Elementaranimation Widerholung und Vertiefung ... · SS 2006 - Animation Elementaranimation Tobias...

Animation

Elementaranimation

Tobias Breiner

SS 2006 - AnimationElementaranimation

Tobias Breinertbreiner@gdv.informatik.uni-frankfurt.de 2/34

Inhalt

Zusammenfassung

Widerholung und Vertiefung

Animationspipeline

Elementare Animationstechniken

Computer Assisted Animation

Elementare Charakteranimationstechniken

Bildwiederholrate

~6fps ruckelnde Bewegung

~12-20fps flüssige Bewegung

2*24 fps (48i) Kino

2*25 fps (50i) Fernsehen (PAL)

48 fps IMAX HD

~50-80 fps ? -mot.

0 10 20 30 40 50 60 [fps]

Wiederholung und Vertiefung

Historische Animationsgeräte:ThaumatropAnorthoskopStroboskop/PhenakistiskopZoetropPraxinoskop

Wiederholung und Vertiefung

Schnellseherelektrischer SchnellseherKinetograph (Oskar Messter)

Der Ursprung

Laterna Magica

OptischesSpielzeug

Kamera

Projektionstechnik

Persistenz des Sehens

Filmaufzeichnung

Modernes Kino ab ca. 1890mit Animation ab ca. 1900

Wiederholung

plenoptische Funktion

P = f (? , ? , I(? ), t, Pb)

?, ? RaumwinkelI (? ) Lichtintensitätt ZeitPb Position und

Blickrichtungdes Beobachters

Spezialisierungen der plenoptischenFunktion? technisch realisierbare Bilder

• Pb: eine Abtastung ? (Monokulares) Bildzwei Abtastungen ? Stereo Bildfreie Bewegung ? Virtual Realitygeführte Bewegung ? Film / Video

• t: wenige Abtastungen ? Bewegtbildeine Abtastung ? Festbild

• I(? ):3 Abtastungen ? Farbbild1 Abtastung ? Grauwertbildextrem quantisiert ? schwarz/weiß Bild

Erkenntnis: Reize lassen sich stark reduzieren (diskretisieren und quantisieren)

Nächstes Kapitel

Animationspipeline

Zusammenfassung

Animationspipeline

klassische Reihenfolge bei der Erstellung von Bewegtbildmediendie Reihenfolge kann bei neueren Herstellungstechnologien variieren bzw. ganz obsolet werden (siehe Quaoaring)in der Filmproduktion dagegen zwingendAnimationspipeline im Wesentlichen auch bei Elementaranimation gültig

Postproduktion

Produktions-Rendering

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Produktionsschritte

Die Animationspipeline

ProduktionsschritteHauptarbeitsschritte

Klassisch auch Systemstruktur!

Animationspipeline

ObjektmodellierungGeometrisches Modellieren verschiedene Modellarten und

-methodenGeometrieakquisition:

Scanner ? Übernahme (CAD)Prozedurales Modellieren

Fraktale, Grammatiken, ...“Symbolisches” Modellieren

kinematische, dynamische, ... Modelleigenschaften

Surface (Volume) ModelingMaterial: Farbe, Reflektion, Textur, ..ggf. O-spezifische Lichtquellen

Postproduktion

Produktions -Rendering

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Animationspipeline

SzenenmodellierungSzene: ??Objekte (positioniert)

+ Beleuchtung (global)+ Hintergrund+ Umgebung:

Nebel, Dunst, ...

+ Kamera(s)

häufig als Teil des Animationssystems implementiert!

Postproduktion

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Animationspipeline

Animation“Belebung der Szene”

Zeiteinheit: Frame (selten Field)variant (Theorie Praxis):• alle Objektparameter• alle Szenenparameter• Renderingparameter

Viele Methoden:• interaktiv• modellgesteuert / prozedural • akquiriert: Motion Capture

Rotosskoping

Postproduktion

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Animationspipeline

ProduktionsrenderingUmsetzung der Geometrie- und Merkmalsrepräsentation in PixelrepräsentationAnforderungen:

sehr hohe Qualitätsanforderungen für das Produktionsrenderingsehr gutes Antaliasing (Ortsbereich)ggf. Motion Blur (Zeitbereich)Flexibilität:

ProduktionsrendererSystem fürs interaktive Arbeiten,

wg. Aufwand oft speziell für:• Geometrisches Modellieren• Animation (Motion Test: “Realtime”)• Material and Scene Modeling

Postproduktion

Produktions-Rendering

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Animationspipeline

Postproduction

Aufzeichnen auf klassische Bewegtbildmedien:

