolar las

variables que describen los keyframes para determinar así las poses

para el personaje “entre” éstos.



• Es difícil interpolar imágenes dibujadas a mano Las computadoras no ayudan mucho

• La situación es diferente en animación por computadora Cada cuadro clave está definido por un conjunto de parámetros

(estado)

Secuencia de keyframes = puntos en el espacio de estados altamente dimensional

• El inbetweening por computadora interpola los valores de estos parámetros.



• Cuadros clave para una pelota que rebota

¿Posición en 3D?

¿Orientación?

¿Cuánto se aplasta?



• Cuadros clave para un monstruo

Posición y orientación en 3D

Ángulos en las uniones de la jerarquía

¿Deformaciones?

Características faciales

¿¿¿Pelo/pelaje???

¿¿¿Ropa???



¿Qué es la Animación Cuadro por Cuadro?

• A pesar del nombre, no son realmente keyframes, per se.

• Para cada variable, se debe especificar su valor en los cuadros

importantes. No todos los cuadros importantes coinciden para cada una de

las variables.

• Valores clave, más que cuadros clave (keyframes).

• Los caminos para cada parámetro se determinan interpolando los valores

clave.


Valor clave Valor interpolado


Para un determinado personaje, deben tenerse en cuenta los cuadros clave

para cada parámetro. Cuando se haga referencia a interpolar entre cuadros

clave, nos estaremos refiriendo a los cuadros clave de un determinado

parámetro .


Valor clave Valor interpolado

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Interpolación

La interpolación debe sintetizar la relación entre el tiempo y el parámetro que va a

ser animado. El tiempo se representa usualmente en el eje horizontal y el

parámetro en cuestión en el eje vertical. La pendiente de la curva representa la

velocidad de cambio.


Tiempo

Valor

del

Parámetro


Interpolación lineal

Es la más simple y directa para calcular valores intermedios. Simplemente

promedia los valores de los parámatros en los key frames y provee tantos

cuadros igualmente espaciados como sea necesario. Esta interpolación

usualmente no provee continuidad suficiente.


Interpolación lineal Interpolación lineal de Color

Interpolación lineal de forma


Interpolación mediante curvas

En las distintas interpolaciones curvas que se muestran se puede ver

cómo la distancia recorrida por el modelo animado varía con la pendiente

de la curva.



Interpolación

La interpolación de la forma geométrica entre dos objetos se conoce

como morphing geométrico.


Secuencia de morphing cambiando la topología

Dos secuencias de morphing

diferentes entre dos figuras

planas


Interpolación

La interpolación 3D de la forma geométrica entre dos objetos se

conoce como morphing geométrico 3D.


Secuencia de morphing entre dos sólidos

Secuencia de morphing entre dos objetos 3D


Interpolación o Inbetweening

La interpolación entre dos imágenes se conoce como morphing. Hay distintas

técnicas para realizar esto:

- Crossdisolve

- Morphing mediante cambio de coordenadas

- Morphing de características


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Morphing mediante cambio de

coordenadas

Morphing de características



Las técnicas de interpolación pueden usarse no sólo para variar

las distintas características de los personajes sino también las de


los objetos en la

escena. Es decir que

también se incluyen

las cámaras y las

luces.


Estructuras Articuladas

Estructura articulada

¿Qué es una estructura articulada?

Una estructura articulada es una estructura jerárquicamente organizada,

que consta de un conjunto de objetos rígidos (enlaces) conectados

entre sí por uniones (o junturas); la ubicación de las uniones depende

de los requerimientos de la animación. Las uniones permiten que las

distintas partes de la estructura se muevan unas con respecto a las

otras.

Cada una de las junturas tiene tiene uno o más grados

de libertad rotacional (DOF). Una juntura puede tener

diferentes rangos de rotación para cada uno de sus

grados de libertad.


Para una cirugía, por ejemplo, puede ser relevante

modelar cada vértebra de la columna; para el modelo

de un humano de un videojuego, puede alcanzar con

tener el control de unas pocas uniones.


