计算机动画技术.docx

1、计 算 机 动 画 技 术施 寅 主 编清 华 大 学 出 版 社( 京 ) 新 登 字 158 号内 容 提 要本 书 是 为 广 大 计 算 机 动 画 爱 好 者 了 解 和 学 习 计 算 机 动 画 技 术 而 编 写 的 。 全 书 分 为 动 画 基 础与 软 件 使 用 两 大 部 分 。 其 内 容 有 : 绪 论 , 计 算 机 动 画 的 图 形 基 础 , 二维 动 画 技 术 , 三 维 动 画 技 术 , 计 算 机 动 画 的 设 计 和 创 意 , 3D Studio 软 件 的 使 用 , Alias 软 件 的 使 用 , SO F T IM A GE 软

2、件 的 使 用 , WA V EF RON T 软 件 的 使 用 , T DI 软 件 的 使 用 。本 书 可 作 为 大 专 以 上 有 关 专 业 师 生 的 教 学 参 考 书 , 也 可 作 为 计 算 机 技 术 人 员 , 影 视 工 作 者 , 广告 策 划 、 创 意和 设 计 人 员 , 电 脑 动 画 制 作 人 员 以 及 广 大 美 工 人 员 的 技 术 参 考 书 。版 权 所 有 , 翻 印 必 究 。 本 书 封 面 贴 有 清 华 大 学 出 版 社 激 光 防 伪 标 签 , 无 标 签 者 不 得 销 售 。图 书 在 版 编 目 ( CI P ) 数

3、 据计 算 机 动 画 技 术 / 施 寅 主 编 .北 京 : 清 华 大 学 出 版 社 , 1995ISBN 7-302-01881-2 . 计 . 施 . 动 画 -图 象 处 理 -计 算 机 应 用 . T P 391.4中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 ( 95) 第 08904 号出 版 者 : 清 华 大 学 出 版 社 ( 北 京 清 华 大 学 校 内 , 邮 编 100084)印 刷 者 : 清 华 园 印 刷 厂发 行 者 : 新 华 书 店 总 店 北 京 科 技 发 行 所开 本 : 78 1092 1/ 16 印 张 : 20. 75 字 数

4、: 490 千 字版 次 : 1995 年 9 月 第 1 版 1995 年 9 月 第 1 次 印 刷书 号 : ISBN 7-302-01881-2/ T P852印 数 : 00015000定 价 : 21.00 元前 言计 算 机 动 画 ( Computer A nimation) 是 在 常 规 动 画 的 基 础 上 , 使 用 计 算 机 图 形 技 术 而迅 速 发 展 起 来 的 一 门 高 新 技 术 。 它 的 出 现 , 不 仅 缩 短 了 动 画 制 作 周 期 , 而 且 产 生 了 原 有 动 画 不 能 比 拟 的 视 觉 效 果 。 计 算 机 动 画 为

5、广 大 影 视 工 作 者 提 供 了 一 种 新 颖 的 创 作 方 法 , 为 人 类 文 化 生 活 增 添 了 一 个 独 特 的 艺 术 形 式 。几 年 前 , 人 们 还 不 知 道 计 算 机 动 画 是 怎 么 一 回 事 儿 , 而 今 天 却 呈 现 在 亿 万 观 众 的 眼前 。 第 十 一 届 亚 运 会 吉 祥 物 熊 猫 盼 盼 的 动 人 形 象 , 每 天 中 央 电 视 台 的 “新 闻 联 播 ”的 电 视 片 头 , 不 少 电 视 广 告 中 奇 妙 精 彩 的 画 面 , 都 给 广 大 观 众 留 下 了 深 刻 的 印 象 。 不 少 人 询

6、问 : 计 算 机 动 画 是 如 何 产 生 的 ? 什 么 是 二 维 动 画 ? 什 么 是 三 维 动 画 ? 我 能 制 作 电 脑 动 画 吗 ? 怎 么 就 能 创 作 出 如 此 神 奇 的 形 象 和 动 作 ? 。其 实 , 在 国 外 工 业 发 达 国 家 , 很 早 就 开 始 了 计 算 机 动 画 的 研 究 工 作 。 近 几 年 来 , 几 乎 每 年 都 有 数 以 千 计 的 影 片 和 作 品 问 世 , 大 量 电 视 节 目 的 片 头 与 广 告 片 段 使 用 计 算 机 动 画 技术 制 作 , 越 来 越 多 的 模 拟 与 仿 真 靠 计

