数字媒体-第7章数字动画技术.

数字媒体技术基础（第7章数字动画技术）周苏教授浙江大学城市学院QQ：81505050138057845157.1数字动画基础7.2二维动画技术7.3三维动画技术实验：Flash动画设计第7章数字动画技术数字动画技术是技术与艺术结合最为密切的艺术形式，它不仅需要创作者具有良好的艺术修养，还需要掌握一定的相关技术、制作方法等，才能制作出引人入胜的优秀动画作品。第7章数字动画技术动画（animation，图7-1）一词具有赋予生命的意思，其含义是把一些不具生命的对象，经过创作者艺术的加工和技术的处理，使之具备生命的特征，并以影像的形式展示出来。动画的定义是：用电影胶片或录像带以逐格记录的方式拍摄出来的图像，在连续放映状态下经过人类的视觉幻像创造出来的动态影像。7.1数字动画基础图7-1中国传统动画大闹天宫哪吒闹海在定义中包括两点：1）动画的影像是用电影胶片或录像带以逐格记录的方式拍摄出来的；2）这些影像的“动态”是视觉幻想创造出来的，不是原本存在而被摄影机记录下来的。这就是说，动画中动作运动的幻觉只有在放映时才存在，当没有连续放映时，这些生命感就不存在了。动画大师NormanMclaren说：“动画不是‘会动的画’的艺术，而是‘画出来的运动’的艺术”。这里的“运动”的来源是连续放映的画面与它之前之后的画面之间的差异，由于人类的“视觉暂留”功能而产生了连续动作的幻觉。动画是一门幻想的艺术，它以现实为基础又不受现实环境的束缚，能够实现现实中不能实现的事物，是创造力和想象力的展现。7.1数字动画基础动画的形成主要以视觉暂留原理作为理论依据。通过播放一系列连续的画面，可以形成视觉上画面运动的效果。以电影动画为例。众所周知，电影是以每秒放映24幅画面的速度进行播放的。因此，在传统动画在制作过程中，需要将用于每秒播放的24幅画面全部画出，然后再用摄影机一幅一幅地进行拍摄，也称为逐格（逐帧）拍摄，最后再将洗印出的胶片以每秒24格（帧）进行放映，这样才能完成一部动画的制作。这种制作方法也称为“一拍一”的制作方式。不难算出，一部90分钟的动画电影，以“一拍一”的制作方式需要绘制129600幅画面，其工作量之大可见一斑。“一拍一”制作方式的优势在于能够获得非常流畅的动画效果。迪士尼公司早期的作品大多是采用这种方式制作，从而保证了优良的制作水平。要想得到一部制作精良的动画作品，需要大量的人力、财力和时间的消耗才能完成的。7.1.1动画的形成与制作传统动画的制作过程非常繁琐，具有细致明确的分工。尽管在具体步骤上有所不同，但是一部动画的制作大致可分为前期制作、中期制作和后期制作三个阶段。前期制作主要是进行制作前的准备工作，如剧本、分镜头绘制等；中期制作包括原画、中间画、上色、背景、配音、录音等工作；后期制作则主要是剪辑、特效、字幕等工作。动画的前期制作首先涉及的是企划和剧本创作，目的是确定动画的主要内容和故事结构，然后需制定分镜头表。分镜头表是一系列故事情节的串联图，它直观地将文字脚本以画面的方式展现出来，并对景别、镜头的运动和视角的转换等进行注释。在完成分镜头表之后，根据故事的内容、角色的性格特点等，确定人物造型、场景和其他相关的美术设计。7.1.1动画的形成与制作中期制作是实质性的制作阶段，包括绘制原画、中间画、上色等工作。原画又被称为关键动画，是动画设计师绘制的动画中的关键画面。其作用是控制动作轨迹和动作幅度。中间画是按照角色的标准造型、规定的动作范围、张数以及运动规律来绘制的，用于填充原画之间的变化过程，使其在拍摄过程中产生画面运动的效果。动画片中的动作是否生动、流畅主要取决于中间画是否完善。上色是指对绘制好的线稿进行色彩填充工作。后期制作主要涉及剪辑、配音、配乐、添加音效以及冲印等工作。7.1.1动画的形成与制作数字动画具有两层含义：一方面是指在动画制作过程中运用计算机技术生成的动态画面，并非真正意义的动画片，例如电影《变形金刚》中通过计算机技术制作的变形金刚（图7-2）；另一方面是指与传统动画相对应，通过数字化的方式创作的具有一定故事、情节、结构、人物关系的动画作品。