Resumos · Oficina de Multimédia BPT · Secundário

Animação

Animar é construir o movimento fotograma a fotograma, decidindo quanto tempo dura cada ação e como se distribuem as posições dentro desse tempo. Percorrem-se aqui a base percetiva da ilusão do movimento e as técnicas que a exploram, do desenho quadro a quadro à pixilação e ao 3D; os fotogramas-chave, a interpolação e a diferença entre temporização e espaçamento; os princípios clássicos sistematizados por Frank Thomas e Ollie Johnston; e o fluxo de produção tridimensional, da modelação à renderização. Oficina de Multimédia B é uma disciplina de opção do 12.º ano sem Exame Final Nacional, avaliada internamente a partir das produções e do projeto.

4 secções~37 min de leitura5 competênciasNível Base 1 · Padrão 1 · Aprofundamento 2

T·0777 / 8

Perfil de exame

Distinguir as técnicas de animação e escolher a adequada a uma intenção expressiva e aos meios disponíveisRelacionar frequência, duração e número de fotogramas, e calcular os desenhos necessários a uma sequênciaConstruir uma animação com fotogramas-chave e interpolação, controlando a temporização e o espaçamentoAplicar os princípios clássicos da animação para obter movimento credível e expressivoDescrever e executar o fluxo de produção de uma animação 2D ou 3D, até à renderização e à composição final

Operadores:conhecedistinguerelacionacalculautilizaaplicacriajustifica

nível básico

Reconhecer as técnicas de animação, ler uma linha de tempo com fotogramas-chave e intercalares e calcular quantos fotogramas tem uma sequência de dada duração.

nível avançado

Controlar interpolação, temporização e espaçamento no editor de curvas, aplicar os princípios clássicos com rigor e conduzir um fluxo 3D completo até à renderização e à composição.

Profundidade

Texto

Conteúdo · 4 secções

Animação

Perceção do movimento e técnicas de animação#

BaseAE-oficina-de-multimedia-b-12-animacao

Uma animação não contém movimento nenhum: contém imagens fixas, ligeiramente diferentes umas das outras, mostradas em sucessão rápida. É o sistema visual que constrói o movimento a partir dessa série, e só a partir de uma certa cadência — abaixo dela vê-se uma sequência de estampas, acima dela vê-se uma ação contínua. Os fenómenos percetivos em causa foram descritos pela psicologia da Gestalt: Max Wertheimer estudou em 1912 o fenómeno phi, a impressão de movimento puro entre dois estímulos que se acendem alternadamente, e o movimento beta, em que se vê o próprio objeto deslocar-se de uma posição para a outra. Para o autor a consequência é direta: aquilo que se desenha não é o movimento, são os estados entre os quais o espetador vai construí-lo.

A explicação tradicionalmente ensinada é a « persistência da visão » — a ideia de que a retina retém cada imagem por uma fração de segundo e que essa retenção cola os fotogramas uns aos outros. Convém dizê-lo com honestidade: essa explicação é hoje considerada insuficiente. A persistência retiniana existe e ajuda a perceber por que não vemos os intervalos escuros entre fotogramas, uma vez que o obturador do projetor tapa o ecrã durante boa parte do tempo sem que a imagem se apague; mas não explica a perceção do movimento em si, que depende de mecanismos cerebrais de deteção de movimento aparente e não de um simples rasto deixado na retina. Repetir a versão simplificada como facto estabelecido é um erro corrente, e o rigor pede que se separem as duas coisas: de um lado a fusão do intervalo escuro, do outro a construção do movimento.

A cadência mede-se em fotogramas por segundo (fps) e é uma decisão de projeto, não uma constante da natureza. O cinema fixou-se em 24 fps com a chegada do som, no final da década de 1920, porque era a velocidade mínima que dava uma banda sonora aceitável; a televisão europeia trabalha a 25 fps, a norte-americana a cerca de 30, e os jogos e a animação para ecrã procuram 60 fps para obter resposta imediata. Há ainda um pormenor que separa cadência de cintilação: o projetor de película mostra cada fotograma duas ou três vezes, elevando a frequência de piscar acima do limiar em que o olho a deteta, sem por isso exigir um único fotograma a mais ao animador. Abaixo de 12 fps o movimento começa a ler-se aos saltos; daí para cima, mais fotogramas dão mais fluidez e mais trabalho, e a escolha depende do que a obra quer — a fluidez nítida de um genérico ou a vibração assumida de uma animação a 8 fps.

As técnicas repartem-se sobretudo pela matéria que se anima (Fig. 1). No desenho quadro a quadro cada fotograma é desenhado de novo, hoje sobre mesa de luz ou sobre tablete, e é a técnica de maior liberdade plástica — a forma pode transformar-se em qualquer coisa — ao preço do maior volume de trabalho. Na animação de recortes as figuras são articuladas em peças que se deslocam e rodam, o que reduz drasticamente o desenho e imprime um movimento característico, de teatro de sombras. O stop-motion fotografa objetos reais deslocados à mão entre fotogramas — massa de modelar, marionetas com armação metálica, objetos encontrados —, e dá matéria, peso e luz verdadeiros, mas cada engano obriga a repetir o plano e o cenário tem de sobreviver intacto durante semanas. A pixilação é o stop-motion aplicado a pessoas, fotografadas pose a pose, e produz um movimento sobrenatural que nenhum outro processo imita.

