Способы применения компьютерной анимации
В настоящее время большой интерес к компьютерной графике и анимации.
Во многих организациях возникает потребность в рекламных объявлениях, листовках, буклетах. На данный момент появилась большая возможность использования графических программных средств. С компьютерной графикой ученики понимают его как создание рисунков и чертежей с помощью компьютера. А компьютерная анимация – это несколько более широкое явление, сочетающее компьютерный рисунок с движением.
Мы привыкли видеть фильмы, рекламные ролики, видеоклипы, игры, в которых присутствует компьютерная анимация, созданная при помощи определенных программ, это отрасль мультипликации и рекламы вызвала мировой интерес. Многие думают, что компьютерная анимация – это в первую очередь игры с виртуальной реальностью и рекламные ролики.
Так как компьютерная графика и компьютерная анимация – это наука.
Компьютерная анимация может быть двухмерной и трехмерной, существует и компьютерная перекладка. Поначалу художники-аниматоры воспринимали компьютер просто как помощника, который избавит их от самой трудной и скучной работы, но со временем выяснилось, что его возможности куда богаче: он позволяет имитировать любую технику, любые материалы, любой стиль. Однако даже самый совершенный компьютер остается всего лишь инструментом. Многие считают, что будущее – за компьютерными технологиями, и все же то, каким получится фильм, зависит только от сидящего за компьютером человека.
Цель работы: Изучить виды анимации. Познакомится с программным обеспечением для создания компьютерной анимации
Задачи:
- Изучить теоретические основы темы «Компьютерная анимация»;
- Составить список свободных, условно свободных и коммерческих программ позволяющих создать компьютерную анимацию;
План изучения теории
- Компьютерная графика. Виды компьютерной графики.
- Компьютерная анимация. Виды компьютерной анимации. Форматы (расширение) файлов содержащие анимацию.
- Программное обеспечение позволяющее создать компьютерную анимацию:
Технология компьютерной анимации 3D
Любая анимация представляет собой создание оптической иллюзии. За счет быстрой смены кадров наш мозг убеждает себя, что видит движущиеся объекты. Компьютерные программы позволяют обходиться от свойственной традиционной мультипликации многократной прорисовки каждого кадра. Цифровые технологии сделали возможным «оживление» картинки за счет векторной анимации (2D) и более реалистичной объемной 3D, для которой требуется мощное программное обеспечение, например, Maya или Cinema4D.
Отличие 3D-анимации от двухмерных движущихся изображений заключается в том, что иллюзия перемещения объектов реализуется в трех измерениях. Соответствующий софт необходим, поскольку вручную нарисовать трехмерную картинку просто невозможно.
Алгоритм «оживления» элементарного изображения в 3D Max включает следующие последовательные шаги:
- Точка A (1-й кадр) – статичное изображение шара в трехмерном пространстве (координаты X1, Y1, Z1).
- Точка B (25-й кадр) – положение шара в пространстве через одну секунду (координаты X2, Y2, Z2).
Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.
Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!
Скачивайте и используйте уже сегодня:
Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2022
Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере
ТОП сервисов и приложений, на которые следует перейти уже сегодня
3,7 MB
- Следующая контрольная точка, еще через секунду (25-й кадр), изменение положения шара в пространстве (координаты X2, Y2, Z2).
- Создатель анимированного изображения может установить, с какой точки камера будет смотреть на объект (координаты X3, Y3, Z3), а также задать направление падения светового луча на шар.
- После введения всех необходимых параметров запускается рендеринг, то есть процесс обсчитывания всех перемещений объекта.
Для получения реалистичной анимации компьютеру необходимо рассчитать:
- Какой путь проделает шар от первого до последнего кадра, каковы будут его координаты в каждой из этих 25 точек.
- Каким будет вид шара со стороны камеры для каждого кадра.
Итогом этих расчетов станет набор 25 последовательных изображений объекта в трех измерениях. На просмотр ролика зрителю понадобится не более секунды, а за счет моментальной смены статичных картинок мозг «увидит» перемещение шара в пространстве.
Технология компьютерной анимации 3D
Расчету финальной сцены предшествует «аниматик» – предварительный просмотр будущего ролика, на котором можно оценить композицию, поведение камеры, перемещение объектов в пространстве, определить посекундную длительность каждой сцены, чтобы затем, на заключительном этапе создания анимации, внести необходимые коррективы.
Понятие компьютерной анимации
До появления цифровых технологий анимация, то есть создание движущихся изображений, представляла собой довольно сложный процесс, занимающий большое количество времени. Массовое внедрение компьютеров позволило упростить работу аниматоров и значительно расширило их возможности.
Понятие компьютерной анимации
Сначала появилась компьютерная графика, а позже на ее основе возникла компьютерная анимация, которая представляет собой последовательную смену выстроенных в определенном порядке графических файлов. Изменяя форму объектов, аниматоры добиваются имитации их движения при просмотре ролика. Сфера применения компьютерной анимации обширна: она не ограничивается развлечениями, а также активно используется в различных типах приложений, в том числе для бизнеса, презентациях, в оформлении веб-сайтов, в рекламе.
Процедурная анимация
Создание роликов этого типа происходит целиком или частично на базе производимых компьютером расчетов. Используется несколько видов имитации, благодаря которым на экране удается воспроизвести реальность:
- Физическое взаимодействие между твердыми телами.
- Перемещение жидкостей и газов, мелких частиц.
- Движение мягких материалов (например, тканей и волос).
- Отклик скелета персонажа на внешние воздействия (Ragdoll).
- Автономное передвижение персонажа (Euphoria).
