Hola! Claro que se puede realizar con software libre.
Lo primero que hay que señalar es que este tipo de animacion fluida y atractiva que usted intenta realizar se le conoce como "motion graphics".
Lo segundo es, por lo que se, que la unica herramienta que te va a permitir hacer esto es Blender. Gimp e Inkscape solo alcanzan para hacer animacion 2D basica.
Si buscas en youtube (motion graphics + blender) encontraras varios ejemplos de como hacer lo que deseas. Tambien hay algunos plugins para Blender https://github.com/mrachinskiy/commotion que dicen que facilitan la tarea de animar.
