第一章计算机动画概述剖析
计算机动画概述
江苏 陈冠清 教授
1993-01-29
1831年法国人发明了动画片，当时演示动画的机器是由一个旋转园盘和一个可视窗口构成的，在旋转盘上装有一系列的画面。此后，动画技术迅速发展。1906年美国人制作了第一部放映在屏幕上的动画片，它向人们展示了奇妙的动画艺术，于是世界各地开始制作动画。动画的应用范围很广，它可用于广告、电视、电影、教育、科研、工业生产等领域。例如DISNEY乐园制作的米老鼠及唐老鸭等系列动画片，至今还深受人们的青睐。
第二阶段是具有一定辅助手段的动画设计阶段。这一阶段的特点是生成手段有了很大改进，对某一高级语言进行了扩充，设计一个工具包，或者是提供动画写作语言使点阵图的功能设计和显示更为方便。但是生成动画的功能并无多大进展，还是点阵图形的“Get-Put”。这时的代表作有在IMB70g机上设计的BEFLIX动画语言。
计算机动画技术出现以后，取代了传统制作中绝大部分复杂而繁重的手工劳动，提高了制作效率，降低了成本，而且还能够产生传统动画制作中难以实现的动画特技效果。计算机动画技术很快得到了人们的重视，对它进行了研究，使之发展很快。
计算机动画技术已有近三十年的历史了，它的发展大至可以分为三个阶段，第一阶段是初始阶段。这一阶段的特点是采用高级语言编程，利用嵌入高级语言中的简单图形包绘图，计算能力也只限于高级语言所拥有的标准函数库，这种动画实际上是人们常说的“Get-Put”。这一阶段的代表作有贝尔实验室用FORTRAN语言制作的说明画面的技术，将一系列单独的画面拍摄在胶片上，以每秒24帧的速度连续放映，从而得到动画效果。由于动画片的画面频率为24帧/秒，所以制作半小时的动画片，需要贯用也是可观的。据说在美国制作半小时的动画片，需要三十万美元。
1963年美国贝尔实验室制作了第一部计算机动画片，于是，使计算机动画成为计算机应用的一个新的领域。此后，随着计算机图形学的不断进展，计算机在动画技术领域中的作用也越来越大，其作用大致可以归纳如下：1、画面制作。采用图形输入设备将关键画面输入计算机并使数字化，也可以采用交互式图形编辑器制作关键画画，等等。2、产生运动。利用计算机算出所有插入的中间画面。3、着色。可实感图象，4、拍摄。采用计算机控制物理摄像机或模拟摄像机的动作，例如图形的平移、缩放、旋转、渐显、渐暗等等。5、后处理。采用计算机编辑画面，使同步输出，其中包括画面与音响的同步。
计算机动画概述精品PPT课件
4.1 计算机动画概述
4.科学计算与工程设计 科学计算可视化：通过计算机动画将科学计 算过程及其结果转换为几何图形或图像并显示 出来，以便于研究和交互处理。 工程设计：工程图纸设计完后，指定立体模 型材质，制作三维动画。如建筑行业中楼房建 筑的透视和整体视觉效果。
4.1 计算机动画概述
5.模拟与仿真 飞行模拟器：能训练飞行员模拟起飞和着陆 、操纵各种手柄、观察各种仪器以及在舷窗能 看到机场跑道或自然景象。 在航天、导弹和原子武器等复杂的系统工程 中，先建立模型，再用计算机动画模拟真实系 统的运行，调节参数，获得最佳运行状态。
一、什么是计算机动画 动画是通过一定速度播放连续画面来显示运
动和变化的过程，其含义有： ①播放速度：24f/s、25f/s、30f/s ②运动过程：动画的本质 ③变化过程：色彩变化、光强变化 计算机动画是借助于计算机生成一系列连续
图像并可动态播 放的计算机技术。
4.1 计算机动画概述
二、计算机动画的分类 1.按动画功能强弱分类 第一等级：用于交互产生、着色、存储、检
索和修改图像，不考虑时间→图像编辑器 第二等级：实现中间帧的计算 第三等级：形体的操作(平移、旋转) 虚拟摄像机的操作(镜头推移) 第四等级：定义角色 第五等级：智能动画系统(自学习能力)
4.1 计算机动画概述
2.按动画制作原理分类 ⑴二维动画(计算机辅助动画) 二维动画主要用来实现中间帧生成，即根据 两个关键帧生成所需的中间帧(插补技术)。 二维动画系统的功能(第二等级)： ①画面生成、中间帧生成 ②图像编辑 ③着色、预演 ④后期制作
4.3 计算机动画设计与创意
人的面部表情：面部的动作变化能体现人物 的情绪和性格，但也更加复杂。
4.3 计算机动画设计与创意
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_1_绪论
2011-2-3
北京航空航天大学
7
动画的发展历史 早期动画： 早期动画：
