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Computer graphics & visualization Rigging & Skinning.

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Präsentation zum Thema: "Computer graphics & visualization Rigging & Skinning."—  Präsentation transkript:

1 computer graphics & visualization Rigging & Skinning

2 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Schneewittchen

3 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Schneewittchen 1937: 1. abendfüllernder Zeichentrickfilm Über 750 Künstler beteiligt – 32 Hauptzeichner – 102 Assistenzzeichner – 167 Inbetweener – 65 Spezialeffektzeichner

4 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Prinzip Keyframe-Animation Keyframe1Keyframe2 Keyframe3 Interframes

5 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Prinzip Keyframe-Animation Keyframes: einzelne wichtige Bilder – Geben grobe Bewegungssequenz vor – Von Haupzeichnern erstellt Interframes: Füllen Bereiche zwischen Keyframes – Von Inbetweenern kreiert => Problem: Riesiger Aufwand

6 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Lösung Computer Frameworks interpolieren zwischen Keyframes => Ziel: Möglichst natürliche Bewegung Film/TV So realistisch wie möglich Videospiele/ Virtual Environments Echtzeit

7 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Erstellung Keyframes Gegeben: 3D-Charakter Benötigt: verschiedene Posen für Keyframes

8 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Erstellung Keyframes Besteht aus Vertices Manipulation einzelner Punkte? => zu komplex

9 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Erstellung Keyframes Lösung: Hierarchisches Skelett Orientierung an realer Welt Rigging

10 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Erstellung Keyframes Lösung: Hierarchisches Skelett Orientierung an realer Welt Rigging

11 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Erstellung Keyframes Einbetten des Rigs in Model Verbindung Skelett – 3D-ModelSkinning

12 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Erstellung Keyframes Bewegung Skelett -> Bewegung Model => Vereinfachung

13 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Skinning im Detail Einfaches 3D-Model Bone a Bone b VaVa VbVb

14 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Skinning im Detail Einfaches 3D-Model Bone a Bone b VaVa VbVb

15 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Skinning im Detail Komplexeres 3D-Model: 1 Vertex, mehrere beeinflussende Bones Bone a Bone b V ab

16 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Skinning im Detail Problem: Resultierende Position von diesen Vertices berechnen

17 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Lösung SSD Skeletal Subspace Deformation Simpel Effizient Am weitesten verbreitet Ähnliche Algorithmen in Filmen, TV

18 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt SSD im Detail mit GewichtungTransformation + Bewegung Bone 2Bone 1

19 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Negative Effekte SSD Volumenverlust Collapsing Elbow Candy-Wrapper

20 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Komplexere Ansätze SSDMWE Multi Weight Enveloping Vorteil: Translation, Rotation, Skalierung, Scherung beeinflussbar

21 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt MWE im Detail SSD: MWE:

22 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt MWE im Detail Bestimmung der Gewichte: 12 Gewichte pro Bone/Vertex Trainingsposen Influence Map

23 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Body Animation Body Animation Facial Animation Hierarchisches Skelett Orientierung an realer Welt Verformung 3D Model durch Skelett

24 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Facial Animation Body Animation Facial Animation Kein Skelett Dafür muskelbasiert Realistischere Gewebeverformungen

25 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Facial Animation Unreal Engine 1 (2000) CryEngine 2 (2007)

26 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Facial Animation Herausforderung: Kleinste Abweichungen fallen negativ auf Augen, Pupillen Wichtigste Merkmale

27 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Facial Animation Ziele: – Realismus – Echtzeit – Automatisierung – Passt zu individuellen Gesichtern

28 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Verschiedene Ansätze Geometry Based Basieren auf Meshes Spiele, Animationsfilme, Medizinische Anwendungen Image Based Überblenden von Fotos Filme (Postproduction)

29 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Blend Shaping 1.Shapes anfertigen2. Durch Regler vermischen

30 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Blend Shaping Blending von n Meshes Shapes Gewichtung Resultat

31 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Blend Shaping Komplexeres Gesicht:

32 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Blend Shaping Beispiel Gollum, Herr der Ringe: Motion Capturing Key-Framing 964 Kontrollpunkte Blend Shaping: – 675 Shapes

33 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Fazit Computeranimation schon seit ca 25 Jahren aber: – Auch komplexe Algorithmen stoßen an Grenzen – Abwägen Realismus – Echtzeit – Bisher kein Fotorealismus

34 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Fazit Trotzdem große Fortschritte – Neue Animationsverfahren – Mehr Rechenpower 1988 Tin Toy 2007 Ratatouille 2001 Monster AG

35 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Zusammenfassung Body Animation Rigging & Skinning : Model indirekt durch Skelett animiert – Beispiel SSD: simpel, linearer Algorithmus Facial Animation Blending von Meshes, Fotos – Beispiel Blend Shaping

36 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Zukunft Ein universelles Verfahren? – physikbasiert – Neuro-Enveloping Automatisierte Implementierung Skelett – Deformation aus Datenbank abgeleitet

37 computer graphics & visualization Rigging & Skinning Johannes Schmidt Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!


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