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1、 计算机 动画技术4-24.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础传统动画传统动画：通常认为第一部动画影片是由 J.Stewart Blackton于1906年创作 的滑稽脸的幽默面。1946年美国创作第一部长篇真 人与动画合演的动画片南方之歌 。制作流程：根据剧本中的人物和活动场景，先用铅笔画在动画纸 上，然后用钢笔把线条描在透明的化学板(赛璐璐)上，再用毛笔 在化学板的反面涂上各种颜色。把已绘制好的背景和人物合在一 起，放在平面的摄影台上，由摄影师一张一张地拍成电影胶片， 再冲洗出电影影像。计算机 动画技术4-3在拍摄动画片大闹天宫时，几十位动画工作 者花了近两年的时间才完成,共绘制了6
2、00多万张 图画。美国迪士尼公司于1937年 创作的第一部长达83分钟的大 型动画片白雪公主和七个小 矮人，共绘制了两亿张草图 ，最后用来拍摄的图画有250 000张。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-4计算机动画计算机动画：1964年,Bell实验室的Ken Knowlton博士制作了第一部计算机动画片。1971年，被称为计算机动画之父的Nestor Burtnyk和Marceli Wein 提出了计算机产生关键 帧动画技术,并应用该技术开发了MSGEN二维动画 系统。玩具总动员 侏罗纪公园 泰坦尼克号4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术
3、4-5一、动画与计算机动画动画是通过一定速度播放的连续画面来显示 运动和变化的过程。其含义有：播放速度：24 f/s、25 f/s、30 f/s。运动过程：动画的本质。变化过程：色彩变化、光强变化。计算机动画是借助于计算机生成一系列连续 图像并动态播放的计算机技术。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-6二、计算机动画的分类1.按动画的系统功能分类第一级：用于交互产生、着色、存储、检索 和修改图像，不考虑时间(图像编辑器)。第二级：实现中间帧的计算。第三级：提供形体的操作(平移、旋转)。虚拟摄像机的操作(镜头推移)。第四级：定义角色。第五级：智能动画系统(自学习能力)
4、。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-74-72.按动画的制作原理分类二维动画(计算机辅助动画)二维动画可实现中间帧生成，即根据两个关 键帧生成所需的中间帧(插补技术)。二维动画系统的功能(第二级)中间帧画面生成着色预演后期制作4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-84-8三维动画(计算机生成动画)三维动画是采用计算机技术来模拟真实的三 维空间(虚拟真实性)。三维动画系统的功能(第三、四级)定义角色构造几何造型设置运动和灯光调整材质和贴图生成连续画面4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-94-9三、计算机动画文件格
5、式1.GIF(Graphics Interchange Format)在一个文件中同时存储若干幅静止图像，并进而形 成连续的动画。2.SWF(Shock Wave Flash)Flash软件的专用格式，支持矢量图形和点阵图像 ，可与HTML文件充分结合，广泛应用于网页。3.FLIC(FLI/FLC)Autodesk公司在其2D/3D动画制作软件中采用的彩 色动画文件格式，FLIC是FLC和FLI的统称。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-104-104.QTM（Quick Time）Apple公司的动画文件格式，能通过Internet 提供实时的数字化信息流、工作流
6、与文件回放，可 用于保存音频和运动视频信息。5.VRML（Virtual Reality Modeling Language）面向Web，用于建立真实世界的场景模型或虚 构三维世界的场景建模语言，具有平台无关性。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-114-11四、计算机动画的应用1.影视广告主要用于制作电视广告、电视片头、卡通片 、电影片头和电影特技等。电视广告：计算机动画可制 作出神奇的视觉效果，以取得特 殊宣传效果和艺术感染力。电影玩具总动员：没有真人演员表演的 故事片，这部长达77分钟的影片全部由计算机动 画和计算机合成图像组成。4.1 4.1 计算机动画基础
7、计算机动画基础计算机 动画技术4-124-122.工程设计计算机辅助设计/制图，正朝着利用计算机 动画的后期预览发展。工程图纸设计完后，指定立体模型材质， 制作三维动画。如机械运动的效果、楼房建筑 的透视和整体视觉效果。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-134-133.飞行模拟飞行模拟器：它能训练飞行员模拟起飞和着 陆、操纵各种手柄、观察各种仪器以及在舷窗能 看到机场跑道或自然景象等。在航天、导弹等复杂的系统工程中，先建立 模型，再用计算机动画模拟真实系统的运行，调 节参数，获得最佳运行状态。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-144-
8、144.教育与娱乐教育：利用计算机动画可将各种现象或模型 形象生动地表现出来，如化学反应时分子结构变 化、机器结构模型拆装。娱乐：利用计算机动画产生模拟环境，使人 有身临其境的感觉。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-154-155.科学计算可视化通过计算机动画将科学计算过程及结果转换 为图形或图像并显示出来，如计算标量数据场、 流体动力学分析等。 4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机 动画技术4-164-166.虚拟现实技术利用计算机动画模拟产生一个三维空间的虚 拟环境系统。视觉、听觉、触觉、嗅觉等。4.1 4.1 计算机动画基础计算机动画基础计算机
