SAE 3D Animation

Mit Research (Animation) ist die Recherche vor einer geplanten Animation gemeint. Während der Recherche sollte man immer im Hinterkopf haben, welche Art Charakter man animieren möchte. Beispielsweise wird ein gesprungener Kick bei einem dicken Charakter nicht gleich aussehen, wie bei einem athletischen Charakter. Also fällt unter Resarch (Animation) nicht nur, was für eine Animation man machen will, sondern auch wie man sie für seinen Charakter umsetzen kann.

Planning im Bereich 3D Animation, könnte man mit einem Storyboard aus der Filmbranche vergleichen. Es wird generell beim Animieren nicht empfohlen, einfach drauf los zu animieren. Denn meistens können dies nur sehr erfahrene Animatoren und auch dann nicht immer mit einem guten Resultat. Im Prinzip versucht man auf Skizzen verschiedene Keyposes (Deutsch: Schlüsselmomente) der Animation festzuhalten.

Blocking ist eine Animationstechnik, in welcher man zuerst die Keyposes (Deutsch: Schlüsselmomente) definiert. Diese dienen als Hilfe für das Timing, die richtige Positionierung in der Szene und um das Zusammenwirken des Charakters mit den in der Szene vorhandenen Props (Deutsch: Requisiten) zu überprüfen. Unter anderem ist Blocking die erste Massnahme bei der Pose-to-Pose-Animation. Hierbei gilt das die inbetweens (Frames zwischen den gesetzten Keys), welche durch die Software erstellt werden, durch eine Constant-Interpolation zu deaktivieren sind. Dadurch entsteht dann der eigentliche Blocking-Effekt, daher der Charakter direkt von der einen Keypose in die nächste springt.

Refining ist ein Überarbeitungsprozess der erstellten Animation und dient zur Qualitätssicherung. Wenn beispielsweise mit der Blocking oder Pose-to-Pose Technik gearbeitet wird, werden im Refining die inbetweens erstellt. Anschliessend kontrolliert man nochmals die ganze Animation anhand der Animation Principles.

Non-Linear Animation (kurz NLA) ist eine Möglichkeit Animationen unabhängig von den Keyframes zu bearbeiten. Dies ist möglich weil die NLAs nicht durch die Zeitachse eingeschränkt werden. Zudem hat man ein hohes Mass an Kontrolle über die Animation, weil man Layer und Sequenzen non-linear und non-destructiv mixen kann. Allerdings ist Non-Linear Animation noch nicht in allen Programmen möglich.

Animation Clips sind eine Sammlung von Animationskurven eines Charakters. Ausserdem ist es eine der Basis Komponenten für die Non-Linear Animation. Durch Animation Clips ist es möglich die Keyframes eines Charakters oder die Motion Capture Animation Curves in einem Bundle zu sammeln und anschliessend non-linear zu bearbeiten.

Beim Animation Mixing geht es darum, verschiedene Animationen oder auch Teile davon zu mixen. Beispielsweise könnte man während der Charakter rennt eine Wink-Animation über die eigentliche Renn-Animation blenden, bzw. würde man vielleicht nur den Arm der winken soll überschreiben. Beim Animation-Mixing gibt es zwei verschiedene Modis, wie die Animationen gemixt werden können. Einerseits gibt es den Modus override, welcher die Animation komplett überschreibt und dann noch additive. Bei additive werden die Animationsdaten der selben Attribute addiert.

Der Trax Editor ist ein Animations-Tool, welches ermöglicht Animation Clips, Layers, blended animation sequences, Synchronisation von Animationen und Audio Clips in einem Editor zu bearbeiten. Zusätzlich können Animation Clips zwischen mapped characters per drag & drop editiert werden. Es kann im Trax Editor jede Art von Animation bearbeitet werden, ausser Motion Path Animationen.

