Cartoony Character Setup - Online-Archiv für Diplomarbeiten und

Transcription

Cartoony Character Setup –
zweidimensionale Bildästhetik in der
dritten Dimension
Nadja Kapeller
DIPLOMARBEIT
05/1/0305/012
eingereicht am
Fachhochschul-Masterstudiengang
Digitale Medien
in Hagenberg
im November 2007
c Copyright 2007 Nadja Kapeller
Alle Rechte vorbehalten
ii
Erklärung
Hiermit erkläre ich an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen
und Hilfsmittel nicht benutzt und die aus anderen Quellen entnommenen
Stellen als solche gekennzeichnet habe.
Hagenberg, am 16. November 2007
Nadja Kapeller
iii
Inhaltsverzeichnis
Erklärung
iii
Kurzfassung
vi
Abstract
vii
1 Einleitung
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Inhalte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
5
2 Problemstellung Cartoony Rig
2.1 2D Cartoon vs. 3D Cartoon . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Principles of Animation und deren Anforderungen an den
Riggingprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Übertreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Klarheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Weitere Problemstellungen der Cartoon Sprache . . . . . . .
2.3.1 Rubberhose Stil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Freie Verformung in andere Gegenstände . . . . . . . .
2.3.3 Teilen des Körpers / Abtrennen von Gliedmaßen . . .
2.4 Animation von Teilobjekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Cloth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2 Hair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3 Lösungsansätze Cartoony Rig
3.1 Filmanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Analyseleitfaden und Ergebnisse . . . . . . . .
3.2 Entwicklungsstand Cartoony Character Setup . . . . .
3.3 Lösungsansätze zu den erarbeiteten Problemstellungen
3.3.1 Solid Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Rubberhose und Verformung in andere Objekte
3.3.3 Teilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4 Cloth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5 Hair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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iv
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INHALTSVERZEICHNIS
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4 Umsetzung Cartoony Rig (Autodesk Maya)
4.1 Herkömmliche Pipeline vs. Cartoon Pipeline . . . .
4.2 Anforderungsanalyse nach Produktionsbereichen .
4.2.1 Character-Design . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Visual Development . . . . . . . . . . . . .
4.2.3 Storyboard / Story Reel . . . . . . . . . . .
4.2.4 Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.5 Anforderungen im Überblick . . . . . . . .
4.3 Implementierung Cartoony Body Rig . . . . . . . .
4.3.1 Stretchy Broken Base Rig . . . . . . . . . .
4.3.2 Deformable Rig . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.3 Squash & Stretch Control . . . . . . . . . .
4.3.4 Teilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.5 Scaleability . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Implementierung Cartoony Facial Rig . . . . . . .
4.5 Implementierung Hair und Cloth Setup . . . . . .
4.6 Implementierung Righandling und Animation GUI
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5 Schlussbemerkungen
76
5.1 Resümee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.2 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
A Inhalt der CD-ROM
A.1 Diplomarbeit . . .
A.2 Data . . . . . . . .
A.3 Literatur . . . . . .
A.4 Bilder . . . . . . .
Literaturverzeichnis
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Kurzfassung
Im Bereich der 3D Computeranimation gehen die Bestrebungen in den letzten Jahren in Richtung analoger Ästhetik. Dies trifft nicht nur auf die Texturierung, das Shading und das Rendering zu, sondern findet auch in Form
einer nicht realistisch orientierten Animation Ausdruck.
Der 3D Cartoon nimmt in Folge dessen die Erkenntnisse des klassischen
Zeichentricks zum Vorbild. Die Besinnung auf die kreative Bewegungsfreiheit
von 2D Cartoon Charakteren bringt jedoch einige technische Schwierigkeiten mit sich, die es gilt in Form eines Character Setups zu lösen. In der vorliegenden Arbeit werden diese Problemstellungen erörtert, Lösungsansätze
aufgezeigt und eine konkrete Umsetzung vorgestellt.
vi
Abstract
In the last few years a lot of effort in the field of 3D computer animation has
gone into achieving an analogous look. This holds true not only for texturing,
shading and rendering but is also expressed by a non-realistically oriented
animation.
As a consequence the 3D cartoon is created on the model of the 2D cartoon. However, the aspect of the creative freedom of movement of 2D cartoon
characters entails some technical difficulties. These difficulties require a solution in the form of a character setup. This thesis points out these problems,
describes possible solutions and presents a concrete implementation.
vii
Kapitel 1
Einleitung
1.1
Motivation
Seit einem Jahrzehnt zeichnet sich ein Trend vom 2D Cartoon (klassischer
Zeichentrick) hin zum 3D Cartoon ab. Die seit ca. hundert Jahren existierende, und bis dato populärste Animationsform wird von seinem dreidimensionalen Pendant zunehmend abgelöst. So heißt es in [12, S. 15]:
DreamWorks and Disney, the two largest animation studios in
Hollywood, have shut down their traditional animation units for
theatrical release, no longer accept traditional portfolios, and
have dedicated all of their efforts to making CG films. In the 10year period between the unbelievable success of The Lion King
and the release of Shrek 2, 2D production has literally dwindled
to nothing.
Abbildung 1.1 visualisiert den Rückgang des traditionellen Zeichentricks hinsichtlich der Anzahl an Produktionen und erspielten Einnahmen. Die beiden
Statistiken werfen die Frage auf, warum die neue Animationsform der 3D
Computeranimation den Zeichentrick ersetzt, anstatt neben diesem zu existieren. Angie Jones und Jamie Oliff nennen in ihrem Buch Bridging the Gap
Between 2D and CG [12, S. 4] folgende drei Faktoren für dieses Phänomen:
1. Änderung des ästhetischen Empfindens der Rezipienten durch CG Visual Effects Filme
2. Erweiterung der Zielgruppe durch CG Visual Effects Filme
3. Schlechte Plots in Zeichentrickfilmen
Einerseits wurde der Zuschauer durch Visual Effects lastige Filme wie Jurassic Park, aber auch durch den Konsum von 3D-Computer- und Konsolenspielen, an eine dreidimensionale Animationsästhetik gewöhnt. Andererseits
1
KAPITEL 1. EINLEITUNG
2
waren diese Filme für Erwachsene als auch für Kinder von Interesse. 3D
Cartoon Features konnten in weiterer Folge ebenfalls diese erweiterte Zielgruppe ansprechen – zuletzt auch wegen eines bewussten Anlegens des Plots
auf zwei Ebenen. Der Zeichentrick zielte abgesehen von wenigen Ausnahmen weiterhin auf ein ausschließlich infantiles Publikum ab, und konnte mit
schlecht ausgearbeiteten Plots nur wenig überzeugen.
Doch bereits vor dem ersten 3D Cartoon in Spielfilmlänge (Toy Story,
1995) spielte die 3D-Computeranimation im zweidimensionalen Zeichentrick
eine große Rolle. Seit dem Disney Film The Black Cauldron 1985 findet der
Einsatz von CG im 2D Cartoon vermehrten Anklang. Einerseits bringt dies
Vorteile in Bezug auf den Produktionsaufwand indem z. B. Hintergrundelemente oder natürliche Phänomene wie Nebel, Wasser und Regen nicht
mehr per Hand gezeichnet werden müssen. Andererseits stellt sich dadurch
auch eine Bereicherung der visuellen Ästhetik ein. So werden z. B. Kamerafahrten im dreidimensionalen Raum, durch den Einsatz von 3D Szenen mit
Modeldummies als Vorlage, möglich. Der Einsatz von CGI im Zeichentrick
beschränkt sich jedoch bis heute auf Hintergrundelemente oder Effekte. Charaktere werden nur in den seltensten Fällen in CGI umgesetzt (siehe [6, S.
4]).
Auch wenn durch die schwindende Anzahl an Zeichentrickproduktionen
und dem Einsatz von 3D-Computeranimation im Zeichentrick der Eindruck
entsteht, dass der 2D Cartoon vom Aussterben bedroht ist, spielen doch die
Erfahrungen aus dem klassischen Zeichentrick in der 3D-Computeranimation
mehr den je eine Rolle, und leben so in dieser Animationsform weiter.
Relevanz des Zeichentricks für den 3D Cartoon
Die Anfänge des 3D Cartoons waren vom Aspekt der technischen Machbarkeit geprägt. Cartoonartige 3D Charaktermodelle zu erstellen ist technisch
gesehen keine große Herausforderung, da sich diese durch den minimierten
Detailgrad viel leichter als realistische Charaktere umsetzen lassen. Diese jedoch cartoonartig zu animieren bzw. deformieren stellt hingegen ein größeres
Problem dar. Die Frage der Technik schränkte in dieser Phase die kreative
Ausdruckskraft entscheidend ein. Nicht ohne Grund wählte man in den erten 3D Cartoon Spielfilmen Spielzeug (Toy Story und Toy Story 2 ), oder
Insekten (A Bug‘s Life, Antz ) als Hauptcharaktere. Durch ihre rigide Natur
sollte von fehlenden Deformationsmöglichkeiten abgelenkt werden.
Ein weiterer Grund für die technische Orientierung zu dieser Zeit war
das vorwiegend technisch ausgebildete Personal. Um im Bereich der 3DComputeranimation arbeiten zu können, wurde keine traditionelle Animationsausbildung gefordert. So wundert sich Pixars Vize-Chef John Lasseter
in [16, S. 1] darüber wie wenige 3D Animatoren in den achtziger Jahren über
traditionelle Animationsprinzipien Bescheid wussten.
Erst mit dem Schließen vieler Zeichentrickproduktionshäuser um die Jahr-
3
(a)
(b)
Abbildung 1.1: Anzahl der 2D und 3D Cartoon Produktionen von 1990
– 2006 (Berücksichtigt wurden nur Produktionen über einem Bruttogewinn
von 1.000.000 USD) (a). Prozentueller Anteil am Bruttogewinn (= Einnahmen aus 2D und 3D zusammen) (b). Die dargestellten Werte beziehen sich
ausschließlich auf US Releases. Quelle der Daten für die Erstellung der Statistiken: http://www.boxofficemojo.com. Die recherchierten Daten befinden
sich auf der beigelegten CD.
4
tausendwende, und dem Wechsel der Produktionstätten von 2D auf 3D
drängten immer mehr arbeitslose 2D Cartoon Spezialisten in die boomende
3D Cartoon Branche. Animationshäuser die ausschließlich auf 3D spezialisiert waren erkannten ebenfalls den Wert einer Kooperation mit traditionellen Animatoren, und somit stieg zunehmend die Zahl an Personal mit
2D Background. Die steigende Anzahl an 2D-Animatoren führte zu einem
Umdenken im Produktionsprozess. Diese forderten Möglichkeiten die erlernten 2D-Animationsprinzipien auch in 3D umzusetzen. In einem Interview erklärt der traditionell ausgebildete Pixar Animator Andrew Schmidt, dass der
Animator üblicherweise bevor er mit der Animation am Computer beginnt,
Zeichnungen anfertigt, die die wichtigsten Posen der geplanten Animation
abdecken. Anschließend wird versucht diese Posen mittels 3D Modell nachzuempfinden, was oft durch eingeschränkte Bewegungsmöglichkeiten nicht
möglich ist. Diese Einschränkungen werden in den seltensten Fällen hingenommen, sondern erfordern Änderungen oder Erweiterungen an Rig und
Modell [28].
Um in 3D einen Charakter animieren zu können ist ein so genanntes Character Setup (Rig) nötig. Über dieses kann mittels Kontrollobjekten1 die Geometrie verformt werden. Somit entscheidet der Prozess des Riggings über
die Möglichkeit einer cartoonartigen Animation. Kevin Geiger – Character
TD Lead bei Walt Disney Feature Animation – fragt sich in [7]:
Your pencil has no limits, so why does your rig?
Es stellt sich die Frage warum sich das Einführen solcher Controls als schwierig herausstellt. Das folgende Zitat aus [19, S. 20] veranschaulicht die Problematik einer Transformation vom 2D Cartoon zum 3D Cartoon treffend:
A fundamental, driving aspect of the look of traditional 2D films
is the appeal of the drawings created by animators through various artistic cheats“. In 3D, an animator‘s ability to incorporate
”
these cheats“ into his or her scenes has largely been restrained
”
by rigs that adhere to more realistic, physical limitations.
One element that 3D animators use is posing characters simply
by rotating joints, but that doesn‘t allow for traditionally clear
silhouettes. For example, an arm may be rotated up to a straight
horizontal position, but due to the physical reaction of how the
surfaces of the 3D model that are driven by the joint being rotated, this may cause a lump or other similar break in the line
extending from the base of the neck out to the wrist. If this was
being drawn, the animator would draw a clean line, unrestrained
1
Die Begriffe Controls und Controller werden in der vorliegenden Arbeit synonym zum
Begriff Kontrollobjekte verwendet.
5
by any physical limitations. This gives the characters a designed,
caricatured feel rather than a solid, realistic feel.
Zwei Aspekte werden aus dieser Textpassage ersichtlich, die es schwierig
machen eine Ästhetik – wie sie aus dem Zeichentrick bekannt ist – in der
3D-Computeranimation umzusetzen:
1. Unterschiedliche Basis: gezeichneter Strich vs. Geometrie
2. Character Rigs die an realistischen und physikalischen Beschränkungen festhalten
Der Strich als Basis lenkt die Animation des 2D Cartoons in eine gestalterische, stilisierte Richtung ohne Anspruch auf absolute dreidimensionale
Korrektheit. Solange der Charakter glaubhaft bleibt, ist alles möglich. Der
Fokus liegt auf der Erstellung eines klaren und ansprechenden Einzelbilds.
In der 3D-Computeranimation hingegen liegt der Fokus beim Animieren
auf der Rotation von Joints. Die 3D Geometrie als Basis lenkt die Produktion in eine technische, realistische und physikalisch korrekte Richtung.
Eine eingeschränkte Bewegungsfreiheit, wie sie in der Natur vorzufinden
ist, wird meist zum Vorbild für die Kontrollmöglichkeiten (z. B. Bewegungsapparat des Menschen). Der technische Mehraufwand zum Erreichen eines
Abweichens von einer realistischen Animation schränkt die kreative Ausdruckskraft ein. Verglichen mit einem realistisch orientierten Rig erfüllt ein
Cartoon Rig vor allem 2 Aufgaben:
1. Ermöglichung des definierten graphischen Stils
2. Ermöglichung des definierten Animationsstils
Verschiedene Definitionen des Begriffs Rigging beschreiben meist nur den
Aspekt des animierbar machens“. Dass das Rig die Aufgabe hat einen
”
bestimmten Animationsstil zu gewährleisten bzw. Einfluss auf das resultierende Einzelbild (graphischer Stil) hat, wird in den seltensten Fällen in
Erwägung gezogen.
1.2
Inhalte
In der nachfolgenden Diplomschrift werden alle relevanten Informationen
zum Thema Cartoony Character Setup erarbeitet. Der Begriff Cartoony“
”
bezieht sich dabei auf den klassischen amerikanischen Zeichentrick.
In Abschnitt 2 werden alle Problemstellungen erarbeitet, die sich ergeben, will man eine Zeichentrickästhetik mittels 3D-Computeranimation
umsetzen. Daraufhin wird in Kapitel 3 der State of the Art im Bereich des
6
Cartoon Riggings beschrieben. Die konkrete Umsetzung eines Cartoony Character Setups in Autodesk Maya folgt in Kapitel 4.
In der vorliegenden Arbeit werden bestimmte Fachbegriffe aus dem Englischen nicht übersetzt. Dies soll der besseren Verständlichkeit dienen, da
diese Begriffe auch in weiterführender Literatur in englischer Form verwendet werden. Des Weiteren werden Grundbegriffe der Computergraphik und
des Character Setups vorausgesetzt, und somit im Rahmen dieser Arbeit
nicht abgehandelt.
Kapitel 2
Problemstellung Cartoony
Rig
Dieses Kapitel dient der Erörterung aller Anforderungen, die sich bei der
Umsetzung eines cartoonartigen Animationsstils in Bezug auf den Riggingprozess ergeben. Vorab werden die Differenzen zwischen 2D und 3D Cartoon
erarbeitet, welche in weiterer Folge für die Problemstellungen relevant sind.
Anschließend werden alle Aspekte des Zeichentricks erläutert, die auf das
Cartoony Character Setup Einfluss haben können.
2.1
2D Cartoon vs. 3D Cartoon
Eine glaubhafte Umsetzung eines Zeichentrickcharakters in 3D, sodass er von
seinem zweidimensionalen Vorbild nicht mehr zu unterscheiden ist, hängt
von folgenden Faktoren ab:
1. Aussehen (Modeling, Shading/Texturing, Rendering)
2. Bewegung (Rigging, Animation)
Ein wesentlicher Unterschied zwischen 2D und 3D Cartoon ist der Faktor des
Aussehens“. Im Zeichentrick ist man auf einen stark reduzierten Detailgrad
”
des Charakters angewiesen, um ein Projekt zeitlich bewältigbar zu machen.
In der 3D-Computeranimation ist man in dieser Hinsicht nicht limitiert, da
das ursprüngliche Zeichnen durch den Prozess des Renderns ersetzt wurde.
Das Rendering selbst nimmt zwar auch sehr viel Zeit in Anspruch, ist nach
dem Setzen der richtigen Parameter jedoch alleinig Aufgabe des Computers. Das Wegfallen dieser Einschränkung macht neben der Umsetzung einer
exakten Kopie auch einen Mix aus cartoonartiger Animation und photorealistischem Aussehen möglich. Diese Mischung ist unter den Begriffen Cartoon
Realm oder realistic Cartoon bekannt (siehe [1, S. 9]). In Abbildung 2.1 sind
Abstufungen möglicher Mischverhältnisse illustriert.
7
KAPITEL 2. PROBLEMSTELLUNG CARTOONY RIG
8
Abbildung 2.1: Vom flatshaded Toon mit Outlines zum hyper-realistischen
Cartoon Charakter – von links nach rechts: 3D Version des Charakters Bender aus Futurama; Lemming aus der 3D Version des Spieleklassikers; 3D
Toon von Richard Rosenman mit semirealistischen Zügen; Jim Carry in The
Mask – ein Realbildfilm mit Cartoonanimation im Tex Avery Stil.
Abbildung 2.2: Für den Riggingprozess relevante, traditionelle Animationsprinzipien.
Die Kombination eines cartoonartigen Animationsstils mit photorealistischen Elementen bringt zwar keinen unbewältigbaren Mehraufwand mit sich,
wirkt sich jedoch entscheidend auf die Anzahl der Anforderungen an die verschiedenen Produktionsbereiche aus. Issac Kerlow beschreibt in [13, S. 282]
dass z. B. das Verwenden einer detaillierten Textur für die Haut eine höhere
Komplexität des Rigs, der Animation und einen erhöhten Detailgrad des 3D
Modells mit sich bringt.
Nachfolgend werden Aspekte des Zeichentricks vorgestellt, die mögliche
Anforderungen an den Riggingprozess darstellen. Zu jedem dieser Teilbereiche wird ergänzt, welche zusätzlichen Problemstellungen sich ergeben,
entschließt man sich für die Umsetzung eines realistic Cartoons.
2.2
Principles of Animation und deren Anforderungen an den Riggingprozess
Nicht alle der 12 traditionellen Animationsprinzipien [29, S. 47 ff] sind für
den Cartoon-Riggingprozess relevant. Lediglich fünf sind von tatsächlicher
Bedeutung, indem sie Problemstellungen für den Riggingprozess darstellen.
9
In Abbildung 2.2 sieht man die Einteilung dieser fünf Prinzipien in zwei
übergeordnete Kategorien. Diese beiden Kategorien sind grundlegende Elemente des Cartoons. Das Element der Übertreibung“ garantiert den Unter”
haltungswert des Cartoons und lässt die Animation lebendiger wirken, und
das Element der Klarheit“ sorgt für eine leichte Verständlichkeit der prä”
sentieren Inhalte. Alle 12 Animationsprinzipien sind bis zu einem gewissen
Grad auch mit Hilfe eines realistisch orientierten Character Setups umsetzbar, erst die beiden Aspekte der Übertreibung“ und Klarheit“ erfordern
”
”
die Umsetzung neuer Kontrollmöglichkeiten.
Die vorgenommene Untereilung in diese beiden Teilbereiche wird durch
die nachfolgende, konkrete Abhandlung der fünf Prinzipien verständlicher.
2.2.1
Übertreibung
Squash & Stretch
Das Animationsprinzip Squash & Stretch entspricht dem physikalischen Prinzip der Verformung nicht rigider Objekte bei Krafteinwirkung. Da diesem
Prinzip ein natürliches Phänomen zu Grunde liegt, wurden bereits subtile
Varianten des Squash & Stretch in realistisch orientierten Character Setups
umgesetzt (z. B. Nachempfinden von Muskelkontraktionen oder Druck auf
eine fleischige Körperregion). Wie bereits besprochen kommt dieses Phänomen im 3D Cartoon in übertriebener Form zum Einsatz, und erfordert so
neue Kontrollmöglichkeiten. Abbildung 2.3 zeigt die Umsetzung des Squash
& Stretch Prinzips anhand eines realistischen Character Setups und eines
Cartoon Setups. Die Übertreibung erfolgt hinsichtlich zweier Faktoren:
1. Grad der Verformung: Der übersteigerte Grad an Deformation ist
in der Abbildung vor allem im Oberkörperbereich zu erkennen. In
der realistischen Variante entsteht der Eindruck eines Squashs durch
Krümmung der Wirbelsäule. Weiters krümmt sich auch die Halspartie
und die Gliedmaßen werden eingezogen. In der Cartoon Setup Variante
wird der durch die Krümmung erzielte Squasheffekt übertrieben dargestellt. Der Oberkörperbereich verkürzt sich in einem solchen Ausmaß,
dass er kaum noch zu sehen ist.
2. Ausweitung auf Verformung rigider Materialien: Die Kopfpartie ist ein Bereich des Körpers, der sich bei Krafteinwirken nicht verformt. Dies wird durch die dünne Fleischschicht über einer von Knochen dominierten Form bewirkt. Wie in der Abbildung ersichtlich, werden im Cartoon auch Bereiche rigider Natur verformt.
