4.1计算机动画技术原理与应用
计算机动画原理
计算机动画原理
计算机动画原理是利用计算机技术和数学算法来模拟和生成动态图像的技术。
它基于一系列静止图片（称为帧）的快速连续播放，通过每一帧之间微小的变化来创造出动画效果。
首先，计算机动画的基本原理是人眼的视觉暂留效应。
人眼在观看连续的快速帧图像时，会将这些静止图像视为连贯的动态画面。
这是因为当一个图像消失后，人眼的视觉留存能够持续一小段时间，直到下一个图像出现。
这个时间间隔足够短，使人眼无法察觉到图像之间的间断，从而产生了动画效果。
其次，计算机动画的原理还包括动画对象的建模和动作处理。
动画对象可以是物体、角色或其他元素，它们通过虚拟三维空间中的坐标和属性来进行建模。
这些模型可以是简单的几何图形，也可以是复杂的多边形网格。
动作处理则是对模型的位移、旋转、缩放等变换进行操作，以实现对象的运动和变化。
此外，计算机动画还涉及到插值和插帧技术。
插值是通过计算两个关键帧之间的中间帧，来平滑过渡对象的位置、颜色、形状等属性的方法。
插帧是在某些情况下，为了获得更加连贯的动画效果，插入额外的关键帧。
这些技术可以使动画效果更加自然、流畅。
最后，计算机动画的原理还涉及到渲染和光照技术。
渲染是将模型的表面属性（如纹理、颜色、光照等）计算为像素值的过程，以便在屏幕上显示。
通过光照技术，可以模拟真实世界中的光照条件，使动画对象产生阴影、反射和折射等效果，增强
了动画的真实感。
综上所述，计算机动画原理涉及到视觉暂留效应、动画对象建模和动作处理、插值和插帧技术、渲染和光照技术等多个方面，通过这些方法和技术的组合，可以创造出各种各样逼真、生动的动画效果。
动画原理的运用与应用
动画原理的运用与应用1. 动画的定义动画是指通过快速连续播放静态图像或物体的一系列变化，创造出一种运动的错觉的技术。
它可以是2D、3D的，可以是手绘、计算机生成的，用于电影、电视、游戏等媒体中。
2. 动画的原理动画的原理是基于人眼的视觉暂留现象，即人眼在短时间内连续接收到一系列静态图像时，会认为这些图像是连续运动的。
通过快速播放静态图像或物体的不同状态，可以产生连贯的动画效果。
3. 动画的分类动画可以按照不同的标准进行分类，常见的分类方式包括：3.1 2D和3D动画2D动画是指在一个平面内进行的动画，如平面卡通动画、手绘动画等。
3D动画是基于三维坐标系进行的动画，可以实现更加逼真的效果，如电影中的特效。
3.2 手绘动画和计算机动画手绘动画是通过人工绘制每一帧的动画，如迪士尼经典卡通片。
而计算机动画是通过计算机生成每一帧的动画，如电脑游戏中的角色动画。
3.3 帧动画和骨骼动画帧动画是指通过连续切换静态图像来产生动画效果，每一帧都是一个完整的图像。
而骨骼动画是通过对角色进行骨骼绑定，然后利用骨骼的运动产生动画效果。
4. 动画在游戏中的应用动画在游戏中有着广泛的应用，其主要作用包括：4.1 角色动画游戏中的角色动画可以让玩家更好地感受到游戏世界的真实感，增加角色的可信度。
通过细腻的动画表现，可以展现角色的身体语言、情感表达，让角色更加生动有趣。
4.2 特效动画特效动画可以增加游戏场景的华丽感和战斗的打击感。
通过粒子特效、光影效果等动画形式，可以模拟出火焰、水波、爆炸等真实物体的效果，提升游戏的视觉体验。
4.3 过场动画游戏中的过场动画可以用来讲述故事、展示剧情，增加游戏的吸引力和代入感。
通过高品质的过场动画，可以引导玩家的情绪，让玩家更加投入到游戏中。
5. 动画在电影中的应用动画在电影中也有着重要的应用，其主要作用包括：5.1 故事动画动画电影可以通过色彩鲜艳、形象生动的角色和故事情节吸引观众，带给观众轻松、愉快的观影体验。
计算机动画技术
汇报人： 2024-01-09
目录
• 计算机动画技术概述 • 计算机动画制作流程 • 计算机动画技术原理 • 计算机动画软件与工具 • 计算机动画技术挑战与未来发
展 • 计算机动画技术案例分析
01
计算机动画技术概述
定义与特点
定义
计算机动画技术是一种利用计算 机生成连续动态图像的技术，通 过模拟物体运动轨迹和形态变化 ，生成具有真实感的动态画面。
动画制作
角色动画
根据故事情节，为角色添加动作和表情，使其生 动活泼。
镜头运动
设计镜头的运动轨迹，包括推拉、摇移和跟拍等 。
特效制作
根据需要，添加烟雾、火焰或水流等特效。
渲染与后期处理
渲染输出
通过渲染引擎，将三维场景渲染成二维图像。
后期合成
将渲染出的图像与音效、配乐等素材进行合成，形成完整的动画。
蒙皮技术则是将模型表面与骨骼系统绑定，通过骨骼的运动来影响模型表面的变形 。
骨骼动画与蒙皮技术适用于创建逼真的生物运动效果，如人物行走、奔跑和跳跃等 。
粒子系统与流体模拟
粒子系统是一种模拟大量微观 粒子的运动和相互作用的计算 机图形技术。