Las estructuras articuladas pueden animarse mediante

• La especificación interactiva de los keyframes o manipulación directa

• Cinemática directa

• Cinemática inversa




Las estructuras articuladas no necesariamente

se utilizan para humanos; de este modo

también podemos modelar animales …

11


www.hermoni.com/workshop


y no sólo humanos y animales sino también …

Cinemática

La cinemática es el estudio del movimiento de los objetos sin tener en cuenta las fuerzas que lo causan; incluye posición, velocidad y aceleración.


Cinemática Directa

La cinemática directa consiste en encontrar la posición de los puntos

finales (e.g., mano, pie) con respecto a un sistema de coordenadas fijo

como una función del tiempo sin tener en cuenta las fuerzas o momentos

que causan el movimiento; es decir que consiste en determinar el

movimiento y la posición final de un objeto especificando los ángulos de

sus junturas. Este método es tedioso ya que la especificación debe

hacerse explícitamente.

La estructura articulada es una jerarquía de nodos

con una transformación asociada que mueve de

alguna forma el enlace conectado al nodo.

Podemos animar esta estructura usando distintas

técnicas para especificar los valores de la

transformación como función del tiempo.


Cinemática Directa


Ejemplo: Estructura de 2 enlaces

Dos enlaces conectados por uniones que rotan. Cada enlace se

mueve en el plano de la diapositiva.

Cinemática Directa


• El animador especifica los ángulos de las uniones: Θ1 y Θ2

• La computadora encuentra las distintas posiciones X

X = (l1 cos1 + l2 cos(1 + 2 ), l1 sen1 + l2 sen(1 + 2 ))

Cinemática Directa


Los movimientos de las uniones pueden especificarse mediante

curvas spline

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Cinemática Directa


Los movimientos de las uniones también pueden especificarse

dando las condiciones iniciales y las velocidades

Cinemática Directa


Ciclo para Caminar

Dada la siguiente figura articulada, ¿cómo podemos especificar,

mediante cinemática directa, la animación de dicha estructura

articulada para caminar?

Cinemática Directa


Ciclo para Caminar

• Orientación de la articulación

de la cadera

Ángulo a ser animado

Cinemática Directa


Ciclo para Caminar

• Orientación de la articulación de la rodilla


Cinemática Directa


Ciclo para Caminar

• Orientación de la articulación del tobillo


La cinemática inversa permite determinar el movimiento de un

esqueleto u objeto articulado basada en los ángulos finales de

algunas de las junturas clave que definen el movimiento. En este

caso, el animador debe especificar el movimiento; por ejemplo,

caminar lentamente del punto A al B.

En la cinemática inversa se especifica un script para todas las

partes de la estructura de modo tal que toda ésta lleve a cabo la

acción deseada.

Esto significa que en la cinemática inversa se especifica sólo la

posición final. El animador no debe especificar cómo se mueve

cada parte de la estructura articulada. Esto proviene del campo

de la robótica.


Cinemática Inversa

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Cinemática Inversa

A medida que la estructura articulada es más compleja, resulta más

dificultoso encontrar la solución. La cinemática inversa tampoco le

permite al animador darle personalidad a los movimientos.

La cinemática inversa funciona como una caja negra cuya entrada es

el movimiento final deseado de la estructura y el movimiento detallado

se controla por el método de la cinemática inversa. Ejemplo: bailarín al

que se le especifican los pasos.


Cinemática Inversa


Ejemplo: Estructura de 2 enlaces

¿Qué ocurre si el animador conoce la posición del efector final?

El efector final o efector en una cadena jerárquica es la juntura de una

figura articulada que se usa para determinar las posiciones de una cadena

en movimiento con cinemática inversa (IK).

Efector

Cinemática Inversa


Efector

• El animador especifica las posiciones del efector: X

• La computadora encuentra los ángulos en las uniones: Θ1 y Θ2:

xllyl

yllxl

ll

llyx

22122

221221

21

2

2

2

1

221

2

cossin

cossin

2

cos

Cinemática Inversa


Las posiciones del efector pueden especificarse con splines

Efector

Cinemática Inversa


Problema para estructuras más complejas

• Sistema de ecuaciones está usualmente indeterminado

• Múltiples soluciones

Tres incógnitas: Θ1, Θ2 , Θ3

Dos ecuaciones: x, y

Cinemática Inversa

Cinemática Inversa

Al detallar el efector puede ocurrir que haya

• Soluciones Disjuntas

• Un continuo de soluciones

• Ninguna solución


P1

P2

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Cinemática


Cinemática Directa

• Especificación de condiciones

(ángulos en las uniones)

