多媒体技术基础与实验教程6

20世纪70年代初期 ：“关键帧动画技术”被提出。利用计算机
产生（或专业的制作人员绘制）出某些关键帧画面的图形或图像，然后 由计算机自动插值计算出中间帧，大大提高了动画制作的效率；
20世纪70年代末 ：研制出交互式二维动画系统 ，这种系统直
观、方便、易于操作，用户无需掌握太多的计算机知识；
20世纪80年代以来 ：二维计算机动画得到了进一步的发展，此
目前，在二维动画中，关键帧必须由专业动画设计人员手工绘制，或 者由制作人员利用输入设备直接生成。

6.2.2 二维动画的制作
在二维动画的制作过程中，计算机的作用主要是输入和 编辑关键帧、计算和生成中间帧、定义和显示运动路径、交 互式画面上色和制作特技效果等。 二维动画的整个制作过程的主要步骤如下： 1.关键帧的生成 2.中间帧的生成 3.分层制作合成 4.着色 5.预演



一般三维动画的制作过程：
（1）造型：
就是利用三维软件在电脑上创造三位形体。 （2）动画： 就是使各种造型运动起来，制作人员所要做的是定义关键帧，中 间帧交给计算机去完成。 （3）绘图：
包括贴图和光线控制等。
2．三维动画特技的制作
三维动画特技是计算机动画技术中的一大难题，因为这需要非常强大的软件和运 算能力很强的硬件平台。 一部完整的三维角色动画片制作一般包括以下流程： （1）项目简介 （2）概念设计 （3）分镜故事板 （4）3D粗模 （5）3D故事板 （6）3D角色模型/3D场景/道具模型 （7）贴图材质 （8）骨骼蒙皮 （9）分镜动画 （10）灯光 （11）3D特效 （12）分层渲染/合成 （13）配音配乐 （14）剪辑
6.1 计算机动画概述
计算机动画是在传统动画的基础上结合计算机技术而 迅速发展起来的。随着计算机图形学和硬件技术的高速发 展，人们可以用计算机快速、方便地制作出高质量的图像， 从而促使计算机动画技术飞速发展，动画技术也在越来越 多的领域中得到非常广泛的应用，如军事仿真、计算机辅 助教育、工业设计、商业广告、建筑设计、影视特技、电 子游戏等。
3．USAnimation
软件当初设计的每一方面都考虑到在整个生产流程的各个阶段如何 获取最快的生产速度。USanimation以矢量化为基础的上色系统被业界 公 认为是最快的。并轻松地组合二维动画和三维图像。
4．AXA
可算是目前唯一一套PC级的全彩动画软件，简易的操作界面可以让 卡 通制作人员或新人很快上手，而动画线条处理与著色品质，也具专业水 准。AXA包含了制作电脑卡通所须要的所有元件，完全针对卡通制作者 设 计使用介面，使传统制作人员可以轻易的跨入数码制作的行列。
2.所涉及的技术
几何造型技术、图像处理技术、运动控制和渲染技术。
6.1.2 计算机动画的分类
根据不同的依据，有如下的分类：

依据表现形式来分：
接近自然动作的“完善动画”（动画电视）和采用 动画”（幻灯片画）。

简化、夸张的“局限
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依据空间的视觉效果来分： 平面动画和三维动画。

依据播放效果来分：
顺序动画（连续动作）和交互式动画（反复动作）。 依据每秒放的幅数来分： 全动画（每秒24幅）和半动画（少于24幅）。
2.计算机动画的发展趋势
从国际上看：计算机动画技术的发展正在趋向于规模 化、标准化、网络化。 从技术的发展方向看：体视动画和虚拟现实(VR)技 术将会成为未来的热点。
6.2
二维动画
6.2.1 二维动画的特点

