UD 6 CHARACTER

Unidad 6

ELABORACIÓN DEL CHARACTER SETUP DE PERSONAJES DE 3D

Módulo profesional: Animación de elementos 2D y 3D

¡Vamos!

Resumen introductorio

Durante esta unidad conoceremos un software de 3D bastante completo, hablaremos del Character Setup y del proyecto desde su inicio hasta su renderización y posible postproducción digital. El 3DS Max es un software bastante conocido y que lleva ya muchos años en la industria del 3D. Exploraremos las características y funciones básicas de este programa.

Índice

Introducción.

2.7 Asignación de pesos o influencias

2.2 Cinemática directa e inversa

2.3 Integración del esqueleto en el modelo (Bind skind)

Caso introductorio.

3. ELABORACIÓN DE LOS RENDERS

2.4 Aplicación de deformadores. Conexión a los modelos

1. Empezando con software 3D

3.1 Diseño del interface de animación

2.5 Músculos, sólidos rígidos y geometrías controladas por partículas

2. El character setup

4. FINALIZACIÓN DEL SETUP, NOMENCLA-TURA DE CATALOGACIÓN Y ARCHIVADO DE MODELOS Y REPRESENTACIONES

2.1 Colocación de las articulaciones y elementos móviles. La morfología del modelo

2.6 Parametrización de ejes de rotación y jerarquías

Resumen final

INTRODUCCIÓN.

En 1966, John Whitney senior fue uno de los primeros en utilizar un ordenador para crear una animación. Colaborando junto al diseñador gráfico Saul Bass, comenzó su uso del ordenador con IBM. Desde entonces hasta nuestros días, la animación digital ha avanzado mucho, y con ella el diseño y modelado de personajes. La elaboración de personajes 3D es imprescindible en la animación digital, pues comprende campos tan amplios como el Cine, televisión, video, simuladores, arte, ciencias, medicina o química, la realidad virtual, exploración espacial, diseño industrial o la arquitectura, entre otros.

John Whitney (1917-1995)

Caso introductorio.

Esta tarde te han llamado para pedirte una colaboración y presupuesto para que hagas unas animaciones cortas de un spot de publicidad. Te han pedido que lo resuelvas con 3ds Max, que es el software con el que trabaja esta empresa. Tu trabajo consistirá en enviarles los fotogramas del spot que constará de 1 minuto de duración, donde tendrás que animar un personaje y su entorno, animación facial e incluso las cámaras. Al finalizar la unidad, sabrás realizar una cinemática directa e inversa, además de integrar el esqueleto en el modelo, asignar pesos y elaborar renders.

EMPEZANDO CON SOFTWARE 3D

Tienes gente a tu cargo porque vas a elaborar un corto animado en 3D de un spot publicitario, usando como software principal el 3ds Max, porque así te lo ha solicitado la productora. Tus compañeros tienen conocimientos de otros programas diferentes y tienes que reunirlos e impartir unas horas de clase para lograr que se familiaricen con el software.

CHARACTER SETUP

Animaciones con aplicaciones 3D

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O modelado de personajes en tres dimensiones, se realiza con programas 3D. Tiene tres planos de proyección, X (anchura), Y (altura) y Z (profundidad), mientras que los programas 2D, sólo tienen X e Y, anchura y altura La tercera dimensión aparece en programas 3D, tales como Maya, 3DS Max, Blender o Zbrush.

Se pueden generar

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• Partiendo desde cero y creando los objetos o personajes y dotarles de movimiento. • Mediante imágenes sintéticas con diferentes efectos.

El programa 3D Studio Max, como se llamaba anteriormente, hoy 3DS Max, salió por primera vez en 1990, de la casa Autodesk, utilizado para gráficas en tres dimensiones, especialmente para cine, arquitectura, videojuegos y televisión. Consta de cuatro pantallas que son las cuatro vistas de las tres proyecciones del sistema diédrico, planta, alzado y perfil y una vista de la perspectiva a escala.

SISTEMA DIÉDRICO

Las primitivas básicas son cubos o hexaedros, tetraedros, cajas, esferas, cilindros, conos y pirámides, que vienen predefinidas por el programa y que, a partir de ellas, se pueden:

Existen objetos que vienen por defecto en el programa, como muestran los vídeos, visualizados como mallas.

PARA SABER MÁS:

Cuando se modela un personaje con 3DS Max es conveniente realizarlo antes en dos dimensiones, dibujo o boceto a lápiz y en tres dimensiones con plastilina o barro para tener una visión realista del modelo a animar, además se podrá ver desde todos los ángulos y vistas.

SPLINES

Formas en 2D realizados por líneas (formas de línea, círculos o texto), que se pueden combinar con diferentes objetos y convertirlas en objetos de 3 dimensiones. Es decir, creación de objetos tridimensionales mediante un dibujo de un perfil.