Técnicas de animação

Fig. 1Fig. 1 — As técnicas de animação: como se produz cada uma, o que dá expressivamente e o que custa produzir.

Do lado das técnicas que partem de imagem já existente, a rotoscopia decalca o movimento sobre imagem previamente filmada — o processo foi patenteado por Max Fleischer em 1917 — e dá naturalidade ao gesto ao custo de uma certa rigidez, por lhe faltar a estilização que o desenho livre traz. A animação de areia sobre vidro retroiluminado e o ecrã de alfinetes, inventado por Alexandre Alexeïeff e Claire Parker na década de 1930, produzem imagens de textura e claro-escuro impossíveis noutro suporte, e são efémeras: cada fotograma destrói o anterior. A animação 2D digital trabalha em vetorial, com personagens articuladas e interpolação automática, ou em bitmap, imitando o desenho tradicional com camadas, papel cebola digital e pincéis. A animação 3D constrói objetos num espaço tridimensional e deixa a câmara e a luz mover-se livremente; e os motion graphics animam tipografia, formas e informação, e são a linguagem corrente dos genéricos, das vinhetas e da infografia animada.

A escolha da técnica é uma decisão de projeto e não de gosto, porque cada uma traz consigo um custo e um calendário. A regra prática de atelier é fazer as contas antes de decidir: estimar a duração em segundos, converter em fotogramas e só então perguntar quantas horas custa cada fotograma naquela técnica. Meio minuto de motion graphics faz-se em dias; meio minuto de stop-motion com marionetas ocupa uma equipa durante semanas; e meio minuto de desenho quadro a quadro a 24 fps são 720 desenhos. Em contexto escolar isto traduz-se numa regra simples — encurtar a duração e subir a exigência plástica, em vez do contrário —, e a fundamentação dessa escolha é, ela própria, matéria de avaliação.

N_{\text{fotogramas}} = f \times t

Fotogramas de uma sequência

f é a frequência em fotogramas por segundo e t a duração em segundos. É o primeiro cálculo de qualquer plano animado: 10 segundos a 24 fps são 240 fotogramas.

Exemplo resolvido

Quantas fotografias tem uma sequência de marionetas

Uma sequência de stop-motion com marionetas dura 20 segundos e vai ser exposta a 25 fps, animada a dois — isto é, cada pose é fotografada para dois fotogramas seguidos. (a) Quantos fotogramas tem a sequência? (b) Quantas poses é preciso fotografar? (c) Se cada pose ocupar cerca de 2 minutos entre deslocar a marioneta, verificar o enquadramento e disparar, quanto tempo de rodagem é preciso reservar?

Fotogramas da sequência
20 s × 25 fps = 500 fotogramas.
$N_{\text{fotogramas}} = 25 \times 20 = 500$
Poses a fotografar
Animada a dois, cada pose serve dois fotogramas seguidos: 500 ÷ 2 = 250 poses.
Tempo de rodagem
250 poses × 2 min = 500 minutos, ou seja 8 h 20 min de mesa de animação — sem contar a montagem do cenário, os ensaios de luz nem as repetições.
Ler o resultado
Vinte segundos de ecrã custam mais do que um dia inteiro de trabalho contínuo. Animada a uns, a mesma sequência exigiria 500 poses e cerca de 16 h 40 min: o passo de exposição é, em stop-motion, uma decisão de calendário antes de ser uma decisão estética.

Resultado: A sequência tem 500 fotogramas e exige 250 poses fotografadas, cerca de 8 h 20 min de rodagem a dois minutos por pose. A dois custa metade do que custaria a uns — e é por isso que quase todo o stop-motion escolar se anima a dois.

Erros frequentes

Apresentar a « persistência da visão » como a explicação do movimento percebido: quando muito explica a fusão dos intervalos escuros, não a construção do movimento.
Confundir pixilação com rotoscopia — na pixilação fotografam-se pessoas reais pose a pose, na rotoscopia decalca-se o desenho sobre imagem previamente filmada.
Planear uma curta em stop-motion sem contar os fotogramas: 30 segundos a 25 fps são 750 fotogramas, e cada um deles é uma fotografia feita com o cenário intacto.
Chamar « animação 3D » a qualquer imagem gerada por computador: o 3D define-se por os objetos existirem num espaço tridimensional, com câmara e luz, e não pela aparência volumétrica do resultado.