流体模拟则是模拟液体的流动 和变形，如水流、火焰和烟雾 等效果。
特点
计算机动画技术具有逼真度高、 制作周期短、成本低廉等优点， 广泛应用于电影、电视、游戏、 广告等领域。
计算机动画技术的应用领域
电影与电视
游戏开发
计算机动画技术在电影和电视制作中广泛 应用，用于制作特效、场景、角色等，提 升视觉效果。
计算机动画技术在游戏开发中用于创建逼 真的角色、场景和特效，提高游戏的可玩 性和沉浸感。
AI与机器学习在计算机动画中的应用
计算机动画技术的原理与应用
计算机动画技术的原理与应用一、引言计算机动画技术是一种利用计算机技术来模拟和生成图像的技术。
它已经成为了现代娱乐和影视产业中不可或缺的一部分。
本文将详细介绍计算机动画技术的原理与应用。
二、计算机动画技术的原理1. 数字图像处理- 数字图像采集：通过图像采集设备（如摄像机或扫描仪）将现实世界的图像转换成数字形式。
- 图像处理：使用算法和技术对数字图像进行增强、处理和编辑。
- 图像生成：通过数学模型和计算机生成的图像，创建虚拟的图像空间。
2. 三维建模- 点、线、面：计算机中用点、线、面的集合来表示三维空间中的物体，通过连接这些基本元素来构建物体的模型。
- 多边形网格：将物体分割成一个个小多边形网格，通过调整网格的形状和位置来模拟物体表面的细节。
- 曲面建模：使用数学方程来定义物体表面的曲线和曲面，以实现更真实的效果。
3. 动画原理- 关键帧动画：通过在时间轴上指定关键帧，在关键帧之间进行插值计算，实现物体的平滑动画效果。
- 插值算法：使用数学算法计算出在关键帧之间的过渡动画，使其过渡流畅自然。
- 物理模拟：应用物理学原理和算法模拟物体的运动和碰撞，使得动画更加逼真。
三、计算机动画技术的应用1. 影视制作- 特效制作：计算机动画技术被广泛应用于电影和电视剧中的特效制作，如爆炸、飞行、变形等。
- 动画片制作：许多经典动画片都是使用计算机动画技术制作的，如皮克斯的《玩具总动员》系列。
- 虚拟演员：计算机动画技术可以创建虚拟演员，使其看起来栩栩如生，应用于片中动作场景的拍摄。
2. 游戏开发- 游戏建模：游戏中的场景、角色和道具都是使用计算机动画技术进行建模和设计的。
- 动作捕捉：通过将真实演员的动作捕捉下来，然后应用到游戏角色的动画上，使游戏中的角色动作更加自然流畅。
- 实时渲染：计算机动画技术可以实现游戏中的实时渲染，使游戏画面更加逼真，增强玩家的沉浸感。
3. 广告和营销- 动画广告：计算机动画技术可用于制作创意广告，吸引消费者的眼球。
计算机动画
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。
而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。
计算机动画分：二维动画和三维动画。
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。
1.计算机动画的发展历史：随着计算机图形学的不断发展，计算机在动画制作过程中发挥的作用也越来越大，现今动画片的制作是很少能离开得计算机。
传统的动画采用连续画面技术，将一系列手工制作的单独画面拍摄在胶片上，以每秒24帧的速度播放，利用人的视觉暂留产生动作变化的效果，形成连续的动画。
计算机动画是借助计算机生成一系列动态实时演播的连续图像技术。
计算机动画的研究始于20世纪60年代初。
1963年美国A T&T Bell实验室制作了第一部计算机动画片。
在80年代之前，计算机动画主要集中于二维动画系统的研制，应用于教学演示和辅助传统的动画片制作。
三维动画的研究始于70年代初，当时开发了一些三维计算机动画系统。
直至80年代中后期，由于具有实时处理能力的超级图形工作站的出现，三维几何造型技术和真实感图形生成技术取得很大进展，促进了具有高度逼真效果的三维计算机动画技术迅速发展，并达到实用商品化地步。
到90年代初，计算机动画技术应用于电影特技取得了显著成就。
与此同时，为适应科学研究与复杂系统中的动态模拟、视觉模拟、机器人学和生物力学等领域的需求，基于物理的造型和动画的研究的开展，已成为计算机动画研究中的一个重要课题。
计算机美术设计-电子教案
