Animación 3D y CGI - Con Carlos Bernal PDF

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Animación 3D y CGI

Cristian Moreno Martín

Tema 1. Introducción ¿Qué entendemos por 2D, 3D, estereoscópico y CGI? La animación 2D es la animación clásica: hasta el 95 todo era en 2D, con algunas excepciones. Por ejemplo, Blancanieves y los siete enanitos. Hay una cámara apuntando hacia abajo, dos focos y unos vidrios. Cada fotograma (24 fps) se dibujaba y se calcaba a un acetato transparente, se pintaba la línea por un lado y por el otro se daba color, se secaba y eso se archivaba: fotograma. Aunque a veces para ello se necesitaba más capas. Por otro lado, El Rey León es una película 2D con algunos acabados en 3D. En La Bella y la Bestia se hace el plano del baile en 3D con texturas en 2D: primera vez que se probaba. Poco a poco van haciendo experimentos. En cambio, la animación 3D es todo ya por ordenador. Por ejemplo, Cars, Ratatouille o Wall-e. Tenemos también 3D pero que se proyecta también en 2D y 3D, para ver con gafas, es decir, en estereoscópico. Tenemos también el 3D (CGI, la imagen generada por ordenador) + imagen real. Por ejemplo, El curioso caso de Benjamin Button, en el que se superponía el rostro maquillado de Brad Pitt (CGI) en un cuerpo real. Por otro lado, existe el 3D (CGI) + escenas de imagen real, como es el caso de Avatar, que tiene algunas escenas reales, pocas, aunque el resto es 3D. También existe el 3D (CG) pero con un acabado más realista y también los movimientos, como es el caso de Tintín, que está hecho con captura de movimiento. Esto genera un problema, porque es una película hecha por ordenador, pero no entra en animación. Cuando hablamos de animación 3D es imagen generada por ordenador que se utiliza para ficción. Puede ser: todo 3D o 3D + imagen real en diferente porcentaje. CGI significa Computer Generated Images. Además, el 3D se utiliza para videojuegos, previsualizaciones, publicidad, etc. Las promos de los videojuegos suelen tener mejor calidad, ya que se renderiza cada fotograma. El render en los videojuegos es a tiempo real, por lo que las consolas están preparadas para renderizar muy bien, pero aun así no se consigue renderizar a 24 fps. Además de eso, una película se ve en una pantalla de unos 15 metros y el tamaño de la imagen del fotograma nunca puede ser menos de 2k, sino 4k. Renderizar a 4k requiere más píxeles. Cuando se va a hacer una película de imagen real, se hace una Previsualización en 3D de baja calidad porque es relativamente caro. Hoy en día es cada vez más barato. Ahora se animan los personajes con captura de movimiento y luego se rueda la película. La empresa que empezó con esto hacía previsualizaciones de una película que luego se terminó en Londres. Ahora se hace una Previsualización donde está el director, luego parte se rueda en otro sitio y parte se hace a ordenador, es decir, cada vez se rompen más las películas. Cada vez se utiliza más el croma o plató virtual para reducir los costes, el CGI es una herramienta que se usa cada vez más. Aplicado al cine, la producción de CGI nos lleva a un tipo de producción cinematográfica específica, la producción de CGI o producción de imagen generada por ordenador. En vez de cámaras, tenemos ordenadores, siendo esta la gran diferencia. Por tanto, debemos dominar la técnica cinematográfica clásica (realización, fotografía, dirección, etc.). Otra diferencia, que veremos más adelante, es el modo de producir. 1

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El modelado es un proceso de creación de un objeto tridimensional mediante software específico. El resultado es un modelado en 3D. Es muy parecido a la escultura. Elementos del modelado 3D son los vértices, los lados, las caras, los polígonos y los elementos. Por otro lado, tenemos las técnicas de modelado. Dependiendo del uso, se plantea el tipo de modelado, siendo el poligonado el más importante. Normalmente se parten de formas primitivas, como la caja, la esfera, el plano, etc.

