ANIMACIÓN POR COMPUTADORA

La animación informática, por computadora o por ordenador es la técnica de crear imágenes en movimiento mediante el uso de ordenadores o computadoras. Cada vez más los gráficos creados son en 3D, aunque los gráficos en 2D todavía se siguen usando ampliamente para conexiones lentas y aplicaciones en tiempo real que necesitan renderizar rápido. Algunas veces el objetivo de la animación es la computación en sí misma, otras puede ser otro medio, como una película. Los diseños son elaborados con la ayuda de programas de diseño, modelado y por último renderizado.

Para crear la ilusión del movimiento, una imagen se muestra en pantalla sustituyéndose rápidamente por una nueva imagen en un fotograma diferente. Esta técnica es idéntica a la manera en que se logra la ilusión de movimiento en las películas y en la televisión.

Para las animaciones 3D, los objetos se modelan en la computadora (modelado) y las figuras 3D se unen con un esqueleto virtual (huesos). Para crear una cara en 3D se modela el cuerpo, ojos, boca, etc. del personaje y posteriormente se animan con controladores de animación. Finalmente, se renderiza la animación.

En la mayor parte de los métodos de animación por ordenador, un animador crea una representación simplificada de la anatomía de un personaje, pues tiene menos dificultad para ser animada. En personajes bípedos o cuadrúpedos, muchas partes del esqueleto del personaje corresponden a los huesos reales. La animación con huesos también se utiliza para animar otras muchas cosas, tales como expresiones faciales, un coche u otro objeto que se quiera dotar de movimiento.

En contraste, otro tipo de animación más realista sería la captura del movimiento, que requiere que un actor vista un traje especial provisto de sensores, siendo sus movimientos capturados por una computadora y posteriormente incorporados en el personaje.

Para animaciones 3D, los fotogramas deben ser renderizados después de que el modelo es completado. Para animaciones vectoriales 2D, el proceso de renderizado es clave para el resultado. Para grabaciones grabadas anticipadamente, los fotogramas son convertidos a un formato diferente o a un medio como una película o video digital. Los fotogramas pueden ser renderizados en tiempo real, mientras estos son presentados al usuario final. Las animaciones para transmitir via Internet en anchos de banda limitados (ejem. 2D Flash, X3D) utilizan programas en el ordenador del usuario para renderizar en tiempo real la animación como una alternativa para la transmisión y para animaciones pre-cargadas para enlaces de alta velocidad.

Un ejemplo simple

Se elige un fondo de pantalla como el negro. En este caso, se dibuja una cabra en la parte derecha de la pantalla. El siguiente paso es volver a poner negra la pantalla y colocar la cabra en una posición ligeramente a la izquierda de la posición original. Este proceso se repite moviendo la cabra un poco más a la izquierda cada vez. Si este proceso es repetido lo suficientemente rápido, parecerá que la cabra se mueve suavemente hacia la izquierda. Este procedimiento básico es utilizado para todas las animaciones creadas en películas y televisión.

La cabra en movimiento es un ejemplo de como modificar la ubicación de un objeto. Transformaciones más complejas de las propiedades de un objeto como el tamaño, forma, efectos de luz o color, requieren cálculos y renderizar por medio de la computadora en lugar de un sencillo procedimiento de duplicar o re-dibujar imágenes.

Explicación

Para engañar al ojo y al cerebro para que alguien piense que está viendo un objeto en movimiento, las imágenes deben ser mostradas a alrededor de 12 frames por segundo o más rápido (un frame es una imagen completa). Con velocidades superiores a los 70 frames/segundo, no se notará una mejoría en el realismo o suavidad en el movimiento de la imagen debido a la manera en que el ojo y cerebro procesan las imágenes. A velocidades menores a 12 frames/segundo la mayoría de las personas podrán detectar un parpadeo en el momento en que se muestre la secuencia de imágenes y disminuirá la ilusión de un movimiento realista. Animaciones convencionales realizadas a mano, normalmente utilizan 15 frames/segundo con el objetivo de disminuir la cantidad de dibujo que se requiere, pero esto es normalmente aceptado debido a la naturaleza de los dibujos animados. Por esto, para crear una animación por ordenador realista, se requiere una cantidad superior de frames/segundo.

El motivo de que a altas velocidades no sea perceptible el parpadeo de la imagen, es por la “Persistencia de la visión.” De momento a momento, el ojo y cerebro trabajando juntos almacenan cualquier cosa que se esté mirando por una fracción de segundos, y automáticamente realiza "saltos" pequeños y suaves. Las películas que se exhiben en los cines, corren a 24 frames/segundo, que es suficiente para crear esta ilusión de movimiento continuo.

Métodos para animar personajes virtuales

En la mayor parte de los sistemas de animación 3D, un animador crea una representación simplificada del cuerpo del personaje, análogo a un esqueleto o stick figure. La posición de cada segmento del modelo del esqueleto es definida por "variables de la animación", o Avars.

En personajes humanos y animales, muchas partes del modelo de esqueleto corresponden a la ubicación real de los huesos, pero la animación del modelo de esqueleto skeletal animation es también utilizada para animar otras cosas, como expresiones faciales (a pesar de que existen otros métodos de animación facial facial animation). "Woody", el personaje de Toy Story, por ejemplo, usa 700 Avars, incluyendo 100 Avars en la cara. La computadora no renderiza el modelo de esqueleto directamente de forma habitual render el esqueleto es invisible, pero usa el modelo de esqueleto para calcular la posición exacta y la orientación del personaje, que es eventualmente renderizado en una imagen. Cambiando los valores de los Avars sobre la línea de tiempo, el animador crea movimiento realizando el personaje cuadro por cuadro.

Existen varios métodos para generar los valores de Avars para obtener un movimiento realista. Tradicionalmente, los animadores manipulan los Avars directamente. En lugar de crear Avars para cada cuadro, usualmente colocan los Avars en puntos estratégicos de los cuadros y permiten a la computadora realizar la transición entre ellos, este proceso es llamado keyframing. Keyframing pone el control en las manos del animador, y está basado en la animación manual traditional animation.

En contraste, un método nuevo llamado "captura de movimiento" (motion capture), utiliza acción real (live action). Cuando la animación por ordenador es realizada por esta técnica, un actor real realiza la escena como si fuera el personaje a ser animado. Su movimiento es grabado en una computadora utilizando cámaras de vídeo y marcadores, y ese movimiento es aplicado al personaje animado.

Cada método tiene sus ventajas, y hasta el 2007, juegos y películas utilizaban alguno o ambos de ellos en sus producciones. La animación por cuadros puede producir movimientos que serían imposibles de realizar para un actor, mientras que la "captura de movimiento" puede reproducir las características de un actor en particular. Por ejemplo, en la película del 2006 Pirates of the Caribbean: Dead Man's Chest, el actor Bill Nighy realizó el personaje Davy Jones. Incluso aunque él prácticamente no aparece en la película, la producción se benefició grabando las características de su lenguaje corporal, posturas, expresiones faciales, etc. Esta "captura de movimientos" es apropiada en situaciones en las que se requiere un comportamiento realista, pero que las características de un personaje excede lo que se puede realizar con maquillaje y vestuario convencional.