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How to make a PIXAR movie

How to make a PIXAR movie. Rigging & Skinning. Schneewittchen. Schneewittchen. 1937: 1. abendfüllernder Zeichentrickfilm Über 750 Künstler beteiligt 32 Hauptzeichner 102 Assistenzzeichner 167 Inbetweener 65 Spezialeffektzeichner. Prinzip Keyframe-Animation. Interframes. Keyframe1.

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How to make a PIXAR movie

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Presentation Transcript

  1. How to make a PIXAR movie Rigging & Skinning

  2. Schneewittchen

  3. Schneewittchen • 1937: 1. abendfüllernder Zeichentrickfilm • Über 750 Künstler beteiligt • 32 Hauptzeichner • 102 Assistenzzeichner • 167 Inbetweener • 65 Spezialeffektzeichner

  4. Prinzip Keyframe-Animation Interframes Keyframe1 Keyframe2 Interframes Keyframe3

  5. Prinzip Keyframe-Animation • Keyframes: einzelne wichtige Bilder • Geben grobe Bewegungssequenz vor • Von Haupzeichnern erstellt • Interframes: Füllen Bereiche zwischen Keyframes • Von Inbetweenern kreiert =>Problem: Riesiger Aufwand

  6. Lösung Computer • Frameworks interpolieren zwischen Keyframes => Ziel: Möglichst natürliche Bewegung Film/TV So realistisch wie möglich Videospiele/ Virtual Environments Echtzeit

  7. Erstellung Keyframes • Gegeben: 3D-Charakter • Benötigt: verschiedene Posen für Keyframes

  8. Erstellung Keyframes • Besteht aus Vertices • Manipulation einzelnerPunkte? => zu komplex

  9. Erstellung Keyframes • Lösung: Hierarchisches Skelett • Orientierung an realer Welt Rigging

  10. Erstellung Keyframes • Lösung: Hierarchisches Skelett • Orientierung an realer Welt Rigging

  11. Erstellung Keyframes • Einbetten des Rigs in Model • Verbindung Skelett – 3D-Model Skinning

  12. Erstellung Keyframes • Bewegung Skelett -> Bewegung Model => Vereinfachung

  13. Skinning im Detail • Einfaches 3D-Model Vb Va Bone b Bone a

  14. Skinning im Detail • Einfaches 3D-Model Vb Va Bone b Bone a

  15. Skinning im Detail • Komplexeres 3D-Model: 1 Vertex, mehrere beeinflussende Bones Bone b Bone a Vab

  16. Skinning im Detail Problem: Resultierende Position von diesen Vertices berechnen

  17. Lösung SSD Skeletal Subspace Deformation • Simpel • Effizient • Am weitesten verbreitet • Ähnliche Algorithmen in Filmen, TV

  18. SSD im Detail Bone 1 Bone 2 mit Gewichtung Transformation + Bewegung

  19. Negative Effekte SSD Volumenverlust • Collapsing Elbow • Candy-Wrapper

  20. Komplexere Ansätze SSD MWE Multi Weight Enveloping Vorteil: Translation, Rotation, Skalierung, Scherung beeinflussbar

  21. MWE im Detail SSD: MWE:

  22. MWE im Detail Bestimmung der Gewichte: 12 Gewichte pro Bone/Vertex Trainingsposen Influence Map

  23. Body Animation Body Animation Facial Animation • Hierarchisches Skelett • Orientierung an realer Welt • Verformung 3D Model durch Skelett

  24. Facial Animation Body Animation Facial Animation • Kein Skelett • Dafür muskelbasiert • Realistischere Gewebeverformungen

  25. Facial Animation Unreal Engine 1 (2000) CryEngine 2 (2007)

  26. Facial Animation • Herausforderung: Kleinste Abweichungen fallen negativ auf Augen, Pupillen Wichtigste Merkmale

  27. Facial Animation • Ziele: • Realismus • Echtzeit • Automatisierung • Passt zu individuellen Gesichtern

  28. Verschiedene Ansätze Geometry Based • Basieren auf Meshes • Spiele, Animationsfilme, Medizinische Anwendungen Image Based • Überblenden von Fotos • Filme (Postproduction)

  29. Blend Shaping 2. Durch Regler vermischen • Shapes anfertigen

  30. Blend Shaping • Blending von n Meshes Gewichtung Shapes Resultat

  31. Blend Shaping • Komplexeres Gesicht:

  32. Blend Shaping Beispiel Gollum, Herr der Ringe: • Motion Capturing • Key-Framing • 964 Kontrollpunkte • Blend Shaping: • 675 Shapes

  33. Fazit • Computeranimation schon seit ca 25 Jahren aber: • Auch komplexe Algorithmen stoßen an Grenzen • Abwägen Realismus – Echtzeit • Bisher kein Fotorealismus

  34. Fazit • Trotzdem große Fortschritte • Neue Animationsverfahren • Mehr Rechenpower 1988 Tin Toy 2007 Ratatouille 2001 Monster AG

  35. Zusammenfassung • Body Animation Rigging & Skinning : Model indirekt durch Skelett animiert • Beispiel SSD: simpel, linearer Algorithmus • Facial Animation Blending von Meshes, Fotos • Beispiel Blend Shaping

  36. Zukunft • Ein universelles Verfahren? • physikbasiert • Neuro-Enveloping • Automatisierte Implementierung Skelett • Deformation aus Datenbank abgeleitet

  37. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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