第一章 计算机动画概述(1)

1915年，美国人Eerl Hurd创造了新的动画制作工艺，他 先在塑料胶片上画动画片，然后再把画在塑料胶片上的一幅 幅图片拍摄成动画电影。多少年来，这种动画制作工艺一直 被沿用着。 1928年，世人皆知的华特· 迪士尼(Walt Disney)创作出 了第一部有声动画《威利汽船》；1937年，又创作出第一部 彩色动画长片《白雪公主和七个小矮人》。他逐渐把动画影 片推向了颠峰，在完善了动画体系和制作工艺的同时，还把 动画片的制作与商业价值联系了起来，被人们誉为商业动画 之父。直到如今，他创办的迪士尼公司还在为全世界的人们 创造出丰富多彩的动画片，可以说是20世纪最伟大的动画公 司
■动画 规则
1）动画有多画面组成，并且画面必须连续。
构 成 表 现
2）画面之间的内容必须存在差异。 3）画面表现的动作必须连续，即后一画面是前一画面的继续。 1）动作可进行适度夸张，但要严格遵循运动规律。 2）动画节奏应符合自然规律。 3）动画节奏通过画面之间物体的相对位移量进行控制。
■动画的原理
■中国动画历史 中国动画片的发展经历了5个时期： 1、1922-1945年—萌芽时期； 2、1946-1965年—发展时期； 3、1966-1976年—枯萎时期； 4、1976-1989年—恢复时期； 5、1990至今—动漫产业链完善期。


1922-1945年—萌芽时期 1941年，万籁鸣、万古蟾、万超尘拍摄的动画 影片《铁扇公主》，这是公认的中国第一部长动画 片。万氏三兄弟因而成为中国动画片的开山鼻祖。 在此之前，1924年中华影片公司摄制了动画片《狗 请客》、上海烟草公司撰制了动画片《过年》。这 两部动画片虽然早于《铁扇公主》，但它们没有产 生影响。
1996年，世界上第一部完全用计算机动画制作 的电影《玩具总动员》上映，该片不仅获得了破记 录的票房收入，而且给电影制作开辟了一条新路。 1998年放映的电影《泰坦尼克》中，船翻沉时乘客 的落水镜头有许多是采用计算机合成的，从而避免 了实物拍摄中的高难度、高危险动作。 美国沃尔特· 迪斯尼公司预言，21世纪的明星将 是一个听话的计算机程序，它们不再要求成百上千 万美元的报酬或头牌位置。计算机动画不仅可应用 于电影特技，还可应用于商业广告、电视片头、动 画片、游艺场所、计算机辅助教育、科学计算可视 化、军事、建筑设计、飞行模拟等。
（1）二维动画——是在二维空间中制作的平面活动图画 。 （2）三维动画——是在三度空间中，制作立体的形体及其运动， 可以模拟极为真实的光影、材质、动感和空间效果。
■动画的特点
1、以绘画或其它造型艺术形式塑造人物和环境，并运用夸张、变形、 幻想、象征等手法反映和表现客观事物和作者的主观世界 2、适合用来表现夸张的幻想的和虚构的事物，并能把幻想和现实结合 起来，使抽象的事物通过具体形象表现出来


1946-1965年—发展时期 这一时期，国家政局相对稳定，政策相对宽松， 艺术家的积极性得到充分调动，中国动画片进入快 速的发展时期。不少影片在国际电影节获奖，在艺 术和技术上达到空前的高度，形成了被世界公认的 中国动画学派。 建国初期，中国动画片的创作和生产呈现以下 特点：在题材上，采用适合儿童的故事脚本，拍摄 了《小猫钓鱼》（1952）等；在技术上，由黑白片 向彩色片转化，摄制了中国第一部彩色木偶片《小 小英雄》（1953）、第一部彩色传统动画片《乌鸦 为ff一么是黑的》（1955）；在风格上，踏上民族 化的道路，制作了木偶片《神笔》（1955）、动画 片《骄傲的将军》（1956）。

