EXAMENSARBETE. Implementering av klassiska animationsmetoder i ett digitalt arbetsflöde. Hannes Nordin. Teknologie kandidatexamen Datorgrafik

EXAMENSARBETE Implementering av klassiska animationsmetoder i ett digitalt arbetsflöde Hannes Nordin Teknologie kandidatexamen Datorgrafik Luleå tekniska universitet Institutionen för konst, kommunikation och lärande

Implementering av klassiska animationsmetoder i ett digitalt arbetsflöde av Hannes Nordin Bild från A Corny Concerto Warner Brothers, 1943.

Innehållsförteckning 1 Sammanfattning sid.1 2 Frågeställningar och syften sid.2 2.1 Bakgrund sid.2 3 Informationssökning sid.3 4 Referensram sid.4 4.1 Klassisk animation 4.2 Digital animation 4.3 Begränsad animation sid.6 4.4 Begreppsförklaringar sid.7 5 Analys 5.1 sid.4 sid.4-5 sid.8 Lösningar i 3d sid.9 5.1.1 Lattices sid.9 5.1.2 Blendshapes 5.2 Lösningar i comp sid.10 sid.10 5.2.1 Motion blur sid.10 5.2.2 Lattices sid.11 5.2.3 Photoshop sid.11 6 Resultat, rekommendationer och reflektioner sid.14 6.1 bosmear sid.14 6.2 Smear tool sid.16 6.3 Reflektioner sid.17 7 Källförteckning sid.18

1. Sammanfattning Denna uppsats undersöker möjligheterna att återskapa en så kallad smear i en digital arbetsmiljö. Smear är en metod som härstammar ur stiliserad, klassisk animation och används för att beskriva en mycket snabb rörelse mellan två positioner genom att formen på karaktären eller det animerade objektet smetas ut. Effekten användes till en början för sitt estetiska värde som ett led i den nya stilutveckling som skedde inom animationsbranschen under 1930-tal, men kom senare att utnyttjas främst av ekonomiska skäl. Då klassisk animation i Disney-stil är mycket tidskrävande sökte många mindre studios efter sätt att rationalisera bort arbete utan att tappa för mycket i kvalitet, för att kunna producera material till tv snabbt och kostnadseffektivt. Av dessa anledningar mottogs begränsad animation, som den nya stilen kom att kallas, med öppna armar av producenter som såg möjligheten att spara in fantastiska mängder tid och pengar. I motsats till Disneys detaljrika och realistiska animation som inte sällan krävde tjugofyra handritade bilder per färdig sekund film, gjorde den begränsade animationen en konst av att producera likartade filmer med så få originalframes som möjligt genom att ta sekvenser och spegelvända dem för att kunna återanvända dem, berätta händelser med skuggor eller siluetter, animera i lager så att endast det som rör sig behöver ritas om samt animera med lägsta möjliga framerate. Ur den här stilen stammar alltså också smears, som jag kommer att använda som avstamp i denna uppsats för att undersöka skillnader mellan digital och klassisk animation. Anledningen till att jag valt just smears är att de svårigheter som uppstår när man försöker skapa en smear i 3d på ett talande sätt belyser de mer grundläggande problem och trösklar som står att finna i en digital pipeline, däribland rigging. En av de stora utmaningarna vad gäller animation i en 3d-miljö är den så kallade riggen, uppsättningen av kontroller som tillåter animatören att förflytta karaktären och förändra dess form. Till skillnad från animation i 2d, där animatören har friheten att sätta vilken form som helst på pappret vid en given bildruta, kräver alla deformationer av en 3d-modell noggrann planering och ett tidskrävande förarbete. Å andra sidan måste 2d-animatören ofta konstruera sin karaktär från grunden för varje ny bildruta, medan 3d-animatören kan arbeta med en färdig, detaljerad form. Uppsatsen syftar till att isolera problem i det digitala arbetsflödet genom att jämföra med det traditionella samt hitta metoder som kombinerar det bästa från båda dessa sätt att arbeta. Som utgångspunkt för mitt arbete kommer jag att använda mig av mina egna förkunskaper och den erfarenhet jag har fått av tre års studier av datorgrafik och ett års studier av klassisk animation, litteratur som rör ämnena animation och rigging samt bloggar och kunskapsdatabaser på internet. Jag kommer att gå igenom ett flertal möjliga metoder att skapa en digital smear, direkt på en 3dmodell i animationsmjukvaran eller i ett compositingprogram och dessa metoders respektive föroch nackdelar. Ett av de mest framgångsrika verktygen för ändamålet, som finns i varianter i alla digitala bildbehandlingsprogram, är latticen, ett rutnät respektive bur i 2d/3d där förflyttning av skärningspunkterna i nätet används för friformsdeformation av en bild eller ett objekt. Slutligen kommer jag att föra en diskussion runt mitt material och presentera ett förslag till en lösning på min frågeställning. 1

