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1、2013/12/4 1 Computer Animation 计算机动画设计 张建民 2D 动画的发展历史 电脑动画的发展 60年代70年代初; 计算机动画的初创期; 计算机动画十分粗糙; 其理论发展却十分迅速; 吸引许多计算机专家投入到这个新生的领域来 ; 2013/12/4 5 动画的发展历史 电脑动画的发展 70年代发展期; 1971年,宾夕法尼亚大学,Animator; 1971年,加拿大国家研究院,Burtnyk和Wein; 关键帧动画系统的模型; 1976年,提出了骨架派生图像; 1973年举行了第一届SIGGRAPH展览 ; 动画的发展历史 电脑动画的发展: 1973年,电影西部
2、世界(West World); 第一部使用电脑特效的影片; 动画的发展历史 电脑动画的发展 1977年,乔治 卢卡斯; 星球大战; ILM(Industrial Light and Magic, 工业光魔); 动画的发展历史 电脑动画的发展 70年代是计算机动画技术飞速发展的时代; 跟踪球、数字化仪等工具的出现为人机交互提 供了多样的输入手段; 个人计算机的发明,使更多的艺术家能利用电 脑进行创作; 分形,虚拟现实和图形学的一些成果在这一时 期也从单纯的理论发展出具体的技术产品。 动画的发展历史 电脑动画的发展 80年代成熟期; 光线跟踪技术; 1982年,迪斯尼,Tron电脑争霸; 30分钟
3、计算机动画,高科技的摩托车赛的片段 动画的发展历史 电脑动画的发展 1985年,青年福尔摩 斯; 第一次出现了CG电影角色; ILM公司制作; 2013/12/4 6 动画的发展历史 电脑动画的发展 1986年,史蒂夫乔布斯,1000万; 成立了皮克斯(Pixar)动画工作室; 改进CG动画技术作为一种讲述故事的手段; 1988年,影片罐 头总动员(Tin Toy); 第一部 奥斯卡最佳动画短片奖 计算机动画影片 动画的发展历史 电脑动画的发展 1988年,卢卡斯电影公司, Willow; 引入了“图象变形”技术; 1989年,詹姆斯卡麦隆,深渊(The Abyss) ILM制作了一只能模仿影
4、片中演员的面部表情 和动作的蛇状的水怪; 动画的发展历史 电脑动画的发展 80年代图形图像处理技术进入了普及阶段; 逐渐提高的计算机硬件性能赋予了计算机动画 人员开发新的CG软件和技巧的自由; 康奈尔大学 辐射度方法 JPL实验室 运动动态技术 加利福尼亚大学 样条模型开发 多伦多大学 过程技术应用 俄亥俄州立大学 人物分级动画与逆向运动学 蒙特利尔大学 人物动画与嘴唇同步技术 东京大学 气泡表面模型技术 动画的发展历史 电脑动画的发展 90年代生产期; 计算机技术与硬件的不断成熟使得任何东西都 有可能实现; 动画的发展历史 电脑动画的发展 1991年,詹姆斯卡麦隆; 终结者2 ,Termin
5、ator 2:Judgement Day; 动画的发展历史 电脑动画的发展 1991年,迪斯尼证明了CG在传统动画的应用; 美女与野兽(Beauty and the Beast) ; 2013/12/4 7 动画的发展历史 电脑动画的发展 1993年,斯皮尔伯格,侏罗纪公园; ILM制作,利用恐龙的骨架控制运动; 利用恐龙模型的动作实时地调整CG模型 ; 动画的发展历史 电脑动画的发展 1995年,Pixar,玩具总动员(Toy Story); 一部完全由CG创作的电影; 片长81分钟,76个角色和11.4万个画面; 动画的发展历史 电脑动画的发展 90年代,图形图像技术进入实用化时期; 处理
6、信息巨大,要求处理速度极高,实时生产 高质量的图形图像是整个90年代追求的目标; 动力学仿真技术,三维仿真演员系统,自主动 画(面向目标的动画)也在这个时期相继完成; 计算机动画在许多其他领域获得了广泛的应用 。 动画的发展历史 电脑动画的发展 新世纪,CG合成演员的出现; 最终幻想曲(Final Fantasy) ; 第一部CG合成演员的影片; 展示了未来无限的创作空间; 动画的发展历史 电脑动画的发展 计算机硬件在速度上稳步提升; 一些最有创意的人们目前正在开发能让动画人 员控制和处理3D模型和效果的新软件; 导演和剧本作家们可采用这种新的手段来叙述 剧情; 计算机动画技术的完善赋予了他们
