计算机动画原理
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。
动画产生的基本原理
动画产生的基本原理动画是一种通过连续播放静止图像来产生运动效果的艺术形式。
它利用了人眼的视觉暂留效应，使连续的静止图像在观众眼中形成流畅的动态画面。
动画产生的基本原理涉及到帧率、插帧、补间动画等概念。
动画的基本单元是帧。
帧是一张静止的图像，每秒播放的帧数决定了动画的流畅程度。
通常，电影和视频的帧率为每秒24帧或30帧，而电视节目和游戏则通常为每秒60帧。
较高的帧率能够产生更流畅的动画效果，但同时也需要更多的计算和存储资源。
插帧是指在已有的关键帧之间添加额外的中间帧，以平滑过渡。
这种技术被广泛应用于传统动画和计算机动画中。
在传统动画中，动画师会绘制关键帧，然后由助手绘制中间帧。
而在计算机动画中，通过插值算法自动生成中间帧。
这样，即使只有少数关键帧，也能产生出连贯的动画效果。
补间动画是指通过指定起始状态和结束状态，计算中间每一帧的状态，从而实现动画的过程。
补间动画可以实现平移、旋转、缩放等各种不同的动画效果。
在传统动画中，补间动画需要手工绘制每一帧的中间状态。
而在计算机动画中，可以通过数学计算和插值算法来生成中间帧。
除了帧率、插帧和补间动画，动画制作还涉及到其他一些技术和概念。
例如，关键帧动画是指只定义了起始状态和结束状态的动画。
在关键帧之间的中间状态由计算机自动生成。
路径动画是指物体按照预先定义的路径进行运动的动画效果。
形变动画是指改变物体形状或结构的动画效果。
动画产生的基本原理可以通过以下步骤来概括：首先确定动画的起始状态和结束状态，然后计算中间每一帧的状态，并使用插值算法生成中间帧。
最后，按照设定的帧率播放这些帧，形成流畅的动画效果。
动画产生的基本原理涉及到帧率、插帧、补间动画等概念。
通过合理运用这些原理，可以创造出各种生动逼真的动画效果。
动画制作是一项需要技术和艺术结合的工作，它不仅需要精确的计算和处理能力，还需要创造力和想象力。
通过不断探索和创新，动画艺术必将在未来展现出更加绚丽多彩的发展前景。
第七章 计算机动画
7.2.1 Ulead GIF Animator 5.0动画设计软件
工作环境 7.2.2 Ulead GIF Animator 5.0作图工具介绍 7.2.3 GIF Animator 5.0工作区介绍 7.2.4利用动画向导制作GIF动画
7.2.1 Ulead GIF Animator 5.0 动画设计软件工作环境
7.1.3计算机动画系统的组成
计算机动画系统是一种交互式的计算机图形系
统。 一般结构如图7-2所示。 硬件平台大致可分为以PC机为基础组成的小型 图形工作站以及专业的大中型图形工作站。 软件平台不单单指动画制作软件，还包括完成 一部动画片的制作所需要的其他类别的软件。
7.2
GIF格式动画设计软件 Ulead GIF Animator介绍
7.3矢量动画软件Flash 8
7.3.1 Flash 动画概述
7.3.2 Flash 8工作界面
7.3.3 Flash基本动画技术 7.3.4 高级动画制作技术
7.3.1 Flash 动画概述
Flash是一种基于“关键帧”方式创建动画的
工具软件。动画中的每一个画面被称为一帧， 各帧依次排列起来连续播放就形成视觉上的动 画。 动画每一帧的画面中会出现许多对象，这些对 象可以是图形、图像、文字乃至动画片段等。
7.3.2 Flash 8工作界面
启动Flash 8应用程序时的工作界面如图7-14
所示。
7.3.3 Flash基本动画技术
逐帧动画制作
实例制作演示例7.1 连续播放F、L、A、S、H 几个字母 运动动画制作
实例制作演示例7.2 运动彩球 变形动画制作 实例制作演示例7.3逐渐变形的文字 蒙版图层的应用 实例制作演示例7.4 探照灯效果的文字
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
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。
计算机基础：Flash动画处理技术
双击对象：选择轮廓线和填充色。（是被轮廓线包 围的图形 ）
单击轮廓线：选择该轮廓线 双击轮廓线：选择所有轮廓线 单击填充色：选择填充色
Flash动画技术
（2）整形操作功能：对对象细节的修饰。
如对线条的整形 图形轮廓的整形 整形的对象只能是Shape图形 而且整形时对象必须在非选中状态下。
Flash动画技术
5、画桶工具
给封闭区域填充颜色，可以为白色区域填 充，也可以改变原有区域的填充颜色。
其颜色的设置和画笔相同
Flash动画技术
6、文字工具 文字工具“A”的功能：
输入、修改、编辑文字 用“属性面板”设置文字的字体、字型、
字号。
1）、文字输入的操作为 ：
单击【文字】工具→用【属性面板】，设 置文字的字体、字型、字号→在舞台（画 板）上单击在文本框的光标位置输入文字。
