1940s naar Heden
Worldwide
Computeranimatie is het proces dat wordt gebruikt voor het digitaal genereren van geanimeerde beelden. De algemenere term computer-generated imagery (CGI) omvat zowel statische scènes als dynamische beelden, terwijl computeranimatie alleen verwijst naar bewegende beelden. Moderne computeranimatie gebruikt meestal 3D-computergraphics om een tweedimensionaal beeld te genereren, hoewel 2D-computergraphics nog steeds worden gebruikt voor stilistische, bandbreedtebesparende en snellere real-time renderings. Soms is het doel van de animatie de computer zelf, maar soms ook film.
Motion capture, of "Mocap", registreert de beweging van externe objecten of mensen en heeft toepassingen in de geneeskunde, sport, robotica en het leger, evenals voor animatie in film, tv en games. Het vroegste voorbeeld dateert uit 1878, met het baanbrekende fotografische werk van Eadweard Muybridge over de voortbeweging van mens en dier, wat vandaag de dag nog steeds een bron is voor animatoren.
Een van de eerste programmeerbare digitale computers was de SEAC (de Standards Eastern Automatic Computer), die in 1950 in gebruik werd genomen bij het National Bureau of Standards (NBS) in Maryland, VS.
In 1957 onthulden computerpionier Russell Kirsch en zijn team een trommelscanner voor de SEAC, om "variaties in intensiteit over de oppervlakken van foto's te traceren", en zo maakten ze de eerste digitale afbeelding door een foto te scannen. De afbeelding, waarop de drie maanden oude zoon van Kirsch te zien was, bestond uit slechts 176×176 pixels. Ze gebruikten de computer om lijntekeningen te extraheren, objecten te tellen, tekentypes te herkennen en digitale beelden weer te geven op een oscilloscoopscherm.
In 1960 werd een 49 seconden durende vectoranimatie van een auto die over een geplande snelweg rijdt, gemaakt aan het Zweedse Royal Institute of Technology op de BESK-computer.
Bell Labs in Murray Hill, New Jersey, was vanaf het begin in de vroege jaren 60 een toonaangevende onderzoeksbijdrager op het gebied van computergraphics, computeranimatie en elektronische muziek. Aanvankelijk waren onderzoekers geïnteresseerd in wat de computer kon doen, maar de resultaten van het visuele werk dat de computer in deze periode produceerde, vestigden mensen als Edward Zajac, Michael Noll en Ken Knowlton als baanbrekende computerkunstenaars.
Ivan Sutherland wordt door velen beschouwd als de maker van interactieve computergraphics en als internetpionier. Hij werkte in 1962 bij het Lincoln Laboratory van het MIT (Massachusetts Institute of Technology), waar hij een programma genaamd Sketchpad I ontwikkelde, waarmee de gebruiker direct kon interageren met het beeld op het scherm. Dit was de eerste grafische gebruikersinterface en wordt beschouwd als een van de meest invloedrijke computerprogramma's die ooit door een individu zijn geschreven.
Edward Zajac produceerde in 1963 een van de eerste computergegenereerde films bij Bell Labs, getiteld A Two Gyro Gravity Gradient Attitude Control System, die aantoonde dat een satelliet gestabiliseerd kon worden om altijd met één kant naar de aarde gericht te blijven terwijl deze in een baan om de aarde draaide.
Ken Knowlton ontwikkelde in 1963 het Beflix (Bell Flicks) animatiesysteem, dat werd gebruikt om tientallen artistieke films te produceren door kunstenaars als Stan VanDerBeek, Knowlton en Lillian Schwartz. In plaats van ruwe programmering werkte Beflix met eenvoudige "grafische primitieven", zoals een lijn tekenen, een regio kopiëren, een gebied vullen, inzoomen op een gebied, enzovoort.
In de jaren 60 was William Fetter een grafisch ontwerper voor Boeing in Wichita en hij kreeg de eer voor het bedenken van de term "Computer Graphics" om te beschrijven wat hij destijds bij Boeing deed (hoewel Fetter zelf de eer toeschreef aan collega Verne Hudson). Fetters werk omvatte de ontwikkeling in 1964 van ergonomische beschrijvingen van het menselijk lichaam die zowel nauwkeurig als aanpasbaar zijn aan verschillende omgevingen, en dit resulteerde in de eerste 3D-geanimeerde "wireframe"-figuren.
In 1965 creëerde Michael Noll computergegenereerde stereoscopische 3D-films, waaronder een ballet van stokfiguren die op een podium bewogen. Sommige films toonden ook vierdimensionale hyper-objecten geprojecteerd naar drie dimensies.
