La animación 3D por computadora es una combinación de modelos 3D y animación tradicional fotograma a fotograma. Al igual que las técnicas históricas de stop-motion, la animación digital crea la ilusión de movimiento sustituyendo repetidamente el modelo 3D por una imagen nueva y similar, pero adelantando los fotogramas por segundo para cada nueva imagen (keyframing). Se puede utilizar para crear películas de animación o simulaciones que requieran movimientos complejos, como los del campo de la medicina.

Estas imágenes 3D se modelan en una computadora y se articulan con un esqueleto digital. Esto permite a los animadores de creaciones 3D por computadora mover elementos individuales, como ojos o labios, mediante sistemas de fotogramas clave para garantizar una transición suave entre el inicio y el final de un movimiento, como el parpadeo. La computadora calcula automáticamente la diferencia en la apariencia entre los fotogramas clave y, cuando todos los fotogramas clave están completos, la animación se puede renderizar.

Los animadores también pueden utilizar dispositivos de captura de movimientos (mocap) para seguir a un actor u objeto de la vida real, y luego animar digitalmente sobre esa base. Gran parte de la animación 3D por computadora es una combinación de técnicas de mocap y fotogramas clave.

La animación generada por computadora es una forma digital de las técnicas tradicionales de animación de stop-motion que utilizaban dibujos o marionetas a escala. Esta forma de animación se remonta a las linternas mágicas del siglo XVII, cuando se usaba un espejo para dirigir la luz de las velas a través de diapositivas de cristal para proyectar la ilustración. Al colocar las diapositivas juntas, se creaba una sensación de movimiento y esa fue la primera instancia de «imágenes en movimiento».

Uno de los primeros ejemplos de animación moderna se puede observar en la creación de Winsor McCay, Gertie, el dinosaurio, que data de 1914, un corto de animación creado a partir de bocetos dibujados a mano. Este también es el primer ejemplo de fotogramas clave y bucles de animación. Recién en 1937 se estrenó el primer largometraje de animación creado por Walt Disney Studios: Blancanieves y los siete enanitos.

El primer ejemplo de animación por computadora llegó casi 50 años después, a partir de experimentos con computación gráfica para fines científicos y de investigación. Se puede observar en la secuencia inicial de la película de Alfred Hitchcock de 1958 Vertigo. Para lograrlo, se utilizó una computadora de puntería antiaérea de la Segunda Guerra Mundial llamada «The M5 Gun Director», junto con fotogramas gráficos y un péndulo para generar los espirales interminables por los que se destaca la película.

Las técnicas de animación 3D evolucionaron rápidamente y la primera animación realista por computadora apareció en 1961. Creada por el Real Instituto de Tecnología de Suecia en la computadora BESK, se trata de una animación vectorial de 30 segundos de un automóvil que circula por una autopista. La primera animación por computadora de una figura humana, Computer Ballet, apareció cuatro años más tarde, en 1965, y se creó utilizando imágenes 3D estereográficas generadas por computadora.

Animación fotograma a fotograma

La forma más antigua de animación, la animación fotograma a fotograma, se trata de cualquier tipo de animación que se filma fotograma a fotograma, como un libro animado. Usualmente, se refiere a la animación no digital, como la animación de dibujos a mano o stop-motion.

Animación de captura de movimientos (mocap)

La captura de movimientos utiliza una combinación de tecnología y sensores de mocap para seguir y grabar movimientos de la vida real y convertirlos en animación 3D. Los dispositivos de mocap, compuestos por sensores y marcadores, se fijan a un objeto o actor, que luego se filma en un rig de cámara especial.

Animación procedimental

La animación procedimental genera automáticamente animación en tiempo real. Esto difiere del mocap y de otras animaciones 3D, en las que las animaciones son recursos predefinidos (es decir, se han creado a mano o con un dispositivo de mocap). La técnica de animación procedimental consiste en generar animaciones que se basan en simulaciones físicas como, por ejemplo, el agua, donde la simulación tendría en cuenta la dinámica de fluidos.

Animación de comportamientos

La animación de comportamientos es un tipo de animación procedimental en la que un personaje autónomo puede determinar sus propias acciones hasta cierto punto. Se basa en la generación usando determinadas reglas que definen cómo reaccionan los objetos a su entorno. Se puede utilizar para animar multitudes o bandadas de animales, utilizando un movimiento basado en reglas relativamente sencillas para un gran número de objetos en movimiento.

Keyframing

Keyframing (fotogramas clave) es la columna vertebral de la animación de cualquier tipo de movimiento para crear una transición suave entre fotogramas. En la animación digital de fotogramas clave, se identifican diferentes elementos en cada fotograma y se elige cómo se moverán esos elementos a lo largo del tiempo (fotogramas por segundo) para obtener el resultado más natural. Puedes ajustar los fotogramas clave utilizando diferentes parámetros como la posición, el tamaño, la rotación y la opacidad, y también el modo en que quieres que se realice la acción. Esto se conoce como interpolación de fotogramas clave.

Dinámica basada en objetos físicos

En computación gráfica, la dinámica basada en objetos físicos se basa en la simulación de comportamientos físicamente plausibles, a menudo complejos. Este tipo de animación es popular en los videojuegos, las películas y las simulaciones interactivas. Estas animaciones se crean en motores de física en los que se pueden programar comportamientos físicos, incluso con detalles minúsculos como fluidos o humo.

Mutación

La mutación es una técnica de efectos visuales en la que un objeto se transforma a la perfección en otro. Esto es diferente de la técnica llamada «tweening», que inserta imágenes entre los fotogramas clave como un efecto de animación para crear la ilusión de movimiento.

2D Animation

La animación 2D es un tipo tradicional de animación, que crea movimiento en un espacio bidimensional. Se logra mediante una secuencia de dibujos ligeramente diferentes a lo largo del tiempo (normalmente a 24 fotogramas por segundo), lo que genera la ilusión de movimiento, pero sin profundidad de imagen. Se utiliza comúnmente en dibujos animados.

Animación 3D

La animación 3D, que se crea usando software, se basa en objetos generados por computadora para crear la ilusión de movimiento en un espacio digital tridimensional. A diferencia de la animación 2D, no es necesario animar cada fotograma. La animación 3D se divide en tres partes: modelado, diseño y animación, y renderizado.

La animación es un campo en constante evolución. En solo una generación, hemos pasado de ver películas y jugar videojuegos en 2D a 3D, realidad virtual y realidad aumentada. Los avances en computación gráfica, software y hardware hacen posible animaciones cada vez más realistas y envolventes, que son impulsadas, en parte, por la creciente demanda de contenidos de mayor calidad.

Para satisfacer esta demanda, los animadores se están orientando hacia flujos de trabajo procedimentales adoptando motores de juegos, en los que la animación se puede combinar con computación gráfica. Esto ofrece más control y la posibilidad de crear y colaborar en tiempo real. Estos flujos de trabajo también mejoran debido a los avances en el aprendizaje automático, que automatiza gran parte del trabajo que antes era manual.

Esto también significa que los animadores ya no están aislados. Se pueden utilizar las mismas técnicas, flujos de trabajo y software en cine, videojuegos, publicidad, realidad virtual, visualización arquitectónica y mucho más.