文档介绍：计算机图形学
Computer Graphics
王汝传 ******@njupt.
黄海平 ******@njupt.
林巧民 ******@njupt.
教材:《计算机图形学》王汝传等编著人民邮电出版社
第八章计算机动画技术

计算机动画概述
动画的定义:
就是一组连续的图像序列。当按一定的速率显示的时候,能传递一种运动的感觉。
动画的技术要求:
每一幅图像或者每一动画帧,都必须有机地、无缝地和其他的图像融合在一起,这样才能随着时间的变化,产生平滑的、连续的运动。
一、计算机动画历史与现状
计算机动画技术可以看作计算机图形学的综合应用。
包括图形生成(二维、三维)尤其是真实感图形生成技术。
计算机动画最初产生和发展与传统动画制作有着密切关系。
(1)1963年,Bell实验室研究人员用计算机制作出了世界上第一部动画片。
计算机图形学与计算机动画不同,计算机动画属于四维空间(三维加上时间),而计算机图形学只限于三维空间。
(2)60年代期间,美国一些公司、研究机构和大学开发二
维动画系统,用计算机实现中间画面制作(关键帧)和自动
着色。
(3)在70年代初期,开始研制三维辅助动画系统。
(4)70年代期间至80年代初,随着计算机图形学理论发展,尤其三维物体造型的发展,人们开始研究计算机三维造型动画系统。
(5)80年代,研究动画生成的关键参数插值法、运动学算法和动力学算法等。
(6)80年代末进入90年代后,多种不同动画软件出现,如3DS,Animator等。
目前,随着计算机硬件性能价格比的快速提高和OpenGL、DirectX等图形标准的广泛应用,商用动画软件公司纷纷推出了动画软件的微机版本。如原来运行于工作站上价格昂贵的动画软件Alias|Wavefront、maya和softimage现在都已有了PC版本。
随着PC 图形加速卡的性价比迅速提高,使得在基于PC的微机工作站上制作动画也能与在SGI工作站上一样得心应手。
当前,商业动画软件的功能越来越强,已经能够轻松制作出许多足以以假乱真的影视动画特技,这在《侏罗纪公园》、《终结者》等电影中都得到了淋漓尽致的展现,观众已很难区分哪些是计算机生成的动画,哪些是模型制作的效果。
传统动画片生产过程
1)剧本
不带画面的整个故事的详细叙述,反映动画片大致概貌与镜头的剧本,如同故事片一样。
2)设计稿
对动画片中出现多种角色选型、动作、色彩、气氛等设计,实际上完成手稿图工作。
3)声音节拍
动作必须与对话声音相配合、协调一致。
4)关键帧
动画处理中关键帧(也称原画)由经验丰富的动画设计者完成,通常由一个设计者完成某个角色。
二、传统动画与计算机动画
5)中间画
中间画是那些位于两个关键帧之间的画面,中间画一般由辅助动画设计者及其助手完成。
6)测试

7)描线上墨
8)上色
给多幅画面在透明片上涂上颜料
9)检查
动画设计者在拍摄之前再次检查各镜头动作质量
10)拍摄
这一工序在动画摄制机上完成。动画摄影师把动画系统通过拍摄依次记录在胶片上
11)后期制作
编辑、剪接、对白、配音、剪带等后期制作工序是必不可少的
传统动画采用手工方法制作,精度差且效率低;
计算机动画的实现,省去了繁杂的手工工序,使动画片的生产效率提高了许多倍。
计算机动画立体感强,可以改变视角、视距、视野及景深,具有明暗光线变化和阴影,使物体产生不同灰度和颜色渐变以及逼真的光照,可以产生纹理质感,这些特点与效果是传统手工动画难以实现或不可能实现的。