maya动画教程：动画基础概论

第1章动画基础概论

动画（Animation）一词是由拉丁语的动词animate（赋予生命）演变而来。1980年，国际动画组织（ASIFA）在南斯拉夫的Zagreb（今天的克罗地亚首都）召开动画会议，会上对动画（Animation）一词的定义是这样的：动画艺术是指除使用真实之人或事物造成动作的方法之外，使用各种技术所创作出的活动影像，亦即是以人工方式所创造的动态影像。

那么，什么是动画片？在美国，动画和卡通两个词汇曾经没有任何区别。而在日本，Mange就是漫画，Anime就是动画。现代动画片的概念，是从其技术实现的角度来定义的。它是采用“逐格摄影”的方法将影像拍摄在胶片上，然后以每秒钟24格的速度，在银幕上逐一放映的动态影像。由于所拍摄的影像互相之间只有细微的变化，因而形成了系列动态的影像感觉。

本章的主要内容是介绍动画的历史和发展。在学习动画之前，应当先了解动画这个艺术表现形式，动画是影视艺术的一个分支，它的基础源于绘画，将一幅幅连续的图画顺序播放，就得到了一个活动的影像，这就是动画最基本的原理。本章将从动画片的分类、三维动画的技术分类、世界动画的发展史以及中国动画的发展史这四个方面介绍动画的基础概念。

本章主要内容：

●动画片的分类

●三维动画技术类型

●世界动画发展史

●中国动画发展史

动画的起源和发展以及三维动画的技术分类。

1.1.动画片的分类

动画片的分类其实有很多种，主流的分类方式大致会把动画分成以下三种：

●手绘动画（Cel Animation）

●电脑制作动画（computer animation）

●定格动画（stop-motion animation）

1.手绘动画

手绘动画（Cel Animation）是最传统的动画制作形式，也是一种广泛运用的动画表现形式。人们所熟知的迪斯尼经典动画片，如《美女与野兽》、《风中奇缘》和《狮子王》，日式动画代表作有动画大师宫崎骏的《红猪》、《风之谷》、《幽灵公主》、《千与千寻》，中国的传统动画《骄傲的将军》和《天书奇谭》等更在其列，如图1-1至图1-9所示。

图1-1 《美女与野兽》图1-2 《风中奇缘》

图1-3 《狮子王》图1-4 《红猪》

图1-5 《风之谷》图1-6 《幽灵公主》

图1-7 《千与千寻》图1-8 《骄傲的将军》

图1-9 《天书奇谭》

目前手绘动画的制作方法已经有了很大进步，比如在线稿绘制结束后，会将其扫描进电脑，然后运用计算机上色，而非如以前一样进行人工上色，节省了大量的人力及时间。在手绘动画中，电脑是辅助工具。而随着电脑技术的发展，动画也越来越依赖于计算机，如果说手绘动画还需要传统的工艺技法的话，那么三维动画就完全通过电脑制作来完成，当然最基本的设计依然需要绘画作为基础。

2.电脑绘制动画

电脑制作动画（computer animation）典型的代表有皮克斯动画工作室的经典系列作品，全部是三维动画电影。如：《超人总动员》、《海底总动员》、《汽车总动员》、《飞屋环球记》，还有梦工厂的《功夫熊猫》，索尼公司的《狩猎季节》等代表着当今世界最高水平的电脑动画，如图1-10至图1-15所示。

国内的电脑动画则有电影《魔比斯环》，电视连续剧《精灵世纪》、《秦时明月》等。这其中除了最初期的动画设计外，其他所有的制作环节都是在电脑上完成的。

图1-10 《超人总动员》

图1-11 《海底总动员》

图1-12 《汽车总动员》

图1-13 《飞屋环球记》

图1-14 《功夫熊猫》图1-15 《狩猎季节》

3.定格动画

定格动画（stop-motion animation）的代表作有导演蒂姆·伯顿的《圣诞夜惊魂》、《僵尸新娘》，亨利·塞利克的《鬼妈妈》等，见图1-16至图1-18。国内则有著名的《阿凡提》等等。定格动画是通过逐格地拍摄对象然后使之连续放映，从而产生仿佛活了一般的人物或人们能够想到的任何奇异角色。这种动画形式的历史和传统意义上的手绘动画（Cel