1825年, 幻影转盘； 年 幻影转盘；
2011-2-3
北京航空航天大学
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动画的发展历史 早期动画： 早期动画：
1834年，走马盘； 年 走马盘；
2011-2-3
北京航空航天大学
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动画的发展历史 早期动画： 早期动画：
1868年，手翻书； 年 手翻书；
北京航空航天大学
3
动画的原理
视觉假象
“视觉暂留”特性； 视觉暂留”特性； 连续播放一系列基于时间顺序的静止画面， 连续播放一系列基于时间顺序的静止画面，给视觉 造成连续变化的假象； 造成连续变化的假象； 和电影在本质上是一致的； 和电影在本质上是一致的；
Frame1
Frame2
Frame3
Frame4
康奈尔大学 JPL实验室 实验室 加利福尼亚大学 多伦多大学 俄亥俄州立大学 蒙特利尔大学 东京大学
2011-2-3
辐射度方法 运动动态技术 样条模型开发 过程技术应用 人物分级动画与逆向运动学 人物动画与嘴唇同步技术 气泡表面模型技术
北京航空航天大学
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动画的发展历史 电脑动画的发展
90年代 年代——生产期； 生产期； 年代 生产期 计算机技术与硬件的不断成熟使得任何东西都 有可能实现； 有可能实现；
第一部 奥斯卡最佳动画短片奖 计算机动画影片
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北京航空航天大学
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动画的发展历史 电脑动画的发展
1988年，卢卡斯电影公司, Willow; 年 卢卡斯电影公司 引入了“图象变形 技术； 图象变形” 引入了 图象变形”技术； 1989年，詹姆斯 卡麦隆，《深渊》(The Abyss) 卡麦隆， 深渊》 年 詹姆斯·卡麦隆 ILM制作了一只能模仿影片中演员的面部表情 制作了一只能模仿影片中演员的面部表情 和动作的蛇状的水怪； 和动作的蛇状的水怪；
第一章 计算机动画概述(1)
– 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。
■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
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 。
– 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。
第一单元第一课 初识动画、逐帧动画课件 2023—2024学年教科版初中信息技术八年级下册
Contents
பைடு நூலகம்目录
• 经典动画回忆 导言 • 动画原理
• flash界面 初识flash • 与帧有关的概念
• 动画制作 逐帧动画 • 小试牛刀
学习目标
❖ 1.掌握启动与退出Flash的方法； ❖ 2.了解逐帧动画原理； ❖ 3.初步体验逐帧动画的制作全过程。
导言
1、经典动画回忆
2、动画及动画原理
动画:指多张相互关联的静止画面以一定的速度 （如每秒12张）播放所形成的连续变化的动态效 果。 动画原理：利用“视觉暂留”的原理（人的眼睛 看到一幅画或一个物体后，视网膜成像在1/24秒 内不会消失）。
❖ 计算机制作的动画称为计算机动画或电脑动画。 ❖ 动画按空间视觉分：二维动画和三维动画
谢谢！
图层控制区
播放头
帧控制区
帧示数
运行时间 帧频 当前帧
工具箱
工具箱提供用于 图形绘制和图形编 辑等的各种工具。 有的工具箱样式中 还有不同的样式供 我们选择。
选取工具 任意变形 线条工具 钢笔工具 椭圆工具 铅笔工具 墨水瓶 滴管工具
手形工具
部分选取 填充变形 套索工具 文本工具 矩形工具 刷子工具 颜料桶 橡皮擦
优点
缺点
再次编辑，修 必须安装
改方便
Flash
.swf
生成文件
可用多种软件 打开
修改不方便
保存源文件 fla （文件菜单——保存） 保存成品动画 swf （文件菜单——导出——导出影片）
逐帧动画
2、小试牛刀
