L’impiego della motion capture nelle arti performative - Introduzione all'animazione 3D al computer

L’impiego della Motion Capture nelle Arti Performative – Introduzione all’Animazione 3D al computer 
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Attualmente i software di grafica 3D ricoprono un ruolo importante nelle 
produzioni televisive, cinematografiche e multimediali. La loro efficienza riguarda la 
capacità di simulare oggetti reali con straordinaria verosimiglianza visiva, permettendo 
all’animatore di ricreare complessi effetti 3D, come l’illuminazione di uno spazio 
tridimensionale, e, grazie alle tecniche compositing e editing, d’integrare le immagini 
digitali elaborate dai software 3D con quelle realizzate da altri media.  
Recentemente determinati software 3D vengono utilizzati per creare coreografie 
di danza e per sviluppare la regia di performance teatrali. 
 
II Breve storia dell’animazione 
La prima forma d’animazione apparve nella metà del XIX secolo, nel 1833 
Joseph-Antoine Plateau inventò il fenachistoscopio, uno dei primi sistemi in grado di 
animare immagini fisse, col quale produsse la prima rappresentazione grafica di 
un’azione dinamica2.  
Il fenachistoscopio constava di un disco rotante di cartone, attorno al quale erano 
disegnate sedici figure che rappresentavano le fasi consecutive di un movimento. La 
rotazione del disco davanti ad uno specchio consentiva agli spettatori, guardando 
attraverso apposite finestrelle attuate sulla superficie del disco, la visione di un 
movimento continuo prodotto dalle figure disegnate.  
Il funzionamento di tale strumento consisteva nella suddivisione di un 
movimento in diversi elementi statici, e successivamente nella ricomposizione dello 
stesso movimento per sovrapposizione d’immagini. In altre parole, l’illusione della 
realtà avveniva con la divisione in fasi statiche di un movimento reale, che poi veniva 
ricomposto attraverso la proiezione d’immagini disegnate.  
Alla fine dell’ottocento, l’avvento della pellicola fece progredire notevolmente 
l’animazione. Le singole immagini di un’animazione, o frame, potevano essere prodotte 
e proiettate attraverso le tecnologie già usate nel cinema, con successo, per la cattura 
d’azioni dal vivo. In quel periodo, gli animatori svilupparono alcune tecniche per 
generare singoli frame; la tecnica di base consisteva nel disegnare e, successivamente, 
fotografare un frame alla volta. 
                                                 
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 G. Rondolino, Storia del cinema, Utet, 1995, p. 7.  
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Negli anni trenta e quaranta del novecento, animatori come Walt Disney e Max 
Fleischer trasformarono l’attività del disegno a mano in una forma artistica. La tecnica 
d’animazione più importante in quel periodo prevedeva l’impiego di fogli trasparenti o 
cel sui quali l’animatore disegnava i vari strati di una scena, come lo sfondo o i 
personaggi. Fotografando i diversi strati, l’uno sull’altro, l’animatore realizzava un 
frame della sequenza animata. La tecnica dei fogli trasparenti è conosciuta come cel 
animation; l’economia di lavoro che essa apportò agli animatori fu un fattore importante 
nello sviluppo dei lungometraggi d’animazione, come Biancaneve realizzato da Disney 
nel 1937.  
Successivamente, gli animatori svilupparono la tecnica d’animazione Stop-
action animation, che implicava l’impiego di un modello reale. Fotografando il modello 
in pose differenti, l’animatore creava i frame, uno alla volta, della sequenza animata. Il 
lungometraggio King Kong fu realizzato con questa tecnica.  
Nello stesso periodo, vennero elaborate altre tecniche d’animazione che 
permettevano d’aumentare la produzione dei lungometraggi e sequenze d’animazione 
combinate con azioni dal vivo.  
All’inizio degli anni settanta, il New York Institute of Technology introdusse il 
computer nell’animazione. Il programma sviluppato dall’Istituto, incentrato 
sull’animazione 2D, offriva agli animatori la possibilità di produrre automaticamente i 
frame “in-between”3 al computer. Esso fu il primo programma d’animazione in grado 
d’imitare il processo d’animazione tradizionale.  
Il passo successivo nello sviluppo dell’animazione al computer fu l’applicazione 
del principio di produzione automatica dei frame in-betweens nell’animazione 3D. 
Negli anni ottanta, lo stesso Istituto newyorkese sviluppò alcuni programmi che 
consentivano la collocazione di un modello in diversi punti dello spazio 3D e la relativa 
elaborazione automatica dei frame in-between. 
Negli ultimi dieci anni, si è assistito all’imponente crescita di raffinate tecniche 
d’animazione al computer, specialmente nell’animazione 3D. Oggi, le tecniche 
d’animazione 3D non si limitano più ad imitare le tradizionali tecniche d’animazione, 
                                                 