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Tema 2. Conceptos básicos de la animación ¿Qué es la animación? Dar vida a algo. El animador, en el fondo, tiene mucho de actor, pues les da vida a los personajes. Veremos ahora algunas técnicas de animación:  

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Animación tradicional. Fotograma a fotograma se dibujan (flip book). Es una animación 2D que se ha ido haciendo durante 50 años. Stop Motion. La idea es la misma que la anterior, pero con unos personajes 3D ya hechos (fotograma a fotograma se va moviendo al personaje y fotografiándolo). Por ejemplo, se hacen con plastilina, resina, silicona, etc. Los personajes tienen un esqueleto interno para los movimientos. o Ventaja: el personaje ya está modelado y solo tienes que fotografiarlo. o Desventaja: el modelar sin parar para los movimientos. La cámara está siempre fija, tiene poco movimiento y lento. Se centra más en el guion y en el contenido. Es más caro producir esta animación que por ordenador (muchísimas horas que pagar). Animación por ordenador. Se nos transmiten los modos de ser de los personajes (diferencia principal entre animación y mover).

¿Por qué al final conseguimos que tengan vida los personajes? Esto lo inventa Disney antes de 1936. Lo que hicieron fue observar la realidad para representarla por dibujos, plastilinas, ordenadores, etc. A partir de ahí se desarrollaron unos principios básicos de la animación para darle vida a algo, que transmitan sentimientos: 1. Squash y stretch. Son las deformaciones que se producen (caer el cuerpo y luego la cabeza del coyote, por ejemplo). Siempre se guardan los volúmenes. 2. Timing. Es el peso a través del cual podemos conocer el material (pelota de baloncesto, de tenis, etc.). También define el estado emocional al moverse más lenta o rápidamente, o también dependiendo de su peso (elefante, por ejemplo). 3. Anticipación. Exageración del movimiento. Por ejemplo, con Tom y Jerry cuando Tom “coge carrerilla” en dirección contraria a la que va a correr. 4. Staging. Es la pose que tiene el personaje al principio. Esta pose marca cuál va a ser la acción. 5. Follow through and overlap (al parar sigue el movimiento). El movimiento generado por el personaje provoca el movimiento de lo que lleva (la cola, por ejemplo). Esto hace que el personaje sea menos rígido, más creíble, etc. 6. Straight ahead action and Pose-To-Pose action. Son dos formas de animar. La segunda consiste en detectar las poses principales o claves del movimiento (ejemplo de la pelota). Entre las poses principales se intercalarán otros fotogramas en relación al timing (con las deformaciones correspondientes). Por otro lado, la primera es la animación directa fotograma a fotograma. Lo más sencillo y lo que más se utiliza al principio es la animación Pose-To-Pose. 7. Slow In and Out. Cuando un personaje arranca el movimiento, acelera, se va deteniendo y se para, haciendo la anticipación. 8. Arcos de movimiento. Visualizamos el movimiento natural de los personajes, lo que harían (por ejemplo, la ardilla de Ice Age), con el timing correspondiente.

