數(shù)字視頻基本概念

第五章數(shù)字視頻基本概念2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所2內(nèi)容模擬視頻數(shù)字視頻數(shù)字視頻的編輯計算機合成視頻(計算機動畫)一、模擬視頻2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所41什么是視頻視頻(video)：隨時間變化其內(nèi)容的一組圖象(24,25,30幀/秒)，又叫運動圖象或活動圖象(motionpicture)。常見視頻信號：電視，電影，動畫等.視頻信號的特點：內(nèi)容隨時間而變化,伴隨有與畫面動作同步的聲音(伴音),人類接受的信息70%來自視覺,其中活動圖象是信息量最豐富、直觀、生動、具體的一種承載信息的媒體。視頻信息的處理是多媒體技術(shù)的核心。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所5電視電視是當(dāng)代最有影響力的信息傳播工具!3種彩色電視制式:NTSC制(正交平衡調(diào)幅制),美國、加拿大，臺灣、日本、韓國、菲律賓等采用PAL制(逐行倒相正交平衡調(diào)幅制),德國、英國，中國、朝鮮等采用SECAM制(順序傳送彩色與存儲制),法國、蘇聯(lián)及東歐國家采用.2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所6電視圖象攝取,傳輸和重現(xiàn)的過程

拍攝圖像和播放圖像都采用“光柵掃描”(rasterscan)的原理。攝象機攝取景物時，把自然景物的顏色分解為R,G,B三個分量在彩電信號傳輸中，用Y,C1,C2分別表示亮度信號和兩個色差信號，C1,C2的含義與彩電的制式有關(guān)。電視接收機把Y,C1,C2信號重新轉(zhuǎn)換為R,G,B進行顯示.2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所7視頻信號tWhite(0.714V)Black(0.055V)Blank(0.V)Sync(-0.286V)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所8光柵掃描(rasterscan)隔行掃描(interlaced,電視圖象采用)奇數(shù)場偶數(shù)場1幀圖像逐行掃描(progressive,計算機顯示圖象時采用)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所96252視頻信號的空間特性575(PAL)485525(NTSC)verticalresolutionaspectratio(4:3or16:9)安全情節(jié)區(qū)和安全標(biāo)題區(qū)Safe

action

areaSafe

title

area2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所102023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所11視頻信號的時間特性（1）動作連貫性感覺的要求：幀頻>=15f/s；無閃爍感覺的要求：畫面刷新速率必須>=每秒50次。

PAL制式：幀頻為25幀/s,場頻50場/s；NTSC制式：幀頻是30幀/s,場頻是60場/s電視掃描信號的行頻：PAL：625x25=15.625kHz，周期為64μs;NTSC：525x30=15.75kHz，周期為63.5μs2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所12575625(4/3)*575視頻信號的時間特性（2）模擬信號傳輸電視節(jié)目時的帶寬：PAL制式是8.0MHz（亮度信號為5.5MHz，2個色度信號均為1.8MHz），NTSC制式是6.0MHz（亮度信號為4.2MHz，2個色度信號均為1.0MHz）。全屏光點總數(shù):575*(4/3)*575=440kb(P)484*(4/3)*484=310kb(N)視頻信號最高頻率:440k*25/2=5.5MHz(P)310k*30/2=4.65MHz(N)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所133電視信號的彩色空間（1）在彩色電視中，用Y、C1,C2彩色表示法分別表示亮度信號（Luminance或Luma）和兩個色度信號（Chrominance或Chroma）。C1，C2的含義與具體的電視制式有關(guān):電視制式C1的含義C2的含義NTSCIQPALUVCCIR601數(shù)字電視CrCb2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所14電視信號的彩色空間（2）YUV空間(PAL)亮度分量