Animation）历史一样长，甚至可能更古老。

图1-16 《圣诞夜惊魂》图1-17 《僵尸新娘》

图1-18 《鬼妈妈》

1.2.三维动画的技术类型

从技术类型上看，可以将三维动画的制作分为以下几类：

●关键帧动画

●非线性动画

●路径动画

●表达式动画

●动作捕捉技术

下面分别介绍这几种典型的动画。

1.关键帧动画

本书主要介绍的是Maya的操作技术和制作方法，在大多数三维动画软件中，使用最多的可能也是关键帧动画。关键帧动画是指在每个重要姿势动作的时间点设置关键帧，以此来记录姿势动作，当多个关键帧在不同的时间点设定完成之后，连续播放就会得到动画。而在关键帧之间由Maya自行插入值，也就是中间帧动画，Maya会计算每个中间帧的参数设置。也就相当于电脑帮助创作者完成了中间帧的动画，但并不能保证每个中间帧都是创作者想要

的效果，创作者可以通过添加关键帧进行调节，如图1-19所示。

图1-19关键帧动画

2.非线性动画

Maya有一个功能强大的非线性动画制作工具，叫做Trax Editor（非线性编辑器）。由Window（窗口）＞Animation Editors（动画编辑器）＞ Trax Editor（非线性编辑器）命令进入，通过非线性编辑器制作者可以自由地分层和混合角色动画。当然，动画并不仅仅是角色动画，任何类型的关键帧动画都可以用Trax Editor进行编辑，进行复杂的动画组合与混合，从而达到想要的动画效果。就像非线性编辑后期处理软件那样，Trax Editor同样为人们提供了这样一个平台，而各种动画序列构成了最基本的操作元素，通过非线性地编辑这些元素，就像在后期合成软件中编辑视频文件一样，制作者可以将制作好的动画连接混合，得到需要的最终动画。

3.路径动画

路径动画是指将物体置于路径曲线（由NURBS曲线定义）上，用路径的点决定物体在某个时刻所处的位置。简单来说，也就是物体将沿着曲线进行运动，曲线就相当于想要角色运动的轨迹。例如，可以沿一个路径很平稳地使一条龙动起来，得到龙在空中游弋的效果，而不必费劲地设置许多关键帧。通过调整路径曲线的条件，制作者也可以很方便地修改龙的运动位置。亦可以通过参数的调节来设定龙的速度快慢等，而龙本身的肢体动作则可以单独

调节，如图1-20所示。

图1-20路径动画

4.表达式动画

表达式动画实际上是从编程的角度考虑和实现动画效果，往往用于固定的动画表现形式，例如钟摆、齿轮传动等等。表达式的编辑方法是从Maya工作区右边的通道栏中，选定要编辑的属性后，用右键执行命令Editors（编辑器）＞Expressions（表达式），下面便是使用数学公式的方法控制小球的弹跳。

nurbsSphere1.translateX＝time×8（1-1）公式（1-1）定义了小球的X轴位移数值是时间单位的8倍。

nurbsSphere1.translateY＝6×abs（sin（time×5））（1-2）公式（1-2）定义了小球的Y轴位移数值是时间单位5倍的正弦值的绝对值，最后小球的动画如图1-21所示。

图1-21用表达式动画制作弹跳的小球

5.动作捕捉技术

动作捕捉（motion capture）的动画技术是指通过安装在演员身上的传感器来记录动作数据，再将这些数据通过软件处理赋予给虚拟角色，以此来实现虚拟角色真实的动作。一般在高写实风格的电影和游戏中应用最为广泛。例如图1-22里魔幻电影《指环王》中的角色格鲁姆，就是完全通过动作捕捉来实现动画效果的。它的优点是也许比一个熟练的动画师用关

