A ilusão da vida modelada em 3D

Atingir a ilusão da vida, ou, The illusion of Life, é uma máxima de Walt Disney que virou regra à todos os profissionais e entusiastas da animação!  Não se sabe ao certo qual a primeira fez que a frase foi utilizada, mas o grande marco de sua consolidação foi atingido em 1937 com o Branca de Neve e os 7 anões, desde então vem…

…inspirando e guiando artistas de todo o mundo na criação de histórias e mundos fantásticos.

Com o desenvolver das técnicas e o surgimento dos softwares de modelagem e animação 3D, esse sonho não se perdeu, mas se transformou. Muitos se perguntam, como que é possível que animadores 3D consigam movimentos tão naturais criados diretamente em computador com ferramentas complexas que muitas vezes, mais bloqueiam do que auxiliam a arte.

Na reflexão acerca do assunto, escrevi um capítulo no meu trabalho de conclusão de curso e, também pela falta de tempo de escrever algo novo, achei que seria válido compartilhar na Clichê!

O conceito básico de animação em 3D é definir quadros chaves e ajustar o movimento automático que o software gera para interpolá-los.

Para auxiliar a explicação, utilizarei um exemplo clássico da animação, o pêndulo, utilizado em um relógio de uma cena da animação que estou produzindo. O movimento pendular possui 3 quadros chaves. O ponteiro no extremo esquerdo, no meio e o extremo direito. Pensando assim, pode-se imaginar que para criar a animação seria necessário colocar os quadros como apresentado no esquema abaixo, desenhado por Richard Williams (The animation survival kit, 2001) :

Movimento contínuo (clique para ampliar)

No entanto, isso geraria um movimento mecânico e contínuo. Pouco natural, porque os objetos tendem a acelerar e a desacelerar e é preciso passar essa impressão ao se desenhar os quadros entre os quadros chaves  (chamados de Inbetweens)  a fim de se conseguir um movimento mais natural. Williams para exemplificar distribuiu os mesmos quadros de uma outra maneira, fazendo com que o pêndulo gaste mais tempo na extremidade esquerda e direita, dando a impressão de desaceleração e aceleração;

Movimento pendular natural. (clique para ampliar)

Nos softwares de animação 3D foram, para eliminar a necessidade de se “desenhar” todos os inbetweens, foram criadas as linhas de interpolação. São gráficos que mostram a relação entre a variação do que está sendo animado e o tempo. No caso da figura abaixo, correspondente ao pêndulo, há a variação de tempo por deslocamento. Note que 2 curvas Bezier suavizam o movimento próximo aos quadros chaves das extremidades, mas aceleram no do meio. Essa ferramenta também permite que o movimento se repita pelo tempo que a animação se estender, sendo necessário animar apenas um ciclo do pêndulo.

Curvas de interpolação do pêndulo do relógio

Sobreposição de quadros da animação do pêndulo (cena do TCC de Rodrigo Janz e Diego Mafioletti)

O pêndulo é um bom exemplo introdutório do funcionamento do sistema para que eu consiga explicar acerca de animações mais complexas, como a dos personagens.  Um personagem modelado e animado em softwares de 3D possui um rigging, palavra inglesa que se refere à uma armação que funciona como um esqueleto agindo sobre uma pele e músculos:

Pele e osso de modelo 3D (personagem do TCC de Rodrigo Janz e Diego Mafioletti)

O mesmo rIgging montado visto sob pele transparente. Muito útil para quando for animar os ossos.

A vantagem de se trabalhar com rigging é que elimina a necessidade de mover manualmente os vértices que compõem o modelo 3D. Se isso fosse necessário, para cada passo dado por um personagem precisaria-se modelar uns 3 ou 4 personagens, tornando a animação extremamente custosa em termos temporais. Com o esqueleto, só é preciso mover os ossos como se fossem partes de um corpo de verdade. A aceleração e desaceleração dos movimentos pode ser facilmente controlada através das curvas de interpolação.

Sequência de 3 quadros chaves criados pelo sistema de rigging (de cena do TCC de Rodrigo Janz e Diego Mafioletti)