Utah was in deze periode een belangrijk centrum voor computeranimatie. De faculteit informatica werd in 1965 opgericht door David Evans, en veel van de basistechnieken van 3D-computergraphics werden hier in de vroege jaren 70 ontwikkeld met financiering van ARPA (Advanced Research Projects Agency). Onderzoeksresultaten omvatten Gouraud-, Phong- en Blinn-shading, textuurmapping, algoritmen voor verborgen oppervlakken, onderverdeling van gebogen oppervlakken, real-time lijntekeningen en hardware voor rasterbeeldweergave, evenals vroeg werk op het gebied van virtual reality.
Rond 1967 gebruikte Noll de 4D-animatietechniek om computergeanimeerde titelsequenties te produceren voor de commerciële korte film Incredible Machine (geproduceerd door Bell Labs) en de tv-special The Unexplained (geproduceerd door Walt DeFaria). In deze tijd werden ook veel projecten op andere gebieden ondernomen.
In 1968 creëerde een groep Sovjet-natuurkundigen en wiskundigen onder leiding van N. Konstantinov een wiskundig model voor de beweging van een kat. Op een BESM-4-computer bedachten ze een programma voor het oplossen van de gewone differentiaalvergelijkingen voor dit model. De computer printte honderden frames op papier met behulp van alfabetische symbolen die later in volgorde werden gefilmd, waardoor de eerste computeranimatie van een personage, een lopende kat, ontstond.
Het Atlas Computer Laboratory nabij Oxford was vele jaren een belangrijke faciliteit voor computeranimatie in Groot-Brittannië. De eerste gemaakte entertainment-cartoon was The Flexipede, door Tony Pritchett, die in 1968 voor het eerst publiekelijk werd vertoond op de Cybernetic Serendipity-tentoonstelling.
In 1968 sloegen Ivan Sutherland en David Evans de handen ineen om het bedrijf Evans & Sutherland op te richten—beiden waren hoogleraar aan de afdeling Computerwetenschappen van de Universiteit van Utah, en het bedrijf werd gevormd om nieuwe hardware te produceren die ontworpen was om de systemen te draaien die aan de universiteit werden ontwikkeld. Veel van dergelijke algoritmen hebben later geleid tot de generatie van belangrijke hardware-implementaties, waaronder de Geometry Engine, de head-mounted display, de frame buffer en vluchtsimulatoren.
In juli 1968 publiceerde het kunsttijdschrift Studio International een speciale uitgave getiteld Cybernetic Serendipity - The Computer and the Arts, waarin een uitgebreide verzameling items en voorbeelden van werk werd gecatalogiseerd dat werd gedaan op het gebied van computerkunst in organisaties over de hele wereld en getoond in tentoonstellingen in Londen, VK, San Francisco, CA. en Washington, DC. Dit markeerde een mijlpaal in de ontwikkeling van het medium en werd door velen beschouwd als van wijdverspreide invloed en inspiratie. Naast alle bovengenoemde voorbeelden zijn twee andere bijzonder bekende iconische beelden hiervan Chaos to Order van Charles Csuri (vaak aangeduid als de Hummingbird), gemaakt aan de Ohio State University in 1967, en Running Cola is Africa van Masao Komura en Koji Fujino, gemaakt bij de Computer Technique Group, Japan, eveneens in 1967.
De eerste machine die op grote schaal de aandacht van het publiek in de media trok was Scanimate, een analoog computeranimatiesysteem ontworpen en gebouwd door Lee Harrison van de Computer Image Corporation in Denver. Vanaf ongeveer 1969 werden Scanimate-systemen gebruikt om een groot deel van de video-gebaseerde animatie te produceren die op televisie te zien was in reclames, showtitels en andere graphics. Het kon animaties in real-time creëren, een groot voordeel ten opzichte van digitale systemen in die tijd.
De National Film Board of Canada, al een wereldcentrum voor animatiekunst, begon in 1969 ook met experimenten met computertechnieken. De bekendste van de vroege pioniers hiermee was kunstenaar Peter Foldes, die in 1971 Metadata voltooide. Deze film bestond uit tekeningen die werden geanimeerd door geleidelijk van het ene beeld naar het volgende te veranderen, een techniek die bekend staat als "interpoleren" (ook wel "inbetweening" of "morphing" genoemd).
De eerste speelfilm die gebruikmaakte van digitale beeldverwerking was de film Westworld uit 1973, een sciencefictionfilm geschreven en geregisseerd door romanschrijver Michael Crichton, waarin humanoïde robots tussen de mensen leven. John Whitney, Jr. en Gary Demos van Information International, Inc. verwerkten digitaal filmbeelden om ze gepixeld te laten lijken om het gezichtspunt van de Gunslinger-androïde weer te geven.
