La historia de la animación por computadora comenzó ya en las décadas de 1940 y 1950, cuando la gente comenzó a experimentar con gráficos por computadora , sobre todo por John Whitney . Fue solo a principios de la década de 1960, cuando las computadoras digitales se habían establecido ampliamente, que surgieron nuevas vías para los gráficos por computadora innovadores. Inicialmente, los usos eran principalmente para fines científicos, de ingeniería y otros fines de investigación, pero la experimentación artística comenzó a hacer su aparición a mediados de la década de 1960, sobre todo por el Dr. Thomas Calvert. A mediados de la década de 1970, muchos de esos esfuerzos estaban comenzando a llegar a los medios públicos. Gráficos de ordenador mucho en este momento participan de 2 dimensionesLas imágenes, aunque cada vez más a medida que mejoraba la potencia de las computadoras, los esfuerzos para lograr el realismo tridimensional se convirtieron en el énfasis. A finales de la década de 1980, el 3D fotorrealista comenzaba a aparecer en películas cinematográficas y, a mediados de la década de 1990, se había desarrollado hasta el punto en que la animación 3D podía utilizarse para toda la producción cinematográfica.
Los primeros pioneros: de 1940 a mediados de la de 1960
John Whitney
John Whitney, Sr (1917-1995) fue un animador, compositor e inventor estadounidense, considerado uno de los padres de la animación por computadora. [1] En las décadas de 1940 y 1950, él y su hermano James crearon una serie de películas experimentales realizadas con un dispositivo personalizado basado en viejas computadoras analógicas antiaéreas ( Kerrison Predictors ) conectadas por servos para controlar el movimiento de las luces y la iluminación. Objetos: el primer ejemplo de fotografía con control de movimiento . Una de las obras más conocidas de Whitney de este período temprano fue la secuencia de título animada de la película Vertigo de Alfred Hitchcock de 1958 , [2] en la que colaboró con el diseñador gráfico Saul Bass . En 1960, Whitney estableció su empresa Motion Graphics Inc, que se centró principalmente en la producción de títulos para cine y televisión, mientras continuaba con otros trabajos experimentales. En 1968, su fotografía pionera de modelos de control de movimiento se utilizó en la película 2001: A Space Odyssey de Stanley Kubrick , y también para la técnica de fotografía de escaneado de hendidura utilizada en el final de la película "Star Gate".
La primera imagen digital
Una de las primeras computadoras digitales programables fue SEAC (Computadora automática estándar del este), que entró en servicio en 1950 en la Oficina Nacional de Estándares (NBS) en Maryland, EE. UU. [3] [4] En 1957, el pionero informático Russell Kirsch y su equipo dieron a conocer un escáner de tambor para SEAC, para "rastrear variaciones de intensidad sobre las superficies de las fotografías", y al hacerlo, crearon la primera imagen digital escaneando una fotografía. La imagen, que representa al hijo de Kirsch de tres meses, constaba de solo 176 × 176 píxeles . Utilizaron la computadora para extraer dibujos de líneas, contar objetos, reconocer tipos de caracteres y mostrar imágenes digitales en una pantalla de osciloscopio . Este avance puede verse como el precursor de todas las imágenes por computadora posteriores, y reconociendo la importancia de esta primera fotografía digital, la revista Life en 2003 acreditó esta imagen como una de las "100 fotografías que cambiaron el mundo". [5] [6]
- Desde finales de la década de 1950 y principios de la de 1960, las computadoras digitales mainframe se estaban convirtiendo en algo común dentro de las grandes organizaciones y universidades, y cada vez más, estas estarían equipadas con dispositivos de trazado gráfico y pantalla de gráficos. En consecuencia, comenzó a abrirse un nuevo campo de experimentación.
La primera película dibujada por computadora
En 1960, se creó una animación vectorial de 49 segundos de un automóvil que viajaba por una carretera planificada en el Instituto Real de Tecnología de Suecia en la computadora BESK . La consultora Nordisk ADB, que era proveedora de software para la Real Agencia Sueca de Construcción de Carreteras y Agua, se dio cuenta de que tenían todas las coordenadas para poder dibujar la perspectiva desde el asiento del conductor de una autopista de Estocolmo hacia Nacka. Frente a un osciloscopio digital especialmente diseñado con una resolución de aproximadamente 1 megapíxel, se montó una cámara de 35 mm con un cargador extendido en un soporte especialmente diseñado. La cámara fue controlada automáticamente por la computadora, que envió una señal a la cámara cuando se introdujo una nueva imagen en el osciloscopio. Tomó una imagen cada veinte metros (yardas) del camino virtual. El resultado de esto fue un viaje ficticio en la autopista virtual a una velocidad de 110 km / h (70 mph). El corto de animación fue transmitido el 9 de noviembre de 1961 en horario estelar en el noticiero de televisión nacional Aktuellt. [7] [8]
Laboratorios Bell
Bell Labs en Murray Hill, Nueva Jersey, fue uno de los principales contribuyentes de investigación en gráficos por computadora, animación por computadora y música electrónica desde sus inicios a principios de la década de 1960. Inicialmente, los investigadores estaban interesados en lo que podía hacer la computadora, pero los resultados del trabajo visual producido por la computadora durante este período establecieron a personas como Edward Zajac, Michael Noll y Ken Knowlton como artistas informáticos pioneros.
Edward Zajac produjo una de las primeras películas generadas por computadora en Bell Labs en 1963, titulada A Two Gyro Gravity Gradient Attitude Control System , que demostró que un satélite podía estabilizarse para tener siempre un lado mirando hacia la Tierra mientras orbitaba. [9]
Ken Knowlton desarrolló el sistema de animación Beflix (Bell Flicks) en 1963, que se utilizó para producir docenas de películas artísticas de los artistas Stan VanDerBeek , Knowlton y Lillian Schwartz . [10] En lugar de programación en bruto, Beflix trabajó usando simples "primitivas gráficas", como dibujar una línea, copiar una región, rellenar un área, hacer zoom en un área y cosas por el estilo.
En 1965, Michael Noll creó películas en 3D estereográficas generadas por computadora, incluido un ballet de figuras de palos que se movían en un escenario. [11] Algunas películas también mostraban hiperobjetos de cuatro dimensiones proyectados en tres dimensiones. [12] Alrededor de 1967, Noll utilizó la técnica de animación 4D para producir secuencias de títulos animadas por computadora para el cortometraje comercial Incredible Machine (producido por Bell Labs) y el especial de televisión The Unexplained (producido por Walt DeFaria). [13] En este momento también se llevaron a cabo muchos proyectos en otros campos.
Boeing-Wichita
En la década de 1960, William Fetter era diseñador gráfico de Boeing en Wichita , y se le atribuyó haber acuñado la frase "Computer Graphics" para describir lo que estaba haciendo en Boeing en ese momento (aunque el propio Fetter se lo atribuyó a su colega Verne Hudson). [14] [15] El trabajo de Fetter incluyó el desarrollo de 1964 de descripciones ergonómicas del cuerpo humano que son precisas y adaptables a diferentes entornos, y esto dio como resultado las primeras figuras animadas en 3D "wire-frame" . [16] [17] Tales figuras humanas se convirtieron en una de las imágenes más icónicas de la historia temprana de los gráficos por computadora, y a menudo se las conocía como el "Hombre Boeing". Fetter murió en 2002.
Ivan Sutherland
Ivan Sutherland es considerado por muchos como el creador de Interactive Computer Graphics y un pionero de Internet. Trabajó en el Laboratorio Lincoln del MIT ( Instituto Tecnológico de Massachusetts ) en 1962, donde desarrolló un programa llamado Sketchpad I , que permitía al usuario interactuar directamente con la imagen en la pantalla. Esta fue la primera interfaz gráfica de usuario y se considera uno de los programas informáticos más influyentes jamás escritos por un individuo. [18]
Mediados de la década de 1960 hasta mediados de la de 1970
La universidad de utah
Utah fue un importante centro de animación por computadora en este período. La facultad de ciencias de la computación fue fundada por David Evans en 1965, y muchas de las técnicas básicas de gráficos por computadora en 3D se desarrollaron aquí a principios de la década de 1970 con fondos de ARPA ( Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada ). Los resultados de la investigación incluyeron sombreado de Gouraud, Phong y Blinn, mapeo de texturas, algoritmos de superficies ocultas, subdivisión de superficies curvas, dibujo de líneas en tiempo real y hardware de visualización de imágenes de trama, y primeros trabajos de realidad virtual. [19] En palabras de Robert Rivlin en su libro de 1986 The Algorithmic Image: Graphic Visions of the Computer Age , "casi todas las personas influyentes en la comunidad moderna de gráficos por computadora pasaron por la Universidad de Utah o entraron en contacto con ella en de alguna manera ". [20]
Evans y Sutherland
En 1968, Ivan Sutherland se asoció con David Evans para fundar la empresa Evans & Sutherland; ambos eran profesores del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Utah, y la empresa se formó para producir nuevo hardware diseñado para ejecutar los sistemas que se estaban desarrollando en el Universidad. Más tarde, muchos de estos algoritmos dieron como resultado la generación de una implementación de hardware significativa, incluido el motor de geometría , la pantalla montada en la cabeza , el búfer de cuadro y los simuladores de vuelo . [21] La mayoría de los empleados eran estudiantes activos o antiguos, e incluían a Jim Clark, quien fundó Silicon Graphics en 1981, Ed Catmull , cofundador de Pixar en 1979, y John Warnock de Adobe Systems en 1982.