计算机美术设计-电子教案第一章：计算机美术设计概述1.1 课程介绍了解计算机美术设计的定义和范围掌握计算机美术设计的基本概念和原理1.2 计算机美术设计的应用领域探讨计算机美术设计在各个领域的应用实例了解计算机美术设计的商业价值和艺术价值1.3 计算机美术设计的基本工具和技术熟悉常用的计算机美术设计软件和工具掌握计算机美术设计的基本技术和方法第二章：计算机图形设计基础2.1 计算机图形设计的基本概念了解计算机图形设计的定义和目标掌握计算机图形设计的基本元素和原理2.2 计算机图形设计的基本技巧学习使用基本绘图工具和绘图命令掌握图形的变形、缩放、旋转等基本操作2.3 计算机图形设计的颜色和纹理学习颜色的基本概念和表示方法掌握纹理的创建和应用方法第三章：计算机图像处理技术3.1 计算机图像处理的基本概念了解计算机图像处理的定义和目标掌握计算机图像处理的基本原理和流程3.2 计算机图像处理的基本技巧学习使用图像处理软件的基本工具和功能掌握图像的剪切、缩放、旋转等基本操作3.3 计算机图像处理的效果和艺术风格学习应用图像处理技术创建各种效果和艺术风格掌握图像处理技术的创新应用和拓展第四章：计算机动画设计基础4.1 计算机动画设计的基本概念了解计算机动画设计的定义和目标掌握计算机动画设计的基本原理和流程4.2 计算机动画设计的基本技巧学习使用动画设计软件的基本工具和功能掌握动画的创建、编辑和播放等基本操作4.3 计算机动画设计的视觉效果和创意表达学习应用动画设计技术创建各种视觉效果和创意表达掌握动画设计技术的创新应用和拓展第五章：计算机美术设计的创意与实践5.1 计算机美术设计的创意方法学习计算机美术设计的创意思维和创意技巧掌握计算机美术设计的创新方法和实践方法5.2 计算机美术设计的实践项目完成一项计算机美术设计的实践项目，包括选题、设计、制作和展示等环节培养计算机美术设计的实践能力和创新精神5.3 计算机美术设计的评价与交流学习计算机美术设计的评价方法和评价标准掌握计算机美术设计的交流技巧和展示方法第六章：数字绘画技巧与实践6.1 数字绘画的基本概念与工具了解数字绘画的定义和特点熟悉常见的数字绘画工具和软件6.2 数字绘画的基本技巧学习数字绘画的基本画笔使用技巧掌握数字绘画的线条、阴影、质感等表现方法6.3 数字绘画实践项目完成一项数字绘画实践项目，包括构思、草图、细化和完成等阶段培养学生的数字绘画能力和艺术表现力第七章：网页美术设计基础7.1 网页美术设计的基本概念了解网页美术设计的定义和目标掌握网页美术设计的基本原则和流程7.2 网页美术设计的基本技巧学习使用网页设计软件的基本工具和功能掌握网页布局、色彩搭配、字体选择等设计技巧7.3 网页美术设计的实践项目完成一个网页美术设计实践项目，包括页面布局、视觉元素设计、交互设计等环节培养学生的网页美术设计能力和创新思维第八章：三维建模与渲染技术8.1 三维建模与渲染的基本概念了解三维建模与渲染的定义和目标掌握三维建模与渲染的基本原理和流程8.2 三维建模与渲染的基本技巧学习使用三维建模软件的基本工具和功能掌握三维模型的创建、编辑、材质赋予和渲染等操作8.3 三维建模与渲染的实践项目完成一个三维建模与渲染实践项目，包括模型创建、材质设计、光照处理和渲染等环节培养学生的三维建模与渲染能力和创新思维第九章：虚拟现实与增强现实艺术9.1 虚拟现实与增强现实的基本概念了解虚拟现实与增强现实的定义和特点掌握虚拟现实与增强现实的基本原理和应用领域9.2 虚拟现实与增强现实的艺术创作学习虚拟现实与增强现实的艺术创作方法和技巧探索虚拟现实与增强现实在艺术领域的创新应用9.3 虚拟现实与增强现实的实践项目完成一个虚拟现实与增强现实的艺术创作项目，包括项目策划、场景设计、交互设计等环节培养学生的虚拟现实与增强现实艺术创作能力和创新思维第十章：计算机美术设计的未来趋势10.1 计算机美术设计的最新发展了解计算机美术设计的最新技术和趋势掌握计算机美术设计的发展方向和机遇10.2 计算机美术设计的创新与挑战学习计算机美术设计的创新方法和挑战应对策略探索计算机美术设计在未来的应用拓展10.3 计算机美术设计的职业规划与发展学习计算机美术设计的职业规划和发展路径掌握计算机美术设计的就业前景和职业素养重点和难点解析重点环节一：计算机美术设计的定义和范围理解计算机美术设计不同于传统美术设计的特点掌握计算机美术设计在不同领域的应用重点环节二：计算机图形设计的基本概念和原理熟悉计算机图形设计的基本元素，如点、线、面等理解计算机图形设计的基本原则和操作重点环节三：计算机图像处理的基本技巧学习图像处理软件的基本功能，如裁剪、调整大小、滤镜等掌握图像格式和色彩管理的基本知识重点环节四：计算机动画设计的基本原理和流程理解动画设计中的关键帧、补间动画等概念学习动画设计的剧本编写和角色设计重点环节五：数字绘画技巧与实践掌握数字绘画工具的使用和绘画技巧培养艺术表现力和创作能力重点环节六：网页美术设计的基本原则和流程理解网页设计的用户体验和界面设计原则学习网页布局和色彩搭配的技巧重点环节七：三维建模与渲染的基本原理掌握三维建模软件的基本操作和建模技巧理解材质、光照和渲染对三维效果的影响重点环节八：虚拟现实与增强现实艺术创作探索虚拟现实和增强现实在艺术领域的应用学习虚拟现实和增强现实的艺术创作方法和技巧重点环节九：计算机美术设计的未来趋势了解计算机美术设计的最新技术和趋势掌握计算机美术设计的创新方法和挑战应对策略重点环节十：计算机美术设计的职业规划与发展学习计算机美术设计的职业规划和发展路径掌握计算机美术设计的就业前景和职业素养本教案全面覆盖了计算机美术设计的各个方面，从基础概念到实际应用，再到未来趋势和职业规划，为学生提供了一个全方位、多层次的学习框架。
