05 第5章 多媒体计算机中的动画技术.pptx

第1页：第5章多媒体计算机中的动画技术

第5章多媒体计算机中的动画技术

第2页：计算机动画

计算机动画

计算机动画是多媒体应用系统中不可缺少的重要技术之一。动画作为一种人们喜闻乐见的信息表现形式，在多媒体计算机的多种信息媒体中受到了人们的普遍欢迎。其应用范围从专业影视片的制作、广告宣传、教育培训到工程设计几乎无处不有。目前计算机动画已从早期的二维动画发展到了三维动画，如今一些在高性能机器上制作的动画甚至可以达到以假乱真的程度。

第3页：本章将介绍计算机动画的基本知识

本章将介绍计算机动画的基本知识

本章将介绍计算机动画的基本知识，动画的分类、生成过程、计算机中二维、三维动画的有关概念、实现方法、相关技术、动画语言、动画传输以及发展趋势等内容。通过本章的学习，要求掌握计算机动画的基本概念、了解常用的动画软件和动画制作的基本知识等。

第4页：计算机动画的应用

计算机动画的应用

• 计算机动画的应用
• 计算机动画的生成
• 计算机动画运动控制方法
• 动画语言与动画的传输
• 计算机动画的发展与发展趋势教学内容

第5页：5.1 什么是计算机动画

5.1 什么是计算机动画

什么是动画?动画是一种产生运动图像的过程。运动的图像并不真正运动，它是由许多静止图像所组成的。

视觉暂留：当一系列的图像序列一个接一个，以一个特定的极小时间间隔连续出现，其最终的效果便是一个连续运动的图像(即动画)。

闪烁率：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。

第6页：计算机动画

计算机动画

计算机动画是采用计算机生成一系列可供实时演播的连续画面的一种技术，即通过计算机产生可视运动的过程。

• 计算机动画与影视动画的比较：
• 创作人员只要画出开始和结束帧，计算机将由软件自动产生中间的各帧。

个人计算机已完全具备制作二维与三维动画的能力。5.1什么是计算机动画(续)

第7页：以24帧/秒显示马奔跑的图案

以24帧/秒显示马奔跑的图案

第8页：5.2 计算机动画的应用

5.2 计算机动画的应用

电影工业:制作动画和许多特技镜头。

教育：辅助教学软件出现了大量的计算机动画。侏罗纪公园中的恐龙计算机辅助教学软件

第9页：科学研究

科学研究

科学研究：用来模拟和仿真某些自然现象、物体的内部构造及其运动规律。

训练模拟/体育训练：制作辅助训练系统。美国旅行者号火星车着陆火星火星表面爬行模拟飞行模拟器

第10页：工程设计

工程设计

工程设计：如今的CAD软件已能做到设计完成后能动态地将设计结果用三维图形显示出来。CAD辅助设计计算机广告动画

艺术和广告：提供极大的便利和许多艺术灵感，制作影视广告及各类信息板、广告牌。

第11页：运动员跑步的模拟图片

运动员跑步的模拟图片

第12页：5.3 计算机动画的分类

5.3 计算机动画的分类

• 按生成动画的方式分为:
• 帧到帧动画(frame by frame animation);
• 实时动画(real time animation);
• 按运动控制方式分为:
• 关键帧动画；
• 算法动画；
• 基于物理的动画；
• 按变化的性质分为：
• 运动动画(如景物位置发生改变)；
• 更新动画(如光线、形状、角度、聚焦发生改变)；

第13页：关键帧动画

关键帧动画

What?实际上是基于动画设计者提供的一组画面(即关键帧)，自动产生中间帧的计算机动画技术。

• 实现方法如下：
• 基于图形的关键帧动画；
• 参数化关键帧动画(又称关键—变换动画)。

第14页：基于图形的关键帧动画

基于图形的关键帧动画

它是通过对关键帧图形本身的插值获得中间画面，其动画形体是由它们的顶点刻画的。运动由给定的关键帧规定，每一个关键帧由一系列对应于该关键帧顶点的值构成，中间帧通过对两关键帧中对应顶点施以插值法来计算，插值法可以是线性的或三次曲线或样条的插值。

