多媒体技术基础-单元6课件.ppt

1、多媒体技术基础-动画授课教师：Email:2023-1-172学习目标学习目标1了解动画的基本原理及定义。2熟悉传统动画制作过程和相关动画术语。3了解计算机动画定义与分类。4了解计算机动画制作的相关技术。5熟悉常用动画制作软件的功能及特点。6掌握制作网页动画的技能。2023-1-173内容框架2023-1-1746.1 动画6.1.1 什么是动画(Animation)1.动画的两个定义动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列独立面面从而产生运动视觉的技术，这种视觉是通过将胶片以一定速率(一般是24幅/秒)放映时体现出来的。动画是一个过程，它动态地产生一组物体的一系列画面，每一个画面都与前面的

2、一个不同。2023-1-1756.1 动画6.1.1 什么是动画(Animation)2.动画的基本原理 动画是利用人眼的视觉暂留(persistence of vision)特性，即人的眼睛所看到的影像会在视网膜上滞留十分之一秒，当快速播放一连串静态图像时，就会在人的视觉上产生平滑流畅的动态效果。2023-1-1766.1.2 传统动画的制作过程剧本 对整个故事的详细叙述，即文学剧本故事板（story board）导演用一系列草图把剧本描述的动画内容表现出来，即分镜头剧本。录音与声音分解 进行对话或关键音乐录音，并分解到每一幅画面位置上。故事板6.1 动画2023-1-1776.1.2 传统

3、动画的制作过程造型设计 对动画角色进行造型设计，并绘制出每个造型的几个不同角度的标准页，以供其他动画人员参考。原画创作 由动画设计师绘制出动画的一些关键画面。原画也叫作关键帧。6.1 动画造型设计稿2023-1-1786.1.2 传统动画的制作过程中间画面的绘制 中间画面就是位于两张关键画面之间的那些画面。由动画辅助人员根据关键一面来绘出所需的中间画面。描线与着色 草图完成后，使用特制的静电复印机将草图誊印到醋酸胶片上，然后给誊印在胶片上的画面的线条进行描墨，描线后再对胶片涂上颜料，也称上色。检测 拍摄之前，动画设计师需要对每一场景中的各个动作进行详细的检查。6.1 动画2023-1-1796

4、.1.2 传统动画的制作过程拍摄 动画片的拍摄是使用中间有几层玻璃层、顶部有一部摄象机的专用摄制台。拍摄时将背景放在最下一层，中间各层放置不同的角色或前景等。拍摄中可以移动各层产生动画效果，还可以利用摄象机的移动、变焦、旋转等变化和淡入等特技上的功能，生成多种动画特技效果。6.1 动画动画拍摄台2023-1-17106.1.2 传统动画的制作过程后期制作 完成动画各片段的连接、排序、剪辑等编辑过程。编辑完成之后，编辑人员和导演开始选择音响效果配合动画的动作。在所有音响效果选定并能很好地与动作同步之后，编辑和导演一起对音乐进行复制。再把声音、对话、音乐、音响都混合到一个声道上，最后记录在胶片或录

5、象带上。6.1 动画2023-1-17116.1.3 动画制作中的常用术语帧(Frame)组成动画的每一幅图像被称为帧。关键帧(Key Frame)一个动作的几个重要画面，在这些画面中有发生动作关键变化的部分，它们是动画的关键点。中间画(Inbetweens)一个关键动作过渡到另一个关键动作之间的画面，也就是关键帧之间的画面，称之为中间画。帧频(Frame/second)一秒钟动画所包含的图像数量（也就是帧数）被称为帧频，用单位“帧/秒（fps）”表示。6.1 动画2023-1-1712l 传统动画制作中的两个重要技术关键帧技术 动画画面进行关键画面和中间画面的区分。Cel动画 Cel指cel