2. Frågeställningar och syften Är det möjligt att skapa en smear i 3d? Vilka olika tillvägagångssätt finns till hands? Vilka förutsättningar har en klassisk animatör jämfört med en animatör som arbetar i en digital miljö? Syftet med denna uppsats är att undersöka vilka begränsningar och vilka möjligheter som medföljer animationsarbetsflödet i en digital utvecklingsmiljö med utgångspunkt ur en specifik teknik som används inom klassisk animation. Det är min avsikt att belysa skillnaderna mellan klassisk och digital animation och de olika förutsättningar de olika metoderna erbjuder genom att beskriva hur denna teknik kan implementeras i en 3d-miljö. I de följande styckena kommer jag att försöka slå fast huruvida det är möjligt att åstadkomma en produktionsvänlig smear med en 3d-modell och vilket tillvägagångssätt som är det bästa. 2.1. Bakgrund Redan då jag inledde mina studier inom datorgrafik hade jag ett tydligt fokus på animation, något som stammade från ett års studier av klassisk animation på Fellingsbro Folkhögskola. Jag tror att det var detta perspektiv som fick mig att tidigt börja göra jämförelser mellan digitala och traditionella arbetsflöden, främst då kring rigging och animation, och det som framför allt slog mig var hur tekniskt det digitala kan vara. Jämfört med traditionell animation där allt som krävs för att komma igång är en idé, papper och penna, framstod 3d-animation som invecklat då det kan behövas dagar, veckor av förarbete med verktyg som i sig kräver tekniska kunskaper innan man ens kan komma igång att animera. Samtidigt insåg jag snabbt den potential som kan finnas i en skickligt konstruerad rigg och fascinerades av de nya möjligheter som mediet erbjuder. Som en följd av allt detta har jag ägnat en del tankemöda åt jämförelser mellan traditionellt och digitalt under mina tre år på datorgrafikutbildningen på LTU och under arbetets gång i de olika projekt jag genomfört inför varje nytt skede ställt mig frågan hur skulle jag ha löst detta i 2d?. Det jag alltid saknat mest från traditionell animation i 3d är friheten, möjligheten att kunna förändra en form i det oändliga, att kunna transformera en karaktär till något helt nytt bara genom att dra några streck annorlunda och den spontanitet och leklust som uppstår som en effekt av detta. En cartoon-kliché som att platta till en figur eller låta dennes ögon poppa ut som är så självklart i ett klassiskt arbetsflöde och genomförbart på en impuls förutsätter i 3d rigorös planering och mödosamt förarbete som kan ta veckor. Detta har lett till en vilja hos mig att undersöka vilka möjligheter som finns att kombinera den här sortens spontanitet med kraften i de digitala verktygen, vilka framsteg som gjorts på området och vad som kan väntas i framtiden. 2

3. Informationssökning Mycket av den information jag använt för att resonera och argumentera kring min frågeställning är av empirisk natur och har inhämtats under de flertal praktiska projekt jag har genomfört i egenskap av animatör och riggare. Att vara en del av en grupp med ett gemensamt mål och samtidigt en nödvändig del av projektets arbetsflöde är en mycket lärorik situation och resulterar i tydliga insikter om de begränsningar som finns i detta arbetsflöde. En av förutsättningarna för att kunna lägga upp en användbar planering för ett projekt med beräknad tidsåtgång för de olika delarna är förkunskap om de restriktioner som hör till verktygen och vilken potential de har att störa arbetet. Under projektets gång lär man sig sedan mycket om de problem man inte kände till på förhand, och förmodligen även mer om de man hade förutsett. Förutom grundläggande inblickar i ett projekts struktur har positionen som riggare naturligtvis gett mig god kännedom om de krav och förutsättningar som finns för en lyckad rigg, och som animatör har jag lärt känna vilka möjligheter och vilka begränsningar som följer med denna till animationsstadiet. Kunskapen har i sin tur lett till ett intresse av en vidare förståelse av problematiken och alternativa lösningar för hela eller delar av processen. Under min studietid har jag utöver det praktiska arbetet också förkovrat mig med hjälp av kurslitteratur och videohandledning rörande ämnet, även detta har kommit till stor nytta under författandet av denna uppsats, både som inlärd information och som källor att utgå och söka sig vidare ifrån. Kurslitteraturen är i första hand böcker jag använde under mina studier av klassisk animation, såsom The Animators Survival Kit av Richard Williams och Character Animation Crash Course, varifrån jag hämtat mycket av det material som rör grunderna för film och animation. I bokväg har jag även använt mig av Jason Osipas Stop Staring för de delar som handlar om lattices och rigging. En av de största källorna till mina kunskaper om tekniker för animation och karaktärs-setup i 3d är tutorials, videokursers, framför allt Autodesks master class med NN och Gnomonology's Puppet Rig, båda vilka täcker hela riggingprocessen från början till slut. Under skrivandet har jag också sökt information på internet, dels för att förstärka min information om de generella dragen av de olika aspekterna jag skriver om, för specifika frågor som exempelvis årtal för de filmer jag hämtat bilder ur, samt om min frågeställning. Vad gäller smear i 3d finns det inte mycket information att tillgå på nätet men på två bloggar hittade jag inte bara funderingar och diskussioner kring problemet utan även de mest lovande potentiella lösningarna. Författarna till båda bloggarna är technical directors och animatörer och har på olika håll scriptat egna verktyg för att åstadkomma smears, det ena av vilka har använts i bloggförfattarens egen kortfilm Pigeon Impossible. 3