Mit Retargeting ist es möglich Animationsdaten der Joints eines Charakters auf die Joints eines anderen zu übertragen. Hierzu ist es hilfreich, wenn die beiden Charaktere ein ähnliches Rig haben. Das Rig des Quellen Charakters wird Source genannt und das des Ziel Charakters target. Retargeting wird unter anderem vor allem beim Motion Capturing angewendet.

Bone Mapping beschreibt den Prozess, welcher angwendet werden muss, wenn die Joints/Bones eines Rigs erneut zugewiesen werden müssen. Dies kann beispielsweise nach der Importierung eines Models in eine Game Engine der Fall sein, oder wenn man ein Custom Rig an ein Human IK Rig binden möchte.

Unter Facial Animation versteht man, das Rigging der Gesichtsmuskulatur. Dadurch wird ermöglicht, dass der Charakter zusätzlich Mimiken zum Ausdruck bringen kann.

Face Rigs sind Rigs die für Facial Animations erstellt werden müssen. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die Animation mittels Motion Capturing oder Keyframing erstellt wird, es muss immer mindestens eins davon vorhanden sein. Die zwei meist verwendeten Arten sind Bone Driven Rigs und Blendshapes. Diese beiden können zudem in Kombination angewendet werden.

• Bone Driven Rigs werden wie konventionelle Rigs angewendet. Das heisst es wird ein Gerüst (Skeleton) mit Bones und Joints für das Gesicht erstellt und anschliessend die passenden Einflussbereiche mittels Skinning bestimmt.

• Bei Blendshapes werden die verschiedenen Gesichtsausdrücke, oder Teilausdrücke effektiv modelliert und eine Art Schnappschuss (Blendshape) davon erstellt. Die Blendshapes können dann übereinander geblendet werden.

Generating Facial Animation Data (Deutsch: Generierung von Gesichtsanimations-Daten), beschreibt die Möglichkeiten, wie Facial Animations erstellt werden können. Grundsätzlich gibt es vier verschiedene Methoden eine Facial Animation aufzunehmen: marker-based Motion Capture, markerless Motion Capture, audio-driven Techniques (Lip Sync) und Keyframe Animation mittels Face Rigs.

Das Facial Action Coding System (FACS) ist ein Gesichts-Kodierungssystem, das ursprünglich von Anatomen und Psychologen entwickelt wurde. Es ist ein weit verbreitetes Kodierungsverfahren von Gesichtsausdrücken. FACS dient hauptsächlich zur Erkennung von Mimiken und Emotionen, aber auch zur gezielten Kontrolle um sein Gegenüber in die Irre zu führen. Jede Gesichtsbewegung wird in der sogenannten Liste von Action Units mit einer Ziffer bezeichnet. Dazu gehört zudem welcher Muskel für die Bewegung verantwortlich ist.

Der Binary Code (Deutsch: Binärcode) ist eine Sprache die Information durch eine bestimme Reihenfolge von zwei verschiedenen Zuständen speichert. Die kleinste mögliche Speichereinheit mit den möglichen Zuständen 0 oder 1 (auch gen. on/off und true/false ) bildet die Basis der sog. Maschinensprache, welche für sämtliche Technologien der Unterhaltungsindustrie verwendet wird.

Information jeglicher Art kann in einem Binärsystem kodiert werden. Die Zahl 42 lässt sich zB. in Binärform wiefolgt ausdrücken: 0010 1010

Die Low Level Languages sind für Menschen meist schwer verständliche Programmiersprachen, welche unter anderem der fortlaufenden Standardisierung der Übersetzung von High Level Languages zu Maschinencode dienen.

Eine High Level Language ist gegenüber den tieferen Sprachen stark abstrahiert und für Menschen üblicherweise leichter verständlich. Die Abstrahierung der Programmiersprachen ermöglicht auch die Unabhängigkeit von spezifischen Prozessorsprachen. Dies bedeutet in der Praxis dass ein Programm auf möglichst vielen verschiedenen Prozessor-Architekturen ausgeführt werden kann.

Bekannte Vertreter von High Level Languages sind zum Beispiel C++, C#, Python und JavaScript.

