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。
第六章_计算机动画
左图显示一个被贴了标示物（白色小球）的演员在 场地中跑步，右图是Vicon370系统所采用的特殊红 外照相机，只捕捉白色标示物。
3、二维动画软件
Animator Studio Flash Ulead Gif Animator
Animation Stand二维卡通软件
Animation Stand是一个流行的非常二维卡通 软件，全球最大卡通动画公司如沃尔特、华纳 兄弟、迪斯尼和Nckelodeon，皆曾采用 Animation Stand作为二维卡通动画软件，用 于生产最原本的图样、独创的和完全动画化的 系列片，为娱乐业的商业应用。
2、二维动画的制作过程
(1) 制作声音对白和背景音乐 (2) 制作关键画面 (3) 绘制动画画面 (4) 复制到胶片上 (5) 上色 (6) 核实检查动画画稿 (7) 拍摄电影胶片 (8) 后期制作
三维动画的制作过程
在动画技术当中，最有魅力并应用最广的当然是三 维动画。因为我们的世界是立体的，只有三维才让 我们感到更真实。二维动画可以看成三维动画的一 个分支，它的制作难度及对电脑性能的要求都远远 低于三维动画。 三维动画之所以被称作计算机生成动画，是因为参 加动画的对象不是简单地由外部输入的，而是根据 三维数据在计算机内部生成的，运动轨迹和动作的 设计也是在三维空间中考虑的。 计算机3D动画的制作过程主要有建模、编辑质材、 贴图、灯光、动画编辑和渲染几个步骤。
动画原理
● 早期的动画 ● 视觉效果
观看动画的机器1906
教学进程
什么是动画
动画是通过连续播放一系列画面，给视觉造成连续变化 的图画。 基本原理与电影、电视一样，都是视觉原理。医学已证 明，人类具有“视觉暂留”的特性，就是说人的眼睛看到 一幅画或一个物体后，在1/24秒内不会消失。利用这一 原理，在一幅画还没有消失前播放出下一幅画，就会给 人造成一种流畅的视觉变化效果。 电影采用了每秒24幅画面的速度拍摄播放，电视采用了 每秒25幅（PAL制）或30幅（NSTC制）画面的速度拍摄 播放。如果以每秒低于24幅画面的速度拍摄播放，就会 出现停顿现象。
详解计算机图形学的基本原理与应用
详解计算机图形学的基本原理与应用计算机图形学是研究如何使用计算机生成、处理和显示图像的领域。
它结合了数学、物理学、计算机科学和工程学等多个学科的知识，广泛应用于游戏、电影特效、虚拟现实、工程设计和医学等领域。
本文将详解计算机图形学的基本原理和应用，并划分为以下几个章节进行讨论。
第一章：图像生成原理图像生成是计算机图形学最基础的原理之一。
其基本思想是通过数学表示和描述真实世界中的物体，并利用计算机算法将其转换为虚拟的图像。
图像生成主要包括三个方面的内容：建模、光照和渲染。
在建模方面，常用的方法有多边形网格建模和体素化建模。
多边形网格建模是将物体表面分割为许多小三角形或多边形，并利用顶点、边和面来描述物体的形状。
而体素化建模则是将物体划分为小的立方体单位，通过设置体素的属性来表示物体的形状和结构。
光照是指模拟光在场景中传播和交互的过程。
常见的光照模型有环境光、漫反射和镜面反射等。
环境光是描述场景中无处不在的弱光源，漫反射是模拟物体表面粗糙度对光的扩散和散射，而镜面反射则是模拟物体表面光滑程度对光的反射情况。
渲染是将建模和光照合并起来，生成最终的图像。
在渲染过程中，需要考虑光线的传播，物体的遮挡关系和光线与物体交互的效果等。
此外，还可以通过增加纹理、阴影和抗锯齿等技术提高图像的真实感。
第二章：图像处理和编辑图像处理和编辑是计算机图形学中的重要应用。
通过图像处理和编辑技术，可以对图像进行多种操作，如滤波、增强、修复和变形等。
常见的图像处理方法包括傅里叶变换、边缘检测、直方图均衡化和模糊处理等。
傅里叶变换是将一个函数或一个信号从时间域转换到频域的方法，可以用于图像的频域分析和滤波。
