第5章动画制作技术.ppt

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1、第第5章章 动画制作技术动画制作技术（讲授（讲授4学时，实验学时，实验4学时）学时）5.1 动画的基本概念和原理动画的基本概念和原理5.2 使用使用Flash制作动画制作动画5.1.1 动画的分类动画的分类5.1.2 动画的技术参数动画的技术参数5.1.3 动画的生成方法动画的生成方法5.1.3 动画的制作环境动画的制作环境5.1.4 动画的文件格式动画的文件格式5.1 动画的基本概念和原理动画的基本概念和原理 计算机动画如果按照动画的计算机动画如果按照动画的创作创作方式方式（或实现方式）（或实现方式）分类分类，可分为，可分为两大两大类：类：帧动画帧动画和和造型动画造型动画，造型动画，造型动画

2、属属于于矢量动矢量动画画。按按动画的动画的空间视觉效果空间视觉效果分可以分可以分为分为如下如下三三大类大类：二维二维动画、动画、三维三维动画和动画和变形变形动画。动画。5.1.1 动画的分类动画的分类1帧动画帧动画与与矢量矢量(造型造型)动画动画 帧动画帧动画由由图形图形或或图像图像序列序列组成组成，序列中序列中的的每幅每幅静态静态图像图像称称为为一帧一帧。因此，帧动画中因此，帧动画中构成构成动画动画的的基本单位基本单位是是帧帧，一部动画片由很多帧组成。，一部动画片由很多帧组成。造型造型动画也称为对象动画，就是动画也称为对象动画，就是利用利用三维三维软件软件创造创造三维形体。三维形体。建立建立

3、复杂的复杂的形体形体有有三三种种造型技术造型技术：组合组合技术，技术，拓展拓展技术技术，放样放样技术技术。2二维动画与三维动画二维动画与三维动画 二维动画又叫二维动画又叫“平面动画平面动画”，具有非常灵活的，具有非常灵活的表现手段、强烈的表现力和良好的视觉效果。表现手段、强烈的表现力和良好的视觉效果。二维二维动画的动画的特点特点是：运用传统动画的基本概念，是：运用传统动画的基本概念，在在平面上平面上构成构成动画的动画的基本动作基本动作。三维动画又叫三维动画又叫“空间动画空间动画”，主要，主要表现表现三维三维的的动画动画主体主体和和背景背景，它的图形设计强调空间概念，配，它的图形设计强调空间概念

4、，配上上真实真实色彩色彩和和三维虚拟三维虚拟环境环境，动画，动画效果效果会显得相当会显得相当逼真逼真。5.1.1 动画的分类动画的分类1.帧速度帧速度 一帧就是一幅一帧就是一幅静态静态图像图像。帧速度是指帧速度是指一秒钟一秒钟播放播放的画面的画面数量数量，即帧的数，即帧的数量。量。一般一般帧速度为帧速度为每秒每秒30帧帧或或每秒每秒25帧帧。2.画面大小画面大小 动画的画面尺寸一般为动画的画面尺寸一般为32024012801024像素大小范围之间。像素大小范围之间。画面的画面的大小大小与与图像图像质量质量和和数据量数据量有有直接直接的的关系关系，一般情况下，画面越大、图像质量越好，则数据量一般

5、情况下，画面越大、图像质量越好，则数据量越大。越大。5.1.2 动画的技术参数动画的技术参数 3.图像质量图像质量 图像图像质量质量和和压缩比压缩比有关有关。一般来说，压缩比较小时对图像质量不一般来说，压缩比较小时对图像质量不会有太大的影响，会有太大的影响，但但当当压缩比压缩比超过超过一定一定的的数值后数值后，将会看到图像，将会看到图像质量质量明显明显下降下降。所以，所以，对对于图像于图像质量质量和和数据量数据量要要适当适当折折衷衷选择选择。4.数据率数据率 在在不计压缩不计压缩的的情况情况下，帧动画的下，帧动画的数据率数据率是是指指帧帧速度速度与与每帧图像每帧图像数据量数据量的的乘积乘积。如

