Animation Einführung und Grundlagen - Universität Frankfurt · Definition Animation Definition...

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Animation

Einführung und Grundlagen

Tobias BreinerSS 2006 - AnimationEinführung und Grundlagen

Tobias [email protected] 2/50

Inhalt

Historie

Definition Animation

Definition Charakteranimation

Animationssymbolik

Bewegtbilderzeugung

Definition Animation

SS 2006 - AnimationEinführung und Grundlagen


Motivation

Animation: Definitionsversuche

Animation … ist im engeren Sinne jede Technik, mit der einzelbildweise Bewegung im Film geschaffen wird. Die Einzelbilder können gezeichnet sein, im Computer berechnet, oder sie können fotografische Aufnahmen sein. Bei der Wiedergabe mit 24 Bildern pro Sekunde entsteht beim Betrachter die Illusion von Bewegung. …

Definition aus Wikipedia:



Motivation


Animation … ist im engeren Sinne jede Technik, mit der einzelbildweise Bewegung im Film geschaffen wird. Die Einzelbilder können gezeichnet sein, im Computer berechnet, oder sie können fotografische Aufnahmen sein. Bei der Wiedergabe mit 24 Bildern pro Sekunde entsteht beim Betrachter die Illusion von Bewegung. …

Definition aus Wikipedia:

falsch: 1.) nicht nur im Film, 2.) Nicht nur einzelbildweise



Motivation


Abfolge von Grafiken, die nacheinander gezeigt werden. Dadurch, dass die einzelnen Grafiken oder Teile davon sich bewegen, wirkt die gesamte Sequenz wie ein kurzer Zeichentrickfilm.www.absliderpro.de /internet/internet_glossar_a.htm

Definition aus Absliderpro.de:



Motivation


Abfolge von Grafiken, die nacheinander gezeigt werden. Dadurch, dass die einzelnen Grafiken oder Teile davon sich bewegen, wirkt die gesamte Sequenz wie ein kurzer Zeichentrickfilm.

Definition aus Absliderpro.de:

falsch:1.) Nicht nur abfolge von Grafiken

2.) Nicht nur einzelbildweise

3.) Nicht nur Zeichentrick- Animation

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Motivation


In einer Animation wird eine Folge einzelner Bilder so (schnell) hintereinander abgespielt, dass der Eindruck eines filmähnlich bewegten Bildes entsteht.www2.laum.uni-hannover.de/elearning/arbeitshilfen /glossar.htm

Definition der Uni-Hannover:



Motivation


Definition der Uni-Hannover:

falsch:- Nicht nur Abfolge von Bildern

Ansonsten kommt die Definition der Wahrheit schon nahe.

In einer Animation wird eine Folge einzelner Bilder so (schnell) hintereinander abgespielt, dass der Eindruck eines filmähnlich bewegten Bildes entsteht.www2.laum.uni-hannover.de/elearning/arbeitshilfen /glossar.htm



Motivation

Was ist Animation?

Animation (lat. animare , "zum Leben erwecken")

Computergraphik

Graphische Erzeugung von Lebendigkeit

mit Hilfe des Computers

+

=



Motivation

Was ist Animation?


Computergraphik

Graphische Erzeugung von Lebendigkeit

mit Hilfe des Computers

+

=



Motivation

Was ist Charakteranimation?

Charakter (gr. charassein „prägen, kennzeichnen“)


Erzeugung von wesenskennzeichnenderLebendigkeit

+

=



Motivation

Was ist Charakteranimation?

Erzeugung von wesenskennzeichnenderLebendigkeit

Charakteranimation ist die Erzeugung

der Illusion von Lebendigkeit

mit stringenter Bewegung und Verhalten

=>

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Modelle (Knetmännchen, Puppen, Marionetten etc.)

Motivation

Wer wird animiert?

Bildquelle: www.crowdsurfer.com The return of gumby

Bildquelle: http://atelierlagrange.com

gezeichnete 2D-Charaktere (Zeichentrick-Figuren, Scherenschnitt, etc.)

Computergenerierte Wesen (CGI-Organismen)



Inhalt

Historie

Motivation

Was ist Animation?

Animationssymbolik

Bewegtbilderzeugung

Animationssymbolik



Elementare Charakteranimationstechniken

Dynamik in stehenden Bildern

Erste Animationstechnikenbei Höhlenbildmalereienin Lascaux (~30.000J)

Überlagerte Bildsequenzen

Dynamik der Körperhaltung





Animationssymbolevon Comics

Polylinien

Muscle Bulging

Motion Blur





Animationssymbole von Comics & Pop Art

Motion Trails

Kollisionssterne

Bildquelle: Roy Lichtenstein: Sweet Dreams Baby; 1967




Bewegtbild

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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]