1、根据老师演示步骤，小组合作完成走路 flash动画； 2、分析逐帧动画帧的特点。
操作提示： 1、创建flash文档； 2、将图片导入到“库”； 3、插入空白关键帧，拖相应图片到合适位置； 4、播放和测试影片； 5、保存。
计算机动画技术
通过动作捕捉设备记录演员的 动作，将其应用到角色的动作
中。
实例二：环境动画制作
场景模型设计
创建逼真的场景模型，包括地形、建筑物、 树木、花草等元素。
光照与渲染
为场景添加逼真的光照效果，通过调整材质 属性和光源属性来渲染场景。
背景动画制作
根据故事情节，制作背景动画，如四季更替 、日出日落等。
特效动画制作
在场景中添加特效动画，如雨雪、火焰、烟 雾等。
实例三：特效动画制作
01
粒子系统
使用粒子系统模拟自然现象，如雨 雪、火焰、烟雾等。
柔体动力学
模拟柔软物体的动态效果，如头发 、布料等。
03
02
刚体动力学
模拟物体的物理属性，如重力、碰 撞、弹跳等。
渲染特效
添加光晕、描边、景深等特效来增 强画面的视觉效果。
通过云计算，可以将渲染好的动 画片段进行合成、剪辑和发布， 大大提高了工作效率。
实时渲染技术发展
高性能图形处理器
随着GPU技术的发展，实时渲染的速度和质量得到了大幅提升 ，使得动画制作更加高效。
逼真度与实时性
实时渲染技术不断追求更高的逼真度和实时性，以满足不断增长 的视觉效果需求。
交互式动画
实时渲染技术使得观众可以与动画进行交互，如虚拟现实游戏中 的角色动画，增强了互动性和沉浸感。
交互式动画
通过用户与虚拟环境的交互，实 现动态的动画效果，如游戏、虚
拟现实电影等。
04
计算机动画应用领域
影视制作
特效制作
计算机动画技术可以用于制作电影、电视剧中的特效，包括火、 水、爆炸等复杂场景，以及虚拟角色、怪物等。
背景模拟
在影视制作中，计算机动画技术可以模拟出各种背景，包括古代建 筑、未来城市、山水风光等，提高影片的视觉效果。
动漫赏析概述
图1-3 小孔成像原理
图1-4 走马灯（南宋）
图1-5 留影盘
图1-6 诡盘
1824年，英国生理学家Peter Mark Roget发表了论文《关于移动 物体的视觉暂留现象》，发现了人眼的视觉暂留现象。这一发现为动 画和电影的发明提供了依据。在视觉暂留原理地基础上出现了一种名 叫“留影盘”的玩具：在一块圆板的一面画着一只鹦鹉，在圆板另外 一面画着一只空鸟笼；再用两根系着的皮带绑牢这块圆板，然后使劲 地旋转。当旋转得很快的时候，我们就看到鹦鹉飞到笼子里去了（如 图1-5)。 1832年，比利时科学家Joseph Plateau发明了诡盘。这些都是动 画的原始雏形，推动了动画视觉艺术的发展（如图1-6)。 1877年，法国人雷诺在前人发明的装置基础上进行改进，制造了 一架用几面镜子拼成圆鼓形的活动视镜。通过不断改良，在1888年创 造了他的光学影戏机。1892年10月11日，雷诺在巴黎有名的蜡像馆 Grevin Museum放映了世界上最早的动画片，并运用了活动形象与布 景的分离、画在透明纸上的连环图画、特技摄影、循环运动等主要技 术。由此雷诺一般被认为是动画的创始人。 2. 马灯 后来，卢米埃尔兄弟发明了装置活动电影机，并在电影实践中发现 了停格再拍的原理。以James StuartBlackton为代表的各国早期动画电 影人开始制作拍摄在胶片上的动画电影，为现代动画电影拉开帷幕。
二、动画视听语言的发展
动画是一门集视觉、听觉于一身的艺术形式，它伴随着工 业文明发展，在19世纪末飞速发展，是科技与绘画技术结合的 产物。
计算机动画原理
• 在实际应用中，图形、图像技术又是相互关 联的。把图形、图像处理技术相结合，可以 使视觉效果和质量更加完善，更加精美。
• 从技术发展趋势和应用要求看，两者的结合 既有必要性，又有可能性。
• 1. 必要性 利用两种技术进行完美逼真的立 体成像
• 2. 可能性 都以像素为基础
图形与图像的对比与区别
项目 位 图
由像素组成的， 表示 用若干位来定义
图中每个像素点 的颜色
放大 模糊、失真
文件 相对较大 大小
矢量图
用矢量表示图的轮廓， 用数学公式描述图中所 包含的直线段、曲线段 、圆弧等图形的形状
依然清晰
相对小
1.1.2 图形的表示方法
• 点阵法 • 参数法
图形的点阵法
• 点阵法是在实现阶段用具有颜色信息的像 素点阵来表示图形的一种方法，描述的图 形常称为图像。
坐标系之间的变换
• 写成矩阵形式：