• Video• Film (Belichtungen)

Formatwandlung für moderne Medien: ComputervideoVertonungCompositing , ggf. mit RealszenenenVideo- / Film- Schnitt

Postproduktion

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Teilsysteme (großer) Animationssysteme

1 2 3 4

Abhängigkeiten

Postproduktion

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Animationspipeline – Rückblick

Preproduction

Postproduktion

Animation

Scene Modelling

Object Modelling

Preproduction

Animationspipeline – Preproduction

Idee, KonzeptWer? Was? Wann? Wie?Entscheidend ist die Art der Produktion:

Werbung (Agenturen ? Spot, Commercial ),Industriefilm („ultra low budget“)KurzfilmFeature FilmLehrfilm („ultra, ultra low budget“ ... leider fast immer )Teil einer MM- Präsentation (CD, Kiosk, Web,...)SpielInstallation (Museum, Ausstellung, ...)

Kosten

FilmMajor ProductionLimited Production

Fernsehprogramm Major ProductionMinor Production

CommercialIndustriefilmLehrfilmMM-Produktion< 50 T€50 bis 200 T€> 200 T€

US- Angaben:> 5 Mio US$< 5 Mio US$

(in Europa etwas niedriger)> 5 Mio US$< 5 Mio US$

low budgetultra low budgetultra ultra low budgetIn Deutschland 1998

64 %33 %3 %

Kosten - Beispiel

Krieg der Welten (War of the Worlds) USA 2005 Regie: Steven Spielberg

•Kosten ca.200 Mio $

•davon alleine Special Effects von ILM: 133 Mio $

Quelle: http://community.movie-infos.net/archive/4577/thread.htm und http://www.filmstarts.de/bilder/kritiken/Krieg%20der%20Welten/kriegderwelten20.htmll

Animationspipeline – PreproductionKostenkalkulation in MM.-Produktionen

ProjektmanagementKonzeptionProduktionTest

zuzüglichGebühren, Rechte, LizenzenPackagingSonstiges: Server, Wartung

Animationspipeline – PreproductionKostenkalkulation in MM.-Produktionen

„Faktor Kunde“•Meetings•zusätzliche Präsentationen•Vorabversionen für Messen•Autorenkorrekturen•Änderungen im Pflichtenheft•Umständliche FreigabenAchtung bis zu + 30%

„geheime Zusatzkosten“

Animationspipeline – PreproductionErste Schritte (Beispiel Werbung)

Auftraggeber??Agentur „Briefing“1. Zweck und Bestimmung des Auftrags2. Umfeld des Auftrags: Quellen, Daten, ..., Budget

Wichtige Dokumente:Exposé beschreibt die ProjektideeScreenplay mit Treatment (1. Präsentation für den Kunden, definiert: wie soll das Produkt aussehen, wenn interaktiv: Funktionalität, Ablaufsteuerung)Grobplanung:

Ablaufstruktur und Anforderungskatalog (Pflichtenheft)

Storyboarding

Ein Storyboard (ungenau Drehbuch) ist die visuelle Interpretation des Screenplays:

Enthält viele Skizzen und Bilder, die in der Regel die Sicht der Kamera wiedergebenProduktionsnotizen –zeichen und Skizzenorganisiert häufig in einer Serie von Panels (z.B. A4)

Man unterscheidet:conceptual storyboardpresentation storyboardproduction storyboard

Conceptual Storyboard

Wird benutzt, um die grundlegenden visuellen Ideen zu skizzieren:

Aktionen der CharakterPositionen und Bewegungen der KameraTiming der BewegungSchnitte

skizzenhaft und roh

Beispiel Presentation Storyboard

Production Storyboard

Leitdokument (vergl. Spezifikation) für die gesamte ProduktionIn der Regel sehr detailliert: auch mit schriftlichen Informationen zu:

AktionenBewegungen und Timing„set“ (eigene Skizzen, Layouts)Beleuchtung und Rendering ParameterSchnitte

Jedes Bild ist numeriert:Shot number oder Scene + Shot numberZusätzlich die absolute und /oder relative Zeit

Spezielle Zeichen (Dicke Pfeile) für Kamerabewegungen und Bezeichnung des Shots

Spezielle Zeichen für die häufigsten Schnitte:

default oder harter Schnitt

Cross Dissolve

Beispiel Production Storyboard

Character Sheets

Definiert das äußere: Form und visuelle Erscheinung

Definiert die „Persönlichkeit“: Erscheinung, Bewegung (auch Rhythmen), Mimik, Gestik, ...Definiert die Produktionstechnik für die Animation, z.B. interne Struktur (Skelett, ...)