二维动画具有检查方便、质量保证、管理简单、制作效率高和制作周 期短等优点。

二维动画只能起辅助作用，代替了手工动画中重复性强、劳动量大的 那一部分工作；但代替不了人的创造性劳动，计算机不能根据剧本自 动生成关键帧。
5．Flash
Flash是专门用来设计网页及多媒体动画的软件，它可以为网页加入 专业且漂亮的交互式按钮及向量式的动画图案特效，它是目前制作网页 动画最热门的软件。
6.3 三维动画
计算机动画真正具有生命力是由于三维动画的出现。
三维动画与二维动画的主要区别在于图形中是否完全提供了深度 信息。
三维计算机动画是采用计算机模拟现实中的三维空间物体，在计 算机中构造三维的几何造型，并给造型赋予表面材料、颜色、纹理等 特性，然后设计造型的运动、变形，灯光的种类、位置、强度以及摄 像机的位置、焦距、移动路径等，最终生成一系列可以动态实时播放 的运动图像，并可将制作的动画输出到其它硬件录制设备中。 三维计算机动画不仅可以模拟真实的三维空间，而且还可以产生 现实世界不存在的特殊效果。


依据发行渠道来分：
剧场动画、原创动画和电视动画。 依据图形、图像的生成方式来分： 实时动画和逐帧动画。

6.1.3 计算机动画的应用
随着计算机三维影像技术的不断发展，三维图形技术来越被人们所 看重。三维动画因为它比平面图更直观，更能给观赏者以身临其境的感 觉，尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目，使观者提前领略实施 后的精彩结果。 三维动画，从简单的几何体模型（如一般产品展示、艺术品展示） 到复杂的人物模型，从静态、单个的模型展示到动态、复杂的场景（如 房产酒店三维动画、三维漫游、三维虚拟城市，角色动画），所有这一 切，计算机动画都能实现。
6.1.1 计算机动画的概念
1.定义
广义上讲，数字图形图像的运动显示效果都可称为计算机动画。 计算机动画技术是利用计算机产生运动图像的技术。 具体地讲，就是利用计算机产生和处理动画帧中的图形和图像，交 互地进行图形和图像的编辑、着色和声效结合等处理，并将连续的画面 实时演播的计算机技术。 由于采用数字处理方式，动画的运动效果、画面色调、纹理、光 影效果等可以方便、不断地改变，输出方式也多种多样。

建筑领域 规划领域 三维动画制作 园林景观领域 产品演示 模拟动画 片头动画 广告动画 影视动画 角色动画 虚拟现实
6.1.4 计算机动画的发展及趋势
1．计算机动画的发展 20世纪60年代 ：主要研究二维动画，主要使用编程语言来实
现，技术性很强，只能由专业人员来完成；
6.4.2 编辑环境
主菜单 绘图工具 绘图层 时间轴 视图工具 颜色工具 辅助选项 舞台
工具条 视图比例 编辑元件 编辑场景
动作脚本 属性栏
6.4.3 基本操作
1．Flash文档处理 2．项目管理 3．元件、实例的使用 4．库资源的使用 5．颜色的使用 6．文本的使用 7．图形绘制 8．创建动画 9．编辑动画 10．使用视频 11．处理声音 12．发布 13．导出
2．RETAS PRO
日本Celsys株式会社开发的一套应用于普通PC和苹果机的专业二维 动 画制作系统，它的出现，迅速填补了PC 机和苹果机上没有专业二维动画 制作系统的空白。它的制作过程与传统的动画制作过程十分相近，它主 要由四大模块组成，替代了传统动画制作中描线、上色、制作摄影表、 特效处理、拍摄合成的全部过程。同时RETAS PRO不仅可以制作二维动 画，而且还可以合成实景以及计算机三维图像。
多媒体技术基础与实验教程
第六章 计算机动画制作技术
第六章目录
6.1 计算机动画概述 6.1.1 计算机动画的概念 6.1.2 计算机动画的分类 6.1.3 计算机动画的应用 6.1.4 计算机动画的发展及趋势 6.2 二维动画 6.2.1 二维动画的特点 6.2.2 二维动画的制作 6.2.3 二维动画的制作软件 6.3 三维动画 6.3.1 网页动画 6.3.2 三维动画的制作 6.3.3 三维动画的制作软件 6.4 常用二维动画制作软件Flash简介 6.4.1 功能介绍 6.4.2 编辑环境 6.4.3 基本操作 6.5 常用三维动画制作软件3DS Max简介 6.5.1 功能介绍 6.5.2 编辑环境 6.5.3 基本环境
6.5.2 编辑环境
菜单栏 工具栏
捕捉按钮
顶视图
前视图 命令面板
左视图
透视图
时间滑块 辅助信息 锁定对象 关键点面板 动画播放板 窗口控制板
6.3.1 网页动画
随着Internet迅猛发展，我们生活中数字信息的数量正在急剧增 加，质量上也将大大地改善。 动画特别是三维动画越来越多地被当作种最佳的信息的包装方式。 无疑，三维技术能使人耳目一新。而给人最好的视觉感受是所有信息 传播者共同的追求，因而三维动画必将更多的出现在相关媒体特别是 Internet上，三维制作软件也将朝着功能更强，使用更容易，更具交 互性等方向发展。 未来，我们将生活在信息的海洋，而三维动画将是一道随处可见 的风景。
6.3.2 三维动画的制作
随着三维造型技术和计算机动画技术的发展，计算机 在动画制作过程中所起的作用越来越大，主要体现在以下 三个方面：