Y=0.3*R+0.59*G+0.11*B色度分量

U=(B-Y)*0.493色度分量

V=(R-Y)*0.877YIQ空間(NTSC)亮度分量

Y=0.3*R+0.59*G+0.11*B色度分量I=0.6*R-0.28*G-0.32*B色度分量

Q=0.21*R-0.52*G+0.31*B(優(yōu)點：與黑白電視兼容；有利于壓縮信號帶寬)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所15電視信號的彩色空間（3）YCrCb是國際通用的CCIR601數(shù)字電視信號中使用的彩色空間，它由YUV彩色空間經(jīng)過縮放和平移得到。Y值的額定范圍在16-235之間，Cr和Cb在16-240之間，具體的轉(zhuǎn)換公式如下：Y=(77/256)*R+(150/256)*G+(29/256)*BCr=(131/256)*R-(110/256)*G-21/256)*B+128Cb=-(44/256)*R-(87/256)*G+(131/256)*B+1282023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所16電視信號的彩色空間（4）使用Y、C1，C2彩色空間的優(yōu)點：①Y和C1，C2是獨立的，因此彩色電視和黑白電視都可以使用，Y分量可由黑白電視接收機直接使用而不需做任何進一步的處理；②可以利用人的視覺特性來節(jié)省信號的帶寬和功率，通過選擇合適的顏色模型，可以使C1，C2的帶寬明顯低于Y的帶寬，而又不明顯影響彩色圖像的質(zhì)量。視頻信號種類2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所18（1）復(fù)合電視信號復(fù)合電視信號(compositevideosignal)：由亮度、色度信號及同步信號復(fù)合而成的單一信號，也稱為全電視信號.復(fù)合電視信號適合于進行遠距傳輸，其質(zhì)量稱為VHS（家用級)。彩色空間轉(zhuǎn)換RGB=>YUV圖象信號編碼信號復(fù)合RGBYUVCVBSVSyncHSync復(fù)合電視信號（模擬電視信號的編碼）2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所190.01.254.835.756.0

NTSC復(fù)合電視信號的調(diào)制為便于電視信號遠距傳輸，必須把三個分量信號以及同步信號復(fù)合成一個信號，然后才進行傳輸。CVBS=Y+I*Cos(Fsc*t)+Q*Sin(Fsc*t)伴音信號與視頻信號也復(fù)合在一起傳輸。6MHz(NTSC)圖象載波聲音載波色度副載波音頻…6MHz4.2MHz2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所20（2）分量電視信號為保證視頻信號質(zhì)量，近距離時可用分量視頻信號(componentvideosignal)傳輸,分量信號是指每個基色分量(R,G,B或Y,U,V)作為獨立的電視信號傳輸。(Betacam，廣播級或?qū)I(yè)級).視頻節(jié)目制作時使用的是分量視頻信號計算機輸出的視頻信號，是分量形式的視頻信號。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所21（3）S-Video信號

S-Video是亮度(包含同步信號)和色度(2個色度信號復(fù)合在一起)互相分離的一種電視信號，優(yōu)點：①減少亮度信號和色度信號之間的交叉干擾；②不需要使用梳狀濾波器來分離亮度信號和色度信號，這樣可提高亮度信號的帶寬。信號電平=1V阻抗=75ohms信號電平=0.3V阻抗=75ohms

S-Video使用單獨的兩條信號線分別傳輸亮度信號和色度信號，這兩個信號稱為Y/C信號。

S-Video使用4針連接器2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所22視頻輸出設(shè)備CRT顯示器液晶顯示器等離子顯示器2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所23CRT