– Q0=P0 + [q1，q2，q3] {v1，v2，v3} T – {u1，u2，u3} T =M {v1，v2，v3} T – 其中:
坐标系之间的变换
• 对于空间中的任一个点D ,如果已知D点在坐标系II中的 坐标为[d1d2d3]
• 则：
– D= P0+ [d1d2d3] {v1，v2，v3} T
在 由绘 锯图 齿机 形上 折， 线线 组条 成 。
（圆弧见例图）
基础知识
第二章第二节 图形变换
2.1 图形变换的数学基础
• 矢量、点和欧氏空间 • 坐标系和坐标 • 矩阵与坐标变换 • 齐次坐标的引入
矢量
• 矢量具有确定的方向和大小（长度） • 矢量是流动的，无位置概念 • 矢量的运算 C=A+B
1计算机动画概述
1-3 Flash CS4简介 简介
1-3 Flash CS4创作流程 创作流程
创建新文件
创建导入资源
制作Flash动画 制作Flash动画
添加交互性 测试与发布
1、依据向导创建 2、修改文档属性
1．创 建形 状、 组合 体、 文本、 元件 与实 例 2．导 入位 图、 声音
1． 创 建 逐 帧 动 画 2． 创 建 补
2.Flash cs 4 简介
在学习Flash CS4中的各项操作之前 在学习Flash CS4中的各项操作之前，应先对软件工作界面的组成 中的各项操作之前， 有初步的了解，这部分内容主要包括了开始页面、菜单栏、工具箱、 有初步的了解，这部分内容主要包括了开始页面、菜单栏、工具箱、 时间轴面板、舞台、属性面板和面板集等界面元素。 时间轴面板、舞台、属性面板和面板集等界面元素。 开始页面 菜单栏 工具箱 时间轴面板 舞台 【属性】面板 属性】 面板集
1-2 计算机动画
三维动画制作软件 • 1．3ds max • 2．Maya • 3．SOFTIMAGE|XSI • 4．Lightwave 3D
1-3 Flash CS4简介 简介
交互式二维动画制作软件Flash • 1．Flash的基本功能 – （1）绘图和填充 – （2）文字的输入和修改 – （3）创建动画元件和实例 – （4）使用动作脚本控制内容 – （5）添加声音 – （6）集成电影
选用教材： CS4基础与案例教程 选用教材：Flash CS4基础与案例教程 机械工业出版社
计 算 机 动 画
方 琨 fangkun111111111@
计算机动画 CS4
BASIC
绘图基础 颜色工具操作 文字特效及其应用 对象的编辑 元件和库 特效应用 帧与图层 动画制作
计算机动画概述
计算机动画概述在当今数字化的时代，计算机动画已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从精彩绝伦的电影特效到引人入胜的电子游戏，从生动有趣的教育软件到吸引眼球的广告宣传，计算机动画以其独特的魅力和强大的表现力征服了观众的眼睛和心灵。
计算机动画，简单来说，就是利用计算机技术来创建和生成动态的图像序列，从而展现出连续的运动和变化效果。
它并非一蹴而就的产物，而是经过了多年的发展和演进。
早期的计算机动画技术相对简单，主要基于一些基本的图形绘制和变换算法。
那时候，由于计算机硬件和软件的限制，动画的效果往往比较粗糙，色彩单一，动作也不够流畅自然。
但随着计算机技术的飞速发展，尤其是在处理器性能、图形显卡能力以及存储容量等方面的巨大提升，为计算机动画的发展提供了强大的支撑。
现如今，计算机动画的制作过程通常包括以下几个主要步骤。
首先是前期策划，这一阶段需要明确动画的主题、风格、故事情节以及预期的观众群体等。
接下来是角色设计和场景构建，动画师们会运用各种专业软件，通过手绘、建模等方式创建出动画中的角色形象和背景环境。
在模型创建完成后，还需要进行材质和纹理的绘制，以使角色和场景看起来更加真实和生动。
动画的核心环节是关键帧的设定和动画曲线的调整。
关键帧就像是动画中的重要节点，确定了角色或物体在特定时刻的姿态和位置。
而动画曲线则控制着关键帧之间的过渡，决定了运动的速度和节奏。
通过精心调整动画曲线，可以让角色的动作更加自然流畅，富有节奏感。
在动画制作中，物理模拟也是一个重要的方面。
例如，模拟物体的重力、碰撞、弹性等物理特性，能够让动画中的物体运动更加符合真实世界的规律，增强动画的真实感和可信度。
渲染则是将制作好的动画场景和角色转化为最终可见的图像的过程。
在渲染过程中，需要考虑光照、阴影、反射等因素，以营造出逼真的视觉效果。
这一过程往往需要耗费大量的计算资源和时间，特别是对于高质量的动画作品。
