Aula 15
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Animação
*Slides Profa. Maria Andréia Formico Rodrigues
Prof. Leandro da Silva Taddeo
Animação
Introdução
2
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Historicamente falando, tem mais de 100 anos
(inventada em 1831 por Joseph Antonie Plateau)
Semanticamente falando, “animação” deriva do verbo
latim animus, que significa dar vida a personagens
Num conceito menos abstrato, animação corresponde à
construção, armazenamento, gravação, e exibição de
imagens gráficas que produzam movimento durante o
tempo
Num conceito mais genérico, animação corresponde à
mudança de posição, forma, cor, transparência,
estrutura e textura de um objeto, alteração dos
parâmetros de câmera e da iluminação
Animação
Áreas de Aplicação
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Área
Aplicação
Entretenimento
TV, Cinema, Jogos, Efeitos Especiais
Governamental
FBI, NASA
Tecnologia
hardware, software e dispositivos de E/S
Educacional, Treinamento, Pesquisa
Medicina, Simulações Gráficas Interativas,
Fenômenos da Natureza, Realidade Virtual,
Metamorfose, Fonética, Visualização Científica,
Realidade Aumentada
Controle de Sistemas Industriais
Marketing e Relações Públicas
Computação Móvel
palms/celulares, APIs, redes ad-hoc, modelo
cliente-servidor, interfaces
Animação
Etapas
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Sinopse

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Enredo


Resumo da estória usando poucas linhas
Texto detalhado que descreve toda a estória
Storyboard = desenho dos quadros-chaves (keyframes)
Rascunho do desenho animado composto por um número de
ilustrações organizadas como em uma estória em
quadrinhos
 Ilustra os momentos principais da animação


Desenho dos quadros intermediários (inbetweening)
Animação
Quadros da Animação
5

Há dois tipos de quadros em uma animação:
 key-frames
 Quadros-chaves
da animação
 inbetweens
 Quadros
intermediários da animação
 Gerados interpolando-se os quadros-chave
Animação
Sonorização
6

Na animação convencional, a trilha sonora deve
preceder o processo de criação das imagens, visto
que o movimento deve estar sincronizado aos
diálogos, efeitos especiais, e música de fundo
Animação
Processo Tradicional
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

Transfere-se os desenhos a lápis para as folhas de acetato
Os contornos devem ser desenhados à tinta, manualmente
As células de acetato passam por um estágio de pintura
Antes de se fotografar os quadros da animação, os
animadores devem verificar se há erros
A armazenagem das fotos é feita em filme colorido
Finalmente, na etapa de pós-produção o filme será
retocado
Grava-se a trilha sonora
Processo Trabalhoso e Lento!!!!
Animação
Processo Tradicional – Exemplo
8

“Branca de Neve e os 7 Anões”
 Começou
a ser feito em 1934 e estreou em 1937
 4 animadores principais eram os responsáveis pela
geração dos key-frames
 Outros animadores produziam os quadrosintermediários
 mais
de 2 milhões de quadros, 90 minutos de animação
Animação
Processo de Animação Auxiliada por Computador
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


Quadros-chaves digitalizados
Editor gráfico interativo
Calcula-se os quadros inbetween, usando métodos
automáticos de interpolação
Controle do movimento da câmera
Edição e sincronização do filme
Animação
Animação Modelada por Computador
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



Bidimensional ou Tridimensional
Objetos rígidos ou elásticos
Cinemática ou Dinâmica
Aplica transformações geométricas (translação,
rotação, e escala), em entidades de cena, tais
como, atores, câmera, luz, etc
 Ex:
câmera com movimento panorâmico, zoom in, zoom
out, etc
Animação
Tipos de Objetos
11

A animação é descrita em termos dos graus de
liberdade
 Grau
de liberdade: número de coordenadas livres e
distintas, necessárias para que as posições dos
componentes do sistema sejam especificadas no tempo
 Capacidade
de informar a orientação e a posição de um
ponto no espaço
 Ex:
3 minutos de animação (30 quadros/s), com objetos
com 50 graus de liberdade
Animação
Tipos de Objetos
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
Partículas
Ponto (x,y,z) no espaço
 3 graus de liberdade (x,y,z translações)
 3 números necessários para definir cada quadro da
animação, ou seja, 3 funções descritoras da variação x,
y, e z no tempo

y
z
x
Animação
Tipos de Objetos
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
Corpos Rígidos
 Pontos
que se movem juntos no espaço, definindo
polígonos ou superfícies de geometria livre
 6 graus de liberdade (x,y,z) translações e (x,y,z)
rotações
y
z
x
Animação
Tipos de Objetos
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
Corpos Flexíveis
 Compostos
por um número infinito de pontos que se
movem relativos a si próprios no tempo
 Compostos por vértices de polígonos, superfícies de
forma livre
 Ex.:
n
ameba
graus de liberdade para cada ponto de controle
y
z
x
Suponha que 5 amebas tenham p
pontos de controle cada uma.
Quantos graus de liberdade elas
terão, ao todo, variando no tempo?
Animação
Tipos de Objetos
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
Corpos Articulados
 Compostos
por segmentos e juntas cujo movimento
relativo é restrito/limitado
 Podem ser flexíveis
 Grau de liberdade dependente da junta observada
Qual será o número e tipo de
grau de liberdade de um
braço articulado de um robô?
Animação
Tipos de Objetos
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
Corpos definidos algebricamente


