6.1 动画的基本概念

6.1 动画的基本概念

6.1 动画基本概念

计算机动画是基于传统动画，借助计算机图形图像技术，从而快速发展起来的一项高新技术，动画能让多媒体信息更生动，更具表现力，从广义来讲，数字图形图像的运动显示效果均可称作动画。

6.1.1 动画的视觉原理

当我们在看电影、电视或者动画片之际，画面里的人物以及场景都是连续、流畅且自然的，不过当对一段电影或者动画胶片予以仔细观看之时，所看到的画面却根本不连续，唯有把胶片依照一定的速率投影到银幕之上才会产生运动的视觉效果，这种现象是因视觉残留而造成的，动画与电影恰恰是利用了人眼的这一视觉残留特性，一秒钟呈现给眼睛图像的数量决定了景物的「闪烁率」，当眼睛能够测出每一图像帧的时候，便会出现抖动，这是由于帧与帧之间的时间间隔太长。经实验证实，要是动画或者电影的画面刷新率处于24fps左右，那么人眼所看到的便是连续的画面效果。然而，每秒24帧的刷新率依旧会致使入眼感觉到画面出现闪烁，想要消除这种闪烁感，画面刷新率还得提升一倍。所以，每秒24帧的速率是电影放映的标准，它能够最为有效地让运动的画面保持连续流畅。可是，在电影放映的过程当中，存在一个不透明的遮挡板每秒遮挡24次，故而电影画面的刷新率实际上是每秒48次。这样就能有效地消除闪烁，同时又节省了一倍的胶片。

在我国，电视画面具备的刷新率状况是25fps。电视里不存在遮挡板，为了把闪烁现象给予降低等目的，以便达成和电影画面一样的效果，采用了交替传输这一技术。在传输一帧画面期间，首先所做之事是把画面的奇数行显示于屏幕之上（借此组成一个奇数场），接着所进行的是将画面的偶数行显示到屏幕上（以此组成一个偶数场），这两场画面共同形成一帧。交错扫描发挥着类似遮挡板的作用，进而减少了闪烁，使得收视效果得以提高。在逐行扫描的计算机显示器当中，画面刷新率的数值还要更高，通常处于75fps以上。

6.1.2 计算机动画的概念

计算机动画技术，是一种利用计算机来产生运动图像的技术，具体而言，它是利用计算机去产生以及处理帧画面上的图形与图像，能够交互地展开图形和图像的编辑、润色与声效结合，还可以将连续的画面进行实时演播的计算机技术。计算机动画的原理，与传统动画大体相同，只是在传统动画基础之上，将计算机技术运用到动画的处理与应用中，并且能够达成传统动画所无法达到的效果。因运用数字处理办法，动画的运动成效、画面色彩基调、纹理、光影呈现状况等能够持续变换，输出形式亦是多种多样。

早年的时候，计算机被运用来操控动画机械设备，这种做法削减了人工去调整摄影机位置以及校正动画摄制台的劳动强度。动画师针对每个镜头输入数量众多的指令，其中涵盖摄影机的高度，摄制台的x坐标值，摄制台的y坐标值等，还包含渐显、渐隐、推拉、摇移等参数。计算机自行计算拍摄各帧的参数，并且控制各个部件协同动作。计算机能够灵活且准确地控制镜头以及控制台的运动，进而产生各种各样摄影的特技效果。

由于计算机技术，特别是计算机图技术，快速地发展起来，计算机于动画领域里的应用持续拓展，计算机动画的内涵同样在持续拓展。计算机动画发展到现在，大体分成两个阶段，也就是计算机辅助动画，它也被称作「二维动画」，还有计算机生成动画，它也被称作「三维动画」。

现今，计算机动画已然演变成一个包含众多学科以及技术的综合范畴，它凭借计算机图形学，尤其是实体造型以及真实感显示技术（像消隐、光照模型、表面质感等）作为根基，关联着图像处理技术、运动控制原理、视频技术、艺术，甚至还涉及视觉心理学、生物学、机器人学、人工智能等领域，它因自身具备特点从而渐渐成为一门独立学科。

6.1.3 计算机动画的分类

计算机动画存在多样分类法，按差异化方式分类情形各异。依据运动控制方式，计算机动画能被划分成实时（Real-Time）动画以及逐帧（Frame-By-Frame）动画这两类。鉴于视觉空间存在差异，计算机动画还能够被分为二维动画、三维动画。

1．实时动画

实时动画亦称作算法动画，其运用各类算法去达成运动物体的运动控制，于实时动画里，计算机一边展开计算同时进行显示即可产生动画效果，然而在逐帧动画当中，计算机生成每一帧画面需耗费一定时间，为达成动画效果必须于所有画面皆生成完成后集中一块进行播放方可，游戏软件大多是以实时动画为主，电子游戏机的运动画面属一种实时动画，在操作游戏之际，人与机器之间的作用全然是实时、快速的。实时动画通常无需记录于磁盘之上，于观看之际能够自显示器直接进行实时展现，呈现出来。

在实时动画里头，计算机针对输入的数据展开快速处理，于人们察觉不到的时间之内把结果呈现出来。如此这般的响应时间大概处在0.01 - 0.1s 之间，不然屏幕上面的画面便会有不连续的感受。实时动画的响应时间跟诸多因素存在关联，比如说，主机的工作速度怎样，图形计算运用的是硬件还是软件，所描绘的景物是简单或者复杂，生成的图像是大还是小等等。伴随计算机技术的发展，在不久的将来会出现实时的高分辨率、高质量的三维动画。

2．逐帧动画

名为逐帧动画的这种动画形式，也被叫做帧动画或者关键帧动画，也就是借助一帧一帧去显现动画的图像序列这种方式，来达成运动的效果，呈现情况如图 6.1 所示。当下，三维动画普遍采用逐帧生成画面的做法，有时生成一帧竟需几分钟甚至几个小时，生成后的画面记录于磁盘上之后再进行连续播放。制作者得持有一定的制作经验，原因在于任何非实时的画面给予人们的节奏感跟实际播放时所产生的感觉，是截然不同的。出现因错觉致使意料之外的视觉效果时，仅有回过头去再度调整时间分配以及节奏变化，方可取得满意的效果。

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