Se pueden crear:

Los vértices son importantes para editar las splines. Mientras que, para el modelado de polígonos, visualizado mediante malla y poder modificar sus vértices y aristas, estos se deben convertir a polígono editable y poder realizar: • Selección vértices, aristas y caras. • Ediciones como: mover, escalar, biselar, dividir, simetría, borrado.

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Por grupos: agrupando y desagrupando.

Eje.

Simetrías.

Matrices de objetos.

Duplicar objetos, (copiar, referenciar e instanciar).

Distancia

Enlaces.

Los grupos de suavizado, mediante selecciones de diferentes partes de los objetos, sirven para modificar y definir mejor las superficies de los objetos. La organización del modelo, se realiza mediante técnicas de organización que consisten en:

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Los modificadores libres se realizan mediante selección de puntos de control. Se pude editar la malla mediante:

• Transformación en malla de polígonos. • Edición de subobjetos: modificar vértices, aristas y caras.

Operaciones boleoonas

Se realizan para la composición de un objeto mediante:

• Por unión de dos primitivas básicas. • Por intersección de dos primitivas básicas. • Por diferencia de dos primitivas básicas.

Enlace de interés

En el siguiente enlace podrás encontrar más información sobre los modificadores en 3ds Max.

SABER MÁS

EJEMPLO PRÁCTICO

VÍDEO DE INTERÉS

EL CHARACTER SETUP

El Character setup o rigging, se refiere a la animación del personaje de esqueleto, con huesos y articulaciones para que tenga movimientos realistas, pudiendo dotarlo de expresividad. Es como si se creara una marioneta virtual, preparando al personaje para la animación del movimiento. Normalmente, el diseño de personajes, se basa en animaciones antropomórficas, basados en movimientos humanos o animales. Si son objetos, se les personifica y adapta.

Método de jerarquías

Trata de construir al personaje creando partes por separado y unirlas, creando dependencias entre ellas. El modelado individual de las partes facilita el proceso de construcción del personaje y será más fácil de animar.

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SABER MÁS

EJEMPLO PRÁCTICO

VÍDEO DE INTERÉS

Las articulaciones son las uniones de un hueso con otro, que pueden tener movimientos propios, se definen como vínculos. El vínculo, es el encargado de crear una relación entre dos objetos y permite controlar uno de ellos, con el movimiento del otro. Vinculación Cadenas Kinematics

2.1 Colocación de las articulaciones y elementos móviles. La morfología del modelo

2.2 Cinemática directa e inversa

La cinemática inversa y directa, son las dos formas de la animación de un personaje 3D.

CINEMÁTICA INVERSA

CINEMÁTICA DIRECTA

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2.3 Integración del esqueleto en el modelo (Bind skind)

Unión del esqueleto a la piel del personaje, en animación con 3DS Max se realiza este proceso mediante una malla, sin esta malla o piel no se podría animar al personaje. Forma parte de la estructuración del personaje con técnicas y herramientas propias. Este método consiste en aplicar el modificador Skin a la malla y asociarle luego los huesos. La animación de los huesos influye de manera que, deforma la malla que tiene alrededor. El modificador Skin, crea dos áreas de cápsula alrededor de cada hueso. Estas cápsulas se llaman envoltorios, cada vértice que está incluido dentro del envoltorio se le asigna un peso. Si dos o más partes de la malla van a utilizar la misma estructura ósea, se le puede aplicar el modificador Skin a todas simultáneamente.

Huesos en 3ds Max Fuente: https://thomasmakehuman.wordpress.com/makewalk/defining-the-target-rig-manually/

2.4 Aplicación de deformadores. Conexión a los modelos

Los deformadores son las aplicaciones de movimiento para dotar de expresividad al personaje, normalmente se realizan en la cara, tales movimientos como parpadeo de los ojos o las expresiones de la boca al hablar.

Algunos deformadores son:

Deformador FFD

FFD space warp

2.5 Músculos, sólidos rígidos y geometrías controladas por partículas

Para crear los músculos y apreciar la deformación que sufren estos, con el movimiento de extensión y contracción cuando se anima, existe la opción de descargar diferentes plugins de internet, ya sean gratuitos o de pago.Como si de la realidad se tratara, se pueden insertar los músculos a la estructura de huesos. Combinando las diferentes capas de huesos, malla (piel) y músculos, se crea una animación realista del movimiento del brazo y la contracción-extensión de los músculos. Los sistemas de partículas, se utilizan para crear y animar muchos objetos a la vez, como los efectos meteorológicos tales como: lluvia, nieve, etc. Compuestos por pequeñas formas geométricas animadas con diferentes movimientos y opciones de velocidad, formas, cómo y cuándo aparecen en la animación. Esto es recurrente para englobar al personaje en un entorno nevado o lluvioso, donde transcurra la acción, (estando ya animada de por si por tales efectos). Existe una opción más compleja como sería una explosión denominada: flujo de partículas. También se puede emplear este sistema, para la desintegración del personaje (efecto especial) en pequeñas partículas, realizados con geometrías.