Primer personaje animado por computadora, Nikolai Konstantinov
En 1968, un grupo de físicos y matemáticos soviéticos con N. Konstantinov como jefe creó un modelo matemático para el movimiento de un gato. En una computadora BESM-4 , idearon un programa para resolver las ecuaciones diferenciales ordinarias para este modelo. La computadora imprimió cientos de fotogramas en papel usando símbolos del alfabeto que luego fueron filmados en secuencia creando así la primera animación por computadora de un personaje, un gato que camina. [22] [23]
Estado de Ohio
Charles Csuri , un artista de la Universidad Estatal de Ohio (OSU), comenzó a experimentar con la aplicación de gráficos por computadora al arte en 1963. Sus esfuerzos dieron como resultado un destacado laboratorio de investigación de CG que recibió fondos de la National Science Foundation y otras agencias gubernamentales y privadas. . El trabajo en OSU giró en torno a lenguajes de animación, entornos de modelado complejos, interfaces centradas en el usuario, descripciones de movimiento de seres humanos y criaturas, y otras áreas de interés para la disciplina. [24] [25] [26]
Serendipia cibernética
En julio de 1968, la revista de arte Studio International publicó un número especial titulado Cybernetic Serendipity - The Computer and the Arts , que catalogaba una colección completa de artículos y ejemplos del trabajo realizado en el campo del arte por computadora en organizaciones de todo el mundo, y mostrado en exposiciones en Londres, Reino Unido, San Francisco, CA. y Washington, DC. [27] [28] Esto marcó un hito en el desarrollo del medio y muchos lo consideraron de gran influencia e inspiración. Aparte de todos los ejemplos mencionados anteriormente, otras dos imágenes icónicas particularmente conocidas de esto incluyen Chaos to Order [29] de Charles Csuri (a menudo denominado Hummingbird ), creado en la Universidad Estatal de Ohio en 1967, [30] y Running Cola es África [31] por Masao Komura y Koji Fujino creada en el Computer Technique Group, Japón, también en 1967. [32]
Scanimate
La primera máquina que logró una amplia atención pública en los medios fue Scanimate , un sistema de animación por computadora analógico diseñado y construido por Lee Harrison de Computer Image Corporation en Denver. Desde alrededor de 1969 en adelante, los sistemas Scanimate se utilizaron para producir gran parte de la animación basada en video que se ve en televisión en comerciales, títulos de programas y otros gráficos. Podría crear animaciones en tiempo real , una gran ventaja sobre los sistemas digitales en ese momento. [33]
Junta Nacional de Cine de Canadá
El National Film Board of Canada , que ya era un centro mundial para el arte de la animación, también comenzó a experimentar con técnicas informáticas en 1969. [34] El más conocido de los primeros pioneros con esto fue el artista Peter Foldes , quien completó Metadata en 1971. Esta película comprendía dibujos animados cambiando gradualmente de una imagen a la siguiente, una técnica conocida como "interpolación" (también conocida como "inbetweening" o "morphing"), que también apareció en varios ejemplos de arte anteriores durante la década de 1960. [35] En 1974, Foldes completó Hunger / La Faim , que fue una de las primeras películas en mostrar renderizado de relleno sólido (escaneado por trama), y recibió el Premio del Jurado en la categoría de cortometraje en el Festival de Cine de Cannes de 1974 , así como una nominación al Oscar.
Atlas Laboratorio de Computación y Travesuras
El Atlas Computer Laboratory cerca de Oxford fue durante muchos años una importante instalación de animación por computadora en Gran Bretaña. [36] La primera caricatura de entretenimiento que se hizo fue The Flexipede , de Tony Pritchett, que se mostró por primera vez públicamente en la exposición Cybernetic Serendipity en 1968. [37] El artista Colin Emmett y el animador Alan Kitching desarrollaron por primera vez la reproducción de colores sólidos en 1972, especialmente para la animación del título de la BBC 's el Burke especial programa de televisión.
En 1973, Kitching pasó a desarrollar un software llamado "Antics", que permitía a los usuarios crear animaciones sin necesidad de programación. [38] [39] El paquete se basó ampliamente en técnicas convencionales de "cel" (celuloide), pero con una amplia gama de herramientas que incluyen efectos de cámara y gráficos, interpolación ("entremedio" / "morphing"), uso de figuras de esqueleto y superposiciones de cuadrícula. Se podría animar cualquier número de dibujos o celdas a la vez "coreografíándolos" de formas ilimitadas utilizando varios tipos de "movimientos". En ese momento, solo estaba disponible la salida de plotter en blanco y negro, pero Antics pudo producir una salida a todo color utilizando el proceso Technicolor de tres tiras. De ahí el nombre Antics fue acuñado como un acrónimo de AN imated T echnicolor- I mage C omputer S istema. [40] Antics se utilizó para muchas obras de animación, incluida la primera película documental completa Finite Elements , realizada para el Atlas Lab en 1975. [41]
- Desde principios de la década de 1970, gran parte del énfasis en el desarrollo de la animación por computadora se centró en un realismo cada vez mayor en las imágenes en 3D y en los efectos diseñados para su uso en películas.
Primera animación digital en un largometraje
El primer largometraje en utilizar el procesamiento de imágenes digitales fue la película de 1973 Westworld , una película de ciencia ficción escrita y dirigida por el novelista Michael Crichton , en la que robots humanoides viven entre los humanos. [42] John Whitney, Jr y Gary Demos de Information International, Inc. procesaron digitalmente fotografías de imágenes en movimiento para que aparezcan pixeladas a fin de retratar el punto de vista del androide Gunslinger . El retrato de bloques cinematográficos se logró utilizando el proceso de tres tiras Technicolor para separar por color cada fotograma de las imágenes de origen, luego escanearlas para convertirlas en bloques rectangulares de acuerdo con sus valores de tono y, finalmente, devolver el resultado a la película. El proceso fue cubierto en el artículo del director de fotografía estadounidense "Detrás de las escenas de Westworld". [43]
SIGGRAPH
Sam Matsa, cuya experiencia en gráficos comenzó con el proyecto APT en el MIT con Doug Ross y Andy Van Dam, solicitó a la Asociación de Maquinaria de Computación (ACM) que formara SICGRAPH (Comité de Interés Especial en Gráficos por Computadora), el precursor de ACM SIGGRAPH en 1967. [44 ] En 1974, se inauguró la primera conferencia SIGGRAPH sobre gráficos por computadora. Esta conferencia anual pronto se convirtió en el lugar dominante para presentar innovaciones en el campo. [45] [46]
Hacia el 3D: desde mediados de los setenta hasta los ochenta
Animación 3D temprana en el cine
El primer uso de imágenes de estructura metálica en 3D en el cine convencional fue en la secuela de Westworld , Futureworld (1976), dirigida por Richard T. Heffron. Este presentaba una mano y un rostro generados por computadora creados por los entonces estudiantes graduados de la Universidad de Utah, Edwin Catmull y Fred Parke, que habían aparecido inicialmente en su corto experimental de 1972 A Computer Animated Hand . [47] La misma película también incluyó fragmentos del corto experimental de 1974 Faces and Body Parts . El cortometraje de animación Great , ganador del Oscar de 1975 , sobre la vida del ingeniero victoriano Isambard Kingdom Brunel , contiene una breve secuencia de un modelo de estructura metálica giratoria del proyecto final de Brunel, el barco de vapor de hierro SS Great Eastern . fue Star Wars (1977), escrita y dirigida por George Lucas , con imágenes de estructura metálica en las escenas con los planos de la Estrella de la Muerte, las computadoras de los cazas X-wing y la nave espacial Millennium Falcon .
