Línea de Tiempo - Apuntes 14 PDF

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Línea de tiempo (timeline) Introducción a la interfaz de animación “Es increíble que cuando alguien ve una buena pintura, nadie piense qué pincel utilizó el artista, pero cuando es animación 3D, la gente sí lo piense, como si fuese el programa el que hiciera la obra” (Lasseter, John, http://goo.gl/Kv4LXQ)

Bienvenidos a la materia Generalidades 3D II. En esta materia, ahondaremos sobre las herramientas principales y necesarias del software 3ds Max, referidas a la animación, de manera generalizada, con el objeto de tener y entender una base sobre cómo mover objetos, cámaras y luces en el espacio y en el tiempo virtuales. También nos introduciremos en el manejo propiamente dicho de cámaras y luces 3D, a fin de confeccionar la iluminación y puntos de vista en escena. Y, en un aspecto más bien estético, veremos parámetros básicos de materiales nativos que el software nos ofrece. Conoceremos las herramientas óptimas para dar el procesado final de un proyecto 3ds Max: el renderizado. Aprenderemos cómo exportar imágenes, secuencia de imágenes y ajustes de parámetros básicos para concretarlo.

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El objetivo es concebir un manejo adecuado del software en función de la puesta en escena virtual. Comprender la interfaz de manejo de tiempo, la puesta de cámara, iluminación y, finalmente, el procesamiento de la escena. Figura 1: Los momentos clave de una animación

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

Empezar hablando de línea de tiempo y de fotogramas clave sería injusto sin comenzar abordando, básicamente, lo que es la animación 3D en sí. En un aspecto puramente técnico, la animación por software se efectúa en el cálculo que realiza el programa, con base en la lectura de valores diferidos (interpolación) entre un fotograma clave y otro subsiguiente. El programa realizará la animación tras calcular que un Objeto M primero está en un momento A, y tras un tiempo, el mismo objeto está en un momento B, por lo que el software reconstruye, a modo de trayectoria, el movimiento del objeto M del punto A al punto B, usando estos dos como referencia y sin tener que necesitar una secuencia completa de fotogramas clave para hacerlo. En el uso de la herramienta, somos nosotros quienes disponemos los momentos espacio y tiempo de tal o cual objeto y definimos situaciones de trayectorias o, más bien, animación propiamente dicha, simple o compleja. Esto no es más que mencionar un proceso aparentemente sencillo que el programa hace por nosotros a la hora de realizar los cálculos. Podemos ejemplificar con un objeto moviéndose de A hacia B o podemos describir minuciosamente un ciclo de caminata y los momentos de aceleración y desaceleración de cada extremidad. No estaremos exentos de trabajar con esta técnica.

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Pero, al hablar de animación por software (y de todo trabajo de animación en general) no solo estamos refiriéndonos a la disposición de valores espaciales a lo largo del tiempo. Como tal, animar un personaje, un objeto, un entorno, requiere de criterios de observación e interpretación de cómo se comporta el mundo dinámicamente, de cómo las personas caminan, la inercia en función del peso y la masa o volumen de las cosas. Esto no es solamente trasladar un objeto del punto A al punto B, sino lo que sucede desde que se parte del punto A hasta que se llega al punto B. Observar y apreciar el dinamismo de las cosas no nos enseña precisamente las instrucciones de un software, pero sí nos da un criterio, un punto de vista, un enfoque y la visión anticipada de lo que queremos traducir en animación. Ya con la idea concreta de lo que queremos plasmar en movimiento, solo nos queda traducirlo y materializarlo mediante herramientas. Y, a partir de eso, sí nos podemos abocar a especializarnos en softwares adecuados, necesarios o precisos en una rama particular, como animación 3D. El criterio de observación, el punto de vista, la visión de las cosas son cuestiones más bien personales que radican en cada uno y cada uno tiene sus métodos para comunicarlos, para exteriorizarlos. En una producción audiovisual, la razón más importante de un director es saber comunicar adecuadamente su visión a un equipo de personas. Esta persona, como director, sabe y conoce el alcance de sus herramientas para hacerlo, de lo contrario, la mecánica de equipo no funciona y muchos proyectos perecen por una simple cuestión de comunicación. A grandes rasgos, la capacidad técnico-artística de un animador se mide tanto por su criterio y visión personal de las cosas, como así también el manejo en las herramientas necesarias para concretar un producto visual, para poner ese criterio en marcha. Por lo tanto, y sin ir más lejos, haremos un breve repaso por la interfaz del programa.

