动画力学原理
3dmax动力学原理
3dmax动力学原理
3DS Max中的动力学原理是指通过模拟物体之间的力和运动
来实现真实的动画效果。
动力学在3D建模和动画中扮演着重
要的角色，可以模拟出物体之间的碰撞、重力和摩擦等物理效应，使得物体的移动和行为更加逼真和自然。
在3DS Max中，有几个重要的动力学原理需要了解和应用。
首先是质体。
质体是定义物体的物理属性的一个重要概念，包括质量、摩擦系数和弹性等。
通过调整质体的属性，可以改变物体在动力学模拟中的运动行为。
例如，将一个物体的质量增加可以使其更加沉重，对其他物体施加更强的力。
其次是碰撞检测和响应。
在3DS Max中，可以通过设置碰撞
体和碰撞边界来检测物体之间的碰撞。
当两个物体发生碰撞时，会根据其质体属性进行相应的响应，如弹性碰撞或吸附碰撞。
通过合理设置碰撞体的属性，可以模拟出物体之间真实的碰撞效果。
还有重力和摩擦力。
通过设置重力的方向和大小，可以模拟物体受到的重力作用。
而调整摩擦力的大小可以影响物体在表面上的滑动和停止速度。
这些力的模拟使得物体在动画中的行为更加真实和可信。
最后是约束和动画路径。
在3DS Max中，可以使用约束工具
限制物体的运动范围和轨迹，如运动轨迹约束和骨骼约束。
通过约束，可以实现更复杂的物体运动效果，并提高动画的细节和逼真度。
总之，3DS Max中的动力学原理是通过模拟物体之间的力和运动，实现真实的动画效果。
应用动力学原理可以模拟出物体之间的碰撞、重力和摩擦等物理效应，使得物体的移动和行为更加逼真和自然。
动画运动规律的教学课件2、3、4章
第二节 人的转面
一、转面的空间观念 动画依据物体运动过程，可分为平面运动的动画和立体运动的动画。 平面运动的动画可以靠找中间线的方式来完成动画任务，但是立体 运动动画就不能用这种方法。这类运动会根据立体结构产生透视运 动变化，比平面运动的动画复杂得多。
人的转面
二、各个面的造型
1、侧面的造型 （1）人的额头至鼻子到嘴巴 这条头部的中心线变成了外轮廓。 （2）眉弓的长度和眉弓带耳朵 前沿再到枕骨后端是三等分。 （3）注意眼睛的由上至下向内倾斜。
将一球抛向空中，其运动的是以物体的重心为枢轴有规律的转动， 其重心则沿着抛物线运动，运动的速度在抛物线上也不是等分的， 在上抛发力时，物体因为受空气阻力影响，渐渐变慢，接近抛物线 顶部时，球的间距越密，而向下时又速度加快，间距增大。
加速度 减速度
加速度 减速度
加速度 减速度
1、加速运动：两张关键画之间的中间画的距离是由大变小的， 即速度的变化是由慢变快的运动。这种运动就是加速运动。例 如物体自由落体、角色的挥拳出腿等都是加速运动
4、转面时应注意的问题 （1）转面时有一个支点，
即顶骨的高点。在平 行转面过程中，它是 不变的。
（2）注意眼角到鼻子的距离变化
（3）眼珠的变化 眼珠必须先朝转头的方向移动，而不是直接中割位置。
三、平行转面的绘画过程
1、平行转面的绘画步骤 （1）先画正面和背面。背面就是正面轮廓的反面再拷贝。 （2）其次画侧面，注意侧面额头至鼻子再到下颌的线条轮
这两张画面身体形状很相近，只是朝向不同。只要将原画一的 躯干和手脚的左右互相替换一下，头部的转动改变一下，就可 以得到原画二。
2、接着原画一原画二的中间过渡张——第7张 （1）第7张的高度和第1张、第13张的高度相同。 （2）第7张是单脚着地 （3）第7张的两脚与身体几乎成直线，两脚都是弯曲的。
动画运动规律运动力学原理
动画运动规律运动力学原理
以下是一些常见的动画运动规律和运动力学原理：
1.牛顿第一定律：物体在没有外力作用下保持匀速直线运动或静止。
在动画中，如果物体没有受到任何力的作用，它将保持静止或原来的运动
状态不变。
2.牛顿第二定律：物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
在动画中，如果一个物体受到一个力的作用，它将加速，并且加速度
的大小与物体的质量和作用力的大小有关。
3.牛顿第三定律：对每一个作用力，必然存在一个大小相等、方向相
反的反作用力。
在动画中，如果一个物体施加一个力给另一个物体，另一
个物体也会施加一个大小相等、方向相反的力给第一个物体。
4.力的合成：当多个力同时作用在物体上时，可以通过力的合成求得
合力。
在动画中，如果物体受到多个力的作用，合力将决定物体的加速度