El Walt Disney película El Agujero Negro (1979, dirigida por Gary Nelson) representación que se utiliza alambre para representar el agujero negro titular, utilizando un equipo de ingenieros de Disney. En el mismo año, la película de terror de ciencia ficción Alien , dirigida por Ridley Scott , también utilizó gráficos de modelos de estructura metálica, en este caso para renderizar los monitores de navegación en la nave espacial. El metraje fue producido por Colin Emmett en el Atlas Computer Laboratory. [48]
Nelson Max
Aunque Lawrence Livermore Labs en California es principalmente conocido como un centro de investigación científica de alto nivel, continuó produciendo avances significativos en animación por computadora durante este período. En particular, Nelson Max, quien se unió al Laboratorio en 1971, y cuya película de 1976 Volviendo una esfera de adentro hacia afuera es considerada como una de las primeras películas clásicas del medio (International Film Bureau, Chicago, 1976). [49] También produjo una serie de animaciones de modelos moleculares de "aspecto realista" que sirvieron para demostrar el papel futuro de CGI en la visualización científica ("CGI" = imágenes generadas por computadora ). Sus intereses de investigación se centraron en el realismo en imágenes de la naturaleza, gráficos moleculares, animación por computadora y visualización científica en 3D. Más tarde se desempeñó como director de gráficos por computadora para los pabellones de Fujitsu en la Expo 85 y 90 en Japón. [50] [51]
NYIT
En 1974, Alex Schure, un rico empresario de Nueva York, estableció el Laboratorio de Gráficos por Computadora (CGL) en el Instituto de Tecnología de Nueva York (NYIT). Reunió el estudio más sofisticado de la época, con computadoras, películas y equipos gráficos de última generación, y contrató a los mejores expertos en tecnología y artistas para que lo dirigieran: Ed Catmull , Malcolm Blanchard, Fred Parke y otros, todos de Utah, además de otros de todo el país, incluidos Ralph Guggenheim , Alvy Ray Smith y Ed Emshwiller . A fines de la década de 1970, el personal hizo numerosas contribuciones innovadoras a las técnicas de reproducción de imágenes y produjo muchos software influyentes, incluido el programa de animación Tween , el programa de pintura Paint y el programa de animación SoftCel . Varios videos de NYIT se hicieron bastante famosos: Sunstone , de Ed Emshwiller , Inside a Quark , de Ned Greene y The Works . Este último, escrito por Lance Williams , se inició en 1978 y estaba destinado a ser la primera película CGI de larga duración, pero nunca se completó, aunque se mostró un avance en SIGGRAPH 1982. En estos años, muchas personas consideraron NYIT CG Lab como el grupo de investigación y desarrollo de animación por computadora más importante del mundo. [52] [53]
La calidad del trabajo de NYIT atrajo la atención de George Lucas, quien estaba interesado en desarrollar una instalación de efectos especiales CGI en su compañía Lucasfilm . En 1979, reclutó a los mejores talentos de NYIT, incluidos Catmull, Smith y Guggenheim, para comenzar su división, que luego se separó como Pixar , fundada en 1986 con fondos del cofundador de Apple Inc. , Steve Jobs .
Framebuffer
El framebuffer o framestore es una pantalla gráfica configurada con un búfer de memoria que contiene datos para una imagen de pantalla completa. Normalmente, es una matriz rectangular ( raster ) de píxeles , y el número de píxeles en el ancho y el alto es su "resolución". Los valores de color almacenados en los píxeles pueden ser de 1 bit (monocromo) a 24 bits (color verdadero, 8 bits cada uno para RGB ( rojo, verde y azul), o también 32 bits, con 8 bits adicionales. bits utilizados como máscara de transparencia ( canal alfa ). Antes del framebuffer, las visualizaciones de gráficos estaban todas basadas en vectores , trazando líneas rectas de una coordenada a otra. En 1948, la computadora Manchester Baby usó un tubo Williams , donde la pantalla de 1 bit también era la memoria. Un ejemplo temprano (quizás el primero conocido) de un framebuffer fue diseñado en 1969 por A. Michael Noll en Bell Labs , [54] Este primer sistema tenía solo 2 bits, lo que le da 4 niveles de escala de grises. Un diseño posterior tenía color, usando más bits. [55] [56] Laurie Spiegel implementó un programa de pintura simple en Bell Labs para permitir a los usuarios "pintar" directamente en el framebuffer.
El desarrollo de chips de circuitos integrados de memoria MOS ( memoria de semiconductores de óxido de metal ) , particularmente chips DRAM ( memoria dinámica de acceso aleatorio ) de alta densidad con al menos 1 kb de memoria, hizo que fuera práctico crear un sistema de memoria digital con framebuffers capaces de sostener una imagen de video de definición estándar (SD). [57] [58] Esto llevó al desarrollo del sistema SuperPaint por Richard Shoup en Xerox PARC durante 1972-1973. [57] Utilizaba un framebuffer que mostraba 640 × 480 píxeles ( resolución de video estándar NTSC ) con una profundidad de ocho bits (256 colores). El software SuperPaint contenía todos los elementos esenciales de los paquetes de pintura posteriores, lo que permitía al usuario pintar y modificar píxeles, utilizando una paleta de herramientas y efectos, convirtiéndolo en la primera solución completa de hardware y software para pintar y editar imágenes. Shoup también experimentó modificando la señal de salida usando tablas de colores, para permitir que el sistema produjera una variedad más amplia de colores que el rango limitado de 8 bits que contenía. Este esquema se convertiría más tarde en algo común en los búferes de marcos de las computadoras. El framebuffer de SuperPaint también podría usarse para capturar imágenes de entrada de video. [59] [60]
El primer framebuffer comercial fue producido en 1974 por Evans & Sutherland . Cuesta alrededor de $ 15,000, con una resolución de 512 por 512 píxeles en color de escala de grises de 8 bits, y se vendió bien a los investigadores gráficos sin los recursos para construir su propio framebuffer. [61] Un poco más tarde, NYIT creó el primer framebuffer RGB de 24 bits a todo color utilizando tres de los framebuffers de Evans & Sutherland unidos como un solo dispositivo por una minicomputadora. Muchos de los "primeros" que ocurrieron en NYIT se basaron en el desarrollo de este primer sistema de gráficos rasterizados. [52]
En 1975, la compañía británica de Quantel , fundada en 1973 por Peter Michael, [62] produjo la primera emisión a todo color framebuffer comercial, el Quantel DFS 3000. Fue utilizado por primera vez en la cobertura televisiva de los Juegos Olímpicos de Montreal 1976 para generar una imagen- en la imagen de la antorcha olímpica encendida, mientras que el resto de la imagen mostraba al corredor entrando al estadio. La tecnología Framebuffer proporcionó la piedra angular para el futuro desarrollo de productos de televisión digital. [63]
A fines de la década de 1970, fue posible que las computadoras personales (como Apple II ) contuvieran búferes de cuadros de bajo color. Sin embargo, no fue hasta la década de 1980 que se vio una verdadera revolución en el campo, y se incorporaron framebuffers capaces de contener una imagen de video estándar en estaciones de trabajo independientes. En la década de 1990, los framebuffers se convirtieron finalmente en el estándar para todas las computadoras personales.
Fractales
En ese momento, el desarrollo de los " fractales " dio un gran paso hacia el objetivo de un mayor realismo en la animación 3D . El término fue acuñado en 1975 por el matemático Benoit Mandelbrot , quien lo utilizó para extender el concepto teórico de dimensiones fraccionarias a patrones geométricos en la naturaleza, y publicó en la traducción al inglés de su libro Fractals: Form, Chance and Dimension en 1977. [64] [ sesenta y cinco]
En 1979-1980, Loren Carpenter de Boeing hizo la primera película que utiliza fractales para generar los gráficos . Titulado Vol Libre , mostraba un vuelo sobre un paisaje fractal y se presentó en SIGGRAPH 1980. [66] Carpenter fue contratado posteriormente por Pixar para crear el planeta fractal en la secuencia del Efecto Génesis de Star Trek II: La ira de Khan en junio. 1982. [67]
JPL y Jim Blinn
Bob Holzman de la NASA 's Jet Propulsion Laboratory en California estableció Computer Graphics Lab de JPL en 1977 como un grupo con experiencia en tecnología de visualización de datos que se devuelven de misiones de la NASA. Siguiendo el consejo de Ivan Sutherland, Holzman contrató a un estudiante graduado de Utah llamado Jim Blinn . [68] [69] Blinn había trabajado con técnicas de imágenes en Utah y las desarrolló en un sistema para las tareas de visualización de la NASA. Produjo una serie de simulaciones de "sobrevuelo" ampliamente vistas, incluidas las naves espaciales Voyager , Pioneer y Galileo sobrevuelos de Júpiter, Saturno y sus lunas. También trabajó con Carl Sagan , creando animaciones para su serie de televisión Cosmos: A Personal Voyage . Blinn desarrolló muchas nuevas técnicas de modelado influyentes y escribió artículos sobre ellas para el IEEE (Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos), en su revista Computer Graphics and Applications . Algunos de estos incluyeron mapeo del entorno, modelado mejorado de luces, modelado de "manchas", simulación de superficies arrugadas y simulación de colillas y superficies polvorientas.
