T-111.5450 Tietokoneanimaatio Tassu Takala Teknillinen korkeakoulu Tietoliikenneohjelmistojen ja multimedian laboratorio 1. Luento 19.9.2005
Sisältö Henkilökunta Suoritustapa ja aikataulu Kurssimateriaali Animaation tuotantoprosessi Luentojen aihealueista Videoita 1. luento 2
Henkilökunta Kurssista vastaa: Tassu Takala luennot Assistentit: NN, NN harjoitustyöt 1. luento 3
Suorittaminen Kurssin laajuus: 6 op (L) korvaa korvaa opintojakson opintojakson T-111.450 T-111.450 Tietokoneanimaatio ja ja mallintaminen mallintaminen (4 (4 ov), ov), sisältö sisältö sama sama Osasuoritukset: Tentti Harjoitustöitä: neljä pakollista muista aiheista valittava kaksi 1. luento 4
Aikataulu Luennot: ma 12-14 salissa T5 (tämä luento Odeionissa) Harjoitustyöt: Monta pientä työtä, kullekin aikaa noin 2 viikkoa Tulossa kurssin www-sivulle: tarkka aikataulu harjoitustöille ja luentojen aiheet suuntaa suuntaa antavaa antavaa tietoa tietoa vuoden vuoden 2004 2004 sivuilta sivuilta www.tml.hut.fi/opinnot/t-111.450 www.tml.hut.fi/opinnot/t-111.450 1. luento 5
Kurssimateriaali Kurssikirja: Rick Parent: Computer Animation - Algorithms and Techniques Vanha kurssikirja (Watt&Watt) myös hyödyllinen Luentomateriaali (tulee osittain www-sivulle) Valikoituja artikkeleita, tiedot www-sivuilla 1. luento 6
Kurssin tavoite Oppia tuntemaan riittävästi tekniikkaa, jotta ymmärtää syvällisesti animaatio-ohjelmien toimintaa ja rajoitteita, ja pystyy tarvittaessa toteuttamaan uusia toimintoja ja erikoistehosteita. 1. luento 7
Sovelluksia Animaatiot ja visuaaliset tehosteet elokuvat, mainokset, opetusohjelmat web-sivut, manuaalit ohjelmien käyttöliittymät Tietokonepelit Suunnittelu (CAD), robotiikka Virtuaaliympäristöt, simulaattorit 1. luento 8
Animaation tuotanto Rooleja tuotantotiimissä: tuottaja: managerointi käsikirjoittaja: juonen kehittely ohjaaja: näyttämötyö ja toiminnan ajoitus graafinen suunnittelija: hahmot ja taustat äänittäjä: vuorosanat, äänitaustat ja -efektit animaattori(t): liikkeen täsmällinen toteutus taiteilija (AD) + ohjelmoija (TD) 1. luento 9
Perinteinen animaatio (1) Tyypillisesti noin 25 kuvaa / s Kohtauksen kesto 5-30 s Kuvia 125-750 kpl Koko illan filmi (2h) 180 000 kuvaa Ongelmia: Paljon käsityötä -> kallista Suuri materiaalimäärä: projektin organisointi tiedonhallinta 1. luento 10
Perinteinen animaatio (2) Työn vaiheet: Juonen käsikirjoitus Kohtausten sommittelu Taustan äänitys Tarkka sommittelu Ääninauhan jaksotus kuviksi Liikkeiden ja hahmojen ääriasennot Muutamien välikuvien piirtäminen Kaikkien kuvien piirtäminen Koekuvaus filmille (ääriviivat) Kuvien kopiointi selluloidille Kuvien väritys Virheiden tarkastus Lopullinen kuvaus filmille Leikkaus ja viimeistely Mitä iloa tietokoneesta voisi olla tässä kaikessa? 1. luento 11
Tietokoneavusteinen animaatioprosessi Modeling Structural parameters (topology) Coordinates & measures (geometry) Other parameters (color, material, etc.) Animation Shape control points Object paths Camera paths Light paths Rendering Modeling transformation View transformation & projection Shading Post processing Image processing effects, morphing Title texts Compositing Sound: speech, foley effects, music Editing, printing/encoding 1. luento 12
Parametrinen periaate (1) Minkä hyvänsä kohteen mitä tahansa tekijöitä voi animoida Mahdollisia kohteita Esineet / hahmot Taustat Kamerat Valaisimet Mahdollisia tekijöitä liikerata asento muoto väri materiaaliominaisuudet, jne. 1. luento 13
Parametrinen periaate (2) Parametrit = skalaareita vektoreita Animaatio kuvasarjana = tasaisin välein otettuja näytteitä aikariippuvasta systeemistä signaalinkäsittelyn näkökulma inkrementaalinen laskenta aliasoituminen digitaalinen suodatus ajan funktiona 1. luento 14
Kurssin aihealueita keyframing, spline interpolation, time control interpolating rotation, quaternions, slerp forward and inverse kinematics rigid body dynamics, physically based models, constraints particle systems, vector fields, fluid dynamics flocking, AI in motion motion capture, tracking & editing procedural generation: algorithmic shapes, L-systems, graftals, genetic algorithms, artificial life shape deformation: non-linear transformations, flexible body physics muita teemoja (sen verran kuin aikaa riittää): sound effects, compositing, facial animation, lip-sync, real-time synchronization, interactive animation... 1. luento 15
Harjoitustöistä ohjelmointiympäristö (OpenGL + muita kirjastoja) Niksulassa tai omalla koneella periaate: ohjelmoi tietynlainen liike, demonstroi se valmiita geometrisia malleja soveltaen (paitsi tehtävä 6.) 1. keyframing: position interpolation 2. keyframing: rotation 3. simple kinematics: walking legs 4. simple dynamics: particles and/or balls 5. flocking 6. algorithmic shapes 7. animation of rendering parameters (?) 8. final project (compositing) parameters motion rendering models & shades images 1. luento 16
Videoita Tänään: Ice Age trailer (Blue Sky studios 2002) Jalkapalloanimaatio (Latto, Sarmanne & Siltanen 2004) http://www.tml.tkk.fi/opinnot/t- 111.450/2004/harjoitustyot/loppuharkat.phtml Liikkeelle! (Tassun luento, MTV-Akatemia 1996) Jatkossa joka luennon päätteeksi: tietokoneanimaation klassikkoja ja parhaita uutuuksia 1980-2005 1. luento 17