6、果一幅图像为如果一幅图像为1MB，则每秒的数据容量将达，则每秒的数据容量将达到到25或或30MB，即数据率为，即数据率为25MB/s或或30MB/s，经，经过压缩后数据率将减少几十倍。尽管如此，由于数过压缩后数据率将减少几十倍。尽管如此，由于数据量太大致使计算机、显示器跟不上速度，因此，据量太大致使计算机、显示器跟不上速度，因此，只能减少数据率和提高计算机的运算速度：只能减少数据率和提高计算机的运算速度：可可通过通过降低降低帧速度帧速度或或缩小缩小画面画面尺寸尺寸的方法的方法减少减少数据率数据率。5.1.2 动画的技术参数动画的技术参数 1.关键帧关键帧动画动画 出现在出现在动画动画片中的片中

7、的一段一段连续连续画面画面实际上实际上是是由由一系列一系列静止静止的的画面画面来来表现表现的。的。5.1.3 动画的生成方法动画的生成方法 图5-1 第1帧和第8帧是关键帧，其余各帧(2-7帧)可由插值算法生成 制作制作过程过程并并不需不需要要逐帧逐帧绘制绘制，只需只需要从这些静要从这些静止画面中止画面中选出选出少数少数几几帧帧加以绘制。加以绘制。被被选出选出来的来的画面画面一般一般出现出现在在动作变化动作变化的的转折转折点点处处，对对这段这段连续连续动作动作起着起着关键关键的的控制作用控制作用，因此，因此称为关键帧。称为关键帧。绘出绘出关键帧后，再关键帧后，再根据根据关键帧关键帧插入插入中间

8、画面中间画面，就就完成完成了动画了动画制作制作。中间帧中间帧的的生成生成由由计算机计算机来来完完成成(用用关键帧插值方法关键帧插值方法)。图5-1 第1帧和第8帧是关键帧，其余各帧(2-7帧)可由插值算法生成2.调色板调色板动画动画 调色板动画调色板动画涉及涉及画出画出物体物体和处理和处理调色板调色板的的颜色颜色，或或者者只只是是处理处理调色板调色板的的颜色颜色而不而不重画重画物体物体。例如，让一个圆形物体从屏幕的左边运动到屏例如，让一个圆形物体从屏幕的左边运动到屏幕的右边，圆形物开始向右边运动时的初始颜色为幕的右边，圆形物开始向右边运动时的初始颜色为红色，红色，随着随着它的它的运动运动，有有

9、规则规则地地用用不同不同的的调色板调色板项项重新重新绘制绘制它它，这样在，这样在每次每次重画重画时它的时它的颜色颜色就会就会改变改变。5.1.3 动画的生成方法动画的生成方法 在在某些情况下，某些情况下，物体物体并并不不运动运动，只有只有它它的的颜色颜色被被改变改变。例如，可以例如，可以用用不同不同的的颜色段颜色段来来画画一个轮一个轮子子：按按规则规则的的间隔间隔每次每次只改变只改变调色板调色板中的中的一一项项，这样的，这样的颜色颜色就会就会有有规律规律地地变化变化。3.变形动画 变形动画也是帧动画的一种，它具有把物体形态从一种变形动画也是帧动画的一种，它具有把物体形态从一种形态过渡到另外一种

10、形态的特点。形态过渡到另外一种形态的特点。5.1.3 动画的生成方法动画的生成方法 图5-2 基于特征的图像变形图5-3 三维自由形体变形 变形变形可以是可以是二维二维或或三维三维的。的。常见常见的的有有基于：基于：特征特征的的图像图像变形变形（如图（如图5-2所所示），示），二维形状混合二维形状混合，轴变形轴变形方法、方法、三维自由形三维自由形体体变形变形（如图（如图5-3所示）等所示）等。图5-2 基于特征的图像变形图5-3 三维自由形体变形4.基于物理模型基于物理模型的动画的动画 该方法大量运用弹性力学和流体力学的方程进行计算，该方法大量运用弹性力学和流体力学的方程进行计算，力求使动画过

11、程体现出最适合真实世界的运动规律。然而要力求使动画过程体现出最适合真实世界的运动规律。然而要真正达到真实的运动是很难的，比如人的行走或跑步是全身真正达到真实的运动是很难的，比如人的行走或跑步是全身的各个关节协调的结果的各个关节协调的结果(如图如图5-4)，要实现很自然的人走路，要实现很自然的人走路的动画的动画(如图如图5-5)，计算方程非常复杂和计算量极大，所以，计算方程非常复杂和计算量极大，所以，基于物理模型的计算机动画还有许多内容需要进一步研究。基于物理模型的计算机动画还有许多内容需要进一步研究。5.1.3 动画的生成方法动画的生成方法 图5-4 人体骨架模型 图5-5 虚拟人体的分层表示