простой пример
Выбраны такие обои, как черный. В этом случае в правой части экрана нарисована коза. Следующий шаг — снова сделать экран черным и поместить козла немного левее исходного положения. Этот процесс повторяется, каждый раз перемещая козу немного левее. Если этот процесс повторить достаточно быстро, то будет казаться, что коза плавно движется влево. Эта базовая процедура используется для всех анимаций, созданных в кино и на телевидении.
Движущаяся коза — пример того, как изменить местоположение объекта. Более сложные преобразования свойств объекта, таких как размер, форма, световые эффекты или цвет, требуют компьютерных вычислений и рендеринга, а не простой процедуры дублирования или перерисовки изображений.
Основные области применения
Направления компьютерной графики:
Научная Визуализация объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.
Деловая Создание иллюстраций, используемых составления иллюстрации статистических отчетов. Используется в работе учреждений. Электронные таблицы.
Конструкторская Создание плоских и трехмерных изображений.
Используется в работе инженеров-конструкторов. Системы автоматизированного проектирования (САПР).
Иллюстративная Создание произвольных рисунков и чертежей.Paint.
Рекламная Создание реалистических изображений. Используется для создания рекламных роликов, мультфильмов, компьютерных игр, видеоуроков, видеопрезентаций.
Компьютерная анимация Создание движущихся изображений на экране монитора. JavaScript — браузерный язык . ActionScript — язык работы с приложениями Flash.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВИДОВ И МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ И АНИМАЦИИ
1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 25, имени Героя Советского Союза Остаева А.Е.
1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 25, имени Героя Советского Союза Остаева А.Е.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Компью́терная анима́ция — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений.
Раньше анимацию создавали вручную — карандашом и тушью на кальке. Потом стали применять компьютеры. В начале, использовали большие компьютеры, они назывались мейнфреймы. Потом создатели мультфильмов перешли на мощные графические станции.
А в наше время для того чтобы создать простой анимационный фильм, достаточно мощности обычного персонального компьютера.
Объектом исследования являетсясоздание компьютерной анимации.
Цель исследования:способы создания компьютерной анимации и программы для их реализации.
Гипотеза:Я считаю, что существует множество способов создания компьютерной анимации и программ для их реализации.
Задачи проекта:
провести обзор и анализ компьютерных программ предназначенных для создания анимации;
обозначить область применения;
провести практическую работу с использованием рассмотренных программ;
определить способы хранения.
Методы исследования:
анализ информационных источников;
тестирование программ при создании анимации;
рассмотрение алгоритмов создания анимации.
Основная часть
Практически с самого момента появления компьютеров появилась и компьютерная графика. В настоящее время можно сказать, что нет ни одной области в деятельности человека, где бы она ни применялась. Редко какой фильм обходится без компьютерной графики, не говоря уж о рекламе, издательском деле, анимации и компьютерных играх. Виртуальная реальность находит свою нишу в индустрии развлечений и видеоиграх. Число виртуальных галерей и развлекательных парков быстро растет. Практически ни одно производство не обходится без компьютерной графики.
Компьютерная графика появилась достаточно давно - уже в 1960-ых годах существовали полноценные графические системы. Сегодня принято пользоваться терминами компьютерная графика (КГ) и компьютерная анимация (КА). Понятие компьютерная графика включает все виды работ со статическими изображениями, компьютерная анимация имеет дело с динамически изменяющимися изображениями. Объединить графику и анимацию дает возможность аббревиатура КГиА.
Computer graphics - ввод, вывод, отображение, преобразование и редактирование графических объектов под управлением ЭВМ. (Борковский А.В. "Англо-русский словарь по программированию и информатике")
Computer animation - "оживление" изображений на экране дисплея, синтез динамических изображений на компьютере.( "Англо-русский словарь по вычислительной технике" п/р Е.К. Масловского)
В основе любой анимации лежит фиксация фаз движения объектов -определение в каждый момент времени их положения, формы, размеров и иных свойств, например цвета. Эту операцию называют фазовкой илитаймингом.
Компьютерная анимация — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. В отличие от более общего понятия «графика CGI», относящегося как к неподвижным, так и к движущимся изображениям, компьютерная анимация подразумевает только движущиеся. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений: векторная графика, растровая графика, фрактальная графика, трёхмерная графика (3D)
По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации.
Анимация по ключевым кадрамРасстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.Запись движенияДанные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники — Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере.Процедурная анимацияПроцедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды:Симуляция физического взаимодействия твёрдых тел.Имитация движения систем частиц, жидкостей и газов.Имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос).Расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием (Ragdoll).Имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа. Примером такой системы является программа Euphoria.Программируемая анимацияШирокое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:Java-Script — браузерный языкAction-Script — язык работы с приложениями FlashТак же компьютерную анимацию можно разделить на виды: Flash-анимация, покадровая классическая, 3D анимация.
Flash-анимация основана на принципе анимации по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.
Покадровая анимация (мультипликация) состоит в прорисовке всех фаз движения. Все кадры при этом являются ключевыми. Автоматическая анимация движения или формы заключается в рисовании ключевых кадров, соответствующих основным фазам или этапам движения, и последующем автозаполнении промежуточных кадров.
Трёхмерная компьютерная анимация - создание перемещающихся картин в трёхмерной цифровой среде, основана на упорядочивание последовательных изображений, такие изображения ещё называют «кадром». Этот процесс упорядочивания последовательных кадров называется моделированием. Таким образом, вместо обычной анимации, используя компьютер, можно создать трёхмерные объекты, которые выглядят и двигаются более реалистично, чем их двухмерные аналоги.
Область применения компьютерной анимации также как и компьютерной графики имеет большое применение в различных сферахITТехнологий:
художественная и рекламная.
Программы для создания анимации.