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9. Exageración. Ver y estudiar las físicas para luego exagerarla (se estira demasiado el cuello, se le salen los ojos, etc.). Se usa para transmitir mejor las sensaciones. 10. Acción secundaria. Se puede confundir con el overlap, pero se trata de cuando una acción mueve a otra acción (por ejemplo, un jinete cabalgando, con un movimiento diferente al del caballo). 11. Appeal o apariencia. Cuando se diseña el personaje, se pone a contraluz para ver su silueta y ver si es reconocible (por ejemplo, el pacto con el espectador para Mickey Mouse). Así se ve si un personaje tiene potencia gracias a su diseño (Shrek). No siempre se utilizan todas las características, pero sí la mayoría y con diferente grado dependiendo de los personajes y del tipo de animación. Rigging de personajes Es dotar al modelo 3D de una serie de manejadores que nos permiten manipularlo como si fuera una marioneta. Al realizar el rigging debemos, previamente, pesar la malla: vincular una cadena de huesos a un objeto 3D, calculando la influencia de cada hueso en la malla. Se asocia un manejador a una zona de la malla. Lo v eremos más adelante con mayor detenimiento. La captura de movimiento Recibe también el nombre de MOCAP (MOtion CAPture). Es la grabación digital de movimientos de un actor real para aplicarlos luego a un modelo 3D. El sensor colocado al personaje u objeto es detectado en el espacio y se transmite al ordenador al moverse. La ventaja es que se anima todo al mismo tiempo, a tiempo real. Sin embargo, la captura de movimiento tiene algunas limitaciones como cuando el personaje quiere estirarse. Al principio eran capturas de movimiento magnéticas en campos magnéticos muy pequeños (ya no se usa). Luego llegaron las capturas ópticas con infrarrojos, en la que las cámaras reciben los infrarrojos de los dispositivos colocados en los personajes. La última funciona con sensores de inercia. La óptica tiene una limitación está siempre limitado a un espacio. Pero la captación por inercia no tiene ese límite, pues todo se transmite por bluetooth sin necesidad de cámaras. Aun así, la óptica es muchísimo más precisa, aunque más lenta.

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Tema 3. Historia de la animación Estamos ante una técnica nueva y muy joven. El cine de imagen real, por ejemplo, lleva 100 años, mientras que el CGI unos 30. Realmente, lo novedoso es tener un nuevo tipo de “folio en blanco”, una herramienta capaz de todo gracias al ordenador. Estudiaremos a continuación el caso de Pixar, en la que se da una perfecta sinergia entre arte, tecnología, visión de negocio y contar historias. Las cuatro personas más importantes fueron John Lasseter (arte), Ed Catmull (tecnología), George Lucas (cine, contar historias) y Steve Jobs (negocios). Ed Catmull se plantea en 1972 la posibilidad de hacer películas por ordenador. Se propone construir un equipo, y lo conseguirá 10 años después. Estudió física, centrándose en la informática. Su tesis la realizó sobre los gráficos en los ordenadores. Comenzó a hacer experimentos, los primeros “experimentos” CGI. Por ejemplo, hizo un molde de yeso de su propia mano, la escaneó e hizo una mano digital moviéndose (proyecto final de la tesis). Al terminar la universidad, es fichado como jefe de un laboratorio dedicado a los gráficos por ordenador. Al mismo tiempo, John Lasseter, animador formado en Cal Arts y admirador de Disney, se interesa por las posibilidades de los ordenadores (quería llegar a todos los públicos, no solo a los niños). Se entera de que Disney necesita “cantera” con su escuela Cal Arts, y allí estudiará, rodeándose de figuras como Tim Burton (atmosfera muy creativa que ayudaba a crear muchos talentos). Termina trabajando en Disney mientras que Catmull trabaja con los gráficos por ordenador en el laboratorio. Por otro lado, George Lucas estudia en USC, siendo Star Wars su primer éxito. Para Star Wars, creó un equipo de efectos especiales llamado ILM, teniendo también un éxito inesperado. En vez de desmontar el ILM, sigue con ello adelante, aunque los efectos especiales le costaron mucho esfuerzo. Pensó entonces en que sería posible digitalizar por ordenador los efectos especiales, intuye que en los ordenadores hay un gran potencial para esto. Por último, Steve Jobs, amante de la tecnología, monta Apple en 1976 con un amigo y desarrollan el Apple II. Le echan de Apple y compra Lucasfilm Computer Division, que pasará a llamarse Pixar gracias a su producto más conocido en 1986. ¿Qué ocurre entonces? Lasseter comienza a proponer cosas en Disney, quiere usar los ordenadores para avanzar, lo que choca con cierto inmovilismo de Disney (creían que los ordenadores les quitarían los puestos de trabajo). Lo echan de Disney, aunque a algunos les agradaba la idea. La escena de TRON (1982) fue la primera en la que se trabajó con la digitalización por ordenador. Esta escena llevó mucho tiempo y trabajo, pero era algo revolucionario. Lasseter convence a Glenn Keane para hacer un test en el que los personajes fueran dibujados en 2D y el fondo 3D con ordenador: “Where The Wild Things Are” (1983). Con esto se quiso demostrar las posibilidades del ordenador. Esto fue lo que asustó a los animadores de Disney, y echaron a Lasseter. Mientras tanto, Catmull sigue haciendo sus experimentos gráficos. En Lucasfilm, la idea era seguir haciendo efectos, por lo que terminan contratando a un grupo de New York y a Catmull. A Catmull, realmente, no le atraía la idea de los proyectos de Lucas, pero sí que Lucas estuviese tan ligado al cine (su sueño era lograr hacer películas completas de animación), por lo que se unió a él. Terminaron buscando también a un animador, por lo que contrataron al recientemente despedido de Disney Lasseter.

