Previo - Práctica 10

Animación esqueletal

Esta técnica de animación por computadora es particularmente usada en la animación de vertebrados, en donde un personaje esta representado en dos partes: una representación superficial usada para dibujar al personaje (llamada piel) y una construcción jerárquica de huesos usada sólo para la animación: a esto se le llama el esqueleto.

Dicha técnica es usada construyendo una serie de “huesos”. Cada hueso tiene una transformación en tres dimensiones, la cual incluye su posición, escala y orientación además de un hueso opcional padre. De esta manera, los huesos forman una jerarquía. La trasformada completa de un nodo hijo es el producto de su transformada padre y de su propia transformada. Esto se refiere a que al mover el hueso del muslo también moverá el hueso de la pantorrilla, por ejemplo. Conforme el personaje es animado, los huesos cambian su transformación mientras pasa el tiempo, bajo la influencia de algunos controles de animación.

Cada hueso del esqueleto esta asociado con alguna porción de la representación visual del personaje. En el caso más común de un personaje poligonal de malla, ésta está asociada con un grupo de vértices; por ejemplo, en un modelo de un ser humano, el hueso del muslo estará asociado con los vértices que hacen el polígono del modelo del muslo. Porciones de la piel del personaje pueden ser asociadas con múltiples huesos, cada uno teniendo un factor de escala llamado peso del vértice, o peso de la mezcla. El movimiento de la piel cercana a las articulaciones: pueden, por lo tanto, ser influenciados por los dos huesos.

Para una malla poligonal, cada vértice puede tener un peso de mezcla para cada hueso. Para calcular la posición final del vértice, cada transformada de hueso es aplicada a la posición del vértice escalada por su correspondiente peso. Este algoritmo se llama matriz de paleta de piel, porque el conjunto de transformadas de hueso, almacenadas como matrices de trasformadas, forman una paleta para cada vértice de la piel para ser elegidas.

La animación esqueletal es útil porque permite a los animadores controlar únicamente aquellas características del modelo que se mueven independientemente. Un personaje no puede mover su parte inferior de la espinilla independientemente de la parte superior. Por el contrario: hace una animación vértice por vértice y sólo se moverá el hueso y los vértices relacionados a éste. La desventaja de este tipo de animación es que no provee una animación realista de los músculos. Para resolver este problema, se agregan controles especiales del músculo los cuales son adjuntados a los huesos, todo esto para representar el movimiento completo del músculo.

La animación esqueletal es una forma estándar de animar personajes u objetos mecánicos por un tiempo prolongado, generalmente mas de 100 cuadros. Generalmente es usado en videojuegos y en la industria cinematográfica. También puede ser aplicada a objetos mecánicos y cualquier otro objeto que tenga elementos rígidos y junturas.

FBX

FBX provee un intercambio universal de recursos en 3D. Éste es un formato de creación e intercambio de 3D, independiente de la plataforma y completamente gratuito (pero no libre). El formato de archivo FBX admite los principales elementos de datos en 3D, así como elementos en 2D de audio y de medios de video.

En si, FBX es un formato combinado entre binario y código ASCII. Por ello, puede soportar, almacenar, convertir y transportar complejas escenas en 3D combinadas con 2D. A continuación se presentan algunos ejemplos:

· Mallas poligonales y NURBS

· Mapeo de texturas y materiales

· Vértices normales y mapeo de colores por vértice

· Enlaces a los puntos de control

· Múltiples cámaras e intercambio de cámaras

· Múltiples tipos de luces

· Marcadores

· Segmentos de esqueleto (raíz, extremidades y nodos de extremidades)

· Varias tomas en animaciones MOCAP

· Posiciones enlazadas en una lista de nodos

· Clips de video (incrustado o referenciado)

· Clips de audio (incrustado o referenciado)

· Shaders

Formato X

El formato X es el formato de archivo de DirectX, este formato es una arquitectura y un formato de archivo libre de contexto. Es conducido por plantillas y es libre de cualquier uso. El formato de archivo podrá ser usado por cualquier aplicación de cliente y actualmente está siendo usado en Direct3D Retained Mode para describir los datos de geometría, jerarquía de cuadros y animación.

El formato .X almacena todo en un método jerárquico. Cada nivel de la jerarquía puede tener cualquier número de “objetos” para mantener datos, pero es recomendable solo tener un número pequeño de objetos por cada nivel. El objeto principal del modelo de jerarquía geométrica es un cuadro. Para animaciones, el objeto principal de la jerarquía es una set de animación.

Fuentes:

http://en.wikipedia.org/wiki/Skeletal_animation
http://images.autodesk.com/emea_s_main/files/fbx_whitepaper.pdf
http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/dataformats/directx/