Animação facial de personagens em Falling Skies

A animação facial sempre foi encarada como uma das partes mais complexas de qualquer projeto envolvendo animação 3d, mas o uso correto da técnica e procedimentos de manipulação pode trazer vida e personalidade para qualquer personagem 3d. Esse tipo de animação pode também ser usado com técnicas modernas de tracking de vídeo, para incrementar e potencializar personagens de ficção usando próteses que não possibilitam aos atores expressar todos os movimentos necessários para algumas cenas. Uma aplicação prática desse tipo de mistura da animação facial com tracking aconteceu no seriado Falling Skies.

Para quem não acompanha o seriado de ficção científica, existe um personagem de uma raça chamada Volm conhecido como Cochise. O ator que interpreta o alienígena faz uso de prótese facial completa, mas assim como todas as próteses desse tipo, existe um limite para o quanto é possível mover a face com a máscara. É por isso que a equipe responsável pelos efeitos especiais, utilizou tracking e animação facial para melhorar os movimentos e expressões do personagem, ajudando muito no processo de caracterização.

Animação facial de personagens com Falling Skies

Os dois vídeos a seguir mostram alguns exemplos das partes do rosto identificadas para melhoria, e o resultado depois que os movimentos foram incrementados.

O processo como um todo não é simples e exige muita habilidade por parte da equipe responsável, pois os movimentos e deformações do rosto do ator usando a prótese precisam ser perfeitamente mapeados. Seria mais simples criar o personagem na versão digital? Da maneira com que ele interage com o ambiente e outros personagens, seria muito mais trabalhoso e caro! A solução funciona muito bem, e permite adicionar vida nova em personagens de ficção como esse, usando técnicas consolidadas para criar efeitos como é o caso da prótese.

Para realizar o mesmo tipo de interação, seria preciso partir para animação por captura de movimento da face do ator, o que aceleraria muito a animação. Qualquer animação facial criada manualmente exige habilidade considerável dos artistas 3d, e nesse caso a captura seria uma garantia de que o ator seria o responsável pelas expressões. Mas, como já mencionei anteriormente o processo iria acabar ficando muito mais caro e trabalhoso.

Se você gosta de ficção científica e não conhece o seriado, recomendo conferir! É muito bom.

Tecnologia de animação facial gratuita para estudantes

A animação facial é sempre um dos estágios que geram a maior quantidade de trabalho em equipes especializadas em animação 3d. Com uma animação facial de qualidade é possível fazer com que os personagens de qualquer história passem emoções e representem exatamente o que se espera do roteiro de uma boa história. Mas, como você já deve ter percebido, caso assista a muitas animações em 3d, a animação facial é talvez uma das partes mais complexas e difíceis de executar dentro de qualquer projeto, pois lida com inúmeras variações minúsculas de movimento nos rostos dos personagens, o que representa grande desafio para qualquer animador 3d.

É devido a essa dificuldade que muitas equipes acabam recorrendo a sistemas de captura de movimento para representar expressões faciais, devido a facilidade e rapidez com que esse tipo de sistema pode configurar uma boa animação fácil. O lado negativo desse tipo de solução é o custo, que geralmente é muito maior do que o que seria empregado em sistemas de animação tradicional. O que fica caro nesse tipo de sistema são os equipamentos e softwares necessários para conseguir capturar e processar captura de movimento para animações faciais.

Mas, como estamos na época de um dos maiores eventos do mundo para profissionais de computação gráfica que são as olimpíadas é a Siggraph que ocorre esse ano em Los Angeles, muitas empresas especializadas na área fazem promoções e lançamentos de produtos na feira, e a Faceware technologies que é uma empresa especializada em sistemas para captura e movimento para animação facial anunciou um novo programa de incentivo ao uso de suas tecnologias por parte de estudantes. Para ter acesso ao material, a instituição em que você estuda precisa entrar em contato com a Faceware e solicitar a inscrição no programa. A página com o anúncio oficial pode ser conferida nesse endereço.

O primeiro projeto que já faz uso da tecnologia da Faceware também foi exibido, e totalmente criado por estudantes dentro de um período de apenas 4 semanas, o que é bem impressionante. O projeto se chama Stina and the Wolf.

Stina & the Wolf – test shot from Stina & the Wolf on Vimeo.

Se você é estudante e gostaria que a sua instituição fosse uma das participantes desse programa educacional, é interessante entrar em contato com o coordenador do seu curso, pois ele pode fazer o contato com a Faceware.

Blender 2.5: Script permite automatizar rigging facial

A animação de personagens em 3d é uma das áreas mais complexas na computação gráfica, pois exige habilidades tanto na parte artística como técnica para conseguir produzir e gerenciar as informações e softwares. Nesse processo existe uma parte chamada de Rigging que trata exatamente dos ajustes e configurações em personagens para deformação em animação. Em resumo, é a parte do trabalho em que pegamos um modelo 3d e ligamos os seus vértices nas estruturas de ossos (bones), para que os mesmos possam receber keyframes e deformar em animação. A área é tão complexa que existem até mesmo artistas que são especializados apenas em rigging, pois é de um bom rigging que surge a oportunidade de criar boas animações.

Existe alguma parte do rigging mais difícil? Como um todo, podemos dizer que tirando mãos e pés, a configuração da animação facial está entre as que tem maior nível de dificuldade. Basicamente existem duas maneiras de fazer esse tipo de animação usando keyframes que é a adição de bones na face ou o uso de técnicas de Morph. Essa última é a mais usada, em que precisamos gerar expressões chave e determinar a influência das expressões ao longo do tempo. Para os destemidos que precisam de controle total, a solução é usar bones na face!