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El primer fotograma que consiguieron hacer con los píxeles correctos y polígonos fue “The Road to Point Reyes” en 1983. Luego desarrollaron el Motion Blur para que la imagen fuese más hiperrealista (1984). Esto fue un avance importante, pero seguimos hablando de un solo fotograma quieto y no de un largometraje. Por otro lado, Lucas seguía soltando dinero, pero el avance era lento. Consigue que les encarguen una prueba para la película “The Young Sherlock Holmes” en el que, tras filmar la imagen real, se le debía agregar los efectos especiales por ordenador (1984, Lucasfilm Computer Division). Siguen avanzando, queriendo mejorar la calidad, y comienzan a hacer cortometrajes, pequeñas historias que pueden enseñar el potencial, experimentales. Realizaron así, en 1984, el cortometraje de los dos flexos para un concurso y conseguir encargos. A partir de ahí, se centraron en contar historias a través de cortometrajes experimentales. Sin embargo, a Lucas se le cae el alma a los pies al ver el cortometraje de “The Adventure of André and Waly B”. Decide entonces deshacerse del departamento en el que tanto dinero estaba invirtiendo. Coincide con que a Jobs le echan de Apple. Jobs compra entonces Lucasfilm Computer Division por 10 millones de dólares, pasando ahora a llamarse Pixar (nombre del hardware que vendían hasta la fecha). Realizaron, además de cortos, spots para televisión. En Pixar, Lasseter se dedicaba a la parte artística, Catmull a la técnica y Jobs a la financiera, quedando Lucas fuera de esto ya. Pasó que Pixar comenzó a perder mucho dinero (todo era carísimo y la demanda no era demasiado alta debido a la poca calidad de las imágenes), pero Jobs asume las pérdidas. Habla con Disney para ofrecerle los servicios y, para que los contraten, desarrollan un software para pintar los acetatos de los dibujos (Disney se ahorraría mucho tiempo). El servicio de hardware le fue vendido a Vicom más tarde, mientras que Disney, usando cada vez más los ordenadores, intenta volver a fichar a Lasseter. Pero este dice que no. En 1991, consiguen firmar un acuerdo entre Pixar y Disney para producir tres películas. Pixar producía y hacía la película, mientras que Disney ponía el dinero y la distribuía. Se unen con la idea de hacer la primera película hecha por ordenador: Toy Story. Al principio, a Disney no le gustó nada, por lo que se replanteó toda la película desde el principio. Después de mucho trabajo, se logra finalizar en 1995, siendo el primer largometraje totalmente CGI de la historia del cine. Tenía una premisa genial, los juguetes cobran vida, etc. Costó 30 millones de dólares y recaudó 360 millones aproximadamente, sin contar la venta VHS y DVD (éxito inesperado). Pero el nombre de Pixar no aparecía por ningún lado. Disney se da cuenta entonces de la gran oportunidad que tenía. La segunda película fue Bichos en 1998, y esta vez sí apareció el nombre de Pixar en la portada. Su presupuesto fue de 45 millones y recaudó 296 millones. La tercera fue Toy Story 2 en 1999. Sube el presupuesto a 90 millones, mientras que se recaudan más de 400 millones. El resto de las productoras estaban expectantes, no se atrevían todavía a lanzarse al mundo de la animación, y George Lucas se tiraba de los pelos por haber vendido por 10 millones algo que actualmente tiene tanto éxito. Etapas en la producción de un largometraje de animación 3D Tenemos un equipo de entre 200 y 300 personas que trabajan a lo largo de 3 o 4 años. No están siempre las 300 personas, sino que se van incorporando o saliendo como veremos a continuación. Producir animación 3D es muy caro, pero compensa porque tienen una mayor

