Introducció
L'animació 3D és una tècnica que permet crear moviment en objectes tridimensionals. Aquesta tècnica és àmpliament utilitzada en la indústria del cinema, els videojocs, la realitat virtual i augmentada, i moltes altres aplicacions. En aquest tema, aprendrem els conceptes bàsics de l'animació 3D, incloent-hi els principis fonamentals, les tècniques d'animació, i els processos de creació d'animacions.
Conceptes Bàsics
Principis de l'Animació
Els dotze principis de l'animació, desenvolupats per Disney, són fonamentals per crear animacions realistes i atractives. Aquests inclouen:
- Estirament i Compressió (Squash and Stretch)
- Anticipació (Anticipation)
- Posada en Escena (Staging)
- Acció Directa i Posada a Posada (Straight Ahead Action and Pose to Pose)
- Acció Continuada i Superposada (Follow Through and Overlapping Action)
- Acceleració i Desacceleració (Slow In and Slow Out)
- Arcs (Arcs)
- Acció Secundària (Secondary Action)
- Temporització (Timing)
- Exageració (Exaggeration)
- Dibuix Sòlid (Solid Drawing)
- Atractiu (Appeal)
Tipus d'Animació 3D
- Animació per fotogrames clau (Keyframe Animation): Es defineixen posicions clau en el temps i el programari genera els fotogrames intermedis.
- Animació basada en esquelets (Skeletal Animation): Utilitza un esquelet intern per controlar el moviment de la malla.
- Animació per captura de moviment (Motion Capture): Registra el moviment d'actors reals per aplicar-lo a models 3D.
Tècniques d'Animació
Fotogrames Clau (Keyframes)
Els fotogrames clau són punts específics en el temps on es defineixen les posicions dels objectes. Els fotogrames intermedis són generats automàticament per interpolació.
# Exemple de codi per definir fotogrames clau en Blender amb Python import bpy # Selecciona l'objecte obj = bpy.context.object # Defineix fotograma clau a la posició inicial obj.location = (0, 0, 0) obj.keyframe_insert(data_path="location", frame=1) # Defineix fotograma clau a la posició final obj.location = (5, 5, 5) obj.keyframe_insert(data_path="location", frame=50)
Interpolació
La interpolació és el procés de generar els fotogrames intermedis entre dos fotogrames clau. Hi ha diferents tipus d'interpolació, com lineal, bezier, i constant.
Rigging
El rigging és el procés de crear un esquelet intern per a un model 3D, que permet controlar el moviment de la malla.
# Exemple de codi per crear un esquelet en Blender amb Python import bpy # Crea un esquelet bpy.ops.object.armature_add() # Selecciona l'esquelet armature = bpy.context.object # Entra en mode edició bpy.ops.object.mode_set(mode='EDIT') # Afegeix ossos a l'esquelet bpy.ops.armature.bone_primitive_add()
Processos de Creació d'Animacions
Modelatge
El primer pas és crear el model 3D que es vol animar. Això inclou la creació de la malla, l'aplicació de textures, i la configuració dels materials.
Rigging
Després de modelar, es crea l'esquelet intern per controlar el moviment del model.
Animació
Un cop el model està riggejat, es defineixen els fotogrames clau i es genera la interpolació per crear el moviment.
Renderització
Finalment, es renderitza l'animació per obtenir el vídeo final. Això pot incloure la configuració de càmeres, llums, i altres efectes visuals.
Exercicis Pràctics
Exercici 1: Animació Bàsica amb Fotogrames Clau
- Crea un cub en Blender.
- Defineix fotogrames clau per moure el cub d'una posició inicial a una posició final.
- Renderitza l'animació.
Exercici 2: Rigging i Animació d'un Personatge
- Modela un personatge senzill.
- Crea un esquelet intern per al personatge.
- Defineix fotogrames clau per animar el moviment del personatge.
- Renderitza l'animació.
Solucions
Solució Exercici 1
import bpy # Crea un cub bpy.ops.mesh.primitive_cube_add() # Selecciona el cub obj = bpy.context.object # Defineix fotograma clau a la posició inicial obj.location = (0, 0, 0) obj.keyframe_insert(data_path="location", frame=1) # Defineix fotograma clau a la posició final obj.location = (5, 5, 5) obj.keyframe_insert(data_path="location", frame=50)
Solució Exercici 2
import bpy # Crea un personatge senzill (per exemple, un cilindre) bpy.ops.mesh.primitive_cylinder_add() # Selecciona el personatge obj = bpy.context.object # Crea un esquelet bpy.ops.object.armature_add() # Selecciona l'esquelet armature = bpy.context.object # Entra en mode edició bpy.ops.object.mode_set(mode='EDIT') # Afegeix ossos a l'esquelet bpy.ops.armature.bone_primitive_add() # Torna a mode objecte bpy.ops.object.mode_set(mode='OBJECT') # Defineix fotogrames clau per animar el moviment del personatge obj.location = (0, 0, 0) obj.keyframe_insert(data_path="location", frame=1) obj.location = (5, 5, 5) obj.keyframe_insert(data_path="location", frame=50)
Conclusió
L'animació 3D és una eina poderosa per crear moviments realistes i atractius en objectes tridimensionals. Comprendre els principis de l'animació, les tècniques d'animació, i els processos de creació d'animacions és fonamental per a qualsevol professional que treballi amb gràfics en 3D. Amb la pràctica i l'aplicació dels conceptes apresos, es poden crear animacions impressionants i efectives.
Matemàtiques 3D
Mòdul 1: Fonaments d'Àlgebra Lineal
- Vectors i Espais Vectorials
- Matrius i Determinants
- Sistemes d'Equacions Lineals
- Autovalors i Autovectors
Mòdul 2: Transformacions Lineals
- Definició i Propietats
- Matrius de Transformació
- Rotacions, Translacions i Escalats
- Composició de Transformacions