12、模型 5.过程过程动画动画 过程动画是指动画中物体的运动或变形用一个过程来描过程动画是指动画中物体的运动或变形用一个过程来描述。在过程动画中，物体的变形是基于一定的数学模型或物述。在过程动画中，物体的变形是基于一定的数学模型或物理规律的。最简单的过程动画是用一个数学模型去控制物体理规律的。最简单的过程动画是用一个数学模型去控制物体的几何形状和运动，如水波的运动。的几何形状和运动，如水波的运动。6.运动捕捉运动捕捉运动捕捉技术是一种新的动画制作方法，它是通过分析人体运动捕捉技术是一种新的动画制作方法，它是通过分析人体运动序列图像来提取人体关节点的三维坐标的，从而得到人运动序列图像来提取人体关节点

13、的三维坐标的，从而得到人体的运动参数，进而获得完全真实的人体动画。体的运动参数，进而获得完全真实的人体动画。7.三维扫描三维扫描 三维扫描技术又称为三维数字化技术，它能对立体的实三维扫描技术又称为三维数字化技术，它能对立体的实物进行三维扫描，迅速获得物体表面各采样点的三维空间坐物进行三维扫描，迅速获得物体表面各采样点的三维空间坐标和色彩信息，从而得到物体的三维彩色数字模型。标和色彩信息，从而得到物体的三维彩色数字模型。5.1.3 动画的生成方法动画的生成方法 1.动画制作的硬件环境动画制作的硬件环境 制作动画的计算机应该是一台多媒体计算机，具有高主频的CPU、大容量内存和硬盘空间，能够使用和加

14、工各种媒体文件。另外，彩色显示器对于动画制作也十分重要，应选用屏幕尺寸大、色彩还原好、点距小的彩色显示器。2.动画制作的软件环境动画制作的软件环境 图形界面操作系统(如Windows);不要同时运行其它应用程序，同时应关闭任务栏中当前不使用的任务项;动画制作软件。5.1.4 动画的制作环境动画的制作环境 1.GIF文件格式（文件格式（.gif）该文件格式最多只能处理256种色彩，不能用于存储真彩色的图像文件，但能够存储成背景透明的形式。所以该文件格式被广泛应用于网页设计中。2.SWF文件格式（文件格式（.swf）是一种矢量动画格式，且容量很小，广泛应用于网页设计。3.AVI文件格式（文件格式（

15、.avi）是一种带有声音的文件格式，符合视频标准，通常叫做视频文件或电影文件。4.FLC文件格式（文件格式（.fli/.flc）是一种“无声动画”格式。该格式的动画文件采用数据压缩格式，代码效率较高。FLI是最初基于320200分辨率的动画文件格式，而FLC则是在FLI上的进一步扩展，采用更高的数据压缩技术，分辨率也扩大到32020016001280。5.1.5 动画的文件格式动画的文件格式 5.2.1 Flash软件界面与功能软件界面与功能5.2.2 Flash中几个重要概念中几个重要概念5.2.3 图形绘制图形绘制5.2.4 加入声音加入声音5.2.5 输出动画文件输出动画文件5.2.6

16、基本动画的制作方法与实例基本动画的制作方法与实例5.2 使用使用Flash制作动画制作动画 5.2.1 Flash软件界面与功能软件界面与功能图5-6 Flash MX 2004的操作“开始”页面5.2.1 Flash软件界面与功能软件界面与功能图5-6 Flash MX 2004的操作“开始”页面5.2.1 Flash软件界面与功能软件界面与功能1.文档选项卡文档选项卡 新建或打开一个文档时，在新建或打开一个文档时，在“时间轴时间轴”的上方会显示出的上方会显示出“文档选项卡文档选项卡”。如果打开或创建多个文档，。如果打开或创建多个文档，“文档名称文档名称”将按文档创建的先后顺序显示在将按文档创建的先后顺序显示在“文档选项卡文档选项卡”中中。用鼠标右键单击用鼠标右键单击“文档选项卡文档选项卡”，在弹出的菜单中可以，在弹出的菜单中可以快速实现快速实现“新建新建”、“打开打开”、“保存保存”等功能。等功能。5.2.1 Flash软件界面与功能软件界面与功能2.工 具工 具箱箱 位于工作位于工作界面左边界面左边的长方形的长方形区就是工区就是工具箱，它具箱，它是是Flash最最常用到的常用到的