• Cálculo de posiciones del efector

Cinemática Inversa

• Movimiento “Dirigido a las metas”

• Especificación de las posiciones

objetivo de los efectores

• Cálculo de condiciones requeridas

para alcanzar objetivos

La cinemática inversa (IK) brinda la especificación más sencilla para

muchas tareas de animación; sin embargo, es computacionalmente más

dificultosa.

Captura de movimiento es la medición y

grabación de acciones directas de un

actor para el análisis o ejecución

inmediata o diferida.

La información capturada puede ser tan

general como la simple posición del

cuerpo en el espacio o tan compleja como

las deformaciones de la cara y de las

masas musculares.


Captura de Movimiento


Animación Facial

La cara básicamente está constituida por una red de polígonos

conectados. Para lograr una animación es necesario variar la posición

de los vértices de los polígonos.



Animación Facial

Podemos mencionar tres métodos para realizar la animación facial:

Interpolación de expresiones claves.

Modelos parametrizados.

Modelos físicos.



La práctica de usar un esqueleto para

controlar un personaje 3D se ha vuelto

muy popular en los últimos años.


Animación de esqueletos

Esta animación le permite al artista posicionar y controlar fácilmente los puntos de rotación de un personaje 3D .


El artista puede concentrarse en animar el

personaje que usa el sistema de esqueleto; él

puede crear una "piel" geométrica y lo ata al

esqueleto animado.

Animación de esqueletos


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Animación basada

en la Física

Animando Proceduralmente

La animación puede hacerse de modo procedural permitiendo animar los elementos

de una escena basándose en un conjunto de procedimientos y/o reglas que controlan

el movimiento. La generación del movimiento usando un procedimiento no es

realmente una técnica sino un marco. Las posibilidades para expresar el movimiento

mediante procedimientos son ilimitadas. Dos casos importantes son aquéllos en los

que las leyes son leyes físicas y en los que son leyes de comportamiento.


Introducción


La simulación de la física asegura el realismo del movimiento

Introducción


La dinámica estudia la relación entre el movimiento de un cuerpo y las

causas que lo producen; es decir que considera las fuerzas

subyacentes en el movimiento y calcula el movimiento a partir de las

condiciones iniciales y de la física del mismo.

Animación basada en la física


Las técnicas de animación dinámicas generan el movimiento

realístico de los objetos simulando sus propiedades físicas y las

leyes físicas del movimiento.

Estas técnicas tienen en cuenta las características de los objetos

tales como peso, masa, inercia y flexibilidad, así como también las

fuerzas externas tales como gravedad, fricción y aún colisión con

otros objetos.

Estas técnicas pueden combinarse con otras técnicas de animación

avanzadas tales como IK o con técnicas simples de animación

cuadro por cuadro.

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Propiedades Físicas de los Objetos

La habilidad de los objetos flexibles de

absorber el impacto de una colisión

deformándose es controlada en las

simulaciones dinámicas aplicando fuerzas

a un reticulado flexible que controla los

vértices del objeto.

Algunos sistemas de animación simulan

la dureza de un objeto con funciones que

simulan el efecto de tener resortes entre

los vértices, sobre la superficie del objeto.

Los resortes tienen una posición natural

de reposo, a la cual siempre retornan

luego de comprimirse o estirarse.



Propiedades Físicas de los Objetos

En algunos casos, la dureza de los objetos rígidos y la fuerza de una

colisión son tales que el objeto real es incapaz de absorber la fuerza del

impacto y se quiebra o se raja. La simulación dinámica de un objeto que

se quiebra es mucho más compleja que la simulación de los objetos

que no se quiebran porque en esencia, los resultados de la colisión

deben aplicarse a miles de fragmentos en lugar de a un solo objeto.



Métodos probabilísticos



Modelos simplificados

Métodos basados en partículas


Sistemas de Partículas

Este tipo de animación se realiza de manera procedural y recrea

el movimiento de partículas que siguen algún movimiento

definido en forma general.