Revisão ativa

A tua turma vai produzir uma vinheta de 15 segundos para abrir a mostra de trabalhos da escola. (a) Escolhe duas técnicas candidatas entre as da Fig. 1 e, para cada uma, calcula o número de fotogramas a 25 fps e estima quantos desenhos ou poses seriam precisos. (b) Confronta as duas estimativas com o tempo de aula efetivamente disponível. (c) Decide e fundamenta a escolha em cinco linhas, dizendo o que ganhas plasticamente e o que aceitas perder.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Oficina de Multimédia B — 12.º ano (DGE) (Direção-Geral da Educação (DGE)) · Oficina de Multimédia B — documento curricular da disciplina (Direção-Geral da Educação (DGE))

Fotogramas-chave, interpolação e temporização#

AprofundamentoAE-oficina-de-multimedia-b-12-animacao

A animação não se constrói fotograma após fotograma, do princípio para o fim: constrói-se pelas posições que decidem a ação. Chamam-se fotogramas-chave — keyframes — aos fotogramas em que a personagem ou o objeto atinge uma posição determinante: o extremo de um gesto, o instante do impacto, a pose de chegada. Entre dois fotogramas-chave ficam os intercalares (inbetweens), que não decidem nada e apenas conduzem de um extremo ao outro (Fig. 2). Nos estúdios tradicionais esta divisão era também uma divisão de trabalho — o animador desenhava as chaves e o intercalador desenhava o percurso entre elas —, e é exatamente essa repartição que o computador herdou.

Linha de tempo: chaves, intercalares, passo de exposição e espaçamento

Fig. 2Fig. 2 — Doze fotogramas, meio segundo a 24 fps: chaves e intercalares, o mesmo movimento a uns e a dois, e as mesmas posições distribuídas de dois modos diferentes.

Numa aplicação digital basta marcar dois fotogramas-chave para que a máquina calcule os intercalares: é a interpolação, ou tweening. Se a interpolação for linear, o percurso é repartido em partes iguais e o resultado é um movimento de velocidade constante, que arranca e para instantaneamente — leitura mecânica, de autómato. Se for suavizada, a velocidade cresce no início e decresce no fim: são as entradas e saídas lentas, ease in e ease out, que dão a impressão de massa e de inércia (Fig. 3). O instrumento em que isto se controla é o editor de curvas, onde cada propriedade animada — posição, rotação, escala, opacidade — aparece como uma curva de valor no tempo, com pegas de Bézier em cada chave; puxar uma pega achata a curva junto ao extremo, e é essa a diferença entre um título que « aparece » e um título que « chega ».

Interpolação linear e interpolação suavizada

Fig. 3Fig. 3 — Interpolação linear e interpolação suavizada: as duas percorrem o mesmo trajeto no mesmo tempo e cruzam-se a meio, mas a curva 3x² − 2x³ parte e chega com declive nulo — é a entrada e a saída lentas.

Há duas noções que se confundem constantemente e que é indispensável separar. A temporização (timing) responde a « quantos fotogramas dura a ação »: uma cabeça que se vira em 6 fotogramas é rápida, em 24 é lenta, e é a temporização que dá o peso, porque um objeto pesado demora mais a arrancar e mais a parar. O espaçamento (spacing) responde a « como se distribuem as posições dentro desses fotogramas »: com o mesmo número de fotogramas, posições igualmente afastadas dão velocidade constante, e posições que se apertam junto às extremidades dão aceleração e travagem. É o espaçamento, e não a temporização, que produz a sensação de acelerar. Duas ações com exatamente a mesma duração podem ler-se, uma como um empurrão mecânico e a outra como um gesto vivo, apenas por causa disto (Fig. 2).

Um desenho não tem de ocupar um só fotograma. Animar « a uns » é expor um desenho por fotograma — 24 desenhos por cada segundo a 24 fps —, ao passo que animar « a dois » é expor cada desenho durante dois fotogramas, o que dá 12 desenhos por segundo e metade do trabalho (Fig. 4). Grande parte da animação tradicional é feita a dois porque, para a maioria das ações, doze imagens distintas por segundo bastam ao olho, e aquilo que se poupa em quantidade investe-se na qualidade de cada desenho. O critério é a velocidade do movimento: ações rápidas, deslocações amplas e movimentos de câmara pedem « a uns », sob pena de o movimento ganhar um salto estroboscópico; ações lentas e diálogo aguentam bem « a dois »; e há sequências deliberadamente animadas « a três » ou « a quatro » para obter uma cadência dura e escandida.

Desenhos para 10 segundos de animação

Fig. 4Fig. 4 — Dez segundos de animação: 240 desenhos a 24 fps « a uns », 120 a 24 fps « a dois », 120 a 12 fps « a uns » e 250 a 25 fps « a uns ».

A escrita da temporização faz-se antes de qualquer desenho, na folha de exposição — também dita folha de câmara, e em inglês exposure sheet ou dope sheet. É uma grelha em que cada linha corresponde a um fotograma e cada coluna a um nível de imagem, ao diálogo, às indicações de câmara e às instruções de exposição, e nela se lê de relance quantos fotogramas dura cada pose e onde ficam as chaves. Nas aplicações digitais a folha de exposição sobreviveu com outro nome: a linha de tempo com as suas faixas, acompanhada do editor de curvas. O hábito de a preencher primeiro — cronometrando a ação com um relógio, ou representando-a e contando os segundos — evita a armadilha mais frequente do trabalho digital, que é começar a animar sem saber quanto tempo a ação deve durar.