7、新的构思空 间; 计算机动画的未来没有止境。 Outline 主要技术 Principles of animation (动画设计规则) Keyframe animation (关键桢技术) Articulated figures (具有关节形状) Kinematics (运动学仿真) Dynamics (动力学仿真) 2013/12/4 8 Principles of Traditional Animation 传统动画设计原则传统动画设计原则 Squash and stretch (压缩与延伸) Slow In and out (随一定规律减缓变化) Anticipation (预测) E
8、xaggeration (夸张) Follow through and overlapping action (穿越与重叠) Timing (时间设定) Staging (分段设置) Straight ahead action and pose-to-pose (姿势)action Arcs (弧) Secondary action (辅助) Appeal (协助) 计算机动画 动画中常用的增加效果手段: 挤压与拉伸(Squash and Stretch); 时间分配(Timing); 预备动作(Anticipation); 场景布局(Staging); 惯性动作与交迭动作(Follow Th
9、rough 轻松地组合二维动画和三维图像; 计算机动画中的软硬件技术 常用软件: Flash,Macromedia开发,Adobe公司收购; 专门用来设计网页及多媒体动画的软件; 使用矢量运算方式; 产生出来的影片占用存储空间较小; 被大量应用于互联网网页的矢量动画文件格式。 计算机动画中的软硬件技术 常用软件: Softimage 3D; 有超强的渲染器和超强的动画能力; 支持各种制作动画的方法,产生非常逼真的运 动; 计算机动画中的软硬件技术 常用软件: MAYA,Alias/Wavefront公司出品; 三维动画软件,不仅包括一般三维和视觉效果 制作的功能,而且还结合了最先进的建模、数
10、字化布料模拟、毛发渲染和运动匹配技术; 计算机动画中的软硬件技术 常用软件: 3D Max,Autodesk公司; 元老级三维动画软件; 丰富的建模和动画能力,出色的材质编辑系统; 使用插件来增加软件的功能,如增强的粒子系统 、设计火、烟、云、制作肌肉和人面部动画等; 2013/12/4 17 计算机动画中的软硬件技术 常用软件: LIGHT WAVE 3D; 价格低廉、品质出色; 唯一支援大多数工作平台的3D系统; 计算机动画的应用领域 计算机动画提供了一个充分展示个人想像力和艺 术才能的新天地; 广泛应用于许多领域: 动画片制作、电视广播 广告、电影特技 教学演示 训练模拟 建筑场景漫游
11、产品模拟试验 电子游戏 计算机动画的应用领域 广电行业 制作栏目的片头和卡通影片; 典型的有中央台新闻联播的片头动画; 电视虚拟演播人; 计算机动画的应用领域 教学演示: 利用三维动画技术的形象性,它已被用来解释复杂 的自然现象:小到简单的牛顿定律,大到复杂的狭 义相对论; 计算机动画的应用领域 飞行训练模拟: 计算机动画可以实时生成具有真实感的周围环境图象 ,如机场、山脉和云彩等。 飞行员驾驶舱的舷舱成为计算机屏幕,飞行员的飞行 控制信息转化为数字信号直接输出到电脑程序,进而 模拟飞机的各种飞行特征。飞行员可以模拟驾驶飞机 进行起飞、着落、转身等操作。 计算机动画的应用领域 建筑场景漫游: 可观察建筑物的内、外部结构,而且可实现对 虚拟建筑场景的漫游; 利用合成技术来实现环境评估,评价建筑物对 周围环境的整体影响; 2013/12/4 18 计算机动画的应用领域 产品模拟试验: 计算机辅助设计; 设计者能够使虚拟模型运动起来,检查只有制造过程 结束后才能验证的模型特征,如运动机构的协调性、 稳定性及干涉检查等; 计算机动画的应用领域 电子游戏: 计算机动画技术逐渐进入三维游戏行业; 使游戏图象质量及动作真实性均有了显著提高; 1 2 3 4 动画发展过程中的主要媒介有哪些? 常用的计算机动画制作软件与分类? 常用的动画文件格式有哪些,及其特点? 计算机动画的应用领域有哪些?