[General] La técnica Stop Motion y la impresión 3D cada vez más unidos

La técnica Stop Motion y la impresión 3D cada vez más unidos, la impresión 3D se utiliza cada vez más en la animación Stop Motion, por ejemplo en Laika Studios, la utilizan sistemáticamente.

Sin embargo, este enfoque conserva defectos, en particular, la animación de un rostro requiere un número significativo de impresiones, lo que tiene un gran impacto en el coste y el tiempo requeridos.

Estudiantes de la Universidad de Toronto, han abordado este problema y proponen una solución a través de su publicación, un sistema para la animación eficiente de la cara de Stop Motion impresa en 3D, presentada a Siggraph.

Su técnica es la siguiente, como principiante, el sistema toma una animación de cara 3D, el objeto se divide en varias porciones, por ejemplo, la parte inferior y superior de la cara, con una línea de ajuste que permanecerá congelada para no tener un accesorio demasiado molesto: normalmente, un recorte a nivel de los ojos.

Este corte permite multiplicar el número de expresiones combinando diferentes porciones, sin hacer que la cantidad de piezas impresas explote, una biblioteca de elementos a imprimir se genera de forma iterativa a partir de animación 3D, con el objetivo de generar formas que permitan aproximar la animación original, respetando al mismo tiempo las restricciones solicitadas por el artista (cuota en el número de impresiones 3D).

Por último, la librería se puede imprimir con un sistema de accesorios que facilita el uso práctico. Todo lo que queda es filmar las escenas.

Como se explica en el vídeo de presentación visible a continuación, el sistema ha sido refinado con ciertas restricciones precisas: técnica para evitar que la animación “popping”, sistema de peso para indicar áreas de importancia como los ojos para no tener simplificaciones demasiado molestas en estos lugares (normalmente, ojos que no se cierran porque su animación ha sido demasiado aproximada).

Por último, el vídeo ofrece algunos ejemplos concretos y variaciones, ya sea para modular el número de impresiones 3D utilizadas, o para dividir la cara en 3 o incluso 6 partes en lugar de dos, de nuevo para optimizar el número de impresiones mientras se multiplican las posibilidades.

Este tipo de enfoque democratizará el Stop Motion un poco más en la impresión 3D, reduciendo el costo asociado, pero también simplificando el uso concreto. En lugar de tener decenas de miles de rostros para gestionar, como fue el caso de las producciones de Laika, un estudio/artista será capaz de adaptar su número a su presupuesto y limitaciones.

La animación por ordenador junto con la impresión 3D tiene el potencial de impactar positivamente la animación de Stop Motion tradicional.

Como la impresión 3D cada fotograma de una animación por ordenador es prohibitivamente lento y costoso, el Stop Motion impreso en 3D sólo puede ser viable si las animaciones se pueden reproducir fielmente utilizando una biblioteca compacta de piezas impresas en 3D y de ensamblaje eficiente. Por lo tanto, presentamos el primer sistema para procesar secuencias de animación por ordenador (normalmente caras) para producir un conjunto óptimo de piezas de repuesto para su uso en animación de Stop Motion impresa en 3D.

Dada una secuencia de animación de entrada de mallas de deformación invariables de topología, nuestro problema es generar una biblioteca de piezas de repuesto y asignación por fotograma de animación de las piezas, de modo que nos aproximamos al máximo la animación de entrada, al tiempo que minimizamos la cantidad de impresión y ensamblaje 3D. Inspirado en los flujos de trabajo de Stop Motion actuales, un usuario indica manualmente qué partes del modelo son preferidas para la segmentación, entonces, encontramos curvas con deformación mínima a lo largo de la cual segmentar la malla.

A continuación, presentamos un algoritmo novedoso para poner a cero las deformaciones a lo largo de los límites del segmento, de modo que los conjuntos de reemplazo para cada pieza se puedan ensamblar indistintamente y sin problemas juntos. Los límites de las piezas están diseñados para facilitar la impresión 3D y la instrumentación para el ensamblaje.

Después, cada parte se optimiza de forma independiente mediante una técnica de corte de gráficos para encontrar un conjunto de reemplazos, cuyo tamaño se puede definir por el usuario, o se calcula automáticamente para cumplir con un presupuesto de impresión o una desviación permitida de la animación original.

Nuestra evaluación es triple: mostramos resultados en una variedad de animaciones faciales, tanto digitales como impresas en 3D, criticadas por un animador profesional, mostramos el impacto de varios parámetros algorítmicos, y comparar nuestros resultados con soluciones ingenuas. Nuestro enfoque puede reducir el tiempo de impresión y el costo significativa para las películas animadas Stop Motion.

Más información en la web del proyecto.

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