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vida, un mayor recorrido (mayores ingresos). Los personajes de animación, por ejemplo, no tienen condicionantes ideológicos como los personajes reales. Hay una primera etapa de desarrollo (10-12 meses), seguida de una preproducción (911 meses), una producción (16 meses) y una postproducción (6 meses). Se comienza con una gran cantidad de personas en el desarrollo, va disminuyendo y quedan unos cuantos para la producción (ocurre igual de preproducción a producción). En producción está el grueso de la gente, además que confluye gente de preproducción al principio y postproducción al final. En postproducción se empieza con poca gente y va aumentando el número hasta el final. En la etapa de desarrollo se trabaja el guion y el storyboard, haciéndose también un poco de desarrollo visual (se busca financiación en general). Por otro lado, en la preproducción se lleva a cabo todo el desarrollo visual, la previsualización (el final de la previsualización entra en la producción), el modelado (se termina en producción) y el principio del texturado. Luego, en la producción, se termina el modelado, se desarrolla el texturado, el layout, la animación, la iluminación (la gran parte, pero se finaliza en postproducción), el render (también se terminará en postproducción) y se comienza con la composición y FX (se desarrolla y termina en la postproducción). En imagen real se hace la preproducción, un rodaje no largo y postproducción, siendo necesarios uno o dos años, menos tiempo (ventaja). Pero hay menos tiempo para corregir y menos salidas (desventaja). En cambio, en las películas de animación se tiene mucho más tiempo para corregir, al igual que tiene más salidas (ventaja). Pero un error que no veamos se puede arrastrar hasta el final o a otras etapas y perder mucho tiempo, dinero y avance (desventaja). El guion, de aproximadamente 80 o 90 paginas, es el primer paso y en él se hacen muchísimas anotaciones. Se pasa luego al storyboard (la historia en viñetas), en el que se dibujan en cada viñeta las poses claves de los movimientos. Luego pasamos al desarrollo visual (cómo van a ser las escenas y los escenarios, el ambiente, el color, etc.). Seguimos avanzando y llegamos a la previsualización de la película en baja calidad y con voces, incluyendo unos layouts previos (encuadres). Seguimos con el modelado de todo: escenarios, atrezzo, personajes, etc. El texturado es la siguiente fase, que va de la mano de la iluminación, y se aplica la textura creada o descargada en el modelado anterior para darle color y relieve/textura. Avanzando, llegamos al layout, que son los encuadres de cámara con referencias para la perspectiva. Luego se lleva a cabo la animación (cámaras, personajes y escenarios) y la iluminación de acuerdo a los dibujos a color. La siguiente eta es el render (proceso de cálculo de la imagen), la composición y los efectos (humo, fuego, etc.). Departamentos El primer departamento, teniendo ya el guion, es el de storyboard. Este departamento realiza el primer paso que ayuda a visualizar la historia. Luego entra el de Arte, que diseña el look de la película de acuerdo al guion e intención del director. Esta área se divide en dos partes: diseño de personajes y de escenarios. Una importante tarea de este departamento es el guion de color. El departamento de modelado es el responsable de crear todo el espacio tridimensional en el ordenador. Mod...