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Sistemas de Informação em Ambiente
Animação em Ambiente
António Câmara2005
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Animação em Ambiente• Introdução• Animação baseada em keyframes• Animação de entidades naturais e artificiais• Sistemas de partículas• Animação por procedimentos• Animação na rede• Referências de base• Links uteis
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Introdução
• Animação permite estudar a dinâmica de:– dados numéricos– fenómenos espaciais representados por mapas,
fotografias aéreas e imagens de satélite– entidades naturais e artificiais como as
utilizadas em modelos de simulação baseados em indivíduos
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Introdução
• Animação– baseada em key frames– representações tri-dimensionais– sistemas de partículas– baseada em procedimentos
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Animação baseada em key frames
• Key frames• In-betweens, obtidos por interpolação e
métodos de splines (ver Apêndice 3, António Camara, Environmental Systems, Oxford University Press, 2001)
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Animação baseada em key frames
• Técnicas– anticipação: uma acção que faz anticipar um evento (a)– “squash and stretch”: objectos mudam de forma quando
em movimento (b)– “slow in and slow out”: aceleração para uma
velocidade constante seguida de uma desaceleração (c)– arcos. Os objectos movem-se seguindo arcos e não
linhas rectas
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Animação baseada em key frames
• Técnicas
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Animação baseada em key frames
• Exemplos ambientais– Breathing Earth (visitar Pavilhão do Japão em http://park.org)
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Animação de entidades naturais e artificiais
• Modelação tri-dimensional• Rendering• Animação
3D Studio Max- http://www.ktx.comAlias Maya- http://www.aw.sgi.comSoftimage- http://www.softimage.com
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Animação de entidades naturais e artificiais
• Modelação tri-dimensional– baseada em primitivas geométricas– utilização de métodos como a extrusão, operações
boleanas, “beveling”, “twisting” e transformações (translações, rotações, scaling)
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Animação de entidades naturais e artificiais
• Modelação tri-dimensional– representação de animais:
• vários elementos são ligados para representar a entidade
• cada elemento é um nó• a estrutura é hierárquica
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Animação de entidades naturais e artificiais
• Modelação tri-dimensional– geração de plantas utilizando o método de
Lindemayer– geração de paisagens recorrendo a métodos de
fractais• Teddy (3D sketching in Java)
– http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~takeo/Welcome.html
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Animação de entidades naturais e artificiais
• Rendering– geometria, ponto de vista, luz, características da
superfície– scan-line rendering (definição da cor para cada
pixel)– ray tracing
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Animação de entidades naturais e artificiais
• Animação– key frames (nó a nó)– inverse kinematics
• nós das extremidades (effectors)• fluxo de transformações para todos os outros nós
(processo inverso ao fenómeno real)
• Exemplos ambientais (videos)• Alias Research em http://www.aw.sgi.com
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Sistemas de partículas• Sistemas que requerem a determinação para cada
partícula:– posição– velocidade– cor– dimensão– lifetime– taxa de emissão– turbulência– “flocking”– interacção com obstáculos
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Sistemas de partículas
• Passos fundamentais:– geração de novas partículas na fonte– actualização das propriedades das partículas– remoção das partículas mortas– desenho das partículas
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Sistemas de partículas
• Exemplos ambientais– fogos florestais– poluição do ar e água– Karl Sims em http://www.
biota.org/conf97/ksims.htmlAlias Research em http://www.aw.sgi.com
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Animação por procedimentos
• Animação interactiva baseada na representação de agentes e interacção entre agentes– agentes: moléculas, animais– interacção entre agentes: reacções químicas,
relações predador-presa• Sites fundamentais
– Craig Reynolds em http://www.red.com/cwr/index.html– Jeff Ventrella em http://www.ventrella.com– Tom Ray em http://www.hip.atr.co.jp/~ray
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Animação por procedimentos• Passos fundamentais:
– desenho da interação com o utilizador• acções que desencadeiam eventos• mudança do ponto de vista
– computação dos efeitos das acções• utilização de modelos de simulação
– computação da dinâmica de evolução• crescimento, reprodução, mutação e morte• fluxos de energia
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Animação por procedimentos
• Passos fundamentais (cont.)– computação dos efeitos das interacções
• relações predador-presa– computação dos processos físicos
• gravidade• detecção de colisões
– rendering e display
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Animação por procedimentos
• Exemplos ambientais– esforço pioneiro: Boids (Craig Reynolds)
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Animação por procedimentos
• Exemplos ambientais– implementação em realidade virtual (Gonçalves
e Pedrosa, 1994)
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Animação por procedimentos
• Exemplos ambientais– Virtual Fish Tank
(http://el.www.media.mit.edu/groups/el/projects/fishtank)
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Animação na Web
• Frame-by-frame– imagens pre-rendered
• animated GIF´s• Quicktime movies• ver links em http://www.lynda.com
– animação on the fly• Flash (ver http://www.macromedia.com)• LiveMotion (resposta da Adobe, ver
http://www.adobe.com)
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Referências de base
• Laybourne, K. (1998). The Animation Book. New York: Three Rivers Press
• O’Rourke, M. (1998). Principles of Three-Dimensional Computer Animation. New York: W.W. Norton
• Walstaff, S. (1999). Animation on the Web. Berkeley, CA: Peachpit Press
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Links uteis
• Exemplos originais de animação interactiva– http://www.freestyleinteractive.com/demos– http://www.dcea.fct.unl.pt
• Software– http://www-personal.umich.edu/~jeffab/graphics.html
• Ideias– http://userwww.sfsu.edu/~swilson/emerging/
wilson.newtech.html