N_{\text{desenhos}} = \frac{f \times t}{k}

Desenhos com passo de exposição

f é a frequência em fotogramas por segundo, t a duração em segundos e k o passo de exposição: k = 1 anima « a uns » e k = 2 anima « a dois ». A 24 fps, um segundo custa 24 desenhos a uns e 12 a dois.

Exemplo resolvido

O genérico de 8 segundos

O genérico da curta-metragem da turma dura 8 segundos e o projeto está a 25 fps. (a) Quantos fotogramas tem? (b) Se for desenhado à mão e animado a dois, quantos desenhos são precisos? (c) E se uma passagem de 2 segundos tiver de ser animada a uns, por conter um movimento rápido de câmara?

Fotogramas do genérico
8 s × 25 fps = 200 fotogramas.
$N_{\text{fotogramas}} = 25 \times 8 = 200$
Desenhos a dois
Com passo de exposição k = 2, cada desenho serve dois fotogramas: 200 ÷ 2 = 100 desenhos.
$N_{\text{desenhos}} = \frac{25 \times 8}{2} = 100$
A passagem a uns
Os 2 segundos animados a uns são 2 × 25 = 50 fotogramas e, portanto, 50 desenhos. Os restantes 6 segundos a dois são 6 × 25 = 150 fotogramas, ou seja 150 ÷ 2 = 75 desenhos.
Somar o trabalho misto
50 + 75 = 125 desenhos, contra os 100 do genérico todo a dois e os 200 que custaria todo a uns.

Resultado: O genérico tem 200 fotogramas: 100 desenhos se for todo animado a dois, 200 se for todo a uns, e 125 na solução mista que reserva « a uns » apenas para os 2 segundos de movimento rápido. Vinte e cinco desenhos a mais é o preço exato de não deixar a câmara saltar.

Exemplo resolvido

Temporização e espaçamento numa entrada de título

Um título tem de atravessar 100 mm de ecrã e a ação deve durar 0,4 segundos, num projeto a 24 fps. (a) Quantos fotogramas ocupa? (b) Compara a posição do título em cada fotograma com espaçamento uniforme e com a suavização da Fig. 3, e diz o que muda na leitura.

Temporização
0,4 s × 24 fps = 9,6 fotogramas. Como não existem meios fotogramas, arredonda-se para 10 fotogramas, isto é 10 ÷ 24 ≈ 0,42 s. A temporização fica decidida.
$N_{\text{fotogramas}} = 24 \times 0{,}4 = 9{,}6 \approx 10$
Espaçamento uniforme
Repartindo os 100 mm por 10 intervalos iguais, o título avança 10 mm em cada fotograma, do primeiro ao último. É a interpolação linear: arranca à velocidade máxima e para de repente.
Espaçamento suavizado
Com a curva 3u² − 2u³ da Fig. 3, em que u é a fração de tempo decorrido, os avanços por fotograma passam a ser 2,8 — 7,6 — 11,2 — 13,6 — 14,8 — 14,8 — 13,6 — 11,2 — 7,6 — 2,8 mm, que somam exatamente 100 mm.
Ler os números
O primeiro fotograma avança 2,8 mm em vez de 10, e o fotograma central avança 14,8 mm, 48 % acima do valor mecânico. A duração é rigorosamente a mesma; o que mudou foi apenas a distribuição das posições.

Resultado: A ação ocupa 10 fotogramas nos dois casos — a temporização é idêntica. Com espaçamento uniforme o título percorre sempre 10 mm por fotograma; com entrada e saída lentas percorre 2,8 mm no primeiro fotograma e 14,8 mm no central, 48 % acima do valor mecânico. É o espaçamento, e só ele, que faz o título ganhar peso.

Erros frequentes

Marcar dois fotogramas-chave, aceitar a interpolação linear por omissão e estranhar depois que o movimento pareça de máquina — falta apenas suavizar as entradas e as saídas.
Tentar acelerar uma ação encurtando-lhe a duração quando o que a fazia parecer mecânica era o espaçamento uniforme: encurtar torna-a rápida, não acelerada.
Multiplicar os fotogramas-chave na esperança de controlar melhor o movimento — chaves a mais retiram ao computador a curva contínua e devolvem um percurso aos solavancos.
Animar tudo a uns por igual, gastando o dobro dos desenhos em ações lentas que a dois se leriam exatamente da mesma maneira.
Confundir o passo de exposição com a frequência do projeto: animar a dois não passa o projeto de 24 para 12 fps — continua a haver 24 fotogramas por segundo, apenas repetidos dois a dois.

Revisão ativa

Anima o logótipo da mostra a entrar em cena, com 1,2 segundos de duração num projeto a 25 fps. (a) Quantos fotogramas tem a entrada? (b) Marca dois fotogramas-chave e exporta duas versões, uma com interpolação linear e outra com entrada e saída lentas. (c) Descreve em cinco linhas a diferença de leitura entre as duas, usando corretamente os termos temporização e espaçamento. (d) Se a mesma entrada fosse desenhada à mão e animada a dois, quantos desenhos custaria?