顯示器原理2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所24CRT顯示器的性能參數(shù)屏幕大小,用對角線長度來度量。點距，顯示器上兩個相鄰的相同顏色磷光點之間的距離分辨率,整屏可顯示的像素數(shù)目.刷新速率,每秒鐘內(nèi)顯示畫面的次數(shù)。掃描方式，隔行掃描和逐行掃描低輻射和低能耗.2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所25液晶顯示器原理2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所26液晶顯示器原理被動矩陣式LCDTN-LCD(TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD)、STN-LCD(SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD)DSTN-LCD(DoublelayerSTN-LCD，雙層超扭曲向列LCD)。主動矩陣式LCDTFT-LCD(ThinFilmTransistor-LCD，薄膜晶體管LCD)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所27液晶顯示器(LCD)性能指標(biāo)：TFT－LCD屏幕尺寸可視角度響應(yīng)時間亮度對比度顯示顏色點距2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所28等離子（PDP）顯示器原理二、數(shù)字視頻2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所301為什么使用數(shù)字視頻？易于編輯、修改等操作處理用戶接收的圖像質(zhì)量更好(可達演播室水平)有利于存儲，信息復(fù)制不會失真有利于傳輸(抗干擾能力強)節(jié)省頻率資源(占用頻道較窄)可以通過公共電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)傳輸可以與其它媒體組合使用可以生成描述信息（bitsaboutbits）,便于信息的檢索和使用2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所312視頻信號的數(shù)字化視頻信號數(shù)字化過程:(8-10bits)濾波取樣量化PCM編碼數(shù)字視頻信息模擬視頻信號VUYUVY亮度信號的取樣頻率:13.5MHzU,V色度信號的取樣方式有多種不同格式2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所32亮度信號的取樣（CCIR601）ITU-RBT.601標(biāo)準(zhǔn)(CCIR601,美國稱為D1標(biāo)準(zhǔn))，對3種制式電視的取樣頻率和有效分辨率都作了統(tǒng)一規(guī)定。每一行的像素數(shù)目:PAL:13.5MHz=625×25×N=15625×N,

N=864NTSC:

13.5MHz=525×30×N=15734×N,

N=858有效（可顯示）像素均統(tǒng)一為：720720pel(有效取樣樣本)12/16

pel132/122

pel水平掃描線(64us)藍色為NTSC藍色為NTSC2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所33色度信號的取樣（CCIR601）人對顏色的敏感程度遠不如對亮度信號那么靈敏，所以色度信號的取樣頻率可以比亮度信號的取樣頻率低，以減少數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量。色度信號的取樣頻率有4種:

格式取樣頻率平均每個像素的樣本數(shù)4:4:4同亮度信號取樣頻率3樣本/像素4:2:2亮度信號取樣頻率的一半2樣本/像素4:1:1亮度信號取樣頻率的1/41.5樣本/像素4:2:0亮度信號取樣頻率的一半,1.5樣本/像素但隔行處理2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所34色度信號的4種取樣格式4:2:2亮度信號色度信號4:4:44:2:04:1:12023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所35

名稱

亮度(Y)

色度(Cb,Cr)

(行數(shù)/幀)

(像素/行)(行數(shù)/幀)

(像素/行)取樣格式CCIR6015767205763604:2:2CIF288360 144 1804:2:0QCIF144180 72904:2:0SQCIF96 12848644:2:0常用數(shù)字視頻信號的規(guī)格(CCIR601＝ITU-R601)

亮度的取值范圍:16(黑)-235(白)色度的取值范圍:16-240寬高比（aspect

ratio）幀寬高比 4:3，16:9像素寬高比2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所36數(shù)字視頻的記時Drop-frametimecode 00;02;51;20Non-drop-frametimecode 00:02:51:202023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所372023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所383常見數(shù)字視頻格式表6.6Windows和MacOS常用視頻文件類型文件類型縮略語來源于創(chuàng)建者文件信息和編碼平臺.movQuickTimeMovieApple不僅有視頻，還有純音頻QuickTime支持MIDI可以用QuickTime流傳輸服務(wù)器來進行文件流傳輸常用的編碼包括：Animation、SorensonVideo、H.264、PlanarRGB和CinepakAppleQuickTime播放器，Windows和Mac都支持.aviAudioVideoInterleave常用的編碼包括：微軟RLE、IntelIndeoVideo和Cinepak主要在Windows上使用，但Apple的QuickTime播放器也可以播放AVI文件.rm可以有很高的壓縮比允許根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連通速度來選擇壓縮級別可以用Real服務(wù)器進行流傳輸跨平臺需要Real播放器.wmv主要在WindowsMediaPlayer上播放.mpg.mpeg對于DVD視頻，可以將文件輸出為DVDMPEG-2格式跨平臺.flv支持Web服務(wù)器的累進下載在AdobFlashMedia服務(wù)器的支持下，可以流傳輸該文件SorensonSparkOn2VP6：支持alpha通道，即視頻可以有透明控制H.264跨平臺需要FlashPlayer來播放SWF文件，該文件調(diào)用或自己包含有FLV文件數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視是用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和數(shù)字傳輸技術(shù)的遠程通信系統(tǒng)。目前用的最多的是衛(wèi)星數(shù)字電視、地面數(shù)字電視和有限數(shù)字電視。使用制式有美國ATSCDTV、歐洲D(zhuǎn)VB和日本的ISDB數(shù)字電視圖像格式SDTVEDTVHDTV2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所39三、數(shù)字視頻的編輯處理2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所41模擬視頻編輯處理的方法