动画应用原理
动画应用原理动画应用原理是通过连续播放一系列静止的图像，使其呈现出一种连贯且具有动态效果的视觉表现。
这种视觉效果是利用人眼在短暂间隔内对快速变化图像的感知能力来实现的。
动画应用的基本原理是利用视觉暂留现象。
当连续的静态图像以一定的速度连续播放时，人眼会产生视觉暂留现象，即上一个图像在眼睛仍然保持对其印象时，下一个图像已经出现了。
这种连续的切换给观看者一种连贯的动态视觉感受。
动画应用通常通过两种方法来实现：帧动画和骨骼动画。
在帧动画中，每一帧都是一个静态图像，通过依次播放这些静态图像来实现动画效果。
帧动画最早是通过在胶片上绘制一系列图像帧，然后在专门的投影设备上播放。
现在随着技术的发展，帧动画已经从胶片转移到数字媒体上，可以通过计算机软件或应用程序来创建和播放。
骨骼动画则是在每一帧中只绘制角色的骨骼结构和关键节点，然后通过计算机算法来计算并绘制角色在各帧之间的过渡部分。
这种方式可以在绘制上更加节省成本并且可以实现更平滑的动画效果。
无论是帧动画还是骨骼动画，都需要通过计算机软件或硬件来实现。
在计算机中，动画可以使用基于时间轴(Timeline)的动画软件来制作和编辑。
通过在时间轴上设置关键帧(Keyframe)，控制对象的位置、形状、颜色等属性的变化，从而实现动画效果。
此外，动画应用还可以应用一些特效和过渡效果来增强动画的视觉魅力。
如补间动画(Tweening)可以实现物体的平移、旋转、缩放等运动效果；透明度渐变效果可以实现物体的淡入淡出效果等等。
总的来说，动画应用原理是基于视觉暂留现象，通过连续播放一系列静态图像或计算并绘制关键节点，使其在时间上呈现出连贯且具有动态效果的视觉表现。
4.2计算机动画技术基本原理与应用
回顾上节内容
• 动画、视频的视觉特征 • 动画、视频在表达思想上的特点 • 动画、视频的选择
4.2.1计算机动画的基本原理
计算机动画原理就是利用人的视觉暂留现象，采用
连续播放静止图像的方法产生景物运动的效果，也就是 使用计算机产生图形、图像的运动技术。 在动画中把构成动画的画面叫做帧。
影视领域
《阿帆达》
科学技术领域
行星运行
教育领域
商业领域
美国哥伦比亚电影公司联合制作的全计算机动画电影《Final Fantasy： The Spirits Within》【最终幻想：灵魂深处】。其中的女主人公的面部是 用计算机动画技术制作的，其生动的3D面部表情足以乱真
谢谢观赏
4.2.3计算机动画的制作过程
整体设计
动画创意
脚本制作
收集素材
导出动画
动画生成
绘制动画
1、二维计算机动画的制作
• 二维画面是平面上的画面，是在二维空间上模拟真实的 三维空间效果。 二维动画制作要注意以下几个问题： （1）速度的处理 （2）循环动画
（3）夸张与拟人
对象的移动(实例)
（a）起点位置
Frame1
Frame2
Frame3
Frame4
FrБайду номын сангаасme5
Frame6
Frame7
4.2.2 计算机动画的格式及分类
（1）计算机动画格式 • 制作计算机动画时使用的工具软件不同、存储方式不同，则 会生成不同格式的动画。 • 常见的动画格式有GIF格式、SWF格式、MOV格式、AVI格式。
（2）计算机动画分类
实时动画 实时动画又称算法动画，采用
高二信息技术选修复习资料
第一章：多媒体技术应用概述1.1走近多媒体世界一.多媒体、多媒体技术：见必修复习资料第五章（第10页）。
二.多媒体技术的特征：1.可集成性：指以计算机为中心综合处理多种信息媒体，它包括信息媒体的集成和处理多种媒体设备的集成。
2.交互性：指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互式操作，可以为用户提供更加有效的控制和使用信息的手段，加深用户对信息的理解，延长信息保留时间。
3.超媒体的信息组织形式：多媒体技术使多媒体信息以超媒体的结构形式组织起来，超媒体是一种网状式的结构。
（如：制作网站。
）4.通信线路的可传播性：极大地丰富了现代网络世界的内容，完成了大容量多媒体信息的远距离传输。
（如：实况转播、远距离多媒体会议等）三.多媒体技术的关键技术1.数据压缩与解压缩技术2.大容量存储技术：数字化的媒体信息经过压缩处理后仍然包含大量的数据。
3.超大规模集成电路制造技术与专用芯片：数据量大，就需要一个能进行高速处理的硬件环境支持。