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Os princípios clássicos da animação#

PadrãoAE-oficina-de-multimedia-b-12-animacao

Os princípios clássicos da animação foram sistematizados por Frank Thomas e Ollie Johnston no livro « The Illusion of Life: Disney Animation », publicado em 1981. Os dois autores eram animadores dos estúdios Disney e pertenciam ao grupo a que o próprio Walt Disney chamava os « Nine Old Men »; o que fizeram no livro não foi inventar os princípios, mas recolher e ordenar aquilo que a prática do estúdio tinha ido descobrindo desde a década de 1930, no esforço de fazer o desenho animado convencer. Os doze princípios são: esmagar e esticar, antecipação, encenação, animação direta e pose a pose, ação continuada e sobreposta, entradas e saídas lentas, arcos, ação secundária, temporização, exagero, desenho sólido e apelo. Valem para qualquer técnica — desenho, marionetas, 3D ou motion graphics — porque não descrevem ferramentas: descrevem como o olho lê o movimento.

Esmagar e esticar (squash and stretch) é o princípio mais visível e provavelmente o mais importante: a matéria deforma-se quando é acelerada ou travada, e o desenho tem de mostrar essa deformação. Uma bola alonga-se na direção do movimento durante a queda e achata-se contra o chão no impacto (Fig. 5); um rosto deforma-se quando fala; um braço estica quando é lançado. A regra que impede o abuso é a conservação aparente do volume: se a forma estica em altura tem de estreitar em largura, e se esmaga em altura tem de alargar — sem isso, a personagem parece mudar de tamanho de fotograma para fotograma. Há ainda um segundo efeito, muito prático: o alongamento cobre a distância entre duas posições sucessivas e impede que uma forma muito rápida pareça saltar de um sítio para o outro.

Esmagar e esticar numa bola que cai

Fig. 5Fig. 5 — Esmagar e esticar: a bola estica onde o espaçamento é maior, esmaga no impacto e volta a ser redonda em repouso; a trajetória descreve arcos, não linhas retas.

Antecipação é o movimento preparatório em sentido contrário ao da ação principal: quem vai saltar dobra primeiro os joelhos, quem vai atirar recua o braço, quem vai arrancar a correr inclina-se antes para trás. Tem duas funções, uma física e outra dramática. Fisicamente, quase nenhum movimento real começa do nada — há sempre uma acumulação —, e a sua ausência faz a ação parecer um corte de montagem. Dramaticamente, a antecipação avisa o espetador de onde tem de olhar e do que vai acontecer, razão por que quanto mais rápida for a ação principal mais longa tem de ser a preparação. Uma ação de 4 fotogramas precedida de 12 fotogramas de antecipação lê-se sem esforço; a mesma ação sem preparação passa despercebida.

Entradas e saídas lentas (slow in, slow out) traduzem a inércia: nada com massa arranca à velocidade final nem para instantaneamente. Em desenho tradicional isto conta-se em desenhos — acumulam-se intercalares junto às poses-chave e rareiam-se a meio do percurso; em digital, é exatamente a suavização da curva de interpolação estudada na secção anterior. É o princípio que mais depressa transforma uma animação escolar: a mesma sequência, com as mesmas chaves e a mesma duração, deixa de parecer feita por uma máquina apenas por se achatarem as curvas junto às extremidades. E a exceção confirma a regra — uma pancada, um susto ou um impacto pedem precisamente o contrário, um arranque abrupto, sem entrada lenta.

Arcos: quase nada em movimento natural percorre uma linha reta. Um braço roda em torno do ombro e do cotovelo, a cabeça descreve um arco ao virar-se, um objeto lançado segue uma parábola, e um andar faz o corpo subir e descer em ondulação. O erro típico da animação digital nasce daqui: a interpolação entre duas poses de um braço segue por omissão a linha reta que une as duas posições da mão, o que encurta o braço a meio do percurso e produz um movimento impossível — corrige-se acrescentando um fotograma-chave a meio, sobre o arco, ou passando a interpolação da trajetória a curva. A verificação é simples e faz-se de olhos no ecrã: seguir com o dedo o caminho de um ponto — a ponta do nariz, a mão, o extremo da cauda — e confirmar que descreve uma curva limpa.

Ação continuada e sobreposta (follow through e overlapping action) trata do que acontece quando a ação principal termina, e do facto de as diferentes partes de um corpo nunca pararem ao mesmo tempo. Quando uma personagem trava, o cabelo, a roupa, os braços e a cauda continuam ainda alguns fotogramas e só depois assentam, muitas vezes com um pequeno regresso antes de estabilizar; e quando começa a andar, a anca parte primeiro e os apêndices seguem com atraso — é o arrasto (drag). Um método corrente é decalar cada parte um ou dois fotogramas em relação àquela que a comanda, o que basta para o movimento ganhar articulação. Sem este princípio, uma personagem em 3D lê-se como uma peça única, e é por isso que os riggers acrescentam controlos secundários só para o cabelo, o tecido ou as orelhas.

