计算机动画是指用绘制程序生成一系列的景物画面,其中当前帧画面是对前一帧的部分修改动画是运动中的艺术,正如动画大师John}lalas所讲的,运动是动画的要素当然,这里所讲的运动不仅指景物的运动,还包括虚拟摄像机的运动、纹理、色彩的变化等所以,计算机动画中的运动泛指使画面发生改变的动作1.关键帧动画关键帧的概念来源于传统的卡通片制作在早期Walt【)isney的制作室,熟练的动画师设计卡通片中的关键画面,也即所谓的关键帧,然后由一般的动画师设计中间帧在三维计算机动画中,中间帧的生成由计算机来完成,插值代替了设计中间帧的动画师所有影响画面图象的参数都可成为关键帧的参数,如位置、旋转角、纹理的参数等关键帧技术是计算机动画中最基本并且运用最广泛的方法在动画设计中,动画师经常需调整物体运动的轨迹来观察物体运动的效果,交互的速度是一个很重要的因素wafc等提出了用向前差分加查找表的方法来提高交互的速度.在精度要求不是很高的情况下,他们的方法非常有效从原理上讲.关键帧插值问题可归结为参数插值问题,传统的插值方法都可应用到关键帧方法中但关键帧插值又与纯数学的插值不同,它有其特殊性为了很好地解决插值过程中的时间控制问题,Steketee等提出了用双插值的方法来控制运动参数.其中之一为位置样条,它是位置对关键帧的函数;另一条为运动样条,它是关键帧对时间的函数。2.变形物体的动画一般的刚体动画,虽然也能给人带来眼花缭乱的视觉效果,但总是缺乏生气传统动画的~个显著特点是赋予每个角色以个性,并以形状变形来渲染某些夸张的效果虽然传统动画的许多效果用三维动画还很难做到,但计算机动画的研究者们在形状变形方面已做了不少出色的工作对于多边形表示的物体,物体的变形可通过移动其多边形顶点来达到但是,多边形的顶点以某种内在的连接关系相关连,不恰当的移动很容易导致三维走样问题,比如原来共面的多边形变成了不共面的.参数曲面表示的物体可较好地克服上述问题.移动控制顶点仅仅改变了基函数的系数,曲面仍然是光滑的,所以参数曲面表示的物体可处理任意复杂的变形但是,参数曲面表示的物体也会带来三维走样问题,由于控制顶点的分布一般比较稀疏,物体的变形不一定是我们所预想的;对于由多个面拼接而成的物体,变形的另一个限制是需保持相邻曲面间的连续性3.过程动I里J过程动画指的是用一个过程去控制物体的动画.过程动画经常牵涉到物体的变形,但与前面所讨论的柔性物体的动画不一样在柔性物体的动画中,物体的形变是任意的,可由动画师任意控制的;在过程动画中,物体的变形则基于一定的数学模型或物理规律Reeves的粒子系统是过程动画的较早工作,他于1983年所发表的论文中成功地提出了一种模拟不规则模糊物体的景物生成系统后来,Reeves和Blau发展了粒子系统.他们用”vj1umeffininga’基本单元去生成随时间改变形状但又基本保持不变的实体,如草叶随风的飘动粒子系统的一个主要的忧点是数据库放大的功能,粒子系统还可用来模拟由风引起的泡沫和溅水的动画最近,Reed等人用粒子系统成功地模拟了闪电在生物界,许多动物如鸟、鱼等以某种群体的方式运动这种运动既有随机性,又有一定的规律性最近几年,布料动画成了人们感兴趣的研究课题布料动画的一个特殊应用领域为时装设计,它将改变传统的服装设计过程,可让人们在衣服做好之前看到服装的式样和试穿后的形态。目前,计算机动画已进入实用阶段,国际上涌现了许多优秀的动画软件。用于图形工作站上成熟的商品化动画软件主要有美国的WAVEFRoNT、加拿大的soFT[MAGE和ALIAs等;用于微机上的有3DsTuDIo一些动画领域新的研究成果得到了迅速的应用。