6、luloid（赛璐珞），一种透明的塑料胶片。6.1 动画2023-1-17136.1.4动画的发展历程 1820年，英国人John Paris 发明第一个动画装置叫Thaumatrope。1831年，法国人Joseph ntoine lateau制作了真正产生活动画面的第一个设备“幻盘”。1834年，英国人William Horner发明了另一个重要的动画工具叫“魔轮”。6.1 动画“魔轮”Thaumatrope2023-1-17146.1.4动画的发展历程 1908年，法国人Emile Chol首创用负片制作动画片，从概念上解决了影片载体问题。他在白纸上画上黑色的图形，拍摄后用负片在屏幕上显

7、示出来的效果是黑色背景呈现出白色图形。1909年，美国人Winsor Mcay用一万张图片表现一段动画故事，这是迄今为止公认的第一部象样的动画短片。1915年，美国人Earl Hund用赛璐珞胶片创造了新的动画制作工艺。6.1 动画2023-1-17156.1.4动画的发展历程 1928年，沃特迪斯尼（Walt Disney）电影制片厂首先开始制造动画卡通片，并逐渐把动画影片推向了巅峰。米老鼠（Mikey Mouse）、唐老鸭(Donald Duck)、白雪公主、七个小矮人中的卡通形象几乎是家喻户晓、人人皆知。Walt.Disney在完善了动画体系和制作工艺的同时，把动画片的制作与商业价值联系

8、了起来，被人们誉为商业动画之父。1964年，美国贝尔实验室（Bell Laboratories）的K.knowlton开始研究用计算机来生产动画电影，并用FORTRAN语言写了一个二维动画系统BEFLIX。从此，计算机动画研究和应用开始了。6.1 动画2023-1-17166.2.1 什么是计算机动画6.2 计算机动画 计算机动画（computer animation）是借助计算机生成一系列可供动态实时演播的连续图像的技术。2023-1-17176.2.1 什么是计算机动画计算机动画的分类 影视动画、电脑游戏动画、网页动画依据应用的不同 二维动画和三维动画-根据视觉空间的不同 实时动画（rea

9、l-time）和逐帧动画（frame-by-frame）实时动画采用各种算法来实现对运动物体的运动控制。实时动画一般不生成动画文件，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实时显示出来。逐帧动画是通过一帧一帧显示动画的图像序列而实现运动的效果。6.2 计算机动画2023-1-17186.2.2 计算机二维动画 即计算机辅助动画（Computer Assisted Animation)关键帧和背景画面的数字化输入和编辑。计算和生成中间画。利用计算机对两幅关键帧进行自动插值计算，生成中间画面；通过交互方式给出运动对象的运动路径、时间等，计算机自动生成所需数据的动画画面，这是计

10、算机辅助动画的最主要优点。分层制作合成。给画面上色，产生特技效果，实现画面与声音同步。预演。视频或胶片输出。6.2 计算机动画2023-1-17196.2.3 计算机生成动画(Computer Generated Animation)也称为计算机三维动画（3D Animation），它的制作采用计算机模拟真实的三维空间，在计算机中构造三维的几何造型,并赋给它表面颜色、纹理，然后设计造型的运动、变形，设计灯光的强度、位置及运动，设计虚拟摄影机的拍摄景别，最终生成一系列可供动态实时播放的连续图像的技术。6.2 计算机动画2023-1-1720计算机三维动画的制作过程 建模：即利用三维软件创建物体和

11、背景的三维模型。运动控制：对做出来的静态模型进行运动控制，使其运动起来。三维动画的运动都是三维空间中进行的。沿用二维动画技术，三维动画也可以采用关键帧技术。利用物理学中的运动学和动力学原理和方法可以实现算法动画（algorithmic animation）。6.2 计算机动画2023-1-1721计算机三维动画的制作过程 编辑、材质、纹理与贴图：要给模型赋上各种材质，如人物的服装、墙壁颜色等，才能获得具有真实感的物体。物质材料的性质简称为材质。灯光与摄像机：在虚拟场景中不同位置设置若干灯光，烘托出不同的光照效果。摄像机则决定了观众会看见虚拟空间中的那些场景，它可以象现实中的摄像机一样推拉摇移。

