anii 1940 până la Prezent
Worldwide
Animația pe calculator este procesul utilizat pentru generarea digitală a imaginilor animate. Termenul mai general de imagini generate pe calculator (CGI) cuprinde atât scene statice, cât și imagini dinamice, în timp ce animația pe calculator se referă doar la imagini în mișcare. Animația modernă pe calculator utilizează de obicei grafică 3D pe calculator pentru a genera o imagine bidimensională, deși grafica 2D pe calculator este încă utilizată pentru randări stilistice, cu lățime de bandă redusă și mai rapide în timp real. Uneori, ținta animației este calculatorul în sine, dar uneori și filmul.
Capturarea mișcării, sau „Mocap”, înregistrează mișcarea obiectelor externe sau a oamenilor și are aplicații în medicină, sport, robotică și armată, precum și pentru animație în film, televiziune și jocuri. Cel mai vechi exemplu ar fi din 1878, cu munca fotografică de pionierat a lui Eadweard Muybridge privind locomoția umană și animală, care este încă o sursă pentru animatori astăzi.
Unul dintre primele calculatoare digitale programabile a fost SEAC (Standards Eastern Automatic Computer), care a intrat în serviciu în 1950 la National Bureau of Standards (NBS) din Maryland, SUA.
În 1957, pionierul informaticii Russell Kirsch și echipa sa au dezvăluit un scaner cu tambur pentru SEAC, pentru a „urmări variațiile de intensitate pe suprafețele fotografiilor”, și astfel au creat prima imagine digitală prin scanarea unei fotografii. Imaginea, care îl înfățișa pe fiul de trei luni al lui Kirsch, consta din doar 176×176 pixeli. Ei au folosit calculatorul pentru a extrage desene liniare, a număra obiecte, a recunoaște tipuri de caractere și a afișa imagini digitale pe ecranul unui osciloscop.
În 1960, o animație vectorială de 49 de secunde a unei mașini care circulă pe o autostradă planificată a fost creată la Institutul Regal de Tehnologie din Suedia pe calculatorul BESK.
Bell Labs din Murray Hill, New Jersey, a fost un contributor major la cercetarea în domeniul graficii pe calculator, animației pe calculator și muzicii electronice de la începuturile sale la începutul anilor 1960. Inițial, cercetătorii erau interesați de ceea ce ar putea fi făcut să facă calculatorul, dar rezultatele muncii vizuale produse de calculator în această perioadă i-au consacrat pe oameni precum Edward Zajac, Michael Noll și Ken Knowlton ca artiști informatici de pionierat.
Ivan Sutherland este considerat de mulți drept creatorul graficii interactive pe calculator și un pionier al internetului. El a lucrat la Laboratorul Lincoln de la MIT (Massachusetts Institute of Technology) în 1962, unde a dezvoltat un program numit Sketchpad I, care permitea utilizatorului să interacționeze direct cu imaginea de pe ecran. Aceasta a fost prima interfață grafică cu utilizatorul și este considerată unul dintre cele mai influente programe de calculator scrise vreodată de o persoană.
Edward Zajac a produs unul dintre primele filme generate pe calculator la Bell Labs în 1963, intitulat A Two Gyro Gravity Gradient Attitude Control System, care a demonstrat că un satelit ar putea fi stabilizat pentru a avea întotdeauna o parte orientată spre Pământ în timp ce orbita.
Ken Knowlton a dezvoltat sistemul de animație Beflix (Bell Flicks) în 1963, care a fost folosit pentru a produce zeci de filme artistice de către artiștii Stan VanDerBeek, Knowlton și Lillian Schwartz. În loc de programare brută, Beflix funcționa folosind „primitive grafice” simple, cum ar fi desenarea unei linii, copierea unei regiuni, umplerea unei zone, mărirea unei zone și altele asemenea.
În anii 1960, William Fetter a fost designer grafic pentru Boeing la Wichita și a fost creditat cu inventarea expresiei „Computer Graphics” pentru a descrie ceea ce făcea la Boeing la acea vreme (deși Fetter însuși a atribuit acest lucru colegului Verne Hudson). Munca lui Fetter a inclus dezvoltarea în 1964 a descrierilor ergonomice ale corpului uman care sunt atât precise, cât și adaptabile la diferite medii, iar acest lucru a dus la primele figuri „wireframe” animate 3D.
În 1965, Michael Noll a creat filme 3D stereografice generate pe calculator, inclusiv un balet de figuri stilizate care se mișcau pe o scenă. Unele filme au arătat, de asemenea, hiper-obiecte cvadridimensionale proiectate în trei dimensiuni.
