Creación de personajes virtuales

La historia del arte lo ha planteado claramente: la figura humana ha sido uno de los recursos más valorados (y más complejos) para el proceso creativo. Si bien durante milenios la reproducción del cuerpo se limitó a representaciones bidimensionales del cuerpo, el renacimiento planteó un dramático cambio de visión al introducir el estudio de la perspectiva y la luz, añadiendo una tercera dimensión a la figura humana, aunque de una manera aún estática. El advenimiento de la fotografía, el cine y la televisión no solo a añadieron profundidad y realismo a las representaciones del cuerpo, sino que además permitieron reproducir su movimiento completamente.

Sin embargo, tal vez el avance más innovador en este sentido lo constituyó el computador, permitiendo crear personajes con vida propios, con condiciones de iluminación, texturas y movimientos muy interesantes para los creadores contemporáneos. Pronto se les dio el nombre de "personajes virtuales" a este tipo de figuras que parecían imitar, aunque torpemente en un principio, los gestos de los seres humanos reales. Detrás de este medio creativo y científico, existe una herramienta clave: la captura de movimiento.

El "Motion Capture" (término original en inglés para designar a esta técnica) consiste, básicamente, en capturar las características del movimiento de un objeto real, para transferirlo a un objeto generado por computador. A grosso modo, el funcionamiento de este proceso es relativamente sencillo:

1. Se ubican marcadores especiales sobre las articulaciones y los puntos principales de movimiento del actor, y usualmente sobre un fondo azul (especial para los procesos de chroma-key). Otra posibilidad la brindan los sistemas de captura mecánicos - magnéticos, que a través de un "traje" constituido por módulos rígidos, articulaciones y cables, registran con fidelidad el movimiento del actor.
2. Luego, un hardware especial registra y analiza la posición y la orientación de estos marcadores en el tiempo, generando así un conjunto de datos de movimiento, conocidos en el ámbito técnico como "curvas de movimiento".
3. Esta información se transfiere a un personaje tridimensional, previamente modelado en el computador.

Aunque esta forma de producción ha sido estudiada desde los 80´s, hasta hace unos cuantos años la utilización del "Motion Capture" se restringió a la transferencia directa de los parámetros de animación, subutilizando todo el verdadero potencial que ofrecía la herramienta, e ignorando ciertos problemas que ofrecían los movimientos de los objetos reales. Consideremos, por ejemplo, el movimiento de la ropa respecto al cuerpo, los cuales tienden a moverse separadamente: el vaivén de una falda es generalmente opuesto al movimiento de la figura. Con el tiempo, los animadores encontraron que las acciones secundarias de los personajes eran muchas veces más definitivas para producir figuras más veraces y dramáticos… paradójicamente, más humanos. Con el mejoramiento progresivo del software y del hardware en la última década, la técnica no solo ha permitido resolver satisfactoriamente estos problemas, sino que ha permitido además la creación y animación de personajes que se acercan cada vez más al ser humano real. En la actualidad, dicha tecnología es utilizada por numerosas compañías de efectos especiales y animación 3D (LucasFilm, Pixar, Industrial Light & Magic, etc.) para producir animaciones realistas en varias películas: Star Wars I, Titanic, Species, Batman, Terminator 2 y, más recientemente, Final Fantasy , de forma progresiva han abierto una nueva dimensión a la creación de personajes virtuales, y nos permiten pensar, sin temor a exagerar, que a la vuelta de unos años muchos actores humanos podrían ser sustituidos por su contraparte virtual.

Las ventajas de esta técnica son evidentes, no solamente por la reducción de costos en la producción, sino también en varios aspectos:

1. A través de las técnicas normales de animación 3D se puede obtener un promedio de 3 segundos finales de una figura animada por día. Con "Motion Capture" se pueden lograr entre 2 y 20 minutos en el mismo período de tiempo, dependiendo de la complejidad de la animación. Piense, en este sentido, cuantos años más habrían podido pasar para que nos llegara Final Fantasy, de 108 minutos de duración, si se hubiese realizado enteramente con métodos tradicionales de animación 3D.
2. En muchos casos, el Motion Capture se convierte una técnica obligatoria, especialmente en situaciones que serían poco práctico o demasiado peligrosas para actores reales. En la película Titanic, por ejemplo, muchos de los personajes que caían del barco fueron creados de esta manera.
3. La misma película nos plantea otra ventaja: en muchas de las escenas fueron utilizados personajes virtuales como "extras", o también vuelos de cámara sobre un barco virtual. De esta manera actores, modelos y cámaras virtuales se conjugan para crear escenas totalmente fotorrealistas.
4. La creación de personajes virtuales tiene una aplicación de especial interés para las productoras de televisión, por cuanto permite la creación de presentadores, sin la necesidad de memorizar un libreto o sin el temor a equivocarse. Tómese, por ejemplo, la creación de un Larry King virtual, en enero 31 del 99. El actor Harry Shearer dio vida a una gigantesca caricatura del famoso presentador de televisión durante el Super Bowl de Miami. El actor improvisó su personaje desde un estudio de alta tecnología ubicado no muy lejos del estadio. El Larry King virtual apareció 10 veces en la pantalla durante este evento, y conduciendo entrevistas con Stevie Wonder, Ivander Holyfield, Kiss, Don Shula y otros.
5. La tecnología de Motion Capture tiene un número creciente de aplicaciones en campos tan diferentes como la Web (especialmente para anfitriones virtuales y postales virtuales, otorgando así una elemento más "humano" a Internet); en análisis biomecánicos (para el diseño acertado de prótesis); en ingeniería y diseño (para producir objetos ergonómicos); en educación (a través de instructores virtuales interactivos), en juegos y en realidad virtual.

