關(guān)于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的論文計(jì)算機(jī)動(dòng)畫論文計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫處.doc

關(guān)于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的論文計(jì)算機(jī)動(dòng)畫論文：計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫處理編輯技術(shù)綜述摘要：介紹了動(dòng)畫的原理和動(dòng)畫的類型，重點(diǎn)闡述了二維動(dòng)畫的制作過(guò)程及相應(yīng)的處理軟件、二維動(dòng)畫與三維動(dòng)畫比較以及制作二維動(dòng)畫的基本步驟等。關(guān)鍵詞：二維動(dòng)畫；處理編輯軟件；三維動(dòng)畫；Gif；Flash在多媒體項(xiàng)目中，對(duì)于過(guò)程的描述只依賴于文本信息或圖形圖像信息是不夠的，為達(dá)到更好的描述效果，需要利用動(dòng)畫。動(dòng)畫能更直觀、更翔實(shí)地表現(xiàn)事物變化的過(guò)程。動(dòng)畫比靜態(tài)圖片表達(dá)的信息多，比視頻占用的存儲(chǔ)空間少。與視頻相比，對(duì)處理器的要求也相對(duì)低一些，還能通過(guò)模擬的方法說(shuō)明視頻無(wú)法記錄的過(guò)程，如電子或行星的運(yùn)動(dòng)。因此，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫有著舉足輕重的作用，在多媒體課件中合理地使用動(dòng)畫，可大大增強(qiáng)教學(xué)效果。1 動(dòng)畫發(fā)展歷史及動(dòng)畫原理很多人在小時(shí)候都曾有過(guò)看翻轉(zhuǎn)書的經(jīng)歷：每張紙上畫一個(gè)小人，動(dòng)作各不相同，當(dāng)快速翻動(dòng)時(shí)，感覺(jué)到畫面中的小人在動(dòng)，這就是動(dòng)畫的最原始形態(tài)。20 世紀(jì)20 年代末至30 年代末，當(dāng)商業(yè)動(dòng)畫影片之父迪斯尼將當(dāng)時(shí)的“動(dòng)畫”這一新事物發(fā)展成了一門藝術(shù)以后，動(dòng)畫開(kāi)始有了眾多的作者和觀眾，迪斯尼的卡通片及我國(guó)動(dòng)畫片鼻祖萬(wàn)氏三兄弟的“大鬧天宮”等作品可以說(shuō)是家喻戶曉。這些作品采用傳統(tǒng)的動(dòng)畫制作方式，即每張圖片實(shí)際上都是由動(dòng)畫師在二維平面上靠手工描繪而成。那么為什么靜態(tài)的圖像可以給人以動(dòng)態(tài)的感覺(jué)呢？動(dòng)畫和電影、電視一樣都是利用人的視覺(jué)暫留特性而產(chǎn)生的一門技術(shù)。所謂視覺(jué)暫留，是指人的眼睛在24 張/s 畫面以上的播放速度下，無(wú)法分辨出每個(gè)單獨(dú)的靜態(tài)畫面。較高的播放速度會(huì)使動(dòng)作看起來(lái)更平滑、連續(xù)。速度慢時(shí)，畫面之間將產(chǎn)生跳動(dòng)或閃爍。動(dòng)畫就是通過(guò)快速地播放一系列的靜態(tài)畫面，讓人在視覺(jué)上產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的效果。組成動(dòng)畫的每一個(gè)靜態(tài)畫面叫做一“幀（frame）”，動(dòng)畫的播放速度通常稱為“幀速率”，以每秒鐘播放的幀數(shù)表示，簡(jiǎn)記為f/s。由于早期的動(dòng)畫作品是靠手工描繪而成，制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，表現(xiàn)力十分有限。計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的出現(xiàn)將高科技與藝術(shù)創(chuàng)作有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫制作系統(tǒng)（如Animator 動(dòng)畫制作系統(tǒng)），利用計(jì)算機(jī)的處理特性，把大量重復(fù)性的勞動(dòng)交由計(jì)算機(jī)去做，大大降低了制作工藝的復(fù)雜程度，提高了動(dòng)畫制作效率。