计算机动画按照不同的分类方式，可以分为多种类型。
计算机动画基础知识
5．三维卡通动画
1.3 学习计算机动画应具备的知识
• 1．从事“影视片头包装”、“建筑效果图”、“建筑装璜设 计”等行业方面工作
• 这些行业对动画制作技术要求相对比较低，学会三维动画基本 操作，再加上一些艺术细胞及有一定的审美观就可以了。
• 2．从事“广告设计”、“片头制作”等行业方面工作 • 这些行业对动画制作技术要求比较高，需要掌握广告画面的构
• 3ds max是目前国内乃至国外用户群最大 的三维制作软件，它广泛应用于商业广告、 影视特技、游戏开发、工业设计、建筑设 计、计算机辅助教育等领域，近年来尤其 偏重于影视广告和游戏开发，在同类软件 中市场占有率最高。
• 从行业上看，三维动画的分工越来越细， 目前已经形成了几个比较重要的制作行业， 包括以下几类。
• 电视片头动画包装
2．影视片头包装
• 电视节目包装。
3.产品广告
• 这类产品动画在制 作的创意上难度都 较片头包装要难， 不仅要求质感亮丽， 还需要复杂的建模、 角色动画等，对三 维软件技术的要求 比前两种都要高。
4.电影电视特技
• 电影特技如今越来越 多地开始使用三维动 画和合成特技，像 《星球大战前传》都 使用了大量的三维动 画镜头。很多电视剧 越都要求加入特技来 制造更刺激的场面效 果，例如烟雾、雨雪、 爆炸等，尤其是武侠 片，需要辅以三维动 画的光效、气效等。
2.MAYA
• MAYA是Alias/Wavefront公司出品的最新三维 动画软件。它不仅包括一般三维和视觉效 果制作的功能，而且还结合了最先进的建 模、数字化布料模拟、毛发渲染和运动匹 配技术.MAYA因其强大的功能在3D动画界造 成世大的影响，已经渗入到电影、广播电 视、公司演示、游戏可视化等各个领域， 且成为三维动画软件中的佼佼者。
计算机动画概述
第1章计算机动画概述对于许多人来说，计算机动画基本上等价于那些大银幕上的故事，如《星球大战》、《玩具总动员》、《泰坦尼克号》等。
但是并不是所有的，或者说事实上只有一部分计算机动画是在好莱坞这样的地方完成的。
对于星期六早晨播放的那些卡通片而言（美国电视频道通常在星期六早晨播放预定的动画节目），它们很有可能完全是使用计算机来生成的。
计算机游戏同样受益于各种最先进的计算机图形学技术，并且已经成为计算机动画技术研发的主要驱动力。
实时的、性能驱动的计算机动画已经在SIGGRAPH①上提出，并应用在《芝麻街》（Sesame Street，一个风靡美国的儿童电视节目）上。
台式计算机的动画制作已经可以维持在一个合理的开销水准上，而基于网络的计算机动画设计也有各种规程可循。
使用数字模拟技术来完成飞行员、SW AT反恐小组的训练项目，以及核反应堆的模拟也已经不是什么新闻了。
这种种应用之间最显著的差别就在于它们的成本、画面要求质量，以及可用的交互行为的种类和数量。
在这本书里，我们不会列举某一个应用领域的优势与不足，而是向读者介绍所有这些案例当中，计算机动画的算法实现和相关技术的使用。
这里所说的计算机动画，指的是各种基于计算机实现的运算，其目的是产生多幅图像以构成对运动的感知。
本书的重点在于三维图形数据的处理算法和相关技术。
总的来说，任何可以被改变的数据量都可以被动画化。
某个对象的位置和方向显然都是动画的组成元素，而以下这些内容同样可以构成某种形式的动画：物体的形状、着色参数、纹理坐标、光源的参数，以及摄像机的参数等。
对于计算机动画的技术而言，通常有3种运动控制的实现方式。
●艺术动画（artistic animation），设计者需要全力负责运动的制作过程。
艺术动画的构建基础是插值技术（interpolation）。
●数据驱动的动画（data-driven animation），此时我们需要将各种即时录制的运动过程数字化并且映射为图形对象。
《计算机动画设计》第一章 动画概论