Gipsy 3 es un sistema mecánico de captura producido por las compañías Analogus y MetaMotion. Consiste en una pieza de hardware que se coloca por módulos, como un traje, sobre el modelo del que se desea capturar el movimiento. Posee un rango muy amplio de alcance (1/2 milla), superior a otros equipos ópticos y magnéticos. Tiene además la gran ventaja de ser una pieza independiente, que se mueve junto al cuerpo y que no necesita entornos específicos, por lo cual Gipsy es ideal para capturar movimientos que requieran de grandes extensiones de terreno. Esta pieza funciona en conexión con cualquier PC a través de una cable serial, y sus baterías duran alrededor de 4 horas. Finalmente, este hardware no solo cuenta con su propia aplicación, sino que además soporta cualquiera de los paquetes de software más populares para Motion Capture y modelado de figuras humanas en 3D (Kaydara FilmBox, DreamTeam Typhoon, Famous 3D, Maya y Poser 4)

Esta aplicación es indudablemente una de los mejores en el campo de la animación. Su habilidad para dibujar inmediatamente personajes de mediana resolución (hasta 20,000 polígonos con una buena aceleración del estándar de 3D OpenGL) lo hacen una excelente opción para la animación de eventos para Broadcast en tiempo real. Adicionalmente, provee una excelente visualización de la información de captura de movimiento, y su disponibilidad de plataformas (Windows NT y SGI Iris) lo convierten en un líder para el desarrollo de animaciones con este tipo de tecnología.

Dentro de sus características más importantes, tenemos el hecho de que soporta el mayor número de dispositivos de captura disponibles en la industria. Igualmente ofrece extensas capacidades de importación y exportación de formatos, lo cual lo hace ideal para la producción de personajes virtuales para juegos, broadcast y cine. Permite adicionalmente que los movimientos de varios actores puedan ser capturados de forma simultánea.

Su paquete de funciones avanzadas son realmente impresionantes, pues asigna los datos de movimiento a personajes de cualquier forma, peso o tamaño, proveyendo un ajuste preciso entre los actores reales y las figuras virtuales; arregla los fallos en la captura y re - elabora de puntos perdidos, función especial para los dispositivos ópticos que trabajan a base de puntos de referencia; proporciona herramientas automáticas de estabilización de la figura en procesos de caminado, salto y carrera. Su característica de audio y Lip-Sync integrados permiten la sincronización total de varios canales de audio en conjunto con la animación 3D.

Life Forms Studio tiene un número importante de características que garantizan su inclusión a los estudios de captura de movimiento, tanto grandes como pequeños. Puede importar archivos .BVH producidos por Gipsy o Kaydara FilmBox. Adicionalmente, provee soporte de importación y exportación para los paquetes de 3D más importantes de la industria: 3D StudioMax, LightWave 3D, Maya, PowerAnimator, Inspire 3D, StudioPro, Poser, Cinema 4DXL y ElectricImage. Sus módulos de exportación para Web y para dispositivos PalmOS lo constituyen en una herramienta a tener en cuenta. Funciona para Macintosh G3, y Windows 98.

Con todos los beneficio de la captura en tiempo real, y sin las restricciones de trajes, cables o paquetes de batería, Vicon 8Rt presenta un sistema pasivo de marcadores reflexivos para la captura de movimientos (óptico) con una cámara especial de 120 Mhz. Está construido sobre el hardware de la misma compañía (Vicon 8 DataStation) el cual se adecua perfectamente para películas, televisión y juegos.

Su paquete de software reconstruye múltiples imágenes de la cámara (de 2 dimensiones) en coordenadas 3D, y un modelo cinemático definido por el usuario genera la información translación y rotación para los segmentos definidos, estabilizando los flujos de datos para asegurar una calidad suave y continua del movimiento. De la misma forma esta aplicación permite el procesamientos simultáneo de imágenes dirigido por un computador de mediano rango (Pentium 500 Mhz) y distribuido a través de una variedad de máquinas en red con capacidades 3D. Su alto performance (30 cuadros por segundo) es perfecto para producciones de broadcast y cine. Opera sobre estaciones Windows NT.

La tecnología de procesamiento de gráficas en computador nos ha proporcionado impresionantes ejemplos de su alcance futuro. Dentro de este contexto, la captura de movimiento ha sido una pieza clave, no solamente en la realización de producciones para cine y televisión, sino que se utiliza de manera recurrente en la Web, en realidad virtual, en eventos en vivo y en directo, en análisis biomecánicos ya hasta en investigaciones científicas.

Más y más compañías independientes están comenzando a crear verdaderos estudios… en un garaje y con un computador: la idea de dos o tres personas creando una película completa no está muy lejana, especialmente si la captura de movimiento se utiliza correctamente.

Y aunque esta técnica representa ciertamente un gran salto tecnológico -que empezó con sencillas "estructuras de alambre" en 3D a principios de los 70´s para llegar a las poderosas estaciones gráficas de trabajo capaces de reproducir superficies sombreadas en tiempo real- el estado actual de la tecnología parece no ser suficiente: el mayor reto está en poder llegar a la reproducción inmediata de texturas fotorrealistas, sin la necesidad de los tediosos procesos de render y modelado.