随着超大规模集成电路技术的发展，研制出了专用于多媒体计算机的DSP芯片。
4.多媒体同步技术：各个媒体都与时间有着或多或少的关系，如声音和视频图片的播放要同步进行。
5.多媒体系统平台技术：模拟信号转换为数字信号、音频、视传统的媒体信息组织形式是直线式的。
DSP：数字信号微处理器。
频的获取和播放，音频、视频信号的混合和同步数字信号处理、多媒体信息输出到电视等问题都属于改技术。
四.多媒体技术的相关技术1.超文本与超媒体技术：关于信息的组织和管理的技术与方法。
2.多媒体网络和通信技术：包括语音压缩、图像压缩及多媒体的混合传输技术。
3.智能输入输出技术：如：语音识别、语音合成、语言翻译、图像识别和处理、语言与文字间的转换等。
4.多媒体软件技术：包括多媒体操作系统、多媒体素材采集与制作技术、多媒体编辑与创作技术、多媒体应用程序开发技术、多媒体数据管理技术等。
五.多媒体技术的发展趋势1.发展特点：（1）多学科交汇；（2）顺应信息时代的需要；（3）促进和带动新产业的形成和发展；（4）多领域应用。
计算机的动画技术基本原理及应用
计算机的动画技术基本原理及应用1. 介绍动画是指通过连续播放一系列静态图像或物体的变化来产生视觉效果的技术。
计算机的动画技术可以在电影、电视、游戏、广告和虚拟现实等领域中应用，为用户带来更加生动和真实的视觉体验。
2. 动画的基本原理动画的显示实际上是连续播放静态图像的过程，计算机通过一系列图像的快速切换来产生动画效果。
动画的基本原理包括帧率、插值和渲染。
2.1 帧率帧率是指每秒播放的图像帧数。
常见的帧率有24FPS（电影标准帧率）、30FPS和60FPS。
帧率越高，动画的流畅度就越好。
计算机在播放动画时需要保持稳定的帧率，以避免卡顿和画面撕裂等问题。
2.2 插值插值是指根据已知的关键帧之间的差异来计算中间帧的过程。
在动画中，通常只有少数帧是关键帧，计算机根据这些关键帧自动生成中间帧。
插值可以使动画更加平滑，减少关键帧的数量，提高动画制作的效率。
2.3 渲染渲染是将计算机生成的图像显示在屏幕上的过程。
计算机通过渲染技术将动画的每一帧绘制在屏幕上，并根据场景的光照、材质和相机参数等进行实时渲染。
渲染技术的发展使得动画的画面质量越来越逼真。
3. 动画的应用领域3.1 电影和电视动画在电影和电视中的应用非常广泛。
通过计算机生成的动画片段可以与真人演员的镜头无缝衔接，制作出令人惊叹的视觉效果。
许多大片和动画片都采用了计算机动画技术，如《阿凡达》、《冰雪奇缘》等。
3.2 游戏计算机游戏是动画技术的另一个重要应用领域。
游戏中的角色动画、特效和场景渲染都离不开计算机动画技术。
随着游戏硬件的不断升级，游戏的画面质量和动画效果也越来越出色，给玩家带来更加身临其境的游戏体验。
3.3 广告和营销动画在广告和营销中的应用也越来越多。
通过计算机动画制作的广告可以吸引消费者的注意力，增强产品的宣传效果。
计算机动画技术可以实现想象力丰富的创意，呈现出各种吸引人的图像和效果。
3.4 虚拟现实虚拟现实是一种模拟真实场景的技术，计算机动画在虚拟现实中起到关键作用。
多媒体技术及应用第四章
/mmt/
第四章 计算机动画技术
4.1.2 计算机动画的分类与制作软件
三维动画制作软件与二维动画制作软件 矢量动画制作软件与位图动画制作软件 文字动画制作软件
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第四章 计算机动画技术
三维动画制作软件 二维动画制作软件
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第四章 计算机动画技术
1.计算机动画的特点
计算机动画发展迅速，在影视制作、广告设计等方面得到了广泛 应用，传统的手工动画制作方式已经成为历史，用计算机设计、制作 动画具有效率高、成本低、质量高、手法多、灵活、“门槛”低等特 点。
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利用Maya制作的三维电脑动画影片《精灵鼠小弟》和《恐龙》
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第四章 计算机动画技术
3D Studio MAX是在3D Studio（简称3DS）基础上发展起来的， 3D Studio是美国Autodesk公司在20世纪90年代开发的基于普通微 机的三维动画制作软件，也曾是应用最广泛、影响力最大的三维 动画制作软件。由于其功能强，且对硬件要求低，因此得到了广泛 应用，许多电视节目中的三维动画，都是由3DS软件制作的。 3D Studio MAX是在Windows下运行的三维动画软件，3DS MAX 直接支持中文，将3DS原有的四个界面合并为一、二维编辑、三维 放样、三维造型，使动画编辑的功能切换十分方便。