(線性編輯技術(shù))后期節(jié)目制作:將不同節(jié)目源的素材和特技效果組合在一起,提高節(jié)目質(zhì)量在一個“視頻切換器”的控制下，根據(jù)“編輯點”,控制若干錄放像機的工作，將幾個素材組合到一條磁帶上。從幾個輸入中選擇適當(dāng)?shù)膱D像源，在兩個圖像源之間作基本的變換，創(chuàng)造和獲得特殊效果。視頻切換器編輯機素材A/BRollEditor切換控制臺缺點：編輯過程復(fù)雜，出錯后難以修改，磁帶磨損嚴(yán)重，編輯次數(shù)受限制，影響質(zhì)量。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所42數(shù)字視頻編輯系統(tǒng)

(非線性編輯器)組成：以計算機、視(音)頻卡、SCSI硬盤和數(shù)字視頻編輯軟件為平臺，實現(xiàn)數(shù)字視頻的編輯加工。編輯過程:把電視節(jié)目素材存入計算機硬盤中，根據(jù)需要對不同長短、不同順序的素材進行任意的編輯，同時加上字幕特技和各種動畫，還能進行配音、配樂，最終方便快捷地一次性制成高質(zhì)量的節(jié)目。computerGUIInterfaceCRTDisk2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所43非線性編輯系統(tǒng)的優(yōu)點可以輸入多種不同格式的視頻素材、音頻素材和靜止圖像、圖形和計算機動畫，完成多層畫面的迭加；具有多個立體聲音頻通道，實現(xiàn)配音、配樂，圖象聲音能準(zhǔn)確同步，可以完成多種聲音特技效果。包含了數(shù)字特技機、字幕機、編輯機、調(diào)音臺的功能。進行鏈接式編輯，僅對編輯點和特技效果作記錄，并不進行不同節(jié)目片段的復(fù)制，因此編輯速度快，制作和修改方便，編輯精度可以精確到1幀。制作的節(jié)目可直接輸出到數(shù)字分量錄像機，也可進行D/A轉(zhuǎn)換后輸出到模擬錄像機，更可存在視頻服務(wù)器的硬盤中通過網(wǎng)絡(luò)直接送播控中心播出。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所442視頻編輯軟件常用視頻編輯軟件：①WindowsMovieMaker；②臺灣友立公司的會聲會影；③PinnacleStudio；④PinnacleEdition；⑤AdobePremiere。四、計算機合成視頻(計算機動畫)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所46什么是計算機動畫？計算機動畫是采用計算機生成可供實時演播的一系列畫面的一種技術(shù)。所生成的畫面系列可在計算機顯示屏上演示，也可轉(zhuǎn)換成視頻信息輸出。與模擬電視信號經(jīng)數(shù)字化得到的自然數(shù)字視頻相比，計算機動畫是一種合成數(shù)字視頻。計算機動畫綜合利用計算機科學(xué)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科的知識，用計算機生成絢麗多彩的連續(xù)的虛擬畫面，給人們提供了一個充分展示個人想像力和藝術(shù)才能的新天地。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所47計算機動畫分類SimulationAnimation三維動畫二維動畫2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所48計算機動畫的歷史1963年Bell實驗室制作了第一部計算機動畫片(二維)。三維計算機動畫的研究始于七十年代初，八十年代中后期進入實用化。九十年代初，計算機動畫應(yīng)用于電影特技，如1993年“侏羅紀(jì)公園”取得轟動性效應(yīng)，獲得了該年度的奧斯卡最佳視覺效果獎。1996年，世界上第一部完全用計算機動畫制作的電影《玩具總動員》上映,1998年放映的電影《泰坦尼克》中，船翻沉?xí)r乘客的落水鏡頭有許多是采用計算機合成的，從而避免了實物拍攝中的高難度、高危險動作。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所49計算機動畫的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域涉及娛樂、電視、教育和科研各方面,例如:影視領(lǐng)域中電影特技、片頭制作、動畫片制作、基于虛擬角色的電影制作等；商業(yè)：電視廣告制作，電子商務(wù)；教育領(lǐng)域中的輔助教學(xué)、實驗示教及集娛樂與教育于一體的教育軟件；科學(xué)研究領(lǐng)域中，用于科學(xué)計算可視化，復(fù)雜系統(tǒng)工程中動態(tài)模擬；軍事領(lǐng)域中的軍事訓(xùn)練、作戰(zhàn)模擬、訓(xùn)練模擬；娛樂行業(yè)，各種高檔、大型游戲軟件等。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所50傳統(tǒng)動畫制作過程所謂動畫，是指利用人的視覺殘留特性使連續(xù)播放的靜態(tài)畫面相互銜接而形成動態(tài)效果。傳統(tǒng)卡通動畫的制作過程：導(dǎo)演將劇本分成一個個分鏡頭，由高級動畫師確定各分鏡頭的角色造型，并繪制出一些關(guān)鍵時刻各角色的造型。由助理動畫師根據(jù)這些關(guān)鍵形狀繪制出從一個關(guān)鍵形狀到下一個關(guān)鍵形狀的自然過渡，并完成填色及合成工作。依次拍攝這一幀幀連續(xù)畫面，就得到了一段動畫片段。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所51計算機動畫制作過程計算機動畫是在計算機中建立景物的模型、設(shè)置它們的運動、生成逼真圖像并轉(zhuǎn)換成視頻信號的過程。三維計算機動畫制作過程分以下幾個階段：（1）建模（造型）（2）確定顏色和材質(zhì)(紋理)（3）設(shè)置燈光和攝像機位置（4）描述和設(shè)置動畫要求（5）圖像繪制（rendering）（6）輸出動畫結(jié)果2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所52動畫制作方式OpenGLDirectX操作系統(tǒng)3dsmaxMayaFlashMX2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所53

