Historia y evolución de la animación por computadora

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Enfoques

historia

Consideraciones

historia y evolución de la animación por computadora

Entre sus orígenes se encuentra la generación del primer escáner digital en 1957, desarrollada por Russell Kirsch, era un escáner de tambor; el cual servía para medir las variaciones de intensidad en la superficie de una fotografía.

Primera imagen digital

Edward Zajac produjo una de las primeras películas generadas por computadora en los laboratorios Bell, titulada A Two Gyro Gravity y Ken Knowlton desarrolló el sistema de animación Beflix (Bell Flicks), el cual fue utilizado para producir decenas de películas.

Primeras Películas Generadas por Computadora

En 1960, William Fetter acuñó el término “gráficas computacionales” para describir su trabajo en aquella época. El trabajo de Fetter incluía el desarrollo de descripciones ergonómicas del cuerpo humano que fuesen tanto precisos como adaptables a varios ambientes, lo cual dio como resultado a la primera figura "wire-frame" tridimensional animada. Tales figuras humanas se convirtieron en íconos de las primeras gráficas computacionales, y comúnmente referidas como "Boeing Man".

La primera figura "Wire-Frame" tridimensional

Para 1967, Michael Noll utilizaba su técnica de animación 4D para crear secuencias de títulos para el cortometraje Incredible Machine (producido por Bell Labs) y el especial de televisión The Unexplained (producido por Walt DeFaria).

Animación 4D para Secuencia de Títulos

Michael Noll creó una película 3D con la técnica de proyección estereográfica y para 1967 utilizaba su técnica para crear secuencias de títulos del cortometraje Incredible Machine y el especial de televisión The Unexplained.

Película 3D - Técnica deproyección estereográfica

La primera máquina que alcanzó fama en los medios fue Scanimate, una computadora análoga diseñada y construida por Lee Harrison de la Corporación de Imágenes Computacionales en Denver. A partir de 1969, los sistemas Scanimate fueron utilizados para producir varias de las animaciones vistas en comerciales y títulos de series de la época. Era capaz de crear animaciones en tiempo real lo que significó un gran avance en esos momentos.

Scanimate

El Programa de Ciencias de la Computación de la Universidad de Utah fue fundada por David Evans en 1965, y muchas de las técnicas básicas del 3D fueron desarrolladas a principios de los 70’s con el proyecto ARPA. Entre tales técnicas se encuentran los sombreados Gouraud, Phong, y Blinn, mapas de texturas, algoritmos de determinación de cara oculta, subdivisión de superficies, trazado de líneas en tiempo real y los primeros intentos de realidad virtual.

Técnicas Básicas del 3D

En 1968 un grupo de físicos y matemáticos soviéticos con Nikolai Konstantinov al mando crearon un modelo matemático para determinar el movimiento de un gato. Con ayuda de una computadora BESM-4, idearon un programa capaz de resolver ecuaciones diferenciales ordinarias para dicho modelo. La computadora devolvía el resultado de cientos de posiciones en papel utilizado los símbolos del alfabeto y después eran filmados en una secuencia, dando origen al primer personaje animado, el andar de un gato.

Primer personaje animado por computadora

En 1963, Ken Knowlton desarrollo el sistema de animación BEFLIX (Bell Flicks) para películas producidas por computadora usando mapas de bits, bitmap, el cual fue utilizado para producir decenas de películas por artistas como Stan VanDerBeek, Knowlton y Lillian Schwartz. En lugar de valerse de programación en bruto, Beflix utilizaba primitivas básicas, como trazar una línea, copiar una región, llenar un área, acercar, etc.

Sistema de Animación BEFLIX

El artista Peter Foldes, lanza el filme Metadata en 1971. Su película constaba de dibujos animados que cambiaban gradualmente de una imagen a texto, valiéndose de la técnica conocida como "interpolación" (también conocida en inglés como "inbetweening" o "morphing"), la cual también es utilizada en numerosos trabajos durante la década de los sesenta.

Interpolación

Colin Emmett y Alan Kitching desarrollaron su primer sólido renderizado a un color, para la animación del título para el especial de televisión de la BBC The Burke Special.

Creación de Antics, primer software desarrollado para crear animaciones sin lenguaje de programación, hecho por Kitching en 1973. También surgió el primer largometraje que utilizo procesamiento de imágenes digitales para la película Westwold, realizada por Michael Crichton.

Primer largometraje en utilizar el procesamiento de imágenes digitales

En 1974, Foldes consumó su trabajo titulado "Hunger / La Faim", la cual fue una de las primeras películas en mostrar la renderización de un sólido.

