DATOS GENERALES

Cs-95-071. Animación 3D por Computadora, y Mundos Virtuales
(3-0-8. Requisitos: 7º ISC, 7° ISE, 7° ISI)
Equivalencia:
OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA.

Proporcionar al alumno los conocimientos y técnicas necesarios para la realización de proyectos avanzados de gráficas computacionales tridimensionales, así como analizar las nuevas tendencias, entornos de desarrollo y herramientas en el desarrollo de proyectos de gráficas y las posibles áreas de aplicación.
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO

Temario del curso Animación por Computadora, Edición de Vídeo Digital y VRML para Mundos Virtuales
  1. Principios Básicos de Gráficas en 3D
    1. Planos, ejes y sistemas de coordenadas
    2. Puntos, líneas y superficies
    3. Rotaciones, escalamientos y translaciones
    4. Proyecciones
    5. Primitivas geométricas
    6. Líneas, splines, béziers y NURBS
    7. Barridos y extruciones
    8. Estructuras jerárquicas
    9. Almacenamiento (formatos de archivos)
  2. El proceso de realización (rendering)
    1. Espacios de color
    2. La cámara
    3. Luces
    4. Iluminación, superficies y texturas
    5. Técnicas de realización
      1. La técnica del pintor
      2. Eliminación de superficies escondidas
      3. Z-buffer
      4. Ray tracing
    6. Almacenamiento (formatos de archivos)
  3. Principios Básicos de Animación por Computadora
    1. Tipos de animación
      1. Animación presentada
      2. Animación de punto de vista
      3. Animación procedural
      4. Animación cinemática
    2. Animación de celda: interpolación, superposición y cambios de color
    3. Utilización del reloj
    4. Control del movimiento
      1. Interpolación lineal
      2. Interpolación con curvas
      3. Cambios de forma
      4. Cinemática
      5. Animación de la cámara
      6. Animación de las luces
    5. El proceso de producción de animaciones
  4. El Lenguaje de Modelación POV (Persistance of Vision)
    1. Introducción al Ray Tracing
    2. Parámetros de la línea de comandos
    3. El sistema de coordenadas POV
    4. Descripción de un objeto
    5. Agregando texturas
    6. Definición de luces
    7. Definición de cámaras
    8. Objetos básicos
    9. Transformaciones
    10. Declaraciones
    11. Geometría Sólida Constructiva
    12. Pigmentos, normales, texturas y acabados
    13. La cámara
    14. Animación
    15. Construcción de un preprocesador de animación
    16. Modelación utilizando AC3D
  5. Elaboración de vídeos digitales utilizando Ulead
    1. Fundamentos de vídeo digital
    2. Formatos de almacenamiento de vídeo digital
    3. Construcción de archivos de vídeo digital
  6. El Lenguaje de Modelación RIB (RenderMan)
    1. Cámara
    2. Vistas
    3. Transformaciones
    4. Sombreado y color
    5. Iluminación
    6. Animación
    7. Construcción de un preprocesador de animación
  7. El paquete de modelación y animación Truespace
    1. Primitivas geométricas
    2. Relaciones entre objetos
    3. Cámaras y vistas
    4. Iluminación
    5. Texturas
    6. Texturas animadas
    7. Transformaciones
    8. Deformaciones
    9. Animación por cuadros e interpolación
    10. Trayectorias
    11. Efectos de animación
  8. El paquete de modelación y animación 3D Studio MAX
    1. Primitivas geométricas
    2. Relaciones entre objetos
    3. Cámaras y vistas
    4. Iluminación
    5. Texturas
    6. Transformaciones
    7. Deformaciones
    8. Animación por cuadros e interpolación
    9. Trayectorias
    10. Animación cinemática
  9. Edición de vídeo digital con Premier
    1. Filtros
    2. Efectos
    3. Transiciones y letreros
    4. Conversión de formatos
    5. Exportación a VHS
  10. El lenguaje de modelación VRML
    1. Primitivas geométricas
    2. Definición de objetos
    3. Relaciones entre objetos
    4. Cámaras y vistas
    5. Resolución de vistas
    6. Texturas
    7. Transformaciones
    8. Puntos sensibles
    9. Animación en VRML

OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA

Temario del curso Animación por Computadora, Edición de Vídeo Digital y VRML
  1. Principios Básicos de Gráficas en 3D
    1. Comprender los conceptos fundamentales de la utilización de coordenadas y orientación en el plano cartesiano
    2. Comprender las primitivas básicas que constituyen la base de información para objetos tridimensionales
    3. Analizar los conceptos matemáticos relacionados con las principales transformaciones tridimensionales (rotación, escalamiento y translaciones)
    4. Analizar los conceptos matemáticos relacionados con las distintas formas de proyecciones
    5. Primitivas geométricas: Comprender los conceptos matemáticos relacionados con la generación de primitivas geométricas básicas
    6. Entender el funcionamiento de curvas paramétricas
    7. Comprender la generación de cuerpos complejos por medio de técnicas de barrido y extrución
    8. Comprender la construcción de cuerpos y escenas complejas por medio de estructuras jerárquicas
    9. Entender los principales formatos para el almacenamiento de la descripción de cuerpos y de escenas en 3D
  2. El proceso de realización (rendering)
    1. Entender los principales espacios de color usados en la industria
    2. Comprender los aspectos fundamentales relacionados con el uso de la cámara virtual y su efecto en la generación de la escena
    3. Comprender los distintos tipos de luces y su efecto en la generación de la escena
    4. Comprender la utilización de la iluminación, las superficies, las normales y las texturas para la generación de efectos en 3D
    5. Comprender las principales técnicas de realización de imágenes en 3D
    6. Entender los principales formatos para el almacenamiento de imágenes
  3. Principios Básicos de Animación por Computadora
    1. Comprender las principales técnicas de animación por computadora
    2. interpolación, superposición y cambios de color: Estudiar técnicas alternativas para lograr efectos de animación
    3. Analizar la utilización del reloj interno para la animación por computadora
    4. Analizar las diversas técnicas utilizadas para lograr el control de movimiento
    5. Comprender el proceso de producción de animaciones en 3D
  4. El Lenguaje de Modelación POV (Persistance of Vision)
    1. Analizar los fundamentos de la generación de gráficas computacionales en 3D usando el rastreo de rayos
    2. Entender los parámetros de la línea de comando y cómo afectan la generación de imágenes
    3. Comprender el sistema de coordenadas en POV
    4. Entender las principales herramientas para la descripción de objetos en 3D en POV
    5. Comprender las principales texturas que se pueden agregar en POV y cómo se realiza esto
    6. Entender los parámetros necesarios para definir la iluminación en POV
    7. Definición de cámaras: Entender los parámetros necesarios para definir cámaras en POV
    8. Entender los objetos geométricos básicos en POV
    9. Comprender el procedimiento para aplicar transformaciones geométricas a los objetos definidos
    10. Entender el procedimiento para realizar declaraciones de objetos
    11. Analizar el procedimiento para crear figuras complejas utilizando geometría sólida constructiva
    12. Comprender el procedimiento para aplicar pigmentos, modificación de normales, texturas y acabados a objetos definidos en POV
    13. Aprender técnicas avanzadas para la utilización de la cámara y se efecto en la generación de imágenes de POV
    14. Comprender la técnica utilizada para la generación de animaciones usando POV
    15. Proyecto de programación que permite substituir primitivas adicionales a POV para la generación de animaciones
    16. Aprender el paquete modelador de sólidos AC3D en conjunto con POV para la generación de imágenes
  5. Elaboración de vídeos digitales utilizando Ulead
    1. Comprender los conceptos básicos de la generación de animaciones por medio de presentación consecutivas de cuadros
    2. Formatos de almacenamiento de vídeo digital: Entender los principales formatos de almacenamiento de animaciones y los conceptos relacionados con la compresión de datos para estas animaciones
    3. Aprender a utilizar el paquete Video Editor de Ulead para la generación de archivos de animación (video digital)
  6. El Lenguaje de Modelación RIB (RenderMan)
    1. Aprender la utilización de la cámara en renderman
    2. Aprender a generar vistas usando renderman
    3. Comprender la aplicación de transformaciones en renderman
    4. Comprender las técnicas para aplicar sombreado y color en renderman
    5. Iluminación: Entender la aplicación de efectos de iluminación
    6. Comprender las técnicas necesarias para la generación de animaciones en renderman
    7. Proyecto de programación para generar un preprocesador que utilice extensiones al lenguaje RIB para generar animaciones usando renderman
  7. El paquete de modelación y animación Truespace
    1. Entender las primitivas geométricas soportadas y la forma de generarlas
    2. Comprender cómo generar jerarquías para unir objetos
    3. Entender la especificación y el uso de cámaras y ventanas de vistas
    4. Comprender los diferentes tipos de iluminación disponibles en truespace y cómo especificarlas
    5. Entender los pasos necesarios para la especificación de texturas
    6. Comprender el concepto de texturas animadas y su uso
    7. Entender cómo se realizan transformaciones de objetos en truespace
    8. Comprender transformaciones avanzadas de objetos y la técnica para utilizarlas en truespace
    9. Identificar los pasos necesarios para la realización de animaciones usando truespace
    10. Comprender cómo se definen trayectorias de translación por medio de curvas en truespace
    11. Comprender la utilización de efectos para la animación y su impacto en el producto final
  8. El paquete de modelación y animación 3D Studio MAX
    1. Entender las primitivas geométricas soportadas y la forma de generarlas
    2. Comprender cómo generar jerarquías para unir objetos
    3. Entender la especificación y el uso de cámaras y ventanas de vistas
    4. Comprender los diferentes tipos de iluminación disponibles en 3D MAX y cómo especificarlas
    5. Entender los pasos necesarios para la especificación de texturas
    6. Entender cómo se realizan transformaciones de objetos en 3D MAX
    7. Comprender transformaciones avanzadas de objetos y la técnica para utilizarlas en 3D MAX
    8. Identificar los pasos necesarios para la realización de animaciones usando 3D MAX
    9. Comprender cómo se definen trayectorias de translación por medio de curvas en 3D MAX
    10. Entender el concepto de animación cinemática y cómo se realiza en 3D MAX
  9. Edición de vídeo digital con Premier
    1. Identificar el efecto que tiene sobre una animación la aplicación de diferentes filtros
    2. Comprender las diversas transformaciones que se pueden hacer aplicando efectos especiales
    3. Identificar los pasos necesarios para añadir transiciones y letreros a las animaciones
    4. Identificar los formatos soportados por Premier
    5. Comprender los pasos necesarios para exportar animamaciones a formato de video VHS
  10. El lenguaje de modelación VRML
    1. Entender las primitivas geométricas soportadas y la forma de generarlas
    2. Comprender el estatuto DEF
    3. Comprender cómo generar jerarquías para unir objetos
    4. Entender la especificación y el uso de cámaras y ventanas de vistas
    5. Comprender el estatuto DOF
    6. Entender los pasos necesarios para la especificación de texturas
    7. Entender cómo se especifican transformaciones de objetos en VRML
    8. Comprender el concepto de puntos sensibles y su definición
    9. Entender los conceptos de reloj y enrutador para la realización de animaciones