Os restantes princípios completam o conjunto. A encenação (staging) manda apresentar uma ideia de cada vez e de forma inequívoca, o que se decide no enquadramento, na silhueta e no contraste — se a pose não se lê em silhueta preta, não se lê de todo. A animação direta desenha do primeiro fotograma ao último e dá espontaneidade a fluidos e a acidentes, ao passo que a pose a pose fixa primeiro as chaves e garante o controlo da temporização; a prática combina as duas. A ação secundária acrescenta um gesto que apoia o principal sem lhe roubar a atenção, como uma mão que ajeita o cabelo enquanto a personagem fala. O exagero empurra a pose para além do natural, porque uma emoção desenhada com realismo lê-se apagada; o desenho sólido exige volume, peso e perspetiva coerentes; e o apelo (appeal) pede uma personagem de silhueta legível e interessante de olhar, o que nada tem que ver com ser bonita.

t_{\text{queda}} = \sqrt{\frac{2h}{g}}

Duração de uma queda livre

h é a altura em metros e g ≈ 9,8 m/s² a aceleração da gravidade. Serve para ancorar a temporização de uma queda num valor credível antes de a estilizar: de 1,2 m, a queda dura cerca de 0,49 s.

Exemplo resolvido

A temporização de uma queda credível

Uma bola é largada de 1,2 m de altura, numa animação a 24 fps. (a) Quanto tempo dura a queda e quantos fotogramas ocupa? (b) Como se distribuem as posições ao longo desses fotogramas? (c) Que consequência tem isso para o esmagar e esticar?

Duração da queda
t = √(2h ÷ g) = √(2 × 1,2 ÷ 9,8) = √0,2449 ≈ 0,49 s.
$t = \sqrt{\frac{2 \times 1{,}2}{9{,}8}} \approx 0{,}49\ \text{s}$
Passar a fotogramas
0,49 × 24 = 11,9, ou seja 12 fotogramas — exatamente meio segundo de ecrã.
Distribuir as posições
Numa queda, a distância percorrida cresce com o quadrado do tempo, pelo que a posição no fotograma n vale 1,2 × (n ÷ 12)² metros. Os avanços entre fotogramas consecutivos seguem os números ímpares — 1, 3, 5, …, 23 —, em unidades de 1,2 ÷ 144 = 0,83 cm.
Ler os extremos
O primeiro fotograma faz a bola descer 0,83 cm; o último fá-la descer 23 × 0,83 ≈ 19,2 cm, vinte e três vezes mais. Os desenhos apertam-se no alto e abrem-se junto ao chão: é a entrada lenta do princípio, escrita em números.
A consequência plástica
É no fotograma de maior espaçamento que a bola tem de aparecer mais esticada, porque é aí que se desloca mais depressa, e é no seguinte, contra o chão, que se esmaga. Somando os doze avanços: 1 + 3 + 5 + … + 23 = 144 unidades, e 144 × 0,83 cm = 1,2 m, o que confirma o cálculo.

Resultado: A queda de 1,2 m dura cerca de 0,49 s, isto é 12 fotogramas a 24 fps — exatamente meio segundo. As posições não se distribuem por igual: o primeiro fotograma avança 0,83 cm e o último 19,2 cm. Estica-se onde o espaçamento é maior e esmaga-se no impacto, e a queda ganha peso sem que se tenha desenhado um único fotograma a mais.

Erros frequentes

Atribuir os doze princípios a Walt Disney em pessoa, ou a uma data anterior: quem os sistematizou foram Frank Thomas e Ollie Johnston, no livro de 1981, a partir da prática do estúdio desde a década de 1930.
Esmagar e esticar sem conservar o volume aparente: a forma incha ou encolhe, e a personagem passa a mudar de tamanho a cada fotograma.
Fazer a ação principal começar logo no primeiro fotograma, sem antecipação — o movimento existe, mas o espetador não chega a vê-lo começar.
Deixar toda a personagem parar no mesmo fotograma: sem ação continuada nem arrasto, um corpo articulado lê-se como um bloco rígido.
Confundir ação secundária com um segundo movimento principal: se rouba a atenção, deixou de ser secundária e a encenação perdeu-se.

Revisão ativa

Anima uma bola a cair de cerca de um metro de altura, a ressaltar duas vezes e a parar, num projeto a 24 fps. (a) Escreve primeiro a temporização de cada troço, em fotogramas. (b) Aplica esmagar e esticar mantendo o volume aparente e confirma por medição simples que a forma não muda de tamanho. (c) Identifica por escrito, na tua sequência, onde estão a antecipação, os arcos, as entradas e saídas lentas e a ação continuada. (d) Justifica por que razão o segundo ressalto tem de ser mais baixo e mais curto do que o primeiro.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Animação 3D: fluxo de produção e renderização#

AprofundamentoAE-oficina-de-multimedia-b-12-animacao

A animação tridimensional distingue-se por não desenhar imagens: constrói objetos num espaço de três eixos, dá-lhes câmara e luz, e deixa que o cálculo produza cada fotograma. Isso obriga a um fluxo de produção com etapas encadeadas e pouco reversíveis (Fig. 6): modelação, texturização, rigging, animação, iluminação, renderização e composição final. A ordem importa porque cada etapa consome o resultado da anterior — não se anima o que não tem esqueleto, não se ilumina o que não tem material —, e voltar atrás para mudar a malha depois de a personagem estar articulada obriga muitas vezes a refazer os pesos. Daí a primeira regra de projeto em 3D: decidir cedo, ensaiar em versões grosseiras e só depois investir no acabamento.

