Animación por computadora para niños

La animación por computadora (también conocida como animación digital o animación informática) es una técnica que usa una computadora para crear imágenes que se mueven. Es como darle vida a dibujos o modelos usando la tecnología.

Existen dos tipos principales: animación bidimensional (2D) y animación tridimensional (3D). La animación 2D fue la primera en aparecer y fue muy popular durante el siglo XX. A medida que la tecnología avanzaba en la segunda mitad del siglo XX, se empezó a experimentar con gráficos por computadora. Al inicio del siglo XXI, la animación digital se convirtió en un campo con muchas oportunidades para el arte y los negocios. Hoy en día, programas como Blender, Zbrush y Cinema 4D son herramientas clave para crear animaciones, modelar objetos en 3D, esculpir digitalmente y editar videos.

A veces, el objetivo de la animación es solo mostrar algo en la computadora, pero otras veces se usa para crear diagramas, películas o videojuegos. Los diseños se hacen con programas especiales para dibujar, modelar y, finalmente, renderizar (que es el proceso de crear la imagen final).

Para que parezca que las imágenes se mueven, se muestra una imagen en la pantalla y rápidamente se reemplaza por otra imagen ligeramente diferente. Esto se hace muchas veces por segundo, creando la ilusión de movimiento, igual que en las películas y la televisión.

En la animación 3D, los objetos se construyen dentro de la computadora (a esto se le llama modelado). Luego, a estas figuras 3D se les añade un "esqueleto" virtual, como si fueran huesos. Por ejemplo, para crear una cara en 3D, se modelan el cuerpo, los ojos, la boca, etc., y después se les da movimiento con controles especiales. Al final, se renderiza la animación para obtener el resultado final.

En la mayoría de los métodos de animación por computadora, el animador crea una versión simplificada del cuerpo de un personaje, lo que facilita darle movimiento. En personajes que caminan en dos o cuatro patas, muchas partes de este "esqueleto" virtual corresponden a los huesos reales. Este método de animación con "huesos" también se usa para mover otras cosas, como expresiones faciales, coches o cualquier objeto que necesite moverse.

Otro tipo de animación, que busca ser más realista, es la captura de movimiento. Para esto, un actor usa un traje especial con sensores. Sus movimientos son grabados por una computadora y luego se aplican al personaje animado, haciendo que se mueva de forma muy natural.

Para las animaciones 3D, las imágenes finales (fotogramas) deben ser renderizadas una vez que el modelo está listo. En las animaciones 2D basadas en vectores, el proceso de renderizado también es muy importante. Si la animación es para verla más tarde, los fotogramas se guardan en un formato de video digital. Si la animación se ve en el momento, como en un videojuego, los fotogramas se renderizan en tiempo real. Las animaciones para internet, especialmente con conexiones lentas, a menudo se renderizan en el ordenador del usuario para que se vean fluidas.

La animación digital ofrece muchas ventajas a los animadores, por lo que es una excelente opción para quienes quieren empezar en este campo.

Un ejemplo sencillo de animación

Animación por computadora.

Imagina que quieres animar una cabra moviéndose. Primero, eliges un fondo, como una pantalla negra. Luego, dibujas una cabra en el lado derecho de la pantalla. El siguiente paso es hacer que la pantalla vuelva a estar negra y dibujar la cabra un poquito más a la izquierda de donde estaba antes. Este proceso se repite, moviendo la cabra un poco más a la izquierda cada vez. Si haces esto lo suficientemente rápido, parecerá que la cabra se mueve suavemente hacia la izquierda. Este método básico se usa para todas las animaciones en películas y televisión.

El ejemplo de la cabra muestra cómo cambiar la posición de un objeto. Pero para transformaciones más complejas, como cambiar el tamaño, la forma, los efectos de luz o el color de un objeto, se necesitan cálculos y renderizado por computadora, no solo duplicar o redibujar imágenes.

¿Cómo engaña al ojo?

