多媒体技术基础与应用(第3版) 鄂大伟 chap8.ppt

1、第八章 动画制作与处理,8.1 计算机动画及发展 8.2 计算机动画采用的技术与方法 8.3 二维动画制作过程及其软件 8.4 三维动画制作过程及其制作 8.5运动捕捉技术与三维计算机动画,8.1计算机动画及其发展,8.1.1 动画的基本概念 1.动画的定义 技术层:动画是一种创造出运动幻觉的技术，它把一系列独立画面连续拍摄到胶片上，通过以一定速度(一般是24帧)放映胶片来产生运动的幻觉. 计算机动画中的运动泛指使画面发生改变的动作 .,图8-1动画由多幅内容相关的连续画面组成,2.动画的视觉原理 如果如果仔细观看一段电影胶片或动画胶片,看到的画面却一点也不连续。只有以一定的速率把胶片投影到银

2、幕上才能有运动的视觉效果。这种现象是由视觉暂留造成的.,图82传统的电影胶片,3. 传统动画及制作过程 (1)确定原始故事情节，制作故事板,图8-3 传统动画制作：在故事板上绘制草图,(2)完善故事的细节内容。 (3)动画设计者对关键帧之间其余帧的制作(称作帧间填充)负责。 (4)着色(inking)指的是将铅笔绘制的帧转换成动画单元的过程。 (5)最后为动画单元着色。,8.1.2 计算机动画 1.什么是计算机动画 计算机动画是指采用图形与图像的数字处理技 术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面，其中当前帧画面是对前一帧的部分修改。 2.计算机动画采用的技术 计算机动画技术从制作的角

3、度看，主要涉及图形技术和图像处理技术。在目前的计算机动画技术 中，重要的是深入研究运动控制和渲染技术。同时，计算机动画也有自己的特点，发展了一套新的技术，这就是基于物理模型的运动控制技术。,8.1.3 计算机动画研究的内容 目前计算机动画已经发展成一个多种学科和技术的综合领域，它以计算机图形学，特别是实体造型和真实感显示技术（消隐、光照模型、表面质感等）为基础，涉及到图像处理技术、运动控制原理、视频技术、艺术甚至于视觉心理学、生物学、机器人学、人工智能等领域，它以其自身的特点而逐渐成为一门独立的学科. 如何高效地生成复杂的模型、真实感的材质、纹理以及真实感的光照明效果等，仍是计算机动画的主要研

4、究课题,8.2 计算机动画采用的技术与方法,8.2.1 关键帧动画 出现在动画片中的一段连续画面实际上是由一系列静止的画面来表现的，制作过程中并不需要逐帧绘制，只需从这些静止画面中选出少数几帧加以绘制。被选出的画面一般都出现在动作变化的转折点处，对这段连续动作起着关键的控制作用，因此称为关键帧(Key Frame)。,图8-4 二维关键帧动画：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.,8.2.2 路径动画 8.2.3 变形动画,图8-6变形动画示例,8.2.4 动力学动画,图8-7 动力学动画示例子弹穿透物体模拟,图8-8 用流体动力学动画制作软件Flow line制作

5、的流水动画,8.2.5 粒子动画,图8-9 粒子动画模拟的火山喷发的综合效果：火焰、烟雾、云层、海浪,8.2.6 群体动画,图8-10 电影史莱克II采用“动态群体动画技术” 控制场景中的大量个体,8.2.7 人脸表情动画,图8-11 使用多边形网格对人脸表情进行控制,图8-12 人脸动画的面部表情单元,图8-13 计算机动画电影中的人物画部表情,8.2.8 运动捕捉,图8-14 (a)被贴了标示物（白色 小球）的演员在场地中跑步,图8-14 (b) Vicon370系统所采用 的特殊红外照相机，只捕 捉白色标示物,8.2.9 三维扫描技术,图8-15 三维扫描技术可以得到物体的立体化信息,8

6、.3 二维动画制作过程及其软件,8.3.1 二维动画制作过程 1.关键帧(原画)的产生 2.中间帧的生成 3.分层制作合成 4.着色 5.预演,8.3.2 RETAS,图8-16 RETAS PRO软件的创作界面,8.3.3 Toonz,图8-17 用Toonz创作的二维动画场景,8.3.4 Animo二维卡通动画制作系统,图8-18 用Animo软件创作的二维动画空中大灌蓝场景,8.3.5 Animation Stand二维卡通软件,图8-19 用Animation Stand创作的计算机二维动画电影作品,8.3.6 二维网页动画软件Flash 8.3.7 GIF动画,图8-20 GIF动画

7、示例,图8-21 Ulead GIF Animator界面,8.4 三维动画制作过程及其制作软件,8.4.1 3DS MAX,图8-22 用3DS MAX创作的三维场景,8.4.2 Softimage 3D,图8-24 用Softimage 3D制作的动画场景,8.4.3 Maya,图8-25 利用Maya制作的指环王影片场景,8.4.4 Light Wave 3D,图8-26 用Light Wave 3D设计的三维物体,8.4.5 三维动画制作过程与示例 1.建模,图8-27 茶壶的三维动画的建模（造形）,2.材质贴图（ MaterialMapping）,图8-28 3DS MAX作品-茶壶

8、的材质与贴图,3.灯光和摄像机,图8-29 茶壶在不同灯光与摄像机角度下的运动的效果,4.渲染(Rendering),图8-30 3DS MAX中茶壶对象的的渲染效果,5.后期制作与合成,图8-31 利用3DS MAX中的 Video Post对茶壶与茶盖对象的后期合成,8.5 运动捕捉技术与三维计算机动画,8.5.1运动捕捉技术概述 Motion capture技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。在运 动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后向用户通过可以在动画制 作中应用的数据。当数据被计算机识别后，动画设计师即可 以在计算机产生的镜头中调整、控制运动的物体。,图8-