4. Referensram 4.1. Klassisk Animation Animation är konsten att skänka liv åt stillbilder genom att visa dem en i taget i snabb följd. Då bilderna beskriver en naturlig rörelse med små förändringar mellan varje bild och bilderna visas tillräckligt snabbt slutar hjärnan att åtskilja bilderna och uppfattar istället det avbildade som något rörligt och levande. Den lägsta hastigheten för bildbyten är ungefär tio bilder per sekund, vid lägre hastigheter än så börjar betraktaren uppleva rörelsen som hackig och flimrande. Mycket tidiga exempel på försök att beskriva rörelse i bild finns, men det var först när filmkameran och filmprojektorn hade uppfunnits som animationskonsten tog fart på allvar. Den teknik som kom att bli känd som klassisk eller traditionell animation använder sig av handritade bilder som fotograferas en i taget med en filmkamera för att sedan projiceras som vanlig film, för det mesta i 24 bildrutor per sekund. För att spara tid filmar man oftast på tvåor, det vill säga att varje ritad bild exponeras två gånger, vilket ger en frame rate på 24 frames per second men endast tolv ritade bilder för varje sekund film. Då snabbare rörelser ska beskrivas kan det dock bli nödvändigt att animera på ettor, alltså att rita en unik bild för varje frame i filmen. I begränsad animation såsom tv-serier med dagliga avsnitt och snäv budget filmar man ibland på treor och till och med fyror, så att endast 8 respektive 6 bilder visas per sekund. Animation i en digital miljö, till exempel en 3dapplikation bygger på samma grundprinciper, men med några stora skillnader som påverkar arbetsflödet väsentligt, vilka jag kommer att gå igenom i följande stycke. I klassisk animation krävs ofta att en karaktär ritas om helt från grunden för varje ny bildruta för att åstadkomma naturliga rörelser, varje ny frame är bokstavligt talat ett vitt ark. En vanlig metod är att arbeta med bilderna i flera omgångar. I det första passet ligger vikten på att få rörelsen att fungera med en rudimentär representation av karaktären i form av volymer såsom sfärer och cylindrar, sedan, när animationen är satt med rätt timing och spacing förfinas bilderna med detaljer som kläder och ansiktsdrag och så vidare. Det kan tyckas omständligt att rita om samma bildruta flera gånger, men detta arbetsflöde gör att animatören kan jobba mer effektivt med animationen utan att behöva rita om en fullt detaljerad karaktär i en hel sekvens då något behöver förändras. Eftersom större animationsprojekt i stil med en animerad långfilm involverar ett mycket stort antal animatörer blir det viktigt att det finns tydliga riktlinjer för hur varje karaktär ska se ut och röra sig så att de inte förändras under filmens gång beroende på vem som ritat bildrutorna. 4.2.Digital animation I animation i en 3d-applikation fungerar det annorlunda, i och med att allt som ska animeras byggs och förbereds på förhand. På så sätt liknar 3d-animation dockfilm mer än klassisk animation. Innan animatören kan sätta igång måste modellen skulpteras och förses med ett skelett som kan deformera geometrin och kontrollobjekt som låter animatören styra karaktären, men när det väl är gjort finns modellen till hands och kan användas genom hela filmen. Emedan en grundläggande förståelse för vad som krävs för att kunna animera en karaktär i en 3d-miljö är nödvändig för att kunna tillgodogöra sig innehållet i denna uppsats ska jag beskriva tillvägagångssättet närmare. Karaktärer i 3d-applikationer är i dagsläget vanligtvis uppbyggda av polygoner, vilket i fallet med datorgrafik innebär 2dimensionella ytor som ritas upp mellan punkter som beskriver en position i en 3dimensionell rymd, så kallade vertices. En karaktär kan bestå av allt från några hundra vertexpunkter upp till flera miljoner så för att kunna animera dessa på ett överskådligt och snabbt sätt binder man grupper av vertexpunkter till skelettobjekt. Dessa är ihopkopplade hierarkiskt på så sätt att länkar lägre ner i hierarkin påverkas av förflyttningar och rotationer som tillämpas på en länk över dem. Det är fullt möjligt att animera direkt på skelettet men av praktiska skäl brukar man koppla det till kontrollobjekt som styr skelettets olika delar, i likhet med trådarna på en marionettdocka. De här kontrollerna och skelettet kallas tillsammans för en rigg, och processen att skapa dem för rigging. Medan en komplex rigg erbjuder animatören ett kraftfullt verktyg att arbeta 4

