多媒体技术应用教程5

1多媒体技术应用教程陈永强，张聪主编胡兵，崔树芹，苏勇参编电子工业出版社2011.82第五章计算机动画制作技术5.1计算机动画概述5.1.1计算机动画概念5.1.2计算机动画应用5.1.3计算机动画的发展及趋势5.1.4计算机动画的常用格式5.2计算机动画制作流程与软件5.2.1二维动画制作流程5.2.2三维动画制作流程5.2.3计算机动画制作软件5.3常用计算机动画制作软件5.3.1Flash5.3.23DStudioMax5.4计算机动画制作实验5.4.1Flash实验5.4.23DStudioMax实验3第五章计算机动画制作技术5.1计算机动画概述5.1.1计算机动画概念5.1.2计算机动画应用5.1.3计算机动画的发展及趋势5.1.4计算机动画的常用格式4计算机动画是在传统动画的基础上结合计算机技术而迅速发展起来的。随着计算机图形学和硬件技术的高速发展，人们可以用计算机快速、方便地制作出高质量的图像，从而促使计算机动画技术飞速发展，动画技术也在越来越多的领域中得到非常广泛的应用，如军事仿真、计算机辅助教育、工业设计、商业广告、建筑设计、影视特技、电子游戏等。55.1.1计算机动画概念广义上讲，数字图形图像的运动显示效果都可称为计算机动画。计算机动画技术是利用计算机产生运动图像的技术。具体地讲，就是利用计算机产生和处理动画帧中的图形和图像，交互地进行图形和图像的编辑、着色和声效结合等处理，并将连续的画面实时演播的计算机技术。由于采用数字处理方式，动画的运动效果、画面色调、纹理、光影效果等可以方便、不断地改变，输出方式也多种多样。65.1.1计算机动画概念计算机动画技术从制作的角度看，主要涉及几何造型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。75.1.1计算机动画概念计算机动画已经发展成为一个多种学科和技术结合的综合领域，它以计算机图形图像学，特别是实体造型和真实感显示技术（如消隐、光照模型、表面质感等）为基础，涉及图像处理技术、运动控制原理、视频技术、艺术，甚至于视觉心理学、生物学、人工智能等领域，它以其自身的特点而逐渐发展成为一门独立的学科。85.1.2计算机动画应用随着计算机三维影像技术的不断发展，三维图形技术来越被人们所看重。三维动画因为它比平面图更直观，更能给观赏者以身临其境的感觉，尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目，使观者提前领略实施后的精彩结果。三维动画，从简单的几何体模型（如一般产品展示、艺术品展示）到复杂的人物模型，从静态、单个的模型展示到动态、复杂的场景（如房产酒店三维动画、三维漫游、三维虚拟城市，角色动画），所有这一切，计算机动画都能实现。95.1.2计算机动画应用•建筑领域•规划领域•三维动画制作•园林景观领域•产品演示•模拟动画•片头动画•广告动画•影视动画•角色动画•虚拟现实105.1.3计算机动画的发展及趋势1.计算机动画的发展2.计算机动画的发展趋势115.1.3计算机动画的发展及趋势1.计算机动画的发展20世纪60年代：主要研究二维动画，主要使用编程语言来实现，技术性很强，只能由专业人员来完成；20世纪70年代初期：“关键帧动画技术”被提出。利用计算机产生（或专业的制作人员绘制）出某些关键帧画面的图形或图像，然后由计算机自动插值计算出中间帧，大大提高了动画制作的效率；20世纪70年代末：研制出交互式二维动画系统，这种系统直观、方便、易于操作，用户无需掌握太多的计算机知识；20世纪80年代以来：二维计算机动画得到了进一步的发展，此时可以利用计算机模拟制作传统的赛尔（CEL）动画片，从而辅助传统卡通片的制作。125.1.3计算机动画的发展及趋势1.计算机动画的发展三维计算机动画是在二维计算机动画的基础上发展起来的。其发展和二维计算机动画类似，最初也是用编程语言来实现的。