Más tarde, en la década de 1980, Blinn desarrolló animaciones generadas por computadora para una serie de televisión de Annenberg / CPB , The Mechanical Universe , que consistía en más de 500 escenas para 52 programas de media hora que describen conceptos de física y matemáticas para estudiantes universitarios. A esto siguió con la producción de otra serie dedicada a los conceptos matemáticos, llamada Project Mathematics! . [70]
Fotografía de control de movimiento
La fotografía con control de movimiento es una técnica que utiliza una computadora para registrar (o especificar) el movimiento exacto de una cámara de película durante una toma, de modo que el movimiento pueda duplicarse con precisión nuevamente, o alternativamente en otra computadora, y combinarse con el movimiento de otra fuentes, como elementos CGI. Las primeras formas de control de movimiento se remontan al trabajo de John Whitney en 1968 en 2001: A Space Odyssey , y los efectos en la película de 1977 Star Wars Episode IV: A New Hope , de la recién creada compañía Industrial Light & Magic de George Lucas en California. (ILM). ILM creó una cámara controlada digitalmente conocida como Dykstraflex , que realizaba movimientos complejos y repetibles alrededor de modelos de naves espaciales estacionarias, lo que permite que los elementos filmados por separado (naves espaciales, fondos, etc.) se coordinen con mayor precisión entre sí. Sin embargo, ninguno de estos estaba realmente basado en computadora: Dykstraflex era esencialmente una colección de perillas e interruptores cableados a medida. [71] El primer sistema comercial de control de movimiento y CGI basado en computadora fue desarrollado en 1981 en el Reino Unido por el diseñador Bill Mather de Moving Picture Company . [72]
Software de gráficos por computadora en 3D
El software de gráficos por computadora en 3D comenzó a aparecer para las computadoras domésticas a fines de la década de 1970. El primer ejemplo conocido es 3D Art Graphics , un conjunto de efectos gráficos 3D por computadora , escrito por Kazumasa Mitazawa y lanzado en junio de 1978 para Apple II . [73] [74]
Los ochenta
- Los años 80 vieron una gran expansión de nuevos desarrollos radicales en hardware comercial, especialmente la incorporación de tecnologías framebuffer en estaciones de trabajo gráficas, junto con los continuos avances en potencia y asequibilidad de las computadoras.
Silicon Graphics, Inc (SGI)
Silicon Graphics, Inc (SGI) era un fabricante de hardware y software informático de alto rendimiento, fundado en 1981 por Jim Clark . Su idea, llamada Geometry Engine , era crear una serie de componentes en un procesador VLSI que lograría las principales operaciones requeridas en la síntesis de imágenes: las transformaciones matriciales, el recorte y las operaciones de escalado que proporcionaban la transformación para ver el espacio. Clark intentó vender su diseño a las empresas informáticas y, al no encontrar candidatos, él y sus colegas de la Universidad de Stanford , California, comenzaron su propia empresa, Silicon Graphics. [75]
El primer producto de SGI (1984) fue el IRIS (Integrated Raster Imaging System). Usó el procesador M68000 de 8 MHz con hasta 2 MB de memoria, un búfer de fotogramas personalizado de 1024 × 1024 y el motor de geometría para darle a la estación de trabajo su impresionante poder de generación de imágenes. Su mercado inicial eran los terminales de visualización de gráficos 3D, pero los productos, las estrategias y las posiciones de mercado de SGI evolucionaron significativamente con el tiempo y durante muchos años fueron una opción preferida para las empresas de CGI en el cine, la televisión y otros campos. [76]
Quantel
En 1981, Quantel lanzó " Paintbox ", el primer sistema llave en mano con calidad de transmisión diseñado para la creación y composición de video y gráficos de televisión. Su diseño enfatizó la eficiencia del flujo de trabajo del estudio requerida para la producción de noticias en vivo. Esencialmente, era un framebuffer empaquetado con un software de usuario innovador, y encontró rápidamente aplicaciones en noticias, clima, promociones de estaciones, comerciales y similares. Aunque era esencialmente una herramienta de diseño para imágenes fijas, a veces también se usaba para animaciones cuadro por cuadro. Tras su lanzamiento inicial, revolucionó la producción de gráficos de televisión, y algunas cajas de pintura todavía se utilizan hoy en día debido a su calidad de imagen y versatilidad. [77]
Esto fue seguido en 1982 por Quantel Mirage , o DVM8000 / 1 "Digital Video Manipulator", un procesador de efectos de video digital en tiempo real. Esto se basó en el propio hardware de Quantel, más una computadora Hewlett-Packard para efectos de programa personalizados. Era capaz de deformar una transmisión de video en vivo mapeando la textura en una forma tridimensional arbitraria, alrededor de la cual el espectador podía girar o hacer zoom libremente en tiempo real. También podría interpolar, o transformar, entre dos formas diferentes. Fue considerado el primer procesador de efectos de video 3D en tiempo real y el progenitor de las siguientes máquinas DVE (efecto de video digital). En 1985, Quantel produjo "Harry", el primer sistema de composición de efectos y edición no lineal totalmente digital . [78]
Universidad de Osaka
En 1982, Japón 's Universidad de Osaka desarrollado los Links-1 sistema de gráficos de ordenador , un superordenador que utiliza hasta 257 Zilog Z8001 microprocesadores , que se utilizan para la representación realista en 3D gráficos por ordenador . Según la Sociedad de Procesamiento de la Información de Japón: "El núcleo de la representación de imágenes en 3D es calcular la luminancia de cada píxel que forma una superficie renderizada desde el punto de vista, la fuente de luz y la posición del objeto dados . El sistema LINKS-1 se desarrolló para realizar un Metodología de renderizado de imágenes en la que cada píxel podría procesarse en paralelo de forma independiente mediante el trazado de rayos . Al desarrollar una nueva metodología de software específicamente para el renderizado de imágenes de alta velocidad, LINKS-1 pudo renderizar rápidamente imágenes de gran realismo ". Fue "utilizado para crear el primer video del mundo similar a un planetario en 3D de todo el cielo que fue hecho completamente con gráficos por computadora. El video fue presentado en el pabellón de Fujitsu en la Exposición Internacional de 1985 en Tsukuba ". [79] El LINKS-1 era la computadora más poderosa del mundo , en 1984. [80]
Películas de animación de ficción en 3D en la Universidad de Montreal
En los años 80, la Universidad de Montreal estuvo a la cabeza de la animación por computadora con tres exitosos cortometrajes animados en 3D con personajes en 3D.
En 1983, Philippe Bergeron, Nadia Magnenat Thalmann y Daniel Thalmann dirigieron Dream Flight , considerada como la primera película generada en 3D que cuenta una historia. La película se programó completamente utilizando el lenguaje gráfico MIRA, [81] una extensión del lenguaje de programación Pascal basado en tipos de datos gráficos abstractos . [82] La película recibió varios premios y se mostró en el SIGGRAPH '83 Film Show.
En 1985, Pierre Lachapelle, Philippe Bergeron, Pierre Robidoux y Daniel Langlois dirigieron Tony de Peltrie , que muestra el primer personaje humano animado en expresar emociones a través de expresiones faciales y movimientos corporales, que conmovieron los sentimientos del público. [83] [84] Tony de Peltrie se estrenó como la película de cierre de SIGGRAPH '85.
En 1987, el Instituto de Ingeniería de Canadá celebró su centenario. Se planeó un evento importante, patrocinado por Bell Canada y Northern Telecom (ahora Nortel ), para la Place des Arts en Montreal. Para este evento, Nadia Magnenat Thalmann y Daniel Thalmann simularon el encuentro de Marilyn Monroe y Humphrey Bogart en un café en el casco antiguo de Montreal. El cortometraje, llamado Rendez-vous in Montreal [85] se proyectó en numerosos festivales y canales de televisión de todo el mundo.
