Základní poznatky o animaci Animace jako pojem Animace (z latinského animātiō – oţivení) má mnoho definic, ale kaţdá z nich má své úskalí. Jedna říká, ţe animace je způsob snímání obrazu „okénko po okénku“. S příchodem nových technologií však jiţ tato okénka nemusí být nutně viditelná. Další pokusy o zachycení podstaty animace mluví o vytváření pohyblivých obrazů nebo o umění kreslených pohybů [1]. Hlavním úkolem této oblasti je to, ţe vytváří iluzi pohybu. Iluze vzniká díky dostatečně rychlému jednotlivých statických obrázků, které pak díky setrvačnosti lidského oka člověk vnímá jako plynulý pohyb.
Využití animace V dnešní době se animace vyuţívá nejen pro tvorbu tzv. animovaného filmu, ale také ve vědě, v počítačových hrách, v reklamních spotech (jak v televizi, tak i na internetu) a v mnoha dalších oblastech. V drtivé většině případů se však uţ nejedná o klasickou animaci tvořenou přímo lidmi, ale animaci zpracovávanou počítačem. Ten však neprovádí celý proces vytváření animace sám. Stále velkou a nejdůleţitější část práce odvádí člověk pomocí softwaru, kdy například volí takzvané klíčové snímky. Ty představují počáteční a koncové body pohybu objektu. Mezi těmito body se objekt bude přemísťovat a toto přemístění můţe uţ vypočítat sám počítač. Animátor tedy nemusí sloţitě tvořit několik snímků pro obyčejný přesun objektu, ale stačí mu pouze navolit dva klíčové snímky. Pro vývoj počítačové animace byla nejdůleţitější sedmdesátá léta 20. století, kdy se objevily první základní renderovací techniky, z nichţ některé se pouţívají i dnes. Největší rozmach počítačové animace, a to hlavně třídimenzionální, přinesl s novými technologiemi konec devadesátých let 20. století. Filmy se začaly natáčet na digitální video a rostla oblíbenost a také počet počítačových a platformových her, kdy se většina animace tvoří pomocí předrendrovaných objektů. Na začátku 21. století vývoj hardwaru dovolil v herním průmyslu přehrávání počítačových animací v reálném čase [2].
Vývoj počítačové animace Za otce počítačové animace se někdy povaţuje americký animátor a vynálezce John Whitney, Srov. Ve 40. a 50. letech minulého století vytvořil se svým bratrem několik experimentálních filmů pomocí speciálně vytvořeného zařízení sloţeného ze starých protileteckých počítačů, pomocí kterých řídil pohyb světel a svítících objektů (tzv. motion control photography). Jedna z nejslavnější Whitneyho prací je titulní sekvence pro film Vertigo (1958) od Alfréda
Hitchcocka nebo také jeho animaci průchodu hvězdnou bránou pro film Stanleyho Kubricka 2001: Vesmírná Odyssea (1968). http://www.youtube.com/watch?v=zMoo6LgcU4s http://www.youtube.com/watch?v=ou6JNQwPWE0 Během 60. let 20. století vytvořil Ivan Sutherland, doktorský student na MIT, hlavní předpoklad pro intuitivní práci s počítačovou animaci. Jeho disertační práce se týkala prvního interaktivního kreslícího programu Sketchpad I, který sám stvořil. [10] Tento program jako první dovoloval manipulovat s obrazem na monitoru v reálném čase. Jedny z prvních digitálně animovaných uměleckých děl patří například i abstraktní filmy Pixillation nebo Mathoms ze 70. let 20. století, které vytvořila Lillian Schwartz, která je známá pro uznání počítačem vytvořená nebo upravená díla jako umění. Krátká videa obsahovaly pravidelné geometrické i nepravidelné aţ organické různobarevné tvary, které se neustále měnily. Schwartz se velmi zabývala prací s počítače, ve které však byla pouze samouk. I přesto však experimentovala s různými vědeckými zobrazovacími technikamy. http://www.youtube.com/watch?v=2_CpUKrDbWg V 90. letech 20. století začala digitální média měnit i povahu tradiční animace. Kresby na celuloidové fólie, které se ručně kreslily se přesunuly na obrazovky počítačů a s pomocí nich se začala prosazovat v polovině 90. let i 3D animace (první trojrozměrný celovečerní animovaný film Toy Story se natočil v roce 1995). [10] Techniky tradiční animace však nevymizely, pouze se kombinují s novými počítačovými technologiemi, kde se upravují jednotlivé obrazy.
Studie pohybu Rozvoj fotografie v polovině 19. století umoţnil blíţe studovat pohyb a tedy i lidskou chůzi. Díky sekvenci fotografií mohly vznikat první studie pohybu. První dva průkopníci této disciplíny byli ze zcela odlišných odvětví zájmu.
Eadweard Muybridge První ze zmiňovaných byl fotograf a vynálezce Eadweard Muybridge, který je také povaţován díky svým studiím za zakladatele chronofotografie (ţánr fotografie, který se zabývá snímáním rychlých pohybů). Jeho první studie byla vytvořena na popud guvernéra státu Kalifornia Lelandem Stanfordem, který se vsadil, ţe kůň při svém běhu musí mít v určitý okamţik všechny čtyři nohy nad zemí. Muybridge pouţil řadu fotoaparátů spojené jednou šňůrou a mezi jednotlivými snímky nastavil prodlevu dlouho čtvrt vteřiny. Výsledkem tohoto experimentu byla série fotografií detailně zachycující fáze běhu koně, která byla základem pro animaci. Díky získanému grantu v letech 1884 aţ 1885 pokračoval v těchto experimentech a pořídil několik tisíc fotografií zachycující pohyby muţů, ţen, dětí a i různých zvířat.
