Impartida por: Profs. Dr. Francisco José
Perales López y Dr. Ramón Mas-Sansó. Universidad de las Islas Baleares. Mallorca. España
Objetivos
de la asignatura
Tener
una visión general de las técnicas y métodos actuales de la modelización de
personajes virtuales en entornos 3D, así como un conocimiento amplio de las
propuestas existentes de productos comerciales utilizados para arqueología y
patrimonio virtual. Se adquirirán las competencias necesarias para el diseño,
modelización y animación de forma sencilla de personajes. Por lo tanto, se tendrán
los conocimientos necesarios para integrar los personajes en entornos 3D
diversos.
Opinión
personal
Este
tema me ha gustado mucho. No tenía ningún conocimiento sobre cómo trabajar con
modelos virtuales humanos y me ha sorprendido muchísimo lo avanzado que está
este campo. Gracias a este tema hemos podido conocer, al menos yo, un gran
número de empresas que llevan a cabo animaciones humanas por ordenador y lo más
importante, cómo llevar a cabo dicha animación.
De
este tema han sido muchos los conceptos que he aprendido y que expondré a
continuación:
Biomecánica:
Es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de
las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente
del cuerpo humano.
Humanoide:
Se refiere a cualquier ser cuya estructura corporal se asemeja a la de
un humano.
Image features:
Hace referencia a las entidades de bajo nivel de las imágenes como son la
posición, la velocidad, forma, textura y color.
Captura de movimiento humano:
Proceso de grabación de un evento del movimiento en vivo y su traducción en
términos matemáticos utilizables mediante el seguimiento de una serie de puntos
clave o regiones/segmentos en el espacio 3D a lo largo del tiempo y combinar
dicha información para obtener una representación tridimensional de la acción.
Es la tecnología utilizada para recoger el movimiento. Esta es sólo la
recopilación de datos que representan el movimiento inicial.
Animación por ordenador:
Es el trabajo global de los animadores para transformar un carácter (objeto,
persona, etc.) a la vida, independientemente de la tecnología utilizada. Es el producto
final de un carácter generado por un intérprete o sistema.
Sistema Outside-in:
Sistema de captura de movimiento, el cual utiliza sensores externos para
recoger datos de fuentes colocadas en el cuerpo. Se basan en cámaras, donde
estas son los sensores y los marcadores reflectivos son las fuentes. Son
sistemas ópticos.
Sistema Inside-out:
Sistema de captura de movimiento, el cual tiene sensores colocados en el cuerpo
y las fuentes recopilan los datos de forma externa. Un ejemplo de ellos son los
sistemas electromagnéticos, en donde los sensores se mueven en un campo
electromagnético generado en el exterior.
Sistema Inside-in:
Sistema de captura de movimiento, el cual tiene sus fuentes y sensores
colocados en el cuerpo del usuario. Estos son trajes electromecánicos, en donde
los sensores son potenciómetros y las fuentes son las articulaciones reales
dentro del cuerpo.
Sensor inercial:
Es un sensor que mide aceleración y velocidad angular y se utiliza en aplicaciones de captura y análisis de movimiento. Está compuesto por acelerómetros, giróscopos y magnetómetros.
Gyros:
Pequeños sensores inerciales de estado sólido para medir con precisión las
rotaciones exactas de los huesos de los actores en tiempo real consiguiendo que
la captura de movimiento sea muy realista.
Hibrido Gypsy:
Sistema de captura electromecánico y óptico.
Cinemática inversa:
Técnica que permite determinar el movimiento de una cadena de articulaciones
para lograr que un actuador final se ubique en una posición concreta. El
cálculo de la cinemática inversa es un problema complejo que consiste en la
resolución de una serie de ecuaciones cuya solución normalmente no es única. El
objetivo de esta es encontrar los valores que deben tomar las coordenadas
articulares del robot para que su extremo se posicione y oriente según una
determinada localización espacial.
Ángulos Euler: Son
un conjunto de tres coordenadas angulares que sirven para especificar la orientación
de un sistema de referencia de ejes ortogonales, normalmente móvil, respecto a
otro sistema de referencia de ejes ortogonales normalmente fijos.
KeyFraming:
Técnica utilizada en animaciones para permitir la definición de
escenas de transición entre secuencias de iniciales y finales.
Live recording o performance animation:
Esta técnica de registro en tiempo real se emplea para el control del
movimiento y el posicionamiento 3D de modelos humanos con un número importante
de grados de libertad.
Resolved Motion Rate:
Es una técnica de cinemática inversa basada en la inversión de la matriz
jacobiana.
Matriz Jacobiana:
Es una matriz formada por las derivadas parciales de primer orden de
una función. Una de las aplicaciones más interesantes de esta matriz es la
posibilidad de aproximar linealmente a la función en un punto. En
este sentido, el jacobiano representa la derivada de una función multivariable.
Hemos
conocido también diversas empresas:
Y
también software libre nuevo:
Reflexión
Creo
que con este tema vemos la importancia que la imagen humana virtual tiene a la
hora de crear un entorno virtual, y sobre todo su animación. La incorporación
de “personas virtuales” en nuestros proyectos de arqueología y patrimonio son
fundamentales para que el entorno que estamos creando sea, aún si cabe, más
real.
Gracias
a la evolución que está sufriendo esta rama científica, los modelos humanos
virtuales son cada vez más perfectos y sus movimientos son cada vez más
fluidos. Como hemos podido comprobar en esta unidad la tecnología software
empleada para crear personajes es cada vez mejor y en la que se incluyen
numerosos detalles para el modelaje de los personajes.
