Animación de cámaras - Apuntes 12 PDF

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Description

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Cámaras en 3Ds Max Conceptos sobre fotografía y cámaras en 3D “Un director con una cámara es tan libre como un autor con una pluma” (Kubrick, 1949, http://goo.gl/ifayPG). Diariamente nos encontramos con el uso de cámaras de todo tipo: celulares, cámaras estándar portátiles, cámaras semiprofesionales, videofilmadoras, webcams, entre otros dispositivos. Nos adecuamos al uso cotidiano de tales instrumentos con el fin de capturar o registrar imágenes que nos sirvan para diversos propósitos, pero que, en cuestión, no hacemos más que reproducir el mundo que nos rodea desde nuestro punto de vista. Tenemos la tendencia de reproducir lo que vemos, pensamos y sentimos y plasmarlo en otro medio a través de diversas artes. En animación 3D, se tiende a crear un mundo virtual. Si bien no completamente un mundo, pero sí fragmentos de este, de personajes u objetos. Así también, en este mundo virtual, contamos con cámaras para adoptar diversos puntos de vista y registrar lo que elaboramos. Pero ¿por qué existen cámaras en 3Ds Max?, ¿cuál es el propósito de estos elementos? Las cámaras en 3Ds Max son nuestros instrumentos para observar y registrar lo que creamos virtualmente. Nos sirven para movernos en ese mismo espacio, para posicionarnos en diversas perspectivas mientras construimos objetos, personajes, espacios y escenas. Según su funcionalidad, tenemos cámaras de vistas, por defecto, para situarnos en el espacio virtual, sobrevolando desde cualquier perspectiva o también cámaras de vistas ortográficas, como la vista frontal, lateral o superior. Estas cámaras son a las que más estamos habituados, ya que forman parte de la interfaz misma del software para brindarnos acceso a todo punto de vista requerido para la construcción virtual del objeto o escena.

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Contamos también con otro tipo de cámaras, adaptadas para el trabajo fotográfico/cinematográfico con opciones para realizarles ajustes técnicos precisos, en función del resultado final de la imagen, como también la posibilidad de animarlas. Siendo que 3Ds Max utiliza cámaras no solo para poder adoptar vistas sobre los objetos y escenas que creamos en el software, sino además para simular cámaras reales en cuanto a resultados de procesamiento finales (render), en este segmento incursionaremos brevemente sobre teoría y conceptos de cámaras físicas. Principalmente, una cámara física se compone de los siguientes elementos: 

Objetivo (camera lens): es un conjunto de lentes, cuya misión es converger la luz y lograr una imagen nítida sobre un soporte sensible a la luz (película fotográfica, sensor de imagen), con la posibilidad de regular la cantidad de luz a través de la apertura o cierre de un diafragma circular (a modo de iris).

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Cuerpo de cámara (camera body): contiene el elemento sensible donde será generada o procesada la imagen y un obturador (shutter) que consta en una cortinilla que abre y cierra a una velocidad relativa a la intensidad de la luz, lo que permite el paso o no de esta hacia el soporte de registro.

Figura 1: Los tipos de cámaras más comunes que podemos crear en 3Ds Max

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

Las cámaras presentan numerosas opciones de versatilidad según la actividad para la que se precisen o el tipo de registro que deba hacerse. Se nos puede

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presentar la posibilidad de tener que registrar toda una escena panorámica, un paisaje completo o, por el contrario, precisar la atención sobre un detalle particular, como un ave volando a gran altura o un elemento muy diminuto. Las opciones y situaciones son elevadamente numerosas y para cada caso hay una cámara que se ajusta a tales exigencias. Para ello, debemos comprender los siguientes conceptos referidos a la fotografía:     

Plano focal (focal point): es donde se forma la imagen nítida, producto de la convergencia de luz producida por las lentes del objetivo de cámara. Plano nodal: es la ubicación relativa del centro óptico del objetivo, resultado de la sumatoria de las lentes que lo componen. Distancia focal: es la distancia entre el plano nodal (centro óptico del objetivo) y el plano focal, donde la imagen se proyecta nítida. Campo visual (field-of-view): es la región máxima de visión que permite un objetivo. Profundidad de campo (depth-of-field) es el grado de desenfoque (imagen fuera de foco o no nítida) que existe por delante y por detrás de un objeto enfocado. Dicho grado varía según el tipo de objetivo.

Figura 2: Parámetros técnicos de una cámara fotográfica

Fuente: elaboración propia. Archivo propio, inédito.

Los objetivos de distancia focal larga son llamados “Teleobjetivos”. Se caracterizan por tener la propiedad de extender la vista, acercarla, ampliarla, como lo hace un telescopio. Los objetivos de distancia focal corta se denominan “Gran Angulares” y se caracterizan por tener un enorme campo visual.