Muybridgova studie pohybu
Studie pohybu koně
Etienne-Jules Marey Vědec Etienne-Jules Marey, absolvent lékařské školy, který začal elektronicky zaznamenávat pohyb od roku 1869. Vytvořil například speciální postroj pro ptáky, aby mohl zaznamenat frekvenci pohybu křídel při mávání. V roce 1872 pak vytvořil i speciální boty, které snímaly informace o kroku a tlaku nohy pozorovaného člověka. Data, která Marey získal byly ve formě grafů, které se většinou skládaly z řady křivek, které představovali pohyb. Inspirován Muybridgem a jeho experimenty se studiemi pohybu sestrojil tzv. „fotografickou pušku“, která byla schopná zaznamenat aţ 12 snímků za sekundu. Všechny snímky v pušce byly pořizovány na stejný papír, takţe výsledkem byla vícenásobná expozice (několik fotografií v jedné).
Ukázka vizualizovaných dat z Mareyových experimentů
Mareyova fotografická puška
Techniky animace Snímky Všechny části animace se skládají z mnoha obrázků. Jednotlivé obrázky jsou označované jako statické snímky, kde jeden snímek je nejmenší animační jednotka. V jedné sekundě proběhne hned několik snímků a záleţí na médiu, na které je animace určena. „Jedna sekunda animace s normální rychlostí odpovídá 30 snímkům; jedna sekunda filmu 24 snímkům. Na interaktivním počítači s reálným časem se snímková frekvence přizpůsobuje hardwarovému vybavení v rozmezí 8 aţ 60 snímků.“ [2] (str. 309) Počet snímků za sekundu se označuje jako rychlost projekce a značí se zkratkou fps (frames per second). Natáčení na dva snímky Při omezených zdrojů nebo kvůli zrychlení procesu animování se také někdy pouţívá technika natáčení na dva snímky (shooting on twos). Spočívá ve vloţení stejného obrázku na dva po sobě jdou snímky. Ve většině případů je kvalita takové animace přijatelná a pro většinu diváků je zhoršení animace nepostřehnutelné. Pomocí této techniky se natáčí některé animované seriály nebo filmy. Klíčové snímky a mezifázové snímky K definování sekvence snímků se pouţívá jedna ze základních technik animace, tzv. klíčování (keyframing). Ve snímcích se nachází klíčové okamţiky nebo extrémy při pohybu (např. dopad na zem, nataţení končetiny, atd.). Navazující technika se označuje jako doplnění mezifází (inbetweening), která se pouţívá aţ po vytvoření klíčových snímků. Tato metoda spočívá v tom, ţe se dodělávají snímky mezi klíčovými okamţiky, které vyplní prázdné místo mezi nimi. U kreslené animace bývá tento proces velmi pracný, protoţe všechny mezifázové snímky se musí vytvářet postupně ručně. V počítačové animaci můţeme doplňovat mezifáze pomocí interpolace. Doplnění mezifází se děje uskutečňuje podle počítačových interpolačních algoritmů a technik. [2]
Typy Animace Ručně kreslená animace Tato technika animace je povaţována za tradiční a také jednu z nejstarších. Někdy se můţeme setkat i s anglickým termínem cel animation. Samotná animace se skládá ze sekvence jednotlivých kreseb, která se natáčela na tzv. animačním stole, kde se tvořil náhled pohybu. Po schválení se kresby čistí, případně barví nebo obtahují inkoustem. V dnešní době se často kresby skenují do digitální podoby, aby mohli být dále upraveny pro potřeby animátora. Někdy se samotná kresba dělá přímo na počítači pomocí tabletu.
Snímek z filmu Secret Of Kells (2009) vytvořený pomocí kreslené animace
Fázová animace V dnešní době je tento typ znám spíše pod anglickým názvem stop-motion animation. Jde o nahrávání samostatných různých pozic předmětu, který chceme animovat, na jednotlivé snímky, které potom tvoří sekvenci. Předmět můţe mít kosterní systém (drátěný model potaţený látkou nebo kůţí) nebo proměnlivý tvar (modelovací hlína) nebo v některých případech nemusí mít ani jednu z uvedených vlastností. Do této oblasti spadá také loutková animace, kde se pracuje se speciálně vyráběnými loutkami (například filmová trilogie Fimfárum). Fázová animace se drţí principu dopředné kinematiky.
Snímek z filmu Fimfárum Jana Wericha (2002), který využívá fázovou animaci
Animace výkonu Principem této techniky je, ţe ţivý člověk řídí výkon dané animované figury. Nezáleţí na tom, zda herec se objevuje spolu s postavou. Za animaci výkonu tedy můţeme povaţovat i klasické loutkové divadlo. V trojrozměrné počítačové animaci je tato technika označována jako snímání výkonu herce (performance capture) nebo také snímání pohybu (motion capture). Dále se dělí na ţivé snímání pohybu (live motion capture), kde se animují postavy v reálném čase, a na zpracované snímání pohybu (processed motion capture), kdy se nasbírají data z výkonu herce a dál se upravují a dolaďují. Úpravy se mohou velmi lišit, protoţe záleţí na účelu animace. Je moţné dodat pohybu nadsázku nebo iluzi větší přirozenosti.