Utah a fost un centru major pentru animația pe calculator în această perioadă. Facultatea de informatică a fost fondată de David Evans în 1965, iar multe dintre tehnicile de bază ale graficii 3D pe calculator au fost dezvoltate aici la începutul anilor 1970 cu finanțare ARPA (Advanced Research Projects Agency). Rezultatele cercetării au inclus umbrirea Gouraud, Phong și Blinn, maparea texturilor, algoritmi de suprafață ascunsă, subdiviziunea suprafețelor curbe, desenarea liniilor în timp real și hardware de afișare a imaginilor raster, precum și lucrări timpurii de realitate virtuală.
În jurul anului 1967, Noll a folosit tehnica de animație 4D pentru a produce secvențe de titlu animate pe calculator pentru scurtmetrajul comercial Incredible Machine (produs de Bell Labs) și pentru emisiunea specială TV The Unexplained (produsă de Walt DeFaria). Multe proiecte în alte domenii au fost, de asemenea, întreprinse în acest moment.
În 1968, un grup de fizicieni și matematicieni sovietici, avându-l pe N. Konstantinov în frunte, a creat un model matematic pentru mișcarea unei pisici. Pe un calculator BESM-4, ei au conceput un program pentru rezolvarea ecuațiilor diferențiale ordinare pentru acest model. Calculatorul a imprimat sute de cadre pe hârtie folosind simboluri alfabetice care au fost ulterior filmate în secvență, creând astfel prima animație pe calculator a unui personaj, o pisică care merge.
Laboratorul de calculatoare Atlas de lângă Oxford a fost timp de mulți ani o facilitate majoră pentru animația pe calculator în Marea Britanie. Primul desen animat de divertisment realizat a fost The Flexipede, de Tony Pritchett, care a fost prezentat public pentru prima dată la expoziția Cybernetic Serendipity în 1968.
În 1968, Ivan Sutherland a făcut echipă cu David Evans pentru a fonda compania Evans & Sutherland—ambii erau profesori în cadrul Departamentului de Informatică al Universității din Utah, iar compania a fost creată pentru a produce hardware nou, conceput să ruleze sistemele dezvoltate în cadrul Universității. Multe astfel de algoritmi au dus ulterior la generarea unor implementări hardware semnificative, inclusiv Geometry Engine, afișajul montat pe cap (Head-mounted display), memoria tampon (Frame buffer) și simulatoarele de zbor.
În iulie 1968, revista de artă Studio International a publicat o ediție specială intitulată Cybernetic Serendipity - The Computer and the Arts, care a catalogat o colecție cuprinzătoare de obiecte și exemple de lucrări realizate în domeniul artei computerizate în organizații din întreaga lume și prezentate în expoziții la Londra, Marea Britanie, San Francisco, CA și Washington, DC. Acest lucru a marcat o piatră de hotar în dezvoltarea mediului și a fost considerat de mulți ca având o influență și o inspirație pe scară largă. Pe lângă toate exemplele menționate mai sus, alte două imagini iconice deosebit de cunoscute din această perioadă includ Chaos to Order de Charles Csuri (adesea numită Hummingbird), creată la Universitatea de Stat din Ohio în 1967, și Running Cola is Africa de Masao Komura și Koji Fujino, creată la Computer Technique Group, Japonia, tot în 1967.
Prima mașină care a atras atenția publicului larg în mass-media a fost Scanimate, un sistem de animație pe calculator analogic proiectat și construit de Lee Harrison de la Computer Image Corporation din Denver. Începând cu anul 1969, sistemele Scanimate au fost folosite pentru a produce o mare parte din animația bazată pe video văzută la televiziune în reclame, titluri de emisiuni și alte grafice. Acesta putea crea animații în timp real, un mare avantaj față de sistemele digitale de la acea vreme.
National Film Board of Canada, deja un centru mondial pentru arta animației, a început și el experimentarea cu tehnici informatice în 1969. Cel mai cunoscut dintre primii pionieri în acest domeniu a fost artistul Peter Foldes, care a finalizat Metadata în 1971. Acest film a cuprins desene animate prin schimbarea treptată de la o imagine la alta, o tehnică cunoscută sub numele de „interpolare” (cunoscută și sub numele de „inbetweening” sau „morphing”).
Primul lungmetraj care a folosit procesarea digitală a imaginilor a fost filmul Westworld din 1973, un film science-fiction scris și regizat de romancierul Michael Crichton, în care roboți umanoizi trăiesc printre oameni. John Whitney, Jr. și Gary Demos de la Information International, Inc. au procesat digital fotografia cinematografică pentru a părea pixelată, cu scopul de a portretiza punctul de vedere al androidului Gunslinger.