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 Nell’animazione tradizionale Keyframing, i frame chiave o Keyframes erano disegnati dall’animatore 
esperto, mentre quelli intermedi o In-betweens, collocati tra un keyframe e l’altro, venivano realizzati dai 
suoi assistenti. 
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poiché spesso s’allontanano dal concetto keyframe/in-between. In generale, i software 
d’animazione 3D sono dotati di tecniche avanzate che possono essere prodotte ed 
utilizzate soltanto al computer, come l’animazione procedurale, motion dynamics, e 
motion capture. 
 
III Spazio/Tempo 
Nell’animazione 3D al computer, gli artisti operano in un mondo digitale, dove 
lo spazio e il tempo sono strumenti impiegati per la creazione di sequenze d’immagini. 
Gli strumenti di un software d’animazione sono database di numeri tradotti in interfacce 
utente, pensate per agevolare l’interattività tra l’animatore e il programma. Imparare 
come il computer interpreta le informazioni, ad esempio le coordinate cartesiane, può 
aiutare l’animatore a capire come esse sono collegate alla propria percezione dello 
spazio e del tempo.  
Tutti gli oggetti 3D sono misurati e quantificati nelle tre dimensioni spaziali, 
larghezza (asse X), altezza (asse Y) e profondità (asse Z). La loro collocazione nello 
spazio virtuale dipende dalla relazione che essi stabiliscono con altri oggetti o con un 
punto specifico nello spazio. I software d’animazione consentono agli animatori 
d’esplorare e rappresentare gli oggetti 3D sullo schermo come immagini “complete”, 
dotate, ad esempio, di luci e ombre.   
Animare un oggetto 3D significa muoverlo, ruotarlo e cambiargli forma nel 
tempo. Nel mondo dell’animazione 3D, il tempo è la “quarta” dimensione (4D), che 
viene definita come una delle componenti fondamentali del processo d’animazione.  
 
IV Modeling, Rendering e Animation 
La modellazione (Modeling) è il processo di costruzione della forma di un 
oggetto o modello 3D sullo schermo. Utilizzando una serie di forme (Geometry), 
l’animatore costruisce la superficie di un modello, perfezionandone la forma attraverso 
la gestione dei suoi punti di controllo. Esistono diverse tecniche di modellazione, come 
la poligonale, gli estensori, gli operatori logici e le superfici curve a forma libera.  
La rappresentazione (Rendering) è la fase in cui l’animatore controlla le 
immagini che costituiscono l’oggetto 3D – già modellato – attraverso la manipolazione 
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delle superfici, della telecamera e dell’illuminazione virtuale. In questa fase l’animatore 
guida l’interazione tra le superfici animate, l’illuminazione, la telecamera e i materiali 
degli oggetti. 
L’animazione (Animation), infine, è la fase in cui l’oggetto 3D viene spostato 
e/o ruotato in un arco specifico di tempo; essa dipende dalle proprietà meccaniche 
dell’oggetto. L’animazione di un oggetto avviene modificando nel tempo la sua 
posizione spaziale, le dimensioni, la forma, e il colore. Di solito, i software 
d’animazione 3D prevedono varie tecniche d’animazione, come keyframing, path 
motion, animazione procedurale, motion dynamics e motion capture. 
 
V Character Animation 
L’animazione di un personaggio virtuale (Character Animation) rappresenta un 
settore del mondo 3D fra i più interessanti. Essa implica la combinazione delle 
trasformazioni della struttura scheletrica di un personaggio 3D con le deformazioni 
della sua superficie esterna (Skin)4.  
L’elaborazione di un personaggio 3D, definito anche “attore digitale”, prevede 
alcune fasi: disegno, costruzione del modello, realizzazione della struttura scheletrica 
(Skeleton) e gestione dei movimenti. La struttura scheletrica è composta di diverse 
articolazioni (Joints), collegate gerarchicamente tra loro; quando è connessa agli 
strumenti cinematici, come Inverse Kinematics, essa può compiere un’ampia gamma di 
movimenti. 
  