和运动轨迹。
5.力的分解：合力可以被分解成垂直和水平方向上的分力。
在动画中，如果一个物体受到一个斜向的力，该力可以被分解为水平和垂直方向上的
两个力，这有助于模拟物体的复杂运动。
6.动量守恒：在一个封闭系统中，动量的总和保持不变。
在动画中，
如果没有外部力作用，动画物体的动量将保持不变。
7.动能守恒：在没有摩擦和其他能量损失的情况下，机械能在一个封
闭系统中保持不变。
在动画中，如果没有能量损失，物体的机械能将保持
不变。
以上是一些常见的动画运动规律和运动力学原理，在动画制作中，这些原理可以帮助我们更好地模拟真实世界中物体的运动，使得动画更加逼真和吸引人。
原动画基础中动画力学原理的运用研究
动 画力 学原 理是 动画 中动 体在 “ 动” （ 形 变 、运动 、 动 作等 ）的过程 中所 受的包含有各 种动画艺术元素 的力学原 理 ，不是单纯 的物 理学中的力学知 识，而是具有动 画艺术特 性 的原理 。分析动 画力学原理在 原动画基础 中的实践运 用， 是 为 了 深 入 地 了解 动 画 力 学 原 理 知 识 ， 更 是 为 了 学 习 动 画 知
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原动画基础中动画力学原理的运用研究
郑 迪
（ 吉林 动画学院
吉林 长春
１ ３ ０ ０ １ ２ ）
【 摘要】动 画力学原理是原 动画基础课程 中实践性很 强的一 门课 ，是动体运 动和 动 画设 计的理 论基 础 ，贯 穿至 整个动 画的 学习与创作 中，决定着 动画角 色是否拥 有生命 力。文章通过对原 动 画基础教 学 实践 中遴选 出的经典 案例 分析 ，温 故而知 新 ，来研 究动 画力学原理 的实践运 用以及理 论价值 。这 对实 用型专业人 才培 养而言 ，有利于增 加他们的创新 能力和提升他们创作 的艺术 水准。
一
、
动体运动 中的动 画力学原理 分析
（ 一 ）力的传递 与曲线运 动
曲线运 动的本质是力 的传 递过程 ，如果 该物 体是柔软材 质 ，有很 多关节点 ，则作用 力通 过这些关节 点顺 次传递 。由 于作用力从 一端 向另一端传递 需要一个过程和 一定的时间 ， 从而造成 了关节点彼此之 间有 时间上的延迟 ，最 终表现 出的 运动特 征 则 是具有 柔 软 的曲线 形运 动 。严定宪 、林 文 肖在 《 动画技法 》一书 中说到 ，曲线运动能使动 画片中的人物 、 动物 的动 作 以及 自然形态 的运 动产生柔和 、圆滑 、飘忽 、优 美 的韵律感 ，有助于表现各种 细长 、舒缓 、柔 软及富有韧性 和弹性 物体 的质感 。常见 的 曲线 形运 动有 弧形 、波 浪形和 ｓ 型运 动 。例 如，动物尾 巴的甩 动 ，本质是尾 巴根部 受到 自 身肌 肉的持 续作用来 回摆动 ，肌 肉的作用力 由尾 巴的一个个 关节 点顺 次传递至尾 巴末 端 表象则是尾 巴根 部的摆动带动 与之相连接 的中部摆动 ，末端又跟随着 中部 的摆 动而摆动 ， 瞬 间，下一个摆动在根部 出现 继而又带动 中部摆动 ，最后带 动末 端 随动 。尾 巴细 长而 又柔 软 ，作用 力从 根部 到末 端有 时 间的延迟 ，最终表 现 出来 的是 呈现Ｓ 型轨迹 运动 的甩动动 作 。当然 ，在实践 中要联 系实际， 同样 的动 体在受力不 同时 表现 出的运 动轨迹也是不 同的 ，很多丰 富细腻 的动作效果要 根据实 际的需要来绘制 。同时应注意动体受 力时的主动与被 动与随动 的关系 ，动体 的受力方 向以及运动方 向。 （ 二 ）弹性运 动与惯性运 动 物 理 学证 明 ，动体 在从 运 动到 静止 或静 止到 运动 过程 中，由于弹力和惯性等作 用，便会产生拉伸 、挤压 、再拉伸 等瞬 间变形 趋 向。现 实中这种变形趋 向一般 不易觉察 ，而动 画 则是将 这 些趋 向性 的动 作强 化 。在绘 制 时，根 据受 力 因 素 、 自身属性、剧情或影 片风格的需要 ，运 用夸张变形 的艺 术手段 ，对 于弹力小 且 “ 形变 ”不 明显 的动 体及保持它原来 状态——静 止或运动 的趋 向，运 用形体准 的动画作 品。所 以应逐一去分析研 究构成动 画原理知识 的每 一个板块 ，每一环 节中与动 画有 关的力学知 识 。通过对动体 运动和动画设计板 块中动画力学 原理的实践 运 用进行观 察分析，提炼概括 ，使动画力学原理 知识在原动 画基 础学习中进一步条理化和系统化 。