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La distancia focal característica de un gran angular es desde los 18-28 a 45 mm. La distancia focal de los teleobjetivos inicia desde los 80 mm, hasta 300 mm (Figura 3). Estas medidas se aplican en la fotografía tradicional, pero en las cámaras virtuales que trabajaremos estas medidas pueden modificarse a gusto.

Figura 3: Relación entre ángulo visual y distancia focal de lente

Fuente: elaboración propia.

El enfoque es la capacidad de lograr que el punto de interés de la escena se vea nítido. Esto se logra a través de la graduación de la distancia de un lente (generalmente frontal) que, al trasladarse mínimamente hacia delante o hacia atrás, produce el valor de enfoque/desenfoque de la imagen. Esta variabilidad es sumamente útil, ya que no podemos estar siempre moviéndonos con la cámara según dónde y cómo se ubique lo que queremos registrar. Contando con un lente versátil que puede variar el grado de enfoque sin tener que movernos nosotros, podemos discernir entre lo que queremos enfocar, tener más nítido y lo que no. A grandes rasgos, la cámara genera una imagen, que es reproducción de lo que tenga en frente de ella a través de la convergencia de luz que logra mediante un objetivo y el registro a través de un sensor de imagen. La luz recibida a través del objetivo puede ser graduada mediante la apertura y cierre de un diafragma, que actúa como el iris del ojo y del tiempo de apertura del obturador, que actúa como parpado, regulando cuánto tiempo el sensor queda expuesto a la luz. Al comenzar a crear y manejar cámaras en 3Ds Max, estaremos sujetos a trabajar con parámetros correspondientes a todos estos conceptos. Los ajustes de cámara serán siempre en función de su uso y no solo las cámaras pueden animarse, sino también sus parámetros.

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Creación y manejo de cámaras Las cámaras de 3Ds Max son elementos que actúan como objetivos, observando la escena. Son, por ende, objetos del programa que además de poder configurarse, también pueden rotarse, desplazarse, o incluso, eliminarse. El proceso de aplicación de cámaras no reviste ninguna dificultad aparente, no obstante, su correcta distribución en la escena dependerá siempre de cuanto conocimiento tengamos sobre tratamiento de la imagen. (MEDIAactive, 2015, p. 564).

Como puede verse en la Figura 4, las maneras de crear cámaras en 3Ds Max son dos:  

Desde la barra de menú principal, accediendo a través del menú Crear (Create), Cámaras (Cameras). Desde el Panel de Comandos ( Command Panel), desplegando la pestaña Crear (Create), seleccionando el icono correspondiente a Cámaras (Cameras).

Figura 4: Opciones de creación de cámaras

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

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Habiendo ubicado los accesos para crear cámaras, nos toparemos con varias opciones de tipos de cámaras. Cada una tiene una función y un manejo especifico. Estas son: 

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Cámara-objetivo (target camera): la lógica de estas cámaras se basa en disponer, por una parte, de un manipulador de direccionalidad del campo visual de la cámara y la otra parte es la manipulación del cuerpo de la cámara en sí. Para crear estas cámaras, basta con pulsar con el puntero del mouse en una posición requerida dentro del Viewport (se crea el objeto cámara) y, manteniendo pulsado y moviendo el cursor, se fija la direccionalidad del campo visual de la cámara (se crea manipulador de direccionalidad de cámara). La función principal de este tipo de cámara radica en ser mayormente usada en situaciones donde debe estar quieta, siguiendo una acción. Cámaras libres (free camera): esta cámara se compone de un único elemento. Al contrario de la anterior, la cámara libre no posee control de direccionalidad de campo visual. Solamente se puede direccionar al moverla o rotarla mediante los controles apropiados de manipulación de cámaras, haciendo de esta un elemento óptimo para ser animado. Es decir, es la cámara más viable para moverse en una trayectoria dada, seguir un objeto en movimiento o moverse a través de una escena. Su creación es sencilla. Basta con marcar en un punto específico en el Viewport y la cámara será creada (MEDIAactive, 2015).

En las últimas versiones de 3Ds Max, se incluye un tercer tipo de cámara, llamado Cámara Física (Phisical Camera). Este elemento es mayormente empleado en las labores de render fotorrealista, ya que varios de los parámetros de ajuste de esta cámara simulan precisamente una cámara real con instancias específicas en cuanto a las lentes del objetivo, formato de película o imagen de salida, entre otras posibilidades.