Para que nuestro ojo y cerebro piensen que estamos viendo un objeto en movimiento, las imágenes deben mostrarse a una velocidad de al menos 12 imágenes por segundo. Si la velocidad es superior a 70 imágenes por segundo, no notaremos una mejora en el realismo o la fluidez del movimiento, porque así es como nuestro ojo y cerebro procesan las imágenes. Si la velocidad es menor a 12 imágenes por segundo, la mayoría de las personas notarán un parpadeo y la ilusión de movimiento realista disminuirá. Las animaciones tradicionales hechas a mano a menudo usan 15 imágenes por segundo para reducir la cantidad de dibujos, y esto suele aceptarse por la naturaleza de los dibujos animados. Para una animación por computadora realista, se necesita una mayor cantidad de imágenes por segundo.

La razón por la que no notamos el parpadeo a altas velocidades es por la "persistencia de la visión". Nuestro ojo y cerebro guardan lo que vemos por una fracción de segundo, y automáticamente hacen pequeños y suaves "saltos". Las películas en el cine se proyectan a 24 imágenes por segundo, lo cual es suficiente para crear esta ilusión de movimiento continuo.

Historia de la animación digital

• Durante los primeros 20 años de las imágenes creadas por computadora, esta tecnología era muy básica y no tuvo un gran impacto en el cine y la televisión. Los inicios de la animación por computadora, en las décadas de 1960 y 1970, fueron de experimentación.

• Las primeras películas que usaron de forma importante escenas creadas completamente por computadora fueron Tron (1982) y The Last Starfighter (1984). No tuvieron mucho éxito en taquilla, lo que hizo que los directores usaran estas imágenes solo cuando querían que el público supiera que eran elementos creados por computadora dentro de la historia.

• El primer personaje realmente creado con imágenes generadas por computadora fue hecho por Pixar para la película Young Sherlock Holmes en 1985. Era un caballero en una vidriera que cobraba vida y caminaba. Estas imágenes generadas por computadora que parecían muy reales (llamadas "fotorrealistas") no convencieron a la industria del cine hasta 1989, cuando The Abyss (El abismo) ganó un premio por sus efectos visuales. Para esta película, Industrial Light and Magic creó efectos visuales fotorrealistas, siendo la más famosa una criatura de agua que imitaba la cara de la protagonista. Después de The Abyss, las imágenes generadas por computadora se volvieron muy importantes en películas como Terminator 2: el juicio final (1991), donde el personaje T-1000, hecho de metal líquido, sorprendía con sus transformaciones. Terminator 2 también le valió a ILM un premio Óscar por sus efectos especiales.

• En 1993, Parque Jurásico cambió por completo la forma en que la industria del cine veía las cosas. Los dinosaurios de la película parecían tan reales y la película combinaba tan bien las imágenes generadas por computadora con las escenas reales, que revolucionó el cine. Esta película marcó el paso de las técnicas de animación tradicionales a las digitales en Hollywood.

• En 1994, en Canadá, se creó la primera serie animada completamente por computadora, llamada Reboot. Fue el primer trabajo comercial hecho totalmente con ordenador.

• Poco a poco, en las décadas de 1980 y 1990, las imágenes generadas por computadora en 2D aparecieron cada vez más en películas animadas tradicionalmente, complementando los fondos dibujados a mano. Su uso se extendió a efectos llamativos en 3D, como la escena del baile en La bella y la bestia, una película de Disney de 1991. Todo el escenario (el salón de baile y la lámpara de araña) fue hecho por computadora, mientras que los personajes fueron dibujados a mano.

• Toy Story (de Pixar) y Cassiopeia (de NDR Filmes) fueron los primeros largometrajes hechos completamente por computadora, estrenados en 1995 y 1996 respectivamente. Otros estudios de animación digital como Blue Sky Studios y Pacific Data Images también comenzaron a producir imágenes generadas por computadora, y compañías como Walt Disney empezaron a pasar de la animación tradicional a la digital.

