Sistemas de Informação em Ambiente

1. Sistemas de Informação em Ambiente Animação em Ambiente António Câmara 2005

2. Animação em Ambiente • Introdução • Animação baseada em keyframes • Animação de entidades naturais e artificiais • Sistemas de partículas • Animação por procedimentos • Animação na rede • Referências de base • Links uteis

3. Introdução • Animação permite estudar a dinâmica de: • dados numéricos • fenómenos espaciais representados por mapas, fotografias aéreas e imagens de satélite • entidades naturais e artificiais como as utilizadas em modelos de simulação baseados em indivíduos

4. Introdução • Animação • baseada em key frames • representações tri-dimensionais • sistemas de partículas • baseada em procedimentos

5. Animação baseada em key frames • Key frames • In-betweens, obtidos por interpolação e métodos de splines (ver Apêndice 3, António Camara, Environmental Systems, Oxford University Press, 2001)

6. Animação baseada em key frames • Técnicas • anticipação: uma acção que faz anticipar um evento (a) • “squash and stretch”: objectos mudam de forma quando em movimento (b) • “slow in and slow out”: aceleração para uma velocidade constante seguida de uma desaceleração (c) • arcos. Os objectos movem-se seguindo arcos e não linhas rectas

7. Animação baseada em key frames • Técnicas

8. Animação baseada em key frames • Exemplos ambientais • Breathing Earth (visitar Pavilhão do Japão em http://park.org)

9. Animação de entidades naturais e artificiais • Modelação tri-dimensional • Rendering • Animação 3D Studio Max- http://www.ktx.com Alias Maya- http://www.aw.sgi.com Softimage- http://www.softimage.com

10. Animação de entidades naturais e artificiais • Modelação tri-dimensional • baseada em primitivas geométricas • utilização de métodos como a extrusão, operações boleanas, “beveling”, “twisting” e transformações (translações, rotações, scaling)

11. Animação de entidades naturais e artificiais • Modelação tri-dimensional • representação de animais: • vários elementos são ligados para representar a entidade • cada elemento é um nó • a estrutura é hierárquica

12. Animação de entidades naturais e artificiais • Modelação tri-dimensional • geração de plantas utilizando o método de Lindemayer • geração de paisagens recorrendo a métodos de fractais • Teddy (3D sketching in Java) • http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~takeo/Welcome.html

13. Animação de entidades naturais e artificiais • Rendering • geometria, ponto de vista, luz, características da superfície • scan-line rendering (definição da cor para cada pixel) • ray tracing

14. Animação de entidades naturais e artificiais • Animação • key frames (nó a nó) • inverse kinematics • nós das extremidades (effectors) • fluxo de transformações para todos os outros nós (processo inverso ao fenómeno real) • Exemplos ambientais (videos) • Alias Research em http://www.aw.sgi.com

15. Sistemas de partículas • Sistemas que requerem a determinação para cada partícula: • posição • velocidade • cor • dimensão • lifetime • taxa de emissão • turbulência • “flocking” • interacção com obstáculos

16. Sistemas de partículas • Passos fundamentais: • geração de novas partículas na fonte • actualização das propriedades das partículas • remoção das partículas mortas • desenho das partículas

17. Sistemas de partículas • Exemplos ambientais • fogos florestais • poluição do ar e água • Karl Sims em http://www. biota.org/conf97/ ksims.html Alias Research em http://www.aw.sgi.com

18. Animação por procedimentos • Animação interactiva baseada na representação de agentes e interacção entre agentes • agentes: moléculas, animais • interacção entre agentes: reacções químicas, relações predador-presa • Sites fundamentais • Craig Reynolds em http://www.red.com/cwr/index.html • Jeff Ventrella em http://www.ventrella.com • Tom Ray em http://www.hip.atr.co.jp/~ray

19. Animação por procedimentos • Passos fundamentais: • desenho da interação com o utilizador • acções que desencadeiam eventos • mudança do ponto de vista • computação dos efeitos das acções • utilização de modelos de simulação • computação da dinâmica de evolução • crescimento, reprodução, mutação e morte • fluxos de energia

20. Animação por procedimentos • Passos fundamentais (cont.) • computação dos efeitos das interacções • relações predador-presa • computação dos processos físicos • gravidade • detecção de colisões • rendering e display

21. Animação por procedimentos • Exemplos ambientais • esforço pioneiro: Boids (Craig Reynolds)

22. Animação por procedimentos • Exemplos ambientais • implementação em realidade virtual (Gonçalves e Pedrosa, 1994)

23. Animação por procedimentos • Exemplos ambientais • Virtual Fish Tank (http://el.www.media.mit.edu/groups/el/projects/fishtank)

24. Animação na Web • Frame-by-frame • imagens pre-rendered • animated GIF´s • Quicktime movies • ver links em http://www.lynda.com • animação on the fly • Flash (ver http://www.macromedia.com) • LiveMotion (resposta da Adobe, ver http://www.adobe.com)

25. Referências de base • Laybourne, K. (1998). The Animation Book. New York: Three Rivers Press • O’Rourke, M. (1998). Principles of Three-Dimensional Computer Animation. New York: W.W. Norton • Walstaff, S. (1999). Animation on the Web. Berkeley, CA: Peachpit Press

26. Links uteis • Exemplos originais de animação interactiva • http://www.freestyleinteractive.com/demos • http://www.dcea.fct.unl.pt • Software • http://www-personal.umich.edu/~jeffab/graphics.html • Ideias • http://userwww.sfsu.edu/~swilson/emerging/wilson.newtech.html