Ex.: esferas (por meio de funções/equações)
Corpos em Metamorfose


z
x
Objetos podem ser especificados algebricamente


y
Ex.: esfera modelada como um centro (x,y,z) e um raio. Uma esfera pulsante
pode ser animada modificando-se o valor do raio
Ou imagens podem ser analisadas de tal forma a compor objetos
bi/tridimensionais
Problema: diferentes topologias/geometrias geradas na metamorfose
podem dificultar o processo
y
z
x
Animação
Tipos de Controle de Movimento
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
Animação por Cinemática Direta/Inversa
A
animação é especificada através dos seguintes
parâmetros: posição, velocidade, e aceleração

Animação por Dinâmica Direta/Inversa
A
animação é especificada através das forças e
torques que produzem as velocidades e acelerações
(eletromagnética, gravitacional, atrito, etc)
Animação
POV-Ray
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
No POV-Ray, a animação é alcançada através da
geração de vários quadros
 Cada
quadro é renderizado separadamente no POVRay, gerando um arquivo diferente
 Para gerar a animação, é preciso utilizar uma
ferramenta qualquer que execute os quadros em
sequência
Animação
POV-Ray
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Animacao.pov
#include "colors.inc"
camera {
location <0, 3, -10>
look_at <0, 0, 0>
}
light_source {
<20, 20, -20> color White
}
plane {
y, 0
pigment { color Black }
}
sphere {
<-2.5, 0, 0> , 1
pigment { color Blue}
translate <clock, 1, 0>
}
anima.ini
Width=530
Height=385
Antialias=On
Antialias_Threshold=0.3
Output_File_Name=teste.bmp
Initial_Frame=1
Final_Frame=10
Initial_Clock=1
Final_Clock=5
*O clock é um elemento usado para simular um relógio para
animação.
*O clock inicia em 1 (primeiro frame) e termina em 5 (último frame).
*Cada valor intermediário do clock é calculado através da seguinte
fórmula NovoClock = AnteriorClock + Final_Clock/Final_Frame
Animação
POV-Ray
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Animação
Exemplo POV-Ray – Bola Quicando
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// Uma bola quicando, sem deformação – Autor: Andréia Formico 2001
#include "colors.inc"
#include "textures.inc"
#include "skies.inc"
background { Grey }
// Declaração da textura de madeira para representar o chão
#declare Madeira = texture{pigment {wood turbulence 0.8
color_map {[0.00, 0.10 color red 0.888 green 0.600 blue 0.3 color red 0.888 green 0.600 blue 0.3]
[0.10, 0.90 color red 0.888 green 0.600 blue 0.3 color red 0.7 green 0.35 blue 0.2]
[0.90, 1.0 color red 0.7 green 0.35 blue 0.2 color red 0.7 green 0.35 blue 0.2] } }}
#declare A = 5; #declare w = 100; #declare teta = 80; #declare k = 0.3;
#declare pos_x = 2 * clock;
#declare pos_y = A * abs( sin( (w * pos_x + teta) * pi / 180) ) * exp( -k * pos_x );
light_source { <100,200,80> White} light_source { <100,1,-80> White}
light_source { <-200,1,80> White} light_source { <-200,200,-80> White}
#declare bola = sphere {<0,0.8,0> 0.8 pigment{checker color Blue color Green} finish { Metal }}
// A distancia final será 10, pois pos_x = 2 * clock, (há 5 clocks)
#declare distancia = 10;
#declare altura = 0.4 * (distancia-pos_x) / distancia
camera {location <4,3+altura,-9> look_at <4,3+altura,0> }
plane { y, altura texture { Madeira scale 0.1 }}
object { bola
#if (pos_y > altura) translate <pos_x, pos_y, 0>
#else scale <1 - (pos_y - altura), 1 + (pos_y - altura), 1> translate <pos_x, altura, 0>
#end }
Animação
Exemplo POV-Ray – Bola Quicando
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Arquivo de Inicialização
Clock=0
Initial_Clock= 0
Initial_Frame= 1
Final_Clock= 5
Final_Frame= 100
Input_File_Name=c:\programas pov-ray\bola\bola.pov
Output_File_Name=c:\programas pov-ray\bola\bola