Snímek z úvodní scény počítačové hry Assassin’s Creed (2007), která hojně využívá snímaní pohybu
12 principů animace Ve 30. letech 20. století ve Walt Disney Studios bylo ustanoveno 12 základních principů animace. Tyto principy vzešli ze zkušeností a praxe animátorů, kteří chtěli vytyčit pravidla animace, podle kterých by se objekty pohybovali přirozeněji a aby samotný pohyb vyjadřoval charakter nebo emoce postavy. Podle těchto principů se začala tvořit kreslená animovaná díla s komiksovými postavami. Mnohá z nich jsou do dnešních dnů známá a řada animátorů z nich čerpá inspiraci. Byly to například animované filmy Sněhurka a sedm trpaslíků, Bambi, Dumbo aj. Je nutno říci, ţe není striktně vyţadováno řídit se těmito principy. Jsou to pouhá doporučení a pro určitý druh kreslené animace. [11] Přes to však se dají aplikovat na všechny odvětví animace (včetně animace v trojrozměrném prostoru).
Nadsázka Při animaci můţeme pouţívat i nereálné pohyby nebo nadsázku (pokud nám to dovolí umělecký záměr). Výsledek můţe poté být neobvyklý a originální a můţe také vystihovat charakter figury. Rozsah deformace se můţe lišit od jednotlivých případů, ale většinou platí, ţe při větší deformaci se animace zdá „přirozenější“ neţ při menším pouţití nereálných pohybů.[9]
Kineziologie a funkce nohy Při interpretaci chůze v počítačové animaci je velice uţitečné znát její předlohu. V této části jsou uvedeny nejdůleţitější poznatky o lidské chůzi a krokovém cyklu v reálném ţivotě.
Bipedální chůze Bipedální chůze je jednou z nejběţnějších aktivit, které lidské tělo provozuje. Je to také základní způsob lidského pohybu po dvou dolních končetinách, kdy jedna noha je vţdy v kontaktu s podloţkou. Má tři hlavní části: zahajovací fáze, cyklická fáze a fáze ukončení. Při cyklické fázi dolní končetiny provádí stále se opakující pohyby, které lze popsat v tzv. krokovém cyklu. [3]
Charakteristiky chůze Přestoţe se základní znaky a charakteristiky lidského kroku shodují, existuje většinou velká proměnlivost u různých typů kroku a také u konkrétních jedinců. Hlavní rozdíly mohou vznikat díky rozdílnému načasování nebo rozdílným proporcím dolních končetin. Kaţdá bytost je tedy svým krokem v podstatě jedinečná. [4] Ţádní dva lidé na světě nemohou chodit stejně. Podle chůze můţeme rozeznávat kaţdého jedince, i kdyţ mu nevidíme do tváře. Do takové míry je náš krok osobitý a charakteristický. Herci se často snaţí dát svojí chůzi charakter, který by korespondoval s postavou, kterou představuje. Z pozorování kroku určité postavy můţeme vyčíst: -
věk
-
finanční postavení
-
zdravotní stav
-
náladu
-
povahu
Ţeny většinou dělají menší kroky po přímé dráze a mají nohy blíţe u sebe kvůli ochraně rozkroku. Tím se jejich těţiště při chůze příliš nemění (pohyb nahoru a dolů při chůzi není tak markantní a zřetelný). Jejich pohyb můţe také někdy omezit i upnutá sukně. Na rozdíl od ţen, muţi ve většině případů dělají delší kroky, při kterých dávají nohy více od sebe kvůli genitáliím. Těţiště těla se více pohybuje a pohyby nahoru a dolů jsou více zřetelné. [6] Tyto informace o rozdílnosti kroků u různých pohlaví samozřejmě nemusí být vţdy směrodatné a vţdy můţeme objevit nějakou výjimku. Ve většině případů nezvedáme chodidla příliš vysoko. To je také hlavní důvod, proč můţeme tak lehce zakopnout na nerovném povrchu.
Délka kroku Délka kroku je vzdálenost mezi kontaktem paty jedné nohy a kontaktem paty druhé. Délka dvojkroku je poté dvojnásobek délky kroku. Obě délky závisí na několika faktorech, např. stáří člověka nebo délce dolních končetin. Šířka kroku Šířka kroku je definována jako vzdálenost mezi chodidly (obvykle se měří od středů pat). Při pomalé chůzi se většinou šířka kroku zvětšuje, kdeţto při rychlé chůzi se šířka zmenšuje. Úhel chodidla Pod úhlem chodidla se rozumí vytočení nohou směrem od sebe (kladný úhel) nebo vtočení k sobě (záporný úhel). Úhel závisí především na kyčelním kloubu. Rychlost chůze Kaţdý má svou přirozenou rychlost chůze, kterou ale přizpůsobuje díky působení vnějších faktorů. Vypočítat se dá standardně pomocí podílu dráhy a času. Těžiště U člověka ve stoje ve vzpřímené poloze se těţiště nachází přibliţně ve výšce druhého aţ třetího obratle. Při chůzi se těţiště pohybuje směrem nahoru dolů po pomyslné sinusoidě.