Das Prinzip des Squash & Stretch erfordert vom Rig die Möglichkeit bestimmte Bereiche des Körpers bei gleichbleibenden Volumen von einem bestimmten Punkt aus (Punkt der Krafteinwirkung) zu skalieren.
10
(a)
(b)
Abbildung 2.3: Squash & Stretch am Beispiel des realtistisch orientierten
Charakters Carl Wheezer aus Jimmy Neutron (a). Übertriebenes Squash &
Stretch am Beispiel von Chicken Little (b).
Problemstellungen Realistic Cartoon: Hier ergeben sich vor allem
Probleme bei realistisch simulierter Kleidung und realistisch anmutenden
Haaren. Es muss ein Weg gefunden werden diese beiden Elemente mitzuskalieren, ohne dabei artefaktartige Ergebnisse zu erhalten. Squash & Stretch in
Bezug auf detaillierte Texturen ist nur dann ein Problem, wenn der Charakter in einem der beiden Zustände für längere Zeit verharrt, und der Rezipient
die Möglichkeit bekommt, den Charakter in der verzerrten Form in seinen
Einzelheiten wahrzunehmen.
Follow Through
Unter dem Prinzip Follow Through werden verschiedenste Aspekte gesammelt (z. B. Aktion des Charakters nach der Hauptaktion). In Bezug auf das
Rig ist lediglich die Umsetzung des physikalischen Prinzips der Trägheit in
wiederum übertriebener Form von Interesse. Diese Übertreibung kann auf
zwei Arten erfolgen:
1. Zurückfallen kompletter Körperpartien: Je schneller eine gewisse
Aktion ausgeführt wird, umso weiter fallen passive Elemente zurück.
Realistisch gesehen können Körperteile jedoch nur soweit zurückfallen,
wie ihre maximale Distanz des Skeletts es zulässt. Im Cartoon können
Partien beliebig weit zurückfallen.
2. Breaking Joints: Um einen ansprechenden Follow Through Effekt zu
(a)
(b)
11
(c)
Abbildung 2.4: Richard Williams illustriert in [30] den Follow Through
Effekt, der ein anatomisch inkorrektes Abbiegen vorraussetzt (a). Umsetzung der Problemstellung mittels realistischem Riggingansatz am Beispiel
von Flick in A Bug‘s Life (b). Umsetzung mittels Cartoon Rig am Beispiel
von Chicken Little (c).
erlangen, kann es in bestimmten Fällen notwendig sein Gliedmaßen in
einer anatomischen inkorrekten Weise abzuwinkeln (siehe [30, S. 231]).
Das Prinzip des Follow Through erfordert vom Rig die Möglichkeit Hierarchien zu brechen. Körperteile müssen anatomisch inkorrekt platzierbar sein,
und anatomisch korrekte Abwinkelungen müssen gebrochen werden können.
Problemstellungen Realistic Cartoon: Bei diesem Prinzip ergeben
sich in Bezug auf das Umsetzen von photorealistischen Elementen grundlegend die gleichen Problemstellungen wie zuvor bei dem Squash & Stretch
Prinzip. Durch das Zurückfallen von Körperpartien ergibt sich ein Stretching,
welches sich in Kombination mit Haaren und Kleidung als problematisch
herausstellen kann.
Appeal
Unter Appeal versteht man das Bestreben einem Charakter so viel Charme
wie möglich zu verleihen. Denkt man an das reale Leben, verknüpft man das
Wort Appeal vor allem mit Personen, die ein ansprechendes Äußeres aufweisen oder mit Kindern (Kindchenschema). Der Cartoon hat die Aufgabe
jeden Charakter anziehend zu gestalten, egal ob ein süßes Kätzchen oder
einen brutalen Bösewicht. Reale Charaktere dienen prinzipiell als Vorbild,
jedoch in wiederum übertriebener und klischeeartiger Form. Es wird teils auf
stereotypisierende Art und Weise versucht die Charaktereigenschaften nach
außen hin zu transportieren, um es dem Rezipienten sofort zu ermöglichen
Charakteristika der Figur zu erkennen.
12
In erster Linie bezieht sich das Prinzip des Appeals auf die Phase des
Character Designs. Übertriebene Proportionen, Assoziative Elemente oder
besondere Fähigkeiten von Charakteren sind Wege zur anziehenden Charaktergestaltung. Diese drei Möglichkeiten auf den Appeal des Charakters
Einfluss zu nehmen, stellen Herausforderungen für den Riggingprozess dar:
1. Übertriebene Proportionen: Durch Vergrößerung bzw. Verkleinerung bestimmter Körperregionen werden Charaktereigenschaften transportiert. Dies kann im schlimmsten Fall dazu führen, daß der Charakter nicht mehr in der Lage ist gewisse Aktionen auszuführen, da
die Reichweite der Gliedmaßen für diese Bewegung nicht ausreicht.
Das Character Setup soll es gewährleisten Einschränkungen durch bestimmte Definitionen des Charakters im Charakter Design wieder auszugleichen.
2. Assoziative Elemente: Um die Charakteristika der Figur nach außen
hin zu transportieren, werden bestimmte Körperelemente in einer besonderen Form umgesetzt. Weiters kann auch über eine bestimmte Art
sich zu bewegen eine Charaktereigenschaft transportiert werden. Diese
assoziativen Elemente bzw. Bewegungsmöglichkeiten können neue Kontrollobjekte des Rigs erfordern (siehe Abb. 2.5).
3. Fähigkeiten von Charakteren: Manchmal sind es besondere Fähigkeiten, die einen Charakter reizvoll machen. Diese Fähigkeiten können
ebenfalls mit besonderen oder neuen Verformungen zusammenhängen. Das beste Beispiel hierfür sind die Charaktere der französischjapanischen Zeichentrickserie Barbapapas (1974), die die Fähigkeit besitzen sich in jedes beliebige Objekt zu verformen. Müsste man diese
Charaktere in 3D umsetzen, bedürfte es eines ausgefeilten Lösungsansatzes, um diese Deformation vor allem ständig zu ermöglichen, ohne
dabei unzählig viele Charaktermodelle pro Folge umsetzen zu müssen.
2.2.2
Klarheit
Klarheit ist ein weiterers wichtiges Element des Cartoons. Diese drückt sich
in den beiden Animationsprinzipien Staging und Solid Drawing aus.
Staging
Unter dem Begriff Staging versteht man die Aufgabe die Animation leicht
lesbar zu machen. Die Pose ist für den Zeichentrickanimator das Wichtigste.
Sie hat den Zweck dem Rezipienten sofort Informationen über die Aktion
und den Gefühlszustand des Charakters zu geben. Durch drei Konventionen,
die wiederum Problemstellungen für das Character Setup darstellen, wird
dieses Ziel erreicht.
(a)
(b)
13
(c)
Abbildung 2.5: Assoziative Elemente am Beispiel von Charakteren aus
Monster Inc. Celias Haare bestehen aus Schlangen (a). Dies unterstreicht
einerseits das monsterartige Element, bringt aber auch ihr bissiges“ Naturell
”
zum Vorschein. Randall besticht durch seine schlängelnden, blitzschnellen
Bewegungen (b). Diese transportieren die falsche Art des Charakters. Viele
der Monster haben Gliedmaßen, die sich wie Tentakeln bewegen (c).
(a)
(b)
(c)
(d)
Abbildung 2.6: Prinzip des Stagings anhand des Schiedsrichter Charakters
in Chicken Little (Quelle: [7]). In Abbildung (a) sieht man den geposten
Charakter entsprechend der finalen Kameraposition. In (b) wird ersichtlich,
dass beide Arme verlängert wurden, damit die angedeutete Zahl Zwei“ in
”
Abbildung (a) besser sichtbar wird. In (c) erkennt man, dass auch andere
Körperteile inkorrekt platziert wurden, um eine klare Silhouette zu erhalten.
(d) veranschaulicht die daraus gewonnene Silhouette (links) und die mögliche
Silhouette ohne vornehmen dieser Adjustierungen (rechts).
(a)
14
(b)
Abbildung 2.7: Marty aus Dreamworks Madagascar behält seine stilisierte
Form auch im animiertem Zustand bei (a). Ein früherer Dreamworks Vierbeiner aus dem Film Shrek lässt hingegen keine graphische Verformung des
Charakters zu (b).
1. Klare Silhouette: Körperteile sollen so platziert werden, dass man
auf den ersten Blick die Aktion des Charakters erkennt. Weiters werden
charakteristische Elemente dreidimensional falsch positioniert um den
Charkter als solches sofort erkennbar zu machen. Das wohl bekannteste
Beispiel für diese Art der klaren Silhouette ist der Charakter Mickey
Mouse, dessen Ohren immer orthogonal zur Kamera ausgerichtet sind.
In Abbildung 2.6 wird das Prinzip der klaren Silhouette anhand von
3D Cartoon Charakteren verdeutlicht.
2. Line of Action: Die Haltung des Charakters soll an einer einfachen,
klaren Linie ausgerichtet sein. Dies dient einerseits der leichteren Lesbarkeit, der Form als Ganzes, aber auch der leichteren Lesbarkeit des
emotionalen Zustand des Charakters. Um die Geometrie an dieser Linie auszurichten, ist es oft von Nöten bestimmte Körperpartien zu
verlängern, oder zu verkürzen. Oft ist auch eine nicht realistische Verbiegung einer bestimmten Körperregion erforderlich.
3. Überzeichneter Emotionaler Ausdruck: Dies wird hauptsächlich
durch Gesichtsausdrücke, die stark übersteigert sind gewährleistet. Oft
wird dies auch über Skalierung bestimmter Körperpartien erreicht.
Verletzt sich z. B. ein Charakter an der Hand, wird diese vergrößert
dargestellt, um den Schmerz zu visualisieren.
Solid Drawing
Solid Drawing bezieht sich im klassischen Sinne auf das Erstellen von animierbaren Formen, die einerseits Volumen vermitteln, und dennoch flexibel sind, um nicht steif zu wirken (siehe [29]). Um eine Animierbarkeit zu
gewährleisten, werden 2D Cartoon Charaktere aus Grundprimitiven aufgebaut, die beim Einhalten des Volumens behilflich sein sollen. Diese Grundpri-
(a)
(b)
15
(c)
Abbildung 2.8: Ausschnitt aus dem 2D Cartoon Crazy Town: Der Charakter bindet sich einen Knoten in das Bein, um Unebenheiten des Bodens
auszugleichen (a). Ausschnitte aus einem Baby Hue Cartoon: Nachdem der
Charakter in einen Kessel mit heißem Wasser gefallen ist, verformt er sich in
einen Teekocher (b). Besondere Form der Teilung: Das Fell trennt sich vom
Körper des Wolfes ab (c).
mitive werden anschließend mit einer besonderen Strichführung (Shape Language) zu einer ansprechenden Zeichnung verbunden. Das Einhalten des Volumens ist in der 3D-Computeranimation einfach zu gewährleisten. Schwieriger ist es dieses Volumen flexibel und nicht steif wirken zu lassen. Die besagte
Strichführung ist es, die eine Anforderung an das Rig darstellt. Zuerst wird
das Design der Strichführung im Modelsheet definiert (z. B. Straights against
Curves 1 , sehr geschwungen, sehr eckig usw.), und anschließend im Modell
umgesetzt. Das Character Setup hat die Aufgabe die definierte Strichführung während der Animation zu gewährleisten, um somit das gewünschte
Design beizubehalten.
2.3
Weitere Problemstellungen der Cartoon Sprache
Neben den genannten Anforderungen aus den traditionellen Animationsprinzipien treten noch weitere Problemstellungen auf, wenn man die Cartoonsprache näher anlysiert. Diese können gesammelt mit dem Leitsatz The
”
Advantages of Beeing Boneless and Incomplete“ (vgl. [14, S. 172]) bezeichnet werden. Durch die Analyse von 20 Cartoons aus den Jahren 1920 bis
1960 wurden weitere Aspekte gesammelt, die ein besonderes Rig erfordern,
möchte man diese in der 3D-Computeranimation umsetzen. Im nachfolgenden Teil werden alle gefundenen Aspekte näher erläutert.
1
Bei dem Prinzip Straights against Curves wird z. B. ein Arm auf der einen Seite mit
einer Gerade und auf der anderen Seite mit einer Kurve umgesetzt. Dies bewirkt eine
ansprechende Formsprache.
2.3.1
16
Rubberhose Stil
Unter dem Begriff Rubberhose Stil versteht man einen Character dessen
Gliedmaßen gummischlauchartig“ verformbar sind. Es wirkt als wären diese
”
Körperpartien komplett knochenlos. So lassen sich Arme und Beine unendlich verlängern, verknoten, oder können sich um andere Gegenstände
wickeln. Da der Arm- und Beinbereich beim realistisch orientierten Riggingansatz üblicherweise aus drei Joints besteht, wird ersichtlich, dass eine
solche Deformation eine Erweiterung des Character Setups erfordert.
2.3.2
Freie Verformung in andere Gegenstände
Nicht selten kommt es im klassischen Cartoon vor, dass sich ein Charakter in
einen Gegenstand transformiert, oder die Form eines solchen annimmt. Dies
kann einerseits durch Krafteinwirkung geschehen, wenn z. B. eine Figur auf
einen gewellten Körper aufschlägt, und andererseits einfach dem satirischen
Element des Cartoons dienlich sein.
2.3.3
Teilen des Körpers / Abtrennen von Gliedmaßen
2D Cartoon Charaktere können sich den Kopf abnehmen, Arme und Beine
werden abgetrennt, oder der gesamte Körper wird in mehrere Teile zerschnitten. Die Darstellung dieser Szenarien stellen für den traditionellen Animator
keine große Herausforderung dar. Wenn es jedoch darum geht eine solche Teilung in 3D umzusetzen, ist dies ein größeres Problem. Durch die zusammenhängende dreidimensionale Geometrie muss ein besonderer Lösungsansatz
gefunden werden.
2.4
Animation von Teilobjekten
Ein weiterer Unterschied zwischen 2D und 3D Cartoon ist die Tatsache,
dass ein Charakter nicht eine zusammenhängende Zeichnung, sondern meist
eine Sammlungen von vielen verschiedenen Teilobjekten ist. Wenn z. B. ein
Charakter bekleidet ist, Accessoires trägt oder einfach nur Haare am Kopf
hat, sind dies seperate Objekte, die wiederum eigene Kontrollmöglichkeiten benötigen bzw. automatisiert animierbar gemacht werden müssen. Im
zweidimensionalen Pendant wird zwar ebenfalls darauf geachtet diese Objete physikalisch korrekt darzustellen, aber das grafische Gesamtbild steht
hier wiederum über der absolut korrekten und realistischen Darstellung.
In der 3D-Computeranimation ist man dazu geneigt, die Darstellung von
Kleidung oder Haaren mittels dynamischer Simulation umzusetzen. In vielen
Projekten wäre eine Animation dieser Objekte per Hand sogar angesichts des
zeitlichen Mehraufwandes nicht realisierbar. Man muss sich also entscheiden,
ob mehr Kontrolle über die Form erwünscht ist, was gleichzeitig mehr Arbeit
(a)
17
(b)
Abbildung 2.9: Das Kleid der Tänzerin bewegt sich nach dem Follow
Through Prinzip (a). Es verliert jedoch während der Animation nicht seine
Grundform. Auch die Haare bewegen sich aufgrund des Prinzips der Trägheit
mit dem Körper zeitversetzt mit (b). Auf die exakte realistische Nachahmung
wird jedoch verzichtet. Die resultierende Form des Haares steht über dem
Anspruch der realistischen Simulation (Quelle: [22]).
für den Rigging- und Animationsprozess bedeutet, oder ob man den Aufwand
in beiden Produktionsphasen verringert, aber dafür auf eine Möglichkeit
verzichtet Einfluss auf das Resultat zu nehmen. Wünschenswert wäre für
die Umsetzung eines 3D Cartoons die erste Variante. Nachfolgend wird für
die Objekte Cloth und Hair nochmals einzeln deren Problematik erörtert.
2.4.1
Cloth
Dynamische Simulation: Entscheidet man sich aus Zeit- und Kostengründen für diese Umsetzungsmöglichkeit, muss beachtet werden, dass simulierte Kleidung womöglich die gesamte Körperanimation nach Ansprüchen
einer klaren Silhouette obsolet machen kann, da die Kleidung die restliche
Animation des Körpers vollständig überdecken kann. In den seltensten Fällen kann bei einer realistisch anmutenden Simulation auf die resultierende
Silhouette Einfluss genommen werden. Realistischer Faltenwurf bewirkt zu
viele Details, die dem Prinzip der Klarheit widersprechen.
Zusätzlich muss gewährleistet sein, dass die Cloth-Simulation mit anderen Konzepten des Cartoon Rigs kombinierbar ist. Hier stellt sich die Frage
in wie weit die dynamische Simulation mit Prinzipien wie Squash & Stretch
vereinbar ist.
Rig basierte Animation: Hier können Kontrollobjekte gesetzt werden,
die dem Animator Einfluss über die Form der Kleidung geben. Es muss
eine ergonomische Kontrollvariante gefunden werden, um den Animationsaufwand so gering wie möglich zu halten. Diese Vorgehensweise wäre für den
3D Cartoon wünschenswert.
2.4.2
18
Hair
Dynamische Simulation: Die dynamische Simulation von Haar ist weniger kritisch als die der Kleidung, da dieses üblicherweise nicht den gesamten
Körper bedeckt. Fell stellt hier wieder eine größere Herausforderung dar.
Rig basierte Animation: Diese Variante bezieht sich meist nur auf modelliertes Haar. Bei einer Umsetzung von realistisch anmutenden Haar lässt
sich eine Lösung über dynamische Simulation nicht verhindern. Ähnlich wie
bei der Kleidung wird versucht möglichst viel Kontrolle über die Form bei
geringem Animationsaufwand zu erzielen.
Kapitel 3
Lösungsansätze Cartoony
Rig
Nach der Analyse aller Problemstellungen in Kapitel 2, setzt sich dieser Abschnitt mit dem Auffinden von bereits erarbeiteten Lösungsansätzen auseinander. Diese Lösungsansätze sollen direkt anhand von 3D Cartoons aufgefunden werden. Mit Hilfe der Filmanalyse werden Bewegungen und Verformungen gesucht, die die analysierten Problemstellungen für das Character
Setup darstellen. Nach dem Auffinden von 2D Cartoon Elementen wird recherchiert welche Lösungsansätze für die jeweilige Problemstellung verwendet wurden. Durch das Aufzeigen des Entwicklungsprozess des Cartoony
Character Setups und dem Beschreiben interessanter Umsetzungsvarianten
bietet dieses Kapitel einen Überblick den aktuellen State of the Art.
3.1
Filmanalyse
Über die erkenntnisorientierte Filmanalyse (siehe [9, S. 26]) soll die Umsetzung cartoonartiger Verformungen in der 3D-Computeranimation analysiert
werden. Als Analysematerial dienen alle 3D Cartoons in Spielfilmlänge von
1995 – März 2007. Zusätzlich werden Life Action Filme in denen 3D Cartoon
Charaktere vorkommen (1995 – 2007) und animierte 3D Cartoon Kurzfilme
(1984 – 2007) analysiert, um das Ergebnis aussagekräftiger und umfassender
zu gestalten.
3.1.1
Analyseleitfaden und Ergebnisse
Die erörterten Problemstellungen aus Kapitel 2 dienen als Analyseleitfaden. Jede Produktion wird nach cartoonartigen Deformationen aufgrund
der Principles of Animation (Abschnitt 2.2), weiteren Cartoon Elementen
(2.3) und cartoonartigen Animationen von Teilobjekten (2.4) untersucht.
Die aufgefundenen Verformungen dienen als Informationsquelle zur Erstel19
KAPITEL 3. LÖSUNGSANSÄTZE CARTOONY RIG
20
lung eines chronologischen Entwicklungsnachweises und als Grundlage für
weitere Recherche bezüglich der Umsetzung der konkreten Problemstellung.
3.2
Entwicklungsstand Cartoony Character Setup
Der 1984 enstandene Kurzfilm The Adventures of Andrè and Wally B. von
Lucasfilm stellt die Geburt des CG Cartoon dar. Die Präsentation des Animationsfilms bei der jährlichen Siggraph Convention löste Begeisterungsstürme aus. Nicht nur wegen den zwei neuen technischen Errungenschaften
Motion Blur und Particles, sondern vor allem wegen der zuvor noch nie
erreichten glaubwürdigen und lebendigen Charakteranimation (siehe [20]).
Bereits dieser erste 3D Cartoon zeigte Verformungen nach den Principles
of Animation auf. Squash & Stretch und Follow Through Effekte wurden
umgesetzt (siehe [15]). Lucasfilm heuerte für die Animation des Kurzfilms
den 2D Animator John Lasseter an. Somit entstand eine enge Kooperation
aus vier Technikern und dem traditionell ausgebildeten Animator. Aufgrund
des fehlenden technischen Backgrounds Lasseters forderte dieser unbeirrt die
Umsetzung des Gelernten, was sich in der Animation wiederspiegelt.
Es kann hier jedoch nicht die Rede von der Umsetzung eines Cartoon Rigs
sein. Zu dieser Zeit musste man noch den aus einzelnen Grundprimitiven
zusammengestellten Charakter per Hand programmieren, um ihn zum Leben
zu erwecken. Auch in darauffolgenden Projekten der Pixar Group – wie sich
das Kollektiv rund um Lasseter später nannte – wurde zwar das Prinzip des
Squash & Stretch in übertriebener Form angewandt, doch auch dieses wurde
wiederum per Hand programmiert.