动画设计原理ppt课件
第三章 动 画 原 理
• 3.减速：一个物体向一个方向运动，而且速度越 来越慢，这样的运动被称为“减速运动”表现在 动画画稿上，就是运动物体在每一张画面之间的 距离是由大到小。比如受到摩擦力影响的汽车停 车的运动。
第三章 动 画 原 理
• 物体本身可以“加速”或“减速”，实际上，物 体在运动的过程中，除了主动力的变化外，还会 受到各种外力的影响，如引力，空气或水的阻力 及地面摩擦力等，这些因素都会造成物体在运动 过程中速度的变化，因此，物体有可能综合以上 的各种情况，而出现各种速度的组合。
第一章 动画设计概述
（3）剧场版（或影院版）动画。剧 场版动画播放的渠道是电影院。这种影院 级别的动画影片的制作，其成本与投资都 非常高，相应的，制作也非常精良，绝对 高于OVA与电视版动画，画工也极尽可能 的精细，在动作的设计制作上也更加流畅， 可以明显地看出与前两者的差别。
第一章 动画设计概述
第二章 二维动画设计的基本方法
3.动画序列帧绘制：动画序列帧绘制人员要根据原 画的关键动作和摄影表，标准地加出中间的画， 最终以标有序号的连贯的张数完成一个个镜头的 动作，并将原画及序列帧工整地描线清稿。
4.描线：就是逐张把动画绘制人员画好的动画稿进 行线条的誊清，要求颜色深浅一致，粗细均匀， 不得出现未封闭的线条。
第一章 动画设计概述
（2）实验动画短片OVA。OVA是 Original Video Animation的缩写，也就是 “原创动画影片”。OVA类似于做个实验 性的动画短片，长度不受限制，比较自由。 一部动画，长篇的40~50分钟，短篇的 20~30分钟，假如效果不错比较受欢迎， 就很有可能做成TV版动画，大批量制作。
第三章 动 画 原 理
• 1.匀速：一个物体始终以一种速度向一个方向运 动，称为“匀速运动”。表现在动画画稿上，就 是运动物体在每一张画面之间的距离完全相等。 除了部分机械运动之外，匀速运动是不多见的。
流体动画的原理和应用教案
流体动画的原理和应用教案一、流体动画的原理1. 流体动力学概述•流体动力学是研究流体力学与运动学规律的学科，主要研究流体在各种条件下的运动行为。
•流体动画就是通过模拟流体动力学的原理，对流体的运动进行仿真，从而产生逼真的流体效果。
2. 流体动画的基本原理•流体动画的模拟基于流体的连续性方程和Navier-Stokes方程，通过数值计算方法求解这些方程，得到流体的速度场和压力场。
•通过对速度场和压力场进行插值和格点化处理，可以得到流体在每个时间步长的运动状态。
•在每个时间步长内，根据运动状态更新并渲染粒子的位置，形成连续的流体运动效果。
3. 流体动画的物理模型•流体动画的物理模型主要包括粒子模型和格点模型。
•粒子模型将流体看作是由大量微小粒子组成的，每个粒子有质量和速度等属性，通过更新粒子的位置和速度实现流体的模拟。
•格点模型将流体看作是由均匀分布的格点组成的，每个格点有密度、速度和压力等属性，通过对格点属性的计算和更新实现流体的模拟。
4. 流体动画的模拟算法•流体动画的模拟算法主要包括欧拉法和拉格朗日法。
•欧拉法是一种基于位置的方法，通过粒子位置和速度的改变来模拟流体的运动，简单易实现但可能出现不稳定的问题。
•拉格朗日法是一种基于速度的方法，通过计算速度场和压力场的改变来模拟流体的运动，更加准确稳定但计算复杂度较高。
二、流体动画的应用1. 影视特效•流体动画在影视特效中有广泛的应用，可以模拟水、火、烟雾等流体场景的运动。
•通过流体动画的模拟，可以制作逼真的海浪、瀑布、火焰等场景，为影视作品增加视觉冲击力。
2. 游戏开发•流体动画在游戏开发中也有重要的应用，可以模拟游戏中的水、气体等流体效果。
•通过流体动画的模拟，可以实现游戏中的水波纹、爆炸效果、烟雾效果等，提升游戏的沉浸感和真实感。
3. 工程仿真•流体动画在工程仿真中有很多应用，可以模拟水流、气流、油流等流体在工程结构中的运动。
•通过流体动画的模拟，可以分析工程结构的流体力学性能，优化设计方案，提高工程的稳定性和安全性。
第三章 动画原理
• （1） 角色整体动
态的挤压和拉伸， 角色在力的作用下 的夸张的体态表现
• （2）角色脸部表情
的夸张变化，也可 以大幅度得使用挤 压和拉伸来增强表 现力。