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Figura 2: Interfaz por defecto de 3ds Max versión 2016

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

La interfaz es el conjunto de controles que permiten acceder a las funciones del programa. Sin una buena interfaz, posiblemente, nunca se utilicen muchas de las mejores características del software o puede pasar cierto tiempo frustrante hasta localizar esas características. Una pieza de software puede tener todas las características más grandes, pero si el usuario no puede encontrar o acceder a ellos, el software no será utilizado en todo su potencial. Y, precisamente, 3ds Max es un potente software con algunas características sorprendentes. Por suerte, la interfaz hace que estas características sean fáciles de encontrar y usar, aunque en un principio dicha interfaz resulte ser un poco intimidante para los nuevos usuarios. El propósito de la interfaz es hacer que las funciones de software sean accesibles a fin de optimizar el tiempo de trabajo y hacerlo más ameno. Algunos de estos métodos de acceso son más rápidos que otros. Este diseño es intencional, ya que ofrece un comando intuitivo a los nuevos usuarios y accesos rápidos a los usuarios avanzados. A grandes rasgos, la interfaz general del software 3ds Max está compuesta por los siguientes elementos, como se muestra en la figura 3.

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Figura 3: Desglose general de los elementos de interfaz

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

Barra de títulos y menús: esta es la fuente, por defecto, de la mayoría de los comandos y accesos a herramientas y utilidades de la interfaz. Se encuentra a lo largo del borde superior de la ventana de 3ds Max. Barra de herramientas principal: aquí se incluyen los botones de íconos de simple acceso a diversas características principales como, por ejemplo, características de herramientas, accesos a paneles de Render, materiales, entre otros.

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Pestaña de modelado ( modelling ribbon): situada debajo de la barra de herramientas principal, la pestaña de modelado proporciona un acceso rápido a las funciones de modelado poligonal. Ventana de vistas (viewport): cuatro vistas separadas muestran la escena desde diferentes puntos de vista, incluyendo superior, frontal, izquierda y la perspectiva. Panel de comandos (command panel): el panel de comandos se encuentra a la derecha de las ventanas de vista. Este tiene seis iconos de pestañas de paneles en su parte superior. Cada panel incluye implementaciones que contienen diversos parámetros y ajustes dependiendo del objeto y la ficha seleccionada. Barra inferior de herramientas: a lo largo del borde inferior de la ventana de la interfaz se encuentra esta colección de controles diversos para trabajar con animaciones y la navegación por el Viewport (si quieres repasar conceptos y herramientas de interfaz, puedes consultar el Cap. 2, pág. 43 del libro Mediaactive “El gran libro de 3ds Max 2015” ed. Marcombo). En toda la interfaz del software 3ds Max, las herramientas y paneles dedicados a la animación y a la navegabilidad en, o entre, los viewports, se encuentran aquí, en la barra inferior. Distribuidas de manera práctica y sintética, los elementos presentes en esta barra, contienen características desplegables para realizar ajustes precisos, para desenvolverse en tareas específicas, pero sin saturar demasiado la interfaz general con infinidad de ventanas y paneles emergentes que pueden obstaculizar a la vista. Vamos a describir cada uno de los elementos y paneles que comprenden la barra inferior de herramientas a fin de tener un entendimiento elemental de cada uno de estos componentes, lo que nos será indispensable a la hora de animar.

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Figura 4: Desglose de los elementos de la barra inferior de herramientas

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

Deslizador de tiempo (time slider): el control deslizante, que se encuentra debajo de las ventanas de vistas ( viewports) nos permite movernos a lo largo del rango de la línea de tiempo. Al hacer clic en los botones de flecha a cada lado del control deslizante, se desplaza al fotograma anterior o siguiente. Barra de tiempo (track bar): la barra de tiempo muestra la disposición de los fotogramas clave de animación como rectángulos con código de color rojo, referentes a los valores de posición: el verde para rotación y azul para valores de escala del objeto que estemos animando. El botón situado en el extremo izquierdo de la barra de tiempo es el botón abrir mini editor de curvas y proporciona acceso a las curvas de la función de animación que veremos en detalle en la unidad 2 de este módulo. Controles de fotogramas clave (key controls): estos controles sirven para crear fotogramas clave de animación e incluyen dos modos: modo de fotograma clave automático (auto-key) e insertar fotograma clave (set key), ambos modos los desarrollaremos más adelante. Controles de tiempo (time controls): parecido a los controles de un dispositivo de audio o vídeo, los controles de tiempo ofrecen una manera fácil de moverse a través de la barra de tiempo y los fotogramas clave que en ella dispongamos. Controles de navegación de viewports (viewport controls): en la esquina inferior derecha de la interfaz están los controles para manipular las ventanas de navegación (viewports). Estas nos permiten hacer zoom, pan y girar la vista dentro de la ventana activa (Cap. 13.4, pág. 608. Mediaactive “El gran libro de 3ds Max 2015” ed. Marcombo).