7、算 机 动 画 来 完 成 。 计 算 机 动 画 系 统 的 软 、 硬 件 技 术 达 到 了 相 当 高 的 水 平 。当 前 , 我 国 的 计 算 机 动 画 进 入 了 一 个 崭 新 的 实 际 应 用 和 蓬 勃 发 展 的 阶 段 。 有 关 人 士 把 眼 光 转 向 这 一 行 业 , 纷 纷 投 资 论 证 , 不 少 外 商 到 国 内 寻 求 合 作 伙 伴 , 制 作 单 位 如 雨 后 春 笋般 地 建 立 起 来 , 动 画 创 意 和 制 作 人 员 颇 受 青 睐 。 在 今 后 的 几 年 中 , 我 们 会 看 到 : 国 外 的 先 进 动 画 设

8、备 与 技 术 将 陆 续 引 进 ; 国 产 的 动 画 系 统 将 不 断 推 出 , 国 内 许 多 优 秀 作 品 竞 相 争 艳 , 制 作 和 研 究 的 水 平 将 日 益 提 高 , 国 外 制 作 动 画 订 单 会 纷 至 沓 来 。 计 算 机 动 画 光 辉 灿 烂 的 明 天 就 在 亿 万 观 众 的 面 前 。计 算 机 动 画 也 是 技 术 与 艺 术 相 结 合 的 产 物 。 它 需 要 计 算 机 技 术 与 影 视 动 画 技 术 的 互 相 渗 透 , 也 需 要 计 算 机 工 作 者 与 影 视 美 术 工 作 者 密 切 配 合 。 作 者 原

9、 是 学 工 程 技 术 的 , 对 艺 术 是 望 洋 兴 叹 , 不 过 在 这 几 年 的 实 际 工 作 中 , 向 艺 术 工 作 者 吸 取 了 不 少 艺 术 营 养 。 同 时 也 深 感 到 , 他 们 也 学 到 了 许 多 计 算 机 的 初 步 知 识 。鉴 于 至 今 很 少 见 到 有 关 计 算 机 动 画 的 书 籍 , 而 手 头 的 一 些 非 正 式 出 版 物 虽 为 介 绍 计算 机 动 画 作 出 了 宝 贵 的 贡 献 , 但 还 不 能 满 足 广 大 读 者 的 要 求 。 作 者 在 这 些 读 物 的 基 础 上 , 增 加 一 些 自 己

10、 近 几 年 来 制 作 动 画 的 经 验 , 编 写 了 本 书 , 献 给 广 大 动 画 爱 好 者 。全 书 分 为 动 画 基 础 和 软 件 使 用 两 个 部 分 , 共 有 10 章 。 在 编 写 时 , 作 者 力 求 以 通 俗 易 懂 的 内 容 论 述 有 关 动 画 的 原 理 、 方 法 和 技 术 , 书 的 最 后 还 附 有 小 词 典 。本 书 具 有 以 下 特 点 :( 1) 以 传 统 动 画 为 开 导 , 重 点 阐 明 计 算 机 动 画 的 原 理 和 方 法 ;( 2) 在 二 维 绘 画 、 二 维 动 画 的 基 础 上 重 点 阐

11、明 三 维 动 画 的 原 理 与 制 作 技 术 ;( 3) 理 论 联 系 实 际 , 着 重 介 绍 动 画 制 作 的 若 干 实 际 问 题 , 流 行 动 画 软 件 的 使 用 方 法 等 ;( 4) 采 用 技 术 与 艺 术 相 结 合 的 原 则 , 以 阐 明 技 术 为 主 , 也 适 当 加 入 艺 术 方 面 的 知 识 。 参 加 本 书 编 写 的 有 : 施 寅 ( 第 1、 2、 3、 4 章 、 第 6 章 部 分 节 ) , 吴 克 勤 ( 第 5 章 ) , 李 向 前( 第 6 章 部 分 节 ) , 胡 俊 、 王 方 石 ( 第 7 章 ) ,

12、谢 斌 ( 第 8 章 ) , 刘 希 东 ( 第 9 章 ) , 匡 葵 ( 第 10 章 ) 。 由 施 寅 担 任 主 编 。 由 于 我 们 对 计 算 机 动 画 技 术 知 识 了 解 有 限 , 实 践 经 验 也 不 多 , 所 以 书 中 难 免 有 错 误 和 不 足 之 处 , 望 读 者 批 评 指 正 。最 后 , 要 提 及 的 是 , 书 中 附 有 的 插 图 , 很 多 摘 自 书 后 列 出 的 参 考 文 献 , 有 些 则 在 北 方 交 通 大 学 计 算 机 图 形 学 实 验 室 内 生 成 。 在 此 一 并 表 示 感 谢 。作 者 一 九 九