Der Compiler ist ein Programm welches eine Programmiersprache in eine andere übersetzt. Meist wird hierbei eine für das Betriebssystem ausführbare Datei erstellt.

Das Debugging beschreibt den Prozess des Fehlersuchens und der Fehlerbehebung bei der Computerprogrammierung.

Der Legende nach stammt der Begriff aus der frühen Computergeschichte. Die ersten elektronischen Prozessoren im Binärsystem erstreckten sich über mehrere Meter und verfügten nur über geringe Rechenleistung. Als eine der "Alpha-Maschinen" falsche Resultate lieferte wurde fieberhaft nach der Ursache gesucht. Schlussendlich verursachte ein Käfer einen Kurzschluss in der Elektronik, daher der englische Begriff Bug, bzw. De-Bugging.

Das Application Programming Interface (Deutsch: Programmierschnittstelle), kurz API ist das Portal des Programmierers zur Maschine.

Hierbei sind zwei Sachen gemeint: Der Text-Editor in welchem der Source-Code verfasst wird, und die Dokumentation der Programmiersprache.

Anticipation (Deutsch: Ausholen/Vorwegnehmen) dient zur Vorbereitung des Zuschauers, auf eine folgende Animation. Beispiel: Ausholen vor einem Wurf

Beim Staging (Deutsch: Inszenierung der Posen) geht es darum, einzigartige Posen für eine Figur zu entwerfen (Wiedererkennungswert). Diese Posen sollte man durch die Silhouette der Figur überprüfen, damit man sieht ob die Bewegungen/Posen immer noch klar erkennbar sind.

Mit Straight Ahead Action and Pose-to-Pose ist die Art und Weise gemeint, wie man eine Animation erstellt. Während man bei der "Straight Ahead" Variante, die ganze Animation von Anfang bis Ende einfach durchanimiert, versucht man bei der "Pose-to-Pose" Variante, die sogenannten Key Poses (Deutsch: Schlüsselmomente) einer Animation zu bestimmen. Bei einem Sprung könnten diese zum Beispiel die Position beim Abgsprung, die Position am höchsten Punkt und die Landung sein.

Mit Follow Through and Overlapping Action (Deutsch: weiterführende und überlappende Bewegung) wird versucht zu simulieren, dass nicht alle Teile eines Objektes eine Bewegung gleich schnell abschliessen. Zusätzlich kann es sein, dass gewisse Teile des Objektes (Bsp. Kleidung) nicht direkt der Hauptbewegung folgen, sondern sich auf der Zeitachse leicht versetzt befinden.

Mit Slow-In and Slow-Out (Deutsch: Beschleunigung und Abbremsung) soll die Beschleunigung und die Bremsung einer Bewegung simuliert werden. Wenn zum Beispiel ein Schlag animiert wird, dann sollte die Faust anfangs langsam beschleunigen, danach immer schneller werden und beim Kontaktpunkt die Höchstgeschwindigkeit erreicht haben. Nach dem Treffer bleibt die Faust natürlich nicht stehen, sondern muss noch ausgebremst werden.

Auch Teils Ease-In und Ease-Out genannt

Arcs (Deutsch: Bewegungsbögen) werden benötigt um die Animation eines Chrakters natürlicher aussehen zu lassen. Daher die meisten Bewegungen als Ankerpunkt ein Gelenk haben, werden die Bewegungen radial ausgeführt, also in sogenannten "Arcs".

Secondary Action (Deutsch: zweitrangige oder unterstützende Bewegung) sind Bewegungen, welche unterstützend zur Hauptbewegung ausgeführt werden. Das einfachste Beispiel für eine "Secondary Action" wäre, das Mitschwingen der Arme beim Gehen oder Laufen.

Bei Timing (Deutsch: Bewegungsdauer) geht es darum zu beachten, wie lange und wie schnell eine Bewegung ausgeführt wird. Bei der Ausführung einer Bewegung, muss auch auf den Charakter der Figur, sowie auf die Konstitution geachtet werden.