Двумерная анимация: Animator Pro, Animo , Autodesk ,Animator Studio, предназначенный для двумерного рисования и анимации, работает уже под Windows и, в отличие от предшественника, поддерживает звук. С его помощью можно отредактировать видеозапись, подготовить анимационный и звуковые ряды, и объединить все это вместе.
Трехмерная анимация: 3D Studio , 3D Studio MAX, программы работают под DOS, обеспечивает весь процесс создания трехмерного фильма: моделирование объектов и формирование сцены, анимацию и визуализацию, работу с видео. Кроме того, существует широкий спектр прикладных программ (IPAS-процессов), написанных специально для 3D Studio. Для создания трехмерной анимации на компьютерах IBM и Macintosh удобно пользоваться и пакетом Electric Image Animation System, включающим большой комплекс анимационных средств, спецэффекты, инструментарий для работы со звуком и генератор шрифтов с настраиваемыми параметрами. Хотя у этой программы нет средств моделирования, но зато есть возможность импорта свыше тридцати различных форматов моделей. Пакет также поддерживает работу с иерархическими объектами и средствами инверсной кинематики.
Один из флагманов современной трехмерной анимации на SGI - это пакет PowerAnimator фирмы Alias Wavefront. Его средства моделирования, поддерживающие работу со сложными иерархическими объектами и поверхностями, представляют собой один из наиболее мощных и удобных комплексов инструментов создания объектов на основе полигонов и, главное, сплайнов. Пакет позволяет создавать реалистичные образы, в частности, благодаря отличным возможностям освещения - направленного и рассеянного, с использованием бликов и других эффектов. Пакет поддерживает богатые средства затенения и техники придания реалистичности поверхностям, которые позволяют оживить гладкие и жесткие конструкции, неизбежно выдающие свое компьютерное происхождение. Возможен предварительный "быстрый" рендеринг. PowerAnimator содержит богатые инструменты анимации объектов, источников света и камер, отличный инструментарий для работы с частицами и автоматизации анимации.
Системы для работы с видео и компоновки.
Программа для редактирования видео Adobe Premiere, версии которой существуют для Windows и Macintosh, позволяет выполнять монтаж оцифрованного видео, статичных изображений и звуковых файлов.
Пакет Composer фирмы Alias|Wavefront для платформы Silicon Graphics содержит инструменты комплексного формирования сцены, средства видеозаписи и создания спецэффектов. Он позволяет создавать, редактировать и записывать видеопродукцию очень высокого качества, компоновать и микшировать анимационные клипы и отдельные кадры, вводить в них спецэффекты и тексты. Пакет предоставляет возможность увидеть не только окончательный результат своих трудов с полным разрешением, но и промежуточные результаты на экранчике пониженного разрешения. Composer поддерживает все кино- и видеоформаты и устройства работы с видео.
Программы для научной визуализации.
Adobe Photoshop — является платной программой.
Основное назначение программы Adobe Photoshop – создание фото реалистических изображений, работа с цветными сканированными изображениями, ретуширование, цветокоррекция, коллажирование, трансформации, цветоделение, создание анимированного покадрового изображения и другое.
GIMP — свободный графический редактор, который поддерживает больше тридцати форматов изображений, умеет работать со слоями, масками, фильтрами и режимами смешивания. Данный графический редактор позволяет создать анимационную графику В арсенале программы есть огромный спектр инструментов для цветокоррекции и обработки любых фотографий и изображений. GIMP чаще используется на операционной системе Linux.
Adobe Flash мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей.
Blender — свободный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки видео, а также создания интерактивных игр. Blender чаще используется на Linux
Бесплатная программа Toon Boom Animation-ish предназначена для создания анимации, поздравительных открыток, web-сайтов, презентаций и школьных проектов. Благодаря несложному интерфейсу подходит для школьников. Toon Boom Animation-ish - простая программа для создания мультипликации. Благодаря несложному интерфейсу программка подходит для широкой аудитории, включая детей. Привлекательное оформление и легкие в освоении инструменты рисования, делают процесс создания анимации увлекательным. Имеет привлекательное оформление и легкие в освоении инструменты рисования.
Honestech Claymation Studio - это бесплатная программа для создания "пластилиновых" мультфильмов. Из настоящего пластилина создаются образы, герои расставляются, передвигаются и фиксируются на цифровую фотокамеру, добавляется трансформация, фон, музыка, и - фильм готов
Pencil (Карандаш) – бесплатная программа с открытым исходным кодом для создания анимации. Кросплатформенная: для Mac OS X, Windows и Linux. Она позволяет создавать рисованную анимацию с использованием как растровой, так и векторной графики. В этой программе всё максимально просто – вы создаёте несколько векторных и растровых слоёв и, используя удобные для вас инструменты, покадрово рисуете мультфильм. Тут есть и «луковая кожура» (полупрозрачно видны несколько предыдущих кадров, для удобства рисования), и ключевые кадры, и экспорт в видеоформаты и swf, и поддержка планшетов.
Plastic Animation Paper (PAP). Для Windows. Профессиональная бесплатная программа для создания мультипликации, обладающая очень широкими возможностями. Шесть слоёв, управление освещением, специальные возможности для создания черновых набросков, настраивание под себя, возможность экспорта в другой формат, работа со звуком. На сайте разработчиков есть учебники, как работать в программе.
Компьютерная анимация отличается от обычной способом создания, технологиями, которые накладывают свой отпечаток на процесс. В целом же, принципы анимации будут едиными, независимо от того, используются ли цифровые устройства или художник творит на бумаге.
Несмотря на такую универсальность, доступ к компьютерной анимации открыт даже тем, кто не умеет рисовать или делает это на не очень высоком уровне. В нашей статье мы расскажем, каким принципам подчиняется компьютерная анимация, какие есть инструменты и как освоить это профессиональное направление с нуля.