Kinematika krokového cyklu Krokový cyklus můţeme definovat jako stále se opakující pohyby během chůze. Jestliţe zvolíme za počátek cyklu kontakt pravé paty s podloţkou, poté krok trvá do té doby, neţ opět pravá pata udeří do podloţky. Lidské tělo po dobu krokového cyklu neudrţuje stabilně rovnováhu. Dochází k neustálému vyvaţování, tzn. pokud člověka při chůzi zastavíme, můţe se stát ţe jeho tělo nebude v rovnováţné poloze a spadne na zem. [5] Celý krokový cyklus se dále dělí na dvě hlavní fáze: stojnou a švihovou. [3] Pojmenování fází a jejich rozdělení do podfází se však můţe u různých autorů lišit. Popis jednotlivých fázích se popisuje vzhledem k pravé noze figurantky na následujících snímcích referenčního videa.
Stojná fáze Počáteční kontakt Stojná fáze začíná počátečním kontaktem, kdy obě dolní končetiny se dotýkají podloţky a vzniká pozice dvojí opory. Těţiště těla se nachází nejníţe z celého krokového cyklu a tak je
tato fáze nejvíce stabilní. Kolenní kloub je téměř v plné extenzi (nataţení) a hlezenní kloub je v neutrálním postavení. Kotník začíná první ze tří zhoupnutí.
Zatěžování V zatěţovací fází se přenáší hmotnost na stojnou nohu a pánev se otáčí k této noze. Noha se pomalu dostává do kontaktu s podloţkou. Kyčelní kloub se začíná natahovat. Kolenní kloub opouští maximální nataţení.
Mezistoj V mezistoji se těţiště postavy nachází nejvýše, a tedy v tento okamţik je tělo nejméně stabilní. Protilehlá noha se dostává do švihové fáze. Kyčelní kloub se dále natahuje.
V kolením kloubu dochází k pohybu, který vede k následnému natahování. Při pohybu v hlezenním kloubu dochází k odlehčení paty a v kotníku tedy nastává druhé zhoupnutí.
Konečný stoj V této subfázi stojné fáze se hmotnost těla přenáší před stojnou končetinu. Kyčelní kloub se nadále natahuje aţ dojde k plnému nataţení v okamţik, kdy protilehlá noha je ve fázi počátečního kontaktu. Koleno je maximálně nataţeno při odlepení paty, ale prsty zůstávají na podloţce. Na konci této fáze v kotníku dochází k třetímu zhoupnutí.
Předšvihová fáze Tato fáze zakončuje fázi stojnou a připravuje tělo na švihovou fázi. Kyčelní kloub je stále nataţený, ale následně dochází k jeho pohybu a kyčel se ohýbá. Koleno se z plného nataţení dostává do pohybu a ohýbá se. V této fázi jsou opět obě nohy v kontaktu s podloţkou.
Švihová fáze Počáteční švih Noha opouští podloţku a kyčelní kloub je v pohybu. Ohýbání v koleni vyplývá z pohybu v kyčli, protoţe se noha chová jako kyvadlo.
Mezišvih Noha, která provádí švih se dostává před stojnou. Kotník se dostává do neutrální pozice. Kyčelní kloub zde zakončuje svůj pohyb a jeho pozice se nemění aţ do počátečního kontaktu.
Konečný švih Končetina se připravuje na kontakt s podloţkou. Kolení kloub se natahuje a kotník je v neutrální poloze.
Pohyb trupu a horních končetin při krokovém cyklu Při chůzi dochází podvědomě k natáčení pánve a ramen do protilehlých pozic. Míra rotace se liší podle charakteristik kroku jedince a například podle rychlosti chůze.
Pánev se nachází v nejvyšším bodě uprostřed švihové fáze a v nejniţším na začátku stojná fáze, kdy obě končetiny se dotýkají podloţky. Ruce (pokud předpokládáme, ţe jsou uvolněné a neprovádějí nějakou akci například gesta) bývají volně nataţené a kopírují pohyby protilehlé nohy (levá ruka se řídí pohyby pravé nohy. Zápěstí je vytočeno dlaněmi k trupu.
Animace chůze v historickém vývoji počítačových her Tato kapitola se zabývá pojetí animace krokového cyklu od prvních počítačových her aţ po hry současné. Jelikoţ takových her dnes existují tisíce, jsou zde uvedeny především ty, které byly v jisté oblasti průlomové nebo výtvarně zajímavé pohyby. Outlaw Jedna z prvních her, kde se herní charaktery pohybovaly pomocí chůze, je hra s názvem Outlaw. Byla nejprve vydána jako automatová hra v roce 1976 firmou Atari. Později se dočkala i konverzí na různé herní platformy. Princip této hry je velmi jednoduchý: dva kovbojové (hru můţou hrát dva hráči) se snaţí navzájem zasáhnout, střílení jim můţou ztěţovat pohyblivé i statické překáţky. Postavy se dokáţou hýbat všemi směry, ale jejich krokový cyklus je velmi jednoduchý. Oba kovboje můţeme vidět pouze z boku, i kdyţ se pohybují vertikálně. Podobný styl zpracování krokového cyklu můţeme najít i v dalších hrách tehdejší doby, např. Berzerk.