Tú puedes elegir cualquier ventana del Viewport para mostrar el punto de vista de una cámara. Para ello, haz clic en la etiqueta superior izquierda de la ventana gráfica y selecciona Cámaras y el nombre de la cámara en el menú emergente. Cualquier movimiento hecho a la cámara se refleja inmediatamente en la ventana gráfica. Otra manera de asignar el punto de vista de una cámara a una ventana grafica es pulsar la tecla C. Esta tecla de atajo asigna la vista de la cámara seleccionada a la ventana gráfica. Pero, si existen varias cámaras en una escena

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y ninguna está seleccionada, aparece el cuadro de diálogo Seleccionar Cámara, desde donde se puede seleccionar una cámara para su uso (Figura 5).

Figura 5: Asignas vista de cámara a vista de Viewport

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

Ahora bien, habiendo creado uno u otro tipo de cámara, ¿cómo las controlamos y manipulamos en el espacio virtual? Cuando creamos una cámara y vemos a través de esta, no podemos movernos de la misma manera que como lo hacemos normalmente en cualquier ventana gráfica. Las cámaras tienen sus propios controles de navegación, por así decirlo. Estos estarán dispuestos en la esquina inferior derecha de la interfaz del programa, justo al lado de los controles de reproducción, reemplazando a los controles de navegación de Viewports, al seleccionar una cámara y ver a través de ella.

Figura 6: Cambio de controles de Viewport a controles de cámara

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

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Puedes deshacer los cambios en las posiciones de vista normales de los Viewports utilizando el comando Shift + Z, pero no así con las cámaras (Ctrl + Z), ya que las cámaras añadidas se consideran un objeto. Figura 7: Controles de cámara

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

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Dolly Camera (Cámara de Carro): nos permite desplazar la cámara hacia delante o hacia atrás, simulando el comportamiento de desplazamiento sobre rieles de una cámara de travelling cinematográfica. Perspective (Perspectiva): afecta la posición sin alterar el campo visual, lo que produce un cambio en la manera en que se percibe la perspectiva a través de la cámara. Field of View (Campo Visual): afecta el ángulo de campo visual, sin alterar la posición de la cámara. Truck Camera (Transportación de Cámara): este control nos permite mover la cámara hacia arriba/abajo y hacia los costados, siempre de manera perpendicular a su eje de perspectiva. Walk Through (Cámara-caminata): este control específico nos brinda la oportunidad de poder manipular y mover la cámara a través de las flechas direccionales del teclado o las teclas W, A, S, D y el mouse. Si quieres ampliar tus conocimientos, puedes consultar el capítulo “Walkthrough Viewport navigation”, de MEDIAactive (2015). Roll Camera (Inclinación de Cámara): con esto, podemos inclinar la cámara hacia los costados, lo que afecta el ángulo de horizonte de la cámara. Orbit Camera (Manipulador Orbital): con él podemos direccionar la cámara en diversas perspectivas, pero siempre teniendo en cuenta que la cámara tendrá como pivote de giro el centro de su campo visual.

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Pan Camera (Paneo de Cámara): al contrario del control Orbit Camera, podemos cambiar el ángulo de direccionalidad de la cámara, teniendo como pivote a la cámara. (MEDIAactive,2015).

Parámetros de configuración de cámara Al crear una cámara a través de la pestaña Crear (Create) del panel de comandos, al tildar una de las opciones de tipo de cámara (Target/Free camera), automáticamente por debajo aparecerá un largo panel con todos los parámetros ajustables de dicha cámara que estemos por crear. En ese panel de parámetros (Figura 8), contaremos con ajustes que van desde la distancia focal del lente de cámara, hasta efectos de cámara en la salida de render. Daremos repaso por cada uno de estos parámetros a fin de entender de qué trata cada uno y de comprender el alcance que podemos obtener con un ajuste adecuado de nuestras cámaras en una escena.

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Figura 8: Parámetros de ajuste de cámara

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

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Lente de Cámara (Lens): se configura la medida de la distancia focal del lente de cámara en unidad de milímetros. Campo Visual (FOV, field of view): se estipula el grado de apertura del ángulo visual de la cámara. Gráficamente se expresa con el cono cuadrado que posee la cámara en la ventana gráfica. Proyección Ortográfica (Ortographic Projection): Esta opción muestra la vista de la cámara de una manera similar a cualquiera de las vistas ortográficas propias del Viewport, tales como superior, izquierda o de frente. Esto elimina cualquier distorsión de la perspectiva de los objetos para todos los bordes de la escena. Este tipo de vista se utiliza mucho en la arquitectura. Lentes de Stock (Stock Lenses): una pequeña tablilla nos muestra una serie de medidas preestablecidas de distancias focales de lentes que van desde 15 mm (gran angular) a 200 mm (teleobjetivo). Tipo de cámara y opciones de visualización: la opción Tipo de Cámara (Type) nos permite cambiar de una cámara libre (Free) a una cámaraobjetivo (Target) y luego volver a cambiar en cualquier momento. La opción Mostrar Cono (Show Cone) nos permite visualizar el cono de la cámara, que muestra los límites de la vista de esta cuando no está seleccionada (el cono de cámara está siempre visible cuando se