12、渲染：三维动画最终还是要生成一幅幅二维画面并按一定格式记录下来。渲染（Rendering）就是把所作的模型、设置的灯光材质等各种对象综合到一起，生成一个个具有真实效果的二维图像。动画输出：渲染生成的动画系列可以保存成一定格式的动画文件，可以在屏幕上播放，也可以通过视频输出口录制在录像带上。6.2 计算机动画2023-1-17226.2.4 计算机动画的应用领域1.影视与广告 1977年，在影片Star Wars（星球大战）中首次使用了计算机动画和计算机特技，开创了计算机动画在影视制作中运用的先河。1991年，影片Terminator2（终结者2）中液态金属机器人形象显示出了计算机在电影创作中的

13、无穷魁力，并因其计算机特技而荣获奥斯卡奖。1993年，另一部电影“侏罗纪公园（Jurassic Park）”又引起了一场轰动。6.2 计算机动画2023-1-17236.2.4 计算机动画的应用领域1.影视与广告 1995年，迪士尼公司创作了首部全计算机制作的三维动画片Toy Story（玩具总动员）。6.2 计算机动画玩具总动员2023-1-17246.2.4 计算机动画的应用领域2.科学计算可视化与工程设计 6.2 计算机动画计算机动画在建筑设计、工业设计方面的应用 2023-1-17256.2.4 计算机动画的应用领域3.模拟、教育与娱乐 6.2 计算机动画飞行模拟电脑游戏2023-1-

14、1726l 计算机动画制作系统是一个用于动画制作的由计算机硬件、软件组成的系统。主机是动画系统中最重要的部件，可用作动画系统主机主要有图形工作站(SGI、SUN、IBM、HP)和微机(Pentium、Macintosh系列机)。动画制作系统通常还配有多种输入设备有键盘、鼠标器、图像扫描仪、数字化仪、光笔、跟踪球、录像输入等，以及录像设备和胶片记录设备。l 动画制作软件是由计算机专业人员开发的制作动画的工具，使用这一工具不需要用户编程，通过简单的交互式操作就能实现计算机中的各种动画功能，包括二维动画软件、三维动画软件、画面合成软件等。6.3 计算机动画制作2023-1-17276.3 计算机动画

15、制作软件6.3.1 二维动画制作软件 二维动画制作的专业级软件，除了具有绘画动能外，还具有输入关键帧、生成中间画、动画测试、动画系列生成、编辑记录等功能，可让用户从头至尾在屏幕上制作全流程的二维动画片。目前国际上比较流行的专业二维动画制作软件主要有Animo、USAnimation、RETAS、AnimationStand、CTP和Toonz等。2023-1-17286.3.2 网页动画制作1.GIF动画GIF动画的特点 GIF(Graphics Interchange Format，GIF)，是Internet 上最常见的图像格式之一。通过将多幅静态图像存储为一个GIF文件，显示时快速连续播

16、放这些静态图像而形成动画效果。只支持256色以内的图像；采用无损压缩存储，在不影响图像质量的情况下，生成的文件很小；支持透明色，可以使图像浮现在背景之上。使用方便，可以直接插入网页或多媒体软件中。6.3 计算机动画制作软件透明背景的GIF动画2023-1-17296.3.2 网页动画制作1.GIF动画GIF动画的基本制作方法 在图像处理软件中作好GIF动画中的每一幅单帧画面；用专门的制作GIF文件的软件把这些静止的画面连在一起；定好帧与帧之间的时间间隔；再保存成GIF格式。制作GIF动画的软件有Animatic GIF、GIF ConstructionSet、GIF MovieGear、Ule

17、ad GIF Animator、ImageReady。6.3 计算机动画制作软件2023-1-17306.3.2 网页动画制作1.GIF动画Ulead GIF Animator Ulead(友立公司)出品，最新版本5.05，可以从http:/ 界面友好，操作方便。编辑功能丰富，可调用外部图像编辑器。Video F/X（动画效果滤镜）功能提供丰富的动画效果。强大的优化功能，能在保持图像质量的同时大大减小文件大小。多种输出格式，不仅可以保存为GIF文件，还可以输出为网页文件、SWF格式、AVI和Quicktime等视频格式以及EXE可执行文件。6.3 计算机动画制作软件2023-1-17316.3