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第四章 计算机动画技术
(2)动作补间动画在时间轴面板上的表现 动作补间动画建立后，时间轴面板的背景色变为淡紫色，在起始 帧和结束帧之间产生一个长长的箭头。
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第四章 计算机动画技术
（3）创建动作补间动画的方法
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第四章 计算机动画技术
GIF Animator制作动画过程示意
动画制作的原理
动画制作的原理动画是一种通过图像连续变换展示的艺术形式，通过呈现连续变化的图像，使看起来静态的物体以运动的方式呈现出来。
动画可以通过手绘、计算机生成或其他特殊技术制作而成。
本文将介绍动画制作的原理，并探讨其中的几种常见技术。
1. 基本原理动画制作的基本原理是视觉暂留效应。
人眼在观看物体后，会在视觉系统中保留一段时间的印象。
当连续呈现一系列静态图像时，这些图像在人眼中形成视觉暂留效应，使观众感觉图像在运动。
通过利用这种效应，制作人员可以创造出栩栩如生的动画。
2. 手绘动画制作手绘动画制作是最古老的动画制作技术之一。
它基于每一帧都是通过手工绘制的原则。
制作人员需要在绘图纸上逐帧绘制图像，然后通过快速翻转这些图像来实现动画效果。
这种方法需要耐心和熟练的绘画技巧，它的制作过程繁琐，但却能够带来独特的手工艺感。
3. 偶动画制作偶动画制作通过使用固定形状的人物、道具和背景模型，然后将它们逐帧地重新排列来实现动画效果。
这些模型可以是由细腻的材料制成，如粘土，也可以是由刚性的材料制成，如金属、塑料等。
制作人员通过调整和重新排列这些模型，然后逐帧拍摄，最终形成动画效果。
4. 传统动画制作传统动画制作是一种将手绘图像与胶片具有透明性的动画制作技术。
制作人员通常会在透明纸上逐帧绘制图像，然后将这些透明纸置于胶片上进行拍摄，最终合成成为动画片。
这种技术的优势在于能够呈现高质量的图像和平滑的动画效果，但制作过程相对较为复杂。
5. 计算机生成动画制作计算机生成动画制作是当前动画制作领域最为常见的技术之一。
它使用计算机图形学、计算机动画和绘制软件等技术工具，通过运算绘制、渲染和合成图像，最终生成动画效果。
这种技术的优势在于可以更快速地创作动画，并且可以实现复杂和逼真的图像效果。
总结：动画制作是一项充满创造力和技术的艺术形式。
通过利用视觉暂留效应和各种不同的制作技术，动画制作人员能够创造出丰富多彩、栩栩如生的动画作品。
无论是手绘动画、偶动画、传统动画还是计算机生成动画，每种制作技术都有其独特的特点和魅力。
多媒体技术应用教程之计算机动画制作技术
多媒体技术应用教程之计算机动画制作技术计算机动画制作是一项令人兴奋的多媒体技术，它可以用于电影、电视、广告等媒体产业。
本教程将介绍如何使用计算机动画制作软件来制作令人惊叹的动画效果。
步骤1：选择适合的计算机动画制作软件计算机动画制作软件有很多种，如Adobe After Effects、Autodesk Maya、Blender等。
选择适合自己需求和经验水平的软件非常重要。
步骤2：学习软件基础知识在开始制作动画之前，必须掌握所选择软件的基本操作和功能。
这包括了解如何创建和管理项目文件、导入和导出文件、使用图层和时间轴、应用动画效果、调整参数等。
步骤3：设计动画概念和故事板在制作动画之前，需要先设计动画的概念和故事板。
动画概念是指动画的主题、风格和整体效果的设定。
故事板则是将动画分解成一系列连续的画面，以帮助制作团队理解和规划动画的情节和动作。
步骤4：创建角色和场景根据故事板，开始创建动画中的角色和场景。
角色可以是2D或3D的，可以使用软件提供的工具进行绘制或建模。
场景可以是实景拍摄的背景，也可以使用软件自带的效果库创建。
步骤5：添加动画效果在角色和场景创建好之后，可以开始添加动画效果。
通过在时间轴上对图层进行帧-by-帧操作或使用关键帧动画来制作角色和场景的动作。
可以使用软件提供的动画预设或自定义动画效果，如移动、旋转、缩放、渐变等。
步骤6：调整动画细节和效果调整动画的细节和效果是制作一个成功动画的关键。
可以对角色的动作进行微调，如改变速度、姿势和表情。
也可以通过添加粒子效果、光影效果等来提升动画的真实感和视觉效果。
步骤7：渲染和导出动画当动画制作完成后，需要对其进行渲染和导出。
渲染是将动画序列帧合成为视频或图像序列的过程。
导出是将渲染好的动画保存为可播放的格式，如AVI、MP4等。
