ProSeminar WS 2007/08 Leo Hackstein Character Animation ProSeminar WS 2007/08 Leo Hackstein

Übersicht Einführung Techniken Abschluss Geschichte der Animation Anwendungsgebiete Objektrepräsentation Techniken Keyframing Inverse Kinematik Motion Capture Abschluss

Einfühung: Geschichte

Einführung: Geschichte

Einführung: Anwendungsgebiete Wann immer der Eindruck von Bewegung entstehen soll, z.B.: Animierte Bilder (Internet, *.gif) Filme aller Art Effekte mit Computerunterstützung Komplett animiert (Zeichentrick, 3D) Natürlich: Computerspiele

Einführung: Objektrepräsentation 2D-Zeichentrick: Jedes Bild neu zeichnen (ungeschickt) Objekt (Person) in unbewegliche Teile splitten -> Anordnung der Teile variabel

Einführung: Objektrepräsentation 3D: Oft „articulated model“ (Gelenkmodell) „Nur“ Ansammlung on vertices Andere Möglichleiten: Particle systems Deformable objects

Techniken: Keyframing Position für jedes Bild angeben ist aufwändig -> Keyframing: Animator gibt Schlüsselstellen an Computer berechnet Positionen dazwischen (durch Interpolation)

Techniken: Inverse Kinematik Bei Gelenkmodellen (skeletal animation) Forward Kinematics: Fixpunkt, an dem Bewegung stattfindet Berechnung der Positionen untergeordneter Objekte

Techniken: Inverse Kinematik Aber: üblicherweise sind Start- und Endknoten gegeben -> wir drehen die Technik um

Techniken: Inverse Kinematik Gradient Following: Wir überprüfen für eine mögliche Bewegung, ob wir näher ans Ziel kommen, wenn ja führen wir sie aus (wir suchen quasi den minimalen Abstand) Einfache Methode, die weiche Bewegungen liefert Nicht sehr schnell (nicht direkter Weg), man kommt zwar immer näher ans Ziel, erreicht es aber nicht unbedingt

Techniken: Inverse Kinematik

Techniken: Inverse Kinematik Vor allem bei der Animation von Charakteren sollte das Ergebnis natürlich aussehen In die eben vorgestellte Technik lassen sich weitere Einschränkungen einbauen

Techniken: Inverse Kinematik Oft finden sog. Jacobi-Matritzen Anwendung Zwei Arrays: Winkel Punkte (Joints) Forward Kinematics: Inverse Kinematics:

Techniken: Inverse Kinematik

Techniken: Inverse Kinematik Im Zweidimensionalen: Führt zu folgender Matrix:

Techniken: Inverse Kinematik Es gibt noch viele (zum Teil auch sehr komplizierte) weitere Methoden Aber: Keine ist Perfekt In der Industrie werden meist an den bestimmten Roboter angepasste Formeln verwendet

Techniken: skeletal vs. Per-vertex animation Skeletal animation: Gelenkmodell wird bewegt Einfach, Techniken wie z.B. Inverse Kinematik möglich Aber: an Skelett gebunden, Nichtberücksichtigung von z.B. Muskeln Per-Vertex-/Morph Target Animation: (nur) Vertices werden bewegt Erlauben Animator viele Details, z.B. Muskeln Sehr aufwändig

Techniken: skeletal vs. Per-vertex animation Deshhalb: Üblicherweise wird nur skeletal animation verwendet Diese kann dann in per-vertex-animation konvertiert und „getunt“ werden

Techniken: Motion Capture Verschiedene Realisierungsmöglichkeiten Optisch: passive bzw. aktive Marker werden von Kameras verfolgt

Techniken: Motion Capture Inertial: Sensoren ähnlich einem Wii-Controller, Daten werden kabellos an Notebook o.ä. übertragen Mechanisch: Exoskelett wird an Ausführenden „geklebt“ Magnetisch: weniger Marker nötig als bei optischen Systemen, aber sehr störanfällig

Techniken: Motion Capture Vorteile : Schnelle Erfassung von komplizierten Bewegungsabläufen, z.B. Sport, Tanz Physikalisch korrekt Ein Schauspieler kann mehrere Rollen in einem Film spielen

Techniken: Motion Capture Nachteile: Teuer Ergebnisse erscheinen oft unwirklich, obwohl Quelle sehr real -> Uncanny Valley An physikalische Korrektheit gebunden

Abschluss Oft werden mehrere Techniken kombiniert, um das gewünschte Ziel zu erreichen

Abschluss „Story is king!“ Martin Reddy, Pixar

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