История
- В течение первых 20 лет, когда впервые использовались компьютерные и анимированные изображения, эта технология все еще находилась в зачаточном состоянии и не оказала значительного влияния на кино- и телеиндустрию. Чтобы узнать о новаторском историческом периоде компьютерной анимации, соответствующем 1960 -м и 1970 -м годам , см. Хронология компьютерной анимации в кино и на телевидении .
- Первыми двумя фильмами, полностью сгенерированными компьютером , были «Трон » ( 1982 ) и «Последний истребитель» ( 1984 ). Это были коммерческие неудачи, из-за которых большинство режиссеров оставляли такие изображения для зрителя, чтобы он намеренно думал о созданных компьютером элементах или персонажах в самой выдумке пьес, которые они смотрели.
- Первый по-настоящему компьютерный персонаж был создан Pixar для фильма « Молодой Шерлок Холмс » в 1985 году (не считая простого многогранного персонажа Трона , который отвечал бинарно: да и нет). Это заключалось в изображении рыцаря в витраже , стекло которого выходило из него, заставляя рыцаря, представленного в нем, жить собственной жизнью и ходить самостоятельно. Эти « фотореалистичные » компьютерные изображения не могли убедить киноиндустрию до 1989 года, когда «Бездна » ( англ. The Abyss ) получил премию Голливудской киноакадемии в категории визуальных эффектов. Для этого фильма Industrial Light and Magic создали фотореалистичные визуальные эффекты компьютерной графики. Наиболее примечательными были сцены с водным существом, имитирующим лицо главного героя, эта сцена является одной из самых запоминающихся в фильме. Начиная с «Бездны », компьютерные образы заняли центральное место в таких фильмах, как «Терминатор 2: Судный день» ( 1991 ), когда зловещий Терминатор Т-1000 удивил зрителей своим жидкометаллическим составом, со встроенными в него морфологическими преобразованиями. сцены на протяжении всего фильма. Терминатор 2: Судный день также принес ILM (Industrial Light and Magic) Оскар за свои спецэффекты.
- В 1993 году «Парк Юрского периода» радикально изменил восприятие киноиндустрии, поскольку динозавры в фильме казались настолько реальными, а фильм настолько органично сочетал в себе как компьютерные изображения, так и реальные кадры, что произвел революцию в киноиндустрии. Этот фильм знаменует собой переход Голливуда от покадровой анимации и традиционных оптических эффектов к цифровым технологиям.
- В 1994 году в Канаде был создан первый полностью компьютерный анимационный сериал под названием «Перезагрузка», это первая коммерческая работа, на 100% основанная на компьютере.
- Постепенно, на протяжении 1980 -х и 1990 -х годов , двухмерные (2D) компьютерные изображения все чаще появляются в традиционных анимационных фильмах, дополняя кадры , нарисованные от руки . Его использование простиралось от движения «цифровой интерполяции между кадрами» ( морфинга ) до очень ярких трехмерных (3D) псевдоэффектов, таких как танцевальная сцена в «Красавице и чудовище », анимационном фильме, созданном студиями Диснея . в 1991 году. Все окружение персонажей (декорации бального зала и люстра ) полностью визуализируется компьютером, а персонажи полностью рисуются вручную кадр за кадром.
- «История игрушек» (от Pixar ) и « Кассиопея » (от NDR Filmes ) были первыми полностью компьютерными художественными фильмами, выпущенными в 1995 и 1996 годах соответственно. Другие студии цифровой анимации, такие как Blue Sky Studios (от Twentieth Century Fox ) и Pacific Data Images (от Dreamworks SKG), приступили к производству компьютерных изображений, а существующие анимационные компании, такие как Walt Disney Company, начали переход от традиционной анимации. для анимации с использованием компьютерных изображений.
- В период с 1995 по 2005 год средний бюджет эффектов для фильма резко вырос с 5 до 40 миллионов долларов. По словам руководителя одной из киностудий, с 2005 года более половины фильмов имеют значительный эффект.
- В начале 2000 -х компьютерные изображения доминировали в области спецэффектов. Технологии прогрессируют до такой степени, что стало возможным в цифровом виде заменить актеров виртуальными актерами, неотличимыми невооруженным глазом от актеров, которых они заменяют. Массовка, созданная компьютером, также стала широко использоваться в массовых сценах.
- Компьютерные изображения для фильмов обычно имеют разрешение около 1,4–6 мегапикселей (MPx). История игрушек , например, была отформатирована как 1536*922 (1.42MPx). Время генерации кадра составляет около двух-трех часов, а более сложные сцены занимают в десять раз больше времени. Это время не сильно изменилось с тех пор, в то время как качество изображения значительно улучшилось. В то же время с улучшением компьютерного оборудования и более быстрых машин стало возможным увеличить сложность графики. Экспоненциальное увеличение вычислительной мощности центральных процессоров , а также резкое увеличение их мощности параллельной обработки, скорости хранения и памяти, а также размера, значительно увеличили потенциал и сложность компьютерных изображений.
- Final Fantasy: The Spirits Within ( 2001 ) была первой попыткой создать реалистичный фильм, используя только компьютерные образы, без актеров. Фильм был произведен Square Pictures и отличался очень детализированной графикой фотореалистичного качества. Фильм потерпел неудачу в прокате, что в конечном итоге привело к закрытию Square Pictures , выпустившей последний фильм в похожем визуальном стиле, «Последний полет Осириса », короткометражный фильм , который послужил прологом к фильму «Матрица: перезагрузка » .
