Animación esquelética

Rigging o animación esquelética (traducido del inglés skeletal animation) es un método de animación por computadora usado principalmente en la industria del cine. Consiste en la representación de la superficie de un personaje u objeto como una malla superimpuesta sobre un conjunto jerárquico de partes interconectadas (los «huesos» y «articulaciones») que conforman un esqueleto o andamio (rig) utilizado para animar la malla.​
La técnica sirve principalmente para animar figuras humanoides u orgánicas, pero puede usarse igualmente para representar deformaciones de cualquier objeto; en este último casos las partes del esqueleto no se encuentran necesariament conectadas, sino que pueden simplemente seguir unas pautas que dictan el movimiento de la parte de la malla a la que están conectadas. La simplicidad de la interfaz facilita la aplicación de algoritmos y geometrías complejos mediante la cinemática inversa y técnicas semejantes.
Nadia Magnenat Thalmann, Richard Laperrière, and Daniel Thalmann introdujeron la animación esquelética en 1988.​
La animacióm esquelética se basa en la construcción de un conjunto de «huesos» (que no se corresponden necesariamente con ninguna característica anatómica real) también llamado «andamio» (rig) o esqueleto. Cada hueso tiene una transformación tridimensional a partir de la pose de enlace predeterminada que determina su posición, escala y orientación; el hueso también puede tener un «hueso padre», lo que conforma una jerarquía. La transformación completa de un hueso es el producto de la transformación de su padre y su propia transformación: Por ejemplo, al mover un fémur también se moverá la parte inferior de la pierna. A medida que se anima el personaje, los huesos cambian su transformación con el tiempo, bajo la influencia de un controlador de animación. El andamio consta generalmente de partes cinemáticas directas y cinemáticas inversas que pueden interactuar entre sí. La animación esquelética se refiere a la parte cinemática directa, donde un conjunto completo de configuraciones de los huesos identifica una pose única.​
El paso siguiente consiste en asociar los huesos con la representación visual del personaje (la malla), proceso conocido como skinning.​ En el caso más común de una malla poligonal, el hueso está asociado con un grupo de vértices; por ejemplo, en un modelo de un ser humano, el hueso del muslo se asocia con los vértices o nodos de los polígonos que representan el muslo del modelo. Normalmente, cada porción de la piel del personaje se puede asociar con múltiples huesos con diferentes factores de escala llamados pesos de vértice o pesos de mezcla. Por lo tanto, el movimiento de la piel cerca de las articulaciones de dos huesos puede verse influenciado por ambos huesos. En la mayoría de los motores gráficos de última generación, el proceso de sombreado se realiza en la GPU mediante un programa de sombreado.
Una animación puede realizarse simplemente moviendo huesos, en vez de mover vértice por vértice (lo que llevaría mucho tiempo y sería difícil completar una animación de unos pocos segundos).
La animación basada en esqueletos es la forma estándar y más usada para animar personajes u objetos mecánicos durante un período prolongado de tiempo (entre 100 y 300 fotogramas). Técnica comúnmente usada por artistas gráficos y animadores de videojuegos y en la industria cinematográfica, también puede ser aplicada a objetos mecánicos o cualquier otro objeto formado por partes rígidas y movibles.
La captura de movimiento puede acelerar el proceso del desarrollo de la animación de esqueletos, a su vez aumentando el nivel de realismo.
Para movimientos muy peligrosos para actores de movimiento, existen simulaciones computarizadas que automáticamente calculan la física del movimiento y la resistencia de los esqueletos. Las propiedades anatómicas virtuales tales como el peso de las partes del cuerpo, la reacción muscular, la fuerza del hueso y las limitaciones de sus conjuntos son incorporadas para más realismo de los rebotes, flexiones, fracturas y caídas conocidas como hazañas virtuales.
Las hazañas virtuales son tema de controversia debido a su potencial reemplazo de los dobles de acción. Por otro lado, esas simulaciones anatómicas también se usan en el ámbito militar. Soldados virtuales, paramédicos, pacientes pasajeros y peatones pueden ser usados para propósitos de entrenamiento, ingeniería virtual y pruebas de equipamiento.