随着计算机图形学的发展，特别是三维几何造型技术、真实感图形生成技术的发展，计算机有了非常逼真的视觉效果，动画控制技术也得到了飞速发展，关键帧技术、基于物理的动画法等应运而生，加上高速图形处理器及图形工作站的出现和广泛应用，使三维计算机动画得到了不断的发展。135.1.3计算机动画的发展及趋势2.计算机动画的发展趋势从发展趋势看，计算机动画技术的发展正在趋向于规模化、标准化、网络化。从技术的发展方向看：体视动画和虚拟现实(VR)技术将会成为未来的热点。145.1.4计算机动画的常用格式1.GIF2.FLIC(FLI/FLC)3.SWF(Flash动画)4.AVI5.MOV/QT155.1.4计算机动画的常用格式1.GIFGIF(GraphicsInterchangeFormat)即“图形交换格式”，在20世纪80年代由美国一家著名的在线信息服务机构CompuServe研制成功。165.1.4计算机动画的常用格式2.FLIC(FLI/FLC)FLIC是FLC和FLI的统称，这种动画文件格式在Autodesk公司2D/3D动画制作软件中采用。FLI以320×200像素的动画文件格式为基础，而FLC则是它的扩展格式。175.1.4计算机动画的常用格式3.SWF(Flash动画)Flash是Macromedia公司的产品，制作出一种后缀名为.swf的动画。这种格式的动画能用比较小的体积来表现丰富的多媒体形式，是一种“准”流（Stream）形式的文件。185.1.4计算机动画的常用格式4.AVIAVI是一种有损压缩方式，主要针对的对象是视频、音频文件。195.1.4计算机动画的常用格式5.MOV/QTMOV、QT都是QuickTime的文件格式，能支持256位色彩，支持RLE、JPEG等领先的集成压缩技术，提供工作流与文件回放和实时的数字化信息流，但要通过Internet才能实现。这种格式还提供了强劲的声音和视频效果，其中包括200多种MIDI兼容音响和设备的声音效果及150多种视频效果。20第五章计算机动画制作技术5.2计算机动画制作流程与软件5.2.1二维动画制作流程5.2.2三维动画制作流程5.2.3计算机动画制作软件21计算机动画依据空间的视觉效果可分为二维动画（平面动画）和三维动画。采用计算机制作二维动画可以节约大量的手工劳动，尤其是“关键帧动画技术”的采用和交互式二维动画系统研制成功后，更是大幅度地提高了动画制作的效率和效果。三维计算机动画是在二维计算机动画的基础上发展起来的。三维计算机动画采用计算机模拟现实中的三维空间物体，在计算机中构造三维的几何造型，并给造型赋予表面材料、颜色、纹理等特性，然后设计造型的运动、变形，灯光的种类、位置、强度，以及摄像机的位置、焦距、移动路径等，最终生成一系列可以动态实时播放的运动图像。225.2.1二维动画制作流程1．关键帧的产生2．中间帧的生成3．分层制作合成4．着色5．预演235.2.1二维动画制作流程1．关键帧的产生在计算机辅助动画设计中，关键帧及背景画面可以用摄像机、扫描仪、数字化仪等设备实现数字化输入，也可以用相应软件直接绘制。245.2.1二维动画制作流程2．中间帧的生成利用计算机对关键帧进行插值计算，自动生成中间画面（如图5-1所示），这是计算机辅助动画设计的主要优势之一。255.2.1二维动画制作流程3．分层制作合成在动画制作软件中，也同样使用了分层的方法，但对位非常简单，层数在理论上没有限制，对层的各种操作和控制，如移动、旋转等，也非常容易。265.2.1二维动画制作流程4．着色计算机动画辅助着色界线准确、修改方便，而且不会因层数的多少而影响颜色，速度快，更不用为前后色彩的变化而头疼。275.2.1二维动画制作流程5．预演在生成和制作特技效果之前，可以直接在计算机屏幕上演示一下草图或原画，检查动画的效果和时限，以便及时发现问题并及时修改。