Sistemas de Informação em
Ambiente
Animação em Ambiente
António Câmara
2005
Animação em Ambiente
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Introdução
Animação baseada em keyframes
Animação de entidades naturais e artificiais
Sistemas de partículas
Animação por procedimentos
Animação na rede
Referências de base
Links uteis
Introdução
• Animação permite estudar a dinâmica de:
– dados numéricos
– fenómenos espaciais representados por mapas,
fotografias aéreas e imagens de satélite
– entidades naturais e artificiais como as
utilizadas em modelos de simulação baseados
em indivíduos
Introdução
• Animação
–
–
–
–
baseada em key frames
representações tri-dimensionais
sistemas de partículas
baseada em procedimentos
Animação baseada em key
frames
• Key frames
• In-betweens, obtidos por interpolação e
métodos de splines
(ver Apêndice 3, António Camara, Environmental Systems,
Oxford University Press, 2001)
Animação baseada em key
frames
• Técnicas
– anticipação: uma acção que faz anticipar um evento (a)
– “squash and stretch”: objectos mudam de forma quando
em movimento (b)
– “slow in and slow out”: aceleração para uma velocidade
constante seguida de uma desaceleração (c)
– arcos. Os objectos movem-se seguindo arcos e não
linhas rectas
Animação baseada em key
frames
• Técnicas
Animação baseada em key
frames
• Exemplos ambientais
– Breathing Earth
(visitar Pavilhão do
Japão em http://park.org)
Animação de entidades naturais e
artificiais
• Modelação tri-dimensional
• Rendering
• Animação
3D Studio Max- http://www.ktx.com
Alias Maya- http://www.aw.sgi.com
Softimage- http://www.softimage.com
Animação de entidades naturais e
artificiais
• Modelação tri-dimensional
– baseada em primitivas geométricas
– utilização de métodos como a extrusão, operações
boleanas, “beveling”,
“twisting”
e transformações
(translações,
rotações,
scaling)
Animação de entidades naturais e
artificiais
• Modelação tri-dimensional
– representação de animais:
• vários elementos são ligados para representar a
entidade
• cada elemento é um nó
• a estrutura
é hierárquica
Animação de entidades naturais e
artificiais
• Modelação tri-dimensional
– geração de plantas utilizando o método de
Lindemayer
– geração de paisagens recorrendo a métodos de
fractais
• Teddy (3D sketching in Java)
– http://www.mtl.t.utokyo.ac.jp/~takeo/Welcome.html
Animação de entidades naturais e
artificiais
• Rendering
– geometria, ponto de vista, luz, características da
superfície
– scan-line rendering (definição da cor para cada
pixel)
– ray tracing
Animação de entidades naturais e
artificiais
• Animação
– key frames (nó a nó)
– inverse kinematics
• nós das extremidades (effectors)
• fluxo de transformações para todos os outros nós
(processo inverso ao fenómeno real)
• Exemplos ambientais (videos)
• Alias Research em http://www.aw.sgi.com
Sistemas de partículas
• Sistemas que requerem a determinação para
cada partícula:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
posição
velocidade
cor
dimensão
lifetime
taxa de emissão
turbulência
“flocking”
interacção com obstáculos
Sistemas de partículas
• Passos fundamentais:
–
–
–
–
geração de novas partículas na fonte
actualização das propriedades das partículas
remoção das partículas mortas
desenho das partículas
Sistemas de partículas
• Exemplos ambientais
– fogos florestais
– poluição do ar e água
– Karl Sims em http://www.
biota.org/conf97/
ksims.html
Alias Research em
http://www.aw.sgi.com
Animação por procedimentos
• Animação interactiva baseada na
representação de agentes e interacção entre
agentes
– agentes: moléculas, animais
– interacção entre agentes: reacções químicas,
relações predador-presa
• Sites fundamentais
– Craig Reynolds em http://www.red.com/cwr/index.html
– Jeff Ventrella em http://www.ventrella.com
– Tom Ray em http://www.hip.atr.co.jp/~ray
Animação por procedimentos
• Passos fundamentais:
– desenho da interação com o utilizador
• acções que desencadeiam eventos
• mudança do ponto de vista
– computação dos efeitos das acções
• utilização de modelos de simulação
– computação da dinâmica de evolução
• crescimento, reprodução, mutação e morte
• fluxos de energia
Animação por procedimentos
• Passos fundamentais (cont.)
– computação dos efeitos das interacções
• relações predador-presa
– computação dos processos físicos
• gravidade
• detecção de colisões
– rendering e display
Animação por procedimentos
• Exemplos ambientais
– esforço pioneiro: Boids (Craig Reynolds)
Animação por procedimentos
• Exemplos ambientais
– implementação em realidade virtual (Gonçalves
e Pedrosa, 1994)
Animação por procedimentos
• Exemplos ambientais
– Virtual Fish Tank
(http://el.www.media.mit.edu/groups/el/projects/fishtank)
Animação na Web
• Frame-by-frame
– imagens pre-rendered
• animated GIF´s
• Quicktime movies
• ver links em http://www.lynda.com
– animação on the fly
• Flash (ver http://www.macromedia.com)
• LiveMotion (resposta da Adobe, ver
http://www.adobe.com)
Referências de base
• Laybourne, K. (1998). The Animation Book. New York:
Three Rivers Press
• O’Rourke, M. (1998). Principles of Three-Dimensional
Computer Animation. New York: W.W. Norton
• Walstaff, S. (1999). Animation on the Web. Berkeley, CA:
Peachpit Press
Links uteis
• Exemplos originais de animação interactiva
– http://www.freestyleinteractive.com/demos
– http://www.dcea.fct.unl.pt
• Software
– http://www-personal.umich.edu/~jeffab/graphics.html
• Ideias
– http://userwww.sfsu.edu/~swilson/emerging/wilson.ne
wtech.html