DICCIONARIO DE INFORMÁTICA Y TECNOLOGÍA
  ¿Qué significa animación por computadora? - Información sobre animación por computadora

Definición de animación por computadora

Leandro Alegsa (Contacto) 2019-05-16

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La animación por ordenador es el proceso utilizado para generar digitalmente imágenes animadas. El término más general de imágenes generadas por ordenador (CGI) abarca tanto las escenas estáticas como las imágenes dinámicas, mientras que la animación por ordenador sólo se refiere a las imágenes en movimiento.

Las animaciones por ordenador modernas suelen utilizar gráficos por ordenador en 3D (ver: animación 3d), aunque los gráficos por ordenador en 2D se siguen utilizando para obtener renderizados estilísticos, de bajo ancho de banda y en tiempo real más rápidos. A veces, el objetivo de la animación es para ser usada en el propio ordenador, pero a veces también películas.

La animación por ordenador es esencialmente un sucesor digital de las técnicas de stop motion que utilizan modelos 3D, y de las técnicas de animación tradicionales que utilizan animación fotograma a fotograma de ilustraciones 2D.

Las animaciones generadas por ordenador son más controlables que otros procesos más físicos, construyendo miniaturas para tomas de efectos o contratando extras para escenas de multitudes, y porque permite la creación de imágenes que no serían factibles con ninguna otra tecnología. También puede permitir que un solo artista gráfico produzca dicho contenido sin el uso de actores, piezas costosas o accesorios.

Para crear la ilusión de movimiento, una imagen se muestra en el monitor del ordenador y se reemplaza repetidamente por una nueva imagen que es similar a ella, pero que avanza ligeramente en el tiempo (normalmente a una velocidad de 24, 25 o 30 fotogramas/segundo). Esta técnica es idéntica a cómo se logra la ilusión del movimiento con la televisión y el cine.

Para las animaciones en 3D, los objetos (ver: modelo 3d) se construyen en el monitor del ordenador (modelados) y las figuras en 3D están equipadas con un esqueleto virtual. Para animaciones de figuras 2D, se utilizan objetos separados (ilustraciones) y capas transparentes separadas con o sin ese esqueleto virtual. Luego los miembros, ojos, boca, ropa, etc. de la figura son movidos por el animador en cuadros clave. Las diferencias de aspecto entre los fotogramas clave son calculadas automáticamente por el ordenador en un proceso conocido tweening (intermediación o interpolación de movimiento) o morphing. Finalmente, se renderiza la animación.

Para las animaciones 3D, todos los fotogramas deben ser renderizados una vez finalizado el modelado. Para animaciones vectoriales 2D, el proceso de renderizado es el proceso clave de ilustración de cuadros, mientras que los cuadros intermedios se renderizan según sea necesario.

Para las presentaciones pregrabadas, los fotogramas renderizados se transfieren a un formato o medio diferente, como el vídeo digital. Los fotogramas también se pueden renderizar en tiempo real a medida que se presentan a la audiencia del usuario final.

Las animaciones de bajo ancho de banda transmitidas a través de Internet (por ejemplo, Adobe Flash, X3D) suelen utilizar software en el ordenador del usuario final para renderizar en tiempo real como alternativa a las animaciones de alto ancho de banda precargadas o en streaming.

Captura de pantalla del programa Cinema 4D.
Captura de pantalla del programa Cinema 4D.



El truco tras la animación

Para engañar al ojo y al cerebro y hacerles creer que están viendo un objeto en movimiento sin problemas, las imágenes deben dibujarse a una velocidad de alrededor de 12 fotogramas por segundo o más rápida (un fotograma es una imagen completa).

Con tasas por encima de 75-120 cuadros por segundo, no se percibe ninguna mejora en el realismo o la suavidad debido a la forma en que el ojo y el cerebro procesan las imágenes.

A velocidades inferiores a 12 fotogramas por segundo, la mayoría de la gente puede detectar sacudidas asociadas con el dibujo de nuevas imágenes que desvían la ilusión de un movimiento realista.

La animación convencional de dibujos animados dibujados a mano a menudo utiliza 15 fotogramas por segundo para ahorrar el número de dibujos necesarios, pero esto se acepta generalmente debido a la naturaleza estilizada de los dibujos animados. Para producir imágenes más realistas, la animación por ordenador requiere velocidades de fotogramas más altas.