在二維動(dòng)畫制作系統(tǒng)中還增加了許多動(dòng)畫特技及動(dòng)畫效果，有些效果是用手工繪制無(wú)法完成的。但是二維平面的造型很難表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中的人和物，更不要說(shuō)藝術(shù)家想象中的虛幻世界。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫制作系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。三維動(dòng)畫制作系統(tǒng)完美地將計(jì)算機(jī)高科技與藝術(shù)創(chuàng)作結(jié)合起來(lái)，不僅為藝術(shù)家們提供了前所未有的創(chuàng)造工具，而且徹底地把他們從畫筆、畫板中解脫出來(lái)。藝術(shù)家們只需在計(jì)算機(jī)上利用三維動(dòng)畫制作系統(tǒng)提供的各種工具，就能使自己的創(chuàng)造力和想象力得到淋漓盡致的發(fā)揮，制作出非常生動(dòng)的動(dòng)畫效果來(lái)。2 動(dòng)畫類型在多媒體項(xiàng)目中使用動(dòng)畫有兩種方式可以選擇。一種是用專門的動(dòng)畫制作軟件生成獨(dú)立的動(dòng)畫文件。這些動(dòng)畫文件可以嵌入到多媒體項(xiàng)目中，也可以利用程序控制播放。利用動(dòng)畫制作軟件制作出來(lái)的動(dòng)畫有基于幀的動(dòng)畫、基于角色的動(dòng)畫和基于對(duì)象的動(dòng)畫。另外一種是利用多媒體創(chuàng)作工具中提供的動(dòng)畫功能，制作簡(jiǎn)單的對(duì)象動(dòng)畫。例如，可以使屏幕上的某一對(duì)象（可以是一幅圖，也可以是一行文字）沿著指定的軌跡移動(dòng)，產(chǎn)生簡(jiǎn)單的動(dòng)畫效果。按照這種思路，動(dòng)畫可以概括為3 種類型：基于幀的動(dòng)畫，基于角色的動(dòng)畫，對(duì)象動(dòng)畫。2.1 基于幀的動(dòng)畫；基于幀的動(dòng)畫的工作原理非常像前面提到的翻轉(zhuǎn)書，當(dāng)快速播放所有圖片時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生人奔跑的動(dòng)態(tài)感覺(jué)。最初人們?cè)谟?jì)算機(jī)上模仿這種原始的動(dòng)畫技術(shù)時(shí)，需要手工繪制出每一幀圖像，生產(chǎn)效率很低?，F(xiàn)在，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，利用先進(jìn)的動(dòng)畫制作軟件，可以通過(guò)裁剪、拷貝、粘貼等方式減少重復(fù)勞動(dòng)，提高動(dòng)畫制作的速度和質(zhì)量。另外，對(duì)每一幀畫面的編輯也較以前輕松得多。2.2 基于角色的動(dòng)畫；基于角色的動(dòng)畫是由基于幀的動(dòng)畫技術(shù)演變而來(lái)，其目的是提高動(dòng)畫制作的速度。這個(gè)名字來(lái)源于分層技術(shù)一種在靜態(tài)背景上疊加動(dòng)態(tài)元素的動(dòng)畫技術(shù)。利用這種技術(shù)，動(dòng)畫制作者在生成動(dòng)畫時(shí)不需要重新畫出每一幀的所有元素。例如在動(dòng)畫的一個(gè)場(chǎng)景中，背景只需要生成一次，然后通過(guò)在前景中移動(dòng)物體來(lái)產(chǎn)生動(dòng)畫。和基于幀的動(dòng)畫一樣，在基于角色的動(dòng)畫中也要注意表現(xiàn)前景的動(dòng)作。每個(gè)動(dòng)作和姿勢(shì)都必須細(xì)分成最基本的組成部分，然后再仔仔細(xì)細(xì)地畫下來(lái)。顯然，利用一個(gè)公共的靜態(tài)背景能提高這個(gè)處理過(guò)程的效率。在計(jì)算機(jī)上，由于很多工作是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，基于角色的動(dòng)畫顯得更加高效。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，可以利用拷貝命令復(fù)制一個(gè)屏幕元素，然后對(duì)其稍加變形，從而產(chǎn)生動(dòng)畫的中間幀。在動(dòng)畫制作軟件中，對(duì)一個(gè)元素，通常畫出23 個(gè)基本動(dòng)作造型，利用軟件本身提供的功能可以產(chǎn)生整個(gè)動(dòng)作需要的其他幀。