在着色方面，画面图像通过交互式计算机系统由用户选择颜色，指定 着色区域，并由计算机完成着色工作； 在拍摄方面，用计算机控制摄像机的运动，也可用编程的方法形成虚 拟摄像机模拟摄像机的运动； 在后期制作阶段，用计算机完成编辑和声音合成。
时可以利用计算机模拟制作传统的赛尔（CEL）动画片，从而辅助传统 卡 通片的制作。
三维计算机动画是在二维计算机动画的基础发展起来 的。其发展 和二维计算机动画类似，最初也是用编程语言来实现。随着计算机图 形学的发展，特别是三维几何造型技术、真实感图形生成技术的发展， 计算机有了非常逼真的视觉效果，动画控制技术也得到了飞速发展， 关键帧技术、基于物体的动画法等应运而生，加上高速图形处理器及 图形工作站的出现和广泛应用，使三维计算机动画得到了不断的发展。 动画日益形成一个重要的产业，在美国、日本、英国和荷兰这些 动画片的制作强国，动画产业在国民生产总值中占有非常重要的地位， 日本的动画产业更是国民经济六大支柱产业之一。 现在，对计算机动画相关技术的研究在国内科研机构已经广泛开 展起来。各个电视台都有了自己的制作中心，计算机动画制作公司也 从无到有，数量稳定增加。但是我们的制作水平还远远跟不上国内市 场的需求，首先在数量上我们的动画还远远不够。其次，在质量上还 缺少精品。迄今为止，国内的动画产品还没能在SIGGRAPH等国际 性比赛中获奖。
6.5常用三维动画制作软件3DS Max简介
6.5.1 功能介绍
由Autodesk公司出品的3DS Max被广泛应用于广告、影视、工业设
计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域， 可以说3DS Max是当今最流行的三维动画制作软件。 3DS Max的特点如下： （1）整体化的工作组工作流程 （2）可定制的界面提高工作流程效率 （3）角色动画 （4）极大的提高生产率 下面以3DS Max 9.0为例，对3DS Max 9.0工具软件的编辑环境和基本 操作进行详细介绍。
6.3.3 三维动画的制作软件
常用的三维动画制作软件有Softimage 3D、3DS Max、 Maya和Lightwave 3D。 下面是这些工具软件的简介：
1．Softimage 3D 2．3DS Max 3．Maya 4．Lightwave 3D
6.4 常用二维动画制作软件Flash简介
6.2.3 二维动画的制作软件
常用的二维动画制作软件有TOONZ、RETAS PRO、USAnimation、AXA 和大家熟知的Flash。下面是这些工具软件的简介：
1．TOONZ
世界上最优秀的卡通动画制作软件系统之一，它可以运行于SGI超级 工作站的IRIX平台和PC的windows NT 平台上，被广泛应用于卡通动画系 列片、音乐片、教育片、商业广告等中的卡通动画制作。
6.4.1 功能介绍
Flash是一种创作工具，设计人员和开发人员可使用它来创建演示文 稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。Flash 可以包含简单的动画、 视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。通 常，使用Flash创作的各个内容单元称为应用程序，即使它们可能只是很 简单的动画。可以通过添加图片、声音、视频和特殊效果，构建包含丰 富媒体的Flash应用程序。所以，它既是二维动画的制作软件，也是多媒 体创作的有力工具。 下面以Flash Professional 8为例，对Flash动画的实例制作进行 详 细介绍。