Tassu Takala Kurssi syksyllä 2008 23.9.2008 1
Tavoitteet kolmiulotteinen mallintaminen valmiilla työkaluohjelmilla animaatio ilmaisumuotona + tarvittavat tekniset perusteet valaistus ja kuvien tuottaminen animaatioelokuvan tuotantoprosessi oppiminen itse tekemällä 23.9.2008 2
3D-tuotannon sovelluksia mainokset elokuvat + efektit musiikkivideot pelit huvipuistoajelut koulutussimulaattorit virtuaaliprototyypit CAD/CAM, laskenta datan visualisointi 23.9.2008 3
Kurssin järjestelyt Luennot tekniikkaa (Tassu Takala) ilmaisua (Kai Lappalainen) Harjoitustehtävät 5 pientä harjoitelmaa (yksilötyönä) lyhyt juonellinen animaatio (ryhmissä) assistentit: Tatu Harviainen, Tuukka Takala Työväline Blender (freeware, asennetaan Niksulaan) pari opastusluentoa www.blender.org 23.9.2008 4
Oppikirja 23.9.2008 5
Luentoaikataulu 23.9.2008 6
SyysGraph 1.10.2008 Elokuvateatteri Bristol, Mikonkatu 8 10.00 Niko, lentäjän poika 11.30 Lounastauko Papa Giovanni Showroom 2, World Trade Center 2.krs, Keskuskatu 7 12.30 Niko, TD:n poika, Jani Kuronen, Anima 13.00 A Meshless Hierarchical Representation for Light Transport, Timo Aila 13.30 Implementing ambient occlusion in real-time games Seppo Halonen, Housemarque 14.00 Kahvitauko 14.15 Expressive real-time facial animation with mixed off- and on-line processes Christian Jacquemin, LIMSI, Paris 14.45 SIGGRAPH2008 animations 15.15 Keynote: OpenGL ES 2.0 on a handset Harri Holopainen, NVIDIA 15.50 Opening of the SIGGRAPH Student competition Jaro Lehtonen and Kristian Simolin 16.00 Helsinki ACM SIGGRAPH syyskokous (general autumn meeting) 23.9.2008 7
Harjoitusten sisältö Esitehtävä perusasioiden oppimiseksi Lentävä logo Yksinkertaista liikettä ja muodonmuutoksia Pomppivat pallot Tunneilmaisua mimiikan avulla Primitiivistä elämää Materiaalisommitelma ja valaistusharjoitelma Asetelma Ihmismallin animointi Kävely Kokonaisen projektin hallinta Kompositio näytteitä viime viime kurssilta www.tml.tkk.fi/opinnot/t-111.030/2005/gallery/index.html www.tml.tkk.fi/opinnot/t-111.030/2005/gallery/index.html 23.9.2008 8
Harjoitustyöohje Keskity olennaiseen päätä mitkä piirteet tuloksessa ovat tärkeitä tee ne hyvin vältä kaikkea ylimääräistä hienostelua, siitä aiheutuu turhaa työtä Pidä aikataulut Opettele käyttämään työkalua tunnista ne toiminnot mitä todella tarvitset kytke pois epäolennaiset piirteet, jotka lisäävät laskenta-aikaa 23.9.2008 9
Kysyttävää? 23.9.2008 10
Mitä on mallintaminen? Geometrisen muodon esittäminen matemaattinen periaate (useita eri tapoja) toteutus tietorakenteina ja algoritmeina Materiaalin kuvaus pinnan hienorakenne (tekstuuri) heijastusominaisuudet (väri, kiilto, etc.) Renderointi eli kuvan muodostaminen valaistuksen määrittely kameran ominaisuudet kuvapisteiden (pikselien) värien laskenta 23.9.2008 11
Mitä on animaatio? Sarja still-kuvia esitettynä sopivalla toistotaajuudella (framerate, fps) Perinteisen animaation tekniikoita piirretyt kuvat, pala-animaatio esineet, nuket, muovailuvaha 3D-animaatio hahmojen liikuttelu (motion control) mallin kuvaus virtuaalisella kameralla Kompositio, ainesten yhdistely eri tekniikoilla tehtyjen osakuvien kerrostaminen (tausta, ympäristön esineet, liikkuvat hahmot) äänen ja kuvan synkronointi leikkaus lopulliseen muotoon Suomi-animaatio (DVD) (DVD) tekniikkaosio animaation lyhyt lyhyt historia 23.9.2008 www.cs.brown.edu/courses/cs229/animtimeline.html 12 www.cs.brown.edu/courses/cs229/animtimeline.html
Tuotantoprosessi (1) Rooleja tuotantotiimissä tuottaja managerointi käsikirjoittaja juonen kehittely ohjaaja näyttämötyö ja toiminnan ajoitus graafinen suunnittelija hahmot ja taustat äänittäjä vuorosanat, taustat, efektit animaattori liikkeen täsmällinen toteutus Usein Usein roolit roolit sekottuvat 23.9.2008 13
Tuotantoprosessi (2) 23.9.2008 14