13、 四 年 九 月 目 录第 1 章 绪 论 11.1 动 画 的 基 本 原 理 11.1.1 动 画 的 由 来 11.1.2 动 画 的 定 义 31.1.3 动 画 的 原 理 41.2 传 统 动 画 41.2.1 动 画 片 的 生 产 过 程 41.2.2 格 、 幅 、 关 键 帧 和 中 间 画 51.2.3 摄 影 特 技 81.3 计 算 机 动 画 91.3.1 二 维 动 画 91.3.2 三 维 动 画 101.3.3 逐 帧 动 画 与 实 时 动 画 111.4 计 算 机 动 画 系 统 131.5 计 算 机 动 画 的 应 用 141.5.1 电 影 业 1

14、51.5.2 电 视 片 头 和 电 视 广 告 161.5.3 科 学 计 算 和 工 业 设 计 171.5.4 模 拟 、 教 育 和 娱 乐 17第 2 章 计 算 机 动 画 的 图 形 基 础 192.1 图 形 和 图 象 192.2 计 算 机 图 形 显 示 器 202.2.1 CR T 图 形 显 示 器 202.2.2 光 栅 扫 描 显 示 器 212.2.3 图 形 板 252.3 彩 色 模 型 262.3.1 光 与 彩 色 262.3.2 三 基 色 原 理 272.3.3 彩 色 模 型 272.4 图 形 变 换 292.4.1 坐 标 系 292.4.2

15、图 形 变 换 过 程 31 2.5 自 由 曲 线 和 曲 面 332.5.1 基 本 概 念 332.5.2 Bezier 曲 线 和 曲 面 352.5.3 B 样 条 曲 线 和 曲 面 37第 3 章 二 维 动 画 技 术 403.1 关 键 帧 和 中 间 画 的 生 成 403.1.1 计 算 机 在 二 维 动 画 中 的 作 用 403.1.2 画 面 的 输 入 403.1.3 中 间 画 的 生 成 423.1.4 上 色 技 术 433.2 绘 画 系 统 453.3 渐 变 、 抖 动 、 反 走 样 和 M or phing 463.3.1 渐 变 技 术 463

16、.3.2 抖 动 技 术 473.3.3 反 走 样 473.3.4 M or phing 483.4 动 画 系 列 的 记 录 493.4.1 记 录 的 分 辨 率 493.4.2 胶 片 记 录 的 方 法 503.4.3 录 像 带 记 录 的 方 法 513.5 实 际 使 用 的 几 个 二 维 动 画 制 作 系 统 523.5.1 Q uick CE L 二 维 动 画 系 统 523.5.2 A XA 2D 动 画 制 作 系 统 533.5.3 A utodes k A nimat or P r o 动 画 软 件 56第 4 章 三 维 动 画 技 术 604.1 三

17、维 动 画 中 的 造 型 技 术 604.1.1 物 体 在 计 算 机 内 部 的 表 示 604.1.2 曲 面 造 型 624.1.3 体 素 造 型 634.1.4 三 维 物 体 的 生 成 654.2 三 维 动 画 中 的 运 动 控 制 664.2.1 三 维 动 画 的 分 类 664.2.2 关 键 帧 动 画 674.2.3 关 节 动 画 714.2.4 动 力 学 系 统 724.2.5 运 动 的 交 互 式 控 制 734.3 三 维 动 画 着 色 的 原 理 和 方 法 734.3.1 消 隐 算 法 73 4.3.2 材 料 及 其 属 性 764.3.3

18、 照 明 和 浓 淡 处 理 774.3.4 纹 理 及 其 贴 图 814.3.5 光 线 跟 踪 技 术 844.4 分 形 、 粒 子 系 统 和 运 动 模 糊 874.4.1 分 形 874.4.2 粒 子 系 统 884.4.3 运 动 模 糊 91第 5 章 计 算 机 动 画 的 设 计 和 创 意 925.1 目 的 925.1.1 电 视 台 台 标 935.1.2 隔 场 画 935.1.3 电 视 节 目 片 头 945.1.4 电 视 栏 目 片 头 945.1.5 电 影 片 头 955.1.6 电 视 广 告 955.2 色 的 象 征 与 效 果 1045.2.