Заключение
Компьютерная графика привлекает все большее внимание не только специалистов, но и далеких от этой области людей. Учитывая стремительное удешевление компьютеров и появление все большего разнообразия инструментов для художников, аниматоров и кинопроизводителей, можно сказать, что наступает время, когда любой может попробовать себя в этой области. Так же, это подтверждает и наличие большого число свободного программного обеспечения для создания различного вида компьютерной анимации.
Компьютерная анимация может применяться в компьютерных играх, мультимедийных приложениях (например, энциклопедиях), а также для «оживления» отдельных элементов оформления, например, веб-страниц и рекламы (анимированные баннеры). На веб-страницах анимация может формироваться модулями, созданными с помощью технологии Flash или её аналогов (флеш-анимация).
Flash-анимация на базе ключевых кадров
Аниматор создает только изображения, задающие вектор развития видеоряда. Генерирование всех промежуточных кадров, позволяющих добиться иллюзии движения, возлагается на специальную программу. Как и в докомпьютерной рисованной анимации, ведущая креативная роль отводится художнику, воплощающему идею ролика.
Получите подборку бесплатно (pdf 2,5 mb)
КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА
Компьютерная графика — раздел информатики, предметом которого является создание и обработка на компьютере с графических изображений (рисунков, чертежей, фотографий и пр.)
Программируемая анимация
Для имитации перемещения объектов чаще других используются два языка – Java-Script и Action-Script, который предназначен для работы с приложениями FlashТак.
Способы анимации виртуальных персонажей
Воспроизведение медиаконтента
В большинстве систем 3D-анимации аниматор создает упрощенное представление тела персонажа, аналогичное скелету или крупье . [ 2 ] Положение каждого сегмента модели скелета определяется так называемыми «переменными анимации» или аварами (единица, названная в честь аббревиатуры английского термина « переменные анимации » ).
У персонажей людей и животных многие части скелетной модели соответствуют фактическому расположению костей, но скелетная анимация также используется для анимации других вещей, таких как выражение лица (хотя существуют и другие методы анимации) . ). «Вуди», персонаж из «Истории игрушек» , например, носит 700 авар, в том числе 100 авар на лице. Компьютер не визуализирует модель скелета напрямую, как обычно . скелет невидим, но использует модель скелета для вычисления точного положения и ориентации персонажа, который в конечном итоге преобразуется в изображение. Изменяя значения аваров на временной шкале, аниматор создает движение, выполняя персонажа покадрово.
Существует несколько методов генерации значений аваров для получения реалистичного движения. Традиционно аниматоры манипулируют аварцами напрямую. Вместо того, чтобы создавать авары для каждого кадра, они обычно размещают авары в стратегических точках кадров и позволяют компьютеру переключаться между ними. Этот процесс называется созданием ключевых кадров . Ключевые кадры отдают контроль в руки аниматора и основаны на традиционной ручной анимации .
Напротив, техника захвата движения использует живые кадры . Когда компьютерная анимация делается с использованием этой техники, реальный актер действует так, как если бы он был персонажем, которого аниматоры должны воплотить в жизнь. Когда актер выступает, его движения записываются на компьютер с помощью видеокамер и маркеров тела или лица. Благодаря маркерам компьютер хранит в своей памяти все движения, выполняемые актером, и таким образом аниматорам остается только взять шаблон движения, созданный актером, и применить его к анимированному персонажу. Процедура захвата движения аналогична процедуре анимации ротоскопа . , техника, которая предшествовала появлению компьютерных технологий. Чтобы получить ротоскопированную сцену, сначала снимались настоящие актеры, а затем с помощью ротоскопа на каждом кадре, ранее полученном в результате реальной киносъемки, делался рисунок. Студия Уолта Диснея уже использовала ротоскоп для своего первого полнометражного анимационного фильма « Белоснежка и семь гномов» (1937). Ральф Бакши известен тем, что неоднократно использовал ротоскоп в своих анимационных фильмах (таких как «Властелин колец » 1978 года или « Пламя и лед» ). , с 1983 г.). Параллелизм между этим старым методом анимации ротоскопа и современным методом анимации захвата движения привел к тому, что метод захвата движения в языке называется ротоскопированием, но эти методы, хотя и похожи, отличаются друг от друга, и их нельзя назвать термином «ротоскопирование». соответствует другому. Ротоскоп - это машина, которая работает посредством механической процедуры и никоим образом не прибегает к информационным технологиям или использованию компьютеров.
У каждого метода есть свои преимущества, и до 2007 года игры и фильмы использовали один или оба из них в своих производствах. Кадровая анимация может создавать движения, которые актер не может выполнить, а захват движения может воспроизводить характеристики конкретного актера. Например, в фильме 2006 года « Пираты Карибского моря: Сундук мертвеца » актер Билл Найи сыграл персонажа Дэви Джонса . . Несмотря на то, что он почти не появляется в фильме, постановке удалось записать особенности его языка тела, позы, выражения лица и т. Д. Захват движения уместен в ситуациях, когда требуется реалистичное поведение, но характеристики персонажа превосходят возможности обычного грима и костюма.
Анимация (лат. Animare - оживить) - вид искусства, произведения которого создаются путём покадровой съёмки отдельных рисунков или сцен. Помимо термина «анимация» широко употребляется также и термин «мультипликация» (лат. multiplicatio — умножение, размножение).
Кадры – это рисованные изображения последовательных фаз движения объектов или их частей.
При просмотре последовательности кадров возникает иллюзия оживления изображенных на них статичных персонажей. Для создания эффекта плавного изменения их положения и формы, исходя из особенностей человеческого восприятия, частота смены кадров должна быть не менее 11-16 кадров в секунду. В кино используется частота 24, в телевидении 25 или 30 кадров в секунду.