In den späten achtziger und frühen neunziger Jahren setzte man sich vor
allem mit dem Nachempfinden der realen Welt auseinander. Das Kreieren
von realistischen, menschlichen Charaktern war die größte Herausforderung,
die es zu meistern galt. Parallel dazu entwickelte sich auch die Verwendung
von Character Setups, um die Geometrie über Kontrollobjekte komfortabler
ansteuerbar zu machen. Der angestrebte Realismus dieser Zeit spiegelt sich
im Riggingprozess wieder. Schon die Grundelemente eines Rigs Joints (Gelenke) und Bones (Knochen) erinnern an die Funktionsweise eines Skeletts
realer Lebewesen.
Erst Anfang des neuen Jahrtausends war die Technik soweit entwickelt,
dass man sich wieder auf kreative Ansprüche konzentrierte. 2001 wurde in
der Produktion Monster Inc. erstmals ein kreatives Character Design umgesetzt, dass es erforderlich machte spezielle Rigs für verschiedene Charaktere
zu entwerfen. Der erste Versuch ein cartoonartiges Squash & Stretch für
einen Charakter standardmäßig umzusetzen, ist in dem Blur Studio Cartoon Ice Age (2002) zu sehen. Der Charakter Scrat entwickelte sich während der Produktion mehr und mehr zu einer stark cartoonlastigen Figur.
Um die Bandbreite der Animationsmöglichkeiten zu erhöhen, erschuf man
21
neue Controls. So konnten die Arme mittels Skalierung der Bones verlängert werden. Aber auch die Augäpfel waren vergrößerbar, um einen Squash
& Stretch Effekt in einer bestimmten Szene umzusetzen. Ein cartoonartiges
Squash & Stretch ist seit diesem Zeitpunkt in nahezu jeder Produktion zu
finden.
Die Jahre 2004 – 2007 stellen bis jetzt den Höhepunkt der Entwicklungen
im Bereich Cartoony Character Setups dar. Größere 3D Produktionshäuser
erweiterten ihre Technologien, um Charaktere cartoonartig deformieren zu
können. Dabei wurden bereits für alle erörterten Problemstellungen aus Kapitel 2 Lösungsansätze gefunden, welche im nachfolgenden Teil exemplarisch
vorgestellt werden. Die Beispiele zur Illustration möglicher Lösungsansätze
wurden in den vergangenen drei Jahren umgesetzt, und zeigen somit die
aktuellen Entwicklungen in den einzelnen Bereichen auf.
3.3
Lösungsansätze zu den erarbeiteten Problemstellungen
Für die Animationsprinzipien Squash & Stretch, Follow Through, und Staging wurden bereits standardisierte Umsetzungsvarianten gefunden. In den
einzelnen Produktionen weichen diese nur gering voneinander ab. Das Kapitel 4 gibt einen Einblick über die konkrete Umsetzung dieser Prinzipien.
Aus diesem Grund wird an dieser Stelle auf das Aufzeigen von Lösungsmöglichkeiten dieser Art verzichtet.
Lösungsansätze für das Animationsprinzip Appeal lassen sich nur schwer
umfassend beschreiben. Umsetzungsmöglichkeiten, die sich aus dem Aspekt
der übertriebenen Proportionen ableiten lassen, werden ebenfalls in Kapitel
4 behandelt. Die beiden anderen Aspekte lassen eine Vielzahl an verschiedenen Problemstellungen zu, die eine große Bandbreite an Lösungsansätzen
erfordern, welches ein überblickartiges Abhandeln von Lösungsansätzen dieser Art nicht möglich macht.
Im nachfolgenden Abschnitt werden alle übrigen analysierten Problemstellungen detailliert behandelt.
3.3.1
Solid Drawing
Bisher sind es drei Produktionen die sich mit der Umsetzung einer besonderen Shape Language auseinandergesetzt haben. Zwei davon – Dreamworks‘
Madagascar (2005) und Sony Pictures Open Season (2006) – entwickelten
Möglichkeiten eine Straights against Curves Strichführung zu erzielen. Die
dritte Produktion – Disney‘s Chicken Little – brachte ein Toolkit hervor,
dass es erlaubt Gesichtsausdrücke mit einer ansprechenden Strichführung
und einem klaren Profil zu versehen. Im nachfolgenden Teil sollen die Technologien hinter den verschiedenen Produktionen kurz vorgestellt werden,
22
Abbildung 3.1: Das Prinzip der Geraden gegen Kurven wird anhand der
Concept Drawings zu den Madagascar Charakteren ersichtlich.
bevor abschließend gemeinsame Aspekte und Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden besprochen werden.
Curves und Icons in Madagascar : Madagascar ist der erste Dreamworks 3D Film, der sehr stilisiert ist, und nicht wie seine Vorgänger versucht
die Realität zu emuliern. Diese graphische Orientierung wirkt sich auf alle
Produktionsbereiche aus, und somit auch auf den Riggingprozess. Das gewählte Character Design von Craig Kellman entspricht einem zweidimensional orienterten Stil mit vorherschendem Geraden gegen Kurven Element,
das zuvor noch nie in einer 3D Produktion umgesetzt wurde (siehe Abb. 3.1).
Es ist schwer exakte Informationen zu den Technologien hinter den Kulissen
von Madagascar zu bekommen, da diese einen entscheidenden Fortschritt
in punkto Cartoon Rigging gebracht haben (siehe [24]). Auf die wenigen
zugänglichen Detailinformationen soll an dieser Stelle eingegangen werden.
Anstatt der üblichen Deformation der Geometrie durch Rotieren, wurden in Madagascar die Joints und Bones durch Icons und Kurven angesteuert. Die Icons befinden sich an Stellen wo in der realistisch orientierten
Riggingvariante ein Abwinkeln möglich ist. Das Setzen der Kurve bewirkt
die Änderung einer darunterliegenden Jointchain. Prinzipiell wurde versucht
eine hohe Anzahl an Joints, über wenige Controller ansteuerbar zu machen.
So besteht z.B. der Schwanz von Alex aus 48 Joints, die über 6 Controller
ansteuerbar sind. Ein ähnliches Konzept wurde für den Hals der Giraffe verwendet. Zusätzlich wurde ein spezielles Skinningsystem entwickelt, welches
eine weiche Silhouette von Joint zu Joint garantiert, egal wie weit Körperpartien gezerrt oder gequetscht wurden (siehe [21]).
Shape Deformers bei Open Season: Für das Erzielen einer klaren Silhouette, die dem Straights against Curves Prinzip entspricht, wurden für
Open Season so genannte Shape Deformers umgesetzt (siehe Abb. 3.2).
Mehrere Slices ermöglichen es den Arm regional zu positionieren, um eine
ansprechende Kurve zu bekommen. Anschließend können einzelne Punkte
dieser Slices noch einmal separat positioniert werden, um die andere Seite
23
Abbildung 3.2: Shape Deformers am Beispiel des Charakters Elliot aus
Open Season. Der Arm kann über mehrere Slices positioniert werden. Kontrollpunkte zu den einzelnen Slices geben noch feinere Adjustierungsmöglichkeiten. (Quelle: [19])
des Arms gestalterisch entgegenzulenken [26].
ChickenWire für Chicken Little: Das im Jahr 2002 entwickelte Toolset Chicken Wire bietet die Möglichkeit eine relativ geringe Anzahl an Facial Expressions individuell zu erweitern, und gewährleistet gleichzeitig geschwungene, fließende Linien und ein ansprechendes und klares Profil. Dieses
Autodesk Maya basierende System besteht aus drei Basiskomponenten [7]:
1. ChickWire: Über einen Wiredeformer können bestimmte Teile der
Geometrie verformt werden. Die SplineBasis gewährleistet eine geschwungene Linie.
2. BlendWire: Besteht aus einem Blendshapedeformer (Morphing Target), der Splinecurves verwendet um das Blending zu definieren.
3. BlendRegion: Blendshapes, die über einen Punkt und Radius eine
bestimmte Region der Geometrie verformen.
Diskussion Solid Drawing in 3D
Die Umsetzung einer besonderen Strichführung verlangt eine beträchtliche
Erweiterung an Adjustierungsmöglichkeiten. Grundsätzlich halten alle drei
Varianten an einem realistisch orientierten Setup fest, um eine Basisanimation zu gewährleisten, und setzen auf dieses ein Highlevel Setup auf, um
genug Einfluss auf die Form der Figur zu bekommen. Die Verwendung von
Kurven erweist sich hierbei als sehr praktikabel. Durch diese kann über wenig Animationsaufwand eine flüssig Strichführung erreicht werden. Weniger
komfortabel ist meines Erachtens, die Umsetzungsvariante in Open Season.
Um eine einfache Krümmung zu erlangen müssen alle 7 – 8 Slices für den
Arm gesetzt werden. Des weiteren müssen für die Adjustierung der anderen Seite des Arms wiederum bis zu acht einzelne Kontrollpunkte gesetzt
werden.
Verglichen mit dem Zeitaufwand den ein 2D Animator betreibt, um einen
Arm mit Hilfe von zwei gestalteten Strichen umzusetzen, wird ersichtlich,
24
(a)
(b)
Abbildung 3.3: Das Baby Jack-Jack verformt sich in ein Monster (a). Helen kann durch ihre elastischen Superkräfte Gliedmaßen im Rubberhosestil
verformen, und verwandelt sich in nützliche Objekte (b).
dass die Anforderung einer ansprechenden Strichführung nur schwer in der
3D Computeranimation zu erzielen ist.
3.3.2
Rubberhose und Verformung in andere Objekte
Der Grund für das Zusammenfassen dieser beiden Aspekte ist die Tatsache,
dass entscheidenende Fortschritte im Bereich dieser Problemstellung anhand
einer einzigen 3D Cartoon Figur ausmachbar sind. Helen aus dem Film The
Incredibles stellt einen Meilenstein in der Riggingvariante für Rubberhose
Effekte und Verformung in andere Gegenstände dar. Da die entwickelten
Technologien patentiert wurden, findet man keine konkreten Erklärungen
über die genaue Funktionsweise. Im Nachfolgenen Teil werden alle recherchierten Informationen so detailliert wie möglich besprochen (siehe [25]).
Splinebased Deformer für Rubberhose Gliedmaßen: Das Technologiedepartment von Pixar experimentierte mit einer Splinecurve gebundenen
Geometrie und mit Spline-Ik Handles, bis es feststellen mußte, dass beide
Varianten nicht das gewünschte Ergebnis erzielten. Sobald die Gliedmaßen
eine Art Looping formen sollten, fiel die gesamte Geometrie auseinander.
Aus diesem Grund wurde ein eigenes Toolkit namens Splinebased Deformer´
kreiert. Dieses System funktioniert über die Krümmungswerte einer Kurve.
Mehrere Controller machen es möglich die Geometrie zu deformieren. Des
weiteren können die Kontrollobjekte auf Gegenstände fixiert werden.
25
Abbildung 3.4: Abtrennprozess des Arms in der Animation After You“
”
von Christopher Cordingley.
Verformung mittels Oberflächen und Kurven: Die Szene in der sich
Helen in einen Fallschirm verformt hätte laut Technologiedepartment auch
mit zwei verschiedenen Geometrien gelöst werden können, die geschickt miteinander ausgetauscht werden. Da Regisseur Brad Bird jedoch in der Verformung darstellen wollte, wie schwer es Helen fällt ihre Kräfte einzusetzen,
musste die komplette Szene ohne Schnitt animierbar sein. Das Team experimentierte mit Oberflächen, die mittels Kurven verformbar sind, welche sich
wiederum auf die Geometrie der Figur auswirken.
In dem Film findet auch noch eine weitere Verformung eines Charakters
statt. Die Transformation des Babies Jack-Jack in ein Monster wurde hingegen mittels zwei verschiedener Geometrien und einem Morphing zwischen
den beiden Zuständen gelöst.
Diskussion Rubberhose und Verformungen in 3D
Pixar beweist mit ihrer sechsten Animation in Spielfilmlänge, das ein extremer Rubberhosestil in der 3D Computeranimation möglich ist. In anderen
Produktionen wurden bisher nur eingeschränkte Varianten des Rubberhosestils umgesetzt. Fraglich bleibt es jedoch wie komfortabel das Animieren
solcher Verformungen tatsächlich ist. Auch die Möglichkeit der Verformung
in andere Gegenstände wurde mit dieser Produktion bewiesen. Anzuzweifeln ist jedoch, dass durch die umgesetzte Riggingvariante ein Verformen
des Charakters Helen in jede erdenkliche Form möglich ist. Wie am Beispiel
von Jack-Jack ersichtlich, ist der einfachste Weg jener, zwei bzw. mehrere
Geometrien zu erstellen und diese zu überblenden. Dies hat jedoch einen erheblichen Arbeitsaufwand zur Folge. Ein möglicher Ansatz wäre es eine Art
Bibliothek an Gegenständen anzubieten, die sich der variablen Topologie des
zu verformenden Charakters anpasst. So hätte man die Möglichkeit – insofern diese Bibliothek mit vielen Geometrien ausgestattet ist – den Charakter
auf schnelle und einfache Weise in verschiedenste Geometrien zu verformen.
3.3.3
Teilungen
Zwei der recherchierten Beispiele beinhalten Lösungsansätze für die Problemstellung der Teilung. Im Kurzfilm After You von Christopher Cor-
26
dingley, und dem deutschen Realspielfilm mit CG Elementen Hui Bui sind
Teilungen im Armbereich und das Abtrennen des Kopfes zu sehen. Auf Anfrage hin wie diese Teilungen umgesetzt wurden, bekam ich nur von Christopher Cordingley eine Antwort. Er beschreibt, dass die in 3.4 abgebildete
Teilung über eine Duplikation der Geometrie erfolgte. Für die duplizierte
Geometrie erstellte er in Maya einen Blendshape, um die Verformung der
Abtrennung animierbar zu machen, und fixierte den Arm an der Schulter.
Während der Blendshape für die Abtrennung animiert wurde, skalierte er
die Joints des originalen Arms so weit bis die Geometrie nicht mehr sichtbar war. Somit wurde der Arm nicht wirklich von der bereits bestehenden
Geometrie abgelöst, sondern durch eine duplizierte Geometrie im Moment
des Abtrennens ersetzt (vgl. [5]). Da dies die praktikabelste Lösung ist, wenn
Trennungen nur einmal bzw. wenige Male vorkommen, gehe ich davon aus,
dass bei dem Film Hui Buh“ ein ähnlicher Lösungsansatz verwendet wurde.
”
Diskussion Teilungen“ in 3D
”
Wie bereits bei der Problemstellung der Verformung in andere Gegenstände,
ist auch hier der einfachste Lösungsansatz jener, verschiedene Geometrien
zu erstellen, und diese je nach Wunsch einzublenden. Weiters muss hier für
jede neu erstellte Geometrie ein eigenes Riggingsetup zur Verfügung gestellt
werden. In Kapitel 4.3.4 wird versucht eine alternative Umsetzungsmöglichkeit über das Rig zu finden. An dieser Stelle wird nochmals detaillierter auf
die Problemstellung eingegangen.
3.3.4
Cloth
Für die Problemstellung der Umsetzung von cartoonartiger Kleidung werden
anhand von zwei Produktionen die Bestrebungen einer geringen Produktionszeit bei maximalen Einfluss über die Geometrie aufgezeigt.
Cloth in Open Season: Bei den menschlichen Charakteren in Open Season wurde vor allem darauf geachtet, dass die charakteristische Form der
Kleidung während der Simulation erhalten bleibt. Üblicherweise verliert die
Kleidung während einer typischen Simulation seine ursprüngliche Form. Die
visuelle Definition des Charakters baute jedoch sehr stark auf die charakteristische Form der Kleidung auf. Über ein Targetingsystem wurde ein Mischen
zwischen dem Erhalten der Form durch bestimmte Targets aus der Animation und einer realistischen Simulation gewährleistet. Des weiteren wurden
Lösungsmöglichkeiten gesucht die Kleidung mit den Squash & Stretch Verformungen mitzubewegen. Dies erforderte die Anwendung von Deformern,
die ein Stretching der Kleidung ermöglichten (siehe [17]).
27
Shar-Pei für Cloth Animation in Meet the Robinsons: Die verkürzte Produktionszeit von Disney‘s Meet the Robinsons machte es erforderlich effizient zu arbeiten. Man verzichtete aus diesem Grund auf die Simulation der Kleidung bei allen Charakteren. Stattdessen wurde ein System
namens Shar-Pei entwickelt, das die Animation der Kleidung über das Rig
ermöglicht. Hierfür wurden die Charaktere vom Cloth-Animation Team in
verschiedenen Posen auf Papier gedruckt, woraufhin die Animatoren Falten
auf die Kleidung in der bestimmten Pose zeichneten. Anschließend erstellten
Modellierer und Rigger gemeinsam Displacement Maps, die die vorgezeichneten Kleidungsfalten ermöglichen sollten. Animatoren konnten daraufhin
über Kontrollobjekte die entsprechenden Falten je nach Abwinkelung animieren. Sobald eine Kleidungsfalte angesteuert wird, erhöht sich die Auflösung der Geometrie und der Animator bekommt direktes Feedback zur
finalen Cloth-Animation (vgl. [27]).
Diskussion cartoonartige Cloth-Animation“ in 3D
”
Im Bereich der Cloth-Animation werden Umsetzungsmöglichkeiten erprobt,
die den Animationsaufwand minimieren, jedoch gleichzeitig die Möglichkeit
bieten, auf die erhaltene Form Einfluss zu nehmen. Weiters werden Möglichkeiten gesucht simulierte Animationen mit Deformationen anderer Cartoon
Prinzipien in Einklang zu bringen.
3.3.5
Hair
Stretchy Hair in Madagascar : Erwähnenswert ist die Methode wie die
Haarsimulation an die Umsetzung eines überzeichneten Squash & Stretch
Effekts angepasst wird. Um eine flexible Anpassung an die Deformation zu
erziehlen werden die Density Werte des Haarsystems verändert (siehe [21]).
Hair in Meet the Robinsons: Die Animatoren konnten so genannte Volume Shapes, die eine vereinfachte Geometrie der geplanten Haarfrisur darstellen, animieren. Die Animation dieser Geometrien wurde anschließend für
die Ansteuerung der Kontrollhaare verwendet, um somit ein vom Animator
gestaltetes, erwünschtes Endergebnis zu erhalten. Frisuren, deren Aufbau
komplexer ist, werden nicht über eine Geometrie angesteuert, sondern über
animierte Kurven, die die Silhouette der Haare definieren.
Diskussion cartoonartige Hair-Animation in 3D
Ähnlich wie bei der Clothanimation wird versucht den Animationsaufwand
zu minimieren, ohne dabei den Einfluss auf die Deformation zu verlieren.
Das Steuern der Simulation durch den Animator und das visuelle Feedback
über die finale Form der Simulation haben oberste Priorität. Des Weiteren
28
werden ebenfalls Möglichkeiten erprobt, die die Kombination mit anderen
klassischen Animationsprinzipien gewährleistet.
Kapitel 4
Umsetzung eines Cartoony
Rig in Autodesk Maya
Im folgenden Kapitel wird anhand des Projekts Dancin‘ Mrs. Fritz detailliert beschrieben wie ein Cartoony Character Setup unter Verwendung von
Autodesk Maya umgesetzt werden kann. Es wird versucht die Informationen
allgemein und softwarunabhängig zu gestalten, um diese auch für weitere
Projekte in anderen Entwicklungsumgebungen anwendbar zu machen. In
Abschnitten die in die Tiefe gehen, lässt sich jedoch eine konkrete Abhandlung des Erarbeiteten nicht vermeiden. Aus diesem Grund werden für das
Verständnis dieser Textpassagen grundlegende Kenntnisse der Software Autodesk Maya, als auch grundlegende Kenntnisse im Bereich des Character
Setups und MEL Scripting vorausgesetzt.
Vor dem eigentlichen Beschreiben des Umsetzungsprozesses wird ein
Überblick zu den Unterschieden einer 3D-Cartoon-Pipeline im Vergleich zu
einer herkömmlichen Pipeline gegeben. Die Informationen sind entscheidend
für die Qualität und den zeitlichen Aufwand der Produktion, und zeigen
interessante Aspekte für den Rigging Prozess auf. Daraufhin werden in Abschnitt 4.2 alle Anforderungen, die aus relevanten Produktionsbereichen in
Bezug auf das Character Setup resultieren, beschrieben. Nach der Definition
aller Anforderungen die es umzusetzen gilt, wird die Implementierung dieser
im Detail besprochen. Im letzen Abschnitt wird auf den Evaluierungsprozess
des erstellten Rigs eingegangen, und etwaige Modifikationen erläutert.
4.1
Herkömmliche Pipeline vs. Cartoon Pipeline
Zu einem großen Teil gleichen sich Standard Pipeline und Cartoon Pipeline.
Es gibt jedoch einige Faktoren, die mit der Qualität des finalen Produktes
und mit der Dauer der Herstellung eng verknüpft sind. Diese Aspekte gilt es
zu beachten, um möglichst effizient ein qualitativ hochwertiges Endprodukt
zu erzielen.
29
KAPITEL 4. UMSETZUNG CARTOONY RIG (AUTODESK MAYA) 30
Standard-Production-Pipeline
Cartoon-Production-Pipeline
Scriptwriting
Scriptwriting
Character Design
and Visual Development
Character Design
and Visual Development
Storyboarding
and Story Reel
Paint and Scan
Textures
Model Charcters
Storyboarding
and Story Reel
6.
Model
Charcters
Rigging
Paint and Scan
Textures
4.
Character Setup /
Rigging
Model Sets and
Props
Animate Characters
Write Shaders
Character Setup /
Rigging
5.
2.
Model Sets and
Props
Setup Camera
Write Shaders
Animate Characters
3.
1.
Capture Motion
on Live Set
Animate Effects
Capture Motion
on Live Set
Animate Effects
Shoot
Live Action
Light the Scene
Shoot
Live Action
Light the Scene
Rotoscope and
Match Camera Move
Layout Scene
and Setup Camera
Rotoscope and
Match Camera Move
Layout Scene
Final Rendering
Final Rendering
Compositing
Compositing
Postprocessing
Postprocessing
Final Output
and Release
Final Output
and Release
(a)
(b)
Abbildung 4.1: Eine herkömmliche Production-Pipeline mit möglicher Verwendung von Motion-Capture und Live Action Szenen (a) (Abbildung aus
[13, S. 54]). Eine 3D-Cartoon-Pipeline (b). Es wurden die Differenzen zur
herkömmlichen Pipeline hervorgehoben.