19、1 色 的 象 征 1045.2.2 色 的 感 情 效 果 1055.3 构 成 1065.3.1 形 态 构 成 1065.3.2 色 彩 构 成 1075.4 运 动 1115.5 色 调 1125.6 感 觉 113第 6 章 3D Studio 软 件 的 使 用 1156.1 3D St udio 2.0 简 介 1156.1.1 3D Studio 2. 0 软 件 简 介 1156.1.2 3D Studio 2. 0 的 安 装 1166.1.3 3D Studio 2. 0 的 界 面 说 明 1176.2 二 维 造 型 模 块 的 使 用 1206.2.1 二 维 造

20、型 模 块 的 主 要 功 能 1206.2.2 二 维 图 形 的 绘 制 1216.3 三 维 放 样 模 块 的 使 用 1256.3.1 三 维 放 样 模 块 的 主 要 功 能 1256.3.2 三 维 物 体 的 生 成 1266.3.3 改 变 路 径 及 使 用 多 层 造 型 1296.3.4 三 维 造 型 工 具 133 6.4 三 维 编 辑 模 块 的 使 用 1406.4.1 三 维 编 辑 模 块 的 主 要 功 能 1406.4.2 编 辑 三 维 物 体 1406.4.3 着 色 与 显 示 1436.4.4 反 走 样 、 设 定 光 滑 组 、 光 源

21、距 离 及 雾 化 效 果 1496.5 材 质 编 辑 模 块 的 使 用 1546.5.1 材 质 编 辑 模 块 的 主 要 功 能 1546.5.2 编 辑 材 质 1546.5.3 各 种 贴 图 与 贴 图 坐 标 1596.6 关 键 帧 模 块 的 使 用 1636.6.1 关 键 帧 模 块 的 主 要 功 能 1636.6.2 动 画 制 作 举 例 1636.7 在 3D St udio 中 使 用 汉 字 1696.7.1 CCvect or 矢 量 汉 字 生 成 系 统 1706.7.2 生 成 DXF 格 式 的 矢 量 汉 字 1706.7.3 制 作 汉 字

22、动 画 1706.8 3D St udio 3. 0 的 新 功 能 1736.8.1 3DS 3. 0 的 新 功 能 173第 7 章 Alias 软 件 的 使 用 1757.1 Alias 软 件 概 述 1757.1.1 A lias 软 件 的 层 次 1757.1.2 A lias 软 件 的 界 面 及 操 作 窗 口 1757.1.3 A lias 中 的 一 些 控 制 及 显 示 工 具 1787.2 Alias 造 型 功 能 1817.2.1 基 本 概 念 1817.2.2 基 本 构 件 及 变 换 1827.2.3 曲 线 与 曲 面 2017.2.4 曲 面

23、的 修 改 与 修 剪 2077.2.5 完 善 造 型 的 其 它 工 具 2087.3 Alias 的 动 画 设 计 功 能 2097.3.1 基 本 概 念 2097.3.2 设 置 动 画 2117.3.3 修 改 动 画 2247.3.4 观 看 动 画 效 果 2287.4 Alias 中 生 成 真 实 感 图 形 的 技 术 2317.4.1 光 照 模 型 2317.4.2 纹 理 2357.4.3 光 源 243 第 8 章 SOFTI M AGE 软 件 的 使 用 2478.1 造 型 2488.1.1 基 本 概 念 2488.1.2 基 本 操 作 2488.2

24、运 动 2528.2.1 基 本 概 念 2528.2.2 基 本 操 作 2528.3 演 员 系 统 2538.3.1 基 本 概 念 2538.3.2 基 本 操 作 2548.4 材 质 2588.4.1 基 本 概 念 2588.4.2 基 本 操 作 2598.5 工 具 箱 264第 9 章 W AVE FRONT 软 件 的 使 用 2659.1 造 型 2679.1.1 基 本 概 念 2679.1.2 M odel 模 块 的 使 用 2689.2 材 质 2719.2.1 基 本 概 念 2719.2.2 P r oper ty 模 块 的 使 用 2739.3 运 动

25、2799.3.1 基 本 概 念 2799.3.2 P r eview 模 块 的 使 用 2799.4 图 象 后 期 制 作 2839.4.1 基 本 概 念 2839.4.2 Composer 的 使 用 283第 10 章 TDI 软 件 的 使 用 28610.1 三 维 造 型 28710.1.1 简 述 28710.1.2 基 本 操 作 28710.1.3 T DI -Amap 植 物 库 29010.2 动 画 设 计 29110.2.1 关 键 帧 动 画 29110.2.2 关 节 动 画 29110.2.3 剧 本 动 画 29210.3 贴 图 29410.3.1 简