Příklad překážky (kaktus) ve hře Outlaw
Pitfall! Pitfall! byla jedna z nejprodávanější her pro herní konzoli Atari 2600 od společnosti Activison z roku 1982. Hra se odehrávala v dţungli na rozdíl od tehdejších her, kde bylo prostředí většinou pouze černé např. vesmír nebo prostředí vymyšlené a poprvé se můţeme setkat s vícebarevnou (4 barvy) hlavní postavou. Hra také nabízela v té době netradiční pohled na hráče. Hlavní postava byla zobrazována z boku a pohybovala se horizontálně (chůze, skoky, houpání se na liáně) i vertikálně (pád, pohyb na ţebřících). Tento způsob zobrazování hráče převzalo mnoho dalších her podobného typu – plošinovek (hráč sbírá v herním světě viděným z boku předměty, které sbírá a překonává překáţky a různé protivníky).
Džungle a podzemí s žebříkem v herním světě Pitfall!
Prince of Persia Dnes jiţ legendární hra z roku 1989 původně naprogramovaná pro platformu Apple II obsahuje jedny z nejzajímavějších a nejplynulejších pohybů herního charakteru tehdejší doby. Tvůrce Jordan Mechner tohoto efektu docílil tak, ţe na videokameru natáčel svého mladšího bratra, jak se rozbíhá, běţí, skáče, přelézá různé překáţky atd. Všechny záznamy pak rozfázoval pomocí fotoaparátu snímek po snímku a tyto snímky rozfázovaných pohybů digitalizoval pomocí zařízení, které dokázalo přenášet souřadnice bodů z předlohy do počítače (jednoduchý skener). Mechner tak jako první pouţil pro počítačovou hru rotoskopii (v tu dobu se hojně pouţívala pro filmy Walta Disneyho). Pro animaci boje s meči pouţil jako základ bojové scény z filmu Dobrodruţství Robina Hooda z roku 1938. Předlohy pro další situace vytvářel Mechner podobně jako se základními pohyby hlavního hrdiny. Cíl hry je velmi jednoduchý, ale také velice těţko proveditelný – hlavní hrdina (princ) musí zachránit princeznu do jedné hodiny a musí projít dvanácti úrovněmi plných pastí, propastí a ozbrojených stráţí.Hra se dočkala mnoha pokračování a dokonce i filmové adaptace, pro kterou psal scénář i samotný Mechner.
Rozfázovaný pohyb Mechnerova mladšího bratra po úpravě
Obrazovka z kobek s běžícím hlavním hrdinou – princem v bílém úboru
Mortal Kombat Jednou z nejkontroverznějších herních sérií je bezesporu i Mortal Kombat. Pro brutalitu a násilí, které se ve hrách objevuje je v mnoha zemích zakázaná, přestoţe se dočkala několika filmových ztvárnění. Herní princip je jednoduchý – kaţdý hráč si vybere jednoho bojovníka, kteří se poté v aréně utkají v souboji. První díl (a také další dva následující) série z roku 1992 je jedna z prvních her, kde herní postavy nebyly kreslené, ale představovali je digitalizovaní herci (spíše to byli mistři bojových umění nebo tanečníci). Digitalizace probíhala formou jednoduchého snímání pohybu. Nasnímaný pohyb herců byl převeden do jednoduchých 2D modelů, které se pak pro potřeby hry pokrývali texturami z materiálu z natáčení herců.
Souboj dvou bojovníků ve hře Mortal Kombat
Animace chůze Chůze je pohyb, se kterým se v animaci nejčastěji setkáváme. Na první pohled se tzv. krokový cyklus zdá být jednoduchý problém, ale při tvorbě kroku se lze snadno dopustit chyb, které diváky vinou nepřirozeného pohybu postavy ruší. Při krokovém cyklu by se vţdy alespoň jedna noha měla dotýkat podloţky (jednou z výjimek je běh) a postava by měla stále udrţovat stabilitu (pokud to není umělecký záměr). Není důleţitá jen práce nohou, ale důleţité jsou pohyby celého těla, aby krok byl organický a uvěřitelný. Pohybují se především ruce a celé tělo se při krokovém cyklu pohybuje nahoru a dolů po sinusoidě a rotuje pánev a ramena. Dále nesmíme zapomínat na vlasy a na oblečení. Pro uvěřitelnost animace při dlouhé chůzi je dobré po náhodném čase cyklus lehce modifikovat, aby nevznikl v divákovy pocit strojové nebo „robotické“ chůze. Existuje mnoho druhů kroků (plíţení, kulhání, procházková chůze, veselá chůze, smutná chůze, atd.) a kaţdá chůze má svou specifickou charakteristiku.[9] Těžiště figury Je nutné stále kontrolovat těţiště figury ve všech momentech pohybu. Při nedůsledném dodrţování toho pravidla se můţe stát, ţe vznikne v divákovi pocit, ţe postava ztrácí rovnováhu (pokud to není záměr). Těţiště určujeme rozdílně podle toho, jestli v dané pozici postava tráví delší nebo kratší čas. Chodidlo při chůzi se musí pohybovat logicky a přirozeně vůči zbytku celé nohy. Různé pohyby chodidla a prstů u nohy mohou být také důsledkem hned několika podobných, ale různých chůzí. Celé tělo při chůzi nemusí být vţdy kolmé k zemi. Postava se můţe zdát ţivější, pokud ji při pohybu vpřed nakloníme vpřed, kdy se noha dotýká země.