9、 动画技术4-174-174.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境一、计算机硬件与软件环境1.硬件配置图形工作站：SGI、SUN、IBM、HP高档微型机：Pentium、Macintosh输入设备：图形输入板、扫描仪输出设备：视频输出、胶片输出计算机 动画技术4-184-184.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境2.软件环境系统软件操作系统、诊断程序、开发环境和工具动画软件二维动画软件：TOONZTOONZ：二维卡通动画制作系统SGI/IRIX，PC/Windows计算机 动画技术4-194-194.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境RETA
10、S PRORETAS PRO：专业二维动画制作系统适用于PC、Apple机USAnimationUSAnimation：二维卡通制作系统代表作美女和野兽 点睛辅助动画制作系统点睛辅助动画制作系统：我国第一个拥有 自主版权的计算机辅助制作动画系统。代表作海尔兄弟计算机 动画技术4-204-204.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境三维动画软件：Softimage 3DSoftimage 3D：擅长于卡通造型和角色动 画，如侏罗纪公园中恐龙的制作。MAYAMAYA：擅长于人物或动物动画，如泰坦 尼克号中许多画面的制作。3 3DSDS Max Max：广泛应用于的三维建模、动画 、
11、渲染软件，制作高质量动画、广告等。PoserPoser：专门用来制作人体，它可以产生 各种类型的人物，如男人、女人、小孩等。计算机 动画技术4-214-214.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境二、二维动画基本制作过程1.二维动画制作与三维动画制作的区别二维动画制作在方法上沿用传统的动画制作 技术，关键帧画面需手工绘制，对动画人员的绘 画艺术能力要求较高。三维动画的制作是由物体建模、设计材质、 放置灯光和摄像机、设置动画和渲染输出等一系 列过程来完成的。传统手绘方法被完全取消，更 多取决于计算机和相应软件的性能，更注重动画 人员在技术方面的操作能力。计算机 动画技术4-224
12、-224.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境2.二维动画基本制作过程(1)前期策划。包括制定企划草案，进行市场调研， 创作文学剧本与分镜头剧本，以及美术设计等方面。(2)素材制作。根据前期策划收集或者绘制合适的素 材。素材包括背景图片、音效、视频剪辑等多种形式。(3)动画制作。首先需要根据动画分镜头剧本中的每 个小画面设计角色动作并为动画角色设计每个镜头的关 键画面，然后利用绘图工具绘制动画中的关键帧画面， 再利用Flash制作中间帧等。计算机 动画技术4-234-234.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境调试优化。优化动画节奏、色彩、声音以及播放 效果等的
13、过程，保证作品的最终效果与质量。测试动画。在不同配置的电脑上对动画进行播放 、下载等测试，根据测试结果对动画作品进行调整和优 化，保证动画在不同环境下保持良好的播放效果。发布动画。根据动画的用途、使用环境进行输出 格式、画面品质和声音等的设置，用于网络传播的动画 作品应充分考虑网速对动画播放速度的影响，权衡设置 。计算机 动画技术4-244-244.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境三、三维动画基本制作过程建模。是动画师根据前期的造型设计，通过三维 建模软件在计算机中绘制出角色模型的过程。材质贴图。材质就是对模型赋予生动的表面特性 ，如物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自
14、发光 及粗糙程度等。贴图是指把二维图片通过软件的计算贴 到三维模型上，形成表面细节和结构。计算机 动画技术4-254-254.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境灯光。设置灯光目的是最大限度地模拟自然界的 光线类型和人工光线类型。摄像机控制。依照摄影原理在三维动画软件中使 用摄影机工具，实现分镜头剧本设计的镜头效果。摄影 机功能只有情节需要才使用，不是任何时候都使用。动画。根据分镜头剧本与动作设计，运用已设计 的造型在三维动画制作软件中制作出一个个动画片段。计算机 动画技术4-264-264.4.2 2 计算机动画的制作环境计算机动画的制作环境渲染。渲染是指根据场景的设置、赋予
15、物 体的材质和贴图、灯光等，由程序绘出一幅完整 的画面或一段动画。合成剪接。主要是将之前所做的动画片段 、声音等素材，按照分镜头剧本的设计，通过非 线性编辑软件的编辑，最终生成动画影视文件。计算机 动画技术4-274-274.4.3 3 计算机动画的设计方法计算机动画的设计方法一、计算机动画创意计算机动画是高科技与艺术创作的结合，它 需要科学的设计和艺术构思，这些在制作之前的 方案性思考，称为创意。创意有宏观和微观两个层面。宏观(战略创意)：指整个设计行动的统筹安 排(战略策划高度)。微观(战术创意)：指具体动画作品的意境构 思及手法选择(小点子、小安排)。计算机 动画技术4-284-284.
16、4.3 3 计算机动画的设计方法计算机动画的设计方法创意思考的技巧：拟人：把事物人格化，使之具有人的灵性 和感情，从而使作品内容具体形象、生动活泼。反成：人们对某种事物的认识往往形成思 维定势，按常规去表现该事物，难免落入俗套。 如果一反常规，改变事物的形态，反而给人耳目 一新、出其不意的感觉。夸张：对事物固有的形态、特点作出出人 意料的发挥，往往能强烈的表达作品主题思想。计算机 动画技术4-294-29二、动画动作的设计1.动画时间的分配动画时间：一个动作要用几帧来完成。放映速度：24 f/s、25 f/s、30 f/s动画电影：只画12张，重复1次1秒人类急跑4 f、快跑8 f、慢跑12 f 大象一个完整步子11.5 s 小猫一个完整步子0.5s 老鹰一个翅膀循环9 f 麻雀一个翅膀循环2 f4.4.3 3 计算机动画的设计方法计算机动画的设计方法计算机 动画技术4-304-302. 物体运动规律