Sun Microsystems, Inc
La compañía Sun Microsystems fue fundada en 1982 por Andy Bechtolsheim con otros compañeros estudiantes de posgrado en la Universidad de Stanford . Bechtolsheim diseñó originalmente la computadora SUN como una estación de trabajo CAD personal para la Red de la Universidad de Stanford (de ahí el acrónimo "SUN"). Se diseñó en torno al procesador Motorola 68000 con el sistema operativo Unix y la memoria virtual y, como SGI, tenía un búfer de trama integrado. [86] Desarrollos posteriores incluyeron servidores informáticos y estaciones de trabajo construidos sobre su propia arquitectura de procesador basada en RISC y un conjunto de productos de software como el sistema operativo Solaris y la plataforma Java. En la década de los 90, las estaciones de trabajo Sun eran populares para renderizar películas en 3D CGI; por ejemplo, la película Toy Story de 1995 de Disney - Pixar usaba una granja de renderizado de 117 estaciones de trabajo Sun. [87] Sun fue un defensor de los sistemas abiertos en general y Unix en particular, y un importante contribuyente al software de código abierto . [88]
Junta Nacional de Cine de Canadá
El estudio de animación en francés de la NFB fundó su Centre d'animatique en 1980, a un costo de 1 millón de dólares canadienses, con un equipo de seis especialistas en gráficos por computadora. Inicialmente, la unidad tenía la tarea de crear secuencias CGI estereoscópicas para las transiciones de películas IMAX en 3D de la NFB para la Expo 86 . El personal del Centre d'animatique incluía a Daniel Langlois , quien se fue en 1986 para formar Softimage . [89] [90]
Primer sistema de animación de transmisión llave en mano
También en 1982, la compañía japonesa Nippon Univac Kaisha ("NUK", luego fusionada con Burroughs ) produjo el primer sistema completo llave en mano diseñado específicamente para crear animación estándar de transmisión , e incorporó el software de animación por computadora Antics 2-D desarrollado por Alan Cocinando de sus versiones anteriores. La configuración se basó en la computadora VAX 11/780 , conectada a un VTR Bosch de 1 pulgada , a través del propio framebuffer de NUK. Este framebuffer también mostraba repeticiones instantáneas en tiempo real de secuencias vectoriales animadas ("prueba de línea"), aunque la grabación a todo color terminada tomaría muchos segundos por fotograma. [91] [92] [93] El sistema completo se vendió con éxito a emisoras y empresas de producción de animación en todo Japón. Más tarde, en los años 80, Kitching desarrolló versiones de Antics para las plataformas SGI y Apple Mac , y estas lograron una distribución global más amplia. [94]
Primer CGI sólido en 3D en las películas
La primera película de la característica del cine para hacer un uso extensivo de sólido 3D CGI fue Walt Disney 's Tron , dirigida por Steven Lisberger , en 1982. La película se celebra como un hito en la industria, aunque menos de veinte minutos de esta animación se utilizaron en realidad —Principalmente las escenas que muestran "terreno" digital, o incluyen vehículos como bicicletas ligeras , tanques y barcos. Para crear las escenas CGI, Disney recurrió a las cuatro firmas de gráficos por computadora líderes del momento: Information International Inc , Robert Abel and Associates (ambos en California), MAGI y Digital Effects (ambos en Nueva York). Cada uno trabajó en un aspecto separado de la película, sin ninguna colaboración en particular. [95] Tron fue un éxito de taquilla, recaudando 33 millones de dólares con un presupuesto de 17 millones de dólares. [96]
En 1984, Tron fue seguido por The Last Starfighter , una producción de Universal Pictures / Lorimar , dirigida por Nick Castle , y fue una de las primeras películas del cine en usar CGI extenso para representar sus numerosas naves estelares, entornos y escenas de batalla. Este fue un gran paso adelante en comparación con otras películas de la época, como El retorno del Jedi , que todavía usaba modelos físicos convencionales. [97] Los gráficos por computadora para la película fueron diseñados por el artista Ron Cobb y representados por Digital Productions en una supercomputadora Cray X-MP . Se produjeron un total de 27 minutos de metraje CGI terminado, considerado una cantidad enorme en ese momento. La compañía estimó que el uso de la animación por computadora requería solo la mitad del tiempo y entre la mitad y la tercera parte del costo de los efectos especiales tradicionales. [98] La película fue un éxito financiero, ganando más de $ 28 millones con un presupuesto estimado de $ 15 millones. [99]
Entremedio y transformación
Los términos inbetweening y morphing se usan a menudo indistintamente, y significan la creación de una secuencia de imágenes donde una imagen se transforma gradualmente en otra imagen suavemente en pequeños pasos. Gráficamente, un ejemplo temprano sería la famosa caricatura de Charles Philipon de 1831 del rey francés Luis Felipe convirtiéndose en una pera (metamorfosis). [100] " Inbetweening " (también conocido como "interpolación") es un término acuñado específicamente para la técnica de animación tradicional, un ejemplo temprano se encuentra en el libro Animated Cartoons de 1920 de EGLutz . [101] En la animación por computadora, el intermedio se utilizó desde el principio (por ejemplo, John Whitney en los años 50, Charles Csuri y Masao Komura en los 60). [27] Estos ejemplos pioneros estaban basados en vectores, comprendiendo solo dibujos de contorno (como también era habitual en la técnica de animación convencional), y a menudo se describían matemáticamente como " interpolación ". Inbetweening con los colores de relleno sólido apareció en la década de los 70, (por ejemplo, de Alan Kitching Antics en Atlas Lab , 1973, [40] y Peter Foldes ' Hambre en NFBC de 1974 [35] ), pero éstas eran todavía del todo por vectores basado.
El término "morphing" no se hizo corriente hasta finales de los años 80, cuando se aplicó específicamente a la computadora entremezclada con imágenes fotográficas, por ejemplo, para hacer que una cara se transforme suavemente en otra. La técnica utiliza cuadrículas (o "mallas") superpuestas sobre las imágenes, para delinear la forma de los rasgos clave (ojos, nariz, boca, etc.). La transformación luego intercala una malla con la siguiente, y utiliza la malla resultante para distorsionar la imagen y disolver simultáneamente una en otra, preservando así una estructura interna coherente en todas partes. Por lo tanto, varias técnicas digitales diferentes se unen en la transformación. [102] La distorsión por computadora de imágenes fotográficas fue realizada por primera vez por la NASA , a mediados de la década de 1960, para alinear las imágenes de satélite Landsat y Skylab entre sí. El mapeo de texturas , que aplica una imagen fotográfica a una superficie 3D en otra imagen, fue definido por primera vez por Jim Blinn y Martin Newell en 1976. Un artículo de 1980 de Ed Catmull y Alvy Ray Smith sobre transformaciones geométricas, introdujo un algoritmo de deformación de malla. [103] La primera demostración completa de morphing fue en la conferencia SIGGRAPH de 1982 , donde Tom Brigham de NYIT presentó una secuencia de un cortometraje en el que una mujer se transformó, o "transformó", en un lince.
La primera película de cine en utilizar el morphing fue Willow , la película de fantasía de 1988 de Ron Howard , donde el personaje principal, Willow, usa una varita mágica para transformar un animal en un animal y finalmente en una hechicera.
Intermedio 3D
Con 3D CGI , la combinación de modelos informáticos fotorrealistas también puede producir resultados similares al morphing, aunque técnicamente es un proceso completamente diferente (pero, no obstante, a menudo también se lo denomina "morphing"). Un ejemplo temprano es la película de 1977 de Nelson Max Volviendo una esfera de adentro hacia afuera . [50] El primer largometraje de cine en utilizar esta técnica fue Star Trek IV: The Voyage Home de 1986 , dirigido por Leonard Nimoy , con efectos visuales de la compañía Industrial Light & Magic (ILM) de George Lucas . La película incluye una secuencia de sueños en la que el equipo viaja en el tiempo y las imágenes de sus rostros se transforman entre sí. Para crearlo, ILM empleó una nueva tecnología de escaneo 3D desarrollada por Cyberware para digitalizar las cabezas de los miembros del elenco y utilizó los datos resultantes para los modelos de computadora. Debido a que cada modelo de cabeza tenía el mismo número de puntos clave, transformar un personaje en otro fue un intermedio relativamente simple. [104]
El abismo
En 1989 se estrenó la película de acción submarina de James Cameron The Abyss . Esta fue la primera película de cine en incluir CGI fotorrealista integrado a la perfección en escenas de acción en vivo. ILM creó una secuencia de cinco minutos con un tentáculo animado o "pseudópodo", que diseñó un programa para producir ondas superficiales de diferentes tamaños y propiedades cinéticas para el pseudópodo, incluida la reflexión, la refracción y una secuencia de transformación . Aunque es breve, esta combinación exitosa de CGI y acción en vivo se considera un hito en el establecimiento de la dirección para un mayor desarrollo futuro en el campo. [105]
Walt Disney y CAPS
The Great Mouse Detective (1986) fue la primerapelícula de Disney en utilizar ampliamente la animación por computadora, un hecho que Disney utilizó para promover la película durante el marketing. CGI se utilizó durante una escena clímax de dos minutos sobre el Big Ben , inspirado en una escena culminante similar en Hayao Miyazaki 's El castillo de Cagliostro (1979). El gran detective del ratón , a su vez, allanó el camino para el Renacimiento de Disney . [106] [107]
A finales de la década de 1980 se produjo otro hito en la animación por computadora, esta vez en 2D: el desarrollo del " Sistema de producción de animación por computadora " de Disney , conocido como "CAPS / ink & paint". Se trataba de una colección personalizada de software, escáneres y estaciones de trabajo en red desarrollada por The Walt Disney Company en colaboración con Pixar . Su propósito era informatizar los procesos de tinta y pintura y de postproducción de películas de animación tradicional, para permitir una postproducción más eficiente y sofisticada al hacer obsoleta la práctica de pintar celdas a mano . Los dibujos de los animadores y las pinturas de fondo se escanean en la computadora, y los dibujos animados son entintados y pintados por artistas digitales. Luego, los dibujos y los fondos se combinan mediante un software que permite movimientos de cámara, efectos multiplano y otras técnicas, incluida la composición con material de imagen en 3D. El primer uso cinematográfico del sistema fue en La Sirenita (1989), para la escena del "arco iris de despedida" cerca del final, pero el primer uso a gran escala fue para The Rescuers Down Under (1990), que por lo tanto se convirtió en la primera película animada tradicionalmente. película que se producirá íntegramente en computadora, o de hecho, el primer largometraje 100% digital de cualquier tipo jamás producido. [108] [109]
Software de animación 3D en la década de 1980
La década de 1980 vio la aparición de muchos nuevos productos de software comercial notables:
- 1982: Autodesk Inc fue fundada en California por John Walker , con un enfoque en software de diseño para PC, con su paquete insignia de CAD AutoCAD . En 1986, el primer paquete de animación de Autodesk fue AutoFlix , para su uso con AutoCAD. Su primer software de animación 3D completo fue 3D Studio para DOS en 1990, que fue desarrollado bajo licencia por Gary Yost de The Yost Group. [110] [111]
- 1983: Stephen Bingham y otros fundaron Alias Research en Toronto, Canadá, con un enfoque en software industrial y de entretenimiento para estaciones de trabajo SGI. Su primer producto fue Alias-1 y enviada en 1985. En 1989, Alias fue elegido para animar la seudópodo de James Cameron 's The Abyss , que dio el reconocimiento de alto perfil de software en la animación de la película. En 1990, esto se convirtió en PowerAnimator , a menudo conocido como Alias . [112]
- 1984: Wavefront fue fundado por Bill Kovacs y otros, en California, para producir gráficos por computadora para películas y televisión, y también para desarrollar y comercializar su propio software basado en hardware SGI. Wavefront desarrolló su primer producto, Preview , durante el primer año de actividad. El departamento de producción de la empresa ayudó a ajustar el software usándolo en proyectos comerciales, creando gráficos de apertura para programas de televisión. En 1988, la empresa introdujo el Visualizador personal . [113] [114]
- 1984: TDI (Thomson Digital Image) fue creada en Francia como una subsidiaria de la compañía de simuladores de aviones Thomson-CSF, para desarrollar y comercializar en su propio sistema 3D Explore , lanzado por primera vez en 1986.