In Abbildung 4.1 werden eine herkömmliche und eine Cartoon Pipeline visualisiert. Die einzelnen Teilaufgaben der Produktion, ihre chronologische
Abhängigkeit und die Kommunikation unter den einzelnen Produktionsabteilungen werden aufgezeigt. Bei näherer Betrachtung der Abbildung werden
folgende sechs Unterschiede ersichtlich:
1. Verzicht auf Motion Capture: Ein Cartoon Character sollte nicht
nur visuell einen cartoonartigen Stil verfolgen. Der Animationsstil sollte
dem visuellen Genre angepasst werden, um die Qualität des Projekts
zu steigern. Nicht selten wird aus Kostengründen die Verwendung von
Motion Capture Daten in Erwägung gezogen. Dies bringt jedoch eine
nicht zu verachtende Einschränkung der kreativen Ausdruckskraft mit
sich, da die Charakteranimation somit auf die Bewegungsmöglichkei-
ten des menschlichen Bewegungsapparates limitiert ist.
2. Camera Setup vor Character Animation: Beim herkömmlichen
Produktionsprozess wird zuerst animiert und anschließend die exakte
Kameraeinstellung bzw. -bewegung definiert. Diese Vorgehensweise kann
bei einem 3D Cartoon die Produktion zum Scheitern bringen bzw. verursacht einen enormen Mehraufwand. Adjustiert man die Silhouette
eines Charakters, ist diese genau aus einem Blickwinkel ansprechend.
Schon bei leichter Änderung der Kameraposition entspricht die Silhouette bereits nicht mehr dem gewünschten Ergebnis bzw. man erkennt,
dass manche Körperteile ungewöhnlich lange oder nicht an der anatomisch richtigen Position sind. Um zeitliche Verzögerungen zu vermeiden, sollte bereits vor dem Animationsprozess die fixe Kameraposition
definiert werden. Das Layout Department muss die Animatoren über
mögliche Veränderungen sofort informieren.
3. Austausch zwischen Character Animation Department und
Effects Animation Department: Entscheidet man sich für eine dynamische Simulation von Kleidung und Haaren ist eine Kommunikation zwischen Charakter- und Effektanimationsabteilung unabdingbar.
Einerseits kann die Simulation Körperteile verdecken und somit eine
ansprechend adjustierte Silhouette obsolet machen, und andererseits
besteht die Gefahr, dass sich die Simulation schlecht in das Gesamtbild
einfügt. Man hat zwei Möglichkeiten dieser Problematik entgegenzuwirken. Eine Möglichkeit ist es dem Animator ein Tool zur Verfügung
zu stellen, dass es ermöglicht eine schnelle Vorschau über die resultierende Simulation zu erlangen, um folglich bestimmte Posen darauf abzustimmen (vgl. Open Season). Eine andere Möglichkeit ist das
Vor- und Zurückreichen der Animation bis ein ansprechendes Ergebnis erzielt wird (vgl. The Incredibles). Weiters können Verzerrungen
der Körpergeometrie ein artefaktartiges oder unansprechendes Ergebnis erzeugen (z. B. Squash & Stretch einer behaarten Körperpartie. In
diesen Fällen wird die Animation des Charakters ebenfalls zurückgereicht, um die Charakteranimation für das simulierte Ergebnis besser
vorzubereiten.
4. Rigging Prozess parallel zum Modeling Prozess: Die Umsetzung eines Cartooncharakters erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Modeling- und Riggingprozess. Aus diesem Grund finden diese
Produktionsbereiche nicht sequentiell sondern parallel statt. Ziel ist es
ein flexibles Modell zu erstellen, dass durch den Riggingprozess vervollständigt wird. Es gilt für den Modeler so neutral wie möglich zu arbeiten. Dieser erstellt die Grundform des Charakters von der aus flexible
Deformationen möglich sind. Der Rigger erstellt Controls, um diese
Grundform gestalterisch zu erweitern. Modelliert man zum Beispiel
den Charakter mit einer Ausbuchtung in der Ellebogengegend, und
ist gleichzeitig eine rubberhoseartige Verformung des Arms erwünscht,
würde eine Ausbuchtung bei dieser Art von Deformation stören. Der
Charakter wird somit ohne Ellebogen modeliert, und über das Rig ist
eine Ausbuchtung einund auszublenden.
5. Animatoren in den Rigging Prozess involviert: Man ist bestrebt
Aufgaben, die ursprünglich Herausforderungen für den Animator darstellten, auch wieder in die Hand des Animators zu geben. In [8]
wird dies an der Umsetzung von Facial Expressions ersichtlich. Im
Zeichentrick entscheidet der Animator über den konkreten Gesichtsausdruck des Charakters bzw. darüber wie von einem Ausdruck in
den anderen überblendet wird. In der 3D-Computeranimation ist üblicherweise der Modellierer für das Erstellen von Morphing Targets
zuständig. Der Rigger hat die Aufgabe dem Animator Precontrols zur
Verfügung zu stellen,womit dieser anschließend eine kurze Animation
erstellt, die vom neutralen Gesicht in einen bestimmten Gesichtsausdruck überblendet. Diese Animation wird an den Rigger zurückgereicht, der daraus einen nicht linearen Blendshape erstellt.
6. Austausch zwischen Rigging und Texture Department: Bestimmte Deformationen machen es nötig, dass auch ein Austausch
zwischen Rigging und Texture Department stattfindet. Das Character
Setup Team teilt den Texture Artists mit in welchen Regionen mehr
Auflösung in der Textur benötigt wird, bzw. ob eine veränderbare Textur, die über die Deformation mitgesteuert wird, benötigt wird.
Wie bereits in Kapitel 1 erwähnt, hat das Cartoony Rig Einfluss auf den visuellen Stil der Animation und des Charakters. Dieser Aspekt wird aus der
engen Kooperation mit Departments, die für gestalterische Produktionsbereiche zuständig sind, ersichtlich.
4.2
Anforderungsanalyse nach Produktionsbereichen
Jede Produktion hat ihre eigenen Bedürfnisse. Ein Cartoon Rig kann daher
in seiner Funktionalität variieren. Die Anforderungen ergeben sich aus dem
Projekt selbst. Trotz umfassender Ausarbeitung möglicher Problemstellungen in Kapitel 2, wäre es aus folgenden beiden Gründen nicht zielführend
standardmäßig alle analysierten Anforderungen für die Umsetzung unseres
Rigs in Betracht zu ziehen:
1. Jedes Rig soll grundsätzlich folgenden Anforderungen genüge tun (vgl.
[2, S. 19]):
Abbildung 4.2: Die Anforderungen an den Riggingprozess ergeben sich aus
den vier illustrierten Departments.
• Einfachheit, Schnelligkeit und Stabilität
Würden alle analysierten Anforderungen für die Umsetzung in Betracht gezogen, wären die ersten beiden Punkte nur schwer realisierbar. Jedes Rig soll auf die erforderlichen Aspekte abgestimmt sein,
und keine unnötigen Zusatzfunktionalitäten aufweisen. Da ein Cartoon Rig dem Animator so viele Freiheiten wie möglich bieten sollte,
ist es schwer das Rig gleichzeitig einfach bzw. übersichtlich und schnell
zu gestalten (more control != more controls [7]).
2. Oft ergeben sich aus einem konkreten Projekt Anforderungen, die prinzipiell mit Hilfe eines Cartoon Rigs lösbar wären, jedoch ist hier abzuschätzen, ob der Aufwand zur Erstellung eines eigenen Riggingansatzes
gerechtfertigt ist. Oft existieren alternative Lösungsmöglichkeiten, die
schneller und leichter das erwünschte Ergebnis liefern.
Im Besonderen sind es vier Produktionsbereiche auf die es gilt als Rigger
Acht zu geben. Aus den Prozessen Character Design, Visual Development,
Storyboard und Story Reel und Character Animation lassen sich alle erforderlichen Anforderungen an den Riggingprozess ableiten (siehe Abb. 4.2).
Welche Anforderungen sich im Detail aus diesen Produktionsbereichen ergeben können, wird in den nächsten Teilabschnitten erläutert. Zum besseren
Verständnis der aufgestellten Anforderungen wird an dieser Stelle der Plot
der angestrebten Animation illustriert:
Eine gebrechliche alte Frau geht langsamen Schrittes von links nach rechts
durchs Bild. Sie bleibt stehen, atmet durch, blickt Richtung Kamera und dann
nach links und rechts. Vergewissert, dass sie niemand beobachtet verlässt sie
die verkrampft-gebückte Haltung und setzt ein verschmitztes Grinsen auf. Sie
lässt ihre Handtasche abrupt zu Boden fallen, und schiebt sie mit dem Fuß
zur Seite. Sie klopft mit dem Stock zweimal auf den Boden woraufhin sich ihr
Rock zu einer Art Tütü formt, und nimmt eine tänzerische Anfangspose ein.
Abbildung 4.3: Der Charakter Mrs. Fritz in der Front, Side und Perspective
View
Darauf folgt ein wilder Tanz bei dem sie sich fortwährend auf die Kamera
zu bewegt, und diese sich von ihr wegbewegt. Der Tanz wird dadurch beendet,
dass die alte Frau nach einiger Zeit über ihre eigene Handtasche stolpert die
sich auf einmal wieder im Bild befindet. Sie steht auf, bückt sich mühsam
nach der Tasche, und setzt langsamen Schrittes ihren Weg von links nach
rechts fort.
4.2.1
Character-Design
Hier kommen vor allem die erarbeiteten Problemstellungen aus dem Prinzipien Appeal und Staging aus Kapitel 2 zum tragen. Anhand des Charakters
Mrs. Fritz werden alle resultierenden Anforderungen an den Riggingprozess
erarbeitet.
Betrachtet man die Vorder-, Seiten- und 3/4-Ansicht des Charakters (Abb.
4.3) werden folgende Anforderungen ersichtlich.
1. Extreme Proportionen
• Kurze Gliedmaßen: Arme und Beine von Mrs. Fritz wurden
proportional verkürzt, um die eingeschränkte Bewegunsmöglichkeit einer alten Frau zum Ausdruck zu bringen. In gewissen Posen
wird es nötig sein, diese Gliedmaßen zu verlängern, um Aktionen
besser zum Ausdruck zu bringen oder überhaupt erst zu ermöglichen.
• Vergrößerter Nasenbereich: Ein weiteres Charakteristikum
älterer Menschen ist das einer großen Nase. Da der Nasenbereich
sehr viel Platz einnimmt, wird es oft nötig sein die Nasenpartie
unabhängig vom restlichen Kopf zu verschieben, um die Augen
sichtbar zu machen.
Abbildung 4.4: Der übertriebene Gesichtsausdruck beim Hinfallen des Charakters (ganz rechts), und die unabhängige Ausrichtung und Skalierung der
Pupillen stellen zusätzliche Anforderungen an das Rig dar.
2. Klare Silhouette
• Dut: Die Frisur des Charakters ist ein markantes Element und
dient somit der sofortigen Erkennbarkeit des Charakters. Es soll
gewährleistet sein, dass unabhängig vom Blickwinkel dieser Haarknoten immer zu sehen ist.
Zusätzlich zur grundlegenden Definition des Charkters werden im Character Design mögliche Gesichtsausdrücke definiert. Da in dieser Animation
der Fokus auf der Performance des Körpers liegt und keine Dialogsequenzen
geplant sind, wird auf ein ausgereiftes Definieren verschiedener Gesichtsausdrücke verzichtet. Neben dem emotionalen Ausdruck Glücklich“ und Trau”
”
rig“ soll für die Szene in der Mrs. Fritz hinfällt eine übertriebene Öffnung
des Mundes möglich sein. Um das verrückte und wilde Element des Tanzes zu unterstreichen sollen die Augäpfel einzeln in verschiedene Richtungen
schauen können und die Pupillen sollen unabhängig von einander skalierbar
sein (siehe Abb. 4.4).
4.2.2
Visual Development
In der Phase des Visual Developments wird der visuelle Stil des Charakters
und der Animation definiert. Durch Concept Art Drawings, Textur- und
Animationsbeispielen wird veranschaulicht in welche gestalterische Richtung
sich das Projekt entwickeln soll.
Durch Abbildung 4.5 werden folgende Anforderungen an den Riggingprozess
ersichtlich:
1. Strichführung: Die geschwungene Strichführung in den Concept Art
Drawings weist auf eine Umsetzung von vermehrten Kontrollmöglichkeiten hin. An Stellen wo sonst nur ein einfaches Abbiegen möglich
ist (wie Arme und Beine) soll die Möglichkeit bestehen die Form der
Gliedmaßen rund und fließend zu gestalten.
Abbildung 4.5: Die Strichführung, mögliche Einschränkungen durch die
Textur, und Umsetzung von Hair und Cloth werden aus den Abbildungen
ersichtlich.
2. Textur: Durch die wenig detailreiche und stilisierte Textur wird ersichtlich, dass sich keine Einschränkungen bezüglich Grad des Squash
& Stretch und möglicher anderer Verzerrungen ergeben.
3. Cloth / Hair: Der geringe Detailgrad lässt sich in weiterer Folge auf
die Umsetzung von Haaren und Kleidung umlegen. Der Haarknoten
des Charakters soll modelliert, und die gesamte Haarbereich über eine
Textur definiert werden. Für die Kleidung wird auf eine dynamische Simulation verzichtet. Das Rig soll die Möglichkeit bieten die Animation
des Kleides an die Line of Action und die geschwungene Strichführung
anzupassen.
Der Animationsstil lehnt sich an die übertriebene Stilistik von Tex Avery
Animationen an. Somit wird neben dem Grundprinzip des Stagings die
Möglichkeit einer überzeichneten Form des Squash & Stretch, und Follow
Through Prinzips vom Rig erwartet.
4.2.3
Storyboard / Story Reel
Die Bilder des Storyboards bzw. Story Reels geben Aufschluss darüber welche konkreten Bewegungsmöglichkeiten für den Charakter umgesetzt werden
müssen. Durch das Visual Development ist bereits definiert welcher Animationsstil verfolgt wird. Daraus ergeben sich Basisanforderungen die den
Principles of Animation entsprechen. Diese Anforderungen werden an dieser Stelle nicht mehr hervorgehoben. Es wird nach Bewegungsmöglichkeiten
gesucht, die über diese Prinzipien hinausgehen.
In Abbildung 4.6 sind Auszüge aus dem Storyboard zu Dancin‘ Mrs.
Fritz abgebildet. Diese Einzelbilder zeigen zusätzliche Anforderungen für
den Riggingprozess auf. Eine Teilung der Geometrie an verschiedenen Stellen, und das Vergrößern bzw. Verkleinern von einzelnen Körperpartien ist
erforderlich.
Abbildung 4.6: Im Zuge des Tanzes teilt sich der Charakter mehrere Male
an verschiedenen Stellen und einzelne Körperpartien werden vergrößert oder
verkleinert.
4.2.4
Animation
Durch die Fülle an zusätzlichen Cartoony Controls ist es erforderlich dem
Animator einen übersichtlichen Animationsprozess zu ermöglichen. Prinzipiell wird der 3D Cartoon Animationsprozess in mehrere Stufen eingeteilt
(siehe [4]). Zuerst wird die Animation mit den herkömmlichen Kontrollmöglichkeiten grob ausgearbeitet, erst in weiteren Animationsdurchgängen werden Verformungen durch die zusätzlichen Cartoon Controls vorgenommen.
Um diese Vorgehensweise noch übersichtlicher zu gestalten, wäre ein Einund Ausblenden der verschiedenen Feinheitsgrade an Controls wünschenswert. Alle anderen Controls sollen der bereits besprochenen Anforderungen
einfach, schnell und stabil“ entsprechen.
”
4.2.5
Anforderungen im Überblick
In Abbildung 4.7 werden alle erörterten Anforderungen aufgelistet, und mit
den dafür vorgesehenen Lösungsansatzen, die im nachfolgenden Kapitel detailliert beschrieben werden, ergänzt.
4.3
Implementierung Cartoony Body Rig
In diesem Abschnitt wird die Umsetzung eines Cartoony Character Setups
für den Körper besprochen. Dies erfordert die Implementierung von fünf
Teilkonzepten. Für jedes Konzept wird zunächst eine klare Zielsetzung definiert, verschiedene gängige Umsetzungsalternativen werden vorgestellt, und
deren Vor- und Nachteile werden ausgearbeitet. Daraufhin wird die Implementierung des Konzepts, welches für das Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz am
besten erscheint, im Detail beschrieben. Bevor die einzelnen Konzepte vorge-
Abbildung 4.7: Aus den analysierten Anforderungen ergeben sich folgende
Konzepte für das Character Setup.
stellt werden, sind folgende zwei Punkte zur allgemeinen Produktionsweise
abzuklären.
1. Verwendung von Utility Nodes statt Expressions: In Autodesk
Maya hat man die Möglichkeit über zwei verschiedene Arten Befehle
auszuführen.
• Expression: Expressions sind MEL Script Befehle die durch die
Änderung eines Attributes ausgeführt werden. In jedem Frame
in der sich ein mit einer Expression verknüpftes Attribut ändert,
muss das Script interpretiert werden. Die Verwendung mehrerer Expressions zur Gewährleistung bestimmter Riggingansätze
bringt aus diesem Grund Performance-Einbußen mit sich.
• Utility Node: Utility Nodes sind Konstrukte über die grundlegende arithmetische Operationen und Programmlogik ausführbar
sind. Sie wurden von den Machern von Maya zur Erstellung von
Abbildung 4.8: Verlängerbare Gliedmaßen am Beispiel des Arms, und freie
Positionierbarkeit von Körperteilen am Beispiel des Kopfs.
Shading Netzwerken erdacht und implementiert. Man kann diese
jedoch für die Phase des Character Setups zweckentfremden. Utility Nodes müssen nicht in jedem Frame neu compiliert werden,
und bringen daher eine bessere Performance mit sich. Die Anzahl
der zur Verfügung stehenden Operationen ist jedoch im Vergleich
zu den Expressions limitiert.
Durch die entstehenden Performance-Vorteile werden für die Umsetzung Utility Nodes preferiert.
2. Anwendung eines prozeduralen Rigging Prozesses: Das Character Setup soll nicht per Hand erstellt werden, sondern über ein MEL
Script. Die prozedurale Erarbeitung des Rigs bringt zwei Vorteile mit
sich. Einerseits kann das Rig nachträglich modifiziert werden, ohne
dabei Gefahr zu laufen das bestehende Rig zu zerstören, und andererseits kann mittels MEL Script das Rig jederzeit beliebig oft in variierter Form vervielfältigt werden, und so auch Dritten dienlich sein. Zur
benutzerfreundlichen Ansteuerung der Prozeduren des MEL Scripts
wurde ein Cartoony Rig GUI erstellt. Auf die Umsetzung dieses GUIs
wird in der nachfolgenden Beschreibung nicht eingegangen, da es den
Rahmen dieser Arbeit sprengen würde.
4.3.1
Stretchy Broken Base Rig
Zielsetzung Stretchy Broken Base Rig
Das Ziel des Stretchy Broken Base Rig Konzepts ist die Erweiterung eines Standard Character Setups um die Möglichkeit Gliedmaßen über eine
Stretchy IK zu verlängern, und Körperteile durch die Broken Hierarchie unabhängig voneinander positionieren zu können (siehe Abbildung 4.8). Das
Stretchy Broken Base Rig kann somit in drei Teilkonzepte aufgesplittet werden:
1. Base Rig
Der Vollständigkeit wegen sei erwähnt, dass das Standard Character
Setup folgende Basisfunktionalität bietet:
• IK/FK Switch
• Reverse Foot Setup
• No Flip Knee
Diese Konzepte werden an dieser Stelle nicht näher vorgestellt, da sie
in jeder einführenden Rigging Literatur behandelt werden (siehe [23]).
Der einzige Punkt, der von einem herkömmlichen Rig abweicht, ist die
gerade Orientierung der Joints. Dies gewährleistet in Kombination mit
einem gleichmäßig und gerade modellierten Charakter eine flexible Verformung in alle Richtungen. In Abbildung 4.9 wird diese Problematik
veranschaulicht. Es muss beachtet werden, dass vor dem Setzten eines
Inverse Kinematik Handles definiert werden muss, in welche Richtung
sich die Jointkette abbiegen soll.
2. Broken Hierarchie
Das Konzept der Broken Hierarchie beschreibt lediglich den Verzicht
auf eine hierarchische Verlinkung der einzelnen Controls, wie es bei
einem Standard Rig üblich ist. Transliert oder rotiert man z. B. die
Hüfte geht man prinzipiell davon aus, dass sich der Brustbereich, Kopf
und Arme mitbewegen, da dies real gesehen der Fall sein müsste. Bei
einem Cartoony Rig möchte man dies verhindern, damit das Staging
und Follow Through Prinzip animierbar wird. Die Positionierung jedes
einzelnen Körperteils ist jedoch sehr aufwendig, wenn es darum geht
Posen zu realisieren, die keine Broken Hierarchie vorraussetzen. Aus
diesem Grund wird jeweils zusätzlich zum Hip- und Chest-Control ein
Override Control umgesetzt, der die entsprechenden Körperteile hierarchisch mitbewegt. Da dies einer ergonomischen Modifikation des Rigs
entspricht, wird die detaillierte Umsetzung dieser Controls im Kapitel
4.6 behandelt.
3. Stretchy IK
Die Umsetzung verlängerbarer Gliedmaßen erfordert einenen größeren
Umsetzungsaufwand, und wird daher folgend im Detail abgehandelt.