随后，他又制作了电影史上第一部以动画表现的纪录 片《路斯坦尼雅号之沉没》(The Sinking of the Lusiitania)它是根据一个真实的战时的悲剧故事创作 的，英国路斯坦尼雅号被一艘敌国潜水艇撞沉，1198 名乘客葬身海底。他 将当时悲剧性的新闻事件，在舞 台上逐格呈现，特别是穿将沉入海中，几千人坠入海 里小时在波涛中的画面，用动画表现，让观众十分震 撼。为了重现当时的情景，他画了将近25000张的素描， 这在当时可说是创举。总言之，在发展多重角色的塑 造，结合故事结构和通俗趣味，以及暗示三度空间的 画面美学风格上，马凯的努力是不可忽视；同时，他 也是第一个发展全动画观念的人。而他以一个漫画家 专业的素养为动画开辟的路线，也预告了一个美式卡 通时代的来临。
3、具有的独特表现力、感染力，是人们所喜闻乐见的艺术表现形式
4、具有生动、形象、直观和高度假定性
动画适合表现如下的科教内容：
●难以拍摄的内容：
有形但不便拍摄的，如密闭容器或管道内的液体、气体的流动、人体 内的血液循环、消化过程等；瞬间或长时间的变化过程，如炮弹发射、飞 行、爆炸和冲压变形、放电状态以及植物生长，岩石风化过程等； ●枯燥、不易引起兴趣和注意的内容。
1831年，法国人约瑟 夫· 普拉托 （Joseph Antoine Plateau）把画 好的图片按照顺序放在 一部机器的圆盘上，圆 盘可以在机器的带动下 转动。这部机器还有一 个观察窗，用来观看活 动图片效果。在机器的 带动下，圆盘低速旋转。 圆盘上的图片也随着圆 盘旋转。从观察窗看过 去，图片似乎动了起来， 形成动的画面，这就是 原始动画的雏形。
– 第二个阶段是从20世纪70－80年代中期，计算机图
形、图像技术的软、硬件都取得了显著的发展，使 计算机动画技术日趋成熟，三维辅助动画系统也开 始研制并投入使用。三维动画也称为计算机生成动 画，其动画的对象不是简单地由外部输入，而是根 据三维数据在计算机内部生成的。


1982年迪士尼（Disney）推出第一部电脑动画电影，就是 Tron（中文片译“电脑争霸”），使计算机动画成为计算 应用的新领域。 1982至1983年间，麻省理工学院（MIT）及纽约技术学院 同时利用光学追踪（Optical Tracking）技术记录人体动作； 演员穿戴发光物体于身体各部份，在指定之拍摄范围内移 动，同时有数部摄影机拍摄其动作，然后经电脑系统分析 光点的运动再产生立体活动影像。
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■动画的类型
从制作技术和手段看，动画可分为以手工绘制为主的传统 动画和以计算机为主的电脑动画。 按动作的的表现形式来区分，动画大致分为接近自然动作 的“完善动画”（动画电视）和采用简化、夸张的“局限 动画”（幻灯片动画）。 从空间的视觉效果上，可分为二维动画和三维动画。
从播放效果上，可以分为顺序动画（连续动作）和交互式 动画（反复动作）。
1．视觉生理作用
人眼在观察物体时，如果物体突然消失，这个物体的影像仍会在人眼 的视网膜上保留一段很短的时间，这个视觉生理现象，叫做“视觉暂
留”。
在屏幕上先呈现一竖线，后在稍右处再呈现一横线，若两线出现的相 隔时间小于0.2秒，则会看到竖线倒向横线的位置，这种现象就叫“似动
现象”。 2．视觉心理作用
■动画时间与节奏的来自百度文库握
● 视觉效果
1906年，美国人斯图尔特 （J Steward）制作出一部接近 现代动画概念的影片，片名叫“滑稽面孔的幽默形象” （Humorous Phase of a Funny Face）。他经过反复地琢 磨和推敲，不断修改画稿，终于完成这部接近动画的短片。
1908年法国人埃米尔· 科尔 （Emile Cohl）首创用负片制作 动画影片。所谓负片，是影象与实际色彩恰好相反的胶片， 如同今天的普通胶卷底片。采用负片制作动画，从概念上 解决了影片载体的问题，为今后动画片的发展奠定了基础。
■计算机动画的发展
计算机动画是指用计算机技术辅助制作影视动 画片 它的发展过程大体上可分为三个阶段。

– 60年代美国的Bell实验室和一些研究机构就开始研
究用计算机实现动画片中间画面的制作和自动上色。 这些早期的计算机动画系统基本上是二维辅助动画 系统（Computer Assisted Animation），也称为二维 动画。1963年美国贝尔实验室编写了一个称为 BEFLIX的二维动画制作系统，这个软件系统在计 算机辅助制作动画的发展历程上具有里程碑的意义。