- 1984: Sogitec Audiovisuel , fue una división de aviónica de Sogitec en Francia, fundada por Xavier Nicolas para la producción de películas de animación por computadora, utilizando su propio software 3D desarrollado a partir de 1981 por Claude Mechoulam y otros en Sogitec. [115]
- 1986: Softimage fue fundada por el cineasta de la National Film Board of Canada, Daniel Langlois, en Montreal. Su primer producto se llamó Softimage Creative Environment y se lanzó en SIGGRAPH '88. Por primera vez, se integraron todos los procesos 3D (modelado, animación y renderizado). Creative Environment (que finalmente se conocería como Softimage 3D en 1988), se convirtió en una solución de animación estándar en la industria. [116]
- 1987: El software de efectos secundarios fue establecido por Kim Davidson y Greg Hermanovic en Toronto, Canadá, como una compañía de producción / software basada en un paquete de animación 3D llamado PRISMS , que habían adquirido de su antiguo empleador Omnibus . Side Effects Software desarrolló este producto de movimiento y modelado de procedimientos en un software de animación 2D / 3D de alta gama, estrechamente integrado, que incorporó una serie de avances tecnológicos. [117]
- 1989: las empresas TDI y Sogitec se fusionan para crear la nueva empresa ExMachina .
CGI en la década de 1990
La animación por computadora se expande en el cine y la televisión
La década de 1990 comenzó con gran parte de la tecnología CGI ya lo suficientemente desarrollada como para permitir una expansión importante en la producción de cine y televisión. 1991 es ampliamente considerado el "año de la ruptura", con dos grandes éxitos de taquilla, ambos haciendo un uso intensivo de CGI.
La primera de ellas fue la película Terminator 2: Judgment Day de James Cameron , [118] y fue la primera que atrajo la atención del público por imágenes generadas por computadora. La técnica se utilizó para animar los dos robots "Terminator". El robot "T-1000" recibió una estructura de "polialeación mimética" (metal líquido), que permitió que este personaje cambiante de forma se transformara en casi cualquier cosa que tocara. La mayoría de los efectos clave de Terminator fueron proporcionados por Industrial Light & Magic , y esta película fue el proyecto CGI más ambicioso desde la película Tron de 1982 . [119]
El otro era Disney 's bella y la bestia , [120] de la segunda película de animación 2D tradicional para hacerse completamente usando CAPS . El sistema también permitió una combinación más fácil de arte dibujado a mano con material CGI en 3D , en particular en la "secuencia del vals", donde Bella y Bestia bailan a través de un salón de baile generado por computadora mientras la cámara se mueve a su alrededor en un espacio 3D simulado. [121] Cabe destacar que La bella y la bestia fue la primera película animada en ser nominada a un Premio de la Academia a la Mejor Película. [122]
Otro paso significativo se produjo en 1993, con Steven Spielberg 's Parque Jurásico , [123] en 3D CGI dinosaurios se integraron con el de tamaño natural animatronic homólogos. Los animales CGI fueron creados por ILM, y en una escena de prueba para hacer una comparación directa de ambas técnicas, Spielberg eligió el CGI. También estaba mirando George Lucas, quien comentó que "se había cruzado una brecha importante y las cosas nunca volverían a ser lo mismo". [124] [125] [126]
Warner Bros '1999 The Iron Giant fue el primer largometraje de animación tradicional que tuvo un personaje principal, el personaje principal, generado completamente por computadora. [127]
Flocado
El agrupamiento es el comportamiento que se exhibe cuando un grupo de aves (u otros animales) se mueven juntos en una bandada. Craig Reynolds simuló por primera vez en una computadora en 1986 un modelo matemático de comportamiento de bandadas , y pronto encontró su uso en la animación. Jurassic Park presentó notablemente el flocado, y llamó la atención generalizada al mencionarlo en el guión real [ cita requerida ] . Otros usos tempranos eran los murciélagos que se reúnen en Tim Burton 's Batman vuelve (1992), y la estampida de ñus en Disney ' s The Lion King (1994). [128]
Con la mejora del hardware, menores costos y una gama cada vez mayor de herramientas de software, las técnicas CGI pronto se adoptaron rápidamente tanto en la producción de cine como de televisión.
En 1993, J. Michael Straczynski 's Babylon 5 se convirtió en la primera gran serie de televisión de usar CGI como el método principal por sus efectos visuales (en lugar de utilizar modelos construidos a mano), seguido más tarde ese mismo año por Rockne S. O'Bannon es SeaQuest DSV .
También el mismo año, la compañía francesa Studio Fantome produjo la primera serie de televisión de larga duración completamente animada por computadora, Insektors (26 × 13 '), [129] [130] aunque también produjeron una serie corta en 3D aún anterior, Geometric Fables. (50 x 5 ') en 1991. [131] Un poco más tarde, en 1994, se emitió la serie de televisión canadiense CGI ReBoot (48 × 23'), producida por Mainframe Entertainment . [132]
En 1995, se produjo la primera película de animación por ordenador totalmente función, Disney - Pixar 's Toy Story , que fue un gran éxito comercial. [133] Esta película fue dirigida por John Lasseter , cofundador de Pixar y ex animador de Disney, que comenzó en Pixar con cortometrajes como Luxo Jr. (1986), Red's Dream (1987) y Tin Toy (1988). ), que también fue el primer cortometraje de animación generado por computadora en ganar un Premio de la Academia. Luego, después de algunas largas negociaciones entre Disney y Pixar, se acordó un acuerdo de asociación en 1991 con el objetivo de producir una película completa, y Toy Story fue el resultado. [134]
Los años siguientes vieron un gran aumento de la adopción de técnicas de animación digital, con muchos estudios nuevos entrando en producción y empresas existentes haciendo una transición de técnicas tradicionales a CGI. Entre 1995 y 2005 en los EE. UU., El presupuesto de efectos promedio para un largometraje de gran estreno saltó de $ 5 millones a $ 40 millones. Según Hutch Parker, presidente de producción de 20th Century Fox , en 2005[actualizar], "El 50 por ciento de los largometrajes tienen efectos significativos. Son un personaje de la película". Sin embargo, CGI ha compensado los gastos recaudando más de un 20% más que sus contrapartes de la vida real y, a principios de la década de 2000, las imágenes generadas por computadora se habían convertido en la forma dominante de efectos especiales. [135]
Captura de movimiento
La captura de movimiento , o "Mocap" , registra el movimiento de objetos externos o personas, y tiene aplicaciones para la medicina, los deportes, la robótica y el ejército, así como para la animación en el cine, la televisión y los juegos. El ejemplo más temprano sería en 1878, con el trabajo fotográfico pionero de Eadweard Muybridge sobre la locomoción humana y animal, que sigue siendo una fuente para los animadores en la actualidad. [136] Antes de los gráficos por computadora, la captura de movimientos para usar en la animación se realizaba mediante Rotoscopia , donde se filmaba el movimiento de un actor, luego la película se usaba como guía para el movimiento cuadro por cuadro de un personaje animado dibujado a mano. . El primer ejemplo de esto fue Max Fleischer 's Fuera de la Tintero serie en 1915, y un notable ejemplo más reciente es el 1978 Ralph Bakshi 2D película animada El señor de los anillos .