边缘检测是一种用于检测图像中物体边界的方法，常用的算子有Sobel算子和Canny算子。
直方图均衡化是对图像进行灰度级分布均衡，可以提高图像的对比度。
而模糊处理可以将图像中的细节模糊化，常用于图像降噪和图像特效的实现。
图像编辑主要包括图像的插入、删除、裁剪和合成等操作。
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。
动画的原理与概念
一、动画的基本原理：通过一系列彼此相关联的单个画面来产生运动画面的一种技术，通过一定速度的播放可达到画中形象连续变化的效果。
二、元件、库、场景、时间轴的概念1.元件：一个位图、矢量图形、音乐片断或是一段独立的flash动画（好比是演员），通俗的讲就是对象作为一个模块，在不同帧中重复使用。
这样的好处在于因为可以重复使用，减小了FLASH的体积便于传输，也减小了FLASH制作者的工作量。
元件都被放置在库中，使用时只用将其拖放到场景中即可，在场景中只能对其位置和形状进行编辑，如果要对元件进行编辑，需要切换到元件编辑状态。
元件分为：图形元件、按钮元件和电影剪辑元件。
2.库：存放动画元件的地方（好比是一场戏的后台）3.场景：动画的表现场所（好比是舞台）4.时间轴：动画制作的最重要的区域，是编辑动画的工作台，是加工动画的流水线，包括了层编辑区、帧编辑区和时间轴。
（好比是剧本）我们要制作一个动画，就好比是在导演一出戏，需要找好演员（制作好元件），置于后台（放在库里），然后把演员放在舞台上（把元件放在场景上），让演员照着剧本演出（在时间轴上设置开始、结束时的状态，生成动画）。
三、几个和帧有关的概念帧：就是时间轴上的小格子，一帧其实就是一幅图，是构成动画的基本单位。
可分为关键帧、空白关键帧和过渡帧。
关键帧：是动画演示的基础，可以放入各种对象~声音、图片、按钮、视频等等，所有这些都只能放置到关键帧上，如果没有关键帧,就没有动画。
两个关键帧之间可以做补间动画，这样两个关键帧就可以确定物体移动的两个关键点。
关键帧用含有实心圆圈的方格表示。
空白关键帧：这个关键帧在场景上什么都没有（不包括声音和代码），用含有空心圆圈的方格表示；如果加入对象后自动变为关键帧。
两个关键帧之间带粉红色有长线箭头标志的帧：渐变动画也叫补间动画，能让一个物体在这段帧之间作出来，渐变移动的效果(可以改变透明度等等)。
两个关键帧之间带绿色有长线箭头标志的帧：形变动画第一帧的动画到最后一帧的时候可以变化出另外一种图形、形状。
《多媒体技术及应用》第7章 计算机动画制作技术
动画的类型
逐帧动画
►使用逐帧动画技术，可以为时间轴中的每个帧 指定不同的艺术作品，可创建与快速连续播放 的影片帧类似的效果。
►它最适合于图像在每一帧中都在变化而不仅是 在舞台上移动的复杂动画。
►在逐帧动画中，Flash会存储每个完整帧的值。 逐帧动画增加文件大小的速度比补间动画快得 多。
第29页
►空白关键帧本身是关键帧，但未包含任何对象，可作 为计划稍后添加的元件的占位符，或者显式将该帧保 留为空。
►属性关键帧是在补间范围中为补间目标对象显式定义 属性值的帧。Flash能补间，即自动填充属性关键帧之 间的属性值，以便生成流畅的动画。
►补间帧是作为补间动画的一部分的任何帧。 ►静态帧是不作为补间动画的一部分的任何帧。
Poser
►Metacreations公司推出的一款三维动物、人体造型和三维 人体动画制作软件。
►利用Poser进行角色创作的过程较简单，内置了丰富的模型。
Cool 3D
►Ulead公司出品的三维动画制作软件。 ►其拥有强大方便的图形和标题设计工具，丰富的动画特效，
整合的输出功能可以输出静态图像、动画、视频或Flash格 式。
绘
• “查看”区域包含在应用程序窗口内进行缩放和 平移的工具。
图
• “颜色”区域包含用于笔触颜色和填充颜色的功 能键。
工 具