7.1.2数字动画及其优势图7-2电影《变形金刚》数字动画的制作流程和传统动画基本相同，但数字动画将计算机技术与传统动画制作方式相结合，可以实现传统动画所不能实现的效果。数字动画的发展与计算机图形技术的进步密不可分。20世纪70至80年代，计算机图形技术和软硬件技术都取得了显著的进步，使计算机三维辅助设计得以实现。到1995年，皮克斯制作了世界上第一部全部依靠计算机技术完成的动画长片《玩具总动员》，如图7-3所示，并在全球获得了3亿美元的票房成绩以及奥斯卡特殊成就奖。《玩具总动员》使人们开始意识到数字动画所具有的强大魅力以及即将对电影产业所产生的影响。7.1.2数字动画及其优势图7-3三维动画电影《玩具总动员》今天，计算机已经成为动画制作的主要工具，与传统动画工艺相比，数字化的存储方式不会像胶片那样产生划痕，数字动画的成本也可以得到很好的控制，例如三维动画在制作过程中不需要绘制大量的逐帧画面，因为动画的产生主要是通过计算机实现的。因此，数字动画目前已经成为主流的动画制作方式，是众多动画公司、动画创作者的首选。数字动画的优势主要在于，通过计算机技术不仅可以提高工作效率，还可以降低制作成本；同时数字动画能够制作出绚丽丰富的视觉效果，并且可以对最终效果进行实时预览，以减少修改次数。7.1.2数字动画及其优势数字动画也常被称为CG（ComputerGraphics，计算机图形）动画，即指用计算机技术完成的数字作品，如动画、漫画、游戏设计、影视特效等。根据动画的表现形式可以分为二维动画和三维动画。根据动画运动的控制方式，又可以分为逐帧动画和关键帧动画。逐帧动画也称为帧动画，它以帧为基本单位，与传统手绘方式相似，是按照动画的播放顺序将画面逐一制作出来，通过对一系列图像的有序播放实现动画画面的运动效果。7.1.2数字动画及其优势关键帧动画是通过将物体运动的开始和结束状态设置为关键帧，由计算机自动生成运动过程画面。例如，若要制作一个物体从画面左侧直线运动到画面右侧的动画，只需设置好物体在画面左侧的位置和物体在画面右侧的位置，计算机就会根据这两个位置自动计算出物体的运动过程，而不需要再逐一设置物体在每一帧上的具体位置。7.1.2数字动画及其优势二维是指只具有上下、左右两个方向的平面空间。例如在一张纸上进行的绘画就是在二维空间内的创作。数字二维动画也是采用平面化的创作形式，它既可以完全运用计算机完成，包括画面的绘制、镜头运动、特效制作等全部工作，也可以将手工绘制的画面输入计算机，再完成描线、上色、中间画绘制等工作。但无论采用哪种形式，二维动画最终都是通过计算机完成记录、制作与输出的。计算机二维动画设计是指以计算机为平台、结合二维动画设计软件和艺术设计规律、进行二维动画设计的过程。二维动画设计一般情况下都需要配音，即要进行音频与音效设计，其情节、影像和音频与音效设计都必须在时间中展开，否则无法欣赏和了解。7.2二维动画技术在造型艺术中，通常把时间算作二维、三维之外的另外一维，于是，通常所说的二维动画中一直都包含着时间这个维度，因此，传统的二维动画实际上应该称为三维艺术。当然，这里的“三维”与我们习惯中称立体为“三维”的“三维”是有着本质的区别的。称立体为“三维”指是的长度、高度和深度这三个维度。有些三维动画软件可以将三维动画生成二维动画的效果，看似二维动画实际是三维动画，这种情况下二维动画和三维动画的界限就更模糊了。7.2二维动画技术在制作流程上，数字二维动画与传统手绘动画相似，都要经历制作的前期制作、中期制作、后期制作三个阶段，也需要经历原画、中间画、上色等几个主要步骤，只是在具体操作流程、工作安排上有所不同。其次，动画技术原理相同，都是采用分层制作的方式。传统动画制作是通过将作为前景的运动物体和静止的背景分别绘制在不同的透明胶片上，拍摄时将前景与背景叠加在一起，形成完整的画面。