键帧来制作所花的时间要少、细节更多、动作更加流畅。缺点是设备昂贵、过程复杂、成本较高。最新版本的Maya也增加了对动作捕捉技术的支持。

图1-22《指环王》中的格鲁姆

1.3.世界动画发展史

本节将从以下几个方面简单介绍动画的发展历史。

●动画的前身

●视觉暂留现象与动画的发展

●第一部严肃的戏剧卡通片

●第一部搭配合成音效的卡通片

●第一部搭配动作与音乐的卡通片

●第一部彩色卡通片

●发展出角色个性的动画片

●第一部全动画电影

动画最早是如何产生的？让我们来看看远古时期动画的前身。

1.动画的前身

早在三万五千年前的石器时代，在洞穴岩壁画上就有系列的野牛奔跑分析图，这是人类试图用笔（或石块）来记录动物运动的表现，也是目前知道的最早的关于动画方面的绘画作品，它代表了人类对于动画的认知，如图1-23所示。

图1-23野牛奔跑分析图

而在公元前一千六百年以前，当时的埃及法老王拉美西斯二世为爱色斯女神兴建了一座神庙，这座神庙有十根巨大的支柱，在每根支柱独创地画上逐渐改变姿势的女神像。对于骑马或驾马车经过的人而言，爱色斯女神宛如在运动。这也可以看做是动画的一种表现形式，只不过动的不是画面本身，而是骑马经过的人，如图1-24所示。

图1-24改变姿势的女神像

更加普遍的做法是古希腊人制作的水壶，在水壶上绘制渐进动作的人物画，当转动壶的时候就能创造一种动态感，宛如一个人在不停地奔跑，如图1-25所示。

图1-25以渐进动作的人物来装饰的壶

2.视觉暂留现象与动画的发展

1824年，彼得·马克·罗杰（Peter Mark Roget）发现了视觉暂留现象，实际上此现象

在更早的时候已经为人们发现。这个现象是指人类的双眼能暂时保留刚看过的任何事物的影像，也就是说看到图像不会马上在双眼中消失。因此如果没有视觉暂留，人们无法在一连串影像中，获得彼此衔接、毫无中断的感觉，电影或动画也无法成真。因为大家都知道动画和电影其实都是在顺序播放一张张的图片或照片，电影实际上并没有动，而是这些静止的影像连续播放出来时，就形成了动态的画面，这都是利用了人类双眼的视觉暂留现象。

人们发现视觉暂留现象后，逐渐利用它发明了一些充满乐趣的玩意。1825年，英国人费东和帕里士博士发明了“幻盘”（Thaumatrope）。它是将卡纸制成的圆板放在陀螺上方，或用两根绳子支撑。一面画着鸟笼，另一面画着鸟。螺旋转动或用绳子扯动圆板旋转时，两张影像合并，鸟儿看起来宛如置身鸟笼一般，这可能是最简单有趣的视觉暂留演示了，如图1-26所示。

图1-26幻盘

还有走马灯旋盘（Phenakistoscope，或称为诡盘），将两片大小一样的圆盘装在旋转轴上，前面的圆盘围绕着边缘处切开，后面的圆盘则有一连串图案。将图案对准切开处，看着开口，随着圆盘旋转，我们看到了动态的幻觉，如图1-27所示。

图1-27走马灯旋盘

随后在1867年，美国出现了生命之轮（Zoetrope，在中国称为西洋镜）的玩具。这个

玩具是将画有一系列图案的长纸条，插入割出切口的圆筒，从切口处望进去，上面的影像宛如在动。这其实和希腊人的水壶绘画是一个道理，如图1-28所示。

图1-28生命之轮

随后，法国人艾米利·雷纳（Emile Reynaud）在走马灯旋盘和西洋镜的基础上，于1877年发明了实用镜（Praxinoscope，或称为活动视镜），如图1-29所示。他在一个长达三十尺的透明物质上绘画，是缔造出一连串戏剧动作的第一人，这项制品开启了后来多项动画技术的进展之路，因为这已经很像动画和电影的制作了。

图1-29实用镜

而在1868年，一种称为手翻书（Flipper Book）的新产品于全球问世，这项产品仍是目前最简单也最受欢迎的玩意。手翻书不过是一叠图画，沿着一边固定，看起来与书无异。一手沿着固定边拿着，另一手翻动书页浏览，结果就是动画、连续摆动的幻觉，就是实时画面。这个相信很多人在小时候都玩过，或者自己在课本的一角逐页画上小人的运动姿势，然后快速翻动浏览，如图1-30所示。