步骤8：展示和分享动画作品制作好的动画作品可以通过多种方式展示和分享。
可以在社交媒体上分享给朋友和观众，也可以参加电影节、比赛等活动展示作品。
动画原理与技术的应用
动画原理与技术的应用1. 什么是动画原理与技术动画原理与技术是指通过一系列图片或帧的快速连续播放，产生肉眼所感知到的运动效果的一种技术。
在计算机图形学中，动画原理与技术是指利用计算机进行图形渲染和动态生成，将静态图像或三维模型组合成连续的运动图像，实现动画效果的专业技术。
动画原理与技术涉及到很多方面的知识，包括图形学、计算机动画、数学、物理学等。
它不仅涉及到动画的制作技术，还涉及到动画的设计原理、动画的应用等方面。
2. 动画原理与技术的应用领域动画原理与技术广泛应用于多个领域，其中包括：•电影和电视剧：动画在电影和电视剧中有着广泛的应用，可以用来制作流畅自然的特效和动态画面，增强观赏体验。
•游戏开发：动画在游戏开发中起着至关重要的作用，通过动画可以使游戏角色和场景更加逼真，提高游戏的可玩性和娱乐性。
•广告宣传：动画广告通常更能吸引人们的注意力，通过动画的方式可以更好地传达产品或服务的信息，并在短时间内留下深刻的印象。
•建筑设计：在建筑设计过程中，动画可以用来展示建筑的外观、结构和动态效果，帮助设计师更好地理解和沟通设计意图。
•教育和培训：动画在教育和培训领域中可以帮助学生更好地理解和记忆知识，通过视觉动画的方式更加生动有趣地呈现教学内容。
3. 动画原理与技术的基本原理动画原理与技术的基本原理包括以下几个方面：3.1 基本帧动画原理帧动画是最基本的动画原理之一，它通过快速连续播放一系列静态图像或帧，使其产生运动效果。
帧动画可以采用手绘的方式制作，也可以通过计算机图形渲染生成。
3.2 插值动画原理插值动画是指通过计算两个或多个关键帧之间的中间状态，使用平滑的过渡方式，实现动画的运动效果。
插值动画可以是线性插值，也可以是非线性插值。
3.3 骨骼动画原理骨骼动画是通过对模型的骨骼进行控制，实现模型的动态效果。
在骨骼动画中，每个骨骼都有一个关节点，通过改变关节点的位置、旋转和缩放等属性，可以实现模型的运动、变形和表情等效果。
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计算机动画技术原理与应用
【教学目标及分析】
要求学生在知识、技能与过程方面能了解计算机动画的基本原理，了解计算机动画技术应用的要点，了解计算机动画制作工具的类型及工具的选择等；在方法和思想方面，使学生明确不同的动画效果选择不同的动画制工具的思想；在情感态度与价值观方面，感受并产生运用计算机动画表达主题的需要。
激发学生利用计算机动画表达思想的兴趣。
根据教材提供的内容，一般要采用多种教学方法相结合的方案来达到教学目标。
【教学重点及难点】
教学重点：
1．“计算机动画”和“帧”这两个概念
2．“计算机动画的制作过程”中的“二维动画的制作过程”
3．“制作计算机动画制作工具的选择”
教学难点：
1．“计算机动画基本原理”中的“实时动画”的理解
2．“制作计算机动画制作工具的选择”
【教学设计思路】
1．教材分析
“计算机动画技术基本原理及应用”一节教学时数约为1课时，由于本节介绍的内容是计算机动画的基本知识和基本原理，只是为后面对计算机动画的具体制作与应用做知识铺垫，内容比较多，篇幅较长，如果全部采用“讲授”式进行教学，枯燥乏味，又不容易理解，对学生的吸引力不大，课堂教学效率不高。
教师也常常感到力不从心，觉得无法调动学生的积极性，所以原理部分可以进行启发式讲授，其余的部分可以通过选择播放有代表性的动画，由教师或学生提出问题，归类之后，在教师的讲解、引导下，由学生总结出相关要点。
而有些内容如“计算机动画与传统动画相比有哪些优势”，“三维动画制作过程”等内容完全可以留给学生课外阅读，为不同层次的学生获取知识的需要。
2．教学设计
本节采取的“讲授与亲身体验、探究学习相结合”的教学方式，课堂设计是这样的：通过动画的播放演示，创设情境、激情导入；以问题做导向；细化探究目标；教师启发式讲授原理部分；学生进行探究学习其它内容；最后通过讨论辨析、归纳总结，反馈学习效果。
【教学资源】
网络多媒体教室，Flash MX动画制作软件。
【教学过程实录】
1．课前准备：
（1）学生准备1
多媒体作品中，计算机动画技术的应用非常多，同学们到网上可以随处都可以浏览查找到。
要求学生分成几个小组，各个小组领取不同的任务，分别通过教材的CD光盘资料或上网浏览下载文件的扩展名分别为GIF、SWF、AVI等计算机动画，将查询结果填入下表。
学生准备2：
网上查找或资料查询完成下表
表2：
（2）教师准备
收集具有代表性的不同格式和类型的动画；
收集或制作时实动画和逐帧动画，如“小小系列”、“Flash益智小游戏”、“开放的小花”等，作完成教材中的实例。