这种方法的优势在于避免了相同元素的重复绘制，减少了实际绘制的帧数。数字二维动画也是基于这原理，在计算机中绘制出不同的层级画面，用于最终镜头的合成制作。最后，运动形式相同，即都是在平面上的运动。尽管二维动画具有镜头拍摄的特征，但是每个镜头的视点都是单一的，在处理旋转运动时较为困难。7.2.1数字二维动画与传统二维动画的异同之处数字二维动画和传统动画的主要区别在于制作工具和制作方法不同。传统动画的制作是采用画笔、颜料、曲尺等绘画工具完成绘制，再通过摄影机进行拍摄，并使用胶片进行记录与播放。数字二维动画的制作以计算机作为主要制作工具，其所有信息都是以数字形式存在的，可以实现无纸化的流程，在动画记录过程中也并没有真实的摄像机参与。传统二维动画需要多人多部门的协作完成，数字二维动画甚至可以由一个人完成所有的工序。7.2.1数字二维动画与传统二维动画的异同之处二维动画设计与传统动画的关系是在动画的数字化方面。例如网页设计或者多媒体光盘设计，虽然在字体运用、色彩构成和版式设计等方面与传统平面设计有关，也就是说一帧静态的网页页面设计与传统平面艺术设计在视觉效果和设计原理上十分接近，但是网页和多媒体设计中的网页动画、交互设计、视频应用、动态链接的效果以及声效和音频设计等方面，无论是从设计的领域、范围、难度、工作量和其所涉及的各种综合知识和修养的角度来看，已经大大地超越了传统的平面艺术设计和传统动画设计的领域。在计算机动画出现以后，上述的定义也发生了变化。计算机动画每一格动作与下一格动作之间不需要停格制作或停格拍摄，它的制作原理是设定关键帧（keyframes），即动作的起点和终点，然后给予一定的参数，计算机会自动计算生成连续的动画，于是动画艺术产生了一个崭新的领域，即计算机动画艺术。7.2.1数字二维动画与传统二维动画的异同之处这里所谓二维动画设计不仅仅限于传统的二维动画与计算机的结合，更重要的是将二维动画的概念给扩展了。计算机二维动画设计泛指以计算机为平台、采用二维动画设计软件或者将三维动画生成二维效果、结合艺术设计规律进行二维动态图形设计的过程。计算机技术的发展，为艺术家全方位地进行创作提供了崭新的平台。二维动画设计不仅仅是“动画设计”的概念，它包括二维数字动画、网页设计、二维电子游戏设计、二维动画商业或科学图表设计、计算机图形界面设计、计算机控制界面设计、计算机动态信息统计设计以及电子商务、网络营销、电脑购物、虚拟商场和科学视觉化等领域中的二维动画图示等等。7.2.1数字二维动画与传统二维动画的异同之处同时，计算机图形还被用于过程控制及系统环境模拟。使用者利用计算机图形来实现、控制或管理对象间的相互作用。例如石油化工、金属冶炼、电网控制的有关人员可以根据设备关键部位的传感器送来的图像和数据，对设备运行过程进行有效的监视和控制；机场的飞行控制人员和铁路的调度人员可通过计算机产生的静态或者动态图形的运行状态信息来有效、迅速、准确地调度、调整空中交通和铁路运输。这些相关学科都可以包含在计算机二维动画设计的内涵和外延之中。7.2.1数字二维动画与传统二维动画的异同之处根据动画的定义，二维动画设计的常用软件有：矢量动画设计软件，如AdobeFlash、CorelDRAW；位图动画设计软件，如UleadAnimator、AdobeDirector、AdobeFlash等。1.AnimoAnimo是英国CambridgeAnimation公司开发的使用最广泛的二维卡通制作软件。《小倩》、《空中大灌篮》、《埃及王子》等众多动画电影，在制作过程中都使用了Animo软件。Animo软件在很多地方都沿用了传统二维动画的制作方式，从而能够保持艺术家原始画稿的线条。Animo提供了快速上色工具，具有自动上色和自动线条封闭功能；同时还拥有众多的特技效果，用来处理灯光、阴影、摄像机镜头的推拉、景深虚化等效果，并且支持与二维、三维和实拍镜头的合成。新版本进一步更新和增强了众多实用