计算机动画设计Computer Animation Design李剑敏福州大学数学与计算机科学学院animation@403007871@第一章动画概论本章内容:●动画的概念●动画发展历史●动画基本原理●动画分类与特点●二维动画流程●三维动画动画的本质运动是动画的本质-动画艺术家约翰·哈拉斯1.创造性地塑造各种形象及符号2.创造性地应用“动”的语言，用各种千变万化的动作来表述一切事物3.创造性地表达人们可能持有的任何思维《猫与老鼠》动画的特征1.动画是画出来的电影2.动画是画出来的运动艺术3.动画属假定性艺术日本漫画风格《千与千寻》画面表现形象的假定性《怪物史莱克》动画的特征4.动画语言是决定动画片质量的关键4.动画的幽默5.夸张变形是动画的法宝幽默画面《阿凡提》夸张画面《猫与老鼠》动画的特征5.夸张变形是动画的法宝动画的特征5.夸张变形是动画的法宝动画的特征6.动画的拟人化手法《快乐的数字》《唐老鸭与米老鼠》动画的定义1.动画是通过对一系列单个画面连续逐格拍摄在胶片上，在播放时产生运动视觉的技术，这种视觉是通过胶片，以一定的速率放映的形式而体现出来的。
2.动画是一种动态艺术，是一系列相关画面每一格与前一格有所不同的变是化。
3.动画原本是无生命之物，经过创作者之意念或手法，而成为活生生的活动电影动画的定义（百度）动画是一种综合艺术门类，是工业社会人类寻求精神解脱的产物，它集合了绘画、漫画、电影、数字媒体、摄影、音乐、文学等众多艺术门类于一身的艺术表现形式。
动画的英文有：animation、cartoon、animated cartoon、cameracature。
其中，比较正式的"Animation" 一词源自于拉丁文字根的anima，意思为灵魂；动词animate是赋予生命，引申为使某物活起来的意思。
所以animation可以解释为经由创作者的安排，使原本不具生命的东西像获得生命一般地活动。
计算机动画——精选推荐
第九章计算机动画学习目标了解动画的特点及其应用。
掌握动画基础知识。
掌握运用计算机制作二维、三维动画的基本技能。
第一节计算机动画基础一、动画概述动画，顾名思义，即活动的图画。
在电影电视中，动画不是真人、实物的真实动作在屏幕上的再现，而是把动体的动作过程，以人为绘制的连续静态画面．通过逐格摄影、逐帧录制或储存，将图形记录在胶片、磁带或磁盘上．再以一定的速度连续地在银幕或荧屏上放映、播出或显示，使之成为活动的图画。
逐格(帧)摄制，是动画最关键的制作方法，也是动面区别于其他影视节目制作的重要标志。
由于动画是由一幅幅有顺序的人为图画，通过逐格摄制和连续播放使形象活动起来的，因此，它能使一切物象按照画者的意志活动起来，从而为想像和创造提供了广阔的表达天地。
在具有活动性和声画并茂、视听结合特点的电影、电视等现代声像媒体中，动画以其生动形象和其他画面手段不能达到的特殊效果而得到广泛应用。
动画又称“卡通”(Cartoon)，英语意为“活动的漫画”。
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，它所具有的这种独特的表现力和感染力，被广泛运用于科教片、儿童喜爱的美术片和电视广告、片头制作等方面，也是人们喜闻乐见的影视艺术表现形式。
(一)动画的产生与发展在静止的画面中，要表现出人、动物或物体的活动过程，是人们很早以前就有的愿望。
例如，在古代绘画和浮雕中，往往会发现奔跑的鹿被画成八条腿，飞翔的燕子画上六只翅膀或是跳舞的人有四条腿和四只胳膊等等，就是试图通过人或动物活动过程中的各个连续阶段来反映其运动状态的。
我国发明的皮影戏(如图9—2一1)和走马灯(如图9—2—2)，使刻绘出来的形象通过人工的操纵或利用热气流的推动活了起来。
中国的这种影灯技术是当今电影的先驱。
19世纪30年代，出现了能使图画活动起来的旋盘(如图9—2—3)和旋筒(如图9—2—4)，奠定了电影发展的基础。
计算机动画知识点梳理理归纳
计算机动画知识点梳理理归纳
一、本部分内容分析：
本节我们将了解有关计算机动画的基础知识，体会计算机动画带给我们的感受。
通过学习一个音乐动画案例的制作过程，掌握一引动计算机动画的制作方法。
学完本节，我们可以：
1、知道传统动画与计算机动画在制作上的区别；
2、理解计算机动画中场景、角色和帧的含义以及它们之间的
关系；
3、获取动画素材，并对其进行加工和管理；
4、制作出一件简单的音乐动画作品。
二、本部分内容结构：
感受计算机动画————二维动画与三维动画
计算机动画的发展与展望
制作二维动画————建立场景与角色
添加帧与关键帧
制作逐帧动画与渐变动画
制作音乐动画————根据主题设计脚本
获取素材、管理素材
制作音乐动画
评价动画作品
三、本部分课时安排5周
感受计算机动画、认识FLASH界面1节
制作逐帧动画：1节（元件在此节给出概念，并在此中操作）制作运动动画：1节
制作引导动画：2节
制作形状动画：1节
学生制作音乐动画3节
评价动画作品：1节
