Historia, evolución y aplicación de la animación por computadora.

Historia de la animación por computadora

La historia de la animación por computadoras se remonta al final de los años 40 y los 50 con los primeros experimentos con gráficos por computadora, pero hasta principios de 1960 cuando las computadoras comenzaron a volverse populares fue cuando lo componentes gráficos en las computadoras prosperaron. En un principio sus usos fueron estrictamente para propósitos de investigación, pero su uso artístico comenzó a mediados de los años 60. Muchos de estos gráficos eran imágenes bidimensionales, hasta que el poder de procesamiento permitió los esfuerzos para crear imágenes en tres dimensiones. Hacia finales de 1980, el foto realismo tridimensional comenzó a utilizarse en algunas películas, y a mediados de 1990 se llegó al punto en el cual la animación 3D fue utilizada completamente en una producción fílmica.

Inicios con John Whitney

John Whitney fue un animador estadounidense, compositor e inventor, conocido como el padre de la animación por computadora.​ En los 40s y 50s, él y su hermano James crearon una serie de películas experimentales a partir de una antigua computadora análoga (Predictor Kerrinson) conectada por servomotores para controlar el movimiento de las luces e iluminar objetos — siendo estos los primeros ejercicios de control de fotografías en movimiento. En 1968, su dispositivo para controlar fotografías fue utilizado para la película 2001:Odisea del espacio, de Stanley Kubrick y en la secuencia final de "Stargate". Los hijos de John Whitney (Michael, Mark y John Jr.) son cineastas. John Whitney fallecio en 1995.

La primera imagen digital

Una de las primeras computadoras programables fue la SEAC (the Standards Eastern Automatic Computer), diseñada por el pionero de la computación Russell Kirsch en 1950 para la NBS (National Bureau of Standards) en Maryland, Estados Unidos. En 1957, su equipo presentó el escáner de tambor, el cual servía para medir las variaciones de intensidad en la superficie de una fotografía, siendo ésta la primera imagen digital. La fotografía mostraba al hijo de tres meses de Kirsch, en un recuadro de únicamente 176 x 176 píxeles, siendo esta la primera imagen escaneada. 

Hacia finales de los 50’s y principios de los 60's, las computadoras se fueron popularizando a lo largo de varias organizaciones y universidades, lo cual trajo como consecuencia que un mayor número de equipos fueran equipados con pantallas, abriendo así nuevos horizontes para la experimentación.

 

William Fetter

En 1960, William Fetter era un diseñador gráfico para Boeing en los Laboratorios Lawrence Livermore, y fue quien acuñó el término “gráficas computacionales” para describir su trabajo en aquella época (aunque el mismo Fetter daba el crédito por ello a su colega Verne Hudson).​ El trabajo de Fetter incluía el desarrollo de descripciones ergonómicas del cuerpo humano que fuesen tanto precisos como adaptables a varios ambientes, lo cual dio como resultado a la primera figura "wire-frame" tridimensional animada. Tales figuras humanas se convirtieron en íconos de las primeras gráficas computacionales, y comúnmente referidas como "Boeing Man". Fetter murió en el 2002

Bell Labs

Bell Labs en Murray Hill, New Jersey, fueron colaboradores líderes en el desarrollo de los gráficos y animación por computadora, así como de música electrónica a principios de los 60’s. En un inicio, sus investigadores se tomaban interés por lo que las computadoras podrían hacer, sin embargo los resultados de varios trabajos visuales producidos en sus computadoras atrajeron la atención de personas como Edward Zajac, Michael Noll y Ken Knowlton convirtiéndose en artistas pioneros de la computación.

Edward Zajac produjo una de las primeras películas generadas por computadora en los laboratorios Bell en 1963, titulada A Two Gyro Gravity Gradient Attitude Control System, en la cual mostraba un satélite que estabiliza uno de sus lados para que esté siempre estuviera en dirección a la tierra.

Ken Knowlton desarrolló el sistema de animación Beflix (Bell Flicks) en 1963, el cual fue utilizado para producir decenas de películas por artistas como Stan VanDerBeek, Knowlton and Lillian Schwartz.​ En lugar de valerse de programación en bruto, Beflix utilizaba primitivas básicas, como trazar una línea, copiar una región, llenar un área, acercar, etc.