Een grote stap voorwaarts naar het doel van meer realisme in 3D-animatie kwam met de ontwikkeling van "fractals". De term werd in 1975 bedacht door wiskundige Benoit Mandelbrot, die het gebruikte om het theoretische concept van fractionele dimensies uit te breiden naar geometrische patronen in de natuur, en gepubliceerd in de Engelse vertaling van zijn boek Fractals: Form, Chance, and Dimension in 1977.
Het eerste gebruik van 3D-wireframe-beelden in de mainstream cinema was in het vervolg op Westworld, Futureworld (1976), geregisseerd door Richard T. Heffron. Dit bevatte een computergegenereerde hand en gezicht, gemaakt door de afgestudeerde studenten van de Universiteit van Utah, Edwin Catmull en Fred Parke, die aanvankelijk waren verschenen in hun experimentele korte film A Computer Animated Hand uit 1972. De met een Oscar bekroonde korte animatiefilm Great uit 1975, over het leven van de Victoriaanse ingenieur Isambard Kingdom Brunel, bevat een korte sequentie van een roterend wireframe-model van Brunels laatste project, het ijzeren stoomschip SS Great Eastern. De derde film die deze technologie gebruikte was Star Wars (1977), geschreven en geregisseerd door George Lucas, met wireframe-beelden in de scènes met de Death Star-plannen, de richtcomputers in de X-wing-jagers en het Millennium Falcon-ruimteschip.
3D-computergrafische software begon eind jaren zeventig te verschijnen voor thuiscomputers. Het vroegst bekende voorbeeld is 3D Art Graphics, een set 3D-computergrafische effecten, geschreven door Kazumasa Mitazawa en uitgebracht in juni 1978 voor de Apple II.
De Franstalige animatiestudio van de NFB richtte in 1980 zijn Centre d'animatique op, tegen een kostprijs van 1 miljoen CAD, met een team van zes specialisten in computergraphics. De eenheid kreeg aanvankelijk de taak om stereoscopische CGI-sequenties te maken voor de 3D IMAX-film Transitions van de NFB voor Expo 86. Medewerkers van het Centre d'animatique waren onder meer Daniel Langlois, die in 1986 vertrok om Softimage op te richten.
Silicon Graphics, Inc (SGI) was een fabrikant van hoogwaardige computerhardware en -software, opgericht in 1981 door Jim Clark. Zijn idee, de Geometry Engine genaamd, was om een reeks componenten in een VLSI-processor te creëren die de belangrijkste operaties zouden uitvoeren die nodig zijn bij beeldsynthese—de matrix-transformaties, clipping en de schaaloperaties die zorgden voor de transformatie naar de kijkruimte. Clark probeerde zijn ontwerp aan computerbedrijven te verkopen, en toen hij geen kopers vond, startten hij en collega's aan de Stanford University, Californië, hun eigen bedrijf, Silicon Graphics.
In 1979–80 werd de eerste film die fractals gebruikte om de graphics te genereren gemaakt door Loren Carpenter van Boeing. Getiteld Vol Libre, toonde het een vlucht over een fractaal landschap en werd gepresenteerd op SIGGRAPH 1980. Carpenter werd vervolgens ingehuurd door Pixar om de fractale planeet te creëren in de Genesis Effect-sequentie van Star Trek II: The Wrath of Khan in juni 1982.
De eerste speelfilm die op grote schaal gebruikmaakte van solide 3D CGI was Walt Disney's Tron, geregisseerd door Steven Lisberger, in 1982. De film wordt gevierd als een mijlpaal in de industrie, hoewel minder dan twintig minuten van deze animatie daadwerkelijk werden gebruikt—voornamelijk de scènes die digitaal "terrein" tonen, of voertuigen bevatten zoals Light Cycles, tanks en schepen.
In 1982 ontwikkelde de Osaka University in Japan het LINKS-1 Computer Graphics System, een supercomputer die tot 257 Zilog Z8001-microprocessors gebruikte voor het renderen van realistische 3D-computergraphics. Volgens de Information Processing Society of Japan: "De kern van 3D-beeldweergave is het berekenen van de luminantie van elke pixel die een gerenderd oppervlak vormt vanuit het gegeven standpunt, de lichtbron en de objectpositie. Het LINKS-1-systeem werd ontwikkeld om een beeldweergavemethode te realiseren waarbij elke pixel onafhankelijk parallel kon worden verwerkt met behulp van ray tracing."
In 1983 regisseerden Philippe Bergeron, Nadia Magnenat Thalmann en Daniel Thalmann Dream Flight, dat wordt beschouwd als de eerste 3D-gegenereerde film die een verhaal vertelt. De film werd volledig geprogrammeerd met behulp van de grafische taal MIRA, een uitbreiding van de programmeertaal Pascal gebaseerd op abstracte grafische datatypen. De film won verschillende prijzen en werd vertoond tijdens de SIGGRAPH '83 Film Show.