Umsetzungsalternativen der Stretchy IK im Vergleich
Vergleicht man verschiedene Umsetzungsvarianten verlängerbarer Gliedmaßen, findet man nur wenige Abweichungen zwischen den einzelnen Alternativen. Grundsätzlich werden bei allen Methoden folgende Schritte durchgeführt (siehe Abb. 4.10, am Beispiel einer Stretchy IK für das Bein):
(a)
(b)
Abbildung 4.9: Bei der Rotation in beide Richtungen wird das unterschiedliche Endergebnis ersichtlich. Nur die gerade Variante bringt eine Deformation, die in beide Richtungen ident ist.
Abbildung 4.10: Die vier Basisschritte für die Erstellung eines StretchyIK-Konstrukts
1. Erstellen eines IK-Handle (von der Hüfte bis zum Knöchel)
2. Ermitteln der Jointchainlänge (Distanz von der Hüfte bis zum Knöchel
bei komplett durchgestrecktem Bein)
3. Ermitteln der variablen Distanz zwischen Startjoint und IK-Handle
4. Verlängerung der Joints bei Überschreiten der originalen Jointchainlänge
Die einzelnen Varianten unterscheiden sich lediglich in der Art wie verschiedene Teilaufgaben gelöst werden bzw. ob zusätzliche Funktionalität implementiert wird. Nachfolgend werden die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale beschrieben:
1. Einmaliges Ermitteln der Jointchainlänge
• Measure Tool: Über ein Werkzeug, das die Distanz zwischen
zwei Punkten im dreidimensionalen Raum misst, kann die gesamte Länge der Jointchain ermittelt werden (in Maya: Distance
Tool oder Distance Between Node). Zum Zeitpunkt des Messens
muss jedoch gewährleistet sein, dass die Gliedmaße (Jointchain)
komplett durchgestreckt ist.
• Berechnen der Länge: Für jeden Joint der Jointchain wird
die Distanz zum Nachfolgenden berechnet (beim Bein: vom Hüftgelenk bis zum Sprunggelenk) und aufsummiert. Dies macht es
ebenfalls bei einem abgewinkeltem Bein möglich die Gesamtlänge
zu erhalten. Aus diesem Grund ist diese Methode für den prozeduralen Ansatz besser geeignet.
2. Messen der Distanz zwischen Startjoint und IK-Handle zur
Laufzeit
• Measure Tool: siehe Punkt 1.
• Berechnen der Distanz: siehe Punkt 1.
• Hilfsobjekte: Über zwei Hilfsobjekte kann ebenfalls die Distanz
ermittelt werden. Diese werden jeweils an den zwei Punkten, zwischen denen die Distanz gemessen werden soll, fixiert. Durch
Transformieren des einen Objekts in das Objektkoordinatensystem des anderen (Parent), und die Ausrichtung des Parentobjekts in Richtung seines Childs, kann über das translateX Attribut des Childobjekts die Distanz ausgelesen werden. (siehe [2])
3. Verlängerung der Jointchain:
• Skalierung der Joints: Jeder Joint der Jointchain vom ersten
bis zum vorletzten wird um den Skalierungsfaktor in Richtung
der Twistingachse skaliert.
• Translation der Joints: Für jeden Joint der Jointchain vom
zweiten bis zum letzten wird der Translationswert der Twistingachse transliert.
4. Zusätzliche Funktionalität
• Stretchyness über Attribut einund ausschaltbar: In manchen Animationen ist es nicht erwünscht, dass die Verlängerung
der Gliedmaßen immer zur Verfügung steht. Aus diesem Grund
kann ein Attribut eingefügt werden, dass das Ein- und Ausschalten gewährleistet.
• Berücksichtigen eines konstanten Volumens: Die Verlängerung der Gliedmaßen kann einerseits ein Staging gewährleisten, ist aber auch für die Umsetzung eines Squash & Stretch
konzipiert. Im zweiten Fall muss ein konstantes Körpervolumen
berücksichtigt werden. Aus diesem Grund kann ein Blendshape
linear zur Skalierung angesteuert werden, der das Bein bei Stretching ausdünnt. Falls diese Volumenskorrektur erwünscht ist, sollte
ein Schalter eingeführt werden, der auch eine Verlängerung ohne
Volumenskorrektur zulässt, damit weiterhin eine unsichtbare Verlängerung für das Staging ermöglicht wird (siehe [23]).
• Abwinkelung bei verlängerter Gliedmaße: Im verlängerten
Zustand der Gliedmaße gibt es keine Möglichkeit ein Abbiegen
des Ellebogens bzw. Knies zu erzielen. Aus diesem Grund kann
ein Attribut erstellt werden, welches die Joints der Jointkette bei
gleichbleibenden IK-Handle skaliert. Diese Skalierung bewirkt ein
abwinkeln der Jointchain (siehe [18]).
• Änderung des proportionalen Verhältnis der Jointchainglieder : Die Anforderung des Stagings kann es oft erfordern, dass
z. B. das proportionale Verhältnis zwischen Ober- und Unterarm
verändert werden muss, um die Verlängerung nicht visuell sichtbar zu machen. Diese Änderung kann wiederum über ein Attribut
angesteuert werden (siehe [3, S. 11 ff]).
Vor- und Nachteile im Überblick In der nachfolgenden Tabelle 4.3.1
wurden nochmals übersichtlich alle Umsetzungsalternativen zusammengetragen, und protokolliert, welche Vor- bzw. Nachteile diese in Bezug auf
das zu realisierende Projekt haben. Die für das Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz
bestgeeignetsten Methoden wurden blau unterlegt, und deren konkrete Umsetzung wird im anschließenden Implementierungsteil erläutert.
Distanz Startjoint / IK-Handle
Länge Jointchain
Methode
PRO
Weniger Aufwand
Es muss gewährleistet sein, dass die
Jointchain komplett durchgestreckt ist;
muss nach einmaligem Messen und
Speichern der Distanz wieder gelöscht
werden.
Berechnen
Die Jointchain kann sich auch in einem
abgewinkelten Zustand befinden, kein
Erstellen von Objekten, die
anschließend wieder gelöscht werden
müssen
Mehr Aufwand, eignet sich nur für den
prozeduralen Erstellungsprozess
Measure Tool
(Distance Between
Node)
Utility Node bringt im Vergleich zur
„Berechnungsmethode“ Performancevorteile und ist leichter für dritte nachvollziehbar als die Methode über Hilfsobjekte
-
Berechnen
-
Da es sich hier um ein Messen einer
zur Laufzeit variablen Distanz handelt,
müsste für die Berechnung eine
Expression erstellt werden;
Performancenachteile
Hilfsobjekte
Keine zusätzlichen Tools oder
Berechnungen notwendig
Da das Script an Dritte weitergeben
werden soll, ist diese Variante ohne
Erklärung nicht leicht nachvollziehbar
Skalieren
Verlängerung
-
Zusatzfunktionalität
CON
Measure Tools
Durch andere Konzepte werden öfters
die Skalierungswerte der Jointchain
angesprochen. Jede weitere Skalierung
macht die Utilitynodekette komplexer,
aus diesem Grund wäre eine Lösung
über die Translation besser gewesen,
wurde jedoch zu diesem Zeitpunkt
nicht berücksicht.
Translieren
-
-
Stretchyness einund ausschaltbar
-
Erfordert das zusätzliche Animieren
des Ein- und Ausschaltens, Ein Sperren
ist für die geplante Animation nicht
unbedingt notwendig
Berücksichtigen
konstantes
Volumen
-
Die Verlängerung der Gliedmaßen ist
im Fall dieser Animation vorwiegend
für das Umsetzen des Stagings
gedacht. Aus diesem Grund wird auf
eine Volumenskorrektur verzichtet
Abwinkelung
verlängerter
Gliedmaßen
Die Anforderung des Stagings macht
diese Funktionalität unabdingbar
-
Proportionale
Veränderung der
Jointchainglieder
Die Anforderung des Stagings macht
diese Funktionalität unabdingbar
-
Abbildung 4.11: Vor- und Nachteile der verschiedenen Umsetzungsalternativen bezogen auf das Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz.
Implementierung Stretchy Ik
Für die Erstellung einer Stretchy IK wurde die MEL Script Datei Cartoony
”
Rig“ um die Prozedur makeIKStretchy(IkHandle, side, limb) erweitert. Vorrausgesetzt wird, dass bereits im Standardsetup ein IK-Handle erstellt wurde.
Dieser, die zu bearbeitende Seite (left, right) und die zu bearbeitende Gliedmaße (leg, arm) werden an die Prozedur übergeben. Nachfolgend werden die
einzelnen Teilschritte zur Erstellung des Stretchy-IK Konstrukts sequentiell
beschrieben.
Auffinden des Start- und Endjoints: Mittels übergebenen Ik-Handle
können Start- und Endjoint ermittelt werden, die dazu benötigt werden die
Gesamtlänge der Jointchain zu errechnen. Folgendes Codefragment zeigt
auf wie man auf die beiden Joints mittels übergebenen IK-Handle zugreifen
kann.
$endJoint [0] = ‘ ikHandle -q - endEffector $ikHandle ‘;
select $endJoint [0];
$endJoint = ‘ pickWalk -d up ‘;
$endJoint = ‘ pickWalk -d down ‘;
$startJoint [0] = ‘ ikHandle -q - startJoint $ikHandle ‘;
Über die ikHandle Funktion kann man den endEffector des Ik-Handels abfragen. Dieser wird selektiert, um mittels PickWalk up auf das Parentobjekt
(vorletzter Joint in Jointchain) zu springen. Wenn man nun in der Hierarchie wieder einen Schritt nach unten geht (PickWalk down) erhält man den
Endjoint. Der Startjoint kann direkt über die ikHandle Funktion abgefragt
werden.
Default Länge der Jointchain berechnen: In einer Schleife werden die
absoluten Positionen (Weltkoordinatensystem) zweier aufeinanderfolgender
Joints – angefangen beim Startjoint – abgefragt, der Vektor zwischen den
beiden Punkten wird ermittelt und dessen Länge berechnet. Die resultierenden Längenwerte der einzelnen Joints werden abschließend aufsummiert.
$jointPos [ $counter ] = ‘ joint -q -p -a $currentJoint ‘;
$btwPointsVector = ( $jointPos [ $counter -1]) ( $jointPos [( $counter ) ]) ;
$distBtwJoints = mag ( $btwPointsVector ) ;
$totalDistance = ( $totalDistance + $distBtwJoints ) ;
Konstrukt zur Längenberechnung zwischen Startjoint und IK-Handle bilden: Zwei Null-Groups (Start- und Endpoint) und ein Locator werden erstellt. Der Locator dient zum Ansteuern des IK-Handles, dieser kann
somit auch gleichzeitig als Kontrollobjekt für das Bein oder den Arm dienlich sein. Die beiden Null-Groups dienen als Messpunkte für die Ermittlung
der Distanz. Der IK-Handle wird dem Locator hierarchisch untergeordnet,
und die beiden Nullgroups werden jeweils auf den Startjoint und die andere
auf den Locator fixiert (Pointconstraint). Anschließend wird ein DistanceBetween Utility-Node erstellt, und dessen Eingangswerte mit den Translationswerten der beiden Null-Groups gefüllt.
string $startPoint = ‘ group - empty ‘;
string $endPoint = ‘ group - empty ‘;
string $endPointLoc = ‘ spaceLocator ‘;
parent ( $legSide + " LegIk ") $endPointLoc ;
pointConstraint $startJoint [0] $startPoint ;
pointConstraint $endPointLoc $endPoint ;
string $distanceNode = ‘ shadingNode - asUtility distanceBe tween ‘;
connectAttr ( $startPoint + ". translate ")
( $distanceNode + ". point1 ") ;
connectAttr ( $endPoint + ". translate ")
( $distanceNode + ". point2 ") ;
Es ist zu beachten, dass das direkte Fixieren der Null-Group auf dem IKHandle vermieden wird, da dies sonst zu einem Redundancy Cycle führt.
Condition Utility-Node für Längenvergleich erstellen: Ein Condition Node wird erstellt, der überprüfen soll, ob die variable Distanz zwischen Startjoint und IK-Handle, die Länge der Jointkette übersteigt. Trifft
ein Überschreiten zu, wird die variable Distanz weitergegeben. Anderenfalls
wird die Default-Distanz weitergereicht.
string $conditionNode = ‘ shadingNode - asUtility condition ‘;
setAttr ( $conditionNode + ". operation ") 3; // 3 = ( >=)
setAttr ( $conditionNode + ". firstTerm ") $totalDistance ;
connectAttr ( $distanceNode + ". distance ")
( $conditionNode + ". secondTerm ") ;
setAttr ( $conditionNode + ". colorIfTrueR ") $totalDistanc e ;
connectAttr ( $distanceNode + ". distance ")
( $conditionNode + ". colorIfFalseR ") ;
MultiplyDivide Utility-Node für Skalierungsfaktor erstellen: Ein
MultiplyDivide-Node wird erstellt, und dessen Funktion auf Divide gestellt.
Als Divisor wird die berechnete Jointchainlänge eingetragen. Das Ergebnis
des Condition-Nodes wird mit den Divident-Input verknüpft. Entspricht der
Ausgangswert des Condition-Nodes der originalen Jointchainlänge ergibt die
Division immer 1, somit findet in diesem Fall keine Verlängerung statt. Andernfalls resultiert aus der Division der Skalierungsfaktor.
Abbildung 4.12: Über das Proportions-Attribut kann der Skalierungsfaktor
s1 des ersten Joints x1 eingestellt werden. Aus diesem wird ein ensprechender
Skalierungsfaktor s2 für den zweiten Joint x2 der Chain errechnet um die
Gesamtlänge der Jointchain nicht zu verändern.
Bend-Attribut hinzufügen: Um das Abwinkeln bei verlängerter Jointchainkette zu gewährleisten, wird der entsprechende Controller um ein Attribut Bend“ erweitert. Über dieses Attribut ist ein Skalierungsfaktor ein”
stellbar, der die Abwinkelung durch Skalierung der Joints bei gleichbleibenden IK-Handle erzielt. Der ansteuerbare Skalierungsfaktor wird über einen
MultiplyDivide-Node mit dem zuvor erhaltenen Skalierungsfaktor multipliziert.
Proportion-Attribut hinzufügen: Um das Verhältnis der Jointchainmitglieder zueinander zu ändern, wird dem entsprechenden Controller ein
weiteres Attribut namens Prop“ hinzugefügt. Wird dieses Attribut z. B. auf
”
den Skalierungsfaktor s1 = 0.7 eingestellt, bedeutet dies, dass der erste Joint
x1 der Jointchain um diesen Faktor skaliert wird. Um eine gleichbleibende
Gesamtlänge L der Jointchain zu gewährleisten, muss der Skalierungsfak1 x1
tor s2 für den zweiten Joint x2 der Jointchain über die Formel s2 = L−s
L−x1
berechnet werden. Durch die Skalierung des zweiten Joints mit dem errechneten Skalierungsfaktor s2 behält die Jointchain bei Veränderung des Attributs
Prop“ die gleiche Länge (vgl. Abbildung 4.12).
”
In Abbildung 4.13 wird die resultierende Utility-Node-Kette ohne Bend- und
Proportion Attribut aufgezeigt, und mittels Flussdiagramm deren Funktionsweise erläutert.
Abbildung 4.13: Stretchy IK Utility-Node-Kette mit erklärendem Flussdiagramm.
Abbildung 4.14: Eine einfache Abwinkelung soll um die Möglichkeit einer
geschwungenen Adjustierung erweitert werden.
4.3.2
Deformable Rig
Zielsetzung Deformable Rig
Das Deformable Rig soll es ermöglichen eine geschwungene Linienführung
bzw. eine störungsfreie Silhouette animierbar zu machen. Weiters hat man
mit Hilfe diesen Konzepts mehr Einfluss auf Follow Through Effekte. An
Stellen wo sonst nur ein einfaches Abwinkeln möglich ist (z. B. Arm, Bein),
soll mehr Adjustierungsmöglichkeit geboten werden (siehe Abb. 4.14). Ziel
ist es durch eine hohe Anzahl an Joints so viel Kontrolle wie möglich über die
Geometrie zur Verfügung zu stellen, diese sollen jedoch durch ein Layersystem über so wenige Controls wie möglich ansteuerbar sein. Zusätzlich wird
versucht auch in Regionen wie der Wirbelsäule und dem Hals flexiblere, weniger störungsanfällige Kontrollmöglichkeiten zu schaffen. Es muss beachtet
werden, dass sich das Konstrukt mit dem Stretchy Broken Base Rig flexibel
mitbewegen lässt.
Umsetzungsalternativen des Deformable Rig im Vergleich
Durch die Zielsetzung der geschwungenen Linienführung, wird die Verwendung von Konstrukten die auf eine Curve oder ein Nurbsobjekt aufbauen
offensichtlich. Im folgenden Abschnitt werden drei splinebasierende, alternative Umsetzungsmöglichkeiten besprochen.
1. Stretchy Spline IK: Dieses Konzept ist wohl das bekannteste der
vorgestellten drei Alternativen. Eine Spline IK wird typischerweise für
das Setup der Wirbelsäule oder des Halses verwendet. Diese an einer
Curve orientierten IK-Variante wird um die Fähigkeit der Stretchyness
erweitert, um sie der Flexibilität des Broken Base Rigs anzupassen. Die
Umsetzung einer Dehnbarkeit ist kongruent zur Stretchy IK, nur dass
für die Längenberechnung über den Befehl arclen -ch; ein CurveInfo
Node erstellt werden muss, mit dessen Hilfe die Länge einer Curve
ermittelbar ist (siehe [11]).
2. Curvecontrolled Joints: Aufgrund resultierender Nachteile der Stretchy Spline IK wurde versucht händisch einzelne Joints an einer Curve
zu fixieren. Diese Fixierung kann über Animationspfade (Motion Paths)
erfolgen. In Maya wird nach Fixieren des Joints über einen Motion
Path, dieser abhängig von der Zeit entlang der Kurve bewegt. Diese
Verbindung des U Value (definiert die Position des Joints entlang der
Curve) mit den Animationsframes ist nicht erwünscht, und wird daher
gebrochen. Das U Value Attribut kann anschließend händisch gesetzt
werden (siehe [2]).
3. Nurbsplane mit Follicles: Dieses Konzept verwendet als Basis eine
Nurbssurface, die mit Follicles (Haarwurzeln) versehen wird. Über
diese Follicles bekommt man auf einfache Art und Weise die Orientierung bzw. die Normalen der Fläche. Auf diese können anschließend
einzelne Joints fixiert werden (siehe [4]).
Im nachfolgenden Teil sollen die vorgestellten Konzepte miteinander verglichen werden. Zur Illustration der Differenzen wurde jeweils eine Curve
bzw. Nurbssurface mit einer Unterteilungen erstellt. Dadurch entsteht eine
Controlvertexreihe in der Mitte. Transliert man diese über einen Controller, erhält man bereits mit einem geringen Animationsaufwand eine ansprechende und gleichmäßige Krümmung. Auf diesem Konstrukt wurden jeweils
5 Joints positioniert und diese mit identen Polygonmeshes versehen, um die
Varianten vergleichbar zu machen. Die drei Alternativen lassen sich anhand
von drei Faktoren unterscheiden.
1. Übertragen der Translation und Orientierung: Um eine korrekte
Deformation der Geometrie zu erhalten, müssen die Translations- und
Abbildung 4.15: Wünschenswert ist das Übertragen der Translation
und Rotation der Splinebasis.
Orientierungswerte der Splinebasis auf die Joints übertragen werden.
In Abbildung 4.15 wird ersichtlich, dass Methode 1 und 3 diese Anforderung erfüllen. Bei der Curvecontrolled Joints Methode ist die Übertragung der Orientierung nicht möglich. Im Unterschied zur Spline IK
wird durch die fehlende Verlinkung der einzelnen Joints keine Orientierung zum Folgejoint erzielt. Bei der dritten Variante erhält man die
Orientierung über die Follicles.
2. Twisting: Durch die fehlende Orientierungsmöglichkeit ist auch ein
Twisting bei Variante 2 nicht möglich (siehe Abb. 4.16). Mit Variante
1 und 3 kann hingegen eine Drehung um die Hauptachse realsiert werden. Hier sind jedoch Unterschiede zwischen den beiden Alternativen
ausmachbar. Die Stretchy Spline IK ermöglicht eine Rotation lediglich
an den Enden, wohingegen bei der Nurbsplanevariante auch an allen
anderen Kontrollpunkten eine Rotation möglich ist. Weiters flippt Variante 1 bei 180 Grad, während Variante 3 erst bei 360 Grad auf 0
Grad zurückspringt.
3. Stretching: Durch die Verlinkung der einzelnen Joints untereinander
kann es bei Variante 1 zu einer Skalierung des letzten Joints über den
Endpunkt der Jointkette hinaus kommen (siehe Abb. 4.17). Dies kann
zu artefaktartigen Deformationen der Geometrie führen. Die anderen
beiden Varianten gewährleisten einen exakte Positionierung der Joints
an dem Start- und Endpunkt.
Vor- und Nachteile im Vergleich In der nachfolgenden Tabelle 4.18
werden die Differenzen der drei behandelten Umsetzungsalternativen in Form
von Vor- und Nachteilen gesammelt illustriert. Die blau unterlegte Variante
ist aufgrund der dominierenden Vorteile die bestgeeignetste für das Projekt
Dancin‘ Mrs. Fritz.
Abbildung 4.16: Wünschenswert ist eine Rotation um die Hauptachse, die an jeder beliebigen Stelle funktioniert, und kein frühzeitiges
flipping auslöst.
Abbildung 4.17: Wünschenswert ist die Fixierung der Joints an den
Endpunkten.
Methode
PRO
CON
Stretchy Spline Ik
Translation und Orientierung
Twisting an den Enden
Kein Twisting in der Mitte
Flipping schon bei 180 Grad
Curvecontrolled Joints
Translation
Keine Stretchingprobleme
Keine Orientierung
Kein Twisting an den Enden
Kein Twisting in der Mitte
Nurbssurface mit Follicles
Translation und Orientierung
Twisting an den Enden
Twisting in der Mitte
Flipping erst bei 360 Grad
Keine Stretchingprobleme
-
Abbildung 4.18: Vor- und Nachteile der Deformable Rig Varianten
(a)
(b)
Abbildung 4.19: Der erste Layer ermöglicht maximal eine Krümmung
(Feinheitsgrad 1) (a); Ein Layer mit zwei Unterteilungen entspricht maximal zwei Krümmungen (Feinheitsgrad 2) (b).