VI Strumenti 3D 
La definizione di un oggetto virtuale dipende dagli strumenti 3D previsti dal 
software impiegato dall’animatore. 
Alcuni strumenti, come Geometry (geometria), vengono utilizzati per creare la 
forma del modello 3D, altri, come i materiali e le strutture, per definirne la superficie 
esterna5. È possibile definire superfici 3D realistiche utilizzando gli strumenti che 
                                                 
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 Un personaggio 3D non necessariamente è caratterizzato da un aspetto di tipo umanoide o animale. 
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 I materiali e le strutture virtuali simulano anche le reazioni prodotte dalle superfici reali quando 
quest’ultime vengono colpite della luce. 
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modificano le qualità dei materiali virtuali, come il colore, la rifrazione e la trasparenza; 
lo strumento struttura consente la realizzazione di superfici realistiche molto complesse.  
Per quanto riguarda la definizione di una scena virtuale, gli strumenti 
fondamentali utilizzati dall’animatore riguardano l’illuminazione e la telecamera 
virtuale. 
  
VII Fasi di produzione 
La progettazione e produzione di sequenze d’animazione 3D al computer 
avvengono in differenti modi, ognuno dei quali è caratterizzato da una specifica 
strategia creativa ed organizzativa. Tuttavia, la maggior parte delle produzioni 
d’animazione 3D è suddivisa in tre fasi principali: “Preproduzione”, “Produzione” e 
“Postproduzione”. 
La fase preproduzione è l’ideazione e la pianificazione del progetto, e viene 
sviluppata prima dell’animazione al computer. In questa fase l’animatore realizza la 
sceneggiatura, lo storyboard, la pianificazione della gestione del progetto e 
l’elaborazione di tutti gli aspetti visivi.   
La fase produzione è il processo d’animazione 3D al computer costituito da tre 
fasi standard: modeling, animation e rendering. Nella fase modeling, i personaggi, gli 
oggetti e gli ambienti 3D vengono modellati e, successivamente, collocati nello stage o 
spazio virtuale; nella fase animation, i modelli già creati sono animati attraverso le 
tecniche d’animazione, come keyframing che definisce tutte le posizioni chiave degli 
oggetti di una sequenza, o motion capture attraverso la quale i personaggi 3D vengono 
animati direttamente dal performer; infine, nella fase rendering, i modelli vengono 
“rappresentati” sullo schermo attraverso la gestione della telecamera, dell’illuminazione 
e delle caratteristiche delle superfici.  
Va precisato che la suddivisione modeling, rendering e animation è puramente 
concettuale, poiché l’animazione 3D al computer consiste di database modificabili, che 
consentono di passare dalla modellazione, all’animazione ed alla rappresentazione 
virtuale, o viceversa, secondo le esigenze dell’animatore. Ad esempio, se la 
rappresentazione di un personaggio 3D presenta difetti d’animazione, egli interviene sul 
corpo del personaggio rimodellandone le parti difettose. 
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La fase postproduzione prevede la rifinitura delle immagini realizzate nella fase 
precedente, e il loro salvataggio in file definitivi. Le tecniche di postproduzione 
vengono utilizzate soprattutto per ritoccare o correggere le immagini elaborate 
nell’animazione. In questa fase, talvolta l’animatore unisce le immagini generate al 
computer con quelle prodotte da altri sistemi digitali o con quelle che derivano da azioni 
dal vivo.  
 
 
Questo lavoro focalizza l’attenzione sulle tecnologie digitali applicate alle arti 
performative. 
Partendo dall’analisi di alcune performance sviluppate alla fine degli anni 
novanta, concepite con l’impiego di determinati software e hardware – da artisti come 
Merce Cunningham – ho indirizzato la ricerca verso la motion capture, tecnologia che 
consente un possibile incontro tra il mondo delle arti performative e quello delle nuove 
tecnologie. Tale tecnica cattura il movimento del corpo e lo traduce in un movimento 
virtuale.  
Quindi ho perseguito lo studio dell’animazione 3D al computer che comprende 
la motion capture quale tecnica d’animazione avanzata, includendo anche la conoscenza 
dei software real time come Filmbox, che consentono di gestire in tempo reale i dati 
catturati con la motion capture durante la performance. 
L’arte dell’animazione al computer offre al mondo delle arti performative la 
possibilità d’elaborare nuove soluzioni artistiche.  
In questo scenario, costituito dall’arte performativa e dalla tecnologia digitale, 
emerge una nuova figura professionale, il Digital Artist. L’artista digitale può realizzare 
performance interattive6 attraverso l’impiego dei software d’animazione 3D e dei 
sistemi di motion capture, collegando il mondo delle arti tradizionali, come la danza o il 
teatro, al mondo della computer grafica. 
L’impiego della motion capture nelle performance interattive può avvenire sia in 
tempo reale, quando il performer gestisce direttamente i movimenti del personaggio 
                                                 