Принцип анимации был найден задолго до изобретения кинематографа. Еще в начале 19 века бельгийский физик Жозеф Плато и другие ученые, и изобретатели использовали для воспроизведения на экране движущихся изображений вращающийся диск или ленту с рисунками, систему зеркал и источник света - фонарь.
Принцип анимации был найден задолго до изобретения кинематографа. Еще в начале 19 века бельгийский физик Жозеф Плато и другие ученые, и изобретатели использовали для воспроизведения на экране движущихся изображений вращающийся диск или ленту с рисунками, систему зеркал и источник света - фонарь.
Рисованная анимация возникла в конце XIX века. В 1900-1907 гг. американец Джэймс Стюарт Блэктон снял анимационные фильмы «Волшебные рисунки», «Комические выражения смешного лица», «Отель с привидениями». В России первые мультфильмы были созданы в 1911-1913 годах. В Белоруссии первый мультфильм «Октябрь и буржуазный мир» снят в 1927 году.
Прорисовка всех фаз движения (кадров) в первых мультфильмах требовала огромных трудозатрат. Так, для мультфильма продолжительностью 5 минут при частоте 24 кадра в секунду необходимо 7200 рисунков. При этом многие кадры содержат повторяющиеся фрагменты, которые приходилось многократно перерисовывать практически без изменений. Поэтому с 20-х годов XX века стали применять упрощенную технологию анимации: на статичный, неизменный рисунок накладывать прозрачные целлулоидные пленки с изменяющимися подвижными элементами. Это был первый шаг в механизации труда художника-аниматора, который получил развитие в компьютерных технологиях.
В компьютерной анимации рисуются лишь некоторые опорные кадры (их называют ключевыми), а промежуточные синтезируются (рассчитываются) компьютерными программами. Независимая анимация отдельных элементов изображения обеспечивается созданием графических объектов для каждого персонажа и размещением их на разных слоях (подобно прозрачным пленкам в классической анимации).
Основные виды компьютерной анимации: покадровая анимация, анимация движения объектов и анимация формы. Покадровая анимация (мультипликация) состоит в прорисовке всех фаз движения. Все кадры при этом являются ключевыми. Автоматическая анимация движения или формы заключается в рисовании ключевых кадров, соответствующих основным фазам или этапам движения, и последующем авто заполнении промежуточных кадров. В основе любой анимации лежит фиксация фаз движения объектов - определение в каждый момент времени их положения, формы, размеров и иных свойств, например цвета
Компьютерная анимация. Виды компьютерной анимации
Компьютерная анимация — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня получила широкое применение, как в области развлечений, так и в производственной научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений:
Векторная графика
Растровая графика
Фрактальная графика
Трёхмерная графика (3D)
По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации.
Анимация по ключевым кадрам
Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.
Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники — Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.
Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере.
Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:
Java-Script — браузерный язык
Action-Script — язык работы с приложениями Flash
Преимущество программируемой анимации — в уменьшении размера исходного файла, недостаток — нагрузка на процессор клиента.
Для создания анимированных изображений существует множество программ как платных, так и бесплатных.
Adobe Photoshop — платная
GIMP (чаще используется на Linux) — бесплатная
Adobe Flash Professional — платная
CoffeeCup — условно бесплатная
Blender (чаще используется на Linux) — бесплатная
Создание анимации с помощью цифрового фотоаппарата
Сегодня программное обеспечение, позволяющее задействовать цифровой фотоаппарат для съёмки анимации, применяется также часто, как и ставшие привычными 3D- или 2D-пакеты. Любая программа такого типа обеспечивает управление цифровым фотоаппаратом через компьютер и работу с полученными кадрами.
Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, MPEG-
Объяснение
Чтобы заставить глаз и мозг думать, что кто-то видит движущийся объект, изображения должны отображаться со скоростью около 12 кадров в секунду . или быстрее. При скорости выше 70 изображений в секунду вы не заметите улучшения реалистичности или плавности движения изображения из-за того, как глаз и мозг обрабатывают изображения. При скорости менее 12 изображений в секунду большинство людей смогут обнаружить мерцание во время отображения последовательности изображений, и иллюзия реалистичного движения будет уменьшена. Обычные рисованные анимации обычно используют 15 кадров в секунду, чтобы уменьшить количество требуемого рисунка, но это общепринято из-за характера мультфильмов. Поэтому для создания реалистичной компьютерной анимации требуется большее количество изображений в секунду.
Причина, по которой мерцание изображения незаметно на высоких скоростях, связана с « постоянством зрения ». Время от времени глаз и мозг, работая вместе, запоминают все, на что смотрят, на доли секунды и автоматически совершают небольшие плавные «прыжки». Фильмы, демонстрируемые в кинотеатрах, идут со скоростью 24 кадра в секунду, что достаточно для создания иллюзии непрерывного движения.
Хранение компьютерной анимации
Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (swf, 3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, AVI, MPEG-4).
Покадровая компьютерная анимация
- Основные виды компьютерной анимации: покадровая анимация, анимация движения объектов и анимация формы. Покадровая анимация (мультипликация) состоит в прорисовке всех фаз движения. Все кадры при этом являются ключевыми. Автоматическая анимация движения или формы заключается в рисовании ключевых кадров, соответствующих основным фазам или этапам движения, и последующем автозаполнении промежуточных кадров.
- В основе любой анимации лежит фиксация фаз движения объектов -определение в каждый момент времени их положения, формы, размеров и иных свойств, например цвета. Эту операцию называют фазовкой или таймингом.
- Чтобы уменьшить трудозатраты и избежать ошибок при работе на компьютере, полезно сначала наметить фазы на бумаге. При анимации движения неодушевленных объектов можно ограничиться указанием траектории движения и фиксацией объектов в наиболее важных для данной ситуации положениях. При этом следует учитывать, что механическое движение любых объектов подчиняется законам физики.