第15页：参数化关键帧动画

参数化关键帧动画

一个实体是由构成该实体模型的参数所刻画的，动画设计者通过规定与某给定时间相适应的该参数模型的参数值集合来产生关键帧，然后，对这些值按照插值法进行插值，由插值后的参数值确定动画形体的各中间画面的最终图形。

第16页：算法动画

算法动画

算法动画形体的运动

基于算法控制和描述的。

在这种动画中，运动使用变换表(如旋转大小、位移、切变、扭曲、随机变换、色彩改变等)，由算法进行控制和描述，每个变换由参数定义，而这些参数在动画期间可按照任何物理定律来改变。常用的物理定律包括运动学定理、动力学定理。这些定理可以使用解析形式定义或使用复杂的过程(如微分方程的解)来定义。

第17页：基于物理的动画

基于物理的动画

what?是指采用基于物理的造型，运用物理定律以及基于约束的技术来推导、计算物体随时间运动和变化的一种计算机动画。

基于物理的造型将物理特性并入模型中，并允许对模型的行为进行数值模拟，使其模型中包含几何造型信息、行为造型信息，它将与其行为有关的物理特性、形体间的约束关系及其它与行为的数值模拟相关信息并入模型中。

动画的运动和变化的控制方法中引进了物理推导的控制方法，使产生的运动在物理上更准确、更有吸引力、更自然。

第18页：5.4 计算机动画的生成

5.4 计算机动画的生成

• 二维动画
• 三维动画
• 三维动画制作软件——3DStudio

第19页：计算机动画的生成过程

计算机动画的生成过程

计算机动画的生成过程一般包括以下几个步骤：1.关键帧与背景的绘制及其输入；2.中间帧(inbetweens)的自动生成；3.前景与背景的复合；4.配音；5.预演(preview)，编辑修改；6.动画输出：

• 可在显示屏上动态演示；
• 可记录在电影胶片上；
• 转换成视频信息输出到录像带上；
• 可记录到光盘或其它存储介质上。

第20页：5.4.1 二维动画

5.4.1 二维动画

what?由计算机制作的动画画面是二维的透视效果时便是二维动画。二维动画是计算机动画中的一种最简单形式，即使没有专门的动画软件，利用已有的计算机语言(如PASCAL语言)也能产生各种动画效果。

• 二维动画一般的实现方法?
• 字符集动画
• 图形动画
• 二维动画软件—AnimatorPro

第21页：1、字符集动画

1、字符集动画

在任何一种计算机中都提供了许多字符(如字母等)符号、图符等，我们把这些称为字符集。

利用这些字符集中的字符或自己制造一些图符，编一个简单的小程序就可实现二维动画。

第22页：举例1

举例1

一般在动画创作中，先创作关键帧。

例如：设计一个人与另一个人再见的动画，可先设计两幅关键帧，一帧是将手臂伸出做再见的手势，另一帧将手臂放回原处的图案。为了使运动的动作流畅、连续，往往在两个关键帧之间还要补上许多中间帧。我们利用计算机内部提供的字符集就可以设计关键帧与中间帧。

第23页：举例2

举例2

例如：我们设计一个鸟飞行的动画。其过程是：首先选择拼成鸟飞行时各种姿势图案的字符集。我们选择下列四个字符，其点阵的放大图如下：

第24页：模拟鸟飞行的几种姿势

模拟鸟飞行的几种姿势

第25页：举例2

举例2

由上图可以看出，每一帧由3×5个字符拼成，将这4帧以一个特定的顺序循环显示，这只鸟便可飞起来了。下面是循环的序列：帧1(循环开始)帧2 帧3 帧4(循环的中间点) 帧3 帧2 帧1(循环的终点，开始下一轮循环) 帧2 …

由于上述原因，我们称其为循环动画，这是动画中较容易的一种。

第26页：实现该动画的

实现该动画的

实现该动画的PASCAL程序Programbird;usescrt;typefram=array［1..3］ofstring［5］;vari,j:integer;bird1,bird2,bird3,bird4:fram;proceduredisplay(bird:fram);beginwriteln(bird［1］);

