Conceptos

El término animación viene del griego "anemos" = viento, aliento y del latín "animus" = dar vida. El concepto de animación se asocia habitualmente con el de movimiento. Podemos definir la animación por ordenador como la "generación, almacenamiento y presentación de imágenes que en sucesión rápida producen sensación de movimiento."
El fenómeno de la persistencia de la visión (de 100 a 20 mseg.) permite que se fundan las imágenes y que se pueda generar la ilusión de movimiento. Los distintos fotogramas no deben ser muy diferentes entre sí, y la sensación de movimiento es más fluida a partir de una frecuencia de presentación de unos 20 Hz.
Para reproducir un movimiento real se toman muestras del mismo a intervalos de tiempo regulares, y este muestreo puede sufrir el denominado “aliasing temporal”, relacionado con el aliasing geométrico. El aliasing temporal se llama también “efecto estroboscópico” porque un muestreo insuficiente hace que el movimiento se perciba como iluminado con una luz estroboscópica. Para evitarlo, se usa el difuminado de movimiento ("motion blur") que recoge en un solo fotograma varias posiciones del objeto en movimiento. Ejemplo del problema del aliasing temporal: si quisiéramos reproducir el movimiento de un segundero, ¿qué efecto lograríamos tomando muestras a intervalos de 3, 15, 30, 50, 60, 70 seg.?
Si se dispone de una serie de fotogramas de una animación, y suponiendo una frecuencia de presentación constante, al aumentar el número de fotogramas el movimiento se hace más lento, y al disminuir el número de fotogramas, el movimiento se hace más rápido. Por ejemplo, eliminando una imagen de cada tres, la velocidad aumenta en un 50%.
La animación por ordenador permite representar modelos que evolucionan a lo largo del tiempo (no solamente cambian su posición, sino quizá también su tamaño, color, iluminación, textura...). La animación por ordenador puede entenderse desde distintos puntos de vista:

• Arte.
• Herramienta de visualización.
• Técnica de efectos especiales.
• Mejora con respecto a la imagen estática.

La animación en tiempo real va generando los fotogramas a medida que son necesarios. La animación fotograma a fotograma calcula los fotogramas uno a uno y luego los muestra. A medida que los ordenadores se hacen más rápidos, los algoritmos de generación de imágenes se hacen más  complejos, por lo que probablemente siempre existan las dos. Según cual sea el origen de los fotogramas con respecto al ordenador, se distinguen:

• Procedencia externa: fotogramas dibujados a mano, o generados a partir de la filmación de un movimiento real (técnica denominada rotoscopia).
• Algunos fotogramas son creados en el ordenador. El animador define manualmente los fotogramas principales de la animación (fotogramas clave, cotas o “keyframes”), y el ordenador calcula los fotogramas restantes mediante métodos de interpolación.
• Generación completa por el ordenador. Son animaciones procedurales o simulaciones en las que la dinámica del modelo se describe de forma algorítmica. 

En un sistema de animación por ordenador, y siguiendo la analogía de un estudio cinematográfico se distinguen: • Guión: descripción detallada de las escenas que componen la animación.

• Decorado: elementos inmóviles de la escena.
• Actores: elementos móviles definidos mediante unas variables que se modifican a lo largo del tiempo siguiendo unas reglas determinadas.
• Focos: fuentes de luz que iluminan la escena. Se pueden modificar tanto posición como características a lo largo del tiempo.
• Cámaras: se definen por su posición, su punto de interés y ángulo de visión. Panorámicas, zooms, fundidos... Otros movimientos de cámara: ecuaciones matemáticas, seguimiento de un actor, técnicas interactivas. Se pueden usar múltiples cámaras virtuales.
• Coreografía: creación de los elementos, descripción de sus movimientos y sincronización de los mismos. Para todo ello es necesario utilizar un sistema de animación.

El proceso de obtención de animaciones lo podemos dividir en varias etapas, que describimos a continuación:
Entrada: Antes de poder usar el ordenador, los dibujos han de ser digitalizados para crear frames, donde las entidades a animar se encuentren en posiciones extremas o características. Estas imágenes digitalizadas pueden ser producidas por el ordenador usando programas adecuados o creados al digitalizar fotos o dibujos. Los dibujos pueden requerir de un cuidadoso post-procesamiento para obtener una buena calidad.
Composición: Los frames individuales de una animación completa son generados mediante el uso de técnicas de composición de imágenes par combinar elementos de fondos y de primeros planos. Usando frames de baja resolución de una animación en un gris, podemos generar un trailer usando la característica de pan-zoom disponible en algunos sistemas. Pan implica coger una parte de la imagen y zoom agrandarla hasta tamaño de pantalla completa. Este proceso se puede repetir para varios elementos contenidos en los frames de animación. Si este procedimiento se realiza a la suficiente velocidad obtenemos una sensación de continuidad. Puesto que cada imagen es reducida a un tamaño 1/25 o 1/36 respecto del original y entonces alargado a tamaño completo, podemos reducir de manera efectiva la resolución del monitor.
Intermedio: La animación de movimiento de una posición a otra requiere la composición de frames con posiciones intermedias. En animación basada en ordenador, este proceso se realiza usando métodos de interpolación.