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selecciona una cámara). La opción Mostrar Horizonte (Show Horizon) establece una línea de horizonte dentro de la vista de la cámara, que es una línea de color gris oscuro donde se encuentra el horizonte. Rangos de Entorno (Environment Ranges): los valores de rango cercano/lejano (Near/far range) se utilizan para especificar el volumen dentro del cual los efectos atmosféricos como las luces de niebla y volumen deben ser contenidos. La opción Mostrar (Show) hace que estos límites se muestren como rectángulos amarillos dentro del cono de la cámara. Planos de Delimitación (Clipping Planes): se utilizan valores para designar planos de delimitación del objeto más cercano y más lejano que la cámara puede ver (MEDIAactive, 2015).

Posteriormente, prosigue toda una sección sobre efectos de cámara. Estos serán ampliados en la unidad 4. Por lo pronto, con estos parámetros podemos lograr ajustes precisos de cámara, desde el tipo de lente, hasta la distancia más cercana y más lejana de visión de la cámara. Normalmente, cuando decidimos usar una u otra cámara en 3Ds Max, ya vienen preconfiguradas. Salvo casos puntuales, la delimitación de planos o rango de entorno no son parámetros que requieran especial atención, pero sí lo es el campo visual, el tipo de lente, el tipo de cámara y, según cómo aprendamos a operar con ellas, en la interfaz del software haremos uso de las referencias visuales que nos pueden facilitar, como el cono de campo visual o el manipulador de direccionalidad de cámara. Una práctica constante y el ejercicio de prueba y error nos hará adquirir cierto modo o estilo en la manera de desenvolvernos con estos elementos.

Animación de cámara Después de analizar las cámaras virtuales, su lógica y composición, la manera en que se pueden manipular y configurar, aprenderemos sobre cómo animarlas en escena, de forma que no solo sean elementos por los cuales podemos observar lo que ya venimos viendo, a través de cualquier otra vista estándar que nos brinda el programa, sino que las vistas que asignemos o creamos tengan, además, movimiento. De esta forma, estaremos dotando de dinámica tanto a los objetos animados, como a los puntos de vista que adoptemos sobre dichos objetos, para así concretar sobre la puesta en escena 3D una puesta en cámara 3D. Examinaremos dos formas de hacerlo:

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Animación directa: consiste en animar una cámara al igual que animamos cualquier objeto, mediante fotogramas clave. Podemos posicionarla en varios lugares en la escena a medida que asignamos un tiempo correspondiente y, según el modo de animación que tengamos activo (Auto key, Set Key) iremos disponiendo los fotogramas clave. A su vez, cualquier modificación de parámetro de cámara establecerá un fotograma clave, de manera que, al ir ubicándola en la escena, también podemos ir modificando sus propiedades e ir visualizando la manera en que la cámara efectúa los cambios de sus parámetros a lo largo de la animación.

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Asistente de Cámara-Caminata (Walkthrough Assistant): 3Ds Max proporciona un asistente con el cual podemos crear de manera práctica una animación de paseo predefinida en una escena mediante la adición de una cámara a lo largo de una trayectoria, compuesta de una curva vectorial (tipo Spline o tipo Nurbs).

Con este método, podemos ver cómo la cámara se mueve siguiendo como ruta la forma de la curva que le sea asignada. Veremos cómo animar una cámara mediante asistente de Cámara-Caminata paso a paso (MEDIAactive, 2015).

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En una vista que nos sea cómoda, crearemos la línea que servirá para marcar la trayectoria de la cámara. Para ello, iremos al panel de comandos, en la pestaña Create y seleccionaremos Shapes. A partir de allí, utilizaremos Line. Para dar curvatura a la línea, mantenemos apretado el botón del mouse y arrastramos, observando cómo se curva la línea. Luego, al soltar, quedará definida la posición y podremos continuar con otro nodo. Al lograr la forma de trayectoria deseada, simplemente se hace clic secundario para salir de la herramienta de creación. Desde la barra de menú principal, iremos a la pestaña Animación y desde el menú, seleccionaremos Walkthrough Assistant (Figura 9).

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Figura 9: Acceso a panel de creación se Asistente de Caminata (Walkthrough Assistant)

Fuente: captura de pantalla del software Autodesk 3Ds Max (Autodesk Inc., 2016).

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Desde la ventana emergente, es posible crear el tipo de cámara que deseemos. En e...