第27页：实现该动画的PASCAL程序write

实现该动画的PASCAL程序write

实现该动画的PASCAL程序writeln(bird［2］);writeln(bird［3］);delay(1000);end;beginwindow(1,1,70,70);textmode(3);bird1［1］:='';bird1［2］:='/+\';bird1［3］:='/\';

第28页：实现该动画的

实现该动画的

实现该动画的PASCAL程序bird2［1］:='';bird2［2］:='-+-';bird2［3］:='/\';bird3［1］:='';bird3［2］:='-+-';bird3［3］:='';bird4［1］:='\/';bird4［2］:='-+-';bird4［3］:='';fori:=1to500do

第29页：实现该动画的PASCAL程序begin

实现该动画的PASCAL程序begin

实现该动画的PASCAL程序begingotoxy(1,1);display(bird1);gotoxy(1,1);display(bird2);gotoxy(1,1);display(bird3);gotoxy(1,1);display(bird4);

第30页：实现该动画的

实现该动画的

实现该动画的PASCAL程序gotoxy(1,1);display(bird3);gotoxy(1,1);display(bird2);end;end.

第31页：举例2

举例2

上面给出的程序所产生的动画只在一个地方运动，如果要使这只鸟沿着给定的路线运动，如：沿屏幕对角线或水平运动，可每次修改gotoxy语句中的屏幕坐标，在新的图形显示前，将老的图形消去(可编一子程序，用空格字符消去原图形)，有兴趣的读者不妨上机一试。当然，也可自己定义字符集产生动画。

第32页：2、图形动画

2、图形动画

在两维动画中大量出现的是基于图的动画。这种方法产生的动画将比用字符方式产生的动画有更好的效果。

一般在个人计算机中，若不用专门的动画软件，用某一种计算机语言，如BASIC语言也能创作动画。

基本方法是：在图形方式下，首先选择某种色彩，然后用绘图语句，如：DRAW、LINE、Circle等画图，要使图形移动，再选一种新的色彩(往往是底色)将原图再画一遍(即消去原图)。然后，再用另一种颜色在新的位置将原图再画一遍，这种方式对初学者来说容易掌握，但速度、效果等可能不太满意。

第33页：图形动画

图形动画

• 用该方法产生动画的步骤可分为：
• 产生运动物体;
• 描述运动轨迹;
• 产生运动过程中各运动物体的中间图像;
• 显示运动过程。

第34页：描述运动轨迹

描述运动轨迹

在计算动画中物体运动轨迹(路线)的描述一般可分为二种情况：

对于有规则的运动，则可以将物体的运动路线用数学公式来表示：如圆、直线、斜线、抛物线等。(如后图所示)。

对于无规则的运动，可采用坐标组来刻画其运动规则。现在许多专门的动画软件(如：Flash)和多媒体著作软件(如：ToolBook)，当定义了运动物体之后，可用鼠标拖动该运动物体在屏幕上移动，计算机自动记录运动路径的平面坐标，并能按设定的路线使物体运动。

第35页：描述运动轨迹（续）

描述运动轨迹（续）

第36页：图例(

图例(

第37页：产生运动过程中各运动物体的中间图像

产生运动过程中各运动物体的中间图像

计算机动画过程中，各运动物体的中间图像不论是两维的还是三维的，都可以通过各种数学变换，如平移、旋转等获得，在这方面已有相当成熟的图形变换算法和软件可供使用。而对于一些简单图形的变换，利用BASIC语言、或C语言、或C++语言就可实现。

第38页：显示运动过程

显示运动过程

由本章开头部分所述的动画原理可知，一个连续的运动过程是由若干幅离散的图形组成的，只要以一定的速度依次显示这些图形即可。如果显示速度达不到一定的要求，就会出现运动不连续的抖动感。动画显示速度除受计算机硬件本身性能的制约外，软件及实现方法也起着重要的作用。