Chůze v kreslené animaci I přesto, ţe v dnešní době se spíše uţívá počítačové animace ve trojdimenzionálním prostoru, se stále často můţeme setkat s „klasickou“ kreslenou animací ve dvou rozměrech, např. ve hrách v mobilních telefonech, reklamách, animovaných filmech nebo stále i v některých počítačových hrách. Ovšem pro tyto aplikace bývá v dnešní době hojně vyuţíván počítač. Tato kapitola se zabývá doporučenými postupy pro vytvoření zmiňované animace. Všechny kresby jsou vytvořeny pomocí tabletu v programu Adobe Photoshop CS5 a poté upravovány pro animace v aplikaci Adobe Flash CS5.
Práce v perspektivě Při předním pohledu v je konstrukce krokového cyklu o něco těţší. Problém je v perspektivě, kterou se musíme snaţit napodobit. Pro zesílení dojmu je dobré „bliţší“ objekty (např. ruce a nohy) zvětšit. To stejné platí pro cyklus ze zadního pohledu a chůzi v perspektivě obecně. V kreslené animaci je tento úkol velmi pracný a někdy se řeší důkladným naplánováním fází jednotlivých kroků pomocí schémat. (obrázek)[9]
Onion skinning Onion skinning je termín v 2D počítačové grafice, který označuje techniku pouţívanou při animaci, kdy můţeme vidět několik snímků najednou. Název tato technika dostala podle tenkého průhledného papíru (onionskin), který se pouţívá při klasické ručně kreslené animaci (efekt vznikne přiloţením několika těchto papírů na sebe). [12] Díky této metodě můţe animátor snadněji kontrolovat a upravovat jednotlivé snímky, které předcházejí nebo pokračují od daného snímku.
Konstrukce základního krokového cyklu Pro krokový cyklus jsou důleţité čtyři „extrémní“ pozice, kde kaţdé dvě jsou v podstatě podobné, jen zrcadlově obrácené. V jedné dvojici pozic je tělo výše neţ běţně a ve druhé níţe. Při animaci chůze ve dvojdimenzionálním prostoru se často setkáváme nejen s pohledem z profilu, ale také zepředu nebo z jiného úhlu. Při těchto pohledech zachováváme stejné principy, ale musíme brát v úvahu perspektivu. Pro charakter chůze je také důleţité určení jejího rytmu (rychlosti provádění jednotlivých částí nebo i celého kroku). Nejlepší způsob, jak rytmus určit je pozorování lidí nebo sebe sama a měřit čas. Ve starších animovaných filmech (např. Tom a Jerry) se vyskytovala striktní synchronizaci chůze postav s doprovodnou hudbou, tzv. Mickey Mousing. V tomto případě byl rytmus chůze jasně dán. [6]
Na začátku je dobré stanovit dvě základní extrémní pozice (klíčové snimky), kdy obě chodidla se dotýkají podloţky a hlava je zhruba ve stejné výšce. Při obyčejné chůzi jsou ruce a nohy v opačné pozici (levá ruka je před trupem, pravá noha za a naopak).
Dva základní klíčové pozice, kdy se figura dotýká oběma nohama podložky Dvě základní pozice (zrcadlově obrácené), kdy se postava dotýká oběma nohama podložky
Dále se začnou doplňovat mezifáze mezi jiţ hotové dva snímky. Volná noha zde míjí nohu stojnou. Díky nataţené noze se zvedá pánev a tím i celé tělo. Ruce jsou umístěny podél těla.
Přidána prostřední mezifáze, kdy si končetiny vyměňují pozice
V dalším kroku se opět přidává další mezifáze. V tomto případě je doplněna dolní pozice (tělo je nejníţe z celého cyklu), kdy na přední nohu dopadá váha těla. Ruce bývají v největším rozpětí.
4 klíčové snímky základního krokového cyklu s vyznačenou měnící se výškou, kde se nachází hlava
Poslední mezifáze zahrnuje nejvyšší pozici z celého cyklu. Odráţející se noha od země posouvá pánev i celé tělo ještě více směrem vzhůru. Ohnutá noha se poté natáhne a pokračuje do stoje, kdy obě nohy se dotýkají podloţky. Tím uzavírá polovinu krokového cyklu.
Polovina klíčových snímků krokového cyklu (půlkrok)
Dokončení krokového cyklu spočívá v „ozrcadlení“ chybějících pozic při výměně končetin.
Kompletní krokový cyklus na 8 snímků
Vlivy pohybu ostatních částí těla na celkový dojem z chůze Při animaci dalších částí těla je důleţité myslet i na pohyby části těla, které nejsou potřebné pro vykonávání kroku. Mezi tyto části patří například břicho u tlustých postav. Hmota břicha jde vţdy do protipohybu vůči zbytku těla. To stejné platí například pro vlasy, oblečení nebo ţenská ňadra. Jakýkoliv malý detail výrazně pozmění krokový cyklus. Jeden z kritických faktorů je i pohyb hlavy – můţe se hýbat nahoru a dolů, ze strany na stranu, dopředu dozadu nebo jakákoliv kombinace předcházejících.