med kräver det noggrann planering och mycket tid att skapa en, och de är som regel svåra att omarbeta när animationen kommit igång. Varje rörelse karaktären ska göra måste vara känd i förväg så att riggen kan anpassas efter animatörernas behov, om karaktären till exempel skall sträcka ut tungan måste det finnas skelett och kontroller för käke och tunga i riggen och även vara förberett i själva modellen, så att där finns en insida på munnen, tänder och så vidare. Jämfört med klassisk animation får man mycket gratis i en 3d-rigg, men flexibiliteten begränsas. Eftersom arbetet med att skapa en problemfri och användarvänlig rigg är så tidskrävande riggas en karaktär sällan mer än en gång, således måste riggen vara planerad för att fungera för alla scener i filmen, något som ställer stora krav inte bara på riggaren utan även på projektet som helhet. Bilden visar en typisk karaktärsrigg. Det gråa rutnätet är geometrin som representerar karaktärens form, inuti syns det blåa skelettet och de färgade cirklarna och pilarna är kontrollobjekt. 5

4.3.Begränsad animation Utgångspunkten för min avhandling har sin grund i den begränsade animationen, en form av animation som uppstod under 1930-talet. Ursprungligen uppstod begränsad animation som ett stilgrepp och en motpart till den detaljrika stil som utvecklats av Disney och som var den rådande under perioden. Stilen involverar förenklade former och ett mer ekonomiskt sätt att använda ritade bilder och beskriva rörelser, bland annat innebär detta betydligt färre ritade bilder per sekund än i klassisk animation och återanvändning av sekvenser och bildrutor. Eftersom detta tillåter produktion av en animerad film till mycket låga kostnader kom stilen snart att plockas upp av stora studios, mer för det ekonomiska värdet i metoden än det estetiska. Den effekt inom begränsad animation som jag kommer att behandla kallas för smear och kan beskrivas som en form av stiliserad rörelseoskärpa, eller den sortens utsmetning som uppstår i en exponering vid låg slutartid. Smears används vid hastiga rörelser, där man i klassisk animation skulle behöva lägga extra tid på detta genom att arbeta på ettor och animera ett stort antal inbetweens. I begränsad animation kan rörelsen beskrivas med samma timing, men med stora skillnader i spacing, då den i regel enbart består av två holds, en i början och en i slutet och däremellan en eller ett fåtal smears frames på vilka karaktären är utsmetad i en interpolation mellan de båda nyckelpositionerna. Smears hjälper även till att minska flimmer i rörelser, något som kan vara till stor nytta i begränsad animation, genom att förstärka arcs och fylla ut de tomrum som skulle uppstå mellan inbetweens eller keyframes utan dem. Smear från A Corny Concerto Timingen på rörelsen är ungefär 20 frames, men endast mellan dessa tre förändras karaktären nämnvärt, övrig tid består av holds och moving holds. Resultatet är en rörelse som har reducerad realism utan att för den skull tappa i tydlighet och som äger en tilltalande snärtighet. Att producera en smear i klassisk animation är förhållandevis okomplicerat eftersom det i princip rör sig om ett flertal inbetweens inklämda på en enda frame. I fall med endast en ruta smear mellan holds är tillvägagångssättet såsom Eric Goldberg demonstrerar vanligtvis att upprätthålla delar av de konturer som är längst bort från varandra i de båda keysen och sedan deformera resten av karaktären till ett slags medelvärde av de båda positionerna. Grundläggande principer som squash and stretch och overlap gäller även för smears och appliceras vid behov. Vissa rörelser kräver flera rutor smear, i dessa fall fastställs först en vägledande inbetween eller breakdown som fungerar som en extra keyframe då metoden beskriven ovan används. Hur går man då tillväga för att skapa en smear med en 3d-karaktär? Jag ska presentera några olika möjliga lösningar i följande stycke. 6