Renderización de un sólido - película "Hunger / La Faim"

La primera vez que se utilizaron imágenes en 3D fue en la secuela de “Westworld” titulada Futureworld (1976), dirigida por Richard T. Heffron. En ella se mostró una mano y rostro generados por computadora, creados por los entonces recién egresados de la Universidad de Utah Edwin Catmull y Fred Parke, las cuales habían utilizado en su corto experimental de 1971 llamado “A Computer Animated Hand”.

Utilización de imágenes 3D en un largometraje

Con la llegada del CGI en 3D, la interpolación de modelos fotorealistas hizo posible alcanzar resultados similares al “morphing”, aunque técnicamente se traten de procesos completamente diferentes. Uno de los primeros intentos por utilizar esta técnica fue en película de 1977 de Nelson Max Turning a sphere inside out.

Primeros intentos de interpolación 3D

En esta época, se logró un paso más hacia el realismo en la animación 3D gracias al desarrollo de fractales. En 1979–80, la primera película en hacer uso de fractales fue Vol Libre de Loren Carpenter. En ella se mostraba un vuelo sobre un paisaje conformado por un fractal, y dicho video fue presentado en la SIGGRAPH de 1980.

Fractales

Surge "The brave little toaster", primera caricatura en ordenador, propuesta por Lasseter a Disney. Un año después se realizó la fundación de Silicon Graphics, Inc (SGI) en 1981 por Jim Clark, dedicada a la fabricación de equipos de cómputo de alto nivel y software. Crearon el Geometry Engine transformaciones matemáticas que daban lugar a un espacio 3D.

Primera caricatura en ordenado

Quantel lanzó el “Paintbox“, El primer sistema de animación para usuarios finales, diseñado para la creación y composición de contenidos gráficos y de video para la televisión.

Paintbox

La primera película en hacer un uso extensivo del CGI fue Tron, dirigida por Steven Lisberger, en 1982. Tron es recordada por marcar el inicio de una nueva era para los efectos especiales en la industria del cine, aunque en total fuesen utilizados apenas 20 minutos de animación, principalmente en las escenas que muestran al mundo virtual y en vehículos como motocicletas de luz, tanques y naves.

Primeros sólidos CGI stilizados en Hollywood - Tron

En 1986 se logró refinar la técnica de "morphing" para la película Star Trek IV: The Voyage Homel. La película incluía la secuencia de un sueño en donde la tripulación viaja en el tiempo hacia el pasado, y sus rostros se transforman en otros. Para lograr el efecto, se empleó una nueva tecnología de escáner 3D, desarrollada por Cyberware para digitalizar las cabezas de los miembros del reparto y usar el archivo resultante para crear los modelos por computadora.

Interpolación 3D

La primera cinta cinematográfica en donde se usó la técnica del “morphing” o transformación fue en 1988 con la película de fantasía "Willow" de Ron Howard, donde el personaje principal, Willow, usa una varita mágica para transformar a un animal en otro, y en otro y finalmente a una hechicera.

Interpolación y "morphing"

A finales de los años ochenta se presento un nuevo hito dentro de la animación por computadora en el 2D: el desarrollo del sistema de Disney "CAPS". Los dibujos de los animadores y los escenarios eran escaneados en una computadora, y los dibujos animados eran entintados y pintados por artistas digitales. Posteriormente, dibujos y escenarios eran combinados utilizando un software que permite realizar movimientos de cámara, multiplanos y otras técnicas, incluyendo la composición con material 3D.

Walt Disney & CAPS

La primera película que utilizó el sistema CAPS de Disney fue La sirenita de 1989, para la escena cercana al final del arcoíris, pero el primer uso a gran escala fue en Bernardo y Bianca en Cangurolandia, siendo ésta la primera película animada de forma tradicional en producirse por computadora, e inclusive, la primera película 100% digital que se había producido hasta ese entonces.

Primera Película Animada de Forma Tradicional en Producirse por Computadora

Disney y Pixar anuncian un acuerdo para producir "La bella y la bestia", "Terminator 2" a y "Jurassic Park" en 1993.

Lanzamiento de mas peliculas

• Match moving se refiere a la técnica de seguimiento de cámara, que registra el movimiento para replicarlo en una computadora. La técnica puede ser utilizada tanto en 2D como en 3D para agregar elementos a las imágenes en vivo y añadir CGI como si hubiera estado ahí desde el inicio. Uno de los primeros software comerciales en utilizar Match Moving fue 3D-Equalizer por Science y rastrack de Hammerhead Productions,126 ambos lanzados a mediados de los noventa.
• El registro por computadora de movimientos comenzo a popularizarse en los años noventa, incluso algunos videojuegos comenzaron a usarlas para animar a sus personajes, siendo Highlander: The Last of the MacLeods , de1995 para Atari Jaguar, uno de los primeros en usar Mocap.
• En 1995 Disney-Pixar estrenaron el primer largometraje animado por computadora, Toy Story, la cual resultó ser un gran éxito comercial en todo el mundo.