3.2.2 惯性运动
• 如果一个物体不受到任何力的作用，它将保持静止状态或
匀速直线运动状态，这就是我们通常所说的惯性定律。任 何物体，都具有一种保持它原来的静止状态或匀速直线运 动状态的性质，这种性质，就是惯性。
• 一套完整的动作通常由如
下几个部分组成。 预备--发动--惯性（拉伸） +跟随+滞后动作+复位，这 几乎是所有动作在动画表 现中必须运用和涉及的原 理和规律，表现这些原理 的动画序列帧即是关键帧。
3.2.4 追随动作与滞后动作
追随动作是指本身不能起动 ，但会跟随主体的运动而运 动。比如奔跑中头发的飘动 ，长长的衣袖，帽子上的飘 带等等。
动画原理
第三章 动画原理
• 3.1 • 3.2 • 3.3 • 3.4
速度与画面效果 运动的基本规律 结构与运动 特技与特效
• 3.1 速度与画面效果
3.1.1 概述
1、动画的基本原理 2、动画常用专业术语
1、动画的基本原理 （动画为什么会“动”）
力学原理在动画中的应用
力学原理在动画中的应用1. 引言在动画制作过程中，力学原理是一个不可或缺的重要组成部分。
通过运用力学原理，动画制作人员可以更加准确地模拟和表现各种物体的运动、碰撞和变形。
本文将介绍力学原理在动画中的应用，并通过列举几个常见的案例来说明其重要性。
2. 牛顿第一定律的应用牛顿第一定律也被称为惯性定律，它表明一个物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动。
在动画中，我们可以利用牛顿第一定律来模拟物体的运动状态。
例如，在一场赛车动画中，当车辆处于匀速直线运动时，可以使用牛顿第一定律来描述车辆的状态，并且在动画中表现出来。
示例：•车辆向前匀速行驶，没有任何外力作用。
•车辆通过牛顿第一定律保持直线运动。
3. 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是描述力学系统的运动规律的定律，它表明物体的加速度正比于作用于物体上的合外力，并与物体的质量成反比。
在动画制作中，我们可以运用牛顿第二定律来模拟物体受力后的运动行为。
例如，在一个足球射门的动画场景中，足球受到踢球者的力作用后，根据牛顿第二定律，我们可以计算出足球的加速度，并在动画中表达出来。
示例：•足球被踢后受到力的作用。
•根据牛顿第二定律计算足球的加速度。
4. 牛顿第三定律的应用牛顿第三定律也被称为作用-反作用定律，它表明对于每一个作用力，必定存在一个大小相等、方向相反的反作用力。
在动画制作中，我们可以利用牛顿第三定律来模拟真实世界中的力互动。
例如，在一个拳击比赛的动画中，如果一个选手给予对手一记重击，那么根据牛顿第三定律，对手也会给予选手一个大小相等、方向相反的反作用力。
通过运用牛顿第三定律，动画可以更加真实地展现出选手之间的力交互作用。
示例：•选手A给予选手B一记重击，施力方向向前。
•根据牛顿第三定律，选手B给予选手A一个大小相等、方向相反的反作用力。
5. 动态摩擦力的应用动态摩擦力是物体在相对滑动时产生的摩擦力。
在动画制作中，我们可以运用动态摩擦力模拟物体滑行、滑动时的摩擦现象。
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减速：一个物体向一个方向运动时越来越慢， 称之为减速运动。
循环动作
单循环动作的过程为一个动作从开始到结束， 再从结束回到开始的连续循环过程
开始————结束—————开始————结 束
多套循环
多套循环动作进行循环使用时，不仅仅是简单 的重复，还可以在动作动作顺序，运动速度， 节奏的处理上有所变化，使之更加生动有趣
的一种方法。单格拍摄一般多用在以下几个方面：
对动画时间的基本考虑是放映速度：电影和电视的放映速度是24帧/秒， 而动画片一般有12帧就可以了，然后录制或拍摄时进行双格处理。如果 绘制动作较快的动画最好进行单格处理，即每秒要绘制24个画面。对於 快速奔跑的动作，一般采用8帧单格画面。对於物体发生震动用单格处 理两端的动作就可以了。
动画力学原理
动作速度的分类
动作速度通常有快慢之分。速度快 慢来源于受力的大小。受力大时速 度快，受力小时速度就慢。
上方抛出的球.其运动包含了垂直和水平两个方向,运动的轨迹线 为抛物线状.当向上的速度减少到零时会加速度下降.并还保持着 向前的动作.
