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Animation
Einführung und Grundlagen
Tobias BreinerSS 2006 - AnimationEinführung und Grundlagen
Tobias Breinertbreiner@gdv.informatik.uni-frankfurt.de 2/50
Inhalt
Historie
Definition Animation
Definition Charakteranimation
Animationssymbolik
Bewegtbilderzeugung
Definition Animation
SS 2006 - AnimationEinführung und Grundlagen
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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:
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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:
falsch: 1.) nicht nur im Film, 2.) Nicht nur einzelbildweise
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Motivation
Animation: Definitionsversuche
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:
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Motivation
Animation: Definitionsversuche
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
Animation: Definitionsversuche
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:
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Motivation
Animation: Definitionsversuche
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
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Motivation
Was ist Animation?
Animation (lat. animare , "zum Leben erwecken")
Computergraphik
Graphische Erzeugung von Lebendigkeit
mit Hilfe des Computers
+
=
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Motivation
Was ist Animation?
Animation (lat. animare , "zum Leben erwecken")
Computergraphik
Graphische Erzeugung von Lebendigkeit
mit Hilfe des Computers
+
=
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Motivation
Was ist Charakteranimation?
Charakter (gr. charassein „prägen, kennzeichnen“)
Animation (lat. animare , "zum Leben erwecken")
Erzeugung von wesenskennzeichnenderLebendigkeit
+
=
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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)
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Inhalt
Historie
Motivation
Was ist Animation?
Animationssymbolik
Bewegtbilderzeugung
Animationssymbolik
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Elementare Charakteranimationstechniken
Dynamik in stehenden Bildern
Erste Animationstechnikenbei Höhlenbildmalereienin Lascaux (~30.000J)
Überlagerte Bildsequenzen
Dynamik der Körperhaltung
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Elementare Charakteranimationstechniken
Dynamik in stehenden Bildern
Animationssymbolevon Comics
Polylinien
Muscle Bulging
Motion Blur
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Elementare Charakteranimationstechniken
Dynamik in stehenden Bildern
Animationssymbole von Comics & Pop Art
Motion Trails
Kollisionssterne
Bildquelle: Roy Lichtenstein: Sweet Dreams Baby; 1967
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Elementare Charakteranimationstechniken
Bewegtbild
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Elementare Charakteranimationstechniken
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]
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Historische Animationsgeräte
Thaumatrop
Quelle:
http://web.inter.nl.net /users/anima/ optical/thauma/
Erfunden 1824 durch John Ayrton Paris
+ =
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Historische Animationsgeräte
Thaumatrop
Quelle:
http://web.inter.nl.net /users/anima/ optical/thauma/
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Historische Animationsgeräte
Anorthoskop
Quelle:
http://allserv.rug.ac.be/ ~ivhaeghe/ mhsgent/engl-plat5.html
Erfunden ca. 1836 durch Joseph Plateau
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Historische Animationsgeräte
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
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Historische Animationsgeräte
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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Historische Animationsgeräte
Zoetrop
Weiterentwicklung des Stroboskops durchWilliam Horner
1834 patentiert
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Historische Animationsgeräte
Praxinoskop
Weiterentwicklung des Zoeskops durchEmile Reynaud 1878
Spiegel statt Schlitze
Quelle:http://web.inter.nl.net /users/anima/ optical/index.htm
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Historische Animationsgeräte
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
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Historische Animationsgeräte
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
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Historische Animationsgeräte
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
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Historische Animationsgeräte
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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Historische Animationsgeräte
Tonfilm1
1896 Erfunden von Oskar Messter
Erste Tonfilmvorführung im „Apollo“ Berlin Friedrichstraße 218
Quelle: http://www.webloc.de/kino/streifzg2.htm
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Historische Animationsgeräte
Kleiner Tip fürs Wochenende
Quelle: www.deutschesfilmmuseum.de
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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.
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Die plenoptische Funktion [Adelson, Bergen]
P = f (?, ?, I(? ), t, Pb)
?, ? RaumwinkelI (? ) Lichtintensitätt ZeitPb Position und
Blickrichtungdes Beobachters
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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
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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)
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Entwicklung der 3D-Computer-Animation
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
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
TRON
TRON (Disney Production, Steven Lisberger)? 20 Minuten Computeranimation,
19821982
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Entwicklung der 3D-Computer-Animation
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
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Luxo Jr.
19861986 Luxo Jr. (Pixar, Lasseter)
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Luxo Jr.
http://home.comcast.net/~harrymott/principles2-1.html
Animation durch:? Squash and strech? prozedurale Animation ? Kinematik
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Terminator II
19911991 Terminator II – Judgement Day (James Cameron, TriStar Distribution)
? 3D-Morphing & Environmental Mapping (ILM)? ~100 Mio$
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Jurassic Park
19931993 Jurassic Park I (Steven Spielberg, Distribution)? 3D-Morphing & Environmental Mapping (ILM)? ~100 Mio$
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
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]
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
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]
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
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)
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Toy Story
TOY STORY (Disney Production, Buena Vista Distribution, John Lasseter, ~ 30 Mio $)
? 1. vollständig computeranimierter kommerzieller Kinofilm (Pixar)
19951995
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Entwicklung der 3D-Computer-Animation
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
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Hollow Man
Hollow Man (Paul Verhoeven)- Kombination von 3D-Kernspinresonanzdaten
mit 3D-Skinning
20002000
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Entwicklung der 3D-Computeranimation - Filmproduktionen
Herr der Ringe
20032003--20052005 Hollow Man (Paul Verhoeven)- Erste Anwendungen von KI-Software in
kommerziellen Filmen („Massive“-Software für Schlachtszenen)
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Zusammenfassung
? Definition des Begriffes „Animation“? Animation auf Standbildern? Psychosensorische Effekte? Plenoptische Funktion? Historie der Animation
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EndeDankeDankefürfür IhrIhrInteresseInteresse!!
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