Un pas major înainte către obiectivul creșterii realismului în animația 3D a venit odată cu dezvoltarea „fractalilor”. Termenul a fost inventat în 1975 de matematicianul Benoit Mandelbrot, care l-a folosit pentru a extinde conceptul teoretic al dimensiunilor fracționare la modele geometrice din natură și a fost publicat în traducerea engleză a cărții sale Fractals: Form, Chance, and Dimension în 1977.
Prima utilizare a imaginilor wireframe 3D în cinematografia mainstream a fost în continuarea filmului Westworld, Futureworld (1976), regizat de Richard T. Heffron. Acesta a prezentat o mână și o față generate pe calculator, create de studenții absolvenți ai Universității din Utah, Edwin Catmull și Fred Parke, care apăruseră inițial în scurtmetrajul lor experimental din 1972, A Computer Animated Hand. Scurtmetrajul de animație premiat cu Oscar în 1975, Great, despre viața inginerului victorian Isambard Kingdom Brunel, conține o scurtă secvență a unui model wireframe rotativ al proiectului final al lui Brunel, nava cu aburi din fier SS Great Eastern. Al treilea film care a folosit această tehnologie a fost Star Wars (1977), scris și regizat de George Lucas, cu imagini wireframe în scenele cu planurile Stelei Morții, computerele de ochire din luptătoarele X-wing și nava spațială Millennium Falcon.
Software-ul de grafică pe calculator 3D a început să apară pentru computerele de acasă la sfârșitul anilor 1970. Cel mai vechi exemplu cunoscut este 3D Art Graphics, un set de efecte grafice 3D pe calculator, scris de Kazumasa Mitazawa și lansat în iunie 1978 pentru Apple II.
Studioul de animație în limba franceză al NFB și-a fondat Centre d'animatique în 1980, cu un cost de 1 milion de dolari CAD, având o echipă de șase specialiști în grafică pe calculator. Unitatea a fost însărcinată inițial cu crearea de secvențe CGI stereoscopice pentru filmul 3-D IMAX al NFB, Transitions, pentru Expo 86. Personalul de la Centre d'animatique l-a inclus pe Daniel Langlois, care a plecat în 1986 pentru a forma Softimage.
Silicon Graphics, Inc (SGI) a fost un producător de hardware și software de înaltă performanță pentru computere, fondat în 1981 de Jim Clark. Ideea sa, numită Geometry Engine, a fost de a crea o serie de componente într-un procesor VLSI care să îndeplinească principalele operațiuni necesare în sinteza imaginii—transformările matriceale, tăierea (clipping) și operațiunile de scalare care au oferit transformarea către spațiul de vizualizare. Clark a încercat să-și vândă designul companiilor de calculatoare și, negăsind cumpărători, el și colegii săi de la Universitatea Stanford, California, și-au început propria companie, Silicon Graphics.
În 1979–80, primul film care a folosit fractali pentru a genera grafica a fost realizat de Loren Carpenter de la Boeing. Intitulat Vol Libre, acesta a arătat un zbor peste un peisaj fractal și a fost prezentat la SIGGRAPH 1980. Carpenter a fost ulterior angajat de Pixar pentru a crea planeta fractală în secvența Genesis Effect din Star Trek II: The Wrath of Khan în iunie 1982.
Primul lungmetraj cinematografic care a făcut o utilizare extinsă a CGI 3D solid a fost Tron al lui Walt Disney, regizat de Steven Lisberger, în 1982. Filmul este celebrat ca o piatră de hotar în industrie, deși mai puțin de douăzeci de minute din această animație au fost folosite efectiv—în principal scenele care arată „terenul” digital sau includ vehicule precum Light Cycles, tancuri și nave.
În 1982, Universitatea Osaka din Japonia a dezvoltat sistemul grafic pe calculator LINKS-1, un supercalculator care utiliza până la 257 de microprocesoare Zilog Z8001, folosit pentru randarea graficii 3D realiste. Conform Societății de Procesare a Informației din Japonia: „Nucleul randării imaginilor 3D constă în calcularea luminanței fiecărui pixel care alcătuiește o suprafață randată din punctul de vedere, sursa de lumină și poziția obiectului date. Sistemul LINKS-1 a fost dezvoltat pentru a realiza o metodologie de randare a imaginilor în care fiecare pixel putea fi procesat în paralel în mod independent, folosind ray tracing.”
În 1983, Philippe Bergeron, Nadia Magnenat Thalmann și Daniel Thalmann au regizat Dream Flight, considerat primul film generat 3D care spune o poveste. Filmul a fost programat complet folosind limbajul grafic MIRA, o extensie a limbajului de programare Pascal bazată pe tipuri de date grafice abstracte. Filmul a primit mai multe premii și a fost prezentat la SIGGRAPH '83 Film Show.