La captura de movimiento por computadora comenzó como una herramienta de análisis fotogramétrico en la investigación biomecánica en las décadas de 1970 y 1980. [137] Un artista usa marcadores cerca de cada articulación para identificar el movimiento por las posiciones o ángulos entre los marcadores. Se pueden usar muchos tipos diferentes de marcadores (luces, marcadores reflectantes, LED, infrarrojos, inerciales, mecánicos o inalámbricos RF) y se pueden usar como una forma de traje o adheridos directamente al cuerpo de un artista. Algunos sistemas incluyen detalles de la cara y los dedos para capturar expresiones sutiles, lo que a menudo se denomina " captura de rendimiento ". La computadora registra los datos de los marcadores y los usa para animar modelos de personajes digitales en animación por computadora en 2D o 3D y, en algunos casos, esto también puede incluir el movimiento de la cámara. En la década de 1990, estas técnicas se utilizaron ampliamente para efectos visuales.
Los videojuegos también comenzaron a utilizar la captura de movimiento para animar a los personajes del juego. Ya en 1988, se utilizó una forma temprana de captura de movimiento para animar el 2D personaje principal de la Martech videojuego Vixen , que se realizó según el modelo Corinne Russell . [138] La captura de movimiento se usó más tarde notablemente para animar los modelos de personajes en 3D en el juego de arcade Virtua Fighter 2 de Sega Model 2 en 1994. [139] En 1995, los ejemplos incluyeron el juego basado en CD de Atari Jaguar Highlander: The Last of the MacLeods , [140] [141] y el juego de lucha arcade Soul Edge , que fue el primer videojuego en utilizar tecnología de captura de movimiento óptica pasiva . [142]
Otro avance en el que una película de cine utilizó la captura de movimiento fue la creación de cientos de personajes digitales para la película Titanic en 1997. La técnica se utilizó ampliamente en 1999 para crear Jar-Jar Binks y otros personajes digitales en Star Wars: Episodio I - La amenaza fantasma .
Partido en movimiento
Match Moving (también conocido como seguimiento de movimiento o seguimiento de cámara ), aunque relacionado con la captura de movimiento, es una técnica completamente diferente. En lugar de usar cámaras y sensores especiales para grabar el movimiento de los sujetos, combine los trabajos en movimiento con imágenes de acción en vivo preexistentes y use solo software de computadora para rastrear puntos específicos en la escena a través de múltiples cuadros y, por lo tanto, permitir la inserción de elementos CGI en la toma con la posición, escala, orientación y movimiento correctos en relación con el material existente. Los términos se usan de manera vaga para describir varios métodos diferentes de extraer información de movimiento del sujeto o de la cámara de una película. La técnica puede ser 2D o 3D, y también puede incluir la coincidencia de los movimientos de la cámara. Los primeros ejemplos de software comercial son 3D-Equalizer de Science.D.Visions [143] y rastrack de Hammerhead Productions [144], ambos a partir de mediados de los noventa.
El primer paso es identificar las características adecuadas que el algoritmo de seguimiento del software puede bloquear y seguir. Por lo general, las características se eligen porque son puntos brillantes u oscuros, bordes o esquinas, o una característica facial, según el algoritmo de seguimiento particular que se utilice. Cuando se rastrea una característica, se convierte en una serie de coordenadas 2D que representan la posición de la característica en la serie de cuadros. Estas pistas se pueden usar inmediatamente para el seguimiento de movimiento en 2D o luego se pueden usar para calcular información en 3D. En el seguimiento 3D, un proceso conocido como "calibración" deriva el movimiento de la cámara a partir de la proyección inversa de las trayectorias 2D, y a partir de esto se utiliza un proceso de "reconstrucción" para recrear el sujeto fotografiado a partir de los datos seguidos, y también cualquier movimiento de la cámara. Esto permite luego mover una cámara virtual idéntica en un programa de animación 3D, de modo que los nuevos elementos animados puedan volver a componerse en la toma de acción en vivo original en una perspectiva perfectamente combinada. [145]
En la década de 1990, la tecnología progresó hasta el punto que se hizo posible incluir dobles de acrobacias virtuales. El software de seguimiento de cámaras se perfeccionó para permitir desarrollos de efectos visuales cada vez más complejos que antes eran imposibles. Los extras generados por computadora también se utilizaron ampliamente en escenas de multitudes con software avanzado de simulación de multitudes y agrupaciones. Al estar basado principalmente en software, la transferencia de partidos se ha vuelto cada vez más asequible a medida que las computadoras se vuelven más baratas y más potentes. Se ha convertido en una herramienta de efectos visuales imprescindible e incluso se utiliza proporcionando efectos en retransmisiones televisivas en directo. [146]
Estudio virtual
En televisión, un estudio virtual , o escenario virtual , es un estudio que permite la combinación en tiempo real de personas u otros objetos reales y entornos y objetos generados por computadora de manera transparente. Requiere que el entorno 3D CGI se bloquee automáticamente para seguir con precisión cualquier movimiento de la cámara y la lente en vivo. La esencia de dicho sistema es que utiliza alguna forma de seguimiento de la cámara para crear una transmisión en vivo de datos que describen el movimiento exacto de la cámara, además de un software de renderizado CGI en tiempo real que utiliza los datos de seguimiento de la cámara y genera una imagen sintética del escenario virtual exactamente enlazado. al movimiento de la cámara. Luego, ambas transmisiones se combinan con un mezclador de video, generalmente usando clave cromática . Estos decorados virtuales se volvieron comunes en los programas de televisión en la década de 1990, siendo el primer sistema práctico de este tipo el estudio virtual Synthevision desarrollado por la corporación de radiodifusión japonesa NHK (Nippon Hoso Kyokai) en 1991, y utilizado por primera vez en su especial de ciencia, Nano- espacio . [147] [148] Las técnicas de estudio virtual también se utilizan en la realización de películas, pero este medio no tiene el mismo requisito de operar completamente en tiempo real. El control de movimiento o el seguimiento de la cámara se pueden usar por separado para generar los elementos CGI más tarde y luego combinarlos con la acción en vivo como un proceso de posproducción . Sin embargo, en la década de 2000, la potencia de las computadoras había mejorado lo suficiente como para permitir que se generaran muchos sets de películas virtuales en tiempo real, como en la televisión, por lo que no era necesario componer nada en la postproducción.
Machinima
Machinima utiliza motores de renderizado de gráficos por computadora en 3D en tiempo real para crear una producción cinematográfica. La mayoría de las veces, se utilizan máquinas de videojuegos para esto. La Academia de Artes y Ciencias de Machinima (AMAS), una organización sin fines de lucro formada en 2002 y dedicada a promover machinima, define machinima como "la realización de películas animadas dentro de un entorno virtual 3-D en tiempo real". AMAS reconoce producciones ejemplares a través de premios otorgados en su anual [149] [150] La práctica de usar motores gráficos de videojuegos surgió de las presentaciones de software animado de la " demostración " de los 80 , el videojuego Stunt Island de Disney Interactive Studios de 1992 y '90 grabaciones de juego en primera persona tirador de videojuegos, como id Software 's de Doom y Quake . Festival de Cine de Machinima. A los artistas basados en Machinima a veces se les llama maquinimistas o maquinistas.
Software de animación 3D en la década de 1990
Hubo muchos desarrollos, fusiones y acuerdos en la industria del software 3D en los años 90 y posteriores.