Työvaiheet (perinteinen animaatio) [ref. Catmull 1987] 1. Juonen käsikirjoitus 2. Kohtausten suunnittelu 3. Taustan äänitys 4. Tarkka sommittelu 5. Ääniraidan jaksotus kuviksi 6. Liikkeiden ja hahmojen ääriasennot 7. Muutamien välikuvien piirtäminen 8. Kaikkien kuvien piirtäminen 9. Koekuvaus filmille (ääriviivat) 10. Kuvien kopiointi selluloidille 11. Kuvien väritys 12. Virheiden tarkastus 13. Lopullinen kuvaus filmille 14. Leikkaus ja viimeistely 23.9.2008 15
Kuinka paljon työtä? Tyypillisesti noin 24-30 kuvaa / s Kohtauksen kesto 5-30 s 150-1000 kuvaa Kokonainen elokuva 90-120 min suuruusluokkaa 10 5 kuvaa Paljon käsityötä, kallista väritys ja kopiointi mekaanista Suuri materiaalimäärä asettaa haasteita projektin organisointi tiedonhallinta Disneyn laskelmia (eri (eri sivulla) 23.9.2008 16
Miten tietokone voi auttaa? Välikuvien piirtäminen (inbetweening) Kuvien tallennus käsittelyä varten Kuvioiden värittäminen Kameran liikkeiden suunnittelu Taustojen maalaus Äänen synkronointi Pikatesti (esikatselu) Tiedonhallinta 23.9.2008 17
Inbetweening Välikuvat piirretään ääriasentoja esittävien avainkuvien (keyframe) perusteella avainkuviin merkittävä vastinpisteet, joita välikuvissa interpoloidaan ääriviivat splinikäyrinä (ohjauspisteet vastinpisteinä) esimerkki 23.9.2008 18
Kuvien käsittely Piirtäminen interaktiivisesti ruudulla esim. Photoshop ääriviivojen rajaama alue väritettävissä osoittamalla (mustetippa-algoritmi) Käsityönä tehtyjen kuvien tallennus paperille tehtyjen kuvien skannaus taustakuvissa ongelmana niiden suuri koko Kameralla kuvattu videomateriaali hahmojen irrottaminen taustasta (bluescreen) värien ja valaistuksen sovittaminen ANTIALIASING!!! 23.9.2008 19
Kamera-ajot ja esikatselu pan- ja zoom- ja roll-toiminnot tehtävissä 2D-kuvilla valeperspektiivi kerrostetulla (2,5D) grafiikalla riittävä resoluutio ja kuva-alueen koko! Pikatesti, kuvien plaraus animaatio- tai videoformaatti + selain GIF, MJPEG, tms. liikkeen tarkistus eri nopeuksilla helpottaa kuvien ajoitusta timeline-säädin! 23.9.2008 20
Äänen synkronointi Ääniraidan segmentointi ja editointi kiinnekohtien löytäminen avainkuville erityisen tärkeä musiikkianimaatioissa Puheen tunnistus foneemi -> viseemi -> lip sync Venytys ajassa, warping voidaan nopeuttaa/hidastaa äänen korkeutta muuttamatta transientit (esim. k, p, t, lyöntiäänet) hankalia tärkeä kuvatun materiaalin jälkiäänityksessä 23.9.2008 21
Projektinhallinta Käsikirjoituksen ja kuvakäsikirjoituksen (storyboard) suunnittelu ja ylläpito toistaiseksi vähän työkaluja tarjolla! Kuvasekvenssien ylläpito ja arkistointi Toistuvien elementtien tallennus kirjastoon materiaalit, hahmot, liikesarjat Projektisuunnitelma ja -seuranta 23.9.2008 22
3D-grafiikan mahdollisuuksia Näkymät hierarkkisina rakenteina (scene graph) toimii myös 2D-animaatiossa Kinemaattiset mekanismit vastaa nukkeanimaatiota Muodon deformaatio vastaa muovailuvaha-animaatiota Kamera-ajot vapaasti sommiteltavissa vaikeutena hahmottaminen 2D-ruudulta apuna useita eri näkymiä (ohjaaja, kamerat) animaation määrittely ja lopullinen näkymä katseltavissa erikseen Automaattisia laskennallisia prosesseja mekaaniset koneet, robotit, fysikaaliset mallit partikkelisysteemit, virtaussimulaatiot hahmojen käyttäytymismallit 23.9.2008 23
23.9.2008 24
tietokone-animaation merkkipaaluja www.artof3d.com/timelines.htm 23.9.2008 www.artof3d.com/timelines.htm 25
23.9.2008 26
Esimerkkejä Suomi-animaatio, Itsevaltiaat Pixar shorts: Wally B, Luxo, Red s dream, Tin toy, Knick knack, Geri s game Oscar-voittaja: Bunny Siggraph / Animation classics: Stanley & Stella, Gas planet, After you, etc. Huvipuisto & pelit: Devil s mine, Seafari Paloja pitkistä leffoista: TRON, Star Wars, Terminator 2, Jurassic Park, Indiana Jones, Titanic, Toy story, Bug s life, Antz, Matrix, Final fantasy, Ice age, Shrek 23.9.2008 27
Kirjallisuutta E Catmull: The problems of computer-assisted animation, Computer Graphics 12(3) 1978 23.9.2008 28