стили анимации
Цифровая анимация развивалась с течением времени, что привело к появлению различных стилей анимации. Все они направлены на то, чтобы привлечь внимание публики и донести идею.
-
: этот тип анимации создается на основе инертных объектов. Используется камера, и движения, сделанные вручную, фиксируются одно за другим, чтобы позже объединить их все и отредактировать на компьютере. или ротоскопия : состоит в замене кадров реальной киносъемки рисунками, которые прослеживаются с реального изображения, пропитывая их естественностью, эффектами и стилем, которые вы хотите передать. : этот метод представляет изображения в трехмерном пространстве с помощью компьютерной программы. Обычно цель состоит в том, чтобы сделать анимацию максимально приближенной к реальности, но есть и минималистские стили, которые стремятся представить традиционные стили 3D-анимации. [ 1 ] : это вариант Stop-motion, но в этом стиле используются реальные люди, взаимодействующие с реальными повседневными предметами, и они фотографируются кадр за кадром. : это означает кирпичную пленку, это анимация, в которой основным материалом являются кирпичики LEGO и другие пластиковые предметы и игрушки. или моушн-графика : это видео, которое создает иллюзию движения с помощью изображений, фотографий, векторов.
Нюансы компьютерной анимации в играх
Перед разработчиками стоит еще более сложная задача, ведь для каждого персонажа надо предусмотреть несколько вариантов поведения для разных условий. Например, в Assassin’s Creed следовало бы просчитать все углы наклона руки, которой персонаж тянется к уступу. Это требует огромного количества времени, поэтому придуманы технологии RagDoll и Inverse Kinematics (IK).
Зарегистрируйся на интенсив StandUp «Путь в IT»
с Павлом Волей и получи подборку
полезных документов от Geekbrains
до . $mondayDate->format(d) . . $month[$mondayDate->format(n) - 1] .
37 500 ₽ Бесплатно --> 19 мая в 18:00 мск.
Бесплатно
Мы вместе с экспертами по построению карьеры подготовили документы, которые помогут не ошибиться с выбором и определить, какая профессия в IT подходит именно вам.
Благодаря этим гайдам 76% наших студентов смогли найти востребованную профессию своей мечты!
Скоро мы уберем их из открытого доступа, успейте скачать бесплатно:
Женщины в IT: мифы и перспективы в карьере
Как прокачать свою технику речи
100 тыс. руб за 100 дней с новой профессией
Список из 6 востребованных профессий с заработком от 100 тыс. руб
Критические ошибки, которые могут разрушить карьеру
Собрали 7 типичных ошибок, четвертую должен знать каждый!
Гайд по профессиям в IT
5 профессий с данными о навыках и средней заработной плате
4,7 MB
Они позволяют при создании анимации компьютерных игр упростить работу над перемещением героев. RagDoll («тряпичная кукла») основан на определении границ каждой движущейся части тела, для которых задаются параметры изменения положения. В результате компьютер выдает сотни уникальных вариантов анимации в конкретных игровых условиях. Например, персонаж получил удар и реагирует именно так, как это бывает в реальности при такой силе и направлении движения противника. В отдельных играх RagDoll используется как основа перемещений всех героев.
Персонажи должны достоверно произносить свои реплики, а значит, необходимо задать правильное положение губ для базовых фонем. Фраза Геральта из «Ведьмака» «Don’t be afraid» включает английские звуки o, e, a, f, a, d. Для упрощения работы разработчики используют набор нескольких анимаций для фонем, аналогичных по артикуляции. То есть для звуков c, d, k, n, r достаточно одного положения губ.
Ведьмак 3 создан на базе REDengine, где, как и в Unreal Engine, предусмотрено совмещение двух анимаций для получения новой. Предположим, для персонажа предусмотрены такие движения, как ходьба и приветственный жест. Программа позволяет объединить их, чтобы он мог махать рукой при движении.
Нюансы компьютерной анимации в играх
В кат-сценах использован диалоговый инструментарий, специально созданный для Witcher 3. Именно в этой части путем чередований анимаций, звуков и положений камеры на движке игры можно создавать мини-фильмы.
Прыжки, ходьба, бег, перекаты, удары по противникам реализуются благодаря анимациям на основе скелета, причем разные персонажи созданы по одной и той же модели, что значительно упрощает работу по созданию игры.
Программное обеспечение для создания компьютерной анимации:
Adobe Photoshop — является платной программой. Основное назначение программы Adobe Photoshop – создание фото реалистических изображений, работа с цветными сканированными изображениями, ретуширование, цветокоррекция, коллажирование, трансформации, цветоделение, создание анимированного покадрового изображения и другое.
GIMP — свободный графический редактор, который поддерживает больше тридцати форматов изображений, умеет работать со слоями, масками, фильтрами и режимами смешивания. Данный графический редактор позволяет создать анимационную графику в арсенале программы есть огромный спектр инструментов для цветокоррекции и обработки любых фотографий и изображений.
Adobe Flash – мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей. Adobe Flash Professional — является платной программой.
Область применения компьютерной анимации
Область применения компьютерной анимации очень большая. С ее помощью создаются мультфильмы, (Симпсоны созданы с помощью Flash-анимации), компьютерные игры, мультимедийные приложения (например, в энциклопедиях), реклама (анимированные баннеры) и отдельные элементы оформления web-страниц с целью их «оживления». Одним из вызовов компьютерной анимации является создание фотореалистичной анимации человека. Пока большинство фильмов, использующих компьютерную анимацию, изображают персонажей-животных.
История Компьютерной анимации
История компьютерной анимации тесно связана с появлением и развитием специализированных графических программных пакетов.