De LINKS-1 was in 1984 de krachtigste computer ter wereld.
In 1985 regisseerden Pierre Lachapelle, Philippe Bergeron, Pierre Robidoux en Daniel Langlois Tony de Peltrie, waarin het eerste geanimeerde menselijke personage te zien is dat emotie uitdrukt door middel van gezichtsuitdrukkingen en lichaamsbewegingen, wat de gevoelens van het publiek raakte. Tony de Peltrie ging in première als de slotfilm van SIGGRAPH '85.
Flocking (zwermgedrag) is het gedrag dat wordt vertoond wanneer een groep vogels (of andere dieren) samen in een zwerm beweegt. Een wiskundig model van zwermgedrag werd in 1986 voor het eerst gesimuleerd op een computer door Craig Reynolds en vond al snel zijn weg naar animatie. Jurassic Park maakte opvallend gebruik van zwermgedrag en bracht het onder de aandacht van het grote publiek door het in het script te vermelden[bron nodig]. Andere vroege toepassingen waren de zwermende vleermuizen in Tim Burtons Batman Returns (1992) en de gnoe-stormloop in Disney's The Lion King (1994).
In 1989 werd de onderwateractiefilm The Abyss van James Cameron uitgebracht. Dit was de eerste bioscoopfilm met fotorealistische CGI die naadloos was geïntegreerd in live-action scènes. Een sequentie van vijf minuten met een geanimeerde tentakel of "pseudopod" werd gemaakt door ILM, die een programma ontwierp om oppervlaktegolven van verschillende groottes en kinetische eigenschappen voor de pseudopod te produceren, inclusief reflectie, refractie en een morphing-sequentie. Hoewel kort, wordt deze succesvolle mix van CGI en live-action algemeen beschouwd als een mijlpaal die de richting bepaalde voor verdere toekomstige ontwikkelingen in het vakgebied.
De jaren 90 begonnen met CGI-technologie die inmiddels voldoende ontwikkeld was om een grote uitbreiding naar film- en tv-productie mogelijk te maken. 1991 wordt algemeen beschouwd als het "doorbraakjaar", met twee grote kaskrakers die beide intensief gebruikmaakten van CGI.
Een andere belangrijke stap kwam in 1993 met Steven Spielbergs Jurassic Park, waar 3D CGI-dinosaurussen werden geïntegreerd met levensgrote animatronic-tegenhangers. De CGI-dieren werden gemaakt door ILM, en in een testscène om beide technieken direct te vergelijken, koos Spielberg voor de CGI. George Lucas keek ook mee en merkte op: "er is een grote kloof overbrugd en de dingen zouden nooit meer hetzelfde zijn".
In 1993 werd Babylon 5 van J. Michael Straczynski de eerste grote televisieserie die CGI gebruikte als de primaire methode voor visuele effecten (in plaats van handgebouwde modellen), later datzelfde jaar gevolgd door SeaQuest DSV van Rockne S. O'Bannon.
In 1995 kwam de eerste volledig computergeanimeerde speelfilm, Disney-Pixar's Toy Story, wat een enorm commercieel succes was.
Een andere doorbraak waarbij een bioscoopfilm motion capture gebruikte, was het creëren van honderden digitale personages voor de film Titanic in 1997. De techniek werd in 1999 op grote schaal gebruikt om Jar-Jar Binks en andere digitale personages te creëren in Star Wars: Episode I – The Phantom Menace.
In 2000 slaagde een team onder leiding van Paul Debevec erin om het reflectieveld over het menselijk gezicht adequaat vast te leggen (en te simuleren) met behulp van de eenvoudigste lichtpodia. Dit was het laatste ontbrekende puzzelstukje om digitale dubbelgangers van bekende acteurs te maken.
De eerste mainstream bioscoopfilm die volledig met motion capture werd gemaakt, was de Japans-Amerikaanse film Final Fantasy: The Spirits Within uit 2001, geregisseerd door Hironobu Sakaguchi. Dit was ook de eerste film die fotorealistische CGI-personages gebruikte. De film was geen kaskraker. Sommige commentatoren hebben gesuggereerd dat dit deels komt doordat de CGI-hoofdpersonages gelaatstrekken hadden die in de "uncanny valley" vielen.
In 2002 was The Lord of the Rings: The Two Towers van Peter Jackson de eerste speelfilm die een real-time motion capture-systeem gebruikte, waardoor de acties van acteur Andy Serkis direct konden worden ingevoerd in het 3D CGI-model van Gollum terwijl het werd uitgevoerd.
In 2010 kondigde de Amerikaanse filmacademie (AMPAS) aan dat films met motion capture niet langer in aanmerking komen voor de Oscar voor "Beste animatiefilm", met de verklaring: "Motion capture op zichzelf is geen animatietechniek."