EJEMPLO PRÁCTICO

Para la animación realista de movimientos, existen unos parámetros y límites de rotación del cuerpo humano respecto a su eje en jerarquías.

2.6 Parametrización de ejes de rotación y jerarquías

Info

2.7 Asignación de pesos o influencias

Para realizar las deformaciones, se le otorga a cada vértice de la malla un peso específico por cada hueso. Los pesos comprendidos entre 0.0 y 1.0, significan que el hueso es afectado por el hueso, además de otros huesos. Los pesos parciales proceden de otros huesos y son utilizados en articulaciones como codos, rodillas, muñecas, tobillos, hombros o cadera.

• Si el hueso controla por completo ese vértice, el peso de ese vértice con respecto al hueso es 1.0. • Si el hueso no tiene influencia sobre el hueso, el peso del vértice con respecto al hueso es 0.0. • Si un hueso es afectado por otros huesos como, por ejemplo, las rodillas que son afectados por muslos y gemelos, sería un peso de 0.7 el hueso del muslo y 0.3 el hueso del gemelo. La suma de varios pesos que recibe un vértice es 1.0.

Info

ELABORACIÓN DE LOS RENDERS

Una vez se hayan creado los personajes, pesados y riggeados, hay que animar su movimiento, para dotarlos de vida, jugar con las cámaras para crear ritmo, organicidad y conseguir el cometido que os piden en la productora, creando una animación previa que, después, se renderizará acorde con el presupuesto y con el tiempo disponible.La animación en 3D usando el ordenador. Para animaciones vectoriales 2D, el proceso de renderizado es clave para el resultado. Para grabaciones, grabadas anticipadamente, los fotogramas son convertidos a un formato diferente o a un medio como una película o video digital. Los fotogramas pueden ser renderizados en tiempo real.

Renderizado

3.1 Diseño del interface de animación

• Los parámetros de animación del objeto o personaje. • Los parámetros de los modificadores que se apliquen. • Los parámetros de los materiales. • Los controles de las cámaras.

Mediante el botón de Configuración de Tiempo, permite ajustar la velocidad de reproducción, el número de cuadros o claves y el formato de la animación dependiendo del formato final. Se puede trabajar en modo automático en botón Key auto, siendo el sistema el que decide cuándo insertar las claves. O se puede trabajar en modo manual, en botón Def Keys, siendo el animador/a la que tendría que insertar las claves manualmente.

Las animaciones en 3DS Max se definen por claves (Keys) que son puntos en el tiempo, donde se define el estado de un elemento, el momento preciso. Se puede realizar la animación por diferentes parámetros, caídas de objetos, movimientos mecánicos, etc. Se puede animar cualquier cosa, teniendo presente:

Info

trayectorias

track view

FINALIZACIÓN DEL SETUP, NOMENCLATURA DE CATALOGACIÓN Y ARCHIVADO DE MODELOS Y REPRESENTACIONES

Cuando termináis de crear la animación total y está aprobada, toca el turno de renderizar, elegir qué motor de render es el adecuado para el resultado que se pide desde la productora. Si se necesita exportar un video directamente con la resolución indicada previamente o si se pide la exportación de todos los fotogramas para luego ser editados.

Finalizada el renderizado de prueba, se realiza la finalización del modelado, retocando todos aquellos aspectos que se necesiten. Se guardan los archivos creados para posteriores modificaciones o inclusión en los diferentes proyectos, para los que se vayan a utilizar. Guardando la escena como archivo. Para obtener la animación final, se debe obtener una secuencia de imágenes que la forman para, después crear un vídeo con algún software de edición de vídeo. Aunque existe la posibilidad de crear directamente el vídeo final, ya que en el programa se encuentra la posibilidad de archivado y reproducción de formatos como: AVI, MPEG, FLIC o MOV.

Cualquier animación o imagen estática, creada con aplicaciones 3D, es necesario, en ocasiones, crearle una serie de efectos finales, definidos como composición de efectos que entra dentro de la fase de postproducción.

Se pueden generar los siguientes efectos:

• Fusionar objetos de escenas estáticas o animadas con otras.
• Añadir títulos o texto a la escena.
• Crear transiciones entre escenas o cámaras.
• Añadir efectos espaciales como llamas, desenfoques, etc.
• Otro tipo de efecto en postproducción es la inclusión de audio.

Una vez sincronizado el audio y vídeo, se puede realizar la grabación de la película en el archivo elegido.

EJEMPLO PRÁCTICO

RESUMEN FINAL

CINEMÁTICA

PRIMITIVAS BÁSICAS

DEFORMADOR FFD

Para obtener la animación final, se debe obtener una secuencia de imágenes que la forman para, después crear un vídeo con algún software de edición de vídeo.