• Entre 1995 y 2005, el presupuesto promedio para efectos especiales en una película aumentó mucho, de 5 a 40 millones de dólares. Desde 2005, más de la mitad de las películas tienen efectos importantes.

• A principios de los años 2000, las imágenes generadas por computadora dominaban los efectos especiales. La tecnología avanzó tanto que fue posible reemplazar digitalmente a los actores por actores virtuales que eran casi indistinguibles de los reales. También se empezaron a usar extras generados por computadora para escenas con multitudes.

• Las imágenes generadas por ordenador para películas suelen tener una resolución de entre 1.4 y 6 megapíxeles. Por ejemplo, Toy Story tenía un formato de 1536 x 922 (1.42 megapíxeles). El tiempo para generar una imagen era de unas dos o tres horas, y diez veces más para escenas complejas. Este tiempo no ha cambiado mucho, pero la calidad de imagen ha mejorado muchísimo. Al mismo tiempo, con computadoras más rápidas, se ha podido aumentar la complejidad de los gráficos. El gran aumento en la capacidad de procesamiento de las unidades centrales de procesamiento, así como mejoras en la velocidad de memoria y almacenamiento, han hecho que las imágenes generadas por computadora sean mucho más potentes y complejas.

• Final Fantasy: The Spirits Within (2001) fue el primer intento de crear una película realista usando solo imágenes generadas por computadora, sin actores. La película, producida por Square Pictures, mostraba gráficos muy detallados y realistas. Sin embargo, no tuvo éxito en taquilla, lo que llevó al cierre de Square Pictures después de producir un último cortometraje similar, Final Flight of the Osiris, que sirvió como prólogo para The Matrix Reloaded.

Estilos de animación digital

La animación digital ha evolucionado, dando lugar a varios estilos. Todos buscan captar la atención del público y transmitir una idea.

• Animación en volumen: Se crea con objetos que no se mueven por sí solos. Se usa una cámara para tomar fotos de los objetos, moviéndolos un poco entre cada foto. Luego, todas las fotos se unen y se editan en la computadora para crear la ilusión de movimiento.
• Rotoscopia: Consiste en reemplazar los fotogramas de una filmación real con dibujos que se calcan de la imagen original. Esto permite que los dibujos tengan movimientos naturales, pero con el estilo deseado.
• Animación 3D: Este método crea imágenes en un espacio tridimensional usando un programa de computadora. El objetivo suele ser hacer una animación lo más parecida a la realidad, pero también hay estilos más sencillos que buscan imitar la animación tradicional en 3D.
• Pixilación: Es una variante de la animación en volumen, pero en este estilo se usan personas reales interactuando con objetos cotidianos. Se les fotografía cuadro por cuadro para crear el movimiento.
• Brickfilm: Significa "película de ladrillos". Es una animación donde el material principal son ladrillos de LEGO, juguetes de plástico y otros objetos.
• Grafismo en movimiento: Es un video que crea la ilusión de movimiento usando imágenes, fotografías o gráficos vectoriales.
• Animación procedural: Este tipo de animación usa un método matemático (algoritmo) para calcular cómo se comportan los objetos, la cámara y otras características de la escena a lo largo del tiempo. Los algoritmos se usan para definir el estado de la escena en cada fotograma o para establecer puntos clave, y luego la computadora rellena los movimientos intermedios.
• Animación basada en física: Este tipo de animación reproduce fielmente la realidad física. Utiliza modelos matemáticos para describir el movimiento y otros cambios. Por ejemplo, puede simular cómo caen los objetos o cómo se mueven con el viento, considerando fuerzas y velocidades.
• Animación por keyframes: Un "fotograma clave" o "keyframe" es un punto importante que define el inicio o el final de un movimiento suave. Puede ser un dibujo o un modelo en una animación. En una línea de tiempo, el animador establece estos fotogramas clave, y la computadora calcula los movimientos intermedios. Por ejemplo, para mover una pelota de un lugar a otro, se establece un keyframe al principio y otro al final del recorrido.
• Animación básica o basada en transformaciones: En esta técnica, se definen una serie de cambios (transformaciones) que representan las diferentes posiciones o estados de un objeto. Estas transformaciones pueden ser mover el objeto (traslación), girarlo (rotación) o cambiar su tamaño (escalado). A diferencia de los keyframes, aquí se aplican las transformaciones de forma gradual para crear movimientos fluidos.
• Animación por captura de movimiento: Esta tecnología registra el movimiento de personas u objetos y transfiere esos datos a un programa de computadora. Esto ayuda a que los personajes 3D creados por computadora tengan movimientos naturales y sutiles de actores humanos. En las sesiones de captura de movimiento, se graban los movimientos de los actores muchas veces por segundo. Solo se registran los movimientos, no su apariencia real.

