Sistemas de Informação em Ambiente

Animação em Ambiente

António Câmara

2005

Animação em Ambiente• Introdução• Animação baseada em keyframes• Animação de entidades naturais e artificiais• Sistemas de partículas• Animação por procedimentos• Animação na rede• Referências de base• Links uteis

Introdução

• Animação permite estudar a dinâmica de:– dados numéricos– fenómenos espaciais representados por mapas,

fotografias aéreas e imagens de satélite– entidades naturais e artificiais como as

utilizadas em modelos de simulação baseados em indivíduos

Introdução

• Animação– baseada em key frames– representações tri-dimensionais– sistemas de partículas– baseada em procedimentos

Animação baseada em key frames

• Key frames

• In-betweens, obtidos por interpolação e métodos de splines

(ver Apêndice 3, António Camara, Environmental Systems, Oxford University Press, 2001)

Animação baseada em key frames

• Técnicas– anticipação: uma acção que faz anticipar um evento (a)

– “squash and stretch”: objectos mudam de forma quando em movimento (b)

– “slow in and slow out”: aceleração para uma velocidade constante seguida de uma desaceleração (c)

– arcos. Os objectos movem-se seguindo arcos e não linhas rectas

Animação baseada em key frames

• Técnicas

Animação baseada em key frames

• Exemplos ambientais– Breathing Earth

(visitar Pavilhão do

Japão em http://park.org)

Animação de entidades naturais e artificiais

• Modelação tri-dimensional

• Rendering

• Animação

3D Studio Max- http://www.ktx.com

Alias Maya- http://www.aw.sgi.com

Softimage- http://www.softimage.com

Animação de entidades naturais e artificiais

• Modelação tri-dimensional– baseada em primitivas geométricas

– utilização de métodos como a extrusão, operações boleanas, “beveling”,

“twisting”

e transformações

(translações,

rotações,

scaling)

Animação de entidades naturais e artificiais

• Modelação tri-dimensional– representação de animais:

• vários elementos são ligados para representar a entidade

• cada elemento é um nó

• a estrutura

é hierárquica

Animação de entidades naturais e artificiais

• Modelação tri-dimensional– geração de plantas utilizando o método de

Lindemayer– geração de paisagens recorrendo a métodos de

fractais

• Teddy (3D sketching in Java)– http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~takeo/

Welcome.html

Animação de entidades naturais e artificiais

• Rendering– geometria, ponto de vista, luz, características da

superfície– scan-line rendering (definição da cor para cada

pixel)– ray tracing

Animação de entidades naturais e artificiais

• Animação– key frames (nó a nó)– inverse kinematics

• nós das extremidades (effectors)

• fluxo de transformações para todos os outros nós

(processo inverso ao fenómeno real)

• Exemplos ambientais (videos)• Alias Research em http://www.aw.sgi.com

Sistemas de partículas• Sistemas que requerem a determinação para

cada partícula:– posição– velocidade– cor– dimensão– lifetime– taxa de emissão– turbulência– “flocking”– interacção com obstáculos

Sistemas de partículas

• Passos fundamentais:– geração de novas partículas na fonte– actualização das propriedades das partículas– remoção das partículas mortas– desenho das partículas

Sistemas de partículas

• Exemplos ambientais– fogos florestais

– poluição do ar e água– Karl Sims em http://www.

biota.org/conf97/

ksims.html

Alias Research em

http://www.aw.sgi.com

Animação por procedimentos

• Animação interactiva baseada na representação de agentes e interacção entre agentes– agentes: moléculas, animais– interacção entre agentes: reacções químicas,

relações predador-presa

• Sites fundamentais– Craig Reynolds em http://www.red.com/cwr/index.html– Jeff Ventrella em http://www.ventrella.com– Tom Ray em http://www.hip.atr.co.jp/~ray

Animação por procedimentos

• Passos fundamentais:– desenho da interação com o utilizador

• acções que desencadeiam eventos

• mudança do ponto de vista

– computação dos efeitos das acções• utilização de modelos de simulação

– computação da dinâmica de evolução• crescimento, reprodução, mutação e morte

• fluxos de energia

Animação por procedimentos

• Passos fundamentais (cont.)– computação dos efeitos das interacções

• relações predador-presa

– computação dos processos físicos• gravidade

• detecção de colisões

– rendering e display

Animação por procedimentos

• Exemplos ambientais– esforço pioneiro: Boids (Craig Reynolds)

Animação por procedimentos

• Exemplos ambientais– implementação em realidade virtual (Gonçalves

e Pedrosa, 1994)

Animação por procedimentos

• Exemplos ambientais– Virtual Fish Tank

(http://el.www.media.mit.edu/groups/el/projects/fishtank)

Animação na Web

• Frame-by-frame– imagens pre-rendered

• animated GIF´s• Quicktime movies• ver links em http://www.lynda.com

– animação on the fly• Flash (ver http://www.macromedia.com)• LiveMotion (resposta da Adobe, ver

http://www.adobe.com)

Referências de base

• Laybourne, K. (1998). The Animation Book. New York: Three Rivers Press

• O’Rourke, M. (1998). Principles of Three-Dimensional Computer Animation. New York: W.W. Norton

• Walstaff, S. (1999). Animation on the Web. Berkeley, CA: Peachpit Press

Links uteis

• Exemplos originais de animação interactiva– http://www.freestyleinteractive.com/demos

– http://www.dcea.fct.unl.pt

• Software– http://www-personal.umich.edu/~jeffab/graphics.html

• Ideias– http://userwww.sfsu.edu/~swilson/emerging/

wilson.newtech.html