第39页：为了提高显示速度，常采用局部运动的方法

为了提高显示速度，常采用局部运动的方法

为了提高显示速度，常采用局部运动的方法。例如:图例(2)要产生运动效果,可有三种处理方案：(1)让小船运动；(2)让波浪运动；(3)让背景山峰向后运动。

一般先消去原运动物体，再在新的位置重新显示该物体。这一过程在如今专用的动画软件中已完全由计算机自动实现，无需使用者编写程序。

第40页：图例(

图例(

第41页：二维动画软件—AnimatorPro

二维动画软件—AnimatorPro

what?美国Autodesk公司推出的AutodeskAnimatorPro是二维图像制作及动画软件包。它能够在个人计算机上创作动态高分辨率的图像，提供了进行影像创作和动画创作两种基本的功能。

进入AnimatorPro后，首先看到的是上部的菜单条和它的创作主屏幕。在这个主屏幕上绘画，便可以进行单个图像的制作。系统设定以GIF格式存储图像，通过创作多个单独的画面进行组合形成动画文件，系统以FLC文件方式存放动画数据文件。这种动画文件可存储4000个画面。

第42页：AnimatorPro的动画和绘画特性

AnimatorPro的动画和绘画特性

对于绘画(Paint)，AutodeskAnimatorPro提供了33种颜料和22种工具。它工作在VGA显示方式下，调色板上提供262144种可能的颜色，每个画面上可包含256种颜色。AutodeskAnimatorPro绘图程序的基础是颜料(Ink)和工具(Tool)的巧妙组合，这些工具确定一种图形，在图形中使用颜料进行填充。除此之外，还有一些工具：如手工绘图工具、框工具、显形工具以及喷绘工具等等。

第43页：Animator的文本编辑器提供了采用自

Animator的文本编辑器提供了采用自

Animator的文本编辑器提供了采用自动文字包对ASCII文本进行全编辑的功能。它能与任何可在AnimatorPro中应用的字库共同使用，可将文本粘贴在一系列画面上或单幅图像上来制作动画。

Animator除了上面的主要绘画特性外，还提供切摸(Cut)、遮盖(Masking)、画笔(Brushes)、捕捉网络和其它标准绘图功能。

第44页：5.4.2 三维动画

5.4.2 三维动画

• 三维动画的过去和现在；
• 怎样建立三维动画：
• 建立一个三维模型；
• 应用逼真的材料；
• 加入光线和摄像机；
• 使物体移动；
• 表演。

第45页：AutodeskAnimatorPr

AutodeskAnimatorPr

使用动画胶片(Cels)在一个动画内部创作一个动画；

传统的迪斯尼式的逐画面的动画制作。使用绘图特性在每个画面上绘出影像，且可使其移动，而轨迹起着影像重合的作用。

• 为产生飞越效果而自动使影像移动、旋转并确定比例的视觉功能；
• 使一个图形转变成另一个图形的变形插画；

使用AnimatorPro支持的任何字库和以任何方向卷动文本的动态标题特性；

彩色循环。彩色动画图形不动，让色彩变化从而产生运动的效果。

第46页：三维动画的过去和现在

三维动画的过去和现在

怎样建立一个三维动画

第47页：三维动画的过去

三维动画的过去

过去：为了产生三维动画，人们不得不用木头、泥土或纸张等建立各种各样的三维模型，再设法使其运动。人类为了方便地交流信息，更多的是将这些三维物体在一个平面上(如纸上)表示。

第48页：三维动画的现在

三维动画的现在

现在：如今即使一个最复杂的三维结构也能被以二维形式表示出来，这种表示方式被大量用于工程设计和影视动画。首先获利的是工程设计和影视制作。

如今设计工程师们能够利用CAD系统方便地建立设计模型，让计算机自动画出该模型的各种图纸，并能获得用其它物理模型都无法获得的视角效果。

利用计算机产生模型的优点能被概括为一个词——控制，即使用计算机你能控制物体的形状、外貌而不受真实世界的物体限制。

第49页：计算机三维动画也给影视业制作注入了新的活

计算机三维动画也给影视业制作注入了新的活

计算机三维动画也给影视业制作注入了新的活力。使用计算机人们能够较容易地创作各种动画角色和特技效果，采用现有的视频技术能使计算机动画产生的角色和许多著名影星同场演出。