图1-30手翻书

而现在的很多古典派动画家，在使用录影机或摄像机测试成品前，仍以手翻书的方式翻动画作。动画家将图画依序排好，编号少的放在底下，从下往上翻动。最后足以了解大约的播放时间，并检查画作需要修正的任何错误。当然，现在有了摄影机和电脑，可以把绘画扫描下来，也可以拍摄下来，能以电影的速度随即播放绘画，翻书已经不再是必须学会的技能，如图1-31所示。

图1-31以手翻书的方式翻动画作

终于，在1896年，一家纽约报纸的卡通漫画家詹姆斯·史都华·布莱克顿（James Stuart Blackton），找到正在做实验的发明家托马斯·爱迪生（Thomas Edison），布莱克顿画了些爱迪生的素描，后者对布莱克顿的速度及画工留下深刻的印象，于是请他画出一系列图案。爱迪生随后将这些画作与摄影首度结合。1906年，他们公开发表了“幽默的趣味百态（Humorous Phases of Funny Faces）”。一名男子抽着雪茄，对女朋友吐着烟圈，她则是转着眼珠；一只狗跳过呼啦圈；魔术师在表演。布莱克顿用了约三千张翻动图案来制作这一部首创动态图作，此创作引起观众的哄堂大笑，当然立即风靡一时，如图1-32所示。

图1-32幽默的趣味百态

由于动画的流行，在随后的几年里，很多人都在研究和制作更有趣的动画。1907年，艾米丽·寇荷（Emile Cohl）投入制作，并在巴黎的佛里贝节里戏院（Follies Bergeres）放映他的首部动画电影。现在看来，这部动画图案颇为童稚（黑底白线），但故事却相当复杂，是关于一名女孩、善妒的恋人与警探的故事。他也赋予路灯与马匹智慧及动作，让其拥有自己的情绪及心境，这种表现手法是电影不能比拟的，也是动画的魅力所在：“别做摄影机能做的事，做摄影机做不到的！”如图1-33所示。

图1-33艾米丽·寇荷首部动画电影

在那个年代，小人书和连环画也是深受人们喜爱的读物。当时的畅销连环漫画《小尼莫的梦境冒险》（Little Nemo in Slumberland）的杰出创作者温莎·麦凯（Winsor McCay）是尝试以艺术形态规划动画的第一人。他受小儿子带回家的一些手翻书的启发，画了四千张小尼莫的动作。这些画作在1911年于纽约市哈默斯坦戏院（Hammerstein）放映时成为热门片。他另外还画了一部古怪的短片《蚊子如何咬》作为实验，这部片也广受欢迎。

1914年，麦凯画了《恐龙葛帝》（Gertie the Dinosaur），他本人则在投影动画前方当场表演，站在葛帝面前拿着苹果请牠吃。葛帝弯下长颈吞下水果，观众都大吃一惊。这是第一

部表现出个性的动画，也是体现卡通特质的开始。由于如此栩栩如生，观众能与葛帝产生同理心，这就是感受，如图1-34所示。

图1-34《恐龙葛帝》

3.第一部严肃的戏剧卡通片

在作品深受欢迎之后，麦凯在1918年，还制作了第一部严肃的戏剧卡通《卢斯塔拿亚号沉没记》（The Sinking of the Lusitania）。这部表达对灾难的愤慨之情的战争宣传片，正式向现实与戏剧的分化迈出了一大步。这部作品花费了两年的工作时间，需要两万五千张图画。动画也涉及了更广泛的内容和题材，如图1-35所示。

图1-35 《卢斯塔拿亚号沉没记》

在二十世纪，菲力猫（Felix）跟卓别林一样广受欢迎。因为菲力猫的短篇卡通富有视觉创意，做到了摄影机无法办到的事情。但是更重要的是，尽管是黑白图画，但是菲力猫表达了真正的个性，能与全球观众沟通。动画创造了成功的虚拟角色，这是动画的里程碑。