Historische Animationsgeräte

Thaumatrop

Quelle:

http://web.inter.nl.net /users/anima/ optical/thauma/

Erfunden 1824 durch John Ayrton Paris

+ =




Thaumatrop

Quelle:

http://web.inter.nl.net /users/anima/ optical/thauma/




Anorthoskop

Quelle:

http://allserv.rug.ac.be/ ~ivhaeghe/ mhsgent/engl-plat5.html

Erfunden ca. 1836 durch Joseph Plateau




Phenakistiskop / Stoboskop

Quelle:http://allserv.rug.ac.be/ ~ivhaeghe/ mhsgent/engl-

plat5.html

Photo MD,Museum for the History of Sciences, Ghent :

Erfunden 1832 durch Prof. Simon Ritter von Stampfer & Joseph Plateau




Phenakistiskop / Stoboskop

Plateau, Joseph: Sur un nouveau genre d'illusion d'optiqueCorrespondance mathématique et physique, Brussel, Nº 6, 1833, p. 365-368 (1833)

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Zoetrop

Weiterentwicklung des Stroboskops durchWilliam Horner

1834 patentiert




Praxinoskop

Weiterentwicklung des Zoeskops durchEmile Reynaud 1878

Spiegel statt Schlitze

Quelle:http://web.inter.nl.net /users/anima/ optical/index.htm




Praxinoskop-Theater

Quelle:http://www.dtmb.de/Rundgang/Filmtechnik/txt/body2.html

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Animation einer Hundedressur - Bildstreifen, gezeichnet in 12 Phasen, zur Betrachtung im

Praxinoskop




Schnellseher1

Quelle1: http://www.victorian -cinema.net/machines.htmQuelle2: http://www.continentalfilm.at/d_fotos.htm

Erfunden von Ottomar Anschütz ca. 1880

•Weiterentwicklung des Stroboskopes




Elektrotachyscop1

•Synonym: Elektrischer Schnellseher

•Erfunden von Ottomar Anschütz ca. 1887

•Weiterentwicklung des einfachen Schnellsehers

•Scheibe mit einem Durchmesser von 1,5 Metern und 24 Glasplatten im Format 9x13 cm . Die von hinten mit einer Geisslerschen Röhre beleuchteten Fotoplatten werden durch einen Kurbelantrieb mit einer Geschwindigkeit von 30 Bildern pro Sekunde rotiert

Quelle: http://www.victorian- cinema.net /machines.htm




Kinoprojektor (Kinetograph)1

Erster brauchbarer Kinoprojektor wurde 1896 von Oskar Messter erfunden

Weitere optische Erfindungen bzw. Kreationen von Messter:

Malteserkreuz, Luftaufklärung, Kino, UFA (Ausstieg 1930), Wochenschau und den …

Quelle: http://www.webloc.de/kino/streifzg2.htm

Weiterführende Literatur: Oskar Messters Autobiographie: "Mein Weg mit dem Film", 1936 und 'Ausstellungskatalog des Filmmuseums Potsdam: "Oskar Messter - Filmpionier der Kaiserzeit" Stroemfeld Verlag 1994.

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Tonfilm1

1896 Erfunden von Oskar Messter

Erste Tonfilmvorführung im „Apollo“ Berlin Friedrichstraße 218

Quelle: http://www.webloc.de/kino/streifzg2.htm




Kleiner Tip fürs Wochenende

Quelle: www.deutschesfilmmuseum.de



Rolle und Bedeutung des Bewegtbildes

“Der Mensch ist ein Augentier.”

Die plenoptische Funktion beschreibt die für einen (menschlichen) Beobachter visuell erfassbaren Informationen an jedem Ort und zu jeder Zeit.

Idealisierung des potentiell Sichtbaren.



Die plenoptische Funktion [Adelson, Bergen]

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

?, ? RaumwinkelI (? ) Lichtintensitätt ZeitPb Position und

Blickrichtungdes Beobachters



Die plenoptische Funktion

Der Mensch wertet viele Parameter dieser Funktion simultan aus:? ? , ? durch die flächige Retina: FORMSEHEN? I (? ) 3 Abtastungen durch unter-

schiedliche Rezeptoren: FARBSEHEN

? t BEWEGTBILDSEHEN

? Pb 2 Abtastungen STEREOSEHENzusätzlich sukzessiv durch Augen-, Kopf- und Körperbewegung



Entwicklung und Stand der 3D-Computer-Animation

1965

? Fetter, Bernhart (Boeing, 1962): Abfilmen geplotteter 3D-Zeichnungen

? Harrison (CIC, 1962):“Mr. Computer Image ABC” - Basisarbeit für CAA

? Sutherland (MIT, 1963): SketchpadINTERAKTION

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Entwicklung der 3D-Computer-Animation

19651965

19751975

? Hidden Surface Removal

? General Electric: erstes CGI-System? Flugsimulation, 40 Körper, Farbe und

schattiert

? Erste Anwendungen in Werbefilmen? Grundlegende Algorithmen zum

Rendering? Gouraud und Phong Shading? Image und Bump Texture Mapping? Facial Animation (Sutherland, Evans

et.al., Utah)




Algorithmen und Technologien? JPL (Motion Dynamics)? Berkeley (Spline Modeling)? Ohio State University (Hierarchical Parameter

Keyframing, Inverse Kinematics)? Toronto (Procedural Techniques)

Zeit der „großen” Produktionshäuser? Digital Effects, MAGI, III, Robert Abel, ..., PDI,

Sogitec, Tokyo Links? eigene Software, teilweise spezielle Hardware

19751975

19851985



Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen

TRON

TRON (Disney Production, Steven Lisberger)? 20 Minuten Computeranimation,

19821982




Algorithmen und Technologie• Optimierung, Qualität und einfache

Benutzbarkeit• „kleine Schritte”: Radiosity, Facial

Animation, Special Features • Simulationen, Fraktale, Lindenmayer,

... • Video auf Rechnern

Zeit der Turn-Key Animationssysteme? ALIAS -- Wavefront? TDI -- Softimage

19851985

19951995




Luxo Jr.