如粒子系统、群体运动、FFD变形技术、动力学模型、关节运动、二维morplfing技术等都可从这些优秀软件中见到。这些动画软件由于各自的特色和优势,都拥有广阔的市场,并都在不断推陈出新,逐步完善和改进。计算机动画的内容多,范围广,发展很快,是一个很有前景的研究方向。(上接第44页)(3)建筑业员工教育培训的方式与内容缺乏针对性。(4)没有制度保障,学习培训不连续.技术培训缺乏正常和强有力的%0度保证是目前普遍存在的现象。4.2建筑业教育培训的展望和建议加强建筑系统员工教育培训的对策是,以人才资源开发为核心,以提高一线工作人员技能为基础,以专业技术和高技能人才为重点,生产操作人员培训是建设教育工作中的重点。同时,大力健全建设行业职业资格证书制度,不断调整和改善队伍的专业知识结构,提高队伍的综合素质和竞争能力,才能够实现又好又快的发展。(1)要从战略高度和发展切实加强业务技术培训的学习工作.要克服短期行为。(2)采取激励机制.改变技术高低待遇相同的现状。(3)搞清经济、科技、教育三者的关系;搞清教育培训与解放和发展生产力的关系。(4)树立动态的连续不断的开发人力资源思想,认识到产业结构,产品结构的调整,以及科技的不断进步引起的就业人员结构调整,要求教育培训必须与之相适应五、结语建筑工程教育培训管理不仅仅是针对一线的建筑工作人员,更是在管理层以及战略层起着决定性的作用。通过对员工的再教育培训,增强员工的技能,培养战略领导层应对市场变化的能力,从而提高企业的综合实力,不断的适应越来越激烈的竞争市场!
计算机动画(Computer Animation),又称电脑绘图技术,是通过使用计算机制作动画的艺术。它是计算机图形学和动画的子领域。它越来越多的借助于三维计算机图形学,虽然二维计算机图形学仍然被广泛使用着。有时动画最后使用的地方就是计算机本身,有时候则是另外的媒体,譬如电影。
为了制造运动的影像,画面显示在计算机屏幕上,然后很快被一幅和前面的画面相似但移动了一些的新画面所代替。这个技术和电视和电影制造移动的假象的原理一样。
三维计算机动画本质上是定格动画(stop motion,或称静帧采集)的数字化后代;动画中的形象建立在计算机屏幕上并被装上了一个骨架。然后,三维形象的四肢,眼睛,嘴巴,衣服由动画制作者来操纵。最后,动画由计算机绘制出来。
一个简单的例子 计算机动画实例
画面被清空至背景颜色, 例如黑色。 然后一只山羊被画在屏幕的右边。接下来屏幕再次被清空,但是山羊被画在比原来稍偏左一点的位置。这个过程被重复,每次画的时候山羊都向左移动一些。如果这个过程重复得足够快的话,山羊看起来就会像是在平滑地向左移动。 这个基本原理也被电视和电影广泛使用。
解释
要成功欺骗眼和脑,使它们觉得看到了平滑运动的物体,图片更换的速度必须达到大约12帧每秒(一帧就一幅完整的图像)。到70帧每秒的时候,真实感和平滑度不能再有改善了,因为眼和脑的处理图像的方式使得这个速度成为极限。12帧每秒以下的速度,多数人能够觉察到绘制新图片所引起的跳跃性,这使得真实运动的假象受到干扰。传统手工卡通经常使用15帧每秒的速度以节约所需的画数,由于卡通的风格这通常是可接受的。由于更多的帧数能提高真实感,通常计算机动画要求有更高的帧率。
高速的时候没有跳跃感的原因在于“视觉暂留.” 时不时地,眼和脑一起工作把你所看的景象存储几分之一秒,然后自动将小跳跃"平滑掉"。电影院里播放的电影通常以24帧每秒运行,这足以产生连续运动的假象。