• “选项”区域包含用于当前所选工具的功能键。 功能键影响工具的上色或编辑操作。
第17页
Flash工作界面
时间轴
►Flash CS6的时间轴用于组织和控制一定时间内的图 层和帧中的文档内容。
第23页
Flash工作界面
“颜色”面板
►使用“颜色”面板可 以修改FLA的调色板 并更改笔触和填充的 颜色。
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。
计算机动画技术
●计算机动画 ● 计算机动画的发展
第一阶段
在屏幕上依次画出简单的线条、几何图形和颜色块， 电脑一丝不苟地把绘画过程记录下来。在需要时，由 电脑重复绘画过程，使人们看到活动的画面
第二阶段
在屏幕上依次绘制画面，动画的主体从简单的线条、 几何图形过渡到复杂的图形、丰富多彩的颜色。动画 基本体现了传统动画的风格
观看动画的机器
4
● 动画的历史
1906年 美国人J·斯泰瓦德（J·Steward）制作了一部名叫“滑稽面孔的幽默 形象”的短片，非常接近现代动画概念 1908年 法国人Emile Cohl首创用负片制作动画影片，负片从概念上解决了 影片载体的问题，为今后动画片的发展奠定了基础 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真正的动画短片 1915年 美国人Eerl Hurd创造了在赛珞璐片上画动画片，再拍成胶片电影 的动画制作工艺，这种工艺一直沿用至今 1928年 美国人华特·迪斯尼 (Walt Disney) 完善了动画体系和制作工艺，被 誉为商业动画影片之父，他把动画影片推向颠峰 今 天 动画本质没有多大变化，而动画制作手段却发生了巨大变化， 如：电脑动画、电脑特技动画
2
1 什么是计算机动画
什么是动画
● 动画由多幅连续画面组成，当画面快速、连续地播放时，由于人类眼 动画由多幅连续画面组成，当画面快速、连续地播放时，
睛存在 “视觉滞留效应” 而产生动感。 视觉滞留效应” 而产生动感。 当被观察的物体消失后，影像仍在大脑中停留一段时间，约为1/10s。 当被观察的物体消失后，影像仍在大脑中停留一段时间，约为1/10s。
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计算机动画原理与技术课程的教学实践与讨论
础 上形成 的 。
２ ）该专 业 的培 养 目标 强调 创 新 能力 的培 养 。因为
数 字 媒 体 内容 的消 费是 一 种 精神 的消 费 ，这 就 需 要 数字 媒体 产 品具有优 秀 的创 意 。 ３ ）该 专业 的定位 面 向实 践和应 用 。该专业 需要为 学
１ ）该专 业 的知 识结 构非 常 丰富 ，并且 具有 交叉 性 。 媒 体 技 术方 面 ，它 融合 了计 算机 图形 图像 、数 字 音 视频
处 理 、 人 机 交 互 、 二 维 三 维 动 画 、 网 站 开 发 等 多 项 技 术 ；艺 术设 计 方 面 ，它 包 括 美术 基 础 、 色彩 素 描 、 平 面
念 性 学 习 ， 不 必 过 多 展 开 讨 论 ； 对 于 剪 切 、 挤 压 变 形 ， 纯 剪 切 变 形 的 构 件 更 是 少 之 又 少 ， 可 将 剪 切 变 形 与 梁 的 平 面 弯 曲 联 系 在 一 起 学 习 ； 按 照 由 易 到 难 和 由
基 础 到 一 般 的 顺 序 应 重 点 介 绍 轴 向 拉 伸 压 缩 和 梁 的 平 面 弯 曲 ， 分 析 它 们 的变 形 、 应 力 特 点 ， 讨 论 杆 件 的 强 度 和 刚 度 的 校 核 ， 这 样 能 很 好 地 让 学 生 在 思 维 中 形 成
上将 体 现 最新 动 画技 术 的 进步 和 发 展 ，扩 大 学 生 的知 识
视野。