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En términos generales, esta es una descripción acotada de cada uno de los elementos que acabamos de ver. Si bien cada herramienta tiene usos y ajustes sumamente específicos, lo que aquí importa es reconocer la globalidad de los paneles y herramientas y su uso principal, para luego ir especificando de ser necesario a medida que avanzamos en los temas. Una vez reconocidos los paneles y elementos principales de la interfaz del programa, podemos introducirnos en el campo de desarrollo de animación: en 3ds Max. El primer paso antes de comenzar a animar es configurar las opciones de tiempo. El acceso a las configuraciones de tiempo se ubica en el botón configuración de tiempo (time configuration), el cual se encuentra al lado de la barra de valores de fotograma, en el panel de controles de tiempo, como observamos en la figura 5 (Cap. 13.5, pág. 612. Mediaactive “El gran libro de 3ds Max 2015” ed. Marcombo).

Figura 5: Acceso a configuración de tiempo (time configuration)

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

Pero ¿por qué se debe efectuar esta operación?, ¿cuál es su importancia? Esta primera configuración de proyecto es importante resolverla desde un inicio, ya que estableceremos la cadencia de fotogramas por segundo (frame rate) con las que trabajaremos en la animación. En la producción de una película animada, la cadencia de fotogramas debe ser la misma en todas las tomas. Diversos valores de cadencia o frame rate resultaría en un problema de velocidad de reproducción: unas tomas irán en buen tiempo, mientras otras presentaran saltos de cuadro.

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La interfaz de la ventana de configuración de tiempo nos ofrece herramientas de configuración de tiempo de reproducción en el viewport de unidades de tiempo y cadencia de fotogramas, entre otras (figura 6).

Figura 6: Opciones de configuración de tiempo ( time configuration)

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

En primera instancia, nos toparemos con una ventana que contiene cinco segmentos, cada uno de los cuales corresponde a una característica especifica de configuración de tiempo, como se describe a continuación: Cadencia de fotogramas (frame rate): podemos estipular la cadencia de fotogramas con base en la norma televisiva de determinada región (NTSC= 30 fps, PAL= 25fps, Film= 24fps) o bien definir una cadencia específica (50fps, 60fps, etc.). Reproducción (playback): aquí definiremos la velocidad en que el programa reproduce la animación, en los viewports. La velocidad con la que el programa reproduce lo que está animado es independiente de la cantidad de fotogramas que definen un segundo de animación (diferencia entre velocidad de reproducción y cadencia de fotogramas).

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Animación: en esta opción, nos encontramos con los casilleros de valores correspondientes a las medidas de la línea de tiempo, como fotograma inicial/ final, cantidad de fotogramas en la línea de tiempo y fotograma actual. Visualización de tiempo (time display): esta sección nos permite establecer en qué unidades se nos muestra el tiempo en la línea de tiempo. Pasos clave (key steps): esta función nos permite establecer la manera en que la línea de tiempo nos muestra los fotogramas clave (Cap. 13.6, pág. 616. Mediaactive “El gran libro de 3ds Max 2015” ed. Marcombo). Hasta el momento, hemos repasado la interfaz general del software y nos hemos introducido en herramientas y especificaciones para comenzar un proyecto de animacion. Pero, aun así, ¿cómo creamos fotogramas clave en la linea de tiempo?, ¿cómo animamos a nuestros personajes u objetos de escena?, ¿cómo nos movemos en la línea de tiempo y como editamos fotogramas clave? Estas preguntas y algunas más tendrán respuesta a continuación, pero antes debemos comprender en profundidad qué son los fotogramas clave.

¿Qué son los fotogramas clave? Conceptos y términos Tradicionalmente, en la animación 2D, se acostumbraban a usar dos métodos de animación. Uno, de animación directa, donde cada fotograma se desarrollaba consecutivamente, de manera que la animación era algo más fluida, vivida, pero el coste de tiempo de desarrollo era incierto. El animador se podía encontrar con situaciones complejas de resolver y demorar procesos subsiguientes. En el otro método, de animación paso a paso, la animación se desarrollaba estableciendo los puntos más importantes y cruciales de las acciones y luego se rellenaba el espacio intermedio. De ahí surgieron los términos keyframes o fotogramas clave, inbetweeners o fotogramas intermedios y, eventualmente, el método primero se fusionó con el segundo, haciendo parte del trabajo de manera organizada y parte más improvisada. En principio, un fotograma clave nos indica qué sucede y cuándo sucede y, además, debe guardar relación con el anterior o el siguiente, de manera que no solo nos indica el qué (figura) y el cuándo (instante de tiempo), sino también el cómo (relación entre clave anterior o clave siguiente). Así pues, en la continuidad de fotogramas clave, apreciamos el carácter del movimiento con los indicios necesarios para completar los espacios que quedan entre medio. Pero, en este caso, en animación digital 3D, un fotograma clave es una instancia de valor o valores de parámetro de un elemento dado en el tiempo. Por decirlo