285.2.2三维动画制作流程在三维动画的制作过程中，计算机的作用主要是构造三维的几何造型，并给造型赋予表面材料、颜色、纹理等特性，然后设计造型的运动、变形，灯光的种类、位置、强度，以及摄像机的位置、焦距、移动路径等，最终生成一系列可以动态实时播放的运动图像，并可将制作的动画输出到其他硬件录制设备中。295.2.2三维动画制作流程1．一般三维动画的制作流程2．三维动画特技的制作流程305.2.2三维动画制作流程1．一般三维动画的制作流程•造型•动画•绘图315.2.2三维动画制作流程2．三维动画特技的制作流程三维动画特技制作包含了数字模型构建、动画生成、场景合成三大环节，而三维扫描、表演动画、虚拟演播室等新技术，也给这三大环节带来了全新的技术突破。综合运用这些新技术，可望获得魔幻般的特技效果，彻底改变动画制作的面貌。325.2.2三维动画制作流程2．三维动画特技的制作流程一部完整的三维角色动画片制作一般包括以下流程：（1）项目简介（2）概念设计（3）分镜故事板（4）3D粗模（5）3D故事板（6）3D角色模型/3D场景/道具模型（7）贴图材质（8）骨骼蒙皮（9）分镜动画（10）灯光（11）3D特效（12）分层渲染/合成（13）配音配乐（14）剪辑335.2.3计算机动画制作软件1．二维动画制作软件常用的二维动画制作软件有TOONZ、RETASPRO、USAnimation、AXA和大家熟知的Flash。2．三维动画制作软件常用的三维动画制作软件有3DStudioMax、Softimage3D、Maya和Lightwave3D等。34第五章计算机动画制作技术5.3常用计算机动画制作软件5.3.1Flash5.3.23DStudioMax355.3.1Flash1.功能介绍2.编辑环境3.基本操作365.3.1Flash1.功能介绍Macromedia公司的Flash是一款优秀的交互式矢量动画软件，由于它的市场地位等原因，已经渐渐成为交互式矢量动画的事实标准。375.3.1Flash1.功能介绍Flash是基于矢量图形动画，结合脚本语言交互的时序类多媒体创作工具。其主要优点在于：①Flash图形和动画都是矢量的，尺寸比点阵图要小得多，声音基于MP3压缩，也是高压缩比的。②Flash特别适用于创建通过Internet提供的内容，因为它的文件非常小。③Flash动画的播放支持“数据流式”技术，既不必等待数据完全下载完即可播放。④Flash制作动画比较简单，灵活性大。385.3.1Flash2.编辑环境395.3.1Flash3.基本操作•Flash文档处理•项目管理•元件、实例的使用•库资源的使用•颜色的使用•文本的使用•图形绘制•创建动画•编辑动画•使用视频•处理声音•发布•导出405.3.23DStudioMax1.功能介绍2.编辑环境3.基本操作415.3.23DStudioMax1.功能介绍由Autodesk公司出品的3DStudioMax（简称3DSMax或3DMax）被广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学及工程可视化等领域。425.3.23DStudioMax1.功能介绍3DSMax的特点如下：（1）整体化的工作组工作流程（2）可定制的界面提高工作流程效率（3）角色动画（4）极大地提高生产率435.3.23DStudioMax2.编辑环境445.3.23DStudioMax3.基本操作•创建对象•选择对象•修改对象•使用材质和贴图•放置灯光和摄影机•设置场景动画•渲染场景45第五章计算机动画制作技术5.4计算机动画制作实验5.4.1Flash实验5.4.23DStudioMax实验465.4.1Flash实验1．实验目的①了解二维动画的原理和常用工具；②了解并熟悉Flash动画制作软件FlashProfessional8；③了解Flash动画制作基本流程；④了解和掌握Flash动画制作流程和基本制作方法。2．实验内容①对Flash软件的菜单、工具箱及其他辅助工具进行了解；②制作简单的Flash动画以熟悉动画制作过程；③根据实验指导人员的