（1）匀速运动：
指始终保持着相对恒定、不变的速度的运动。例如 正在行驶中的火车、飞机等等。在动画设计中具体 表现为第一张原画和第二张原画之间的中间画距离 相同，并且所用时间也相等。
(1）快速动作
当动作快速运动时，因受运动时间的影响和制约，要表现一 个快而流畅的动作，必须用单格摄法，以适应观众的视觉要 求。
（2）相隔距离很大的动作
动作幅度大或动作力度大时，用单格拍摄能取得一个比较流 畅的动作效果。
（3）移动画面
将套在动画定位尺上的画面拍摄一格移动一次，多采用单格 拍摄方法。这样会使移动的画面比较流畅。
（1）镜头中有主导作用的关键动态的原画画面可以停格处 理。
（2）运动过程中，当动作的姿态、力度、重心进行变换， 动作进行转折时，进行停格处理。
（3）两个前后相连的目的没动作转换之间，可以适当停格。
作业
请设计出一组有速度变化的6—8张动作循环原 画。
匀速、加速、减速
匀速：一个物体一直以一种速度向一个方向 运动，称之为匀速运动。
同样样张数的原、动画，因为单张拍摄的时间不同，也会有时间长短的 不同变化。快速可能变为慢速，慢速也可能变为快速
1、双格拍摄 双格拍摄是指一张画面拍摄两格的拍摄方法。通常动画在摄过程中多采
用双格拍摄的方法，这种拍摄方法既节约了费用，也节省了不必要的精 力。
2、单格拍摄 单格拍摄也是动画拍摄中不可少的。它是双格拍摄无法达到效果时采用
因为受地面磨擦力和空气阻力的影响，运动速度会逐渐衰弱减乃 至停止，设计原画中常用减速手段表现大的动作的结束或大幅度 动作之初的蓄力阶段。具体表现在动画设计上为第一、二张原图 之间的中间画是从大到小依次排列的。
动作的节奏表现
设计中运动的变化可以能过三个素材来表现， 即距离时间和张数。
距离是指动作的幅度大小。两张原画上的两个 动作之间的空间距离动作速度就快，距离近动 作就慢。
加速运动： 指物体以越来越快的速度运动。例如一个物体从高空自由下落，既受到
地球引力的影响又有自身质量的因素，它的下落速度就会越来越快。在 动画设计中，刻画使用力量大的动作时，多用加速运动来强化画面效果 和动作力度。具体表现在动画设计上为第一、二张原画之间的中。例如在地面滚动的球，
（4）振动动作 振动动作通常比较快，
拍摄顺序基本上是1、 2、1、2的组合方式， 如果拍摄成1、1、2、 2的双格拍摄方式，节 奏会非常慢，达不到剧 情的要求。
（5）、停格与停顿
停格是把动画稿中的某一张画面连续拍摄多格，使影片在播 放时产生停顿效果的方法．恰当的停顿是调节节奏的有效手 段。通常依照以下基本规律：
时间是指动作运动所需的时间长短。两个动态 之间的时间短动作速度就快，时间长动作速度 就慢。
例如这个配以强烈音乐拍子的快速的民间舞，除了画单格的没有其他办 法。人物旋转360,动画需要仔细地依照舞蹈动作，姿态的正确。一个循 环做好后，就可重复苦干次。
张数是指两个动态之间所绘动画数量。动画张数少的动作速度就快，多 的动作速度就慢。