O Blender 2.5 está com um novo Add-on desenvolvido por um usuário chamado Khuuyj que pode ajudar significativamente nesse processo. A ferramenta se chama Face Bone Tool e o seu funcionamento é extremamente simples, principalmente se compararmos com o processo manual de criação e configuração desse tipo de ferramenta. O vídeo abaixo demonstra o procedimento necessário para usar o Add-on e também como trabalhar com animações faciais usando a estrutura de bones geradas pela ferramenta:

Auto facial rig add-on for blender #1 from khuuyj on Vimeo.

Repare no primeiro vídeo que o Add-on é capaz de gerar diversos elementos para a estrutura do personagem de maneira automática, precisando apenas de ajustes no posicionamento configurações do modelo como um todo. Outro vídeo já mostra a ferramenta sendo usada para criar animações faciais:

auto facial rig add-on for blender #2 from khuuyj on Vimeo.

Esse tipo de ferramenta deve fazer a alegria dos artistas que precisam praticar apenas animação, mas não querem passar por todo o processo de ajuste e criação de ossos, que pode ser bem trabalhoso. É importante lembrar que as aplicações de ferramentas assim estão sempre condicionadas a adequação do que o Add-on oferece e as necessidades do projeto. Se não for suficiente, você terá que deixar de lado o script e partir para os ajustes manuais.

O importante é conhecer as duas técnicas.

Tutorial de animação facial com o 3ds Max

A animação de personagens envolve diversos desafios e pequenos problemas que devem ser resolvidos ao longo do processo, como é o caso da animação facial. Esse tipo de animação é extremamente complexa e pode colocar em risco o trabalho bem desenvolvido com o personagem como um todo. O problema com esse tipo de animação é a quantidade e escala dos objetos que devem ser animados com esse tipo de animação. Para ter uma idéia de como isso pode ser complicado, tente parar na frente de um espelho e associe as suas expressões faciais com os movimentos dos músculos na sua face.

Depois de pouco tempo fica fácil perceber como esse tipo de deformação para animação é complexa e trabalhosa. Para ajudar nesse tipo de procedimento, existe um tipo de ferramenta disponível na maioria dos softwares 3d, mesmo que com nomes diferentes, chamado de Morph Target. Com esse tipo de ferramenta, podemos criar as diversas expressões usadas durante a animação e atribuir uma porcentagem de quanto o personagem deve ter daquela face.

O tutorial abaixo mostra como esse tipo de ferramenta funciona no 3ds Max:

No vídeo podemos perceber que existe um personagem que deve receber animação facial, e o artista organizou diversas expressões do mesmo modelo 3d já com as deformações. Esses modelos 3d recebem um nome que fica listado na ferramenta de Morph Target. Assim que um desses modelos 3d listados na ferramenta sofre uma alteração na porcentagem de influência, o modelo original sofre as alterações e deformações necessárias para representar a expressão.

Com essa técnica é possível reproduzir drasticamente o tempo necessário para criar animações faciais, que demandam tempo e muita habilidade artística do animador. Essa animação acaba sendo um divisor de águas para animadores iniciantes, pela dificuldade e complexidade na sua execução. Isso que não estamos falando sobre a sincronia entre as expressões e os diálogos dos personagens. Nesse caso, temos que adicionar os fonemas dos diálogos na lista usada para controlar as alterações. Isso acaba aumentando significativamente a lista de expressões.

Se você pretende trabalhar com animação de personagens, recomendo tentar estudar e praticar a criação de expressões usando essa técnica para ter uma idéia de como funciona o Morph Target no software 3d que você usa.

Recurso para animadores: Biblioteca gratuita de expressões faciais

A animação 3d exige dos artistas e profissionais envolvidos na produção uma série de conhecimentos e recursos que não são fáceis de assimilar. Um desses conhecimentos é a necessidade de conhecer técnicas de atuação e interpretação, para que seja possível atribuir de maneira verossímil aos seus personagens as emoções que o roteiro da animação descreve. Sem esse tipo de conhecimento, o resultado das animações acaba sendo um conjunto de personagens sem expressão e consequentemente a natureza artificial dos mesmos é potencializada. Em resumo, o resultado não é nada bom.

Uma das soluções para esse tipo de problema é o uso de algum tipo de laboratório, em que os animadores podem testar as expressões antes de começar a trabalhar com seus personagens. É bem fácil detectar esse tipo de solução em estúdios de animação, em que logo ao lado de cada computador usado pela equipe de animação existe um pequeno espelho, Esses espelhos servem para que os animadores possam testar neles mesmos as expressões e conseguir boas referências para a animação.

Pode parecer constrangedor, ficar fazendo caretas na frente de um espelho, mas é uma excelente maneira de fazer laboratório. Se você não quiser fazer esse tipo de teste, usando o seu rosto como referência, o instituto de Pesquisas em animação e produção digital da Alemanha, organizou uma série de vídeos e fotografias com as mais diversas expressões faciais para servir como base para animadores.

The Emotion Wheel: reference tool for drawing emotions on faces

A imagem não faz parte dessa biblioteca, mas é um exemplo do que você encontra lá.

A biblioteca é extremamente útil para as pessoas que não tem muita aptidão para as artes cênicas, mas ainda assim gostariam de trabalhar com animação de personagens. O único requisito para poder acessar os vídeos e banco de fotografias desse acervo é o cadastro no sistema do instituto, que é feito mediante o preenchimento de um formulário.

Além das imagens disponíveis no sistema, podemos visualizar diversos vídeos de pessoas comuns fazendo as expressões. Lembre que conhecer a parte técnica dos softwares de animação 3d é apenas uma parte do processo, pois o software fará apenas aquilo que você determinar como animador.

Depois de acessar o web site do instituto e conferir o banco de expressões faciais, você vai perceber que eles também disponibilizam alguns scripts e ferramentas para animação facial com o Maya.