Flash动画技术
2、选择工具
对图形对象或其中的一部分进行修改、编辑， 必须选择对该对象后，才能对该对象进行操作， 选择工具有：
1）箭头工具 2）任意变形工具 3）套索工具
Flash动画技术
1）箭头工具
用箭头工具功能有：
选择整个对象或对象的一部分 实现对象的变形、整形操作、对象的移动 。
（1）形状（Shape）对象的选择操作，使用箭头工 具 ，分别有：
Flash动画技术
（2）编辑区 舞台（Stage）：也称为画板，绘图 和编辑动画的地方 工作区：相当于后台。有时把：舞台 ＋工作区＝编辑区
Flash动画技术
(二)文件的操作
1、建立新文件 2、保存文件 3、保存其他类型的文件 4、打开文件
光栅动画原理
光栅动画原理光栅动画原理光栅动画是一种基于光栅技术的动画制作方法，它利用电视或计算机屏幕上的光栅扫描原理，将一系列静态图像快速地连续播放，形成动画效果。
下面将详细介绍光栅动画的原理。
光栅扫描原理在电视或计算机屏幕上，图像是由一行一行的像素点组成的。
当电视或计算机显示器工作时，它会从屏幕的左上角开始，按照一定的顺序扫描每一行像素点，直到扫描完整个屏幕。
这个扫描过程就是光栅扫描原理。
光栅动画原理光栅动画的原理就是利用光栅扫描原理，将一系列静态图像按照一定的顺序分别显示在屏幕上，形成连续的动画效果。
具体实现方法如下：1. 将动画分解成一系列静态图像，每个图像称为一帧。
2. 每帧图像按照光栅扫描的顺序依次显示在屏幕上。
3. 每帧图像的显示时间要足够短，通常为1/24秒或更短，以保证动画的流畅性。
4. 连续显示每一帧图像，形成动画效果。
优点和缺点光栅动画的优点是制作简单，只需要一系列静态图像和一台电视或计算机就可以实现。
同时，由于光栅扫描原理的存在，动画效果非常流畅，可以达到非常高的帧率。
然而，光栅动画也存在一些缺点。
首先，由于每帧图像的显示时间非常短，因此需要制作大量的帧数才能形成流畅的动画效果，这会增加制作成本。
其次，由于光栅扫描原理的限制，光栅动画只能在电视或计算机屏幕上播放，无法在其他媒介上播放。
总结光栅动画是一种基于光栅扫描原理的动画制作方法，它利用一系列静态图像按照一定的顺序分别显示在屏幕上，形成连续的动画效果。
光栅动画制作简单，动画效果流畅，但需要制作大量的帧数才能形成流畅的动画效果，且只能在电视或计算机屏幕上播放。
《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。
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骏马飞奔
5
计算机动画的格式
GIF
SWF
AVI
MOV
6
计算机动画的格式
观看不同格式的动画作品，了解它们各自的特点并填出下表： （一般可以通过动画文件的扩展名来区分动画格式） 动画名称 文件大小 文件扩展名 文件格式 动画特点
.GIF
GIF
AVI
文件尺寸小， 支持循环播放 文件较大
.AVI
.SWF
SWF
文件尺寸小，有声有色
7
计算机动画的分类
1.按生成方式不同可分为实时动画和逐帧动画
特点
实时动画
类别
生成方式
采用算法实现 产生所需的每一帧画面。
是否记录
无需记录 需要记录
实时动画 逐帧动画
逐帧动画
8
计算机动画的分类
2.从空间的视觉效果上，可分为二维动画和三维动画
《猫和老鼠》
《玩具总动员》
3.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）
9
探究讨论
以小组为单位，搜查资料、讨论探究，完成以下问题：
1.常用的动画制作工具软件有哪些？（其中3D动画制作工具有哪些？）
02
2.归纳动画制作的一般过程。 3.如何选择适当的工具完成相应的动画效果？
01
03
要求：
时间限制：10min；
三人一组，提交一份报告； 小组分工要明确，专人记录；
10
分享交流 · 计算机动画的制作
动画制作工具： 动画的制作过程： 工具的选择：
2D动画
动画制作的一般过程
整体设计 动画创意
如何选择合适的动画 制作工具完成相应的 动画效果
目前二维动画的主要 绘制工具是Flash, 三维动画的绘制工具 是3D Studio MAX.
3D动画
脚本制作
收集素材
绘制动画 动画生成
导出动画
11
小结
计算机动画的 原理
计算机动画原理
高二 信息技术 （多媒体技术应用）
乐都一中
李春兰
主要内容
01
动画的原理
02
动画的类型
03
动画的制作
04
拓展探究
01
游戏时间5min
思考
动画有什么特征？
4
动画的原理
计算机动画原理就是利用人的视觉暂留现象，采用连续
骏马飞奔
算机产 生图形、图像的运动技术。 帧 ：在动画中把构成动画的画面叫做帧
计算机动画的 类型
计算机动画的 制作
12
拓展探究
知识拓展
观看素材库资源，查阅资料，了解更多动画的知识
动画有哪些应用？
动画制作的基本技术