Fluxo de produção 3D

Fig. 6Fig. 6 — O fluxo de produção 3D: cada etapa consome o resultado da anterior, da modelação até à composição final.

Modelar é construir a superfície do objeto. A representação corrente é a malha poligonal, feita de vértices, arestas e faces, com preferência por faces de quatro lados, que se subdividem e deformam com previsibilidade — os triângulos usam-se no motor final, mas complicam a edição. A qualidade de uma malha mede-se pela topologia, isto é, pela maneira como as arestas se organizam: as boas malhas fazem correr anéis de arestas ao longo das linhas de deformação — à volta dos olhos, da boca, dos cotovelos e dos joelhos —, porque é aí que a superfície vai dobrar. Uma malha densa mas desorganizada dobra mal, por muitos polígonos que tenha. Trabalha-se por isso em baixa densidade e recorre-se à subdivisão para obter a suavidade, mantendo o modelo manejável.

Texturizar é dizer de que é feita a superfície. Como a malha é tridimensional e as imagens são planas, é preciso planificá-la — abri-la num plano, como se abre um molde de costura —, e às coordenadas dessa planificação chamam-se coordenadas UV; costuras mal colocadas dão texturas esticadas ou interrompidas. Sobre esse plano pintam-se ou projetam-se os mapas: o de cor, que dá a matiz da superfície; o de rugosidade, que decide se ela reflete como um espelho ou como um estuque; o metálico; o mapa de normais, que simula relevo fino sem acrescentar um único polígono; e o de deslocamento, que desloca de facto a geometria. O conjunto forma o material, e é ele — mais do que a forma — que faz a madeira parecer madeira.

Um modelo é uma casca imóvel; para se mexer precisa de um rig. O rigging monta uma hierarquia de ossos e articulações dentro da malha e acrescenta-lhe controlos manejáveis, para que o animador não tenha de tocar em vértices. O skinning liga a malha ao esqueleto atribuindo a cada vértice um peso por osso — quanto desse vértice segue cada articulação —, e é o afinar destes pesos que decide se um cotovelo dobra como um cotovelo ou colapsa como um canudo amassado. É aqui que aparecem as duas maneiras de comandar uma cadeia articulada: a cinemática direta (FK), em que se roda cada articulação a partir da raiz e a extremidade vai onde essa cadeia a levar — natural para gestos livres, que descrevem arcos —, e a cinemática inversa (IK), em que se posiciona a extremidade e o programa resolve os ângulos intermédios — indispensável quando o pé tem de ficar cravado no chão ou a mão colada a uma mesa.

Animar em 3D é, no essencial, o que se estudou na secção anterior: marcam-se poses-chave nos controlos do rig, o programa interpola, e o trabalho fino faz-se no editor de curvas, ajustando espaçamentos e suavizações. A alternativa é a captura de movimento, que regista o desempenho de um intérprete por marcadores óticos ou por sensores inerciais e o transfere para o rig: dá naturalidade imediata e resolve multidões e ação física, mas entrega dados densos, ruidosos e difíceis de estilizar, que quase sempre é preciso limpar e voltar a animar por cima. A escolha repete o dilema da rotoscopia — verosimilhança contra estilização — e, num projeto escolar, a animação por fotogramas-chave ensina mais, porque obriga a decidir cada pose.

A iluminação faz em 3D o mesmo que faz em fotografia, com a diferença de que aqui tudo é decidido, incluindo aquilo que na realidade seria acidente. O esquema de partida é o de três pontos — luz principal, que modela a forma e define as sombras; luz de preenchimento, que abre as sombras sem as apagar; e contraluz, que separa a figura do fundo —, ao qual se junta com frequência uma iluminação de ambiente por imagem panorâmica de alta gama dinâmica, que traz para a cena a luz de um lugar real. A câmara virtual tem os mesmos parâmetros da câmara física: distância focal, que decide a perspetiva e a compressão dos planos, abertura e profundidade de campo, e movimentos com a mesma inércia de um travelling verdadeiro. Uma cena bem modelada e mal iluminada continua a parecer uma maqueta de plástico: a luz é a etapa em que o 3D se torna imagem.

Renderizar é calcular a imagem final, fotograma a fotograma. Os métodos por traçado de raios ou de caminhos seguem a luz pela cena e devolvem imagens fisicamente credíveis a troco de tempo de cálculo; a rasterização, usada em tempo real, aproxima os mesmos efeitos para conseguir entregar sessenta imagens por segundo. O que caracteriza esta etapa é uma aritmética implacável: o custo total é o número de fotogramas multiplicado pelo tempo de cálculo de cada um, e um plano de poucos segundos pode ocupar uma máquina uma noite inteira. Por isso se distribui o cálculo por várias máquinas — a render farm —, se renderiza primeiro em baixa qualidade para verificar o movimento, e se separa a imagem em passes (cor, oclusão ambiente, profundidade, máscaras) que a composição final volta a juntar. Compor no fim permite corrigir o contraste de uma sombra, acrescentar desfoque de profundidade ou mudar a cor de um objeto sem voltar a renderizar — é aí que se recupera o tempo que a renderização gastou.