（１）建模使用建模工具直接進行建模patch可生成直紋面；skin可由多個不同的截平面線構(gòu)造物體；revolve可由母線旋轉(zhuǎn)成一個旋轉(zhuǎn)體；boundary可由三條或四條邊界構(gòu)造曲面；round可直接生成三個面相交處不同半徑的圓角。使用基本幾何形體，如球、柱、錐、臺、立方體等，通過調(diào)整曲面上的控制點或編輯點來進行所需要的造型，亦可通過布爾運算進行實體造型。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所54(2)顏色和紋理的確定顏色的設(shè)定：確定中間色、高光色、自發(fā)光色、透明色、反射區(qū)顏色等。調(diào)整高光區(qū)大小，高光區(qū)與中間色區(qū)過渡、反射率、折射率、反射次數(shù)、折射次數(shù)等。使用本色貼圖、高光區(qū)貼圖、透明區(qū)貼圖、白發(fā)光貼圖、反射貼圖、反射率貼圖、粗糙度貼圖、三維起伏貼圖等。調(diào)整貼圖參數(shù)，可得到金屬質(zhì)感，無高光非金屬和高光非金屬，自發(fā)光等質(zhì)感。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所55顏色和紋理的確定材質(zhì)(紋理)的設(shè)定：提供許多紋理模板，可直接做為貼圖使用，且調(diào)整方便，可以做材質(zhì)漸變的動畫。背景材質(zhì):輸入的各種素材圖像或紋理圖像均可作為背景。軟件本身提供了若干背景，如天空、地平面、云和太陽組成的自然環(huán)境等。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所56（3）設(shè)置燈光和攝像機位置燈光照耀在物體表面,顯現(xiàn)出物體表面的顏色和質(zhì)感，然后通過虛擬相機得到最后的圖像效果,這一步與確定顏色和材質(zhì)交替進行。在場景中設(shè)置燈光的數(shù)量,類型和位置。光源的類型:環(huán)境光、直射平行光、點光、白熾燈光、線光和面光源。每種光源又有多種參數(shù)可調(diào)，能生成許多特殊效果。如光通過霧氣的效果、光的棱鏡效果等。設(shè)定虛擬攝像機的位置,以及推、拉、搖、移和變焦等攝像機運動。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所57（4）運動的描述和設(shè)置動畫是運動中的藝術(shù)，運動是動畫的要素。運動（motion）指的是場景中任何一種系列的視覺變化，例如:景物位置、方向、大小和形狀的變化，景物表面紋理、色彩的變化,虛擬攝像機運動,其它。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所58（5）圖像繪制（rendering）圖像繪制有多種方法，最常用的是光線追蹤法（Raytracing）和光線投射法（Raycastimg）。它們能自動計算光線在物體間的反射、折射、透明及物體陰影、濃淡，使畫面更生動、更逼真。繪制的動畫圖像如果是電影用的，每一秒需24幀畫面，則計算機必須繪制生成24xn幀圖像（n是持續(xù)時間），如果是電視用的，則每秒需25或30幀畫面。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所59（6）輸出動畫結(jié)果為電視制作的計算機動畫必須使用相應(yīng)的視頻卡把計算機圖像轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號，記錄在廣播級錄像帶上。如果是為電影制作的動畫，則通過膠片機，把制作的動畫圖像輸出到膠片上。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所60小結(jié)：計算機動畫與圖形學(xué)場景造型：精度不必像工業(yè)設(shè)計那樣高，但對造型工具的靈活性及景物運動的可控性提出了更高的要求。提出了針對動畫應(yīng)用而設(shè)計的造型技術(shù)，如隱函數(shù)曲面造型技術(shù)和Catmull-Clark離散曲面造型技術(shù)等。由于簡單性和兼容性，多邊形網(wǎng)格模型在計算機動畫系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。繪制：隨著動畫技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的真實感圖形繪制技術(shù)必須予以改造，使之滿足動畫的需要。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所61運動控制的幾種方法關(guān)鍵幀（Keyframing）計算法(ProceduralandSimulation)運動捕獲技術(shù)重用以前的動作2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所62關(guān)鍵幀動畫關(guān)鍵幀動畫是基于動畫設(shè)計者提供的一組關(guān)鍵幀，自動產(chǎn)生中間幀的計算機動畫技術(shù)。關(guān)鍵幀動畫制作的步驟:腳本設(shè)計角色定義關(guān)鍵幀指定中間幀生成2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所63腳本中定義一系列要發(fā)生的運動腳本設(shè)計(Storyboardlayout)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所64定義動畫中每個角色。可以是幾何形狀,如線或多變形，另外每個角色的運動也必須定義對象(角色)定義