比如要做一個(gè)鳥飛過(guò)屏幕的動(dòng)畫，可以畫出兩個(gè)翅膀位置不同的鳥，給出鳥飛過(guò)屏幕的路徑，動(dòng)畫軟件可以自動(dòng)地在給定的路徑上插入中間幀，使鳥看起來(lái)真的像飛起來(lái)一樣。2.3 對(duì)象動(dòng)畫對(duì)象動(dòng)畫在多媒體制作中可以算是最基本和最有效的動(dòng)畫技術(shù)。Flash 動(dòng)畫是典型的基于對(duì)象的動(dòng)畫。在制作Flash 動(dòng)畫中，最基本元件就是對(duì)象，使用繪圖工具欄中的繪圖工具在幀編輯區(qū)中繪制出矢量化對(duì)象，為了方便對(duì)象的重復(fù)使用，可以把對(duì)象保存為組件或直接創(chuàng)建組件；對(duì)象處于場(chǎng)景中，某一時(shí)刻場(chǎng)景的靜態(tài)圖像稱為幀，每個(gè)場(chǎng)景中可設(shè)置多個(gè)層，每層中有若干個(gè)對(duì)象，改變不同時(shí)刻（即不同幀）中對(duì)象的位置、形態(tài)，由此產(chǎn)生動(dòng)畫。當(dāng)前流行的很多多媒體創(chuàng)作工具都有對(duì)象動(dòng)畫功能，與使用基于幀的動(dòng)畫和基于角色的動(dòng)畫不同，它不需事先做出獨(dú)立的動(dòng)畫文件，然后再嵌入或引用，而是直接利用多媒體創(chuàng)作工具中內(nèi)建的動(dòng)畫功能，通過(guò)操作指定對(duì)象產(chǎn)生動(dòng)畫。對(duì)象動(dòng)畫通常表現(xiàn)為一個(gè)不變的對(duì)象沿著一定的軌跡移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，可以使對(duì)象旋轉(zhuǎn)或改變大小，甚至可以使對(duì)象變形。例如，圓可以在指定的幀數(shù)內(nèi)按照指定的路徑變換成橢圓。對(duì)象動(dòng)畫可以增加項(xiàng)目本身的表現(xiàn)力和感染力，而且一些動(dòng)態(tài)效果制作起來(lái)并不費(fèi)力。比如可以在屏幕中間呈現(xiàn)一幅圖，把圖移到屏幕邊緣，然后再呈現(xiàn)下一幅圖。實(shí)際上，很多優(yōu)秀的多媒體項(xiàng)目都是利用對(duì)象動(dòng)畫來(lái)引人入勝的?，F(xiàn)在，還流行一種變形動(dòng)畫技術(shù)，在電視、電影中我們已多次看到了變形特技。變形動(dòng)畫是指一種變化的效果，表面看來(lái)，屏幕上的一種東西非常自然地變成了另外一種東西，可以是一種幾何形狀變成了另一種形狀，也可以將一條狗變成一只貓。3 動(dòng)畫制作過(guò)程計(jì)算機(jī)動(dòng)畫是在傳統(tǒng)手工動(dòng)畫的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它們的制作過(guò)程有很多相似之處。手工動(dòng)畫制作主要過(guò)程是：編寫文字腳本或鏡頭腳本繪制關(guān)鍵圖片把繪制在紙張上的草圖轉(zhuǎn)畫到膠片上著色編輯。使用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作軟件制作動(dòng)畫主要過(guò)程是：編寫腳本繪制關(guān)鍵幀（包括著色）生成中間幀（利用動(dòng)畫軟件自動(dòng)生成）生成動(dòng)畫文件編輯（將若干動(dòng)畫文件合成）。4 動(dòng)畫文件格式常見(jiàn)的動(dòng)畫格式有FLI，F(xiàn)LC，AVI，SWF 等。FLI 格式是Autodesk 公司開(kāi)發(fā)的屬于較低分辨率的文件格式，具有固定的畫面尺寸（320 mm200 mm）及256 種色的顏色分辨率。由于畫面尺寸約為全屏幕的1/4，計(jì)算機(jī)也可以用320 mm200 mm 的或640 mm400 mm 的分辨率播放。FLC 格式也是Autodesk 公司開(kāi)發(fā)，它屬于較高分辨率的文件格式。FLC 格式改進(jìn)了FLI 格式尺寸固定與顏色分辨率低的不足，是一種可使用各種畫面尺寸及顏色分辨率的動(dòng)畫格式，可適應(yīng)各種動(dòng)畫的需要。嚴(yán)格地說(shuō)，AVI 格式并不是一種動(dòng)畫格式，而是一種視頻格式。與前者不同的是，它不但包含畫面信息，亦包含有聲音。包含聲音時(shí)會(huì)遇到聲畫同步的問(wèn)題，因此這種動(dòng)畫格式以時(shí)間為播放單位，在播放時(shí)不能控制其播放速度。Macromedia 公司的Flash 動(dòng)畫近年來(lái)在網(wǎng)頁(yè)中得以廣泛應(yīng)用，是目前最流行的二維動(dòng)畫技術(shù)。