Первым шагом в технологии визуальных эффектов была придумана в 1961 году Айвеном Сазерлендом система Sketchpad, которая начала эру компьютерной графики. В этой системе с помощью светового пера пользователи могли создавать рисунки непосредственно на экране монитора.
В 1968 году в СССР был снят компьютерный мультфильм «Кошечка», демонстрирующий походку кошки. Движения были полностью созданы компьютером по введённым в него дифференциальным уравнениям. Сами кадры анимации были напечатаны на текстовом принтере, где роль пикселя исполняла русская буква «Ш».
Запись движущихся объектов
Для этой разновидности анимации применяется специальное оборудование, позволяющее скопировать реальные движения людей, одетых в костюмы с датчиками. Актеры совершают перемещения в соответствии с поставленной задачей, затем полученная запись анализируется при помощи программы. После происходит наложение реальных движений на трехмерные скелеты персонажей, что помогает добиваться высокой достоверности компьютерного изображения. Герои игры или мультфильма передвигаются так же, как это делают живые люди.
Запись движущихся объектов
Flash-анимация
Flash-анимация основана на принципе анимации по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фасовщика берет на себя компьютер, а не человек.
Процесс создания мультфильмов состоит из нескольких этапов:
- Первый этап - идея и сценарий;
- Второй – раскадровка;
- Третий - Создание аниматика (грубый макет мультфильма. Уже на основе аниматика можно судить о происходящем действии, В аниматике уже присутствует анимация, но движения персонажей могут быть изменены на следующем этапе),
- Четвертый и самый продолжительный – Анимация;
- Пятый - чистовая обрисовка;
- Шестой - монтаж и сборка фильма
Виды компьютерной анимации
10 правил компьютерной анимации
Чтобы анимированные объекты максимально реалистично передавали присущую им скорость, массу, импульс, они могут быть визуально растягиваться или сжиматься в ответ на внешнее воздействие. На размере и форме это действие не отражается, оно позволяет добиться отражения того, каков объект с точки зрения его твердости, прыгучести и других аналогичных характеристик. Более легкий мяч сильнее сплющивается при ударе о поверхность, чем тяжелый. Отражая это в анимации, художник заставляет нас верить в натуральность происходящего на экране.
Персонаж не должен начинать действовать без предварительного изменения положения тела. Например, чтобы метнуть какой-то предмет, он должен отвести выпрямленную руку назад, развернуть корпус, напрячь мышцы. Если пропустить в ролике эту стадию, анимация будет выглядеть неестественно.
Акцентируя внимание зрителя на подготовке к действию, авторы подчеркивают реалистичность демонстрируемого нам процесса.
Для обозначения этого принципа используют термин «инсценировка». При создании компьютерной анимации важно точно сориентировать зрителя, направляя его взгляд в нужную точку. Для этого объект размещают в центре или на одной из двух линий, которые делят экран на три части.
Другой эффективный прием – чередование дальних и крупных планов. Благодаря этому удается перемещать акценты: фокусировать наш взгляд на фоновых событиях, затем показывать мимику героя вблизи.
Воспроизведение медиаконтента
Компьютерная анимация (также называемая цифровой анимацией , компьютеризированной анимацией, компьютерной анимацией или компьютерной анимацией ) — это метод создания движущихся изображений с помощью компьютера (машины, также называемой «компьютером»). Широко используемой программой для создания такого типа анимации является Blender; это было использовано для создания анимации справа. Все больше и больше графики создается в 3D , хотя 2D- графика по-прежнему широко используется для медленных соединений и приложений реального времени, которым требуется рендеринг. Быстрый. Иногда целью анимации является само вычисление , в других случаях это может быть другой носитель , такой как инфографические диаграммы , фильм или видеоигра . Проекты создаются с помощью программ проектирования, моделирования и, наконец, рендеринга.
Чтобы создать иллюзию движения, изображение отображается на экране и быстро заменяется новым изображением в другом кадре. Эта техника идентична тому, как достигается иллюзия движения в кино и на телевидении.
Для 3D-анимации объекты моделируются на компьютере (моделирование) и к 3D-фигурам прикрепляется виртуальный скелет (кости). Для создания 3D лица моделируется тело, глаза, рот и т.д. персонажа, а затем анимируются с помощью контроллеров анимации. Наконец, рендерится анимация.
В большинстве методов компьютерной анимации аниматор создает упрощенное представление анатомии персонажа, поскольку его легче анимировать. У двуногих или четвероногих персонажей многие части скелета персонажа соответствуют настоящим костям. Костная анимация также используется для анимации многих других вещей, таких как выражение лица, автомобиль или другой объект, который вы хотите переместить.
Напротив, другим более реалистичным типом анимации был бы « захват движения » ( семантическая трассировка английского захвата движения ), который требует, чтобы актер носил специальный костюм, оснащенный датчиками, их движения фиксируются компьютером и впоследствии включаются в персонаж. .
Для 3D-анимации кадры должны визуализироваться после завершения модели. Для 2D-векторной анимации процесс рендеринга является ключом к результату. Для предварительно записанных записей кадры преобразуются в другой формат или носитель, такой как пленка или цифровое видео. Кадры могут отображаться в режиме реального времени по мере их представления конечному пользователю. Анимации для потоковой передачи через Интернет с ограниченной пропускной способностью (например, 2D Flash, X3D) используют программы на компьютере пользователя для визуализации анимации в реальном времени в качестве альтернативы потоковой передаче и предварительно загруженным анимациям для высокоскоростных каналов.
Цифровая анимация имеет много преимуществ для аниматоров, поэтому это хороший вариант для начала в качестве аниматора.
Читайте также: