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1、动画技术基础,动画类型 动画的生成方法 动画制作软件,动画类型,计算机动画的原理与传统动画基本相同，只是在传统动画的基础上把计算机技术用于动画的处理和应用。 计算机动画是指采用图形与图像的数字处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面。其中，当前帧画面是对前一帧的部分修改。计算机动画的种类有很多，可以从不同的角度对其分类。 按照实现的方式可分为帧动画和造型动画。 按空间视觉效果可分为二维动画和三维动画。 按播放方式可分为顺序动画和交互动画。,1、帧动画与造型动画 帧动画由图形或图像序列组成，序列中的每幅静态图像称为一帧。 帧动画可以分为逐帧动画和补间动画。 逐帧动画，每一帧上都有可
2、编辑的对象角色，设计者可以分别进行修改。 补间动画，设计者只需要在一个表演时间的两端分别给出两个关键帧，表示运动物体的初始和终结状态，动画制作软件就可以通过一定的算法计算生成自然、平滑的中间帧，从而产生细腻的动画效果。 造型动画也称为对象动画，就是利用三维软件创造三维形体。,三种三维形体的造型技术：组合技术、拓展技术、放样技术 。 组合技术：先绘出基本的几何形体，再将它们变成需要的形状，然后通过不同的方法将它们组合在一起 。 拓展技术：先创建二维轮廓，再将其拓展到三维空间 。 放样技术：先创建一系列二维轮廓，用来定义形体的骨架，再将几何表面附于其上，从而建立立体图形。,2. 二维动画与三维动画
3、 二维动画的图像设计只限于平面，缺乏立体感，对光、影、景深、景浅等要求不高，制作也比较简单。 三维动画的图像设计强调空间概念，配上真实色彩和三维虚拟环境，动画效果会显得相当逼真。 实质上，三维动画是在一个三维虚拟空间创建物体的模型，把模型放在虚拟的三维空间中，配上灯光效果，然后给对象赋予动态效果和各种质感。,动画的生成方法,1.关键帧动画 关键帧技术来源于传统的动画制作。出现在动画片中的一段连续画面实际上是由一系列静止的画面来表现的。 关键帧是指被选出来的画面一般出现在动作变化的转折点处，对这段连续动作起着关键的控制作用。 所有影响画面图像的参数都可成为关键帧的参数，如位置、旋转角、纹理的参数
4、等。 图3.12给出了关键帧以及由计算机对两幅关键帧进行插值生成若干中间帧的过程。,图3.12 第1帧和第8帧是关键帧，其余各帧(2-7帧)可由插值算法生成 2.调色板动画 调色板动画涉及画出物体和处理调色板的颜色，或者只是处理调色板的颜色而不重画物体。 让一个圆形从屏幕的左边运动到屏幕的右边，有规则地用不同的调色板项重新绘制它，这样在每次重画时它的颜色就会改变。某些情况下，物体并不运动，只有它的颜色改变。,3.变形动画 变形技术是计算机动画中的一种重要的运动控制方式，变形可以是二维或三维的。常见的有基于特征的图像变形（图3.13），二维形状混合，轴变形方法、三维自由形体变形(FFD，Free
5、-Form Deformation)（图3.14）等。 基于图像的变形是一种常用的二维动画技术。包含图像之间的插值变形和图像本身的变形。 三维插值变形是指任意两个三维物体之间插值的转换渐变，处理对象可以是三维几何体，也可以附加物体的物理几何特征。,图3.13 基于特征的图像变形 图3.14 三维自由形体变形,4.基于物理模型的动画 基于物理模型的计算机动画是一种崭新的生成方法，大量运用弹性力学和流体力学的方程进行计算，力求使动画过程体现出最适合真实世界的运动规律。真正达到真实的运动是很难的，比如人的行走或跑步是全身的各个关节协调的结果（图3.15），要实现很自然的人走路的动画（图3.16）。
6、图3.15 人体骨架模型 图3.16 虚拟人体的分层表示模型,5.过程动画 过程动画是指动画中物体的运动或变形用一个过程来描述。在过程动画中，物体的变形是基于一定的数学模型或物理规律。 6.运动捕捉 运动捕捉技术是一种新的动画制作方法，通过分析人体运动序列图像来提取关节点的三维坐标，从而得到人体的运动参数，进而获得完全真实的人体动画。 7.三维扫描 三维扫描技术又称为三维数字化技术，它能对立体的实物进行三维扫描，迅速获得物体表面各采样点的三维空间坐标和色彩信息，从而得到物体的三维彩色数字模型。,动画制作软件,计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。 动画制作软件是由计算机专业人员开发的制作动画的工具，使用这一工具不需要用户编程，通过简单的交互式操作就能实现计算机的各种动画功能。不同的动画效果，取决于计算机动画软、硬件的不同功能。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。目前，比较流行的动画制作软件有Flash、Director、Animator Studio、3D Studio Max、MAYA等。,