4.4. Slutligen, några sammanfattande begreppsförklaringar. Compositing och post production Compositing är en del av det vidare begreppet post production och innebär som namnet låter ana sammansättning av olika slag, i detta fall för det mesta av bilder. För att få större kontroll över det slutgiltiga resultatet i en film är det brukligt att från den 3d-applikation man arbetat i rendera ut de frames som ska användas uppdelade i lager eller så kallade pass, i motsats till att rendera ut en bild per frame. Sedan används compositingmjukvara för att behandla och finjustera dessa pass, som kan vara tio- eller hundratals (source) per frame, och slå samman dem till en färdig bild. Cluster En punkt som kontrollerar en grupp av vertices. Frame En bildruta, det minsta steget i en animation. Fps frames per second, antalet bildrutor som visas i sekunden. Hold Samma frame hålls i flera exponeringar för att ge betraktaren tid att läsa en karaktärs pose eller uttryck. Inbetween De bildrutor som behövs mellan keyframes för att beskriva rörelsen och ge liv åt animationen. Key, keyframe I klassisk animation är detta den viktigaste bildrutan i en animationssekvens, den ruta som bäst beskriver händelseförloppet och i vilken karaktären har den starkaste och tydligaste posen. I en digital arbetsmiljö är keyframe dock snarare en mer generell term för att spara ett värde för en parameter vid en viss tidpunkt. Lattice Ett verktyg som används för att underlätta deformationer av högupplösta objekt med hjälp av en lågupplöst bur. Mesh Polygonobjekt som beskriver volymer i en 3-dimensionell rymd. Pipeline Arbetsflöde Rigg Den samling av kontrollobjekt som tillåter animation av ett objekt i 3d. Skinning Att binda vertexpunkter till ett objekt för att kunna styra deformationer. Spacing Hur mycket ett animerat objekt förflyttas mellan frames. Stor förflyttning upplevs som en snabb rörelse medan en liten förflyttning läser som långsam. Timing Det antal frames som krävs för att ge en rörelse rätt känsla. 7

5. Analys och tolkning Sekvens ur Long Haired Hare, Warner Brothers, 1949. Animatör: Lloyd Vaughan 8

Ponera att jag vill återskapa ovanstående sekvens ur Long Haired Hare med en 3d-karaktär. De metoder som står till buds är då följande. 5.1 Lösningar i 3d 5.1.1. Med lattices Ett tänkbart förfarande är att rigga armen med en eller flera lattices som är kopplade till skelettet på så sätt att de följer med armens rörelser och sedan animera denna/dessa för att uppnå den önskade effekten. I enlighet med Jason Osipas Stop Staring är det smidigaste sättet att konstruera en dylik rigg att duplicera meshen, applicera alla lattices på kopian och använda denna som en aktiv blendshape på originalet. På så vis undviker man de risker som kan uppstå med att ha många olika sorters deformers på samma mesh och konflikter som kan dyka upp i riggen. Den här sortens lösning bör fungera bra för ett såpass specifikt problem som detta. Emellertid har metoden några begränsningar värda att notera. En lattice består i sin enklaste form av åtta vertices eller latticepunkter, men för att få någorlunda kontroll krävs nog löst uppskattat allra minst det dubbla och för mer komplicerade rörelser än denna många fler. Positionen för dessa latticepunkter går inte att animera, istället måste de kopplas eller skinnas till animerbara objekt såsom kluster eller NURBS-kurvor. Arbetsbördan för att förbereda för detta i en rigg är överkomlig så länge det rör sig om endast denna enda rörelse, men om animatören eftersträvar full flexibilitet likt den en klassisk animatör har krävs ett omständligt och tidskrävande jobb i förarbetet med att planera för och koppla lattices och kluster för hela karaktären och eventuellt även skriva egna automatiseringsverktyg. Värt att nämna är också att en sådan extra rigg i riggen kommer att göra den tyngre att beräkna och följaktligen långsammare för animatören att jobba med, samt svåröverskådlig och rörig med alla de nödvändiga kontrollerna. Fördelarna med denna metod är att den efter att förarbetet är gjort erbjuder stor flexibilitet för animatören och ger direkt feedback, det vill säga animatören kan påverka deformationen mycket exakt och förändra formen direkt i animationsstadiet utan att behöva gå tillbaka till rigging eller modellering. Ett exempel på smear i 3d. Animatören har även konsekvent använt sig av duplicerad geometri istället för att förlita sig på motion blur, för full kontroll över varje frame. 9

