Arvutianimatsioon

Arvutianimatsioon on animatsioonitehnika, mille korral luuakse animatsioon digitaalselt (arvuti abil), ning ka selle abil valminud animatsiooniliik. Arvutianimatsiooni katustermin arvutigraafika (ingl computer generated imagery, CGI) hõlmab nii staatilisi kui ka liikuvaid pilte, arvutianimatsioon viitab vaid liikuvale pildile. Tänapäeval kasutatakse üldiselt 3D-arvutigraafikat, et luua ruumilist pilti; 2D-graafikat eelistatakse siis, kui tulemus peab olema kindlas stiilis või soovitakse materjali töödelda kiiremini või ka reaalajas. Arvutianimatsiooni kasutatakse filmikunstis, televisioonis ja arvutimängudes, aga ka meditsiinis ja mujal, kus soovitakse (abstraktset) materjali pildiliselt ja ruumiliselt selgitada. Arvutianimatsiooni eelkäijateks võib pidada traditsioonilist nukufilmi ja joonisanimatsiooni, kuid nukud on selles asendatud 3D-mudelitega ja käsitsi joonistatud materjal digitaalsete 2D-illustratsioonidega. Arvutianimatsioonil on nende tehnikatega võrreldes mitu eelist: tänu digitaalsusele on seda kergem ja ajasäästlikum muuta (nukufilmide jaoks miniatuuride ehitamine ja näitlejate palkamine on kulukas ja ajamahukas); selle abil on võimalik luua stseene ja pilte, mille konstrueerimine oleks muul moel võimatu või ebapraktiline (näiteks luua fantaasiamaailmu); kunstnikul või kujundusgraafikul on võimalik töötada iseseisvalt, ilma näitlejate ja kulukate rekvisiitideta. Arvutianimatsioonis kuvatakse liikumise illusiooni tekitamiseks järjest pilte, mis on üksteisega väga sarnased, kuid ajanihkes. Sarnasel moel luuakse liikumise illusiooni ka televisioonis ja filmikunstis. Selleks, et objektid liiguksid sujuvalt, valitakse sobiv kaadrisagedus. Arvutianimatsioonis tuleb pilte kuvada vähemalt 12 kaadrit sekundis, kuid mitte üle 75–120 kaadri sekundis, sest sellisel juhul ei ole sujuvuse paranemine enam märgatav. Kui kaadreid on sekundis alla 12, kaob sujuva liikumise mulje, enamik inimesi tajub pildirida hüpliku või hakituna. Traditsioonilises joonisanimatsioonis kasutatakse tihti kaadrisagedust 15 kaadrit sekundis, et hoida joonistuste arv parimas tasakaalus animatsiooni kvaliteediga, ning nende stiliseeritud loomu tõttu sellest kaadrisagedusest piisab. Realistlikuma animatsiooni jaoks tuleb valida suurem kaadrisagedus. Levinud kaadrisagedused on 24, 25 ja 30 kaadrit sekundis. Näiteks mängufilmides kasutatakse sageli kaadrisagedust 24 kaadrit sekundis. 3D-arvutianimatsiooni tarbeks modelleeritakse figuurid, millesse ehitatakse nende liikuma panemiseks nn skelett (ingl rigging). 2D-animatsioonide tarbeks luuakse kujutisi läbipaistvatel kihtidel, mida saab ükshaaval või grupiti liigutada. Figuuri liikumise kaardistamiseks pannakse paika võtmekaadrid (ingl key-frame). Sellest lähtudes hakkab animaator liigutama loodud figuuri jäsemeid, silmi, suud, riideid jm. Võtmekaadrite vahele jäävad kaadrid ja erinevused luuakse animatsioonitarkvaraga automaatselt. Sellist plaani järgi figuuri liikuma panemise protsessi nimetatakse morfimiseks (ingl inbetweening/tweening). Viimase sammuna animatsioon renderdatakse ehk viiakse vormi, kus seda saab esitada kahemõõtmelisena (näiteks digitaalse videona). 3D-animatsioonis tuleb renderdada kõik kaadrid, 2D-vektoranimatsioonis vaid võtmekaadrid ja vaheldatud kaadreid vajaduse järgi. Renderdamise tulemusena sünnib lõplik animatsioon. Mõningatel juhtudel saab lihtsamaid, väiksema andmemahuga renderdamata animatsioone üle interneti saata ja lasta need renderdada lõppkasutaja arvutis. Seda kasutatakse näiteks Adobe Flashi tehnoloogias. Arvutianimatsiooni vallas hakati 1960. aastatel esimesi katsetusi tegema Ameerika Ühendriikides sideettevõtte AT&T Bell Systemi uurimis- ja arendusosakonnas Bell Telephone Laboratories Inc. (lühidalt Bell Labs). Seal olid selle valla teerajajad teadlane Edward E. Zajac, matemaatikateadlane Frank W. Sinden, programmeerija Kenneth C. Knowlton ja insener A. Michael Noll. Samal ajal hakati arvutianimatsiooni kasutusvõimalusi superarvuti loomise juures uurima asutuses Lawrence Livermore National Laboratories. Animaatorid tegelesid uudse valdkonnaga ka iseseisvalt. Näiteks Charles Csuri ja James Shaffer kasutasid arvutianimatsioonis "Koolibri" ("Hummingbird", 1967) Csuri joonistusi, Moskva ülikoolis loodi arvutit BESM-4 kasutades animatsioon "Kass" ("Кошка", 1968), milles kujutati kõndivat kassi, ning animatsioonis "Metadata" (1971) eksperimenteerisid Alain Clavier ja Peter Foldès kujundite animeerimisega. Arvutianimatsiooni vallas kujunes üheks verstapostiks Richard T. Heffroni lavastatud ulmepõnevik "Tulevikumaailm" ("Futureworld", 1976), kus kasutati 3D-traatvõrestikke, millega kujutati animeeritud kätt ja nägu. Selle valmistasid Utah' ülikooli teadurid ning hilisemad arvutigraafika korüfeed Edwin Catmull ja Fred Parke. Filmis kujutatud animatsioonid olid võetud nende tudengifilmist "Arvutiga animeeritud käsi" ("A Computer Animated Hand", 1972). Esimeseks arvutianimeeritud telesarjaks peetakse 1994. aasta septembris linastunud Kanada sarja "ReBoot" (1994–2001), milles kujutati arvutis elavaid tegelasi. Esimene täispikk arvutianimeeritud film oli 1995. aastal linastunud lastefilm "Lelulugu" ("Toy Story"). Arvutigraafika uuenduste üle arutlemiseks ja nende esitlemiseks korraldakse iga-aastast konverentsi SIGGRAPH, mida väisavad tuhanded arvutiteadlased, animaatorid, digitaalkunstnikud jm professionaalid. Arvutimängude ja 3D-graafikakiirendite loojad esitlevad seal ka tarkvara- ja riistvaratehnoloogiaid, mis võimaldavad mängumootorite kiire arengu tõttu kasutada rakendustes filmianimatsiooni kvaliteeti reaalajas (nn machinima). Mõned suuremad Ameerika Ühendriikides tegutsevad täispikkade animafilmide loojad: Animal Logic – filmid "Lustakad jalakesed" ("Happy Feet", 2006), "Dinosauruste radadel" ("Walking with Dinosaurs", 2013), "LEGO film" ("The Lego Movie", 2014, järjed 2017 ja 2019) Blue Sky Studios – "Jääaeg" ("Ice Age", 2002, järjed 2006, 2009, 2012 ja 2016), "Rio" (2011, järg 2014), "Tobukeste film" ("The Peanuts Movie", 2015) DreamWorks Animation – "Shrek" (2001), "Kung fu panda" (2008), "Kuidas taltsutada lohet" ("How to Train Your Dragon", 2010), "Trollid" ("Trolls", 2016) Illumination Entertainment – "Mina, supervaras" ("Despicable Me", 2010, järjed 2013 ja 2017), "Käsilased" ("Minions", 2015), "Lemmikloomade salajane elu" ("The Secret Life of Pets", 2016) Industrial Light & Magic – "Rango" (2011), "Kummaline maagia" ("Strange Magic", 2015) Pixar – "Lelulugu" ("Toy Story", 1995, järjed 1999, 2010 ja 2019), "Kalapoeg Nemo" ("Finding Nemo", 2003), "Autod" ("Cars", 2006) Reel FX Animation Studios – "Kalkunid: Tagasi minevikku" ("Free Birds", 2013), "Elu raamat" ("The Book of Life", 2014) Sony Pictures Animation – "Taevast sajab lihapalle" ("Cloudy with a Chance of Meatballs", 2009), "Smurfid" ("The Smurfs", 2011), "Hotell Transilvaania" ("Hotel Transylvania", 2012, järjed 2015 ja 2018) Sony Pictures Imageworks – "Angry Birds: Kurjad linnud" ("The Angry Birds Movie", 2016, järg 2019) Walt Disney Animation Studios – "Rapuntsel" ("Tangled", 2010), "Lammutaja Ralph" ("Wreck-It Ralph", 2012), "Lumekuninganna ja igavene talv" ("Frozen", 2013, järg 2019) Warner Animation Group – "LEGO film" ("The Lego Movie", 2014, järjed 2017 ja 2019), "Kured" ("Storks", 2016) Triggerfish Animation Studios – "Zambesia" ("Zambezia", 2013), "Khumba" (2014) Arvutimäng Autodesk Virtuaalreaalsus Rick Parent (2012). Computer animation: Algorithms and techniques. Elsevier. Lk 100–101, 255. ISBN 9780124158429. Paul Read, Mark-Paul Meyer (2000). Restoration of motion picture film. Elsevier. Lk 24. ISBN 9780750627931. Terence Masson (1999). CG 101: A computer graphics industry reference. Digital Fauxtography Inc. Lk 148. ISBN 073570046X. Tom Sito (2013). Moving innovation: A history of computer animation. The MIT Press. Lk 232. ISBN 9780262019095. Philip Carrera (2011). Adobe Flash animation: Creative storytelling for web and TV. Jones & Barlett Learning LLC. ISBN 9780763784157. Terence Masson (1999). CG 101: A computer graphics industry reference. Digital Fauxtography Inc. Lk 390–394. ISBN 073570046X. A. Michael Noll (2016). "Early digital computer animation at Bell Telephone Laboratories, Incorporated" (PDF). Project Muse. Vaadatud 10. veebruaril 2022. Tom Sito (2013). Moving innovation: A history of computer animation. The MIT Press. Lk 69–75. ISBN 9780262019095. "Charles Csuri, Fragmentation Animations, 1967–1970: Hummingbird (1967)". YouTube. 31. august 2009. Vaadatud 10. veebruaril 2022. ""Kitten" 1968 computer animation". YouTube. 9. märts 2006. Vaadatud 10. veebruaril 2022. "Metadata 1971". YouTube. 24. november 2010. Vaadatud 10. veebruaril 2022. Terence Masson (1999). CG 101: A computer graphics industry reference. Digital Fauxtography Inc. Lk 404. ISBN 073570046X. Terence Masson (1999). CG 101: A computer graphics industry reference. Digital Fauxtography Inc. Lk 282–288. ISBN 073570046X. Tom Sito (2013). Moving innovation: A history of computer animation. The MIT Press. Lk 64. ISBN 9780262019095. Tom Sito (2013). Moving innovation: A history of computer animation. The MIT Press. Lk 188. ISBN 9780262019095. Terence Masson (1999). CG 101: A computer graphics industry reference. Digital Fauxtography Inc. Lk 302, 432. ISBN 073570046X. Tom Sito (2013). Moving innovation: A history of computer animation. The MIT Press. Lk 97–98. ISBN 9780262019095. Tom Sito (2013). Moving innovation: A history of computer animation. The MIT Press. Lk 95–97. ISBN 9780262019095. Arvutianimatsiooni varasest ajaloost. Ohio State Pressbooks. (inglise keeles)