18、.2 网页动画制作1.GIF动画Image Ready 是内嵌于Photoshop中的一个GIF动画制作软件。主要特点：Photoshop中处理的PSD图像文件的可直接导入其中，结合图层和帧制作成为GIF动画文件。操作界面与Photoshop基本相同，所有动画操作均在动画面板中设置完成。不仅可以将静态图像连接起来，还可以将图像的大小、透明度、旋转等变化因素生成中间画。6.3 计算机动画制作软件2023-1-17326.3.2 网页动画制作1.GIF动画Image Ready 设置帧延时设置帧过渡6.3 计算机动画制作软件ImageReady的“动画”控制面板 从PhotoShop中跳转到Ima

19、geReady2023-1-17336.3.2 网页动画制作2.Flash动画Flash动画的特点 矢量二维动画，流式播放，广泛的应用于网络和多媒体领域。可以是一种交互式动画。必须安装Macromedia Flash Player插件才能在浏览器中播放Flash动画。6.3 计算机动画制作软件2023-1-17346.3.2 网页动画制作2.Flash动画Flash MX介绍 Macromedia公司出品的网页制作三剑客之一。功能特点 提供绘图工具箱，可以方便绘制各种矢量图形。借助 ActionScript可以制作出复杂的交互式动画，以便用户对动画进行控制。在 Flash MX 中可以导入多种

20、类型的文件格式，如图形、图像、声音和视频文件等，制作的动画不仅可以保存为Flash动画的标准格式*.swf，还可以保存为GIF动画或是网页和EXE可执行文件 6.3 计算机动画制作软件2023-1-17356.3.3 三维动画制作软件 三维动画软件一般包括实物造型、运动控制、材质编辑、画面着色和序列画面生成等五个部分。6.3 计算机动画制作软件2023-1-17366.3.3 三维动画制作软件1.3D Studio MAX Autodesk公司 出品的完全从PC机上发展起来的三维动画软件，前身是DOS系统下的3DS，目前最新版本8.0，在有着最广泛的用户群。目前的3DS MAX已具有了各种专业

21、建材和动画功能。3Ds Max的成功在很大的程度上要归功于它的插件。全世界有许多的专业技术公司在为3Ds Max设计各种插件，他们都有自己的专长，所以各种插件也非常专业。不足之处在于渲染质量、速度与Maya、softimage都有差距。官方网站： 6.3 计算机动画制作软件2023-1-17376.3.3 三维动画制作软件2.MAYA Maya 是Alias/Wavefront 公司（已被autodesk公司收购）在1998 年推出的三维动画制作软件，是世界上最为优秀的三维动画的制作软件之一，在影视广告设计、多媒体制作、游戏制作领域都有出色的表现。著名作品：精灵鼠小弟、恐龙、鲨鱼黑帮6.3 计

22、算机动画制作软件2023-1-1738Maya主要特性：采用结点框架，模型、材质、光照等描绘都用结点来表示，可即时修改和描述动画并能记忆制作过程。在建造模型方面，强大的NURBS曲面造型功能，提供完整的制作模型工具、变形工具箱、编织曲面。有强大的人物动画控制功能，除了对运动学的支持外，还增加了一系列人物动画控制的新工具，如屈机功能，该功能可参设置人物动画多关节运动，形成自然逼真、准确的关节弯曲、肌肉隆起等形象。对面部表情的控制，集成声音同步，使人的脸部与声音完美的结合。内置运动捕捉支持。在上色方面，提供了选择式光学追踪法、模拟各种透镜及灯光效果，如闪光、云雾、逆光、眩光等 粒子系统也是处于领先

23、地位，拥有许多完备的参数设置。Maya Fur和Maya Cloth提供逼真的毛发和服饰动画制作工具。6.3 计算机动画制作软件2023-1-17396.3.3 三维动画制作软件3.LightWave 3D 由美国NewTek公司开发，最新版本Lightwave 9。有多个平台版本，是Linix平台上的第一个三维制作软件。价格低廉。著名作品：好莱坞巨片泰坦尼克号中的泰坦尼克号模型 主要功能 Nurbs建模（MetaNurbs)反向运动学(Inverse Kinematics，IK)动态模糊(Motion Blur)镜头光斑特效(Lens Flares)光线追踪(Raytracing)骨骼系统(