业所 教 授 的基 础 内容包 括 图形 学 、 图像 处 理 、视 音 频 等 内容 。 “ 算 机 动 画原 理 与 技术 ”是 在此 基 础 上 开 设 的 计 高层 次 理论 和 实 践 课程 ，能够 使 学 生 更深 入 地 掌 握矢 量 媒 体 的基本 原 理 和 实践 技 能 ， 同时 能 够 为后 续 的 程序 开 发 类 课程 （ 算机 游 戏 、虚 拟 现 实 、 人机 交 互 技术 等 课 计
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。
计算机动画原理与分类
计算机动画的分类：
实时动画也叫算法动画。它是采用各种算法来实 现运动物体的运动控制。也就是说通过程序来根据 你鼠标点击的位置不同，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。 逐帧动画称为帧动画。它是通过计算机产生动 画所需的每一帧画面并记录下来，然后一帧一帧显 示图像序列而实现运动的效果。
什么是动画？
视觉暂留
医学实验表明：当 一幅图从人眼前消 失时，留在视网膜 上的图像并不会马 上清除，会停留大 约1/24秒。
计算机动画的基本原理
计算机动画的基本原理：就是采用连续播 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。
计算机动画的分类：
根据图形、图像的生成方式计算机动画可分 为：实时动画和逐帧动画。
小结：
这节课我们掌握了动画的基本原理、 分类等知识。要想制作出有创意，生动的 动画，Flash动画制作中还有更多的内容等 待我们去学习 。
实践操作
下面我们选择Flash动画制作工具，体验一下制作一个简单 Байду номын сангаас二维动画的过程。
帧的概念：时间轴上的小格子就是帧，帧其实就是一 幅画。 图层：动画的画面是复杂的，某一幅画面有动的也有 静的物体或者有多个运动的物体，为便于制作和提高效率， 多采用分布在多个层的方法，即每个层上只绘制单个或少 数部件，通过重叠的方法实现画面效果。
三维动画的工作原理
三维动画的工作原理三维动画是一种利用计算机技术创建的动画形式，它通过对虚拟三维场景中的物体进行建模、布局、动画和渲染等操作，实现了逼真的动态效果。
它的工作原理涉及到多个方面的技术，包括建模、动画、渲染和合成等。
三维动画的工作原理之一是建模。
建模是指根据实际物体或场景的特征，使用计算机软件将其转化为三维模型。
建模可以通过手工建模或者扫描现实物体得到点云数据后进行自动建模。
在建模过程中，艺术家或动画师可以使用不同的工具和技术来创建物体的外形、纹理和细节。
建模的目的是为了在动画中呈现出逼真的虚拟物体。
三维动画的工作原理还包括动画。
动画是指在三维场景中对物体进行运动和变形的过程。
动画可以通过手动设置关键帧或使用物理引擎等技术来实现。
关键帧动画是指在动画序列中设置关键帧，计算机会自动插值生成中间帧，从而实现平滑的动画效果。
物理引擎则可以模拟真实物体的运动规律，使得动画更加真实和自然。
三维动画的工作原理还涉及到渲染。
渲染是指将三维模型转化为最终的图像或动画的过程。
在渲染过程中，计算机会根据材质、光照和摄像机等参数，对三维模型进行光线跟踪、着色和投影等计算，生成最终的图像。
渲染的目的是为了给三维模型以逼真的质感和光影效果，使得动画更加真实和具有视觉冲击力。
三维动画的工作原理还包括合成。
合成是指将三维模型和现实场景中的实拍影像进行融合的过程。
合成可以通过蓝幕或绿幕技术来实现。
在合成过程中，计算机会根据物体在现实场景中的位置和角度，将三维模型和实拍影像进行混合，从而实现虚拟物体和现实场景的融合。
合成的目的是为了使得虚拟物体看起来像是真实存在于现实场景中一样。
三维动画的工作原理主要包括建模、动画、渲染和合成等多个方面的技术。
通过这些技术的综合运用，可以创造出逼真、动态的三维动画效果。
随着计算机技术的不断发展，三维动画在影视、游戏、广告等领域的应用越来越广泛，为人们带来了更加精彩和丰富的视觉体验。
数字动画设计技术及其在影视行业中的应用
数字动画设计技术及其在影视行业中的应用第一章：数字动画设计技术简介数字动画设计技术是指通过计算机技术，使用数字化工具对影视中诸如人物、场景等元素进行设计和制作的过程。
其中，数字化工具包括但不限于计算机软件、硬件，数字化板等。
数字动画设计技术的出现极大地推动了影视行业的发展。
在数字动画设计技术的帮助下，影视制作的效率大大提高，同时也使得影视的表现形式变得更加多样化。
第二章：数字动画设计技术的基本原理数字动画设计技术的基本原理包括以下几点：1. 数字化设计。
数字化设计是将手绘的形态转化为计算机可识别的数据。
数字化设计可使用各种软件和硬件，例如绘图板、扫描器、摄像机等。
2. 计算机建模。
建模是数字动画设计的重要环节。
在建模过程中，设计师会使用计算机软件将人物或场景等元素的各个方面，如轮廓、色彩、纹理等，全部纳入到计算机中，并按照需要进行修改和完善。
3. 动画制作。
动画制作是数字动画设计的另一个关键环节。
在此环节中，设计师会使用计算机软件将不同时间点的模型进行绑定、动画设置、反复测试，直至达到预期的效果。
4. 渲染。
渲染是指将电脑建模好的形态图像和剪辑好的动画分别按照预计的种种硬件要求，建立虚构的场景模拟光影和材质效果的展现，最终形成高质量的视频作品。
第三章：数字动画设计技术在影视行业中的应用数字动画设计技术在影视行业中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 特效制作。
数字动画设计技术在特效制作方面占有极其重要的地位。
专业的数字动画设计师可以利用各种软硬件手段，模拟自然界的外观与动作，制作令人惊艳的视觉特效，从而让观众感受到电影制作的震撼度。
2. 动态分镜。
数字动画设计技术的另一个应用就是动态分镜。
动态分镜是将影视镜头预先动画化，以便于更好地构思、调整及设计电影场景和拍摄效果。
动态分镜的运用大幅提高了影视拍摄的效率，并减少了因拍摄效果不理想导致重拍和加长后期制作时间和花费的情况发生。
3. UI设计。
2计算机动画技术基本原理与应用
一、实时动画和逐帧动画： 逐帧动画与实时动画对比表
生成方式 类别 实时动画 特点 采用算法实现 无需记录 是否记录
逐帧动画
产生所需的每一帧 需要记录 画面。
动画几种常见的格式
工具名称 动画类型 功能特点 适用范围
Байду номын сангаас
总结：
1． 动画的基本原理。 2． 逐帧动画与实时动画的特点。 3. 不同格式动画的特点及开发软件 。
4.2计算机动画技术基本 原理与应用
演示动画脚印：
教学目标：
知识与技能： 1．了解动画的基本原理 2 ． 理解动画格式的特点，能根据自己的需要选择合 理的开工具软件 3 ．了解动画的生成技术及具体应用 过程与方法： 能根据自己的需要选择合理的开发工具软件 情感态度与价值观： 确立利用计算机替代（部分替代）人的劳动的思想， 合理利用技术减轻（减少）人的劳动强度
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《计算机动画技术原理与应用》的课例分析
【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。
表1：
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。
教学反思：
本课中原理部分进行启发式讲授，其余的部分以问题做导向，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。
能够通过合理的教学安排通过动画的播放演示，创设情境、激情导入；细化探究目标；学生进行探究学习其它内容；最后通过讨论辨析、归纳总结，这样就避免了因内容比较多，篇幅较长，如果全部采用“讲授”式进行教学而造成的枯燥乏味，又不容易理解，对学生的吸引力不大，课堂教学效率低等后果。