Las películas que se ven en las salas de cine de los Estados Unidos se proyectan a 24 cuadros por segundo, lo que es suficiente para crear la ilusión de un movimiento continuo. Para alta resolución, se utilizan adaptadores.

Captura de Moho, programa de animación por computadora.
Captura de Moho, programa de animación por computadora.



Breve historia de la animación por ordenador

En los años 60, Edward E. Zajac, Frank W. Sinden, Kenneth C. Knowlton y A. Michael Noll desarrollaron la primera animación digital por computadora en los laboratorios Bell Telephone Laboratories. También se practicaron otras animaciones digitales en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

En 1967, Charles Csuri y James Shaffer crearon una animación por ordenador llamada "Hummingbird".

En 1968, Nikolai Konstantinov creó una animación por ordenador llamada "Kitty" con BESM-4, que representa a un gato en movimiento.

En 1971, se creó una animación por ordenador llamada "Metadatos", que muestra varias figuras[8].

Un primer paso en la historia de la animación por ordenador fue la secuela de la película de 1973 Westworld, una película de ciencia ficción sobre una sociedad en la que los robots viven y trabajan entre humanos. La secuela, Futureworld (1976), usó las imágenes de alambre en 3D, que presentaban una mano y un rostro animados por ordenador, ambas creadas por los graduados de la Universidad de Utah, Edwin Catmull y Fred Parke. Esta imagen apareció originalmente en la película estudiantil A Computer Animated Hand, que completaron en 1972.

Año 1972, imagen digital de los fundadores de Pixar. La mano terminada demostró lo pioneros que eran Ed Catmull y Fred Parke.
Año 1972, imagen digital de los fundadores de Pixar. La mano terminada demostró lo pioneros que eran Ed Catmull y Fred Parke.


Los desarrollos en las tecnologías CGI son reportados cada año en SIGGRAPH, una conferencia anual sobre gráficos por computador y técnicas interactivas a la que asisten miles de profesionales de la computación cada año. Los desarrolladores de juegos por computador y tarjetas de video 3D se esfuerzan por lograr la misma calidad visual en los computadores personales en tiempo real que es posible para las películas CGI y la animación. Con el rápido avance de la calidad de renderizado en tiempo real, los artistas comenzaron a utilizar motores de juego para renderizar películas no interactivas, lo que condujo a la forma de arte Machinima.

La primera serie de televisión animada por ordenador de larga duración fue ReBoot, que debutó en septiembre de 1994; la serie siguió las aventuras de personajes que vivían dentro de un ordenador. El primer largometraje de animación por ordenador fue Toy Story (1995), realizado por Pixar. Siguió una aventura centrada en los juguetes y sus propietarios. Esta innovadora película fue también la primera de muchas películas animadas por ordenador.


Métodos de animación por computadora

En la mayoría de los sistemas de animación por ordenador 3D, un animador crea una representación simplificada de la anatomía de un personaje, que es análoga a una figura de esqueleto o palo. La posición de cada segmento del modelo esquelético está definida por variables de animación, o Avars para abreviar. En los personajes humanos y animales, muchas partes del modelo esquelético corresponden a los huesos reales, pero la animación esquelética también se utiliza para animar otras cosas, con rasgos faciales (aunque existen otros métodos de animación facial). El personaje "Woody" en Toy Story, por ejemplo, utiliza 700 Avars (100 sólo en la cara). La computadora no suele renderizar el modelo esquelético directamente (es invisible), pero sí utiliza el modelo esquelético para calcular la posición y orientación exacta de ese personaje determinado, que finalmente se renderiza en una imagen. Así, al cambiar los valores de los Avars a lo largo del tiempo, el animador crea movimiento haciendo que el personaje se mueva de cuadro en cuadro.

Existen varios métodos para generar los valores Avar para obtener un movimiento realista. Tradicionalmente, los animadores manipulan los Avars directamente. En lugar de establecer Avars para cada frame, suelen establecer Avars en puntos estratégicos (frames o cuadros) en el tiempo y dejar que el ordenador interpole o intermedie entre ellos en un proceso llamado keyframing. El fotograma clave pone el control en manos del animador y tiene sus raíces en la animación tradicional dibujada a mano.

En contraste, un método más nuevo llamado captura de movimiento hace uso de imágenes de acción en vivo. Cuando la animación por computadora es conducida por la captura de movimiento, un intérprete real actúa la escena como si fuera el personaje a ser animado. Su movimiento es grabado en una computadora usando cámaras de video y marcadores y esa actuación es entonces aplicada al personaje animado.