En 1965, Michael Noll creó una película 3D con la técnica de proyección estereográfica, en la cual mostraba un ballet con varios personajes a base de líneas moviéndose por un escenario.​ Algunas de ellas mostraban figuras de cuatro dimensiones proyectadas en espacios 3D.​ Para 1967, Noll utilizaba su técnica de animación 4D para crear secuencias de títulos para el cortometraje Incredible Machine (producido por Bell Labs) y el especial de televisión The Unexplained (producido por Walt DeFaria).​ Muchos proyectos fueron llevados a cabo en ese momento.

Uso a mediados de los años 60

• La Universidad de Utah fue el principal centro computacional durante este periodo. La facultad de ciencias computacionales fue fundada por David Evans en 1965, y muchas de las técnicas básicas del 3D fueron desarrolladas a principios de los 70’s con el proyecto ARPA(Advanced Research Projects Agency).

• En 1968, Ivan Sutherland unió esfuerzos con David Evans para fundar la compañía Evans & Sutherland — cuando ambos eran profesores en el Departamento de Ciencias Computacionales en la Universidad de Utah, con el objetivo de crear un nuevo hardware diseñado para correr los sistemas desarrollados en la Universidad. Muchos de estos algoritmos dieron paso a equipos como el Geometry Engine, el Head-mounted display, el framebuffer, y simuladores de vuelo.

• En 1968 un grupo de físicos y matemáticos soviéticos con Nikolai Konstantinov al mando crearon un modelo matemático para determinar el movimiento de un gato. Con la ayuda de una computadora BESM-4, idearon un programa capaz de resolver ecuaciones diferenciales ordinarias para dicho modelo.

• En el Estado de Ohio el artista de la  Universidad Estatal de Ohio (OSU) Charles Csuri comenzó a experimentar con la aplicación de las gráficas computacionales en sus obras hacia 1963. Sus esfuerzos dieron como resultado un renombrado laboratorio de investigación con fondos de la Fundación Nacional para la Ciencia , así como de otras agencias gubernamentales y privadas. 

• En julio de 1968, la revista de Estudios de Artes Internacionales publicó un número especial titulado "Cybernetic Serendipity - the computer and the arts", en el cual se catalogó una vasta colección de artículos y ejemplos de trabajos hechos en el campo de las artes computacionales hechos en distintas organizaciones alrededor del mundo, y mostró exhibiciones tanto en Londres como en Nueva York.

• La primera máquina que alcanzó fama en los medios fue Scanimate, una computadora análoga diseñada y construida por Lee Harrison de la Corporación de Imágenes Computacionales en Denver. A partir de 1969, los sistemas Scanimate fueron utilizados para producir varias de las animaciones vistas en comerciales y títulos de series de la época. Era capaz de crear animaciones en tiempo real lo que significó un gran avance en esos momentos.

Durante los años ‘70

• Uno de los pioneros más destacados en artes animadas fue el artista Peter Foldes, quien realizó Metadata en 1971. Su película constaba de dibujos animados que cambian gradualmente de una imagen a texto, valiéndose de la técnica conocida como "interpolación" (también conocida en inglés como "inbetweening" o "morphing"), la cual también es utilizada en numerosos trabajos durante la década de los sesenta.

• El primer largometraje en utilizar el procesamiento de imágenes digitales fue en 1973 con Westworld, una película de ciencia ficción escrita y dirigida por el novelista Michael Crichton, en la cual varios robots humanoides conviven con los humanos para proveerlos de entretenimiento.​ John Whitney, Jr, y Gary Demos quienes trabajaban para Information International, Inc., procesaron digitalmente fragmentos de la película para darle un toque “pixelado” a algunas escenas, con el fin de recrear la visión desde el punto de vista del androide Gunslinger. 

 

Uso de imágenes digitales en películas.

La primera vez que se utilizaron imágenes en 3D fue en la secuela de “Westworld” titulada Futureworld (1976), dirigida por Richard T. Heffron. En ella se mostró una mano y rostro generados por computadora, creados por los entonces recién egresados de la Universidad de Utah Edwin Catmull y Fred Parke, las cuales habían utilizado en su corto experimental de 1971 llamado “A Computer Animated Hand” La tercera película en usar tal tecnología fue Star Wars (1977), escrita y dirigida por George Lucas, en las tomas de la Estrella de la Muerte, la mira de las computadoras de las naves X-wing y el famoso Halcón Milenario.