19861986 Luxo Jr. (Pixar, Lasseter)




Luxo Jr.

http://home.comcast.net/~harrymott/principles2-1.html

Animation durch:? Squash and strech? prozedurale Animation ? Kinematik

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Terminator II

19911991 Terminator II – Judgement Day (James Cameron, TriStar Distribution)

? 3D-Morphing & Environmental Mapping (ILM)? ~100 Mio$




Jurassic Park

19931993 Jurassic Park I (Steven Spielberg, Distribution)? 3D-Morphing & Environmental Mapping (ILM)? ~100 Mio$




Jurassic Park

„Jurassic Park von Spielberg läutet einen historischen Wendepunkt in der Geschichte der Spezialeffekte ein. Die Dinosaurier scheinen wahrhaft realistisch.“Académie de Versailles 2004 [Versailles 2004]

„Man meint fast, Steven Spielberg konnte echte Dinos für diesen Film unter Vertrag nehmen.“ Filmzeitschrift „Zelluloid“, 1.10.1993 [Zelluloid 1993]

„Jurassic Park“ ist wahrscheinlich mit seinen inzwischen drei Folgen der bekannteste Film, der durch computergenerierte 3D-Animation hervorsticht. Die Dinosaurier, vor ca. 50 Millionen Jahren ausgestorben, wurden in realistischer Weise zum Leben erweckt. Besonders überzeugend waren, neben der großen Detailgenauigkeit, die Bewegungen der Figuren“ Online-Zeitschrift „Wissenswandel“ 30.01.2002 [Steiner 2002]




Jurassic Park„Mit Jurassic Park ist eine Wende in der Filmindustrie und der Produktion von Tricksequenzen zu verzeichnen.“Allen Watt im Buch „3D-Computergraphik“ 2002 [Watt 2002]

„Nach all den Action-Filmen wurde mit Steven Spielbergs Jurassic Park eine neue Qualität erreicht … der Erfolg des Films und die Ununterscheidbarkeit der künstlichen von „echten“ Bildern läuteten einen Siegeszug (der CGI) ein.“Heise.de- Telepolis 27.02.1997 [Hoffmann 1997]

“Obwohl die Produktion von Jurassic Park schon über ein Dutzend Jahre her ist, gab es seitdem kein Film mehr, in dem überzeugendere computergenerierte Lebewesen präsentiert wurden. Noch heute wird jedwede CGI an diesem Meisterwerk gemessen.”Miami Movie Magazine (M.M.M.) 21.09.2004 [Warner 2004]




Jurassic Park“None of us expected that ILM would make the next quantum leap in computer graphics, at least not in time for this picture. (Erste Testbilder für Spielberg von der Firma Industrial Light and Magic) But there it was: a living, breathing dinosaur, more real than anything Harryhausen or Phil Tippet (zwei Stop-Motion und Animatronikexperten ) had ever done in their careers. At the showing, Phil groaned and pretty much declared himself extinct."Steven Spielberg in einem Interview vom 20.02.1995 [Bennet 1995]

Und ein Buchtipp dazu:Don Shay & Jody Duncan, The Making of Jurassic Park. Wie aus dem Bestseller DINO PARK der Kinoerfolg von Steven Spielberg wurde (München: Knaur, 1993)




Toy Story

TOY STORY (Disney Production, Buena Vista Distribution, John Lasseter, ~ 30 Mio $)

? 1. vollständig computeranimierter kommerzieller Kinofilm (Pixar)

19951995

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Algorithmen und Technologie? Image based Lighting? Data Capturing (Data Suits, …)? Quaoaring

Systeme ? everybody goes PC? CA wird wichtiges Special-Effect-Instrument im

Film

19951995

20052005




Hollow Man

Hollow Man (Paul Verhoeven)- Kombination von 3D-Kernspinresonanzdaten

mit 3D-Skinning

20002000




Herr der Ringe

20032003--20052005 Hollow Man (Paul Verhoeven)- Erste Anwendungen von KI-Software in

kommerziellen Filmen („Massive“-Software für Schlachtszenen)



Zusammenfassung

? Definition des Begriffes „Animation“? Animation auf Standbildern? Psychosensorische Effekte? Plenoptische Funktion? Historie der Animation



EndeDankeDankefürfür IhrIhrInteresseInteresse!!

Tobias Breiner Tobias Breiner [email protected]@gdv.informatik.uni --frankfurt.defrankfurt.de

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