用它制作的SWF 動(dòng)畫文件可以嵌入到HTML 文件里，也可以單獨(dú)使用，或以O(shè)LE 對(duì)象的方式出現(xiàn)在各種多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)中。SWF 文件的存儲(chǔ)量很小，但在幾百至幾千字節(jié)的動(dòng)畫文件中，卻可以包含幾十秒鐘的動(dòng)畫和聲音，使整個(gè)頁(yè)面充滿了生機(jī)。Flash 動(dòng)畫還有一大特點(diǎn)是：其中的文字、圖像都能跟隨鼠標(biāo)的移動(dòng)而變化，可制作出交互性很強(qiáng)的動(dòng)畫文件。5 二維動(dòng)畫與三維動(dòng)畫比較二維動(dòng)畫的技術(shù)基礎(chǔ)是“分層”技術(shù)。動(dòng)畫師將運(yùn)動(dòng)的物體和靜止的背景分別繪制在不同的透明膠片上，然后疊加在一起拍攝。這樣不僅減少了繪制的幀數(shù)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)透明、景深和折射等不同的效果。發(fā)達(dá)的電腦技術(shù)與優(yōu)秀動(dòng)畫師的聯(lián)姻進(jìn)一步推動(dòng)了二維動(dòng)畫的發(fā)展，各個(gè)層開(kāi)始在電腦上直接合成，電腦還能繪制出大自然、科幻式奇效等手繪無(wú)法完成的畫面。1986年， 迪斯尼利用電腦制作了妙妙探（The Great MouseDetective），此后，動(dòng)畫場(chǎng)景的數(shù)字合成技術(shù)在二維動(dòng)畫中得到了廣泛使用。因此，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，完全手繪的動(dòng)畫早就不存在了。如今，二維動(dòng)畫和三維動(dòng)畫之間的界限也漸漸變得模糊起來(lái)，但只要?jiǎng)赢嫿巧怯檬掷L制作并一層層疊加上去的，那就還屬于二維動(dòng)畫。三維動(dòng)畫依賴的CG 技術(shù)（電腦圖像生成技術(shù)ComputerGraphic），通過(guò)電腦強(qiáng)大的運(yùn)算能力來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)，需要完成建模、動(dòng)作、渲染等步驟：建模就是以點(diǎn)、線、面的方式建立物體的幾何信息；動(dòng)作是在建模的基礎(chǔ)上，通過(guò)動(dòng)態(tài)捕捉、力場(chǎng)模擬等方法讓物體按照要求運(yùn)動(dòng)；渲染就是給著了色、添加了紋理的物體打上虛擬的燈光進(jìn)行模擬拍攝?？偟膩?lái)說(shuō)，二維動(dòng)畫與三維動(dòng)畫技術(shù)各有千秋，雖然以CG技術(shù)為依托的三維動(dòng)畫在電影電視的特技效果中已經(jīng)超越了二維動(dòng)畫，但在其他領(lǐng)域（如教育、營(yíng)銷等方面）二維動(dòng)畫還是有著極大的發(fā)展空間。6 二維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)是動(dòng)畫的本質(zhì)，動(dòng)畫是運(yùn)動(dòng)的藝術(shù)。二維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫（2D Computer Animation）是用計(jì)算機(jī)輔助制作動(dòng)畫，它主要表現(xiàn)二維平面上的內(nèi)容如用于模擬各類實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)儀器的操作等，但也可以通過(guò)特殊處理制作出三維效果。目前的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫處理中，二維動(dòng)畫以其簡(jiǎn)單方便的制作與使用得到了廣大動(dòng)畫設(shè)計(jì)制作人員的青睞。尤其在多媒體課件的制作中，由于二維動(dòng)畫相對(duì)三維動(dòng)畫具有制作成本低、對(duì)制作和運(yùn)行的硬件環(huán)境要求較低等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了大量的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫的基本原理與傳統(tǒng)動(dòng)畫有許多相同之處，但在制作技術(shù)上有極大的區(qū)別。