Convém fechar desfazendo um equívoco frequente: o 3D não substitui nem contraria o 2D, e os princípios são exatamente os mesmos. Uma personagem tridimensional sem antecipação lê-se tão mal como um desenho sem antecipação; um percurso interpolado em linha reta continua a ser um percurso sem arco; e o esmagar e esticar existe em 3D, feito por deformadores e por escalas não uniformes comandadas pelo rig. O que muda são as ferramentas e a repartição do esforço: o 3D investe muito antes de animar — modelar, texturizar e articular — e depois reutiliza a personagem em todos os planos, ao passo que o 2D investe pouco antes e muito durante, desenho a desenho. Escolher entre os dois num projeto de turma é, sobretudo, escolher onde se quer gastar o tempo de que se dispõe.

T_{\text{render}} = N_{\text{fotogramas}} \times t_{\text{fotograma}}

Tempo total de renderização

N é o número de fotogramas e t o tempo de cálculo de cada um. Distribuindo o trabalho por m máquinas, o tempo de relógio passa a ser aproximadamente T ÷ m — é o cálculo que decide se o projeto se entrega a tempo.

Exemplo resolvido

Quanto tempo demora a renderizar o genérico

O genérico de 8 segundos a 25 fps, agora produzido em 3D, foi ensaiado a 45 segundos de cálculo por fotograma. (a) Quantos fotogramas tem? (b) Quanto tempo demora a renderização completa numa máquina? (c) E distribuída pelos 5 computadores da sala? (d) Que margem convém acrescentar?

Fotogramas
8 s × 25 fps = 200 fotogramas — o mesmo cálculo da secção anterior.
Tempo numa máquina
200 fotogramas × 45 s = 9000 segundos.
$T_{\text{render}} = 200 \times 45 = 9000\ \text{s}$
Converter em horas
9000 ÷ 3600 = 2,5 h, isto é, 2 h 30 min de máquina ocupada.
Distribuir por 5 máquinas
Repartindo os 200 fotogramas por 5 computadores, cada um calcula 40 fotogramas: 40 × 45 = 1800 s, ou seja 30 minutos.
Contar com o resto
Ao tempo de cálculo há que somar aquilo que a aritmética não vê: exportar e copiar ficheiros, o primeiro fotograma que sai errado, a composição final e uma segunda passagem depois das correções. Uma margem de metade do tempo estimado é prudente — aqui, mais 15 minutos sobre os 30.

Resultado: O genérico tem 200 fotogramas e 2 h 30 min de renderização numa máquina, que descem a 30 minutos distribuídos por 5 computadores. É por isso que a renderização se ensaia cedo, com um fotograma isolado: o valor de 45 s por fotograma é o que permite dizer, uma semana antes, se o projeto se entrega.

Erros frequentes

Modelar com muitos polígonos e má topologia, convencido de que a densidade resolve tudo: o que decide a deformação é a organização dos anéis de arestas, não a contagem.
Deixar a renderização para o último dia. O cálculo não se comprime: 200 fotogramas a 45 s por fotograma são duas horas e meia de máquina, e um erro descoberto no fim obriga a repetir tudo.
Confundir o mapa de normais com o de deslocamento — o primeiro simula relevo apenas na iluminação e não altera a silhueta, o segundo desloca a geometria e altera-a.
Animar em 3D com a interpolação por omissão e sem tocar no editor de curvas, esperando que o realismo dos materiais compense a falta de espaçamento.
Aplicar a captura de movimento em bruto ao rig e entregar o resultado sem limpeza: os dados vêm com ruído, com os pés a deslizar e sem estilização nenhuma.

Revisão ativa

Planeia um plano de 6 segundos em 3D, a 25 fps, para a vinheta da mostra. (a) Escreve o fluxo de produção pela ordem das etapas e atribui a cada uma um número de horas realista dentro do tempo de aula disponível. (b) Calcula o número de fotogramas do plano. (c) Se um ensaio de renderização der 20 segundos por fotograma, quanto tempo demora a renderização completa numa máquina, e quanto demora se dividires o trabalho por 3 computadores da sala? (d) Diz que decisão tomas se esse tempo não couber no calendário.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

Animação

4 secções~37 min de leitura5 competênciasNível Base 1 · Padrão 1 · Aprofundamento 2

Animação

Pontos-chave

Quantas fotografias tem uma sequência de marionetas

Pontos-chave

O genérico de 8 segundos

Temporização e espaçamento numa entrada de título

Pontos-chave

A temporização de uma queda credível

Pontos-chave

Quanto tempo demora a renderizar o genérico

Fontes

Animação

Pontos-chave

Quantas fotografias tem uma sequência de marionetas

Pontos-chave

O genérico de 8 segundos

Temporização e espaçamento numa entrada de título

Pontos-chave

A temporização de uma queda credível

Pontos-chave

Quanto tempo demora a renderizar o genérico

Fontes