计算机图形学13：计算机动画.ppt

Computer Graphics 第十一讲：计算机动画 主要内容 基本概念 二维与三维动画的制作过程 计算机动画的主要技术与方法 二维动画软件 三维动画软件 1 基本概念 在过去几十年里，计算机动画一直是人们研究的热点。 在全球的图形学盛会Siggraph上，几乎每年都有计算机动画的论文和专题。 随着计算机图形学和硬件技术的高速发展，可以用计算机生成高质量的图像，促使计算机动画技术飞速地发展起来。 计算机动画的应用领域 影视作品制作 科学研究 视觉模拟 电子游戏 工业设计 教学训练 军事仿真 过程控制 平面绘画 建筑设计 ... 中国的皮影戏 中国的皮影艺术几乎集中了所有的中国造型艺术(如剪纸、窗花、门画、工艺美术、雕刻)和传统表演艺术(如地方戏、相声、口技等)。皮影戏是我国出现最早的戏曲剧种之一。产生于汉代。 千百年来，深受广大民众的喜爱，流传甚广。此外，它还对国内外文化艺术的发展以及对近代电影的发明和现代电影美术片（动漫）的发展也都起过先导作用。 西洋镜 一种民间的游戏器具，匣子里面装着画片儿，匣子上放有放大镜，可以看放大的画面。 因为最初画片多是西洋画，所以叫西洋镜。 因为西洋镜根据光学原理要暗箱操作，所以显的有些神秘，而一旦打开后，里面不过是几张图片而已，也就一点不稀奇了。 旧上海的弄堂口，经常有放西洋镜人的身影。小孩们围着一个大箱子，箱子的一边有几个小洞，供眼睛凑上去看。这玩意比电影更早流入中国，而里边又都是些外国的风俗人情，上海人就称之为西洋镜，在北方叫拉洋片， 又称西洋景。 动画发展的历史 我国民间的走马灯和皮影戏，可以说是动画的一种古老形式。 1831年，法国人Joseph Antoine Plateau把画好的图片按照顺序放在一部机器的圆盘上，圆盘可以在机器的带动下转动。这部机器还有一个观察窗，用来观看活动图片效果。在机器的带动下，圆盘低速旋转。圆盘上的图片也随着圆盘旋转。从观察窗看过去，图片似乎动了起来，形成动的画面，这就是原始动画的雏形。 1906年，美国人J Steward制作出一部接近现代动画概念的影片，片名叫“滑稽面孔的幽默形象”（Humorous Phase of a Funny Face）。他经过反复地琢磨和推敲，不断修改画稿，终于完成这部接近动画的短片。 1908年法国人Emile Cohl首创用负片制作动画影片。所谓负片，是影象与实际色彩恰好相反的胶片，如同今天的普通胶卷底片。采用负片制作动画，从概念上解决了影片载体的问题，为今后动画片的发展奠定了基础。 1909年，美国人Winsor Mccay用一万张图片表现一段动画故事，这是迄今为止世界上公认的第一部象样的动画短片。从此以后，动画片的创作和 制作水平日趋成熟，人们已经开始有意识的制作表现各种内容的动画片 1915年，美国人Eerl Hurd创造了新的动画制作工艺，他先在塑料胶片上画动画片，然后再把画在塑料胶片上的一幅幅图片拍摄成动画电影。多少年来，这种动画制作工艺一直被沿用着。 从1928年开始，世人皆知的Walt Disney逐渐把动画影片推向了颠峰。他在完善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了起来，被人们誉为商业动画之父。直到如今，他创办的迪斯尼公司还在为全世界的人们创造出丰富多彩的动画片。“迪斯尼”----20世纪最伟大的动画公司。 计算机动画的发展 计算机动画是指用计算机技术辅助制作影视动画片 它的发展过程大体上可分为三个阶段。 60年代美国的Bell实验室和一些研究机构就开始研究用计算机实现动画片中间画面的制作和自动上色。这些早期的计算机动画系统基本上是二维辅助动画系统（Computer Assisted Animation），也称为二维动画。1963年美国贝尔实验室语言编写了一个称为BEFLIX的二维动画制作系统，这个软件系统在计算机辅助制作动画的发展历程上具有里程碑的意义。 第二个阶段是从20世纪70－80年代中期，计算机图形、图像技术的软、硬件都取得了显著的发展，使计算机动画技术日趋成熟，三维辅助动画系统也开始研制并投入使用。三维动画也称为计算机生成动画（Computer Generated Animation ），其动画的对象不是简单地由外部输入，而是根据三维数据在计算机内部生成的。 1982年迪士尼（Disney）推出第一部电脑动画的电影，就是Tron（中文片译“电子争霸战”），使计算机动画成为计算应用的新领域。 1982至1983年间，麻省理工学院（MIT）及纽约技术学院同时利用光学追踪（Optical Tracking）技术记录人体动作；演员穿戴发光物体于身体各部份，在指定之拍摄范围内移动，同时有数部摄影机拍摄其动作，然后经电脑系统分析光点的运动再产生立体活动影像