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 Spettacoli che implicano l’interazione tra il performer e le tecnologie digitali. 
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digitale, sia off line7, quando i movimenti del performer, una volta catturati, vengono 
elaborati dall’animatore in postproduzione e applicati  a un personaggio digitale.  
Attualmente la tecnica motion capture viene utilizzata principalmente nei 
videogame e nel broadcasting allo scopo di “umanizzare” l’animazione dei personaggi 
virtuali.  
Nei primi tre capitoli esamino l’animazione 3D al computer senza far 
riferimento a specifici software d’animazione 3D presenti nel mercato. Nel quarto 
capitolo analizzo la motion capture e alcune sue possibili applicazioni nella danza e nel 
teatro.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                 
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 Non in tempo reale. 
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For as to what is said of the absolute Existence of unthinking Things without any 
relation to their being perceived, that seems perfectly unintelligible. Their Esse is 
Percipi, nor is it possible they should have any Existence, out of the Minds or 
thinking Things which perceive them. 
 
GEORGE BERKELEY, A Treatise Concerning the Principles of Human 
Knowledge, 1710. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Capitolo 1   
Modeling8 
 
 
 
La descrizione spaziale e la disposizione di oggetti, personaggi, ambienti e scene 
3D elaborate al computer sono chiamate Modeling (modellazione). Di solito, il concetto 
di modellazione viene confuso, infatti un modello 3D spesso viene pensato come 
qualcosa di reale, fisico e tangibile. Il modello elaborato al computer non ha fisicità, la 
sua costruzione consiste sostanzialmente nella descrizione o definizione della sua 
forma.  
 
1.1 Concetti base di modellazione 
 
Modellare una scena 3D attraverso i software d’animazione significa 
familiarizzare con diversi strumenti (Tools). È pratica diffusa combinare insieme più 
strumenti per la costruzione di un unico oggetto.  
Alcune regole dei software di modellazione 3D si basano sui principi di altre 
discipline tradizionali. Ad esempio, per descrivere la dimensione, la collocazione, e la 
successione d’oggetti e d’ambienti in spazi 3D si utilizzano principi simili a quelli 
formulati nell’architettura.   
 
1.1.1 Sistemi di coordinate  
Definire uno spazio 3D significa considerare i contorni che stabiliscono una 
scena. Per comodità la scena può essere pensata semplicemente come un cubo: gli 
oggetti che si trovano al suo interno sono visibili sullo schermo, mentre quelli che 
fuoriescono sono invisibili.  
                                                 
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 Per questo capitolo cfr. Victor Kerlow, The Art of 3-D Computer Animation and Imaging, Wiley, 2000 
(2a ed.), capp. 3,4,5; e M. O’Rourke, Principles of Three-Dimensional Computer Animation, Norton, 
1998 (ed. corr.), cap. 1. 
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Il principale punto di riferimento della scena è chiamato origine (World Origin). 
Di solito, esso si trova al centro dello spazio, ma può essere spostato secondo le 
esigenze di modellazione.  
Tutti gli spazi 3D hanno tre dimensioni: altezza, larghezza e profondità. Gli assi 
inerenti alle tre dimensioni vengono rappresentati nel modo seguente: la lettera x 
designa la larghezza, la y l’altezza e la z la profondità. Il punto nello spazio dove gli assi 
s’incrociano è l’origine.  
 
Il sistema più diffuso per la misurazione degli assi è il sistema cartesiano. Ogni 
asse appartenente a questo sistema può essere suddiviso in molte unità di misura, che 
consistono di valori astratti. Partendo dall’origine, i valori degli assi risultano positivi da 
una parte e negativi dall’altra. La direzione positiva di ogni asse del sistema cartesiano 
viene rappresentata con la punta di una freccia.  
Gli assi del sistema cartesiano possono essere accoppiati fra loro in tre modi 
differenti. Ogni coppia d’assi definisce un piano: la coppia xy definisce il piano frontale, 
la coppia xz il piano alto e la coppia yz il piano laterale.  
Un altro sistema utilizzato per la misurazione delle coordinate è il sistema 
sferico. Esso è largamente usato perché colloca in un modo semplice gli oggetti nel 
mondo 3D. I suoi parametri di misura riguardano la distanza dall’oggetto, e l’angolo 
attorno o sopra il punto d’interesse. Il sistema sferico è particolarmente utilizzato per 
disporre e muovere le telecamere, e le sorgenti luce della scena 3D.  
 
In generale, i sistemi di coordinate impiegati per collocare e muovere gli oggetti 
di una scena sono chiamati sistemi globali di coordinate, i cui valori sono relativi 
all’origine. Le coordinate dei sistemi globali vengono applicate indistintamente a tutti 
gli oggetti della scena.  
Oltre al sistema globale di coordinate, ad ogni oggetto può essere assegnato un 
sistema locale di coordinate, i cui valori sono relativi all’origine degli oggetti stessi.