Chůze s dvojitým zhoupnutím Dvojité zhoupnutí dává chůzi optimismus a energii. V 30. letech minulého století byl tento typ chůze v animovaných filmech velmi populární. Celý koncept tohoto typu chůze je ve dvou zhoupnutích za jeden krok místo jednoho.
Plížení Můţeme rozlišit tři hlavní typy plíţení: tradiční plíţení, plíţení pozpátku a plíţení po špičkách. [4] Tradiční plížení Tělo se pohybuje dopředu a dozadu. Dozadu se pohybuje, kdyţ se zdvihá chodidlo. Ruce jsou zde velice důleţité pro udrţení rovnováhy. Kdyţ se noha natáhne a chodidlo se dotkne podloţky, tělo je stále vzadu a hlava se lehce opoţďuje oproti tělu. Jakmile chodidlo dopadne na zem, tělo nohu následuje a pohybuje se směrem dopředu a přenáší se váha na nohu v kontaktu s podloţkou. Kdyţ se druhá noha natahuje dopředu pro další pohyb, tělo se pohybuje zpět dozadu. Plížení pozpátku Vyjadřuje strach nebo nezbednost. Více méně stejné pohyby jako u tradičního plíţení, ale pozpátku. Plížení po špičkách Postava našlapuje pouze na špičky chodidel. Pohyby v nohách připomínají písty. Je těţší animovat plíţení po špičkách s postavou, která má dlouhé nohy, protoţe musíme vystihnout v malém časovém úseku větší míru pohybu (musíme určit správný rytmus kroku). Je to spíše hravá chůze, která nemá přímí ekvivalent v reálném světě.
Běh Při obyčejné chůzi se vţdy jedna z nohou dotýká podloţky. Na rozdíl od klasické chůze se při běhu obě nohy nikdy neocitnou zaráz na zemi a naopak jsou na pár okamţiků nad zemí. To však neznamená, ţe běh musí být vţdy rychlý. Častá chybná myšlenka je, ţe běh je pouze zrychlená chůze. Tímto způsobem však nedocílíme efektu běhu, ale pouze rychlé chůze charakteru. Při běhu můţeme pouţívat stejné výrazové prostředky (pohyb hlavy, hýţdí, atd.) jako při pomalé chůzi. Tyto prostředky však nemusí tolik patrné kvůli rychlosti běhu. Ruce při běhu se pohybují stejně jako při chůzi, tedy na opačné strany jako nohy. Pomalý běh (poklus) Dalším problémem při tvorbě běhu můţe být zachycení pohybu na malý počet snímku. V tomto případě je dobré se nejdříve pokusit sestrojit pomalý běh nebo poklus, kde můţeme snadněji a intuitivněji zachytit správný pohyb.
Jednotlivé klíčové snímky poloviny cyklu pomalého běhu
Na obrázku výše je nejdůleţitější poslední klíčový snímek, kde postava má obě nohy nad zemí, tudíţ se uţ jedná o běh. Dále jako v předchozích případech pro dokončení celého cyklu stačí jednotlivé snímky „ozrcadlit“. Je dobré věnovat důkladnou pozornost pohybu nohou, aby se při rychlých pohybech divákovi nepletly. Můţe pomoci například větší barevný kontrast nohy v pozadí a popředí.
Klíčové snímky cyklu pomalého běhu na 12 snímků
Rychlý běh
Jedna z rychlých metod pro konstrukci rychlého běhu je, ţe můţeme vyuţít jiţ vytvořený pomalý běh, ve kterém vymaţeme vybranou část snímků. Nesmíme však vynechat snímek, kdy postava se nachází nad zemí. Postava se poté pohybuje rychleji bez potřeby měnit
Příklad rychlého běhu na 8 snímků
rychlost snímků. Ruce mohou také vyjádřit rychlost běhu nebo mohou také jako chůze prozradit různé vlastnosti charakteru (obrázek). Můţeme ztvárnit i rychlý bez pohybu horní části těla. (obrázek) V realitě většinou platí pravidlo, kdy čím rychlejší je běh, tím víc se lidské tělo nahýbá dopředu (obrázek). Pro stylizaci běhu můţeme tuto skutečnost vyuţít a pouţít nadsázku (obrázek). Při zatáčení se tělo (podobně jako motocykl) nahýbá do strany zatáčení.
Animace chůze v trojrozměrném prostoru Hlavní rozdíl mezi 2D a 3D animací je v třetím rozměru, tedy hloubce. Ve 2D animaci se animátor pokouší pouze napodobit perspektivu a tuto iluzi musí sám vytvořit (někdy hloubka není zapotřebí, pokud je to umělcův výtvarný záměr). Ve 3D animaci iluzi perspektivy vytváří samotný počítač a animátor pracuje v plnohodnotném virtuální trojrozměrném prostředí. Software pro práci 3D animátora se dá v dnešní době pořídit i zdarma díky tzv. open source programům (mezi které patří oblíbený program pro 3D modelování a animaci Blender). Díky studentským licencím je moţné také zdarma (pokud je uţivatel student) stáhnout a nainstalovat většinu programů společnosti Autodesk, např. 3ds Max, který je pouţit jako animační software v této práci. Tato práce přepokládá základní znalost ovládání programu 3ds Max. Vysvětlení základních pojmů a technik je moţné najít v bakalářské práci Jiřího Schlemmera Metodika výuky předmětu výtvarné anatomie v programu 3ds Max 81.