4.第一部搭配合成音效的卡通片

为了让动画更加生动，配音出现了。首先是音效，然后是对白，动画角色终于可以开口说话了。菲力猫卡通直接导致了沃尔特·迪斯尼的出现。1928年，米老鼠首度现身于《威利汽船》（Steamboat Willie），这是第一部搭配合成音效的卡通片，如图1-36所示。

图1-36 沃尔特·迪斯尼创造的米老鼠

杰出的瓦德·金柏尔（Ward Kimball，曾在《木偶奇遇记》中制作小蟋蟀吉米利及《小飞象》的乌鸦群动画）有一次说：“你可能完全不了解，这些图画那时候突然开口，向观众发出声音时，带来多大的冲击，人们简直为其疯狂。”

5.第一部同步搭配动作与配乐的卡通片

音效、配音的尝试成功之后，迪斯尼在《威利汽船》之后，推出了《骷髅之舞》（The Skeleton Dance），这部作品初次同步搭配了动作与音乐，也就是将动画和音乐节奏结合起来制作舞蹈动画。随后的《傻瓜交响曲》（Silly symphony）也是首创。乌·艾维克（Ub Iwerks）是两部电影的首席动画家，《骷髅之舞》中的许多复杂动作仍沿用至今。可以说，在动画画面还比较简单的当时，音乐的出现极大地丰富了画面效果。声音成为动画片最重要的元素之一，如图1-37所示。

图1-37《骷髅之舞》

6.第一部彩色卡通片

在迪斯尼1932年出品《花与树》（Flowers and Trees）之前，动画片都是黑白的，这在现在很难想象，为何画面不能是彩色的呢？《花与树》是第一部彩色卡通片，如图1-38所示。

图1-38《花与树》

7.发展出角色个性的动画片

动画中的虚拟角色需要个性，这样才能吸引观众。在1933年，迪斯尼又推出了《三只小猪》。这部动画尤其具有重大影响，因为这是一部发展出完整个性的动画，界定明确且可信的独立个性，动作如此具有说服力，观众能认同并为角色鼓掌欢呼，这也是另一项创举，如图1-39所示。

图1-39 《三只小猪》

8.第一部全动画电影

1937年12月，迪斯尼推出了《白雪公主》，这是全球第一部长篇剧情动画电影，将卡通绘画提升至艺术层级，让观众如受到魔咒一般坐在戏院八十三分钟。动画终于成为了真正意义上的电影。这部作品代表着动画终于登堂入室，成为一种成熟的艺术表现形式，如图1-40所示。

《白雪公主》在票房收入与影评上大胜，获得奥斯卡特别金像奖，成为迪斯尼推出作品的根基，进而催生了动画的黄金时期，迪斯尼在后面的几年里连续出品了《木偶奇遇记》、《小飞象》、《小鹿班比》及《幻想曲》，还有《傻瓜交响曲》、唐老鸭与米老鼠短片等。

图1-40 《白雪公主》

9.动画随后的发展

从20世纪30年代到现在，动画经过长期的发展，呈现出蓬勃的发展姿态，并没有受到第二次世界大战的影响而产生停滞，从传统手绘动画到定格动画、粘土动画，涌现出无数的优秀作品。到了20世纪90年代初，随着计算机技术的飞速发展，三维动画开始出现。三维动画的最早应用是在游戏方面，这给传统的二维动画带来了很大冲击，也给动画艺术带来了新鲜的血液。随着皮克斯工作室推出了第一部三维动画电影《玩具总动员》获得巨大成功，三维动画凭借在计算机技术这股东风，终于崭露头角，成为当今动画艺术表现形式的主流。迪斯尼通过收购皮克斯工作室，希望继续保持动画龙头企业的位置，近10年来涌现出大量的三维动画电影作品，虽然成本惊人，但也带来了可观的票房。其他动画制作公司也纷纷展现出强大的制作实力，像梦工厂推出的《功夫熊猫》，蓝天工作室推出的《冰河世纪》系列等等。三维动画代表着当今动画艺术的主要表现形式，这是大势所趋，也是潮流。