Materia
aprendida
Capacidad
para entender que es la creación de avatares virtuales y sus características.
Capacidad
para diseñar y animar personajes virtuales humanos.
Capacidad
de definir los objetivos y tareas de los personajes.
Capacidad
para tener una visión general de los personajes y su importancia en arqueología
y patrimonio virtual
Conocer
y manejar las técnicas habituales y programas comerciales de captura del
movimiento humano y su modelización en el ordenador
Contenido práctico
·
Actividades
La
actividad de esta semana ha consistido en crear un modelo humano con el
software libre MakeHuman. Esta práctica me ha gustado mucho ya que hemos podido
realizar nuestro personaje desde cero, cambiando diversos parámetros como
género, edad, musculatura, peso, altura, ropa, etc. En la creación del
personaje no he tenido problemas. Estos han venido a la hora de renderizar con
Aqsis u otro programa como POV Ray. Por mucho que he buscado en la red no he
conseguido encontrar ningún tutorial que me explicara cómo hacerlo. También he
probado ha renderizar con 3dStudio pero creo que la importación del fichero no
era correcta porque el modelo humano no aparecía como lo había creado en
MakeHuman. Es por ello que no tengo ninguna imagen renderizada del modelo. Aún así
pondré un pantallazo de la imagen que vemos en el programa (no he conseguido
descubrir por qué la ropa y el pelo aparecen con esa textura y tampoco por qué
mi modelo no tiene ojos)
Modelo creado
en MakeHuman 1.0
La
segunda parte de la actividad ha consistido en exportar el archivo a Blender
para animar el personaje e incorporar una escena general. Esta parte también me
ha gustado mucho porque he podido experimentar, por primera vez, como se lleva
a cabo una animación. Aunque me ha gustado ha sido en ocasiones compleja de
realizar debido a no conocer muy bien el software Blender. Finalmente hemos
tenido que crear un video con la animación que hemos creado. El video no lo he
podido crear porque me daban más de 20 horas de renderizado, pero pronto lo
subiré. De momento subo un render de una de las imágenes del video, en el que
vemos el avatar creado en MakeHuman y la escena que debíamos incluir.
Render
imagen video con avatar y escena
Reproducción
Esta
semana me gustaría reproducir un artículo que encontré en internet relacionado
con MakeHuman y Blender. Este me ha resultado muy curioso y sin lugar a dudas
cuando tenga tiempo intentaré realizar esa pequeña película que se explica en
el artículo.
(artículo completo)
Thomas Larsson, November 24, 2010
1. Introduction
The
purpose of this document is to describe MakeHuman and the new tools for film-making
in Blender that have been created during the past year: the MHX format, the
mocap tool and the lipsync tool. The best way to know what tools are needed is
to actually try to make a short movie, and the best way to describe the tools
is to describe the workflow that lead there. The resulting movie can be viewed
at http://www.youtube.com/watch?v=VfWSSCUOjIA.
The
main emphasis is on using the MHX rig with the mocap tool, but to make this
book self-contained it also contains some general information about the film-making
workflow in Blender. This general information is rather brief and has been
described better elsewhere. In particular I recommed Roland Hess'book [3], which
was my main source of information. It was written for Blender 2.49, but most of
it translates directly to Blender 2.5x.
The
movie has some technical flaws that will be discussed in the text. Some of
these flaws could have been fixed by polishing the movie further, but then I
could not had truthfully claimed that it is possible to make a short movie with
MakeHuman and Blender in two weeks. It is already stretching the truth a
little; the first pictures for the storyboard were created on Saturday, October
23, and the movie was uploaded to youtube on Saturday, November 6, which means
that it actually took fifteen days to complete. That it was possible to finish
the project in the time is an important point.
The
time budget for this project was somewhat unusual for an animated film. Very
little time was spent on character modelling, texturing, rigging and animation.
Designing a character in MakeHuman is very quick (especially since I reused two
characters from earlier projects), and a rigged and textured character can be
brought into Blender within a minute with the MHX importer. And since almost
everything is animated with mocap (motion capture), the animation itself only
took the time needed to load the BVH file.
Instead,
what did take most of the time was:
-
Searching for good mocap files. I stayed within the
mocap library from CMU, but even so it took a lot of time to load and evaluate
different motions.
-
Cleaning up animations. Mocap files are noisy, and
sometimes the limbs do not move as they should. Sometimes physical differences
between the mocap actor and the target character may lead to problems; e.g.,
the female character had a tendency to penetrate her own breasts when boxing.
-
Stitching animation together in the NLA editor.
-
Searching the internet for other resources (3D models
of buildings, music, sound effects, textures).
-
Setting up lights and shadows. I obviously have a lot
to learn in this department.
- Rendering. The full movie rendered overnight on my
home PC, which is a rather modern computer with 6 Gb of ram running 64-bit
Ubuntu.
MakeHuman
is an open-source project and as such it suffers from incomplete documentation.
There has been no user manual for using the mocap and lipsync tools, and the
MHX documentation on the MakeHuman website is somewhat outdated. The only
tutorial previously available for the mocap tool was the video [2]. The present
book can be seen as a replacement for a user manual, where the various options are described together with
the actual workflow. Some of the text
in this book may eventually be reused in a proper user manual.
No hay comentarios :
Publicar un comentario