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| Primer ensayo con dos poses clave. Las poses fueron creadas "al tanteo". | Las figuras caminan 8 pasos repitiendo 4 veces el ciclo de 2 pasos que se ve a la izquierda. Con cada cambio de pose se trasladan la longitud de un paso. |
Existen varios modos de encarar el proyecto de animar una figura en locomoción bípeda. Los mas sofisticados utilizan sistemas de captura de movimientos (Motion Capture) que monitorean a un actor real. Estos sistemas se utilizan además en numerosas áreas relacionadas con la biomecánica, entre ellas la robótica y la biónica, capturando virtualmente todo tipo de movimiento. Algunos atletas son asistidos por estos sistemas para alcanzar su máxima performance. También son muy utilizados en cinematografía ya que permiten obtener resultados rápidos y precisos.
En el caso de la animación artística se suele recurrir a la clásica técnica de keyframing, que consiste en descomponer los movimientos en cuadros clave (keyframes), muy utilizado en dibujos animados. Básicamente, un cuadro clave es aquel en el que comienza o acaba un movimiento. A partir de dos cuadros clave consecutivos podemos generar cuadros intermedios interpolándolos.
El movimiento que realiza un ser humano al caminar es bastante complejo. Su locomoción es una suma de pequeños movimientos no necesariamente sincronizados, que responden a la influencia de una diversidad fuerzas, a su propia inercia y al ámbito en el que se mueve. Así, al caminar, sus pasos pueden variar en longitud y dirección, puede detenerse, girar, flexionando sus piernas y asumiendo determinas posturas, como consecuencia del balanceo de su cuerpo para lograr que su centro de gravedad se encuentre en el punto mas bajo posible, manteniendo así su estabilidad.
En dibujos animados toda la película se crea a partir de cuadros clave distintos entre sí. En el caso de utilizar escenas 3D generadas por ordenador, puede plantearse cada una de ellas con todos los elementos que la integran, incluyendo cámaras y luces, e interpolarlos. En particular, este modo de trabajo simplifica mucho las cosas y arroja resultados satisfactorios. Por otra parte permite trabajar de antemano con las escenas mas importantes, y evitar así sorpresas desagradables a la hora de generar todos los cuadros. Es especialmente útil para movimientos irregulares como por ejemplo un salto.
En el caso de la locomoción, dependerá de las variaciones que presente. Si se trata solo de caminar en línea recta con paso constante, se puede resumir en ciclos de pasos izquierdos y derechos. Lo primero a determinar es en donde comienza o acaba el ciclo y cuales son los movimientos mas importantes. Si tomamos como poses clave aquellas en que los brazos y piernas se encuentran en el extremo de su flexión, podemos en principio definir nuestro ciclo en dos claves, simétricas entre sí, transformarlo en una macro y luego realizar un bucle con ella de acuerdo a la cantidad de pasos que se necesiten o al tiempo de la caminata.
Las animaciones siguientes fueron realizadas de esta manera. La figura mueve sus brazos y piernas, pero parece esquiar o deslizarse arrastrando las piernas, sin flexionar sus rodillas sobre todo cuando la miramos desde el costado. En la de la izquierda la figura mueve solo brazos y piernas. En la de la derecha balancea levemente el torso.
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| Primer ensayo con dos poses clave. Las poses fueron creadas "al tanteo". | Las figuras caminan 8 pasos repitiendo 4 veces el ciclo de 2 pasos que se ve a la izquierda. Con cada cambio de pose se trasladan la longitud de un paso. |
Si queremos precisar mas el movimiento, es necesario aumentar la cantidad de poses clave, por lo que decidí agregar dos mas. Busqué en la Web algunas imágenes de una persona caminando para poder utilizar la que correspondiera a la mitad del paso. De este modo, un ciclo de 2 pasos, quedó determinado por 4 poses clave (0, 1, 2 y 3)
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| Ajustando la pose con la foto correspondiente a la clave 2. Imagen de tres de las poses conformadas después de los ajustes. El cambio de clave se produce a cada medio paso de longitud. | Motion Blur interpolando las poses. La figura desciende levemente en las claves 0 y 2 apoyando la punta del pie anterior en el piso. |
Si necesitáramos definir trayectorias que no sean rectas, pueden utilizarse splines cuyas longitudes sean múltiplos de la longitud del paso de la figura. Para interiorizarnos sobre animación con splines, recomiendo visitar los siguientes sitios:
Se puede también lograr que el movimiento se vea menos mecánico, sumando pequeños ángulos al azar en las poses clave, a medida que la figura se desplaza, tics, movimientos independientes de la cabeza, etc.
Habiendo escrito la macro que hace caminar al muñeco, generaremos un escenario simple que nos permita apreciar sus movimientos. El piso es un plano texturizado con patrón de ladrillo (brick pattern) gigante para simular caminos. Agregamos algunas esferas texturizadas, un objeto de los archivos shapes.inc, una estructura al fondo (un tablero de tatetí triple - Morris game - que hice en el pasado, escalado y texturizado) y colgamos arriba del horizonte un disco que simule un cuerpo celeste. Agregamos también tres objetos que aceleren en línea recta hacia distintos puntos (dos modelos simples de platillo) para hacer la cosa mas interesante y reservamos un poco de niebla para suavizar y dar ambiente a las imágenes finales. Recurrí a un pequeño truco para curvar la trayectoria de los objetos voladores que consiste en utilizar para cada eje una curva de tiempo distinta (distintos grados de aceleración), modificando para ello el reloj (translate <ValorX * Reloj1, ValorY * Reloj2, ValorZ * Reloj3>)
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| Los dos modelos de platillo. Una esfera escalada y un lathe object con normales aplicadas a sus texturas. | Planeando las escenas. Ajuste de una de las posiciones de cámara (que se mueve junto al muñeco) y de la posición de los demás objetos. |
Finalmente cronometramos el tiempo necesario para 8 pasos (unos 5,6 segundos) y calculamos la cantidad de frames a renderizar para obtener las escenas finales del demo.
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| Una caminata de 8 pasos, (MPEG 875 Kb). El traveling de cámara se interpoló entre tres enfoques clave. |