Vor der konkreten Implementierung des Nurbssurfaces mit Follicles Konzepts werden zuvor noch die Teilaufgaben zur Erstellung des Konstrukts
und dessen genauer Aufbau beschrieben. In den nachfolgenden Textpassagen wird die gewählte Umsetzungsalternative der Einfachheit wegen mit dem
Begriff Deformable Rig behandelt.
Aufbau und Teilaufgaben Deformable Rig
Aus den Vergleichsillustrationen ist ersichtlich, dass über ein einziges Kontrollobjekt die Möglichkeit geschaffen wurde eine gleichmäßige Krümmung
zu erzielen. Um dem Animator noch feinere Adjustierungen zu erlauben,
kann das System durch mehrere Layers erweitert werden.
So ist es weiterhin möglich über einen Controller eine grobe Krümmung zu
erreichen, aber auch über zwei oder mehrere Controller dementsprechend
zwei oder mehrere Krümmungen zu erzielen. Würde man auf ein Layersystem verzichten, und nur eine Nurbssurface mit z. B. fünf Unterteilungen
erstellen, müssten fünf Kontrollobjekte positioniert werden, um eine gleichmäßige Krümmung zu erzielen. In Abbildung 4.19 sieht man die verschiedenen Adjustierungsmöglichkeiten je nach Anzahl von verwendeten Layers.
Der genaue Aufbau eines Deformable Rigs mit Feinheitsgrad 2 wird nachfolgend anhand von vier Teilschritten ersichtlich:
1. Erstellen der Nurbssurfaceses: Für ein störungsfreies Mitbewegen
des Konstrukts muss vor den Feinheitsgrad Layers ein Transportation
Layer angelegt werden. Dieser besitzt keine Unterteilungen. Aufbauend
darauf wird ein Layer mit einer Unterteilung (2 Spans) und ein Layer
mit zwei Unterteilungen (3 Spans) erstellt. Es ist darauf zu achten,
dass die Spans in V-Richtung erstellt werden, da es sonst zu einer
nicht erwünschten Deformation kommt.
2. Setzen der Follicle: Auf den einzelnen Nurbssurfaces werden Fol-
Abbildung 4.20: Aufbau eines Deformable Rigs unter Verwendung von
Nurbsplanes und Follicles.
licles platziert. Bei den ersten beiden Layers entspricht die Anzahl
und Poitionierung der Follicle den Unterteilungen des übergeordneten
Layers. Die Follicle des letzten Layers sind in weiterer Folge für die
Anbringung der Deformable Joints zuständig. Neben der Platzierung
eines Follicles pro Controlvertexreihe wird auch in den Zwischenräumen der Unterteilungen jeweils ein Follicle platziert. Diese zusätzlichen
Joints gewährleisten eine flüssige Deformation der Geometrie.
3. Clustern der Controlvertexreihen: Alle Vertexreihen der einzelnen Layers werden gesammelt ansprechbar gemacht (Cluster). Und
auf die Follicle (bzw. Basejoints) des untergeordneten Layers fixiert
(Parent). Für jeden Cluster der Feinheitsgradlayers werden, wird ein
Kontrollobjekt erstellt, um die Animierbarkeit des Konstrukts zu gewährleisten. Es ist ratsam die Größe der einzelnen Controller dem
Level des Layers anzupassen, um optisch sofort erkenntlich zu machen
um welchen Feinheitsgrad es sich handelt.
4. Anbringen der Deformable Rig Joints: Entsprechend der Anzahl
an Follicles des letzten Layers werden einzelne, unzusammenhängende
Joints erstellt und auf die Follicles fixiert (Parent).
Das vorgestellte Konstrukt kann prinzipiell noch feiner adjustiert werden,
indem weitere Layers hinzugefügt werden.
Implementierung eines Deformable Rigs über Nurbsplanes mit
Follicles
Für die Erstellung eines Deformable Rigs wurde das MEL Script Datei Car”
toony Rig“ um die Prozedur stBuildDefRig (startJoint, endJoint,
axis, parentType, amount, ctrlScale, prefix, defRigCtrlAxis) erweitert. Start- und Endjoint definieren die zuvor besprochenen Basejoints
auf die das Deformable Rig aufbaut. Der übergebene Parameter axis beschreibt die Ausrichtung der Nurbsplanes, parentType gibt an, ob es sich
um eine Gliedmaße, oder um einen Wirbelsäulen- bzw. Halsbereich handelt
und amount bestimmt die variable Anzahl an Layers (Einstellung des Feinheitsgrades). Hinzu kommen noch die Parameter für die Größe der Controlobjekte (ctrlScale, der Prefix für alle zu erstellenden Objekte und die Achse
an der die Controlobjekte ausgerichtet sind (defRigCtrlAxis). Die einzelnen
Teilschritte der Prozedur werden nachfolgend sequentiell abgehandelt.
Erstellen der einzelnen Nurbsplanelayers mit Clusters und Follicles: In einer Schleife werden je nach variablem Feinheitsgrad die entsprechenden Nurbssurfaces mit Clustern und Follicle erstellt. Um die Nurbssurfaces der Position und Größe der Basejointchain anzupassen werden zuerst
zwei Kurven entlang der übergebenen Surfaceachse erstellt, und anschließend zu einer Oberfläche verbunden (Loft). Die entstandene Nurbssurface
wird anschließend umkonstruiert, um die erforderlichen Unterteilungen je
Layer zu erhalten. Anschließend werden die einzelnen Controlvertexreihen
jeweils über einen Cluster gesammelt ansprechbar gemacht. Über den Befehl
createHair können anschließend Follicle erstellt werden. Der zweite Übergabeparameter entspricht der Anzahl an Unterteilungsflächen (Unterteilung
+ 1). Nach löschen des zugehörigen Hairsystems müssen noch die beiden äußeren Follicle platziert werden. Man muss beachten, dass Follicle nicht exakt
an den Kanten positioniert werden, da ansonsten keine Normaleninformation zur Verfügung steht. Aus diesem Grund werden die beiden Endfollicle
auf den Wert 0.01 und 0.99 gesetzt. Die Follicle des obersten Layers werden
erst später umgesetzt, da diese eine unterschiedliche Anzahl aufweisen im
Vergleich zu den anderen Layern aufweisen.
float $jointPos [] = ‘ xform -q - ws -t $joint ‘;
$startcurve = ‘ curve -d 1
-p ( $jointPos [0] - 1) $jointPos [1] $jointPos [2]
-p ( $jointPos [0] + 1) $jointPos [1] $jointPos [2] ‘;
$endcurve = ...
...
string $surface [] = ‘ loft - ch 0 -u 1 - rn 0 - po 0 - rsn true
$startCurve $endCurve ‘;
rebuildSurface - ch 0 - rpo 1 - end 1 - kr 0 - kc 0 - su 1 - sv ( $i +1)
$topSurface ;
for ( $j =0; $j <( ‘ size $u ‘) ; $j ++) {
string $currentCluster [] = ‘ cluster - envelope 1 ( $surface
+ ". cv [" + $u [ $j ] + "][" + $v [ $j ] + "]") ‘;
}
createHair 1 ( $i +3) 10 0 0 0 0 5 0 1 1 1;
Variables Verknüpfen des Transportationlayers: Ausgehend davon
ob es sich um ein Konstrukt für eine Gliedmaße- oder einem Wirbelsäulenbereichs handelt wird der Transportationlayer unterschiedlich auf den
Basejoints fixiert. Bei einer Gliedmaße werden beide Cluster des Transportationlayers hierarchisch dem ersten der beiden Basejoints untergeordnet,
da z. B. die Rotation des Ellebogenjoints keinen Effekt auf die Rotation des
Transportationlayers haben soll. Bei der Wirbelsäule wird der erste Cluster
auf den ersten und der zweite Cluster auf den zweiten Joint fixiert.
switch ( $parentType ) {
case " limb ":
parent $baseClusters [0] $baseClusters [1] $startJoint ;
break ;
case " spine ":
parent $baseClusters [0] $startJoint ;
parent $baseClusters [1] $endJoint ;
break ;
Anbringen der Follicle und Joints auf dem Toplayer: Aus den zwei
Unterteilungen des Toplayers ergeben sich vier Controlvertexreihen mit den
Follicles der Zwischenräume (bei zwei Unterteilungen ergeben sich 3 Zwischenräume) sind insgesamt 7 Follicles gleichmäßig zu platzieren. Die gleiche
Anzahl an Joints wird erstellt, auf die Position der Follicles gebracht und
mittels Parent auf den entsprechenden Follicle fixiert.
Erstellen von Controls: Entsprechend der Übergabeparameter werden
die Controls erstellt. Die übergebene Größe wird für die Controls des obersten Layers verwendet. Für alle weiteren Layers wird der Wert um einen
geringen Faktor vergrößert, damit der Animator auf dem ersten Blick erkennen kann um welchen Feinheitsgrad es sich bei dem entsprechenden Kontrollobjekt handelt.
4.3.3
Squash & Stretch Control
Zielsetzung Squash & Stretch
Das Konzept des Squash & Stretch soll es ermöglichen ausgehend von einem
bestimmten Punkt Körperpartien in die Länge zu ziehen und zu Stauchen.
Ein konstantes Körpervolumen soll gewährleistet werden (siehe Abb. 4.21).
Abbildung 4.21: Eine Squash & Stretch Deformation, angewandt auf die
gesamte Kopfpartie.
Abbildung 4.22: Die vier Basisschritte zur Erstellung eines Squash &
Stretch Controls
Umsetzungsalternativen des Squash & Stretch im Vergleich
Für das Erzielen eines Squash & Stretch Effekts müssen prinzipiell folgende
vier Teilschritte realisiert werden.
1. Definieren des zu verformenden Bereichs:
2. Definieren des Ursprungs der Deformation
3. Wählen einer Squash & Stretch Achse:
4. Gewährleisten eines konstanten Volumens:
Squash & Stretch Konzepte unterscheiden sich grundlegend in zwei Punkten:
Einerseits dahingehend über welche Objekte die zu stauchenden und verlän-
gerbaren Bereiche angesprochen werden. Und andererseits in der Umsetzung
der Volumenserhaltung.
1. Objekte zum Ansteuern von Körperpartien
• Joints: Durch Skalierung von Joints kann grundlegend ein Squash
& Stretch realisiert werden. Hierbei ist man jedoch auf die Körperpartien begrenzt die einzeln von Joints ansprechbar sind. Sollte
man dieses Konzept auf eine gesamte Jointchain anwenden wollen
ist aufgrund der möglichen unterschiedlichen Orientierung fraglich, ob die resultierende Verformung dem gewünschten Ergebnis
entspricht.
• Deformer: Der Vorteil von Deformerobjekten gegenüber Joints
ist jener, dass man nicht auf Regionen, die von Joints definiert
werden, reduziert ist. Zusätzlich kann der Ursprungspunkt des
Deformers an jede beliebige Stelle gesetzt werden, was einen besseren Einfluss auf die Verformung bietet. Mögliche Deformerobjekte in Maya wären ein Cluster oder eine Lattice. Es ist zu beachten, dass der Deformer vor dem Skinning erstellt werden muss.
2. Volumenserhaltung
• Blend Shape: Wie bereits beim Beispiel der Stretchy IK besprochen, kann linear zur Skalierung eine Ansteuerung eines Blend
Shapes erfolgen. Vorteil ist die bessere Kontrolle über die Volumenskorrektur.
• Inverse Skalierung: Wird ein Squash & Stretch Objekt in eine
Achse um den Faktor s1 Skaliert, werden die beiden anderen Achsen um den Faktor s2 = k1 skaliert. Dies entspricht einer Annäherung einer physikalisch korrekten Volumenskorrektur, und gibt
dem Rezipienten das Gefühl einer korrekten Volumenskorrektur.
• Anwendung einer Primitivformel: Hier wird die Formel eines
Grundprimitves“ herangezogen, um eine mathematisch korrekte
”
Verformung zu erzielen. Die Volumensformel eines Kubus mit inkludieren Skalierungsfaktoren lautet V = (a × s1 ) × (b × s2 ) ×
(c × s2 ). Der Skalierungsfaktor s1 wird vom Animator eingestellt.
Die beiden anderen Achsen sollen sich gleichmäßig um den Faktor
s2 mitskalieren. Da man davon ausgehen kann, dass alle Skalierungsfaktoren zusammen 1 ergeben (s1 × s22 = 1) kommt man auf
die Formel für den Skalierungsfaktor der beiden anderen Achsen
s2 = √1x .
Volumenserhaltung
Objekte
Methode
PRO
CON
Joints
Keine zusätzlichen Objekte müssen
erstellt werden
Ausschließlich auf durch Joints
ansteuerbare Regionen anwendbar
Deformer
(Cluster)
Ansteuern beliebiger Körperregionen
möglich
Muss extra erstellt werden. Funktioniert
nur wenn vor dem Skinning erstellt wird
Blendshape
Bessere Kontrolle über erhaltene Form
Kann bei falscher Ansteuerung eine
vom Rezipienten wahrnehmbare,
falsche Volumenskorrektur
hervorbringen
Inverse Skalierung
Kann mit einem Utility Node umgesetzt
werden, leichtes Konstrukt
Mathematisch inkorrekt, wird jedoch
nicht vom Rezipienten wahrgenommen
Anwendung
Primitivformel
Mathematisch korrekt
Muss durch die Wurzeloperation über
eine performancelastige Expression
umgesetzt werden
Abbildung 4.23: Vor- und Nachteile der einzelnen Squash & Stretch Umsetzungsalternativen bezogen auf das Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz
Vor- und Nachteile im Vergleich In Tabelle 4.23 sind alle Vor- und
Nachteile der verschiedenen Umsetzungsmöglichkeiten in Bezug auf das Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz aufgelistet.
Implementierung des Squash & Stretch
Für die Erstellung von Squash & Stretch Controls wurde die MEL Script
Datei Cartoony Rig“ um die Prozedur createSquashStretch() erweitert.
”
Das Auswählen der Vertices, die durch den Control angesteuert werden, und
die Positionierung des Pivot Points (Ursprung der Verformung) wird durch
das Cartoony Rig GUI gewährleistet. Folgende beiden Teilschritte werden
über die soeben erwähnte Prozedur gelöst:
Volumenserhaltung: Der Skalierungswert der gewünschten Squash & Stretch Achse wird als Divisor in einen MultiplyDivide-Node geleitet. Der Divident wird auf 1 gesetzt und das Ergebnis mit den beiden anderen Skalierungswerten des Clusters verbunden.
string $stMultiDivi = ‘ createNode multiplyDivide ‘;
setAttr ( $stMultiDivi +". operation ") 2; // 2 = Divide
setAttr ( $stMultiDivi + ". input1X ") 1;
connectAttr ( $name + ". scale " + $snsAxis [0])
( $stMultiDivi + ". input2X ") ;
connectAttr ( $stMultiDivi + ". outputX ")
( $name + ". scale " + $snsAxis [1]) ;
connectAttr ( $stMultiDivi + ". outputX ")
( $name + ". scale " + $snsAxis [2]) ;
Abbildung 4.24: Teilung des Charaktermeshes in der Kopf-, Bauch und
Armregion – drei von insgesamt neuen Teilungsmöglichkeiten
Ansteuerung über Kontrollobjekt: Am entsprechenden Controller wird
ein Attribut mit einem Minimalwert von 0.1 (verhindert eine Division durch
0) erstellt. Das Attribut kann direkt mit dem entsprechenden Skalierungswert des Clusters verbunden werden.
addAttr - ln SnS - at double - min 0.1 - dv 1 $Controller ;
connectAttr -f ( $Controller + ". SnS ") snsCluster . scaleY ;
4.3.4
Teilungen
Zielsetzung Teilungen
Ziel ist es Teilungen anhand der bereits bestehenden Geometrie an unterschiedlichen Stellen des Körpers zu realisieren (siehe 4.24). Die sich durch
die Teilung ergebenden Löcher in der Geometrie sollen geschlossen werden
und die separierten Teile über das Rig ansteuerbar sein.
Umsetzungsalternativen Teilungen
Die Problemstellung der Teilung ist eine klassische One Off‘s“ Anforderung.
”
Dies bedeutet, dass üblicherweise das Vorkommen einer Teilung auf einmal
bzw. wenige Male beschränkt ist. Aus diesem Grund sucht man üblicherweise
nach Umsetzungsalternativen, die vom Aufwand her der Häufigkeit angepasst sind. Wie bereits in Kapitel 3 erläutert, ist ein möglicher Ansatz der
über den Modelingprozess. Konkret bedeutet diese Umsetzungsalternative,
dass für jede gewünschte Teilung zwei zusätzliche Geometrien zur Originalen erforderlich sind. Ist eine Animation des abgetrennten Teils erwünscht,
muss man ein eigenes Setup für diesen realisieren.
Für das Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz waren neun animierbare Teilungen
des Charakters an unterschiedlichen Stellen vorgesehen. Eine Umsetzung
dieser über den Modelingprozess würde 18 zusätzlichen Geometrien und 9
Abbildung 4.25: Die vier Basisschritte zum Erstellen von Teilungscontrols.
separate Setups erfordern. Aus diesem Grund wurde stattdessen versucht
einen allgemeinen Lösungsweg über das Rig zu finden, der es erlauben würde
den Umsetzungsaufwand für beliebige Teilungen möglichst gering zu halten.
Will man Teilungen über lediglich ein Mesh und ein Rig realisieren sind
folgende vier Teilaufgaben zu lösen:
1. Trennen der Geometrie ohne sichtbare Schnittkante: Wird eine
geschlossene Geometrie zweigeteilt, kann es zu einer, durch die Beleuchtung sichtbaren Schnittkante kommen (siehe Abbildung 4.25).
Dieses Problem ist bei einer Lösung über den Modelingprozess irrelevant, da die abgetrennten Geometrien erst im Moment des Ablösens
eingeblendet werden. Bei der Variante über den Riggingprozess sind
die abgetrennten Teile (zusammenhängend positioniert) während der
gesamten Animation sichtbar. Daher muss ein Weg gefunden werden
der diese sichtbaren Schnittkanten vermeidet.
2. Schließen der entstandenen Schnittlöcher: Bei der Teilung eines
Körpers ergeben sich Öffnungen in der Geometrie entlang der Schnittkanten. Diese sollen geschlossen werden (siehe Abbildung 4.25). Wurde
der Charakter bereits texturiert muss eine Lösung gefunden werden,
wie mit der Textur verfahren wird.
3. Erstellen eines Controls für den abgetrennten Teil: Der Ursprungspunkt des abgetrennten Teils befindet sich nach der Trennung
an der gleichen Stelle wie der Ursprungspunkt der Geometrie von der
Methode
PRO
CON
Lösung über den
Modelingprozess
Leichtere Kontrolle über Art und Form
der Trennung
Unübersichtliche Anzahl an Geometrien,
Aus- und Einblenden der relevanten
Geometrien erschwert den Übergang
zwischen normaler und
Teilungsanimation
Lösung über den
Riggingprozess
Bessere Überschaubarkeit, fließender
Übergang zwischen Animation des
gesamten Körpers und Animation der
separierten Teile
Erhöhter Aufwand in der Riggingphase
Abbildung 4.26: Vor- und Nachteile der zwei verschiedenen Umsetzungsalternativen.
Abbildung 4.27: Für das Ausführen der Teilung ist eine Selektion an Faces
erforderlich.
abgetrennt wurde. Dieser muss daher nach der Trennung neu gesetzt
werden. Daraufhin kann ein Controller erstellt werden, der lediglich
den abgetrennten Teil ansteuert.
4. Einfügen des Seperation Controls in das gesamte Rig: Der
Handle für den abgetrennten Part muss so in das gesamte Rig eingefügt werden, dass ein nahtloser Übergang zwischen der Animation des
gesamten Rigs und der des abgetrennten Teils gewährleistet werden
kann.
Vor- und Nachteile im Überblick Vergleich einer Teilung über den
Rigging- und über den Modelingprozess in Bezug auf das Projekt Dancin‘
Mrs. Fritz.
Implementierung Teilungen
Für die Umsetzung der Teilungsproblematik wurde das Mel-Script Car”
toony Rig“ um die Prozedur separatePart() erweitert. Diese gewährleistet
die korrekte Trennung der Geometrie und das Erstellen der nötigen Controls.
Voraussetzung hierfür ist eine Selektion von Faces, die den abzutrennenden
Teil definiert. Der Benutzer wird hierbei durch das Cartoony Rig GUI unterstützt (siehe Abbildung 4.27). Entspricht die Selektion dem abzutrennenden
Teil wird durch Betätigen des Separate Part-Buttons die separatePart()
(a)
(b)
Abbildung 4.28: Zwei ident aufgebaute Geometrien. Der mittlere Vertex
besteht aus vier Vertexfaces (entsprechend der Anzahl an angrenzenden Flächen). Jede der vier Vertexfacenormalen entspricht der jeweiligen Facenormale (a). Dies führt zu harten Kanten. Durch Setzen der Vertexfacenormalen
auf den Durchschnitt der vier angrenzenden Facenormalen entsteht eine weiche Kante (b).
Prozedur aufgerufen. Im Folgenden wird die Implementierung dieser detailliert anhand der zuvor beschriebenen Teilschritte erläutert.
Trennen ohne Schnittkante: Die visuell wahrnehmbare Schnittkante
entsteht durch die Änderung der Vertexfacenormalen bei Änderung der Geometrie. Ein Vertex beteht aus so vielen Vertexfaces wie Faces angrenzen. Die
einzelnen Normalen der Vertexfaces entsprechen entweder der jeweiligen Facenormale – dann spricht man von einer harten Kante – oder sie entsprechen
dem Durchschnitt aller (oder mehrerer) angrenzenden Facenormalen – dann
spricht man von einer weichen Kante (siehe Abbildung 4.28).