Los sistemas de partículas se

usan para representar objetos

dinámicos que tienen formas

irregulares y complejas, cada

una de las cuales tiene su propio

comportamiento.



Sistemas de Partículas

Las partículas tienen un tiempo en el cual son creadas, se comportan de determinada

manera, envejecen y mueren. Las partículas también pueden usarse para controlar el

movimiento de modelos tridimensionales, tales como nieve, agua o aún bandadas y

también para animar el proceso de crecimiento de las plantas.


Star Trek II

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Una partícula …

es un punto de masa que tiene atributos como:

Masa

Posición

Velocidad

Fuerzas

Color

Transparencia

Apariencia

Tiempo de vida

Se usarán distintos métodos para actualizar los distintos

atributos de las partículas; se modelarán así distintos

fenómenos.



Ciclo de vida de una partícula

La generación de un cuadro en una secuencia

animada se describe como un proceso de cinco

pasos:

Se generan nuevas partículas que se incorporan al sistema.

Se asignan a cada partícula sus atributos individuales.

Cualquier partícula que exceda el tiempo de vida es

extinguida.

Las partículas actuales sufren las transformaciones

correspondientes de acuerdo a sus atributos dinámicos y

finales.

Las partículas actuales son renderizadas.



Creación de una partícula

¿Dónde se crean las partículas? Se denominan

emisores. Estos pueden ser:

Fuentes predefinidas

Lugares en los cuales la densidad de las

mismas es baja

,,,



• Controla la cantidad de partículas y la

dirección general en que son emitidas junto

con otros parámetros globales.

• El comportamiento de las partículas es

heredado del emisor.

Un sistema de partículas también tiene una

forma de generación (generation shape),

que define una región que contiene al

origen y es donde las nuevas partículas

son colocadas.

Modelo de Emisor

El emisor de partículas es la entidad responsable de crear

partículas en el sistema.



Extinción de una partícula

¿Cuándo deben eliminarse las partículas?

Sumideros predefinidos

Cuando la densidad de las mismas es

alta

Cuando se termine su tiempo de

vida

Aleatoriamente

…



Renderizado

¿Cómo deben renderizarse las partículas?

Puntos

Polígonos

Formas

Líneas


18


Renderizado


Puntos

Polígonos

Formas

Líneas



Renderizado


Puntos

Polígonos

Formas

Líneas



Renderizado


Puntos

Polígonos

Formas

Líneas



Actualización de una partícula

Una forma sencilla de actualizar las partículas sería considerar un

punto ideal sujeto a las leyes de Newton. Si cada partícula tiene

una masa m, una posición inicial p0 y una velocidad inicial v e

ignoramos efectos como fricción, interacción entre partículas, etc,

su posición en el tiempo t estará dada por:

donde g es la constante gravitacional


tvztz

tm

gtvyty

tvxtx

z

y

x

0

2

0

0

2




Animación de Comportamientos

La animación de comportamientos es, en muchas de sus

manifestaciones, una elaboración de animación de partículas.

Se simula un tipo de modelo

sociológico rudimentario involu-

crando el comportamiento de

una población de entidades.


19


Animación de Comportamientos

En este tipo de animación, cada entidad tiene un conjunto de reglas

que gobiernan su comportamiento como función de su relación

(usualmente espacial) con sus entidades vecinas.

Los primeros modelos fueron desarrollados por Reynolds en 1987

para simular el fenómeno de agrupamiento de pájaros y peces.

Cada pájaro o pez posee un conjunto de reglas que gobierna su

comportamiento con respecto a sus vecinos en el grupo. La idea

básica fue usada para controlar una estampida en El rey león

(1994).


Estampida Rey León



Animación de comportamientos

Reynolds simuló el comportamiento de los grupos con tres reglas

que, en orden decreciente de precedencia son:

- El evitar las colisiones

- La coincidencia de la velocidad de cada entidad con la del

grupo. - Centrado del grupo; cada entidad tiende a estar cerca de sus

compañeros de grupo.

Video Bandadas


El aspecto del comportamiento es implementado como una serie de

rutinas que generan las acciones apropiadas para controlar los

músculos.