Lista de Proyectos y Actividades

  1. Programación de una animación en 3D utilizando bibliotecas específicas para gráficas
  2. Realización de una gráfica en 3D usando POV
  3. Realización de una gráfica en 3D usando RenderMan
  4. Realización de una animación usando RenderMan
  5. Realización de una animación usando TrueSpace
  6. Realización de una gráfica en 3D usando 3D Studio MAX
  7. Creación de un mundo virtual usando VRML y 3D Studio MAX


METODOLOGIA SUGERIDA Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE


Exposición de los temas por parte del maestro
Realización de programación en el laboratorio de gráficas computacionales
Realización de proyectos de diseño y desarrollo con software comercial en el laboratorio de gráficas computacionales

Autoestudio de temas de aplicación de la teoría expuesta en clase

TIEMPO ESTIMADO POR TEMA

Temario del curso Animación por Computadora, Edición de Vídeo Digital y VRML
  1. Principios Básicos de Gráficas en 3D 6
  2. El proceso de realización (rendering) 6
  3. Principios Básicos de Animación por Computadora 6
  4. El Lenguaje de Modelación POV (Persistance of Vision) 6
  5. Elaboración de vídeos digitales utilizando Ulead 2
  6. El Lenguaje de Modelación RIB (RenderMan) 6
  7. El paquete de modelación y animación Truespace 3
  8. El paquete de modelación y animación 3D Studio MAX 3
  9. Edición de vídeo digital con Premier 3
  10. El lenguaje de modelación VRML 4

Exámenes 3 horas

Total 48 horas


POLITICAS DE EVALUACION SUGERIDAS

3 exámenes parciales ...................................................... 45%
Tareas ..................................................................................... 10%
Proyectos ....................................................................................... 25%
1 examen final .................................................................... 20%
100%

LIBRO DE TEXTO


The Art of 3D Computer Animation and Imaging
Isaac Victor kerlow
Van Nostrand Reinhold

LIBROS DE CONSULTA

3 D Computer Graphics
Alan Watt
Addison Wesley
Advanced Animation and remdering Techniques
Alan Watt
Addison Wesley
Manuales de usuario para los diversos paquetes

PERFIL DEL MAESTRO

Profesor con maestría con especialidad en ciencias computacionales o ingeniería computacional y experiencia en gráficas computacionales y animación por computadora