Primeras Animaciones con POV-Ray

En el espacio tridimensional, los objetos están localizados en un punto del mismo (locación) y tienen dimensiones, por lo que admiten transformaciones conocidas como rotación, traslación y escalado. POV-Ray utiliza como sistema de coordenadas el de "mano izquierda" (Left Hand Coordinate System) y los puntos de este sistema se definen en la forma vectorial <x, y, z>. Una esfera localizada en la primera unidad del eje Y puede definirse de varias maneras. Tres de ellas son las siguientes:

 sphere{<0, 1, 0>, 0.5} 
 sphere{<0, 0, 0>, 0.5  translate y*1} 
 sphere{<0, 0, 0>, 0.5  translate <0, 1, 0>} 

En el primer caso se define un objeto "esfera" localizado a distancia 1 sobre el eje Y con diámetro de 0.5 unidades; en los casos segundo y tercero, el objeto se encuentra en el punto cero u "origen de coordenadas" y es trasladado a Y₁.

POV-Ray permite mediante simples comandos crear animaciones, generándolas cuadro por cuadro. Su biblioteca de archivos trae ejemplos que muestran como animar objetos simples, trasladándolos de un punto a otro. Para lograr esto se utiliza su variable clock, cuyos valores iniciales y finales por defecto son 0 y 1 respectivamente. Es decir que para trasladar la esfera desde Y₀ a Y₁ tendremos que escribir un código como el siguiente:

 sphere{<0, 0, 0>, 0.5 translate <0, 1*clock, 0>}

La esfera parecerá moverse en forma rectilínea y uniforme (MRU). Si además queremos que rote simultáneamente alrededor del eje Z tendremos que agregar al código la rotación correspondiente:

 sphere{<0, 0, 0>, 0.5  translate <0, 1*clock, 0>  rotate <0, 0, 360*clock>}

En este caso conseguiremos simular un movimiento espiralado, ya que mientras el objeto se mueva hacia Y₁, girará alrededor de Z₀ hasta completar 360 grados. Si le quitáramos la variable clock en la instrucción translate describirá un movimiento circular uniforme. Utilizando la variable clock en el vector de escalado conseguiremos que el objeto crezca o se reduzca.
Estas técnicas permiten también realizar traveling de cámara y movimientos de luces, además de otros efectos, como variaciones de textura, ambiente, etc.

Los siguientes ejemplos servirán de ilustración sobre lo explicado.

Isla 1

En los años 70, en Princenton, el Físico O´Neill y sus estudiantes hicieron el ejercicio de imaginar colonias espaciales ubicadas en los puntos de Lagrange, que están bajo una influencia gravitatoria similar tanto de la Tierra como de la Luna. Primero lo hicieron como un simple ejercicio orientado a calcular cosas como la gravedad artificial de la colonia y el asunto terminó convirtiéndose en un proyecto del que participaron la NASA y el SSI (Space Studies Institute). El grupo O´Neill diseñó tres colonias de estructura cilíndrica denominadas "Island One, Two, and Three". Isla1 tiene 1000 m de largo y 200 m de diámetro. Isla3 tiene 30 km de largo y 6 km de diámetro. Mas adelante surgieron otros diseños, entre ellos "O'Neill Bernal Sphere", "Stanford Torus", "Centripetal Vivarium Space Stations in Solar Orbit" y "Shepard Torus".

Estos estudios mostraron las dificultades de estos proyectos en cuanto a costos e ingeniería de estructuras tan pesadas ademas de otros problemas a tener en cuenta. Algunas de ellos fueron la baja tolerancia del ser humano a rotaciones elevadas, la necesidad de radios mayores a 200 metros para no experimentar diferencias de gravedad en el cuerpo, etc. Realicé un modelo simplificado basado en "Island One" (el cilindro central y los espejos deplegables) para apreciar las dimensiones de la misma con respecto a un ser humano de 1,80 m "in situ". Para la animación mantuve el foco de la cámara en el muñeco y la trasladé paulatinamente hacia la estructura.

Escenas 1 a 3: ilustraciones de artistas de la época y diagramas de Isla 3 - Escenas 4 y 5: representación de Isla1 con sus tres espejos de captación solar desplegados, acercamiento al interior de Isla1.

Dos escenas de Isla 1, luego de agregar algunos objetos en ella.

Otras animaciones

En este caso utilicé una nave estilo videogame que definí con 5 esferas transformadas. Le agregué un tablero de instrumentos y cámara a bordo. Trasladé la nave sobre una trayectoria que predefiní con una spline. Combiné la animación de la nave con la macro que hace caminar al muñeco para lograr el efecto deseado. En las páginas que siguen desarrollaré el tema de animar muñecos articulados y la noción de spline. La primera imagen proviene de la cámara de una segunda nave que sigue a otra y que sobrevuela por sobre un ejército de androides que viene marchando. La segunda imagen proviene de una cámara en tierra un segundo después. Las imágenes 3 y 4 corresponden a una animación de Logotipo, en donde controlé la rotación de la cámara, la luz y los objetos con la variable clock.