Métodos para animar personajes virtuales

En la mayoría de los sistemas de animación 3D, un animador crea una versión simplificada del cuerpo del personaje, como un esqueleto o un "hombre de palo". La posición de cada parte de este modelo de esqueleto se define con "variables de animación" (Avars).

En personajes humanos y animales, muchas partes del modelo de esqueleto corresponden a la ubicación real de los huesos. Pero la animación con este modelo de esqueleto también se usa para animar otras cosas, como expresiones faciales. Por ejemplo, "Woody", el personaje de Toy Story, usa 700 Avars, de los cuales 100 son solo para su cara. La computadora no muestra directamente el modelo de esqueleto; es invisible. Pero usa este modelo para calcular la posición y orientación exactas del personaje, que es lo que finalmente se convierte en una imagen. Al cambiar los valores de los Avars a lo largo del tiempo, el animador crea el movimiento del personaje, cuadro por cuadro.

Existen varios métodos para generar los valores de Avars y lograr un movimiento realista. Tradicionalmente, los animadores manipulan los Avars directamente. En lugar de crear Avars para cada cuadro, suelen colocarlos en puntos clave (llamados "keyframes") y permiten que la computadora haga la transición entre ellos. Este proceso se llama "keyframing" y le da mucho control al animador, basándose en la animación manual.

Por otro lado, la técnica de la captura de movimiento usa grabaciones de la vida real. Cuando se hace animación por computadora con esta técnica, un actor real actúa como si fuera el personaje. Mientras el actor se mueve, su movimiento se graba en una computadora usando cámaras de video y marcadores en su cuerpo o cara. Gracias a estos marcadores, la computadora guarda todos los movimientos del actor, y los animadores solo tienen que aplicar ese patrón de movimiento al personaje animado. Este proceso es similar a la "rotoscopia", una técnica más antigua. Para la rotoscopia, primero se filmaba a actores reales y luego se dibujaba sobre cada fotograma. Los estudios Walt Disney usaron la rotoscopia para su primera película animada, Snow White and the Seven Dwarfs (1937). Aunque la captura de movimiento y la rotoscopia son similares, son diferentes: la rotoscopia es mecánica y no usa computadoras.

Cada método tiene sus ventajas. Hasta 2007, los videojuegos y películas usaban uno o ambos. La animación por keyframes puede crear movimientos que un actor nunca podría hacer, mientras que la captura de movimiento puede reproducir las características de un actor específico. Por ejemplo, en la película de 2006 Pirates of the Caribbean: Dead Man's Chest, el actor Bill Nighy interpretó al personaje Davy Jones. Aunque no aparece físicamente en la película, la producción se benefició al grabar su lenguaje corporal, posturas y expresiones faciales. La captura de movimiento es útil cuando se necesita un comportamiento realista, pero las características del personaje van más allá de lo que se puede lograr con maquillaje y vestuario normales.

Véase también

En inglés: Computer animation Facts for Kids

• animación
• animación en volumen
• computación gráfica
• video de movimiento completo
• imagen generada por computadora