26、 述 294 10.3.2 贴 图 的 类 型 29410.3.3 投 影 面 29610.3.4 对 贴 图 做 动 画 29710.4 调 节 着 色 29810.4.1 简 述 29810.4.2 基 本 操 作 29810.5 着 色 生 成 30510.5.1 基 本 操 作 305小 词 典 309 1第 1 章 绪 论1.1.1 动 画 的 由 来1.1 动 画 的 基 本 原 理动 画 的 发 明 早 于 电 影 。 第 一 个 动 画 装 置 叫 T haumatr ope, 见 图 1-1, 它 是 由 英 国 博 士J ohn P ar is 于 1820 年 发 明 的

27、 。 当 时 , 他 的 做 法 是 利 用 一 根 绳 子 系 在 一 个 两 侧 都 有 画 面 的 圆 盘 两 端 , 当 圆 盘 绕 绳 子 中 心 轴 旋 转 时 , 可 以 同 时 看 到 两 个 画 面 。 这 种 设 想 可 能 是 由 旋 转 硬 币 而 得 的 启 发 。真 正 产 生 活 动 画 面 的 第 一 个 设 备 是 ph enakis toscope, 见 图 1-2, 它 是 由 Jos eph P lateau 发 明 的 。 这 个 设 备 装 有 一 个 手 把 , 用 一 根 细 轴 从 上 部 穿 过 , 轴 的 两 端 连 着 可 以 转 动 的

28、 轮 子 。 一 个 轮 子 上 面 画 着 一 个 个 的 小 画 面 , 每 一 个 画 面 就 是 一 帧 。 为 了 观 察 动 画 , 观 察 者 位 于 圆 片 的 正 面 通 过 正 在 旋 转 轮 子 的 狭 缝 进 行 观 看 。 狭 缝 的 作 用 原 理 如 同 后 来 发 明 的 放 映 机 的 快 门 , 观 察 一 帧 仅 几 分 之 一 秒 , 而 不 是 总 是 看 到 画 面 , 如 图 1-2 所 示 。图 1-1 第 一 个 产 生 动 画 的 装 置 图 1-2 产 生 活 动 画 面 的 设 备另 一 个 重 要 的 动 画 工 具 叫 Zoet r

29、ope( 魔 轮 ) , 由 英 国 人 W illiam H or ner 于 1834 年 发 明 。 这 是 一 个 可 以 旋 转 的 笼 子 , 在 笼 子 的 四 周 侧 面 相 等 距 离 地 刻 有 狭 缝 , 当 笼 子 旋 转 时 , 可以 通 过 狭 缝 看 到 活 动 的 画 面 , 如 图 1-3 所 示 。早 在 摄 影 机 发 明 之 前 , 一 个 叫 爱 德 伍 特 谬 伯 力 杰 ( E adw ear d Mub rige ) 的 人 , 把 一匹 奔 跑 过 程 中 的 马 的 一 系 列 形 象 记 录 在 胶 片 上 。 他 采 用 的 方 法 是

30、: 用 一 条 绳 子 横 穿 马 路 , 另 一 头 连 着 一 个 照 机 的 快 门 , 每 一 个 相 机 拴 着 一 条 绳 子 。 这 样 , 当 马 跑 过 时 , 马 腿 的 动 作 先 后 打 开 了 每 一 个 相 机 的 快 门 。 后 来 , 他 发 明 了 Zoopr axiscope, 把 各 面 投 影 到 屏 幕 上 , 这 个 装 置 ( 见 图 1-4) 使 用 了 一 个 上 面 绘 有 画 面 的 玻 璃 圆 片 上 。 圆 片 在 旋 转 中 展 示 了 一 个 运 动周 期 , 然 而 一 个 完 整 的 周 期 只 有 半 秒 钟 , 时 间 太

31、短 了 。2图 1-3 “魔 轮 ”图 1-4 一 个 叫 Zoopraxiscope 的 装 置后 来 爱 米 尔 雷 恼 特 ( E mile R eynaud) 对 上 述 设 备 做 了 改 进 , 并 制 作 了 图 1-5 所 示 的 设 备 ( 叫 P r axinos cope) 。 他 使 用 了 一 个 投 影 屏 幕 , 活 动 的 画 面 能 反 射 到 屏 幕 上 , 并 于 1892 年 创 立 了 世 界 上 第 一 个 电 影 院 。另 外 一 种 可 以 看 到 动 画 效 果 的 方 法 是 快 速 翻 书 ( flip book ) 。 有 兴 趣 的 读