LINKS-1 a fost cel mai puternic calculator din lume în 1984.
În 1985, Pierre Lachapelle, Philippe Bergeron, Pierre Robidoux și Daniel Langlois au regizat Tony de Peltrie, care prezintă primul personaj uman animat care exprimă emoții prin expresii faciale și mișcări ale corpului, ceea ce a atins sentimentele publicului. Tony de Peltrie a avut premiera ca film de închidere al SIGGRAPH '85.
Flocking este comportamentul manifestat atunci când un grup de păsări (sau alte animale) se mișcă împreună într-un stol. Un model matematic al comportamentului de stol a fost simulat pentru prima dată pe un calculator în 1986 de către Craig Reynolds și și-a găsit rapid utilizarea în animație. Jurassic Park a prezentat în mod notabil acest comportament și l-a adus în atenția publicului larg prin menționarea sa în scenariul propriu-zis[necesită citare]. Alte utilizări timpurii au fost liliecii în stol din Batman Returns (1992) al lui Tim Burton și stampida de gnu din Regele Leu (1994) al Disney.
În 1989 a fost lansat filmul de acțiune subacvatică The Abyss al lui James Cameron. Acesta a fost primul film de cinema care a inclus CGI fotorealist integrat perfect în scenele live-action. O secvență de cinci minute cu o tentaculă animată sau „pseudopod” a fost creată de ILM, care a conceput un program pentru a produce unde de suprafață de diferite dimensiuni și proprietăți cinetice pentru pseudopod, incluzând reflexia, refracția și o secvență de morphing. Deși scurtă, această combinație reușită de CGI și live-action este considerată pe scară largă o piatră de hotar în stabilirea direcției pentru dezvoltarea viitoare în domeniu.
Anii 1990 au început cu tehnologia CGI suficient de dezvoltată pentru a permite o expansiune majoră în producția de film și televiziune. 1991 este considerat pe scară largă „anul de cotitură”, cu două succese majore la box-office, ambele făcând uz intens de CGI.
În 1993, Babylon 5 al lui J. Michael Straczynski a devenit primul serial de televiziune major care a folosit CGI ca metodă principală pentru efectele vizuale (în loc de modele construite manual), urmat mai târziu în același an de SeaQuest DSV al lui Rockne S. O'Bannon.
Un alt pas semnificativ a venit în 1993, odată cu Jurassic Park al lui Steven Spielberg, unde dinozaurii CGI 3D au fost integrați cu omologi animatronici de mărime naturală. Animalele CGI au fost create de ILM, iar într-o scenă de test pentru a face o comparație directă a ambelor tehnici, Spielberg a ales CGI-ul. De asemenea, George Lucas, care privea, a remarcat: „o prăpastie majoră a fost trecută și lucrurile nu vor mai fi niciodată la fel”.
În 1995, a apărut primul lungmetraj complet animat pe calculator, Toy Story de la Disney-Pixar, care a fost un succes comercial uriaș.
O altă descoperire în care un film de cinema a folosit motion capture a fost crearea a sute de personaje digitale pentru filmul Titanic în 1997. Tehnica a fost utilizată pe scară largă în 1999 pentru a crea pe Jar-Jar Binks și alte personaje digitale în Star Wars: Episodul I – Amenințarea Fantomei.
În 2000, o echipă condusă de Paul Debevec a reușit să capteze (și să simuleze) în mod adecvat câmpul de reflectanță peste fața umană folosind cele mai simple scene de lumină, ceea ce a fost ultima piesă lipsă din puzzle pentru a crea dubluri digitale ale actorilor cunoscuți.
Primul film de cinema mainstream realizat complet cu motion capture a fost filmul japonezo-american din 2001 Final Fantasy: The Spirits Within, regizat de Hironobu Sakaguchi, care a fost, de asemenea, primul care a folosit personaje CGI fotorealiste. Filmul nu a fost un succes la box-office. Unii comentatori au sugerat că acest lucru s-ar putea datora parțial faptului că personajele CGI principale aveau trăsături faciale care cădeau în „valea stranie” (uncanny valley).
În 2002, Stăpânul Inelelor: Cele Două Turnuri al lui Peter Jackson a fost primul lungmetraj care a folosit un sistem de motion capture în timp real, care a permis ca acțiunile actorului Andy Serkis să fie introduse direct în modelul CGI 3D al lui Gollum pe măsură ce erau interpretate.
În 2010, Academia Americană de Film (AMPAS) a anunțat că filmele realizate prin motion capture nu vor mai fi considerate eligibile pentru premiile Oscar la categoria „Cel mai bun film de animație”, declarând: „Motion capture în sine nu este o tehnică de animație.”
