Animación por fotogramas clave y animación esquelética
La animación por fotogramas clave especifica el movimiento en momentos seleccionados e interpola entre ellos, y la animación esquelética impulsa la superficie de un personaje a través de una jerarquía subyacente de huesos.
Definition
La animación por fotogramas clave interpola los parámetros de la escena entre las poses clave establecidas por el artista, y la animación esquelética deforma la malla de un personaje según la pose de una estructura ósea jerárquica.
Scope
Este tema abarca la interpolación de posiciones y orientaciones, incluida la interpolación de cuaterniones para rotaciones, esqueletos articulados y cinemática directa, el "skinning" que une una malla a los huesos, y la cinemática inversa que resuelve los ángulos de las articulaciones para cumplir los objetivos posicionales.
Core questions
- ¿Cómo se generan fotogramas intermedios suaves a partir de poses clave?
- ¿Cómo se interpolan las rotaciones sin distorsión?
- ¿Cómo deforma una jerarquía de huesos la superficie de un personaje?
- ¿Cómo se encuentran los ángulos de las articulaciones para alcanzar una posición objetivo?
Key concepts
- Interpolación de fotogramas clave
- Interpolación de splines y cuaterniones
- Jerarquías óseas
- Cinemática directa
- Cinemática inversa
- Skinning y pesos de skin
Key theories
- Interpolación de rotación por cuaterniones
- Representar las orientaciones como cuaterniones unitarios e interpolarlas con interpolación lineal esférica produce una rotación suave y de trayectoria más corta, sin el bloqueo de cardán y la distorsión de la interpolación de ángulos de Euler.
- Cinemática directa e inversa
- La cinemática directa calcula la pose de un personaje a partir de los ángulos de las articulaciones a lo largo de una jerarquía ósea, mientras que la cinemática inversa resuelve el problema inverso más difícil de encontrar los ángulos de las articulaciones que colocan un efector final en una ubicación deseada.
Clinical relevance
La animación por fotogramas clave y la animación esquelética son la base de la animación de personajes en películas y juegos, de avatares en realidad virtual y aumentada, y del movimiento articulado en robótica y visualización biomecánica.
History
Los sistemas de fotogramas clave descienden de la animación tradicional; las curvas de cuaterniones de Shoemake de 1985 resolvieron la interpolación suave de rotaciones, y el "skinning" con cinemática inversa se convirtió en estándar para personajes articulados en las cadenas de producción.
Key figures
- Ken Shoemake
- Rick Parent
Related topics
Seminal works
- shoemake1985
- parent2012
Frequently asked questions
- ¿Qué es un esqueleto en animación?
- Es una jerarquía invisible de huesos dentro de un personaje; mover los huesos deforma la malla de superficie adjunta a través del "skinning", por lo que los animadores posan el esqueleto simple en lugar de cada vértice.
- ¿Por qué usar cuaterniones para la rotación?
- Los cuaterniones interpolan las rotaciones suavemente a lo largo de la trayectoria más corta y evitan el bloqueo de cardán, un problema en el que las representaciones de ángulos de Euler pierden un grado de libertad y producen un movimiento brusco o indefinido.