Příprava animace v 3D programech Po návrhu a vymodelování samotného charakteru je potřeba pro něj vytvořit kosterní systém (tzv. riggování). Jednotlivé kosti udávají, jak a za jakých podmínek se budou části objektu nebo celý objekt pohybovat. Přípravou charakteru k animaci se zabývají diplomové práce Lenky Plhákové Tvorba kosterního systému a animace lidské figury v programu Cinema 4D2 a Jitky Daňkové Příprava 3D charakteru lidské postavy pro animaci3.
1
https://is.muni.cz/th/98791/fi_b/Metodika_vyuky_predmetu_vytvarne_anatomie_v_programu_3ds_Max_8
2
https://is.muni.cz/th/325447/fi_b/Bakalarska_prace.pdf
3
https://is.muni.cz/th/173357/fi_b/Priprava_3D_charakteru_lidske_postavy_pro_animaci.pdf
Kosterní systém Biped v programu 3ds Max 2012 Díky kosternímu systému Biped lze jednoduše vytvořit plně propojený a interaktivní model lidské kostry, který dále můţeme upravovat. Biped se skládá z předriggovaných kostí, které vyuţívají dopřednou kinematiku. Vytvoření tohoto kosterního systému lze najít v nabídce Create (Create -> Systems -> Biped) a pak Biped zavést do scény. V nabídce Creation Method (Create -> Systems -> Create Biped -> Creation Method), která se objeví v pravém panelu, můţeme zvolit dva způsoby vytvoření. První je Drag Height, kdy při taţení myší se určuje velikost systému na určitém místě. Druhá moţnost zatrhnutí je Drag Position, kdy při
Vytvoření kosterního systému Biped Nabídka Creation method
taţení myší určujeme pozici Bipedu v určité ose. Pod nabídkou Creation Method můţeme najít pole s kořenovým jménem kosterního systému. Toto jméno podědí všechny ostatní kosti v systému, takţe pokud kořenové jméno nastavíme na Kostra, pojmenování jedné z kostí poté bude např. Kostra R Hand. Dále můţeme vidět vysouvací nabídku Body Type, která poskytuje různé typy vizualizace Bipedu. Jsou zde čtyři varianty: Skeleton, Male, Female, Classic. Rozdíly mezi nimi jsou v různých velikostech a tvarech jednotlivých kostí. Typ Classic je zde kvůli zpětné kompatibilitě starších verzí programu.
Různé typy vizualizace těla. Zleva: Skeleton, Male, Female, Classic
Samotný kosterní systém je moţné upravit podle poţadovaných parametrů. Lze modifikovat velikost a polohu jednotlivých kostí nebo přidávat nebo odebírat jednotlivé kosti (je moţné přidat i dva copy nebo ocas). Takovéto modifikované kostry se dají uloţit do speciálního formátu .fig. Footstep Mode Pro vytvoření jednoduchého přednastaveného kroku, běhu nebo skoku je pod záloţkou Motion tzv. Footstep Mode. V tomto módu můţeme vkládat do scény jednotlivé stopy, po kterých bude kostra chodit, běţet nebo skákat. Bude také překonávat překáţky v cestě. Stopy jsou číslovány a barevně odlišeny pro levou a pravou nohu, podle barvy nohou Bipedu.
Nabídka Footstep Mode
Pouţíté zdroje [1] Kubíček, Jiří. Úvod do estetiky animace. 1. vyd. Praha : Akademie múzických umění, 2004. 110 s., il s. ISBN 8073310198. [2] Kerlow, Isaac. Mistrovství 3D animace. 1. vyd. Brno : Computer Press, 2011. 496 s., il. ISBN 9788025127179. [3] Vařeka, I., Vařeková R. Kineziologie nohy. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2009. 189 s. ISBN: 978-80-244-2432-3 [4] Hájková H. Zapojení nohy v průběhu krokového cyklu. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci. Fakulta tělesné kultury, 2010. 55 s. Vedoucí bakalářské práce Mgr. Jitka Kozáková [5] Herman, I. Physics of the human body. 3rd, corr. print. Berlin: Springer, 2007. 857 s. ISBN 9783540296034. [6] Williams, R. The Animator’s Survival Kit [7] White, T. The Animator’s Workbook [8] Tišnovský P. Historie vývoje počítačových her (http://www.root.cz/clanky/historievyvoje-pocitacovych-her-1-cast-prvni-milniky/) [9] Borivoj Dovnikovič – Škola kresleného filmu [10] ANIMATION BIBLE – MAUREEN FURNISS [11] http://minyos.its.rmit.edu.au/aim/a_notes/anim_principles.html [12] http://www.kudlian.net/products/icananimate/onion.html [12] 3ds max 2010 bible http://jordanmechner.com/old-journals http://jordanmechner.com/wp-content/uploads/2008/11/runturn-color.jpg http://www.siggraph.org/artdesign/profile/whitney/whitney.html http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,162405,00.html http://www.rhuthmos.eu/spip.php?article243 http://www.youtube.com/user/endlessreference