Character Sheets

Quelle: http://www.scils.rutgers.edu/~kvander/swblack.html

Character Sheets

Quelle: http://www.jcamberlyn.com/images /TriCS1.jpg

nächstes KapitelElementare Animationstechniken

Zusammenfassung

Animationspipeline

Warum Elementartechniken?

sind oft Basis für Computertechniken(Beispiel Stop Motion für DIDs)sind Messlatte der Computeranimationerleben Renaissance durch Mängel und Kosten von Computeranimation (Beispiel Godzilla 2000 oder Jurassic Park III)

Cut Out Animation

•Nur 2D

•Bild für Bild

Cut Out Animation

•”Denn die Kinematographie gehört unter das Kapitel der bildenden Künste und ihre Gesetze sind am nächsten denen der Malerei und des Tanzes verwandt. Ihre Ausdrucksmittel sind: Formen, Flächen, Helligkeiten und Dunkelheiten . . . ” Walter Ruttmann, ca. 1913/17

Geschichte der Animation

Walter Ruttmann

Walter Ruttmanngeb. 28.12.1987 (Frankfurt am Main) gest.1941 (Berlin)u.a. Arbeit mit

Julius PinschewerLotte ReinigerFritz Lang

Schattenspielanimation (Wayang)

Lange Tradition in Indonesien (Wayang)

Schattenspielanimation

„Sebnitzer Schattenspiele“ entstanden als Weihnachtsvolkskunst in der Mitte des 19. Jahrhunderts in Sebnitz (Ostsachsen).

Schattenspielanimation•Adolf Tannertperfektionierte 1856 Scherenschnitt-Schattenspiel aus Sebnitz=> Halbmaschinelle Schattenspielvorführungen

Schattenspiel / Geschichte der Animation

Nosferatu

Deutschland 1921 Regie: Fritz W. MurnauErster Horrorfilm (Max Schreck als Nosf.)

Quelle: http://www.jilltracy.com/nosferatu.html

Nosferatu

Antizipation durch Schattenspielanimation

Quelle: http://www.jilltracy.com/nosferatu.html

Geschichte der Animation / Scherenschnitt

Das Ornament des verliebten Herzens

Deutschland 1919Regie: Lotte Reinigererster Scherenschnittfilm

Scherenschnittprojektionstechnik

Scherenschnitt-Filme

Lotte Reiniger: Hänsel und Gretel , ca. 1930

Zeichentrickfilm

Felix the CatOtto Messmer @ Pat Sullivan Production1916

Betty BoopGrim Natwick@Fleischer Brothers 1915

Sandanimation

Oft gefärbter Sand

Bildquelle: www.swanrose.co.uk/ demozone/samples.asp

Knet-Animation

engl. claymationPuppen z.B. aus Plasticine (Knetmasse)

Knetanimation / Historie der Filmanimation

Wachsanimation (Knet-Animation)

Ähnlich wie Knetanimationvorteilhaft für abstrakte, eckige Gebilde Wachsschneidemaschine (erfunden von Walter Ruttmann)

Stop Motion Animation

Puppen z.B. aus Stoff, Stroh, Latexund/oder Skelett (Draht, Stäben und Gelenken)

Individuelle vs. Modulare

Bekannte Stop Motion-Wesen:

•King Kong

•Tiere in Star Wars Episode IV

Stop Motion / Geschichte der Animation

King Kong

USA 1933

Regie: Cooper + Scheoedsack

Elementartechniken

Suitmation

Synonym: Man in a SuitChimäre zwischen hydropneumatischer Puppe und Anzug

Elementartechniken

Suitmation am Beispiel Godzilla

Quelle: http://www.kensforce.com/Gojira_aka_Godzilla_1954.html

Godzilla?Regie: Inoshira Honda ?jap. ? ? ? Gojira?aus gorira (jap. für "Gorilla")

und kujira (jap. für "Wal")?Daikaiju no tai Mairu?hauptsächlich Suitmation?28 japanische Filme

(erster 1954)?1 Remake

(Roland Emmerich)?Namenspatron von „Mozilla“

Elementartechniken vs. Computeranimation

Godzilla 2000

Gozilla 2000

(Suitmation) kostete 3,5 Milliarden Yen = ca. 35 Mio $

Kostenvor-anschlag für Godzilla mit CGI-Methoden von ILM weit über 150 Mio $

nächstes KapitelComputer Assisted Animation

Zusammenfassung

Animationspipeline

Computer Assisted AnimationComputer Assisted Animation

Computergestützte Elementartechniken

Animatronik

Computergesteuerte hydropneumatische Puppen(Hier fürJurassic Parc III ”The Lost World” 2003)

Animatronik

Die Wahrheit ist :Es existiert bislangkein einzigesrealistischesClose-Up eines per Computeranimierten Wesens!