5.1.2. Med blendshapes Att lösa problemet direkt med blendshapes är tekniskt sett mycket enkelt, men lär snabbt bli ohanterligt i och med den stora mängd av modeller som skulle behöva skulpteras i förväg. Eftersom en blendshape bakas in i meshen är det också svårt att modifiera en pose längre ned i arbetsflödet om det skulle behövas då blendshapemodellerna sällan får följa med riggscenen till animationsstadiet. Ännu en nackdel är att animationsprocessen blir styrd från tidigare led i produktionen snarare än av animatören under arbetet, det finns inget utrymme för att testa rörelser utanför det planerade. Eftersom blendshapes styrs via sliders blir animationen kontraintuitiv och klumpig. Kalkyleringarna för förflyttningen av vertexpunkter sker linjärt vilket gör det svårt att använda interpolationerna mellan blendshape och original. Den kanske största komplikationen med båda dessa metoder står att finna i modellen själv. Emedan en 3d-modell i de allra flesta fall idag består av en polygonmesh innebär detta att upplösningen av denna, dvs antalet vertexpuntker och följaktligen polygoner, sätter tydliga gränser för hur mycket karaktären går att sträcka ut innan meshen blir förstörd. En polygonmesh som tänjs ut så pass att fördelningen av vertexpunkter blir gles och ojämn får problem med renderingen eftersom normalerna sprids ut vilket kan orsaka fladdrande skuggor och oönskade kanter. I extrema fall kan polygonerna börja skära igenom varandra och vika sig över sig själva. Den självklara lösningen med en mycket högupplöst mesh för med sig nackdelarna av väsentligt tyngre beräkningar under animation och rendering, samt ett mer krävande förarbete under modellerings- och riggingfasen. 5.2. Lösningar i comp 5.2.1. Motion blur För armrörelsen som beskrivs i bilderna skulle det gå bra att detaljstyra en motion blur-effekt för att uppnå en liknande frame i ett program som Nuke eller After Effects, men knappast för mer komplexa smears. Magnituden på en genererad motion blur går bra att styra men formen är svårare att råda över utan ytterligare manipulation. En stor skillnad mellan motion blur och smear är som namnet antyder suddigheten. Där en smear sträcker ut och deformerar en karaktär genom att i princip förstora volymen eller ytan av objektet ritar en blur upp en eller flera extra instanser av objektet som suddiga och genomskinliga skuggor i rörelsens spår. För att återskapa en smear via en motion blur skulle det krävas ytterligare omständliga justeringar av opacitet, skärpa och position. 10

5.2.2. Lattice-liknande lösningar i 2d Compositingapplikationer är utrustade med kraftfulla verktyg för att modifiera bilder, således är det en enkel sak att töja ut en rendering av en karaktär på en eller flera bildrutor för att snabbt åstadkomma en trovärdig smear. Detta kräver dock till att börja med att karaktären är separerad från bakgrundslagret så att detta inte förstörs vid deformationen, sedan bör animatören kunna experimentera sig fram till ett tillfredsställande resultat med hjälp av skalningsverktyg och uttänjningsredskap som warp, liquify och dylikt. En av utmaningarna blir att hitta en lämplig frame att utgå ifrån, en annan att upprätta den tydliga konturlinje som anknyter till kommande och föregående frame och som är nödvändig för att få till en fungerande smear, men det största problemet med denna metod uppstår då det finns ett behov av att applicera smear på delar av karaktären men behålla andra odeformerade. Att som i exemplet med Bugs Bunnys arm skapa en smear längs armens baksida genom post-arbete på en rendering där överkroppen är synlig skulle kräva en del förarbete i form av retuschering och lagerbygge, i annat fall skulle överkroppen deformeras tillsammans med armen vid smearing eftersom bilden i grunden är platt. Fördelen med det här sättet att arbeta jämfört med en motion blur är att man får rätt färger, ljus och skuggor på ytan man sträcker ut, emellertid kan det bli svårt att få dessa att kännas som att de sitter rätt efter att ha tänjt ut dem. Även här uppstår problem med upplösningen, en bild kan inte tänjas ut hur mycket som helst utan att tappa i kvalitet. Vid extrema smears skulle det krävas rendering i mycket högre upplösning än resten av materialet för de frames ämnade för effekten. 5.2.3. Photoshop Självfallet är det fullt möjligt att måla sin smear själv från grunden i ett bildbehandlingsprogram som exempelvis Adobe Photoshop, men för allt utom de simplaste renderingar skulle detta kräva ett enormt, tidsödande arbete för att replikera originalmaterialet. Det huvudsakliga problemet med att skapa en smear i efterhand är att det uppstår ett glapp mellan animation och resultat, så att animatören måste skicka sitt arbete genom en post-pipeline för att ha möjlighet att kontrollera effekten. Resultatet blir svårare att förutse under animationens gång vilket kan leda till fler omarbetningar än nödvändigt samt mer tidskrävande iterationer på grund av det extra steg som läggs till i arbetsflödet. Slutsatsen av ovanstående exempel blir alltså att det är möjligt att få till samma effekt som på bilden i 3d med en mängd olika metoder men att ingen av dem är en speciellt praktisk lösning på problemet. Bildsekvensen är, det medges, ett exempel på en förhållandevis kraftig smear, men låt oss ändå undersöka hur verktygen klarar av ytterligheter. Följande bildsekvens är hämtad ur kortfilmen The Dover Boys (Warner Brothers, 1942), ett av de första exemplen på både stiliserad animation i allmänhet och smears i synnerhet. 11