现在每年大概都有将近10部三维动画电影上映，动画片更是趋向于3D化的发展，越来越多的电影需要观众戴上3D立体眼镜来观看，这是向更真实化、立体化发展的潮流和发展方向。而2009年詹姆斯·卡梅隆的电影巨制《阿凡达》，也使用了最新研发的3D技术，效果非常惊人。随着这些新技术的出现，三维动画必将在未来取得更加长足的发展。只要有梦想，动画这种艺术表现形式就永远不会没落。

1.4.中国动画发展史

中国动画电影（可以称为美术电影）始于20世纪20年代初，“万氏兄弟”万籁鸣、万古蟾、万超尘、万涤寰在上海拍摄了中国最早一批动画片。从1922年的中国第一部动画广告片《舒振东华文打字机》到1941年的中国第一部动画长片《铁扇公主》（如图1-41所示）开创了中国动画的先河，其中《舒振东华文打字机》被认为是中国美术片的雏形。

图1-41中国第一部动画长片《铁扇公主》

新中国美术电影于1947年开始摄制，在东北解放区兴山镇先后产生了新中国第一部木偶动画片《皇帝梦》和第一部动画片《瓮中捉鳖》，为新中国美术电影的发展揭开序幕，如图1-42和图1-43所示。如需要大量教程请加qq: 4008988090或者登录幸星国际动画学院网站索取。

图1-42新中国第一部木偶动画片《皇帝梦》图1-43新中国第一部动画片《瓮中捉鳖》

1946年东北电影制片厂在鹤岗成立，漫画家特伟和画家靳夕为主要领导人，标志着中国有了第一个专门的动画制作机构。1950年该电影制片厂的美术片组迁移至上海，成为上海电影制片厂的一部分。随着人员的不断扩充，1957年正事建立上海美术电影制片厂，从此，美术电影就以上海为基地，迅速繁荣发展。五十年代前期（1950～1956）是它的成长阶段，艺术人员的增加带动创作的发展。通过制片实践又培养了一大批年轻的艺术、技术人才，

为美术电影事业发展奠定了基础。在这一阶段中，摄制了一批优秀影片，如：

●1952～1955年《小猫钓鱼》、《好朋友》，导演：特伟，如图1-44 a和1-44 b所

示。

●1955年中国第一部彩色动画片《乌鸦为什么是黑的》，导演：钱家骏、李克弱，

如图1-44 c所示。

●1956年《骄傲的将军》，导演：特伟，如图1-44 d所示。

a)《小猫钓鱼》b)《好朋友》

c)《乌鸦为什么是黑的》d)《骄傲的将军》

图1-44上海美术电影制片厂成长阶段的作品

1957～1966年是美术电影的鼎盛时期。这一时期中国美术片百家争鸣，在巩固原有的技术上得到了充足的进步和提高。1961年的《小蝌蚪找妈妈》是特伟以国画大师齐白石的绘画作品为基础创作的第一部水墨动画片，如图1-45 a所示，至今为止水墨动画都是最具中国特色的动画形式之一。随后还制作了一些具有代表性质的动画片，如：

●1962年《没头脑和不高兴》，导演：张松林，如图1-45 b所示。

●1963年《牧笛》，导演：特伟，如图1-45 c所示。

●1964年大型动画片《大闹天宫》（上、下集），导演：万籁鸣、唐澄，全片共117

分钟在世界上产生广泛影响，如图1-45 d所示。

a)《小蝌蚪找妈妈》

b)《没头脑和不高兴》d)《大闹天宫》

c)《牧笛》

图1-45上海美术电影制片厂鼎盛时期的作品

文革期间动画创作基本处于停滞状态，1977年美术电影开始恢复了创作生产，美术电影又进入了一个再度繁荣的新时期。1977～1984年间共拍摄了一百多部影片。由于实行开放政策，扩大对外交流，中国美术电影呈现出多元化的发展形势。

1979年的《哪吒闹海》，导演：王树忱、严定宪、徐景达，如图1-46所示。是一部宽银幕动画长片，这部被誉为“色彩鲜艳、风格雅致、想象丰富”的作品，在国内外深受欢迎。