Animatronik - Herstellung

•Mehrschrittig

•Eigene Animatronik-Industrie

Animatronik - Skizze

Animatronik – Maquette (1/5)

Animatronik – Sculpting

Animatronik – Gussform

Animatronik - Hydraulik

Animatronik – Hydraulik

Animatronik – Integration

Animatronik – Bemalung

Computer Assisted Character Animation

Cel-AnimationOverlay einzelner transparenter Folien: 2½D

Cel-Animation

Lightboxzum Zeichnen

Basic Rostrum

(Animationstisch zum Filmen)SS 2006 - AnimationElementaranimation

Cel-Animation

Cel-Animation Tiefenschärfe

Möglichkeit zur Erzeugung von Tiefenschärfe (Multplane Camera)nach Walt Disney

erfunden von Walter Ruttmann

Animationstisch (Tricktisch)

erfunden 1919 durch Walter Ruttmann

Traditioneller Zeichentrick

Walt Disney, MGM, Hannah Babera u.a. StudiosLiteratur:

Thomas and Johnston: Disney Animation: The Illusion of Life, Abbeyville Publishers, 1984

Taylor: The Encyclopedia of Animation Techniques, Quarto Publishing PIc, 1996.

John Lasseter : Principles of Traditional Animation Appliedto Three- dimensional Animation, Proc . SIGGRAPH 1987 p.35- 44 Richard

Chromatischer Schlüssel

Synonyme: Chroma Keying, Blue Screen, Green Screen, Color Separation OverlayErste Verwendung: ca. 1950Objekt wird vor einer einheitlich gefärbten Fläche gefilmt; Farbbereiche werden ersetzt

Quelle: http://www.ben-ezra.org/keying/keying.html

Mixed Media

Fast so alt wie das Kino selbst: George Méliès,1896: Mehrfachbelichtung, Stop-Motion Techniken, ...

Große Bedeutung für Special Effects: ggf. mit speziellen Mischtechniken: Blue (Green) Box, u.a. Siehe Postproduction

Mixed Media

Ganzer Film: Who Framed Roger Rabbit, 1991

Mixed Media / Geschichte der Animation

Le Voyage dans la Lune

Frankreich 1902 George MélièsErster Science FiktionAnimation mit Ziehkullissen

Quelle: http://frenchfilms.topcities.com/nf_Le_voyage_dans_la_lune_rev.html

Metropolis

Deutschland 1926Regie: Fritz LangDrehbuch: Thea von HarbouSF-Film36.000 Statisten, 5 Mio. Reichsmark Quelle:

http://www.geocities.com/Area51/5555/metropolis_images.htm

Metropolis

Original zerstört2002 teilweise wieder rekonstruiert UNESCO Dokumentenerbe

Quelle: http://www.geocities.com/Area51/5555/metropolis_images.htm

Quelle: http://uashome.alaska.edu/~jndfg20/website/metropolis.htm

Metropolis

Erstmalige Verwendung der Kameraschaukel Weiter:

ÜberblendungstechnikenDoppelbelichtung Puppenanimation

Metropolis (1926)

Animation mit Kameraschaukel

Quelle: http://artchangesbracknell.org/pn/modules/gallery/slideshow.php?mode=low&set_albumName=slideshow

Metropolis

Quelle: http://uashome.alaska.edu/~jndfg20/website/metropolis.htm

Rückprojektion, Special Effects

Metropolis (1926)

Puppenanimation

http://www.epilog.de/Film/Mc_Mh/Metropolis_D_1927.htm

Metropolis (1926)

Doppelbelichtung

Metropolis

Inspiration u.a. für:Das fünfte Element (NYC)Just Imagine (NYC)Blade Runner (LA)Flash Gordon (Phanta)Star Wars (Coruscant)High Treason (London)

Zusammenfassung

AnmationspipelineElementaranimationComputer Assisted AnimationEinige historisch wichtige Meilensteine des Films

Ausblick

Animationspipeline (Vertiefung)Geometriemodelle und ihre spezifischen Besonderheiten bezüglich der AnimationAnimation

EndeDanke Danke fürfür IhrIhrInteresseInteresse!!

Tobias Breiner Tobias Breiner tbreiner@gdv.informatik.unitbreiner@gdv.informatik.uni --frankfurt.defrankfurt.de

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