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así, los valores de coordenada espacial X, Y, Z de un objeto en un instante dado. La diferencia de valores entre un fotograma clave y el siguiente será interpretada por el software, reconstruyendo los fotogramas intermedios entre uno y otro, dando como resultado la animación. En 3ds Max, casi cualquier parámetro puede ser animado. No solo cambios de coordenadas (movimiento). De hecho, un fotograma clave solo se limita a determinar o especificar cierta información en un instante dado. En tal caso, un solo fotograma no hará gran cosa. El efecto de animación siempre se dará en presencia de un mínimo de dos fotogramas clave, ambos especificaran un valor de parámetros de un objeto, pero la animación se producirá con base en la diferencia que haya entre estos fotogramas. La manera en que el cambio de valores (animación) se da, se conoce como interpolación. Este es un concepto que se encuentra en matemáticas, físicas, programación y, de hecho, en todo rubro o campo donde un resultado dependa de dos o más valores a lo largo del tiempo. En animación 3D, las curvas o tangentes de interpolación aluden al siguiente hecho: en el universo dinámico, las acciones de los objetos se ven sujetas a otras fuerzas, como la gravedad o según el volumen del objeto es la inercia que resulta al hacer un movimiento repentino o brusco. Por ende, podría decirse que, si un personaje debe avanzar rápidamente hacia adelante, probablemente lo primero que haga sea moverse hacia atrás, en señal de tomar impulso o vencer la inercia. ¿Qué nos indica esto? Debemos comprender la manera en que las fuerzas actúan en los volúmenes a fin de representar animaciones fieles a la dinámica que las caracterice y, en un aspecto más bien técnico, comprender que la relación de interpolación entre dos fotogramas no siempre se da de manera lineal, porque a veces el inicio de un movimiento requiere vencer la inercia (o simular hacerlo) y es por ello que el movimiento acelera progresivamente. Y de igual manera, al llegar al punto final, se detiene progresivamente en la mayoría de los casos. El resultado de la interpolación, gráficamente, es una curva más que una línea recta. Esta es la manera, por defecto, en que el software interpola valores entre un fotograma clave y otro.

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Figura 7: Diferencia entre resultados de interpolación lineal y suavizada

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

Al realizar animaciones en 3ds Max, siempre tienes que tener en cuenta que el programa interpretará estos cambios de esta manera, ya que la configuración por defecto determina que las entradas y salidas de movimiento se dan de manera suavizada, pero no significa que no puedan alterarse o editarse. Cada función o valor de interpolación de cada fotograma clave puede editarse, pero esto es algo que veremos en la unidad 2, referida al editor de curvas de 3ds Max. Por el momento, nos concentraremos en los fotogramas clave y en los modos de animación que tiene el software 3ds Max.

Modos de animación en 3ds Max Habiendo ampliado sobre el concepto de fotogramas clave, nos queda pasar a la práctica y comenzar desde lo básico en materia de animación en 3ds Max. En primera instancia, podemos crear un fotograma clave seleccionando el objeto a animar y luego usar en el teclado la tecla de atajo K, referente a keyframes o bien el botón crear fotograma clave (set keys ), con forma de llave y que se encuentra en los controles de fotogramas, en la barra inferior de herramientas, como muestra la siguiente figura.

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Figura 8: Herramienta de creación de fotograma clave (set keys)

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

En 3Ds Max, cada vez que creamos un fotograma clave nos aparecerá un marcador en la línea de tiempo que indica la presencia del este y siempre en la posición que nos esté dando el marcador del control deslizante de tiempo (time slider). Recordemos que, si no vamos avanzando en el tiempo a medida que creamos fotogramas clave, todos ellos quedarán sobre escritos en el mismo instante de tiempo. Cada fotograma clave, en la línea de tiempo, contiene figurativamente tres colores. Cada color representa a un eje en el cual se ha efectuado una animación, teniendo rojo para el eje X, verde para el eje Y, y azul ...