Los ‘80

La década de los ochenta significó una expansión radical en el desarrollo de nuevas herramientas comerciales, como fue la incorporación a las estaciones de trabajo la tecnología framebuffer, lo que en conjunto con otros avances las computadoras aumentaron no sólo su poder sino también su asequibilidad.

• Silicon Graphics, Inc (SGI) fue una empresa fundada en 1981 por Jim Clark, dedicada a la fabricación tanto de equipos de cómputo de alto nivel y software. Inventó el llamado Geometry Engine, este se trataba de una serie de componentes en un procesador VLSI que podía calcular varias operaciones requeridas en una síntesis de imágenes- transformaciones de matrices, recortes y operaciones a escala que daban tales transformaciones un lugar en un espacio 3D.

• En 1981, Quantel lanzó el "Paintbox", El primer sistema de animación para usuarios finales, diseñado para la creación y composición de contenidos gráficos y de video para la televisión. Su esquema se centraba en mejorar el flujo de trabajo dentro del estudio para la producción de noticias en vivo.

 

• En 1989 James Cameron lanzó la película de acción submarina El Secreto del Abismo. Fue la primera película que incluyó CGI fotorrealista en sus escenas. La secuencia de cinco minutos muestra un tentáculo animado y fue creado por ILM, quienes diseñaron un programa que producía ondas de diferentes tamaños en la superficie del agua y propiedades kinésicas para el tentáculo, incluyendo reflexión, refracción y una secuencia de “morphing”. Aunque fuese corta, la exitosa combinación de CGI y acción en vivo fue considerada un hito dentro del campo.​

• A finales de los años ochenta se dio un nuevo hito dentro de la animación por computadora, pero en esta ocasión en el 2D: El desarrollo del sistema de Disney "Computer Animation Production System", mejor conocido como "CAPS". Ésta era una colección personalizada de software, escáneres y estaciones de trabajo en red desarrollado por The Walt Disney Company en colaboración con Pixar. Su propósito era computarizar la tinta, pintura y los procesos de posproducción de sus películas animadas de manera tradicional, para permitir una postproducción más eficiente y sofisticada dejando obsoleta la pintura a mano del celuloide. 

La animación por computadora al cine y TV en los años ‘90

En la década de los noventa la técnica CGI había crecido lo suficiente para buscar llegar a otros medios como el cine y televisión, por lo que en 1991 fue uno de los mejores años para la animación, con dos películas que usaron CGI.

La primera fue Terminator 2: el juicio final de James Cameron, la cual atrajo la atención del público con el uso de la técnica CGI, lo que permitió animar a los dos robots "Terminator", siendo el modelo The "T-1000" capaz de mimetizar a otros personajes que hubiera tocado, gracias a su estructura de metal líquido que le permitía cambiar de forma. La mayor parte de los efectos en Terminator corrieron a cargo de Industrial Light & Magic, siendo este el proyecto CGI más ambicioso luego de la aclamada cinta Tron en 1982.

Para 1993 se logró otro avance gracias a Steven Spielberg con Jurassic Park,​ en la cual se logró integrar modelos 3D de dinosaurios con modelos animatronics a escala. Los animales CGI fueron creados en Industrial Light & Magic, quienes mostraron a Spielberg una escena en la que se hacía una comparación de ambas técnicas con la cual Spielberg terminó decantándose por el CGI. Luego de su estreno el director George Lucas comentó que "se había cruzado una línea, por lo que las cosas no volverían a ser las mismas."

Animación por computadora en los años 2000

• A inicios de la década del 2000 comenzó la cinematografía virtual, siendo consideradas las películas The Matrix Reloaded y The Matrix Revolutions las primeras que contaron con un diseño tan convincente que era difícil distinguir si en una escena había actores reales tomados con una cámara convencional o modelos 3D con simulaciones de cámara. 

• En 2000, un equipo dirigido por Paul Debevec logró capturar (y simular) adecuadamente el campo de reflectancia sobre el rostro humano utilizando la más simple de las etapas de luz . que era la última pieza que faltaba del rompecabezas para hacer imitaciones digitales de actores conocidos.