12

De två saker jag främst vill peka på i dessa bilder är följande: för det första är rörelsen i smearen inte linjär utan beskriver en svag s-form, och för det andra uppvisar dessa frames dubbla instanser av karaktärens profil och (eventuellt, frame 2) hans tumme. Vilka metoder återstår om vi tar hänsyn till de nya omständigheterna? Med lattices skulle det säkert gå att fejka formen på ett ungefär, men självklart svårare att frambringa ett helt nytt huvud identiskt och sammanfogat med det första. Blendshapes blir också problematiskt då de kräver samma antal vertexpunkter i meshen för att fungera, följaktligen skulle det vara fullt möjligt att använda dem men det skulle som i fallet med lattices innebära en hel del fuskande med geometrin snarare än faktiska kopior av de berörda områdena. En metod som garanterat skulle fungera men som saknar finess och användarvänlighet till den grad att jag tvekar att ens ta med den är att helt enkelt skapa en ny modell enkom för den eller de frames det gäller. Med tanke på det arbete som krävs i förhållande till utdelningen blir det förfarandet troligtvis snabbt ohållbart i de flesta scenarion. Däremot skulle det kunna vara en början till något användbart att ta in en extra instans av samma rigg, positionera dem i varsin extrem av rörelsen för att sedan tänja dem mot varandra. Sedan en del retuschering i comp på det så skulle man kunna ha ett godtagbart resultat. Frågan är om det då inte är enklare att utgå från två olika frames, en start- och en slutposition och göra det från grunden i post med någon form av liquify eller dylikt såsom beskrivet ovan. 13

6. Resultat, rekommendationer och reflektioner Vad går det då att härleda ur mina ovanstående exempel? Min frågeställning om huruvida det är möjligt att återskapa en smear i 3d-miljö med samma egenskaper som en ur klassisk animation får anses vara besvarad, då samtliga av mina exempel visar på ett förfarande som tekniskt sett fungerar. Emellertid är det få, om ens något av dem, som tycks särskilt tilltalande ur animatörens synpunkt, och även de mest användbara skulle nog endast i nödfall inkorporeras i ett arbetsflöde för ett större projekt. Därför var det glädjande när jag under mina efterforskningar stötte på två verktyg som båda kommer betydligt närmare den erforderliga nivå av användarvänlighet en animatör behöver för att kunna arbeta effektivt, kombinerat med minimalt behov av förarbete. 6.1. bosmear Den första av dessa, bosmear, är genialisk i sin enkelhet och bygger på kamerabaserade latticedeforms som appliceras i animationens slutskede. Användargränssnittet är intuitivt och strukturerat efter det tänkta arbetsförloppet. För att använda verktyget specificerar man en mesh på vilken man vill applicera effekten, och vilken kamera som ska användas. Vid exekvering skapas en lattice som en deformer på det valda objektet, där latticepunkterna styrs av ett nät av vertices vilket ligger framför kameran på så sätt att det genom kameran sett matchar upp helt med latticen. Modifiering av latticen och därigenom meshen sker således på vertices som kan manipuleras som vanligt med transformationsverktyg. I verktyget ingår funktioner för att sätta keyframes för vertexpunkterna och för att återställa dem till deras ursprungsposition. Effekten av att på detta sätt projicera latticen från kameran är att deformationerna i princip appliceras 2dimensionellt om än i en 3dimensionell rymd och av denna anledning har latticen endast latticepunkter längs den axel som är riktad mot kameran. 14

Detta innebär även att samma problematik som med lattices i faktisk 2d-miljö uppstår; för en karaktär som består av en sammansatt mesh kan det bli svårt att göra en smear på valda delar och samtidigt behålla den ursprungliga formen i andra. Att hela poängen med lattices är att förflytta många punkter med hjälp av få kontrollpunkter gör också att verktyget kan bli svårt att använda med exakthet om man till exempel vill smeara endast ena sidan av ett smalt objekt, latticens täthet går dock att justera i gränssnittet. Överlag är ändå fördelarna jämfört med andra metoder övervägande. bosmear för med sig lättheten och kontrollen hos en smear i postproduktion tillbaka in i 3d-applikationen och gör att resultatet går att förhandsgranska och justera fortlöpande av animatören. Samtidigt kringgår metoden helt problemet med rigging vilket minskar tidsåtgången för att implementera effekten i en pipeline avsevärt. bosmear är ett script till Autodesks Maya skrivet av Bohdon Sayre. Bohdon Sayres bosmear i bruk. 15