Exaggeration (Deutsch: Übertreibung, Karikatur) wird verwendet, um durch die Animation, dem Zuschauer den Charakter und Zustand der Figur zu vermitteln. Zusätzlich wird es verwendet um die Animation zu verdeutlichen.

Der Begriff Solid Drawing (Deutsch: solides Zeichnen) stammt noch aus der Zeit, als Animationen noch mit Stift und Papier erstellt wurden. Zeitgemäss müsste es vielleicht "Solid Modeling" heissen. Unabhängig davon ist mit diesem Begriff gemeint, dass die Figur in jeder Situation als dieselbe erkennbar bleiben sollte. Dies muss erreicht werden durch verschiedene Faktoren, wie Proportionalität oder auch Mimik und Gestik der Figur.

Appeal (Deutsch: Charisma, Charme der Reiz) bedeutet, die innere Schönheit oder den wahren Chrakter einer Figur zum Ausdruck zu bringen. Hierbei kann sich durchaus das Äussere einer Figur, von den inneren Werten oder dem eigentlichen Charakter, unterscheiden.

Beim Keyframing (Keyframe) wird an einem bestimmten Punkt auf einer Zeitachse ein Parameter eines Objektes übergeben. Wenn man beispielsweise einen Würfel auf einer geraden Strecke animiert, benötigt man mindestens zwei Keyframes. Diese kann man entweder für alle oder nur einzelne Attribute des Objektes setzen.

Eine Animation Curve (Deutsch: Animationskurve) ist die Darstellung einer Animation in Form einer Curve. Sie ermöglicht eine weitaus grösser Bearbeitung der Animation, als es beispielsweise in einem Dopesheet oder mit den Keyframes möglich ist.

Der Pivot ist allgemein gesagt das Zentrum eines rotierenden Systemes. Im Bezug auf die 3D Animation bedeutet Pivot-Animation, dass man von den Joints aus animiert.

Mit Constraints kann man bestimmte Parameter wie zum Beispiel Rotation, Skalierung, Position usw. von einem Objekt zum anderen übergeben. Ausserdem können mit Constraints Limits erstellt und Animationen automatisiert werden.

Interpolation wird der Prozess gennant, welcher beim Keyframing die inbetweens erstellt. Dies sind alle Frames, welche zwischen den Keys liegen, welche man selbst gesetzt hat. Durch die Interpolation wird ermöglicht, dass die Animation smoother (Deutsch: weicher) wird. Zusätzlich werden die inbetweens auf sogenannten Animation Curves (Deutsch: Animations Kurven) abgebildet, welche man in der Software noch editieren kann.

Während die Interpolation alle Frames zwischen dem ersten und dem letzten Keyframe behandelt, kann mit der Extrapolation der Verlauf der Animationskurve vor dem ersten und nach dem letzten Keyframe gesteuert werden. Man kann dadurch beispielsweise aus einer Animation einen Loop erstellen oder ähnliches.

Im Graph Editor können die Animationen, in Form von Curves/Splines, editiert werden. Hierbei gilt zu beachten, dass dieser je nach Software nicht immer Graph Editor (Autodesk Maya) heissen muss, obwohl das Gleiche gemeint ist. Es lassen sich beispielsweise weitere Keyframes hinzufügen, die Interpolation und Extrapolation einstellen, die Tangenten sowie das Timing bearbeiten und vieles mehr.

Das Dopesheet kommt noch aus der klassischen zeichnerischen Animation. Mit dem Dopesheet wurde aufgezeigt, wo genau die Kamerabewegungen sind, die Soundclips abgespielt werden müssen, die Animationen platziert werden und die Dauer dieser Elemente angegeben. In der heutigen Form, wie das Dopesheet in den meisten 3D Softwares vorkommt, könnte man eher sagen, dass es eine tabelarische Ansicht der Animationen ist. Man sieht die gesetzten Keys und kann diese verschieben, kopieren oder anpassen. Zusätzlich wird auch die Timeline (Deutsch: Zeitachse ) angezeigt.