32、 者 不 妨 将 动3图 1-5 一 个 叫 P raxinoscope 的 装 置画 系 列 的 各 帧 画 面 分 别 画 在 每 页 上 , 然 后 按 顺 序 装 订 好 。 这 时 视 线 对 准 画 面 快 速 翻 动 各 页 时 , 可 看 到 其 中 的 活 动 图 象 。电 影 动 画 卡 通 片 是 在 1908 年 首 先 由 法 国 人 爱 米 尔 可 尔 ( E mile Cohl) 制 作 的 。 他 在 白 纸 上 画 上 黑 色 的 图 形 , 拍 摄 后 用 负 片 在 屏 幕 上 显 示 出 来 的 效 果 是 黑 色 背 景 呈 现 出 白 色图 形 。

33、随 着 实 际 需 要 和 真 实 动 作 的 改 进 , 动 画 技 术 在 以 后 几 年 内 得 到 很 大 的 发 展 , 其 中 涌 现 了 大 批 的 卡 通 片 。 这 些 卡 通 片 已 普 遍 利 用 了 透 明 的 赛 珞 璐 底 片 , 并 采 用 了 分 层 单 元 ( cell) 动 画 的 方 法 。本 世 纪 20 年 代 初 期 , 背 景 画 与 动 画 主 体 部 分 分 开 , 进 一 步 又 将 描 线 与 上 色 两 道 工 序分 开 。 1928 年 沃 特 迪 斯 尼 ( Walt Dis ney) 电 影 制 片 厂 开 始 制 造 动 画 卡

34、通 片 。 30 年 代 初 期 到 60 年 代 初 期 , 电 影 动 画 片 中 出 现 了 大 批 著 名 的 难 以 忘 怀 的 卡 通 片 , 它 们 深 深 地 抓 住 了广 大 公 众 的 吸 引 力 。 每 一 场 电 影 的 开 头 放 一 些 卡 通 片 已 成 为 司 空 见 惯 的 事 情 , 家 喻 户 晓 、 人 人 皆 知 的 米 老 鼠 ( M ickey M ous e) 、 唐 老 鸭 ( Donald Du ck ) 就 是 这 一 时 期 优 秀 卡 通 形 象 代 表 。卡 通 是 英 文 car t oon 的 音 译 , 意 思 就 是 漫 画

35、和 夸 张 , 动 画 艺 术 家 采 用 夸 张 拟 人 的 手 法将 一 个 个 可 爱 的 卡 通 形 象 搬 上 了 银 幕 , 因 而 把 动 画 片 称 为 卡 通 片 。1.1.2 动 画 的 定 义动 画 在 英 文 里 是 animation。 世 界 上 著 名 的 动 画 艺 术 家 、 英 国 人 约 翰 汉 斯 ( J ohn H alas ) 曾 指 出 :“运 动 是 动 画 的 本 质 。 ”, 也 有 人 说 :“动 画 是 运 动 的 艺 术 。 ”总 之 动 画 与 运 动 分 不 开 。下 列 两 种 定 义 是 公 认 的 :1. 动 画 是 一 门

36、通 过 在 连 续 多 格 的 胶 片 上 拍 摄 一 系 列 单 个 画 面 , 从 而 产 生 运 动 视 觉 的 技 术 , 这 种 视 觉 是 通 过 将 胶 片 以 一 定 的 速 率 放 映 的 形 式 而 体 现 出 来 。2. 动 画 是 一 种 动 态 生 成 一 系 列 相 关 画 面 的 处 理 方 法 , 其 中 的 每 一 帧 与 前 一 帧 略 有 不同 。虽 然 这 些 定 义 很 早 就 确 定 了 , 但 到 今 天 仍 不 失 其 正 确 性 。 不 过 , 需 要 补 充 和 修 改 的 是 :4动 画 不 单 是 记 录 在 胶 片 上 , 而 且 还

37、记 录 在 磁 带 、 磁 盘 、 光 盘 上 ; 放 映 的 方 法 不 单 使 用 灯 光 投 影 到 银 幕 上 的 方 法 , 而 且 使 用 电 视 屏 幕 、 计 算 机 显 示 器 、 投 影 仪 等 进 行 显 示 ; 动 画 中 不 单 是 实 体 在 运 动 , 而 且 颜 色 、 纹 理 、 灯 光 也 可 以 不 断 改 变 。1.1.3 动 画 的 原 理当 我 们 在 电 影 院 里 看 电 影 或 在 家 里 看 电 视 时 , 画 面 中 人 物 的 动 作 是 流 畅 的 、 自 然 的 和 连 续 的 。 但 是 我 们 再 仔 细 看 一 段 电 影 胶