6.2. Smear tool Det andra verktyget är ett xsi-compound skrivet av Lucas Martell, upphovsman till den uppmärksammade kortfilmen Pigeon Impossible. Verktyget automatiserar processen att skapa en smear genom att i en animation, för de vertexpunkter som ska påverkas beräkna positionen vid föregående frame och sedan interpolera mellan denna och deras nuvarande position. Baserat på rörelsen räknar verktyget ut vilken kant som är den ledande och behåller denna intakt. Resultatet går att granska i realtid och magnituden på deformationen går att påverka med en animerbar parameter som flyttar vertexpunkterna 0-100% tillbaka till föregående position. Verktyget utvecklades för att användas som ett alternativ till motion blur snarare än för stiliserad animation i stil med The Dover Boys då Martell tyckte att motion blur förändrade karaktären på hans animation för mycket. Som en följd härav lämpar sig verktyget dåligt för extrema deformationer då inga kontroller finns för att påverka formen av smearen, däremot är det oerhört snabbt och smidigt att använda för subtila effekter och för att få frames att flyta ihop bättre. Smearverktyg av Lucas Martell. På bilden syns effekten av verktyget applicerad på en sfär och en cylinder samt användargränssnittet. 16

6.3. Reflektioner Naturligtvis finns det flera skäl till att smears är ovanliga i 3d-animation utöver de tekniska svårigheterna. Smears är inte och har heller aldrig varit speciellt vanliga inom vare sig klassisk eller digital animation, framför allt inte i de extrema grader som uppvisas på några av mina exempelbilder. Effekten tillhör en särskild stil som var populär under en kort tidsperiod och som sedermera har fått stå tillbaka för andra uttryck. Samtidigt spelar de ändrade förutsättningarna i ett digitalt arbetsflöde en stor roll för hur studios väljer att animera. Eftersom effekten blev populär på grund av att den sparade in tid och pengar är det bara naturligt att den faller bort då dess användande plötsligt innebär det motsatta. Vad gäller de för uppsatsen relevanta skillnaderna i arbetsflöde mellan 2d och 3d kan de sammanfattas på följande sätt. En komplicerad och detaljrik karaktär går snabbt att skapa i 2d men är tidskrävande att animera, en liknande karaktär i 3d tar lång tid att skapa men är snabb att animera - jämfört med att modellera högupplösta detaljer i tre dimensioner, skinna och rigga en karaktär är tidsåtgången nästan obefintlig för att rita en detaljrik bild, medan att animera samma karaktär är en plåga i 2d då alla detaljer måste ritas på nytt för varje frame, men simpelt i 3d då den, likt en docka, redan är färdigkonstruerad och redo att poseras. Vidare är fantasifulla, improvisatoriska eller fria modifieringar av en karaktär självklarheter i 2d men besvärliga i 3d då de kräver - och sätter stor press på - förarbete och planering, och varje ny drastisk formförändring ofta erfordrar ett särskilt tillägg i riggen eller speciallösningar såsom en scenspecifik modell. Tilläggas bör dock att rigging och karaktärssetup hela tiden förenklas och automatiseras mer och mer samtidigt som verktygen blir kraftfullare och bättre anpassade för specifika problem. I takt med att nya lösningar utvecklas och kombineras blir rigging en allt mindre del av arbetsflödet så min förhoppning är att det så småningom kommer att ha integrerats i andra verktyg såpass att det bara blir nödvändigt för detaljstyrning av riggfunktioner. 17

7. Källförteckning Böcker: Williams, Richard (2002) The Animator's Survival Kit, Faber Goldberg, Eric (2008) Character Animation Crash Course!, Silman James Pr Johnston, Ollie (1995) The Illusion of Life: Disney Animation, Disney Editions Lasseter, John (1987) Principles of Traditional Animation Applied to 3D Computer Animation Osipa, Jason (2004) Stop Staring: Facial Modeling and Animation Done Right, Sybex Webbsidor: Lucas Martell: Pigeon Impossible podcast # 13, smear tool. URL:http://pigeonimpossible.com/podcast/013.html hämtad 2011-05-24 Tony Chauzer: Smear i 3d, exempel. URL: http://tonychauzer.blogspot.com/2010/07/dont-fear-3dsmear.html hämtad 2011-05-24 Bohdon Sayre: bosmear script och diskussion. URL: http://boscripts.blogspot.com/2009/06/bosmear-20.html hämtad 2011-05-24 Dokument om animation i 2d och 3d. URL http://www.scribd.com/doc/2058781/comparison-of-2dand-3d-animation- hämtad 2011-05-24 Videotutorials Sansonetti, Carlo: Character Rigging: The Puppet Rig Schleifer, Jason: Animator Friendly Rigging Wackicki Wabbit (1943) Chuck Jones, Warner Bros. Animerad av Ken Harris. 18

19