- Wavefront siguió el éxito de Personal Visualiser con el lanzamiento de Dynamation en 1992, una poderosa herramienta para crear y modificar interactivamente imágenes naturales y realistas de eventos dinámicos. En 1993, Wavefront adquirió Thomson Digital Images (TDI), con su producto innovador Explore , un conjunto de herramientas que incluía 3Design para modelado, Anim para animación y Renderizador fotorrealista interactivo (IPR) para renderizado. En 1995, Wavefront fue comprada por Silicon Graphics y se fusionó con Alias . [151]
- Alias Research continuó el éxito de PowerAnimator con películas como Terminator 2: Judgment Day , Batman Returns y Jurassic Park , y en 1993 comenzó el desarrollo de un nuevo software de entretenimiento, que más tarde se llamaría Maya . Alias encontró clientes en películas animadas, series de televisión, efectos visuales y videojuegos, e incluyó muchos estudios destacados, como Industrial Light & Magic , Pixar , Sony Pictures Imageworks , Walt Disney y Warner Brothers . Otros productos de Alias fueron desarrollados para aplicaciones en arquitectura e ingeniería. En 1995, SGI compró Alias Research y Wavefront en un acuerdo de 3 vías, y se lanzó la empresa fusionada Alias Wavefront . [152]
- La nueva misión de Alias Wavefront era centrarse en desarrollar las herramientas más avanzadas del mundo para la creación de contenido digital. PowerAnimator siguió utilizándose para efectos visuales y películas (como Toy Story , Casper y Batman Forever ), y también para videojuegos. Continuó el desarrollo del software Maya , agregando nuevas características como captura de movimiento, animación facial, desenfoque de movimiento y tecnología "time warp". Los productos de diseño industrial CAD como AliasStudio y Alias Designer se estandarizaron en el software Alias | Wavefront. En 1998, Alias | Wavefront lanzó Maya como su nuevo producto insignia en 3D, y pronto se convirtió en la herramienta de animación más importante de la industria. Maya fue la fusión de tres paquetes: Visualizador avanzado de Wavefront , Power Animator de Alias y Explore de TDI . En 2003, la empresa pasó a llamarse simplemente "Alias". En 2004, SGI vendió el negocio a una empresa de inversión privada y luego pasó a llamarse Alias Systems Corporation . En 2006, Autodesk compró la empresa . [153] [154]
- Softimage desarrolló funciones adicionales para Creative Environment , incluido el Actor Module (1991) y Eddie (1992), incluidas herramientas como cinemática inversa, envolvente, metaclay, animación de bandadas y muchas otras. Los clientes de Softimage incluyen muchas compañías de producción destacadas, y Softimage se ha utilizado para crear animaciones para cientos de películas y juegos importantes. En 1994, Microsoft adquirió Softimage y renombró el paquete Softimage 3D , lanzando un puerto de Windows NT dos años después. [155] [156] En 1998, después de ayudar a portar los productos a Windows y financiar el desarrollo de Softimage y Softimage | DS , Microsoft vendió la unidad Softimage a Avid Technology , quien buscaba expandir sus capacidades de efectos visuales. Luego, en 2008, Autodesk adquirió la marca y los activos de animación de Softimage de Avid, lo que terminó con Softimage Co. como una entidad distinta. Los activos relacionados con el video de Softimage, incluido Softimage | DS (ahora Avid | DS ) continúan siendo propiedad de Avid. [157] [158]
- El estudio 3D basado en DOS para PC de Autodesk Inc fue finalmente reemplazado en 1996 cuando The Yost Group desarrolló 3D Studio Max para Windows NT. Con un precio mucho más bajo que la mayoría de los competidores, 3D Studio Max fue rápidamente visto como una solución asequible para muchos profesionales. De todos los programas de animación, 3D Studio Max sirve a la más amplia gama de usuarios. Se utiliza en películas y retransmisiones, desarrollo de juegos, diseño corporativo e industrial, educación, medicina y diseño web. En 2006, Autodesk adquirió Alias , incorporando los productos de software StudioTools y Maya bajo el nombre de Autodesk, con 3D Studio Max rebautizado como Autodesk 3ds Max y Maya como Autodesk Maya . Ahora, una de las empresas de software más grandes del mundo, Autodesk atiende a más de 4 millones de clientes en más de 150 países. [159] [160] [161]
- Efectos secundarios de software 's PRISMS se utilizó ampliamente para crear efectos visuales para películas de difusión y de la característica en los años 90, con proyectos como Twister , Día de la Independencia , y el Titanic . En 1996, Side Effects Software presentó Houdini , un paquete 3D de próxima generación que demostró ser más sofisticado y amigable para los artistas que su predecesor. Houdini se utiliza en todo el mundo para desarrollar animaciones 3D de vanguardia en las industrias del cine, la transmisión y los juegos, y Side Effects Software ha demostrado constantemente ser un innovador en la industria. [162] [163] [164]
CGI en la década de 2000
2000 captura revolucionaria del campo de reflectancia sobre el rostro humano
En 2000, un equipo dirigido por Paul Debevec logró capturar (y simular) adecuadamente el campo de reflectancia sobre el rostro humano utilizando las etapas de luz más simples . [165] que era la última pieza que faltaba en el rompecabezas para hacer imitaciones digitales de actores conocidos .
Captura de movimiento, fotorrealismo y valle inquietante
La primera película de cine convencional completamente hecha con captura de movimiento fue Final Fantasy: The Spirits Within, de origen japonés-estadounidense de 2001, dirigida por Hironobu Sakaguchi , que también fue la primera en utilizar personajes CGI fotorrealistas. [166] La película no fue un éxito de taquilla. [167] Algunos comentaristas han sugerido que esto puede deberse en parte a que los personajes principales de CGI tenían rasgos faciales que caían en el " valle inquietante ". [168] En 2002, El señor de los anillos: las dos torres de Peter Jackson fue el primer largometraje en utilizar un sistema de captura de movimiento en tiempo real, que permitió que las acciones del actor Andy Serkis se transmitieran directamente al modelo 3D CGI de Gollum mientras se realizaba. [169]
Muchos consideran que la captura de movimiento reemplaza las habilidades del animador y carece de la capacidad del animador para crear movimientos exagerados que son imposibles de realizar en vivo. Los créditos del final de Pixar película 's Ratatouille (2007) llevan un sello que certifica como '100% puro Animación - Captura Sin Movimiento' Sin embargo, los proponentes señalan que la técnica suele incluir también una gran cantidad de trabajo de ajuste por parte de los animadores. Sin embargo, en 2010, la Academia de Cine de los Estados Unidos ( AMPAS ) anunció que las películas de captura de movimiento ya no serán consideradas elegibles para los premios Oscar por "Mejor Película de Animación", afirmando que "La captura de movimiento en sí misma no es una técnica de animación". [170] [171]
Cinematografía virtual
A principios de la década de 2000, se produjo el advenimiento de la cinematografía totalmente virtual con su debut en la audiencia considerado en las películas de 2003 The Matrix Reloaded y The Matrix Revolutions con sus imitaciones digitales tan convincentes que a menudo es imposible saber si alguna imagen es una imagen humana. con una cámara o una toma de imitación digital con una simulación de una cámara . Las escenas creadas e imaginadas dentro de la cinematografía virtual son la "pelea Burly" y el enfrentamiento final entre Neo y el Agente Smith . Con los métodos cinematográficos convencionales , la fuerte pelea habría sido prohibitivamente lenta de hacer con años de composición necesarios para una escena de pocos minutos. Además, un actor humano no podría haber sido utilizado para el enfrentamiento final en Matrix Revolutions: el pómulo del Agente Smith es golpeado por Neo dejando el aspecto digital naturalmente ileso.
Software de animación 3D en la década de 2000
- Blender (software) es un paquete de cinematografía virtual de código abierto gratuito, utilizado por profesionales y entusiastas por igual.
- Poser es otro programa de gráficos 3D de bricolaje especialmente destinado a la animación fácil de usar de objetos blandos
- Pointstream Software es un programa de flujo óptico profesional que utiliza un píxel como su forma primitiva básica que generalmente se rastrea a través de una configuración de múltiples cámaras del estimado Arius3D , creadores del escáner XYZ RGB , utilizado en el proceso de producción de las secuelas de Matrix.
CGI en la década de 2010
En SIGGRAPH 2013, Activision y USC presentaron un rostro digital en tiempo real similar a "Ira" utilizando la etapa de luz X de USC de Ghosh et al. tanto para el campo de reflectancia como para la captura de movimiento. [172] [173] El resultado final, tanto precalculado como renderizado en tiempo real con la unidad de procesamiento de gráficos de última generación : Digital Ira , [172] parece bastante realista. Las técnicas que antes se limitaban a los sistemas de cinematografía virtual de alta gama se están moviendo rápidamente hacia los videojuegos y las aplicaciones de ocio .
Nuevos desarrollos
Los nuevos desarrollos en tecnologías de animación por computadora se informan cada año en los Estados Unidos en SIGGRAPH , la conferencia anual más grande sobre gráficos por computadora y técnicas interactivas, y también en Eurographics y en otras conferencias alrededor del mundo. [174]
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Delante del osciloscopio se montó una cámara de 35 mm con cargador extendido en un soporte hecho a medida. La cámara se controlaba automáticamente mediante una computadora, que enviaba una señal a la cámara cuando se alimentaba una nueva imagen en el osciloscopio. En el ADB nórdico, que contaba mucho y lanzaba datos guisados, se habían dado cuenta de que tenían todas las coordenadas para dibujar la perspectiva desde el asiento del conductor. Tomaron como ejemplo de esto en el futuro cómo sería la entonces autopista nyprojekterade hacia Nacka, en las afueras de Estocolmo. Con la cámara frente al osciloscopio, podrían tomar una foto cada veinte metros de la carretera virtual. El resultado fue un viaje ficticio en la autopista virtual a una velocidad de 110 km / h. La película se transfirió a formato de 16 mm y se realizó en 100 copias. El Museo Técnico es la única copia que se conoce de la película en las colecciones. En la caja del rollo de película dice que es la primera película dibujada por computadora en el mundo. Hay poca otra evidencia de que esto sea realmente cierto, y que esta es la primera animación por computadora del mundo. La película se emitió el 9 de noviembre de 1961 en horario estelar en el noticiero de televisión nacional Aktuellt.
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