Werden weiche Kanten verwendet und man löscht Teile der Geometrie so
entstehen an den Rändern neue Werte für die Vertexfacenormalen, da sich
der Durchschnitt durch die fehlenden Faces ändert. Um eine Modifikation
zu verhindern, muss man vor dem Löschen bzw. Trennen der Geometrie die
relevanten Vertexfaces sperren.
In dem abgebildeten Programmfragment 4.3.4 wird aufgezeigt, wie man
von den selektierten Faces ($facesSeparation) über die Vertices am Rand
der Selektion, zu deren Vertexfaces gelangt. Durch die Funktion polyListCom
ponentConversion() hat man die Möglichkeit zwischen einzelnen Polygonkomponenten zu transformieren (-ff -tv = fromFace toVertex; -fv -tvf =
fromVertex toVertexFaces). Mit dem Flag -bo bekommt man nur die Komponenten die sich am Rand der Selektion befinden. Sind die entsprechenden
Vertexfaces selektiert, werden diese mit dem Befehl polyNormalPerVertex
-freezenormal true gesperrt. Nach dem Sperren können die vom Benutzer selektierten Faces vom Rest der Geometrie mittels polyChipOff Befehl
abgetrennt werden.
// get border vertices
string $borderVertices [] = ‘ p o l y L i s t C o m p o n e n t C o n v e r s i on
- ff - tv - bo $facesSeparation ‘;
// get border vertexFaces
string $borderVertexFaces [] = ‘ p o l y L i s t C o m p o n e n t C o n v e rs i o n
- fv - tvf $borderVertices ‘;
// freeze vertex normals
select $borderVertexFaces ;
p o l y N o r m a l P e r V e r t e x - fn true ;
// extract the selected faces
polyChipOff - dup 0 $facesSeparation ;
Schließen der Schnittöffnungen: Nach Trennung der Geometrie gilt es
die entstandenen Schnittlöcher zu schließen. Das Erstellen einer Kappe für
den ursprünglichen Teil der Geometrie stellt sich als trivial heraus. Über die
Randvertices, die im vorangegangenen Schritt ermittelt wurden, wird der
Befehl polyCloseBorder aufgerufen. Dieser erstellt ein neues Face anstelle
des Lochs.
Das Schließen des Lochs bei der abgetrennten Geometrie stellt sich hingegen als ungleich komplexer heraus. Durch den Abtrennungsprozess haben
sich die Vertexindices der Geometrie geändert. Daher kann mit der gespeicherten Randvertexselektion hier nicht gearbeitet werden.
Um dennoch die Geometrie schließen zu können wurde ein Workaround
entwickelt. Für diesen wird zuerst die gerade erstellte Kappe für den ursprünglichen Teil der Geometrie ermittelt. Hierzu werden die Vertices an der
Schnittkante erneut mittels der polyListComponentConversion() Funktion
in Faces konvertiert. In Verbindung mit dem -in Parameter – welcher garantiert, dass nur vollständig durch die Ausgangskomponenten umschlossene
Zielkomponenten zurückgegeben werden – liefert diese die Kappe. Diese wird
im nächsten Schritt dupliziert und abgetrennt. Mittels der polySeparate()
Funktion wird anschließend für alle nicht mit dem Mesh verbundenen Teile
ein neues Objekt erstellt. Dies betrifft somit den abgetrennten Teil des Mesh
sowie die duplizierte Kappe. Nach der Abtrennung vom ursprünglichen Objekt weisen die neuen Objekte nach wie vor eine ungewünschte hierarchische
Verknüpfung zum ursprünglichen Teil der Geometrie auf. Diese wird durch
Aufruf von parent -w aufgelöst. Anschließend werden die neuen Objekte
mittels polyunite() zu einem einzigen, abgetrennten Objekt kombiniert.
Diese Vorgehensweise garantiert, dass nur die durch das Trennen der Geometrien entstandenen Löcher – und keine beabsichtigten Löcher – wie z. B.
für die Augen – in der abgetrennten Geometrie geschlossen werden.
// get the name of the created cap face
string $capFace [] = ‘ p o l y L i s t C o m p o n e n t C o n v e r s i o n - fv - tf - in
$borderVertices ‘;
// duplicate the cap face
polyChipOff - dup 1 $capFace [0];
// stores the names of the newly created polygons
string $newPolys ;
// create new objects for the extracted faces and the
duplicated cap face
string $newNodes [] = ‘ polySeparate $meshSeparation ‘;
int $numNodes = size ( $newNodes ) ;
// discard first an last entry ( original mesh + created node )
for ( $i = 1; $i < $numNodes - 1; $i ++) {
// append the name of the new polygon
$newPolys += $newNodes [ $i ] + " ";
// unparent the new polygon
parent -w $newNodes [ $i ];
}
// combine all polygons into a single mesh
string $uniteCommand = " polyUnite " + $newPolys ;
eval ( $uniteCommand ) ;
Erstellen des Separationcontrols: Der Pivotpoint wird händisch an die
Stelle gesetzt, von der aus der abgetrennte Part rotiert und transliert werden
soll. Ein Handle wird erstellt, entsprechend positioniert und dessen Transformationswerte eingefroren. Die Translations- und Rotationsattribute sollen
direkt mit den Attributen des abgetrennten Parts verknüpft werden. Würde
man die Abhängigkeit über ein Constraint oder Parent lösen hätte dies nach
dem Skinning Prozess eine Verdoppelung der Transformation für die abgetrennten Teile zur Folge. Die Platzierung des Placementcontrol würde sich
durch das Skinning auf den separierten Part auswirken, gleichzeitig wird
durch den Placementcontrol der Separationhandle mitbewegt, und diese Bewegung würde sich ein weiteres Mal auf den abgetrennten Teil auswirken.
Die einzige Lösung besteht daher über die direkte Verknüfung der Attribute.
Da der Handle sich im Objektkoordinatensystem des Placement befindet
(Child), bleiben die Attribute des Handles trotz Transformation des Placements auf 0. Erst durch die Transformation des Handles selbst, werden die
Attribute verändert und wirken sich somit auf den abgetrennten Körperteil
aus.
Abbildung 4.29: Um den Charakter nicht über einen Offset animieren zu
müssen, werden neue Controls erstellt, die sich mit dem abgetrennten Teil
mitbewegen und die Attribute des originalen Controls ansteuern. Hier am
Beispiel des rechten Armhandles.
Einfügen Control in gesamtes Rig: Der im letzten Schritt erstellte Separationhandle wird dem nähesten Kontrollobjekt hierarchisch untergeordnet (parent). Dies gewährleistet die Einbindung in das gesamte Rig. Bewegt
man nun den abgetrennten Teil über den Separationcontrol erkennt man,
dass alle anderen Controls an ihrer Stelle bleiben, und der abgetrennte Part
nur über einen Offset animiert werden kann (siehe Abb. 4.29). Um das Animieren der abgetrennten Teile zu erleichtern, werden alle Controls die in
den Bereich des abgetrennten Parts fallen dupliziert, dem jeweiligen Separationcontrol untergeordnet und dessen Attribute werden mit den Attributen
des Originalcontrols verknüpft. Werden nun noch die ursprünglichen Controls unsichtbar gemacht, hat man eine übersichtliche Möglichkeit geschaffen
Teilungen zu animieren.
4.3.5
Scaleability
Zielsetzung Scaleability
Das Konzept der Scaleability soll es einerseits ermöglichen Körperpartien
getrennt voneinander zu skalieren, und andererseits die Möglichkeit bieten
den Charakter als Ganzes zu skalieren (siehe Abb. 4.30).
Umsetzungsalternativen der Scaleability im Vergleich
Die Scaleability ist nicht als Konzept als solches zu verstehen. Vielmehr
werden Möglichkeiten gesucht, die erstellten Konstrukte aus den vorangegangenen Kapiteln einzeln und gesammelt skalierbar zu machen. Die Vergrößerung bzw. Verkleinerung des gesamten Charakters stellt sich als trivial
Abbildung 4.30: Verschiedene Körperteile können separat skaliert werden,
aber auch die Skalierung des gesamten Charakters ist möglich.
heraus. Beim herkömmlichen Riggingansatz werden üblicherweise alle Skalierungsattribute der Controls gesperrt und unsichtbar gemacht, da man bei
einem anatomisch korrekten Ansatz verhindern will, dass Veränderungen
dieser Art möglich sind. Hierzu reicht es also aus die Scale Attribute der
Controls nicht zu sperren. Will man jedoch einzelne Körperpartien skalieren, oder Körperregionen mit einer hohen Jointdichte, sieht die Umsetzung
bereits weitaus komplexer aus.
In Bezug auf das bisher erstellte Body Setup müssen drei verschiedene
Lösungsansätze angewandt werden, um das erwünschte Ziel zu erreichen.
Diese Umsetzungsalternativen werden in Abbildung 4.31 zum besseren Verständnis illustriert und nachfolgend erklärt.
1. Skalierung über hierarchische Verknüpfung: Kontrollobjekte werden üblicherweise hierarchisch mit den anzusteuernden Joints verknüpft
(Parent). Wird nun der Controller skaliert, bewirkt dies eine Skalierung der gesamten Jointchain ab dem angesprochenen Joint.
2. Skalierung durch direkte Veränderung der Attribute: Die Skalierungsattribute des Kontrollobjekts können direkt mit den Attributen des Joints verbunden werden (z.B. Constraint). Dies bewirkt
eine ausschließliche Skalierung dieses Joints. Alle weiteren Objekte der
Jointhierarchie bleiben unverändert.
3. Gewichtete Skalierung bei hoher Jointdichte: Die hohe Anzahl
an Joints, wie sie beim Deformable Rig auftritt, erfordert eine spezielle
Lösung (siehe [2]). Das Ansteuern eines einzelnen Joints über einen
Controller würde eine ungleichmäßige Skalierung zur Folgen haben.
Aus diesem Grund werden die umliegenden Joints gewichtet mitskaliert.
(a)
(b)
(c)
Abbildung 4.31: Die drei verwendeten Methoden im Überblick: Skalierung
der gesamten Jointchain (a). Skalierung eines einzelnen Joints oder eines bestimmten Jointchainabschnitts (b). Gewichtete Skalierung bei hoher Jointdichte (Deformable Rig) (c).
Die Alternativen 1 und 2 sind von der Umsetzung her trivial und werden
an dieser Stelle nich näher erläutert. Die gewichtete Skalierung erweist sich
hingegen als komplexer und soll im Folgenden detaillierter abgehandelt werden.
Implementierung der gewichteten Skalierung
Beim Deformable Rig existiert in der höchsten Feinheitsstufe für jeden zweiten Joint ein Controller. Aus diesem Grund wäre es wünschenswert, dass
sich die Skalierung eines Kontrollobjekts nicht nur auf den entsprechenden
Joint, sondern auch auf die beiden angrenzenden Joints auswirkt. Es muss
berücksichtigt werden, dass angrenzende Controller ebenfalls auf diese Joints
Einfluss haben. Nachfolgend wird in einzelnen Teilschritten das Konstrukt
zur gewichteten Skalierung erklärt.
Gruppieren der einzelnen Joints: Prinzipiell ist es nicht möglich einzelne Joints, die sich nicht in einer zusammenhängenden Jointchain befinden,
zu skalieren. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass für jeden Joint eine
übergeordnete Gruppe erstellt wird, in der sich nur dieser eine Joint befindet. Die Skalierung wird nachfolgend auf diese Gruppe angewandt, welche
sich durch die hierarchische Verknüpfung auf den Joint auswirkt.
(a)
(b)
Abbildung 4.32: Gewichtete Skalierung des mittleren Joints bei Abändern
der Skalierungswerte der angrenzenden Kontrollobjekte (a) und die resultierende Utility-Node-Kette (b).
Aufsummieren der Skalierungswerte: Um den gewichteten Skalierungsfaktor für die Zwischenjoints zu erhalten, müssen in einem ersten Schritt die
beiden Skalierungswerte der angrenzenden Controller aufsummert werden.
Hierfür wird für jede Achse ein PlusMinusAverage Utility-Node erstellt.
Summe der Skalierungsfaktoren gewichten: Die resultierenden Summen aus den einzelnen PlusMinusAverage Utility-Nodes werden anschließend über einen MultiplyDivide-Node mit dem Faktor 0.5 gewichtet. Dies
bewirkt die Berücksichtigung der Skalierungsfaktoren der angrenzenden zwei
Kontrollobjekten jeweils zu 50%. Der resultierende Wert wird mit dem entsprechenden Skalierungswert der jeweiligen Jointgruppe verknüpft. Abschließend werden die beiden Skalierungswerte der Kontrollobjekte direkt mit den
entsprechenden Joints verknüpft.
In Abbildung 4.32 wurde der Controller1 um den Faktor 0.5 und der Controller2 um den Faktor 2 skaliert. Der Joint in der Mitte wurde aufgrund
der erstellten Utility-Node-Kette automatisch um den aus beiden Faktoren
gewichteten Wert 1.25 skaliert. Weiters wird die resultierende Utility-NodeKette zur besseren Übersicht illustriert.
4.4
Implementierung Cartoony Facial Rig
Zielsetzung Cartoony Facial Rig
Durch die körperbetonte Animation des Projekts Dancin‘ Mrs. Fritz ist die
Umsetzung eines sehr detaillierten und umfassenden Facial Rigs nicht erforderlich. Kontrollmöglichkeiten für Lippensynchronisation fallen wegen der
fehlenden Dialogsequenzen komplett weg. Die Bandbreite der emotionalen
Ausdrucksmöglichkeiten ist ebenfalls stark reduziert. Umzusetzen sind die
unabhängige Positionierbarkeit von Nase, Kinn und Ohren. Die sechs verschiedenen Gesichtsausdrücke sollen lebendig und asymetrisch animierbar
Abbildung 4.33: Asymetrische Blendshapes, ein cartoonartiges Augensetup
und eine Broken Hierarchie sind die Anforderungen an das Facial Setup.
sein, und weiters ist es erforderlich die Pupillen der Augen einzeln positionieren und skalieren zu können.
Umsetzungsalternativen Cartoony Facial Rig
Die Umsetzung eines Cartoony Facial Rigs kann sich als genauso komplex
und zeitaufwendig wie die Erstellung des gesamten Bodyrigs erweisen. Da
die im Projekt Dancin‘ Mrs. Fritz angestrebte Gesichtsanimation nur ein
rudimentäres Cartoony Facial Setup erfordert, spiegelt sich darin der typische Aufbau eines Cartoony Facial Setups nur in einigen Teilen wieder.
Aus diesem Grund wird an dieser Stelle ein Überblick zu den grundlegenden
Einzelkomponenten eines cartoonartigen Facial Setups gegeben (siehe [10]
und [8]).
1. Broken Hierarchie: Genauso wie für das Body Setup ist die freie
Postionierbarkeit von bestimmten Bereichen des Gesichts auch beim
Facial Setup erwünscht. Dies ermöglicht das Freilegen bestimmter Bereiche zur besseren Lesbarkeit der Gesichtsanimation und bietet die
Möglichkeit Follow Through Effekte zu realisieren.
2. Vordefinierte Einstellungsmöglichkeiten: Cartoon Charaktere verfügen über eine breite Palette an emotionalen Ausdrucksmöglichkeiten.
Verschiedene Abstufungen einzelner Emotionen sind erwünscht (z.B.
subtiles Lächeln bis übertriebenes Lachen). Es wäre ein zu hoher Aufwand für jede Abstufung an emotionalen Ausdrucksmöglichkeiten ein
eigenes Morphing Target zu erstellen. Aus diesem Grund werden üblicherweise vordefinierte Basisdeformationen zur Verfügung gestellt, die
in einem weiteren Schritt vom Animator über direkte Manipulation
abgewandelt werden können.
3. Variable Adjustierungen: Die vordefinierten Deformationsmöglichkeiten sollen über die direkte Manipulation der Geometrie erweiterbar
sein. Dies erlaubt es dem Animator je nach Situation variable Adjustierungen vorzunehmen. Über einzelne Joints oder Deformer (Cluster,
Wire Deformer) werden kleine Bereiche des Gesichts direkt ansteuerbar gemacht.
4. Cartoony Eye Setup: Um die Gesichtsanimation zu vervollständigen fehlt noch die Möglichkeit die Augen in einem cartoonartigen Stil
animieren zu können. Dazu gehört die Skalierbarkeit und unabhängige
Positionierbarkeit dieser, sowie die Möglichkeit die Pupillen einzeln
vergrößern und verkleinern zu können.
Durch die eingeschränkten Anforderungen für das Facial Setup in Dancin‘
Mrs. Fritz fällt der Bereich der variablen Adjustierungsmöglichkeiten“ weg.
”
Im folgenden Abschnitt soll daher die Umsetzung der verbleibenden drei
Komponenten kurz abgehandelt werden. Es sei darauf verwiesen, dass für das
Cartoony Facial Setup kein prozeduraler Riggingansatz verwendet wurde, da
das Facial Setup viel stärker an den jeweiligen Charakter angepasst werden
muss, als es beim Body Setup der Fall ist. Aus diesem Grund hätte eine standardisierte, prozedurale Erstellung des Face Rigs nur wenig Sinn ergeben.
Implementierung Broken Facial Setup
Für die Bereiche Nase, Kinn und Ohren werden eigene Joints erstellt. Um
eine fließende Deformation zu gewährleisten ist darauf Acht zu geben, mehrere Joints für diese Region zur Verfügung zu stellen. Für die einzelnen Joints
werden Kontrollobjekte erstellt über die die einzelnen Bereiche unabhängig
voneinander translier-, rotier- und skalierbar gemacht werden.
Implementierung Cartoony Facial Expressions
Für die Umsetzung der geplanten Mimik in der Animation Dancin‘ Mrs.
Fritz werden lediglich sechs Morphing Targets benötigt (siehe Kapitel 4.2.1
Abb. 4.4). Die Gesichtsgeometrie wird hierfür sechs Mal dupliziert und entsprechend abgeändert. Obwohl der Aspekt der Asymetrie betont wurde,
muss nicht für jede Seite einzeln eine veränderte Geometrie erstellt werden.
Die getrennte Ansteuerung der beiden Seiten erfolgt über das Blendshape
Paint Tool. Für jede modifizierte Geometrie werden zwei Blendshapes erstellt. Die Gewichtungen der Blendshapes werden dahingehend modifiziert,
dass einmal die linke und einmal die rechte Seite angesprochen wird.
Eine Möglichkeit um die Transformation von einem Ausdruck in den anderen lebendiger zu gestalten, besteht darin die linearen Morphings durch
nicht lineare zu ersetzten. Hierfür müsste die originale Gesichtsgeometrie mit
direkten Manipulationsmöglichkeiten ausgestattet werden, um eine kurze
Blendshape-Animation erstellen zu können. Die einzelnen Frames der Animation werden anschließend als Zwischenschritte für die Erstellung eines
Blendshapes herangezogen.
Implementierung Cartoony Eye Setup
Da beide Augen getrennt voneinander ansteuerbar sein sollen, aber auch die
gemeinsame Animierbarkeit gewünscht ist, werden insgesamt drei Controls
für das Cartoony Eye Setup erstellt. Wie es auch im herkömmlichen Riggingansatz üblich ist, wird für jedes Auge ein Joint erstellt, der über ein
rigides Skinning mit der jeweiligen Augapfelgeometrie verbunden wird. Ein
Constraint (Aim) gewährleistet die Orientierung des Joints in Richtung der
Controls. Anschließend werden die beiden einzelnen Controls hierarchisch
unter den Sammelcontrol gesetzt, um eine gemeinsame Animierbarkeit zu
gewährleisten. Die Rotationsattribute und das ScaleY Attribut des Parentcontrols werden gesperrt und unsichtbar gemacht. Über das ScaleX Attribut kann schnell ein Überkreuzen der Augen animiert werden, daher wird
dieses nicht gesperrt. Das ScaleZ Attribut soll in weiterer Folge einen Bulging Effekt der Augen bewirken. Dafür müssen zuvor die ScaleZ Attribute
der Einzelcontrols direkt mit den ScaleZ Attributen der einzelnen Augäpfel
verbunden werden. Für die Einzeljoints werden ebenfalls die Rotationsattribute gesperrt und unsichtbar gemacht. Die verbleibenden ScaleX und -Y
Attribute werden für das Skalieren der Pupillen verwendet. Die ScaleXY
Attribute der einzelnen Controls werden mit den Horizontal- und VertikalSweep-Attributen des Textureplacement-Nodes der Pupillentextur verbunden. In diese Kette wird ein Multiply-Divide-Node eingefügt, der das Setzen
des Anfangswertes gewährleistet.
4.5
Implementierung Hair und Cloth Setup
Haar und Kleidungssetups, die auf eine dynamische Simulation verzichten,
werden meist über broken Jointchains bzw. über das Konzept der StretchySpline-IK realisiert (vgl. [3]). Im Fall von Dancin‘ Mrs. Fritz werden spezielle, an die Anforderungen angepasste Lösungsmöglichkeiten umgesetzt, die
von dieser Standardmethode leicht abweichen. Aufgrund der spezialisierten
Umsetzung wurde auf die prozedurale Erstellung des Setups verzichtet.
Zielsetzung Hair Control
Mit einem Haircontroller sollte die Möglichkeit geboten werden, den Haarknoten links und rechts entlang der Kopfgeometrie zu bewegen. Diese Bewegungsmöglichkeit soll eine stilisierte Art des Follow Through Prinzips ermöglichen. Weiters soll der Haarknoten entlang der Y-Achse translierbar
sein, damit der Haarknoten unabhängig von der Kameraeinstellung immer
sichtbar gemacht werden kann.
