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数字动画与数字媒体虚拟现实技术

1.1动画基本概念

动画是通过连续播放一系列画面,给视觉造成连续变化的图画。它的基本原理

与电影、电视一样,都是视觉原理。医学已证明,人类具有“视觉暂留”的特性,就

是说人的眼睛看到一幅画或一个物体后,在1/24秒内不会消失。利用这一原理,在

一幅画还没有消失前播放出下一幅画,就会给人造成一种流畅的视觉变化效果。因

此,电影采用了每秒24幅画面的速度拍摄播放,电视采用了每秒25幅(PAL制)(中

央电视台的动画就是PAL制)或30幅(NSTC制)画面的速度拍摄播放。如果以每秒

低于24幅画面的速度拍摄播放,就会出现停顿现象。

1.2.1动画的视觉原理

以一定的速率把胶片投影到银幕上才能有运动的视觉效果,这种现象是由视觉

残留造成的。

一秒钟呈现给眼睛图像的数量决定了景物有“闪烁率”。当眼睛能够测出每

一图像帧时,便出现抖动(Flicker),这是因为帧与帧之间的时间间隔太长。

实验证明,如果动画或电影的画面刷新率为每秒24帧左右,则人眼看到的是连

续的画面效果。

我国电视画传输速度是25帧/s。

在逐行扫描的计算机显示器中,画面刷新速度一般在75帧/s以上。

计算机动画技术是利用计算机产生运动图像的技术,

具体说,就是利用计算机产生和处理帧画面上的图形和图像,交互地进行图形

和图像的编辑、润色和声效结合,并将连续的画面实时演播的计算机技术。

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计算机动画发展至今,主要分为两个阶段:

(1)计算机辅助动画(computer-assistedanimation),也称为“二

维动画”

(2)计算机生成动画(computer-generatedanimation),也称

为“三维动画”。

(3)根据运动的控制方式可将计算机动画分为实时

(real-time)动画和逐帧动画(frame-by-frame)两种。

(4)实时动画也称为算法动画,它是采用各种算法来实现运

动物体的运动控制。在实时动画中,计算机一边计算一边显示就能产生动画效

果。

(5)逐帧动画也称为帧动画或关键帧动画,也即通过一帧

一帧显示动画的图像序列而实现运动的效果。

根据视觉空间的不同,计算机动画又可分为二维动画与三维动画。

二维动画对应于传统卡通动画,使用计算机描线上色工作非常方便,颜色一致,

绝对没有颜料的开裂、胶片闪光等问题。

界线非常准确,不需晾干,不会串色,改色方便,制作工艺简单,不需通过胶片拍

摄和冲印就能预演结果,发现问题随即在计算机上修改。

三维动画对应于木偶动画,需要首先建立角色、实物和景物的三维数据。

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接着,让这些角色和实物在三维空间里动起来:接近、远离、旋转、变形和变

色等。

再在计算机内部“加上”虚的摄影机,调好镜头,“打上”灯光,“贴上”材

质,最后形成一系列栩栩如生的画面。

二维与三维的主要区别在于图形中是否完全提供了深度信息。

三维动画与二维相比,有一定的真实性,同时与真实物体相比又是虚拟的,这

两者构成了三维动画的特性:虚拟真实性。

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