设备
计算机动画可以用计算机和动画软件制作。一些常见的动画软件包括:Amorphium (3D), 造型软件 (3D), Ray Dream Studio (3D), Bryce, Cinema 4D, 玛雅, Blender, Truespace (3-D), 3D Studio Max (3D) 以及 SoftImage XSI (3D)。它们的价格随着目标市场的不同而有很大不同。有些令人印象深刻的动画可能用相当简单的程序生成。但是,在普通家用机上绘制会耗时很久。电子游戏动画制作者倾向于是用低分辨率,低多边形数的绘制器,使得图形得以在家用机上实时绘制。高真实感动画在这种情形下是不现实的。
电影,电视和录像的专业动画师采用高细节层次的真实感动画。这种电影动画在家用机上可能要花几十几百年来制作。所以,很多强大的工作站被用来干这个。图形工作站比家用机快100多倍,并且长于着色。大量的工作站(称为着色农场)联机起来,象一个巨型机那样工作。这样一部计算机动画电影可以在一到五年完成(当然这不只包括绘制)。一个工作站通常价值$5000到$25000。Pixar的Renderman动画软件被广泛用于电影动画的行业标准。它可以约$5000至$8000在Pixar官方网页上购买。它只运行于基于Linux的图形工作站。专业人员也采用数字摄像机,运动捕获或者表演捕获,蓝屏,影片编辑软件,小道具,以及其他工具来制作动画电影。
技术细节
当一幅图像被绘制到屏幕上,通常它先被绘制到成为后缓冲的地方。计算机在那里绘制图像,在全部完成之前作各种改动。而计算机在绘制时,屏幕显示称为主缓冲或活动缓冲的地方的内容。
当图像完成时,计算机告诉屏幕从后缓冲显示新的内容。有两种做法:把后缓冲的内容拷贝到主缓冲(或称活动缓冲—其内容正在被显示的缓冲)或者交换两个缓冲,把后缓冲变成新的主缓冲。这种情况下,主缓冲变成了后台缓冲。这个进程通常称为双重缓冲,或者非正式的叫做"翻转"("flipping"),因为计算机翻转了主缓冲和后台缓冲的使用。
这个变换必须在用户注意不到的时候发生。所以,它必须在称为"v-sync"垂直同步的时候开始。在阴极射线管中,v-sync发生在电子枪到达屏幕右下角时,电子束必须重新回到屏幕的左上角。这个动作很快,当它往回移动的时候,电子枪原来投射的影像还残留在屏幕上。在电子枪重定位的时候,计算机有足够的时间翻转两个缓冲,这样电子枪下次扫描出来的就是新图像。新图像会继续被反复绘制直到缓冲再次翻转。
如果计算机没能等待v-sync,就会看到称为精灵断裂(sprite breakup)或图像断裂的情况。这是相当不良的情况,需要尽量避免以保持运动的假象。
前景
动画的前景很难想象,我们无法知道下一步会是什么。每天都有新的软件,新的绘制技术问世,把整个领域推翻。有些功能如此优秀以至于价格几万美元。
将来,有些人认为现在的动画(2D, 3D)将被虚拟现实所取代;也就是说电影的观众会看到自己处在电影里面象一个站在旁边观看的人。没人知道计算机动画能走多远。
应该是三维动画吧,一个就是软件了,PS,3DSMAX,MAYA,这是主要的软件,3DSMAX和MAYA可以选其一,都是三维处理软件,当然还有一些ZBRUSH等的辅助软件,再一个就是技术上的,大概流程是:1.模型(角色,场景)2.贴图 3.动画(角色动画和摄影机动画)4.灯光渲染出图5.最后就是在后期软件Combustion或者After Effects 等等进行后期合成和剪辑.