• La primera película de cine convencional hecha completamente con captura de movimiento fue Final Fantasy: The Spirits Within, de origen japonés-estadounidense de 2001, dirigida por Hironobu Sakaguchi , que también fue la primera en utilizar personajes CGI fotorrealistas.

• Poser es otro programa de gráficos 3D de bricolaje especialmente destinado a la animación fácil de usar de objetos blandos comenzó su desarrollo en 2003.

• Pointstream Software es un programa de flujo óptico profesional que utiliza un píxel como su forma primitiva básica que generalmente se rastrea a través de una configuración multicámara del estimado Arius3D , creadores del escáner XYZ RGB , utilizado en el proceso de producción de las secuelas de Matrix en el año 2003 este software se encuentra descontinuado y es muy complicado hacerse con una versión estable de este. 

• Blender (software), un paquete de cinematografía virtual de código abierto gratuito, utilizado por profesionales y entusiastas por igual, comenzó su desarrollo en 2005, a dia de hoy este es uno de los softwares de animación por computadora más importantes en el mercado debido a su facilidad y su nulo costo. 

Animación por computadora a partir del 2010

• En algún momento de 2010 Pixar comenzó a utilizar su software insignia Presto, este es el software que han usado desde su película “Valiente” y permite 

• Durante la expo SIGGRAPH en 2013 Activision junto con la USC presentaron un rostro digital capaz de reaccionar en tiempo real llamado "Ira", para ello utilizaron el sistema creado por la USC llamado Light Stage X que emite 20 patrones de luz sobre el rostro y con una serie de fotografías es posible obtener un modelo 3D de alta resolución junto con texturas de una persona.148​149​ El resultado final es bastante realista y aunque en un principio la técnica fue utilizada para efectos especiales en películas, ya comienzan a emplearse en los videojuegos.

• En 2016 Adobe Flash cambia su nombre a Adobe Animate para significar su nuevo enfoque a animar y publicar estas animaciones como un video, estas animaciones pueden ser de diversos formatos, HTML5 y Flash, esto es muy importante ya que los formatos Flash estaban empezando a ser obsoletos.

• En 2016 salió al mercado Open Toonz, un programa de código abierto especialmente creado para animación 2D, este software ha sido utilizado por diversas empresas entre ellas el famoso Studio Ghibli y Rough Draft Studios,​ además de esto también fue utilizado para producir la famosa serie de televisión Futurama.

• En 2018 salió Robot 7723 en Netflix una película totalmente animada en blender, esto indicó que peliculas de software de código libre pueden llegar al nivel de superproducciones como las que se pueden encontrar en Netflix

• En 2018 salió en cines Spider-Man Un nuevo universo, esta película es digna de mención ya que utiliza un software especializado que crea una mezcla de elementos 2d y 3d, este software llamado “OpenColorIO” se volvió de código libre poco después de que esta película saliera al mercado.

• En 2019 fue introducido al mercado doméstico la arquitectura Turing para tarjetas de video innovando con un método para mejorar la calidad visual de videojuegos y objetos tridimensionales. El primero de los títulos en soportar esta tecnología de trazado de rayos de luz en tiempo real fue Battlefield V.

Conclusiones

La animación es un proceso por el cual se consume una gran cantidad de tiempo, este siempre ha sido el caso desde los inicios de esta y sin importar si la animación es bidimensional o tridimensional, sin embargo desde que la animación dio el salto a las computadoras este proceso se ha vuelto mucho más sencillo, hasta el punto que un principiante que no tenga idea de principios básicos de la animación puede aprender a hacer animaciones.

Algunos de los programas más usados para crear animaciones básicas en 2d y 3d son Adobe Flash, Open Toonz, AnimationPaper, Blender, Maya y 3Dmax. Cada uno de estos programas tuvo que evolucionar con el tiempo hasta llegar a un estado en el que usarlos es sumamente sencillo para el usuario, este también es el caso con la gran mayoría de software diseñado para la creación de animaciones bidimensionales o tridimensionales.

El aprender la historia de la animación por computadora además de ser un tema sumamente interesante este puede ayudarnos a entender como los software especializados en animación han ido evolucionando a través del tiempo.

Bibliografía

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