（3）上课地点：多媒体网络教室，检查调试好所有计算机。
2．情境导入
师：课前同学已经收集了一定数量和不同形式的动画，并按要求完成了记录。
现在我们就请各组代表把你们组收集成果和大家交流一下，简单阐述你对动画了解哪些及存在的疑问。
生：每小组代表演示收集的动画并发表看法。
3．问题导向定位
师：通过观看动画演示，相信同学们对动画有了初步的了解，同时还存着许多疑问，这些疑问多数也是这节课要完成的主要任务。
老师提出本节课学生要探讨的几个问题，教材中的其它内容作为课后阅读。
1．计算机动画的原理？
2．计算机动画的格式及分类？
3．如何根据需求选择计算机工具？
4．计算机动画制作的一般过程？
5．计算机动画技术应用。
4．细化问题探究目标
1．计算机动画的原理？
师：同学们通过观赏动画，说出了动画在表达思想上的一些特点，这也是我们上节课所学习的。
但是，学生动画的制作原理还不曾了解和认识，下面老师针对这个问题给同学们讲解一下。
师：演示课前收集的两个小动画，如“益智小游戏”和“开放的小花”。
请同学们观察这两个动画有什么区别。
生：互相讨论，找出差别，初步得出自己的见解。
结论1：“打靶”的动画画面是随机产生的，同我们玩的其它电脑游戏一样，是鼠标指的地方不同，产生的画面也不一样。
结论2：“开放的小花”画面好像是固定的。
师：同学们的讨论很热烈，结论的方向也对，但是还没有说到实质上。
师：再给同学们看源文件。
讲解如下：
动画的基本原理就是计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生景物运动的效果，也即使用计算机产生图形、图像的运动技术。
计算机动画可分为两种：时实动画和逐帧动画。
“打靶”动画属于实时动画。
它是利用Flash脚本动作语言完成的动画，也就是说通过程序来控制着你鼠标的点击的位置不同，产生相应的画面，在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显现出来。
“开放的小花”是逐帧动画，它是把花开放过程中的不同状态形成不同的画面，并一一记录下来，再按一定速度一一展现出来，形成开放的花朵。
每一幅图在计算机中叫做“帧”。
2．计算机动画的格式常用的有哪几种，怎样分类？如何根据需求选择计算机工具？
师：同学们课前都收集并播放了你们的具有代表性的动画。
同学们讨论一下它们在视觉上，播放时间，文件大小等几方面探讨一下动画的格式及分类。
生：讨论得出结论，将讨论结果完善到下表中。
其中一个小组的结果如下：
小组1：制作动画首选Flash，它是了不起的动画制作工具，现在还可以制作三维动画。
小组2：3D MAX才是三维动画的首选，还有Swish特效字工具
小组3：当今动画制作工具太多了，但是要选适合你的才行。
……
师：同学们归纳得比较好，因使用的工具不同，存储方式不同而生成不同的动画格式，文件的格式基本上可以看成是动画的格式。
可参见书中表4—3。
动画分类同学们多数都以视觉效果来分，分成二维和三维。
动画分类也没有一定之规。
动画制作工具的选取很重要，要科学合理地使用。
具体参考教材中的介绍。
当然随着软件技术的不断更新升级，一种软件也可以做出许多种类型和格式的动画，例如Flash可以升成GIF、AVI、FLA等格式。
而现在的 3D Flash Animator还可制作出高水准具互动效果的3D Flash动画。
同学们要学会具体问题具体分析。
3．计算机动画的制作过程
师：同学们根据以有的经验，比如玩过的电脑游戏，看过的动画片等。
同学们探讨一下，你认为制作一个二维动画作品应怎样来完成，一般要经过几个过程。
生：相互探讨
结论1：选择一个动画制作工具，进行制作，输出出来
结论2：首先要动画创意，然后再选择工具制作，再输出出来。
结论3：对一个复杂的动画作品，除了创意，还要相关收集素材，写成剧本，然后按剧本在制作软件上制作。
……
师：同学们的结论都对，对不同的人，创作过程可能不同，但一般要经过：
整体设计——动画创意——脚本制作——收集素材——绘制动画——动画生成——导出动画等。
4．计算机动画技术应用
师：计算机动画的应用小到一个多媒体软件中某个对象、物体或字幕的运动，大到段动画演示、光盘出版物片头尾的设计制作，甚至到电视片的片头尾、电视广告，直至计算机动画片如“狮子王”、“侏罗纪公园”等。
生：讨论，并将结果填入下表，其中一个小组结果如下：
6．小结
同学们通过本节自主探究、合作学习，掌握了动画的基本原理、动画的格式、分类及应用等知识，因时间关系教材中的还有一些内容在课堂上老师没有和同学们一起探讨学习，希望同学们课后对这部分内容进行认真的学习和探讨，使我们自主探究的学习精神进一步得到提高，为后面的学习打下良好的基础。