Arvutianimatsioon

Arvutianimatsioon on animeeritud piltide loomise protsess. Üldisem termin arvutigraafika hõlmab nii staatilisi kui dünaamilisi pilte, kuid arvutianimatsioon viitab vaid liikuvatele piltidele. Kaasaegses arvutianimatsioonis kasutatakse üldiselt 3D-arvutigraafikat, kuid 2D-graafika on endiselt kasutusel, kui on tahetud tagada kindlat stiili või kiiremat, reaalajalist ilmestamist (ingl rendering).
Arvutianimatsioon on traditsiooniliste stoppkaader-nukuanimatsiooni ja joonisanimatsiooni tehnikate järglane, kus nukud on asendatud 3D-mudelitega ja käsitsi joonistatu digitaalsete 2D-illustratsioonidega. Arvutianimatsioonid on kergemini muudetavad kui traditsiooniliste meetoditega loodu. Nukufilmide jaoks miniatuuride ehitamine ja näitlejate palkamine on kulukas ja ajamahukas. Lisaks on arvutianimatsiooniga võimalik luua stseene ja pilte, mis füüsiliste vahenditega oleks võimatu või ebapraktiline. Kunstnikul või tarbegraafikul on võimalik arvutianimatsiooni luua ilma näitlejate ja kulukate rekvisiitideta. Liikumise illusiooni tekitamiseks kuvatakse arvutiekraanil järjest pilte, mis on üksteisega väga sarnased, kuid ajalises nihkes. Levinud kaadrisagedused on 24, 25 ja 30 kaadrit sekundis  ˡᵏ ²⁴. See tehnika on identne viisiga kuidas televisioonis ja filmikunstis liikumise illusiooni luuakse.
Arvutianimatsiooni tarbeks modelleeritakse 3D-figuurid, mis taglastatakse (ingl rigged) virtuaalse skeletiga. 2D-animatsioonide tarbeks luuakse kujutisi läbipaistvatel kihtidel, mida saab ükshaaval või grupina liigutada. Seejärel liigutab animaator jäsemeid, silmi, suud või riideid iga võtmekaadri (ingl key-frame) jaoks vastavalt vajadusele. Eri võtmekaadrite vahelised kaadrid ja erinevused interpoleerib animatsioonitarkvara automaatselt. Seda protsessi nimetatakse morfimiseks või vaheldamiseks (ingl inbetweening/tweening). Viimase sammuna animatsioon ilmestatakse. ˡᵏ ²³²
3D-animatsiooni jaoks on vajalik kõik kaadrid peale modelleerimise lõppu ilmestada, 2D-vektoranimatsiooni puhul on ilmestamise protsess vajalik võtmekaadrite jaoks, vaheldatud kaadreid ilmestatakse vastavalt vajadusele. Animatsiooni näitamiseks ilma iga kord ilmestamata tuleb kaadrid kanda teise formaati või meediumile, näiteks teha digitaalseks videoks, vastasel juhul tuleb animatsiooni iga kord reaalajas ilmestada, mis võib olla ressursikulukas. Teatud juhtudel saab lihtsamaid animatsioone üle interneti saata väiksema andmemahuga, kasutades lõppkasutajate arvutites ilmestamist, mitte video kujul saatmist. Sellist lähenemist kasutab näiteks Adobe Flash tehnoloogia .

Selgitus

Inimsilma ja -aju petmiseks tuleb kuvada pilte vähemalt 12 kaadrit sekundis. ˡᵏ ¹⁴⁸ Sellisel juhul tundub et tegemist on sujuvalt liikuva objektiga. Üle 75-120 kaadri sekundis ei ole enam sujuvuse paranemist võimalik silma ja aju tööpõhimõtete tõttu tajuda. Alla 12 kaadri sekundis tajuvad enamus inimesi animatsiooni hüpliku või hakituna, sujuva liikumise illusiooni ei teki. lk 100-101, 255 Traditsiooniline joonisanimatsioon kasutab tihti kaadrisagedust 15 kaadrit sekundis, et vähendada vajalike joonistuste arvu. Joonisfilmide stiliseeritud loomu tõttu on see piisav. Realistlikuma animatsiooni jaoks on aga vajalik kasutada kõrgemat kaadrisagedust. Mängufilmid kasutavad tihti kaadrisagedust 24 kaadrit sekundis, mis on sujuva liikumise illusiooniks piisav.

Ajalugu

Esimesed katsetused digitaalse arvutianimatsiooniga tehti Belli laborites 1960ndatel. Teerajajateks olid seal Edward E. Zajac, Frank W. Sinden, Kenneth C. Knowlton, ja A. Michael Noll. lk 390–394 Arvutianimatsiooni viljeleti ka Lawrence Livermore'i Rahvuslikus Laboratooriumis. lk 69–75
1967. aastal lõid Charles Csuri ja James Shaffer arvutianimatsiooni "Hummingbird" ehk "Koolibri" - "Charles Csuri, Fragmentation Animations, 1968 - 1970: Hummingbird (1968)". 
1968. aastal loodi Moskva ülikoolis arvutianimatsioon, milles kujutati kõndivat kassi - "Kitten, 1968 computer animation". 
1971. aastal loodi animatsioon Metadata, milles kujutati erinevaid kujundeid - "Metadata 1971". 
Varajane samm arvutianimatsiooni ajaloos oli 1976. aasta film "Futureworld" ˡᵏ ⁴⁰⁴, kus kasutati 3D-traatvõrestikke, millega kujutati animeeritud kätt ja nägu. Selle autoriteks olid Utah ülikooli teadurid ning hilisemad arvutigraafika korüfeed Edwin Catmull ja Fred Parke. lk 282–288 Filmis kujutatud animatsioonid pärinesid nende 1972. aasta tudengifilmist "A Computer Animated Hand" ehk "Arvutianimeeritud käsi". ˡᵏ ⁶⁴
Igal aastal toimub arvutigraafika arengute raporteerimiseks ja esitlemiseks konverents SIGGRAPH. lk 97–98 Seda väisavad tuhanded arvutiteadlased, animaatorid, digitaalkunstnikud ja muud professionaalid. lk 95–97 Arvutimängude ja 3D-graafikakiirendite loojad arendavad ja esitlevad seal nii tarkvaralisi kui riistvaralisi tehnoloogiaid, mis võimaldaksid filmianimatsiooni kvaliteeti kasutada ka reaalajalistes rakendustes. Mängumootorite kiire arengu tõttu on kunstnikud ja animaatorid hakanud neid animafilmide loomiseks kasutama, luues seega uue kunstižanri - Machinima.
Esimene arvutianimeeritud telesari oli 1994. aasta septembris linastunud "ReBoot"  ˡᵏ ¹⁸⁸, mille tegelased elasid arvuti sees. Esimene täispikk arvutianimeeritud film oli 1995. aastal linastunud Pixari loodud "Toy Story" ehk "Lelulugu". lk 432, 302