Object(role)definitions2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所65關(guān)鍵幀說明

Key-framespecifications

關(guān)鍵幀是動畫序列中某個時刻的一個詳細描述，包括該時刻該場景中所有角色的位置(1) (2) (3) (4)2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所66

關(guān)鍵幀之間是中間幀，通常兩個關(guān)鍵幀之間有3-5個中間幀生成中間幀

Generationofin-betweenframes2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所67結(jié)果2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所68通過計算進行運動控制運動控制方法 用于控制(描述)動畫形體隨時間而運動/變化（形狀、樣式、行為）的方法主要有:運動學(xué)（Kinematics）方法,動力學(xué)（Dynamics）方法，物理推導(dǎo)方法,隨機方法,刺激一響應(yīng)方法,行為規(guī)則方法,自動運動控制方法等。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所69算法動畫算法動畫

運動使用變換表（如旋轉(zhuǎn)、大小、位移、切變、扭曲、隨機變換、顏色改變等）進行描述和控制，每個變換由參數(shù)定義，而這些參數(shù)在動畫期間可按照任何物理定律（如運動學(xué)的和動力學(xué)定律）來確定，這些定律可以使用解析形式定義或使用復(fù)雜的過程如微分方程的解來定義。2023/1/12南京大學(xué)多媒體研究所70

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