除真实动作或方法外，使用各种技术创作活动影像， 亦即以人工的方式创造动态影像。 ——国际动画组织（ASIFA）
动作的变化是动画的本质 —— 英国动画大师 John Halas
■启示 它能使一切物象（包括有生命的和无生命的）按 创作者的意志活动起来，从而为想象和创造提供了 广阔的表达天地。 这一特殊的时空艺术形式，特别适合用来表现夸张 的、幻想的和虚构的事物，并能够把幻想和现实结合 起来，使抽象的事物通过具体的形象表现出来，可以 说，动画具有独特的表现力和感染力。
技巧动画 特技动画
抽拉移位法 关节法 磁控法 连续叠化法
循环法
划变 遮挡
闪烁
键控
叠化
扩大了动画的制作手段，丰富了动画的表现力， 并大大地节省了动画的工作量
2、计算机动画
也叫电脑动画（Computer Animation），是依据传统动画的基本原 理，用计算机生成一系列可供实时播放的动态连续图像的计算机动画技 术 。 计算机动画技术：制作功能全、效率高、色彩丰富鲜明、动态流畅自 如，为电视动画设计者提供了一个任其发挥想象的创作环境 。
从每秒放的幅数来讲，有全动画（每秒24幅）（迪斯尼动 画）和半动画（少于24幅）（三流动画）之分，中国的动 画公司为了节省资金往往用半动画做电视片。
1、传统动画
利用了电影原理，即人眼的视觉残留现象，将一张张逐渐变化的并能清 楚地反映一个连续动态过程的静止画面，经过摄像机逐张逐帧拍摄，编 辑后通过电视播放，使之在屏幕上活动起来。
1909年，美国人Winsor Mccay用一万张图片表现一段动 画故事，这是迄今为止世界上公认的第一部象样的动画 短片。从此以后，动画片的创作和 制作水平日趋成熟， 人们已经开始有意识的制作表现各种内容的动画片 1914年，他制作的动画片《恐龙葛蒂》(Gertie the Dinosaur)公映，这部影片把故事、角色和真人表演安排 成互动式的情节，大获成功。
– 第三个阶段是从1985年到目前为止的飞速发
展时期，是计算机辅助制作三维动画的实用 化和向更高层次发展的阶段。

在这个阶段中，计算机辅助三维动画的制作技术 有了质的变化，已经综合集成了现代数学、控制 论、图形图像学、人工智能、计算机软件和艺术 的最新成果。以致于有人说：“如果想了解信息 技术的发展成就，就请看计算机三维动画制作的 最新作品吧！”
制作动画的人像上帝一样创作着世界
—— 加拿大导演、动画大师 麦克拉伦
麦克拉伦(1914～ 1987)

加拿大电影导演。1914年4月11日生于苏格兰的斯 特灵。毕业于英国格拉斯格市美术学校。1933年开始 实验动画片的创作，制成短片《从七到五》、《彩色 鸡尾酒》等。1937年后与英国的J.格里尔逊等合作，尝 试在胶片上直接绘画和在光学声带片上刻划声音。 1939年后又在美国尝试在彩色胶片上绘画。1941年返 加拿大，完成《美之舞》 、《小提琴》、《邻居》 (该片获奥斯卡最佳动画片奖)、《 椅子的传说 》等动 画片。60年代后，创作了运用抽象的几何图形表现音 乐旋律的《垂直线》、《水平线》和《马赛克》等。 1975 年，制作了一部如何拍摄各类动画片的影片。
● 动画的时间特性
(1) 动作的发展按照时间发生的顺序进行 (2) 与自然现象一致的运动节奏 (3) 遵守自然规律，可有限的夸张
● 动画的节奏掌握
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(1) 利用各帧之间物体的位置差控制动画节奏
(2) 自然规律和有限的夸张是动作节奏的依据
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第一讲 动画概述
1．认识动画 2．掌握动画特征与分类 3．了解动画的发展情况
■什么是动画
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动画，顾名思义，即活动的图画。在影视中，它不 是真人、实物真实动作在屏幕上的再现，而是把动体的 动作过程，人为制作成连续静态画面，通过逐格摄影、 逐帧录制或储存，将图形记录下来，再以一定的速度连 续在屏幕上播放，使之活动的图画。
■动画的产生与发展
几千年前一个西班牙画家第一次把连续的动作画在同 一作品中，奔跑的牛被画成八条腿。用静态绘画表现连续 动作 ，可以看作动画设计的雏形。
达· 芬奇 黄金比例人体图
我国在一千多年前就发明了皮影戏和走马灯
1828年，法国人保罗· 罗盖特首先发现了视觉暂留。 他发明了留影盘。它是一个被绳子或木杆在两面间穿过 的圆盘。盘的一个面画了一只鸟，另外一面画了一个空 笼子。当圆盘被旋转时，鸟在笼子出现了。这证明了当 眼睛看到一系列图像时，它一次保留一个图象。