38、片 时 , 看 到 的 画 面 一点 也 不 连 续 ( 见 图 1-6) 。 只 有 以 一 定 的 速 率 投 影 在 银 幕 上才 有 运 动 的 视 觉 效 果 , 这 种 现 象 可 以 由 视 觉 残 留 ( per sist ence of vision) 的 原 理 来 理 解 。有 一 个 实 验 表 明 , 当 两 个 小 灯 在 黑 暗 的 房 间 里 , 相 距 12m 远 , 让 这 两 个 小 灯 以 25 到 400ms( 1ms 为 1s) 的 时 间 间 隔 交 替 点 亮 和 熄 灭 。 观 察 者 看 到 的 是 一 个 小 灯 在 两 个 位 置 之 间

39、 跳 来 跳 去 , 而 不 是 两 个 灯 分 别 点 亮 和 熄 灭 的 情 形 。 这 是 由 于 一 个 灯 点 亮 时 在 人 的 视 觉 中 保 留 一 段 短 暂 的 时 间 , 还 未 消 失 时 另 一 个 灯 又 点 亮 , 观 察 者 在 视 觉 上 将 两 个 灯 混 合 为 一 个 灯 , 感 觉 到 只 有 一 个 灯 跳 来 跳 去 , 这 就 是 视 觉 残 留 的 原 理 。 大 型 文 艺 晚 会 的 彩 灯 产 生 流 水 似 的 视 觉 效 果 也 是 利 用 了 这 个 原 理 。我 们 坐 在 电 影 院 观 看 电 影 , 虽 然 放 映 机 中

40、有 一 个 不 透明 的 遮 挡 板 每 秒 遮 挡 24 次 , 我 们 看 到 的 却 是 连 续 流 畅 的 运 动 画 面 。 如 果 将 遮 挡 板 每 秒 遮 挡 的 次 数 降 低 , 那 么 画 面 开 始 出 现 闪 烁 。 所 以 24 帧 / s 已 成 为 公 认 的 放 映 标 准 。 每 秒 钟 24 帧 加 上 每 秒 遮 挡 24 次 , 电 影 画 面 的 刷 新 率 实 际 是 48。电 视 画 面 传 输 速 率 在 我 国 是 25 帧 / s。 电 视 中 没 有 遮 挡板 , 为 了 降 低 闪 烁 现 象 , 达 到 电 影 画 面 的 同 样 效

41、 果 , 采 用 了交 替 传 输 画 面 的 技 术 。 在 传 输 一 帧 画 面 时 , 首 先 是 画 面 的 奇图 1-6 胶 片 上 是 不 连 续 的 画 面数 行 ( 1, 3, 5, ) 显 示 到 屏 幕 上 ( 组 成 一 个 奇 数 场 ) , 然 后 是 画 面 的 偶 数 行 ( 2, 4, 6, ) 显 示 到 屏 幕 上 ( 组 成 一 个 偶 数 场 ) 。 两 场 画 面 形 成 一 帧 。 交 错 扫 描 相 当 于 有 遮 挡 板 起 作 用 , 从 而 减 少 了 闪 烁 , 提 高 了 收 视 效 果 。 欧 美 人 对 闪 烁 现 象 更 敏 感

42、, 因 此 电 视 机 传 输 的 速 率 是 30 帧 / s。 在 逐 行 扫 描 的 计 算 机 显 示 器 中 , 画 面 刷 新 率 还 要 高 , 一 般 要 到 76 帧 / s 。1.2.1 动 画 片 的 生 产 过 程1.2 传 统 动 画动 画 片 的 生 产 过 程 分 为 以 下 几 个 环 节 : 1. 剧 本如 同 故 事 片 一 样 , 动 画 片 通 常 叙 述 一 个 故 事 , 为 了 描 述 这 个 故 事 , 需 要 拟 定 下 列 三 个5材 料 : 用 几 句 话 就 把 故 事 大 概 说 清 楚 的 故 事 提 要 ;不 带 画 面 的 整 个

43、 故 事 的 详 细 叙 述 , 即 文 学 剧 本 ; 反 映 动 画 片 大 致 概 貌 的 分 镜 头 剧 本 ,也 叫 做 故 事 板 ( st or yboar d) 。2. 设 计 稿对 动 画 片 中 出 现 的 各 种 角 色 的 造 型 、 动 作 、 色 彩 、 气 氛 等 设 计 , 根 据 故 事 板 将 前 景 和 后 景 统 一 考 虑 , 设 计 者 必 须 完 成 手 稿 图 工 作 。3. 声 音 节 拍在 传 统 动 画 中 , 声 音 节 拍 一 般 在 动 画 处 理 前 确 定 下 来 , 因 为 动 作 必 须 与 对 话 和 声 音 相 配 合 。