24、Bones)等。官方站点：http:/ 6.3 计算机动画制作软件2023-1-17406.4 虚拟现实6.4.1 什么是虚拟现实 虚拟现实综合了计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域的最新成果，用以生成一个实时的、具有逼真的三维视觉、听觉、触觉及嗅觉的虚拟环境(Virtual Environment)，使用者完全可以进入虚拟环境中，观看计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，甚至能够嗅到气味，并且可以用人的自然方式，如头部转动、眼动、手势、语言或其他动作（借助一些三维传感设备来完成）与这个环境进行交互操作，而具有强烈的真实感。2023-1-17416.4 虚拟现实6.4.1 什么

25、是虚拟现实虚拟现实主要有以下三方面的含义：虚拟现实是利用计算机技术而生成的逼真的实体，人对该实体具有真实的三维视觉、立体听觉、质感的触觉和嗅觉。人可以通过自然技能与虚拟现实进行对话，即人的头、眼、四肢等的各种动作在虚拟现实中的反应具有真实感。通过人的头部转动、眼动、手势等其他人体的自然技术可以与这个环境进行交互。虚拟现实技术往往要借助于一些三维传感设备来完成交互动作，如头盔式立体显示器、数据手套、数据衣服、三维操纵器等。数据手套2023-1-17426.4 虚拟现实6.4.2 基于软件实现的虚拟现实 基于计算机图形图像（包括动画、视频）应用的虚拟现实技术，它不需要任何辅助设备，完全由计算机软件

26、完成。基于计算机图形图像（包括动画、视频）应用的虚拟现实技术，它不需要任何辅助设备，完全由计算机软件完成，目前已应用于电子商务中的商品三维展示、风景点的虚拟旅游、虚拟博物馆、虚拟展览会等等。2023-1-17436.4 虚拟现实6.4.2 基于软件实现的虚拟现实1.基于平面图像的技术基于平面图像的技术，如全景（Panorama），是把照相机环360度拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像，通过计算机技术实现全方位互动式观看的真实场景还原展示方式。在播放插件（通常Java或Quicktime、activex、flash）的支持下,使用鼠标控制环视的方向，可左可右可近可远。目前使用的全景技术包括不

27、使用Plug-In的Java方式和Quicktime这两种通常格式。2023-1-17446.4 虚拟现实6.4.2 基于软件实现的虚拟现实1.基于平面图像的技术实例：1.卢沟桥 http:/ 2.台北夜景 http:/ 2023-1-17456.4 虚拟现实6.4.2 基于软件实现的虚拟现实2基于三维模型的技术 3D Polygon 基本技术生成的不是图像，而是由电脑制作的三维模型，并通过快速的渲染来实现实时的三维模型画面，具有较强空间自由度，使用者与特定物体之间进行交互作用，完美地表现一个的可控的三维空间。基于三维模型的技术以VRML为代表。VRML（Virtual Reality Mod

28、eling Language），即虚拟现实建模语言。网上用户可以使用浏览器观察3D web场景。2023-1-1746学习活动1讨论计算机动画的应用和计算机动画领域的职业机会。2上网搜索自己喜欢的GIF动画和Flash动画，保存到自己的文件夹，并注明下载的网址。教师注意提醒学生掌握Flash动画的下载方法。3选择自己熟悉的二维动画制作软件，动手完成一个二维动画的制作，要求制作的动画中包含逐帧动画和关键帧动画。（可以给一首歌来配动画，也可以使用上一章作业完成的音频剪辑；可以分组完成，写出动画的创作思想、小组成员的分工，以及每个人所做）2023-1-1747学习活动4使用3DMAX体会制作三维动画的制作过程，可以从它的造型库中选择一个造型，然后在30帧的位置上设置一个关键帧，将这个造型做适当的变化（例如位置变化、旋转等），在适当的位置上加设灯光、摄像机，最后对动画进行渲染观看动画效果。