电脑动画综述

       电脑动画综述 [转]

 

       什么是计算机动画？

 

所谓动画也就使一幅图像“活”起来的过程。使用动画可以清楚的表现出一个事件的过程，或是展现一个活灵活现的画面。动画是一

门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面，从而产生动态视觉的技术和艺术，这种视觉是通过将胶片以一定的数率放映体现出

来的。

实验证明:动画和电影的画面刷新率为24帧/s,即每秒放映24幅画面，则人眼看到的是连续的画面效果。

 

计算机动画是指采用图形与图像的处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面，其中当前帧是前一帧的部分修改。

计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果。

如今电脑动画的应用十分广泛，无论是让应用程序更加生动，增添多媒体的感官效果；还应用于游戏的开发，电视动画制作，创作吸

引人的广告，电影特技制作，生产过程及科研的模拟等等。

 

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。

 

计算机动画制作软件目前很多，不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基

本原理是一致的。

 

动画创作本身是一种艺术实践。

 

计算机动画分：二维动画和三维

 

计算机动画的二维与三维

二维动画：

 

 

平面上的画面。纸张、照片或计算机屏幕显示，无论画面的立体感多强，终究是二维空间上模拟真实三维 空间效果。

 

 

 

三维动画：

 

 

 

画中的景物有正面、侧面和反面，调整三维空间的视点，能够看到不同的内容。

 

 

 

二维动画中计算机的作用:

 

 

 

 

输入和编辑关键帧，计算和生成中间帧，定义和显示运动路径，交互给画面上色，产生特技效果，实现画面与声音同步，控制运动系

列的记录等。 花果山动漫

 

常用二维动画软件：

 

 

 

 

Animator Studio-----基于Windows系统下的一种集动画制作，图像处理，音乐编辑，音乐合成等多种功能为一体的二维动画制作软

件。

 

 

 

Flash----交互动画制作工具，在网页制作及多媒体课程中应用。

 

 

 

Retas——日本生产的一种计算机二维动画软件

 

 

 

 

Pegs——法国生产的一种计算机二维动画软件

 

三维动画的制作：

 

计算机三维动画是根据数据在计算机内部生成的，而不是简单的外部输入。

 

 

制作三维动画首先要创建物体模型，然后让这些物体在空间动起来，如移动、旋转、变形、变色。再通过打灯光等生成栩栩如生的画

面。

 

 

 

 

创作一个三维动画的过程：造型、动画、绘图。

 

 

 

常用三维动画软件：

 

 

1.群雄争霸：法国TDI、加拿大Alias、美国Wavefront(NURBS)

 

2.异军突起：

 

AutoDesk,3DS->3DSMAX->3DSMAX2.0->3DSMAX2.5

 

3.天下大乱：Wavefront吞并TDI,Alias投靠SGI，Wavefront

 

 

 

 

只能投靠SGI，最后出现Alias|Wavefront

 

各路好手涌现。SoftImage(投奔MS)、Animation Master等

 

 

 

4.战场转移：PC性能不断提高。便宜3D软件占领市场。

 

 

 

 

TrueSpace、Lightscape、Lightwave3D

 

5.MAYA出山：SGI统一TDI、ALIAS、WAVEFRONT，形成MAYA。

 

MAYA 1998年6月推出PC版。

 

 

 

计算机动画使用的硬件

 

 

 

 

SGI，Silicon Graphics Inc. Indy ,Indigo2。

 

 

WaveFront、Alias、SoftImage都在SGI上运行

PC， AutoDesk 。

 

 

 

 

3D Studio、3DS Max、Animator Studio、PhotoShop

 

 

 

 

Macintosh， Apple 。

 

Elastic Reality 、Alias Sketch

 

Amiga， Commodore。

 

 

 

计算机动画的应用领域

动画片制作;

 

 

 

 

广告、电影特技;

教学演示;

 

训练模拟;

 

作战演习;

 

 

 

产品模拟试验;

 

电子游戏

 

 

 

 

发展趋势

 

 

 

是图形学的一个研究热点。

 

 

相关学科：物理学，机器人学，生物学，心理学，人工智能，多媒体技术，虚拟现实，……

 

 

 

开发具有人的意识的虚拟角色的动画系统，系统应具备的能力：

 

 

 

C 虚拟角色自动产生自然的行为

 

C 提高运动的复杂性和真实性：关节运动真实性，虚拟角色、收、面部等身体各部分行为的真实性

C 减少运动描述的复杂性。人物级上运动描述

大型化、网络化、标准化。

 

 

最终目标：从自然语言描述的脚本开始有计算机自动产生动画。(智能)

 

 

面临的问题

 

真实性和实时性

 

 

 

 

功能更强、速度更快、效果更好、使用更方便

 

真实运动生成

 

 

 

 

物体造型， 人体动画；

 

 

 

 

绘制(渲染)

 

只考虑了动画算法和局部动画的控制，大型动画片的设计制作局部求精过程

 

 

 

 

计算机动画发展里程碑

 

 

 

60年代: 二维计算机辅助动画系统

 

 

 

( MSGEN系统(加拿大),CAAS系统(美国)) 花果山动漫

 

70年代: 三维图形与动画的基本技术的开发;

 

 

一小批领导三维动画与图像的公司的出现;

 

 

一些三维可明暗着色的系统的完成;

 

 

 

80年代: 优化70年代出现的模型和阴影技术;

 

康奈尔大学(辐射度方法)，JPL实验室(运动动态),

加利福利亚大学(样条模型), 多伦多大学(过程技术),

 

俄亥俄洲立大学(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),

东京大学(气泡表面模型技术),广岛大学(辐射度与灯光)

 

 

 

Alias Animator(加拿大), Softimage(美国)

 

 

 

Wavefront(美国), Explore/TDImage(法)

 

 

90年代: 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)

值得一提的

 

Pixar公司 RenderMan系统：

 

玩具总动员(创票房记录)，美女与野兽(91 Oscar)，阿拉丁(93 Oscar)，蝙蝠侠回归，终结者Ⅱ，……

 

 

 

Geri’s game(Oscar最佳短片奖)

 

 

 

 

作品里程碑(国内)

 

 

 

 

92年，北方工大CAD中心，电影《相似》(SGI工作站，用C语言编写)，93年北京科教厂优秀电影特别奖，93年广电部科技进步二等奖

 

儿童寓言电视片《咪咪钓鱼》(386上，C语言编写)，10分钟，5人10个月

 

 

浙江大学，中科院计算所，数学所等

 

电视片头

 

 

 

 

作品里程碑(国外)

 

 

 

“Mr. Computer Image ABC”， (计算机产生的人物动画，1962)

 

“旅行者二号”， (JPL实验室，70年代后期)

 

“TRON” , (Disney公司， 1982)

 

 

 

“星舰速舰记Ⅱ”， (过程模型的动画， 1983-84)

 

 

 

“Bio-Sensor”， (大阪大学与Toyo Links公司， 1984) (早期的形体和带细粒状表面模型)

“Growth”， (过程技术与水下生物的生成， 85-86)

 

 

 

“暴风雨数字模型的研究”， (模拟自然现象，1989，美)

 

 

 

“Don’t Touch