Match MovingCaptura de MovimientoToy Story

Durante los 90's, la tecnología permitió que se añadieran dobles virtuales en las escenas de riesgo y junto con el Match Moving, se desarrollaron efectos que hasta entonces eran imposibles. Los dobles generados por computadora comenzaron a usarse para crear escenas con muchas personas, gracias a simuladores de multitudes.

Dobles Virtuales y generadores de multitudes

• A inicios de la década del 2000 comenzó la cinematografía virtual, siendo consideradas las películas The Matrix Reloaded y The Matrix Revolutions las primeras que contaron con un diseño tan convincente que era difícil distinguir si en una escena había actores reales tomados con una cámara convencional o modelos 3D con simulaciones de cámara.
• En el año 2000, un equipo liderado por Paul Debevec logró capturar adecuadamente (y simular) los reflejos sobre un rostro humano, valiéndose de una caja de luz virtual. Estos avances fueron la pieza fundamental para dar inicio a las versiones digitales de los actores en las películas.
• En la televisión es habitual el uso de estudios virtuales los cuales permiten combinar personas en tiempo real con otros objetos y ambientes CGI de forma fluida.

Cinematografía Virtual Simulación de Superficies en un Rostro Humano Estudios Virtuales

En 2002, Peter Jackson con su película El Señor de los Anillos: las dos torres utilizó el primer sistema de captura de movimiento en tiempo real, lo que permitió al actor Andy Serkis animar el modelo 3D de Gollum en directo como si estuviera vivo.

El Señor de los Anillos

Da lugar el lanzamiento de la película "Los increíbles”. Donde se utilizó un nuevo software y la nueva tecnología “goo”. Disney y Pixar llegan al final de su contrato, por ello desaparece el 2D.

Los increíbles

Se demuestra el alto nivel de animación y el avance de la tecnología que logra el cálculo de cada movimiento, de los personajes, en el largometraje: WALL.-E, en la escena del baile en el espacio entre EVE y WALL-E donde se mueven al ritmo de la música.

WALL.-E

Se demuestra el alto nivel de animación y el avance de la tecnología que logra el cálculo de cada movimiento, de los personajes, en el largometraje: WALL.-E, en la escena del baile en el espacio entre EVE y WALL-E donde se mueven al ritmo de la música.

WALL.-E

Sale la película “Cars 2" donde se aprecia el detalle que puede darse a las texturas y colores que emanan a través de la pantalla.

Cars 2

Durante la expo SIGGRAPH 2013 Activision junto con la USC presentaron un rostro digital capaz de reaccionar en tiempo real llamado "Ira", utilizaron el sistema Light Stage X que emite 20 patrones de luz sobre el rostro y con una serie de fotografías obtiene un modelo 3D de alta resolución junto con texturas de una persona.

CGI en los 2010

Parecen animaciones muy realista como se pude observar en el cortometraje de "Valiente" (Brave) de los directores Mark Andrews, Brenda Chapman & Steve Purcell.

Valiente" (Brave)

Actualmente proliferan los videojuegos 3D, en los cuales la animación por computadora es clave en la creación de personajes y entornos, ya que cada personaje debe ser tratado desde el proceso de creación/ modelado, texturizado, rigging, hasta el momento en que se anima con diferentes acciones que serán importadas al videojuego más adelante.

Videojuegos 3D

La animación por computadora, comenzó entre los 40s y 50s, con la creación de una serie de películas experimentales con un dispositivo creado a partir de una antigua computadora análoga llamada Predictor Kerrinson. Dicha computadora estaba conectada por servo motores para controlar el movimiento de las luces e iluminar objetos. Estos fueron los primeros ejercicios de control de fotografías en movimiento, realizados por John Whitney y su hermano James. Jhon fue un animador estadounidense, compositor e inventor, actualmente es conocido como el padre de la animación por computadora.

La intención de la animación digital es seguir creciendo en los principales campos en que se desarrolla en la actualidad, como los videojuegos, el cine, la realidad virtual y la arquitectura, e incluso podría desarrollarse vigorosamente en más campos, por ejemplo, el educativo.

La animación digital aún tiene mucho que ofrecer en todos los campos en los que se desarrolla, resulta bastante evidente su evolución; simplemente si se observa la industria del cine, donde año con año vemos películas con efectos especiales cada vez más realistas, así como animaciones con un nivel cada vez más alto de detalle. Conforme avanza el tiempo se dificulta cada vez menos el desarrollo de la multimedia, se considera que en un futuro esto podría facilitar la fusión con otros campos; uno de los principales sería el educativo, el cual, con ayuda de la realidad virtual, podría hacer que los alumnos quedaran más inmersos en el proceso de aprendizaje.