Cada método tiene sus ventajas y, a partir de 2007, los juegos y las películas están utilizando uno o ambos métodos en sus producciones. La animación de fotogramas clave puede producir movimientos que serían difíciles o imposibles de representar, mientras que la captura de movimiento puede reproducir las sutilezas de un actor en particular.

Por ejemplo, en la película de 2006 Piratas del Caribe: El cofre del hombre muerto, Bill Nighy proporcionó la actuación para el personaje Davy Jones. Aunque Nighy no aparece en la película, la película se benefició de su actuación grabando los matices de su lenguaje corporal, postura, expresiones faciales, etc. Por lo tanto, la captura de movimiento es apropiada en situaciones en las que se requiere un comportamiento y una acción creíbles y realistas, pero los tipos de personajes requeridos exceden lo que se puede hacer a lo largo del vestuario convencional.


Modelado 3D

La animación por ordenador en 3D combina modelos en 3D de objetos y movimiento programado o manual de "fotogramas clave". Estos modelos se construyen a partir de vértices, caras y bordes geométricos en un sistema de coordenadas 3D. Los objetos se esculpen como la arcilla o el yeso, trabajando desde formas generales hasta detalles específicos con varias herramientas de escultura. A menos que un modelo 3D sea un color sólido, debe ser pintado con "texturas" para ser realista. Se configura un sistema de animación de huesos/articulaciones para deformar el modelo CGI (por ejemplo, para hacer que un modelo humanoide camine). En un proceso conocido como rigging, la marioneta virtual tiene varios controladores y manijas para controlar el movimiento. Los datos de animación pueden ser creados usando captura de movimiento, o keyframing por un animador humano, o una combinación de ambos.

Los modelos 3D manipulados para la animación pueden contener miles de puntos de control - por ejemplo, "Woody" de Toy Story utiliza 700 controladores de animación especializados.

Rhythm and Hues Studios trabajó durante dos años para crear Aslan en la película The Chronicles of Narnia: El León, la Bruja y el Vestuario, que tenía alrededor de 1.851 controladores (742 sólo en la cara).

En la película de 2004 El día después de mañana, los diseñadores tuvieron que diseñar fuerzas de clima extremo con la ayuda de referencias en vídeo y datos meteorológicos precisos.

Para el remake de King Kong de 2005, el actor Andy Serkis fue utilizado para ayudar a los diseñadores a identificar la ubicación privilegiada del gorila en los planos y utilizó sus expresiones para modelar las características "humanas" de la criatura. Serkis había proporcionado anteriormente la voz y la interpretación de Gollum en la trilogía El Señor de los Anillos de J. R. R. Tolkien.




Equipos empleados para la animación

La animación por ordenador se puede crear con un ordenador y un software de animación. Algunas animaciones impresionantes pueden lograrse incluso con programas básicos; sin embargo, el renderizado puede llevar mucho tiempo en un ordenador doméstico normal.

Animadores profesionales de películas, televisión y videojuegos pueden realizar animaciones fotorrealistas con un alto nivel de detalle. Este nivel de calidad para la animación de películas tardaría cientos de años en crearse en un ordenador doméstico. Los ordenadores de las estaciones de trabajo gráficas utilizan de dos a cuatro procesadores, y son mucho más potentes que un ordenador doméstico real y están especializados en renderizado. Un gran número de estaciones de trabajo (conocidas como "granja de renderizado") están conectadas en red para actuar eficazmente como un ordenador gigante.

El resultado es una película animada por ordenador que se puede completar en aproximadamente uno a cinco años (sin embargo, este proceso no se compone únicamente de renderizado). Una estación de trabajo suele costar entre 2.000 y 16.000 dólares, y las estaciones más caras pueden renderizar mucho más rápido debido al hardware más avanzado tecnológicamente que contienen.

Los profesionales también utilizan cámaras de cine digital, captura de movimiento y rendimiento, pantallas azules, software de edición de películas, accesorios y otras herramientas utilizadas para la animación de películas.

Los programas como Blender permiten que las personas que no pueden permitirse pagar un software de animación y renderizado costoso puedan trabajar de manera similar a aquellos que utilizan el equipo de calidad comercial.


Terminología relacionada

3d (informática)

Animación 3d

Animación web





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