Las acciones son seleccionadas por el generador de intenciones que

selecciona un comportamiento basado en la información de los

sensores, el estado mental actual del pez y sus hábitos.

Las rutinas de comportamiento

simulan actividades tales como:

EvitarObjEstáticos

EvitarPez

Comer

Escapar

...



Descripción de cómo se mueve coordinadamente cada punto del pez.



Los sistemas de Lindenmayer o Sistemas-L fueron introducidos como un

modelo teórico para el desarrollo de plantas y otros componentes. Los

especialistas en Computación Gráfica han hecho que estas ideas teóricas

se convirtieran en una poderosa herramienta para crear modelos realistas

de plantas, permitiendo además simular su crecimiento y la interacción

con el medioambiente.

La mayoría del trabajo de modelamiento utilizado en Computación

Gráfica se debe al trabajo de Prusinkiewicz y sus colaboradores.


Animación de Plantas

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Un sistema-L consiste en un conjunto de reglas denominadas

producciones que describen el desarrollo de las ramas, las hojas, las

flores y otras componentes de una planta. En una generación, estas

producciones se aplican a una cadena inicial denominada axioma, en

una secuencia de pasos de derivación. Éstas especifican el

comportamiento de una determinada especie.

Luego de una determinada cantidad de pasos, el estado del modelo

del sistema-L se codifica en una cadena de símbolos, llamada

cadena-L.

En una fase de interpretación subsecuente, la cadena-L es convertida

a una interpretación geométrica de una planta.




Se da el alfabeto {A, B, [, ]} y las dos reglas de producción

siguientes:

1. A AA

2. B A[B]AA[B]

Comenzando con el axioma A, las primeras generaciones son A,

AA, AAAA y así siguiendo. En cambio, si comenzamos con el

axioma B, las primeras generaciones son:

B

A[B]AA[B]

AA[A[B]AA[B]]AAAA[A[B]AA[B]]

Sistema L

Cadena L

Animación de Plantas: Sistemas-L con corchetes



Si decimos que una palabra en el lenguaje representa una serie de

segmentos y que las porciones entre corchetes representan porciones

que ramifican del símbolo precedente, las figuras asociadas a estos

tres niveles son

B A[B]AA[B] AA[A[B]AA[B]]AAAA[A[B]AA[B]]

Esta es una interpretación

geométrica simple de la

cadena-L.

B

A[B]AA[B]




En este caso podría considerarse que la interpretacón

geométrica de los símbolos es

B A[B]AA[B] AA[A[B]AA[B]]AAAA[A[B]AA[B]]

B

A[B]AA[B]


B : dibujar una rama que será

ramificada en la próxima

instancia

A: dibujar una rama de una

determinada longitud

[ : guardar el estado, doblar a

izquierda 90º y prepararse para

comenzar una nueva rama

] : terminar rama, reestablcer

estado guardado

Ejemplo de crecimiento


Animación de Comportamiento Bibliografía

ACM SIGGRAPH Proceedings

Angel, E., Shreiner, D. Interactive Computer Graphics: A top-down approach with

shader-based OpenGL, Addison Wesley, 6th. Ed., 2011.

Foley, J., van Dam, A., Feiner, S. y Hughes, J., Computer Graphics. Principles and

Practice, Addison Wesley, 1992, 2nd Edition.

Hearn, D., Baker, M.P., Computer Graphics, C Version, Prentice Hall Inc., 2003, 3rd

Edition.

Hill, F. Jr, Kelley, S., Computer Graphics Using OpenGL, Prentice Hall, 3rd Ed.,

2006.

Lasseter, J., Principles of Traditional Animation Applied to 3D Computer Animation,

Proceedings of SIGGRAPH ’87, pp.35-44, July 1987.

Parent, R., Computer Animation. Algorithms and Techniques, Morgan-Kaufmann

Pub., 2002.

Parent, R., et al. Computer Animation Complete, Morgan-Kaufmann Pub., 2010.

Watt, A., Watt, M., Advanced Animation and Rendering Techniques. Theory and

Practice, Addison-Wesley, 1992.


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Producción de Animación Distintos tipos de Animación...

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