Implementierung Hair Control
Für das Sliding entlang der Kopfgeometrie wurde diese lebendig gemacht“
”
(Make Live), um darauf eine Kurve zeichnen zu können. Diese Kurve wird
zum Schluss zusammen mit der Kopfgeometrie geskinnt und bewegt sich
dadurch flexibel mit dieser mit. Über einen Motion Path wird der Haarknoten mit der Kurve verbunden. Wie im Beispiel der Curvecontrolled Joints in
Kapitel 4.3.2 wird die Verbindung zwischen dem U-Value und der Zeit gebrochen. Der U-Value wird anschließend über das TranslationX -Attribut des
Haircontroller angesteuert. Hierfür muss das Attribut auf den Wertebereich
des U-Values gebracht werden. Dies wird über drei Utility Nodes (Clamp-,
PlusMinusAverage und MultiplyDivide-Node) realisiert. Der erstere begrenzt
die variablen Werte des Controllers auf den Wertebereich −2 bis +2. Anschließend wird der Wert mit 2 addiert und durch 4 dividiert, somit ergibt
sich ein Wertebereich zwischen 0 und 1 des U-Values. Das TranslationY Attribut des Haircontroller wird direkt mit dem TranslationY -Attribut der
Kurve verbunden. Dies gewährleistet die Translation des Haarknotens in der
Y-Achse.
Zielsetzung Cloth Control
Das Kleid von Mrs. Fritz soll nach den Ansprüchen einer klaren Silhouette
animierbar sein.
Implementierung Cloth Control
Für das Setup des Kleides wird das bereits umgesetzte Deformable Rig Konzept angewandt. Das Kleid besteht aus einem Nurbszylinder. Für jede Sektion des Zylinders wird ein Deformable Rig Konstrukt gesetzt. Somit erhält
man die Möglichkeit die Wellungen des Kleides einzeln zu animieren.
4.6
Implementierung Righandling und Animation
GUI
In der abschließenden Phase des Riggingprozesses wird versucht das Rig so
benutzerfreundlich wie möglich zu gestalten. Im Fall von Dancin‘ Mrs. Fritz
wurden zwei Aspekte verfolgt, um dem Animator ein effizientes Animieren
zu ermöglichen.
1. Hip Override / Chest Override: Wie bereits in Abschnitt 4.3.1
angesprochen, kann sich das Animieren eines Broken Rigs als sehr
(a)
(b)
Abbildung 4.34: Die Translation des Hip-Override-Controls bewirkt ein
Verschieben der Hüfte inklusive Oberkörperregion (a). Hingegen wirkt sich
die Translation des Hip-Controllers nur auf die Hüfte selbst aus (Broken
Hierarchie) (b).
aufwendig herausstellen. Die beiden zusätzlichen Controls sollen es ermöglichen Szenen, die keine Broken Hierarchie erfordern, schneller umsetzbar zu machen.
2. Animation GUI: Ziel ist es den gesamten Charakter über ein User Interface ansteuerbar zu machen. Hierzu dient das Animation GUI Shelf
Control aus [7] als Vorbild. Eine ikonische Darstellung des Charakters
mit der Möglichkeit auf alle Controls des Charakters Einfluss zu nehmen vereinfacht den Animationsprozess. Weiters ist die Möglichkeit
Kontrollobjekte je nach Animationsdurchgang einund auszublenden
erwünscht. Das GUI selbst soll über das Rig des Charkters aufrufbar
sein.
Die Umsetzung der beiden Konzepte wird nachfolgend abgehandelt.
Implementierung Hip- und Chest Override
Die beiden bestehenden Kontrollobjekte Hip und Chest werden dupliziert,
skaliert und in ihrer Form leicht verändert, damit sie sich vom Originalcontrol besser unterscheiden lassen. Den neuen Kontrollobjekten werden die
Controller der anzusteuernden Bereiche hierarchisch untergeordnet. Somit
werden der Head-Control und die beiden Arm-Controls dem Chest OverrideController untergeordnet, und dieser wird wiederum dem Hip OverrideController untergeordnet. Anschließend werden die beiden Originalcontrols
Hip und Chest den entsprechenden Override-Controls hierarchisch untergeordnet. Durch dieses Konstrukt lassen sich Körperberreiche gesammelt aber
auch unabhängig positionieren (siehe Abb. 4.34).
Abbildung 4.35: Das Animations GUI ist über einen Schalter am Placement Node aufrufbar. Die Buttons 1 – 3 geben die Möglichkeit Controls nach
ihrem Feinheitsgrad sichtbar oder unsichtbar zu machen.
Implementierung Animation GUI
Das Animation GUI konnte bisher nur in einer limitierten Form umgesetzt
werden. Die Zielsetzung der Sichtbarkeit der Controls nach Feinheitsgrad
und das Aufrufen des Animation GUI über das Rig selbst wurden erfüllt.
Die Möglichkeit das gesamte Rig über das User Interface anzusteuern ist ausständig. Nachfolgend werden die beiden bereits umgesetzten Aspekte kurz
abgehandelt.
1. Aufrufen des GUIs über das Rig: Am Placement-Control des Charakters wurde ein Schalter angebracht, der bei Translation das Animation GUI Fenster öffnet. Das Erstellen des Fensters wurde über eine
Expression, die über das Translationsattribut des Schalters aufgerufen
wird, umgesetzt.
2. Sichtbarkeit der Controls: Die einzelnen Kontrollobjekte des Rigs
wurden über Namenskonventionen und nach Feinheitsgrad in unterschiedliche Layer eingeteilt. Somit befinden sich alle Basiskontrollobjekte in Layer 1, Cartoony Controls in Layer 2, und Deformable Rig
Controls (Fineness 2) und Seperationcontrols in Layer 3. Über das
Animation GUI hat man die Möglichkeit per Button die verschiedenen Controllayer einund auszublenden (siehe Abb. 4.35).
Mit Abschluss des Animation GUIs wurden alle Anforderungen an den Riggingprozess für die Animation Dancin‘ Mrs. Fritz abgehandelt. Im nachfolgenden Kapitel wird der aktuelle Stand des umgesetzten Cartoony Cha-
racter Setups besprochen und geplante Verbesserungen bzw. Erweiterungen
besprochen.
Kapitel 5
Schlussbemerkungen
Die Inhalte der vorangegangenen Arbeit werden nachfolgend durch persönliche Erfahrungen, Probleme bei der Umsetzung und angedachte Verbesserungsmöglichkeiten ergänzt. Ein Ausblick soll Aufschluss über die mögliche
zukünftige Entwicklungen im Bereich des Cartoony Character Setups geben.
5.1
Resümee
Da ich vor Durchführung dieses Projekts nur über rudimentäre Kenntnisse
im Bereich des Riggings und auch MEL Scriptings verfügte, erforderte die
Umsetzung des Vorprojekts zur Diplomarbeit eine lange Einarbeitungsphase.
Riggingansätze, die sich nicht an den Gegebenheiten des menschlichen Skeletts orientieren, waren mir bis zu diesem Zeitpunkt fremd. Aus diesem
Grund brauchte es einige Zeit bis die angestrebten Konzepte verstanden
wurden.
Im Nachhinein würde ich auf eine prozedurale Erarbeitung des Cartoon
Rigs verzichten. Obwohl ich das gewonnene Wissen nicht missen möchte,
hätte das Wegfallen der Einarbeitunsphase in MEL und der Verzicht einer
Erstellung des Cartoony Rig GUIs über welches das MEL Script ergonomisch ansteuerbar gemacht wurde, wertvolle Zeit gebracht, noch tiefer in
die Thematik Cartoon Rigging einzutauchen. So hätte z.B. im Bereich Facial, Hair und Cloth Setup besser recherchiert und experimentiert werden
können. Weiters hätte die gewonnene Zeit ein Durchführen von ausführlichen
Evaluierungstests möglich gemacht.
Grundsätzlich deckt das finale Rig alle gestellten Anforderungen ab.
In Folge erster kurzer Animationtests wurde überprüft, ob die umgesetzten Konzepte auch tatsächlich praktikabel sind. Nachfolgend wird auf jedes
Konzept einzeln eingegangen, mögliche Fehlfunktionen beschrieben und Lösungsmöglichkeiten für diese aufgezeigt.
1. Stretchy Broken Base Rig: Die freie Positionierbarkeit ist durch
das Einfügen der beiden Override Controls praktikabel geworden. Die
76
KAPITEL 5. SCHLUSSBEMERKUNGEN
77
Stretchy IK Gliedmaßen erfüllen ebenfalls die gewünschte Funktionalität. Der erste Teil der Dancin‘ Mrs. Fritz Animation erfordert die Umsetzung eines Walkcycles der keine cartoonartigen Elemente aufweist.
Um in dieser Phase nicht vom Modell abzuweichen ist das Einführen
eines Attributs geplant, dass das Ein- und Ausschalten der Stretchyness gewährleistet.
2. Deformable Rig: Die Animation des Deformable Rigs erweist sich
als besonders praktikabel. Im ersten Moment erscheint es so als müsste
durch die hohe Anzahl an Joints und die zusätzlichen Controller ein immenser zusätzlicher Animationsaufwand bewältigt werden. Durch das
Layersystem wird jedoch der Animationsaufwand dem entsprechend
gewünschten Feinheitsgrad angepasst. So besteht zwar grundsätzlich
die Möglichkeit, den gesamten Armbereich mehrere Male zu krümmen,
dies heißt jedoch nicht, dass für das bloße Abwinkeln des Arms sechs
verschiedene Controller positioniert werden müssen. Dies passiert weiterhin über die Translation des Handcontroller. Will man diese harte
Abwinkelung durch einen geschwungenen Bogen ersetzen, müssen lediglich zwei Controler selektiert und transliert werden. Darauf aufbauend können noch feinere Adjustierungen vorgenommen werden.
Durch das Umsetzen mehrerer Layer kann bereits eine limitierte Art
Rubberhose Stil erzielt werden. Deformationen wie z. B. die Verknotung der Gliedmaßen ist jedoch mit Hilfe dieses Konstrukts nicht möglich.
3. Squash & Stretch Controls: Die Squash & Stretch Controls erweisen sich vor allem in Kombination mit dem Teilungskonzept als
praktikabel. Ein Setzen von Kontrollmöglichkeiten an den Rändern des
Teilungsschnitts macht es möglich eine Verformung der entsprechenden Teile vor dem tatsächlichen Abtrennen der Geometrie. Somit ist
nicht nur ein einfaches Abheben der separierten Körperpartie, sondern
eine lebendig wirkende Deformation durch Krafteinwirkung möglich.
4. Teilung: Beim Animieren des Charakters wurde ersichtlich, dass durch
das Sperren der Randvertexfacenormalen die Schnittkante bei Deformation des Charakters sichtbar wird. Bei der Umsetzung wurde übersehen, dass durch das Sperren der Normalen lediglich ein Verschwinden der Schnittkante zum Zeitpunkt des Schnitts gewährleistet wird.
Durch das Sperren werden die Normalen auf einen Wert fixiert. Dies
führt bei Deformation der Vertices zu einem inkorrekten Shading dieser Region. Entsperrt man die Randvertices wird das Shading wieder
nach Deformation variable angezeigt, jedoch ist hier durch die Durchschnittsberechnung der angrenzenden Faces ersichtlich, dass die Geometrie nicht zusammenhängt. Um das Problem zu lösen wird versucht,
78
die Vertexfacenormalen der ursprünglich angrenzenden Faces abzutragen, um daraus den Durchschnitt zu berechnen. Dieser Lösungsansatz
muss erst erprobt werden.
5. Scaleability: Das Konzept der Scaleability bietet einen komfortablen
und störungsfreien Animationsprozess. Über die gewichtete Skalierung
können auch im Vorhinein nicht angedachte Deformationen realisiert
werden. Ein Beispiel hierfür wäre ein cartoonartiges Schlucken. In 2D
Cartoons wird oft nach dem Schlucken des Charakters eine Ausbuchtung am Hals und Oberkörper gezeichnet, die sich vom Kopf Richtung
Magen bewegt. Mit Hilfe der gewichteten Skalierbarkeit des Deformable Rigs könnte eine solche Deformation auch in 3D umgesetzt werden.
6. Facial Setup: Obwohl das erarbeitete Facial Setup den Anforderungen der Animation entspricht, wäre ein weiteres Experimentieren wünschenswert gewesen. Eine Umsetzung erweiterter Adjustierungsmöglichkeiten über direkte Manipulation hätte sicherlich eine Bereicherung
der Gesichtsanimation zur Folge.
Das Ansteuern der Blendshapes könnte komfortabler gestaltet werden.
Hierbei dient der Blendshape Editor aus [8] als Vorbild. Über diesen
kann auf schnellem Weg eine asymmetrische Ansteuerung mehrerer
Blendshapes zusammen ermöglicht werden.
7. Hair/Cloth Setup: Vor allem das Cloth Setup müsste über Einführen von weiteren Controllern benutzerfreundlicher gemacht werden.
So sollte man die Möglichkeit haben, durch ein einzelnes Kontrollobjekt gesammelt auf die gleichen Controler der einzelnen Wellungen des
Kleides, Einfluss zu nehmen. Für das Hair Setup ist geplant mit der
Translation der Knotengeometrie nach links und rechts eine Veränderung der restlichen Haartextur zu bewirken. Dieser Lösungsansatz
muss jedoch erst erprobt werden.
Neben dem Verbessern der soeben aufgezeigten Defizite, ist die Erweiterung
dieser beiden Konzepte geplant:
1. Teilung
• Schnitt mittels Projektion einer Kurve: Zum jetzigen Zeitpunkt ist die Teilung nur entlang von bereits in der Geometrie
bestehenden Kanten möglich. Es wäre jedoch wünschenswert die
Schnittkante über eine Kurve definieren zu können. Diese Kurve
könnte auf die Geometrie projiziert werden, um die Topologie der
Geometrie zu erweitern, und anschließend könnte anhand dieser
eine benutzerdefinierte Teilung realisiert werden.
79
• Automatisiertes Erstellen von Squash & Stretch Controls: Um die Verformung beim Abtrennungsprozess zu erleichtern, könnten beim Durchführen der Teilung automatisiert Squash
& Stretch Controller eingefügt werden.
2. Animation GUI
• Ikonische Ansteuerung: Wie bereits besprochen, soll das Animation GUI um die Möglichkeit den gesamten Charakter über
dieses ansprechbar zu machen erweitert werden.
5.2
Ausblick
Man ist zur Zeit sehr stark darauf fokussiert eine Ästhetik des Handgemachten in die 3D-Computeranimation miteinfließen zu lassen. Dies soll der
steifen und mathematisch korrekten Welt mehr Leben einhauchen. Nicht
nur der klassische amerikanische Zeichentrick dient als Vorbild. Produktionen wie Flushed Away orientieren sich an der Stop Motion Animation und es
gibt bereits Ansätze wie man Charakter Animation im Stil von japanischen
Zeichentrickproduktionen automatisiert erzeugen kann.
Auch wenn die vorangegangene Arbeit zeigt, dass es theoretisch möglich ist die zweidimensionale Ästhetik des Zeichentricks zu kopieren, ist man
trotzdem durch den technischen Mehraufwand in der kreativen Ausdrucksweise eingeschränkt. Im Zeichentrick werden häufig Verformungen verschiedenster Natur, die in der 3D-Computeranimation schwer zu emulieren sind,
in nur einer einzigen Szene eingesetzt. Beim 3D Cartoon stellt sich in solchen
Fällen die Frage, ob der Aufwand des animierbar machens“ dieser Verfor”
mung gerechtfertigt ist. So kann es öfters passieren, dass die Kreativität
dem technischen Mehraufwand untergeordnet wird. Dies ist auch der Grund
warum bis heute die Charakteranimation im Zeichentrick nicht durch eine
3D Version ersetzt wird. Doron A. Meir – klassisch ausgebildeter Animator, der nun in der 3D Computeranimation arbeitet – beschreibt in [1] den
Nachteil des 3D Cartoons gegenüber dem 2D Cartoon wie folgt:
In classic animation, I can do whatever I like. If, all of a sudden, just for a single frame, I want my character to stretch, or
completely distort, or turn into a messy scribble or a tomato –
anything – and I think it fits the action, I do it like that. In CG
animation, by contrast, I am limited to the existing character
and to the laws“ made by the rigger – that is, unless I model
”
something entirely new, just for that single frame, and also the
in-betweens (which is of course not practical, at least for regular
commercial projects).
This draws us to the conclusion that, compared with classic
animation, CG animation is inescapably a restrained medium,
80
simply because it‘s harder to distort and exaggerate when you
are trapped in a web of software-based constraints and laws that
are completely absent in classic animation.
Es wird klar welche Einschränkungen sich für die beiden Medien ergeben.
2D Cartoon ist in Bezug auf das Aussehen“ limitiert, da ein zu hoher De”
tailgrad einen unbewältigbaren Mehraufwand darstellt. Hingegen ist der 3D
Cartoon hinsichtlich der Animation eingeschränkt, da sich die Anzahl außernatürlicher Verformungen drastisch auf die Produktionszeit auswirkt.
Ungeachtet dessen, ob nun eine Zeichentrickästhetik zu 100% umgesetzt
werden kann, ist meines Erachtens das Orientieren an bereits bestehenden
visuellen Konzepten ein erster Schritt dahingehend, sich von einer an realen
Gegebenheiten orientierten Animation zu lösen. Dieses Loslösen kann der
Beginn neuer visueller Welten sein.
Anhang A
Inhalt der CD-ROM
File System: Joliet
Mode: Single-Session (CD-ROM)
A.1
Diplomarbeit
Pfad: /
dm05012 Kapeller Nadja.dvi Diplomarbeit (DVI-File, ohne Grafiken)
dm05012 Kapeller Nadja.pdf Diplomarbeit (PDF-File)
dm05012 Kapeller Nadja.ps Diplomarbeit (PostScript-File)
A.2
Data
Pfad: /
CartoonyRig.mel . . . .
2DAnalyse list.pdf . . .
3DAnalyse list.pdf . . .
statistik.xls . . . . . . .
A.3
MEL Script zur prozeduralen Erstellung
eines Cartoony Body Setups“
”
Auflistung aller analysierter 2D Cartoons
Auflistung aller analysierten 3D Cartoons
Recherchierte Daten zum Wandel von 2D zu
3D
Literatur
Pfad: /
Setup ChickenL.mov . .
FastForward.pdf . . . .
Korr Cordingley.pdf . .
SIGGRAPH 2004 Sketch
Artikel auf www.cgw.com
Email Korrespondenz mit Christopher
Cordingley
81
ANHANG A. INHALT DER CD-ROM
Madagascar.pdf . . .
OpenSeason.pdf . . .
OpenSea lurie.mov . .
OpenSea mullen.mov
pixar Interview.mov .
ST Animation.pdf . .
ST FacialRigging.pdf
ST ModBodyRig.pdf
ST2BodyFaceRig.pdf
TraditionalIn3D.mov .
VFXworld Kerlow.pdf
A.4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Course Overview SIGGRAPH 2005
Making of Open Season
Cloth und Hair bei Open Season
Rigging und Animation bei Open Season
Interview mit Andrew Schmidt
Alias Learning Tool
Alias Learning Tool
Alias Learning Tool
Alias Learning Tool
SIGGRAPH 2004 Sketch
Artikel auf www.vfxworld.com
Bilder
Pfad: /images/
*.EPS . . . . . . . . . .
alle Bilder der Diplomarbeit (EPS Format)
82
Literaturverzeichnis
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Rigging.
DVD, November 2005.
Transkript auf CD-ROM
(ST ModBodyRig.pdf).
[3] Bernstein, J. und J. Harkins: Maya Technique | SuperToon II Body
and Face Rigging. DVD, November 2006. Transkript auf CD-ROM
(ST2BodyFaceRig.pdf).
[4] Cordingley, C.: Maya Technique | SuperToon Animation. DVD, November 2005. Transkript auf CD-ROM (ST Animation.pdf).
[5] Cordingley, C.: After You“ Thesis. Email Korrespondenz, April
”
2007. Kopie auf CD-ROM (Korr Cordingley.pdf).
[6] Elson, M. und S. Walt: Making the Leap: Crosstraining Traditional
Artists in 3D. MOV auf https://encore.siggraph.org, 2004. Kopie auf
CD-ROM (TraditionalIn3D.mov).
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on Chicken Little“ . MOV auf https://encore.siggraph.org, 2004. Kopie
”
auf CD-ROM (Setup ChickenL.mov).
[8] Harkins, J.: Maya Technique | SuperToon Facial Rigging. DVD, November 2005. Transkript auf CD-ROM (ST FacialRigging.pdf).
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2001.
[10] Holly, A.: Facial Rigging for Feature Animation. DVD, Oktober 2006.
[11] Holly, A.: Rigging for Feature Animation. DVD, März 2006.
[12] Jones, A. und J. Oliff: thinking animation - Bridging the Gap Between 2D and CG. Thomson Course Technology PTR, 2007.
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LITERATURVERZEICHNIS
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[17] Lurie, D.: The art of open season: traditional 2D styling with today’s
bells and whistles. MOV auf http://portal.acm.org, 2006. Kopie auf
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[19] Mullen, S.: The art of open season: traditional 2D styling with today’s bells and whistles. In: SIGGRAPH ’06: ACM SIGGRAPH 2006
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(OpenSeason.pdf).
[20] Ostby, E.: Pixars komplette Kurzfilm Collection. Kommentar auf
DVD, 2006.
[21] Peterson, C.: Madagascar: Bringing a New Visual Style to the
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Screen“, An Overview . http://www.siggraph.org/programs/archive/
reports/conference/2005/articles/madagascar, September 2005. Kopie
auf CD-ROM (Madagascar.pdf).
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[24] Robertson, B.: Madagascar - Das große Riggen. Digital Production,
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[29] Thomas, F. und O. Johnston: The Illusion of Life. Walt Disney
Productions, 1981.
[30] Williams, R.: The Animators Survival Kit. Faber and Faber limited,
2001.
Messbox zur Druckkontrolle
— Druckgröße kontrollieren! —
Breite = 100 mm
Höhe = 50 mm
— Diese Seite nach dem Druck entfernen! —
86

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