四、本部分知识点梳理
附录：动画作品的评价量规。
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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
第一章计算机动画概述剖析
■动画时间与节奏的掌握
● 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 t
第一章计算机动画概述剖析
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 。
现表
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。
第一章计算机动画概述剖析
■动画的原理
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”。
第一章计算机动画概述剖析
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。
抽拉移位法 关节法 循环法
技巧动画 磁控法 连续叠化法
特技动画 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
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。
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
第一章计算机动画概述剖析
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》
● 动画的节奏掌握 (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
Frame1 Frame2 Frame3 Frame4 Frame5 Frame6 Frame7 Frame8
第一章计算机动画概述剖析
■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）。
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。
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
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。
（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。
第一章计算机动画概述剖析
■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
(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。
பைடு நூலகம்
1975 年，制作了一部如何拍摄各类动画片的影片。
第一章计算机动画概述剖析
■动画 规则
成构
1）动画有多画面组成，并且画面必须连续。 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。
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
第一章计算机动画概述剖析
第一章计算机动画概述剖析
■什么是动画
Frame1 Frame2 Frame3 Frame4 Frame5 Frame6 Frame7
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。
第一章计算机动画概述剖析
■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。
第一章计算机动画概述剖析 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。
第一章计算机动画概述剖析
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
第一章计算机动画概述剖析
■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。