在二維動(dòng)畫的總體設(shè)計(jì)到具體制作的過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：6.1 合理地設(shè)計(jì)二維動(dòng)畫；根據(jù)教學(xué)內(nèi)容確定二維動(dòng)畫的動(dòng)作和變化節(jié)奏，根據(jù)調(diào)用二維動(dòng)畫的課件應(yīng)用硬件環(huán)境確定動(dòng)畫尺寸和總幀數(shù)，這兩者與動(dòng)畫圖像復(fù)雜度一起構(gòu)成了動(dòng)畫數(shù)據(jù)量要素。當(dāng)動(dòng)畫數(shù)據(jù)量較大時(shí)，在較高性能的硬件環(huán)境中播放才能得到較流暢的動(dòng)畫效果，否則動(dòng)畫會(huì)有停頓感。通常為保證教學(xué)效果，總是以保證動(dòng)畫畫面復(fù)雜度為前提，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整動(dòng)畫尺寸和總幀數(shù)，以減少對(duì)播放硬件環(huán)境的依賴，從而得到較好的動(dòng)畫效果。6.2 保證模擬效果的真實(shí)性；由于二維動(dòng)畫常用于對(duì)不可實(shí)地拍攝的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模擬，因而應(yīng)從二維動(dòng)畫的形狀、顏色、動(dòng)作節(jié)奏等方面保證效果的真實(shí)性。若根據(jù)教學(xué)效果需夸張表達(dá)某些現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)在動(dòng)畫中設(shè)計(jì)參照對(duì)象，或在課件中用其他媒體形式加以說(shuō)明，便于學(xué)習(xí)者的理解。6.3 提高二維動(dòng)畫的制作效率；通常動(dòng)畫的制作周期較長(zhǎng)，應(yīng)充分利用各種制作工具軟件的功能，提高動(dòng)畫制作效率。例如主要基礎(chǔ)畫面的圖像可由掃描儀輸入；分析和尋找動(dòng)畫幀間動(dòng)作規(guī)律，以避免大量重復(fù)制作并可保證一致性等。在二維動(dòng)畫的制作中，往往同一種效果可有多種不同的方法來(lái)制作，應(yīng)選用效率高的方法，這需要在大量的制作實(shí)踐中獲得其規(guī)律。7 二維動(dòng)畫編輯軟件常用的二維動(dòng)畫制作軟件有下面幾種:DOS 下的AnimatorPro，Windows 下的Animator Studio，Director，F(xiàn)lash 等。其中二維動(dòng)畫編輯軟件Flash 由于簡(jiǎn)單易學(xué)、見(jiàn)效快，更是得到了廣泛應(yīng)用。Flash 源文件格式為fla，發(fā)布之后的影片文件格式為swf。另外還有一種Gif 動(dòng)畫也常用于制作課件中的動(dòng)畫效果；常用的聲音編輯軟件有Sound Forge，Wavelab，CoolEdit 等。利用Windows操作系統(tǒng)自帶的附件錄音機(jī)可進(jìn)行聲音的錄入，在Flash 中也可以進(jìn)行聲音的簡(jiǎn)單處理，如制作聲音的淡入淡出效果、截取一段音頻等，雖然功能有限，但對(duì)于制作一般的教學(xué)用課件是足夠的。8 制作二維動(dòng)畫的基本步驟制作二維動(dòng)畫的基本步驟是：應(yīng)用計(jì)算機(jī)制作與編輯關(guān)鍵幀；計(jì)算和生成中間幀；定義和顯示運(yùn)動(dòng)路徑；交互式給畫面上色；產(chǎn)生一些特技效果。8.1 關(guān)鍵幀制；作傳統(tǒng)動(dòng)畫創(chuàng)作中，由美術(shù)師繪制作關(guān)鍵的畫面，再由美工使用關(guān)鍵畫面描繪出中間畫面，最后逐一將這些畫面拍照形成動(dòng)畫影片，這一過(guò)程十分復(fù)雜與繁瑣?，F(xiàn)在在計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵幀可以使用輸入設(shè)備，如掃描儀、數(shù)字化儀等實(shí)現(xiàn)數(shù)字化輸入，也可以在二維動(dòng)畫制作軟件中直接繪制與編輯。8.2 著色；繪制好的圖形利用計(jì)算機(jī)中的圖形、圖像處理軟件或動(dòng)畫制作軟件進(jìn)行著色，這些軟件都提供調(diào)色板、畫筆等功能，使用簡(jiǎn)單、方便、直觀。8.3 分層制作與合成；將處理好的圖形在動(dòng)畫制作軟件中