44、4. 关 键 帧动 画 处 理 中 的 关 键 帧 ( 也 叫 做 原 画 ) , 由 经 验 丰 富 的 动 画 设 计 者 完 成 , 通 常 是 一 个 设 计 者 完 成 某 个 角 色 。5. 中 间 画中 间 画 是 那 些 位 于 两 个 关 键 帧 之 间 的 画 面 。 中 间 画 也 叫 做 动 画 , 相 对 于 关 键 帧 叫 原 画 而 言 。 中 间 画 由 辅 助 的 动 画 设 计 者 及 其 助 手 完 成 。6. 测 试原 动 画 初 稿 通 常 是 铅 笔 稿 图 , 为 了 初 步 测 定 造 型 和 动 作 , 可 将 这 些 图 输 入 动 画 测

45、试 台 进 行 测 试 , 这 一 过 程 叫 做 铅 笔 稿 测 试 。7. 描 线 上 墨把 铅 笔 稿 图 手 工 描 在 透 明 片 上 , 或 用 照 相 制 版 的 方 法 印 在 透 明 片 上 , 然 后 描 线 上 墨 。8. 上 色给 各 幅 画 面 在 透 明 片 上 涂 上 颜 料 , 这 个 工 作 需 要 耐 心 和 准 确 , 透 明 片 要 有 良 好 的 透 明度 。9. 检 查 动 画 设 计 者 要 在 拍 摄 之 前 再 次 检 查 各 镜 头 的 动 作 质 量 。 10. 拍 摄这 一 工 序 在 动 画 摄 制 台 上 完 成 , 动 画 摄 影

46、师 把 动 画 系 列 通 过 拍 摄 依 次 记 录 在 胶 片 上 。11. 后 期 制 作编 辑 、 剪 接 、 对 白 、 配 音 、 字 幕 等 后 期 制 作 工 序 都 是 必 不 可 少 的 。1.2.2 格 、 幅 、 关 键 帧 和 中 间 画动画 片 的 最 小 长 度 单 位 是 格 , 按 每 秒 24 格 计 算 , 十 分 钟 的 动 画 片 长 度 是 14400 格 。 在 卡 通 片 中 , 常 常 两 格 拍 摄 同 一 幅 画 面 ( 叫 一 拍 二 ) 或 三 格 拍 摄 同 一 幅 画 面 ( 叫 一 拍 三 ) 。 这 样 , 同 样 长 度 的

47、动 画 片 所 需 的 幅 数 减 少 为 原 来 的 1/ 2 或 1/ 3, 但 拍 摄 的 格 数 总 和 不 变 , 因 此 实 际 放 映 的 时 间 不 变 。动 画 片 中 的 每 一 幅 画 面 通 常 是 由 许 多 张 透 明 片 ( 以 下 简 称 明 片 ) 叠 合 而 成 的 。 每 一 张 明 片 上 都 有 一 些 不 同 对 象 或 对 象 的 某 一 部 分 , 我 们 把 这 种 有 特 定 意 义 的 对 象 叫 做 角 色 。 图 1-7 给 出 了 六 张 明 片 , 其 中 小 孩 的 头 、 左 手 、 右 手 、 眼 珠 和 嘴 、 衣 服 等

48、分 别 画 在 五 张 明 片 上 ,6图 1-7 六 张 明 片7而 桌 子 画 在 另 一 张 明 片 上 。 图 1-8 所 示 的 是 将 这 六 张 明 片 叠 合 一 起 组 成 完 整 一 幅 的 效 果 。图 1-8 六 张 明 片 组 合 成 一 幅 完 整 的 画 面关 键 帧 往 往 是 表 示 动 作 的 极 限 位 置 、 一 个 角 色 的 特 征 表 达 或 其 它 重 要 内 容 。 关 键 帧 的 选 择 主 要 由 经 验 丰 富 的 动 画 师 完 成 。 图 1-9 表 示 了 从 故 事 板 上 选 取 的 两 个 关 键 帧 。图 1-9 相 邻 的 两 个 关 键 帧从 故 事 板 上 取 下 来 的 关 键 帧 一 般 动 作 间 隔 还 偏 大 , 仍 不 容 易 画 出 中 间 画 。 为 此 , 在 这 些 关 键 帧 中 还 插 入 一 些 更 详 细 的 动 作 幅 度 更 小 的 关 键 帧 , 或 叫 小 原 画 。 图 1-10 所 示 是 为图 1-10 更 详 细 的 关 键 帧8图 1-9 中 两 个 关 键 帧 插 入 的 更 详 细 的 关 键 帧 。一 旦 关 键 帧 确 定 之 后 , 就 可 以 画 出 中 间 画 , 如 图 1-11 所 示 。 顾 名 思 义 ,