计算机三维动画能让你自主地控制你的信息空间。

如今的个人计算机已发展到足以处理三维动画模型和动画的能力。各种各样的不同用途的三维软件应运而生。这些都为多媒体计算机中的动画媒体提供了较好的实现环境和条件，并为三维动画在各个领域的应用奠定了坚实的基础。

第50页：怎样建立一个三维动画

怎样建立一个三维动画

• 怎样建立一个三维动画(用软件)建立三维动画一般来说有5个基本的步骤
• 建立一个三维模型；
• 应用逼真的材料；
• 加入光线和摄像机；
• 使物体移动；
• 表演。

第51页：1、建立三维模型

1、建立三维模型

在一个典型的三维建模软件中，有多种方法构造一个三维模型：

建模对象能从一些原始的物体中产生，或从象立方体、球体、锥体、圆柱这样简单的三维模型中产生。

由二维轮廓线来构造三维物体。

在现在的一些三维软件包中已预先设置了许多常用的三维物体，这些三维物体的原始模型往往是用计算机辅助设计软件建立的，他们被存储在一个标准的数据交换格式文件中(.DXF)。

第52页：例图(二维轮廓线构造三维物体)

例图(二维轮廓线构造三维物体)

第53页：建立三维模型

建立三维模型

在计算机中，大多数计算机模型最终是由一些小的三角形或多边形组合而成的。如例图中的人的面孔是由许多多边形拼成的，总共用了不到1000个多边形，而对于一个大的模型，可能需要数十万个多边形。表示模型的其它方法依赖于数学方法和存贮数据，这比用单个多边形拼接更有效。

第54页：例图(多边形拼成的面孔图)

例图(多边形拼成的面孔图)

第55页：2、应用逼真的材料

2、应用逼真的材料

一旦一个几何形状已经获得或建立，开发动画的下一步便是在实景中用材料附于物体表面。这样做的目的是使物体更具有真实感或更具幻想和有趣。

三维计算机动画软件包括一个内部建立的材料库，库中存有多种材料，并提供一个材料编辑器，用于创立或修改材料。

第56页：应用逼真的材料

应用逼真的材料

指定一种材料最基本的方法是指定其颜色特性。通常颜色特性利用光的三个属性来说明，他们是扩散(diffuse)，光泽(Specular)和环境(ambient)。

• 扩散分量是指物体自身的颜色；
• “光泽”分量是指物体表面光线最强处的光亮程度;
• “周围环境”参数是指它在实景中周围的光线。

第57页：指定对象属性的另一种方法称为特征图案法(

指定对象属性的另一种方法称为特征图案法(

指定对象属性的另一种方法称为特征图案法(fexfuremap)。

What?特征图是一种简单的位图可用计算机绘图程序产生或扫描到计算机中。

• 特征图是一种简单的位图可用计算机绘图程序产生或扫描到计算机中。
• 特征图能够用作物体的底或按一定的比例来应用。

特征图也能以一种称为簸箕图的技术被用于模拟一个凹凸不平的表面。这时的特征图的值被用于模拟一个表面区域的升高或降低，所以其结果看上去像是粒状的不光滑。

第58页：应用逼真的材料

应用逼真的材料

创作一个物体表面最高级的方法之一是利用一个称为Shader的可编程过程。因为许多普通材料像大理石、木头和砖等利用计算机算法都能有效地实现，它比特征图有更好的真实感。

在一个动画场景中，可以利用软件为各物体广泛地选择材料，但材料选择的越多，数据占用的磁盘空间就越大。

第59页：3加入光线和摄像机

3加入光线和摄像机

为了使物体更具有真实感和达到特殊的修饰效果，必须为已建好的模型加入光线和摄像机。

如今的大多数动画软件中，设有许多不同种类的光线。使用聚光灯一般能在物体的后面产生阴影。这通常是与聚光灯相连系的另一个参数，聚光灯在三维动画中是一个想象中的光源，在实际场合中是看不到的，我们只能从物体表面的反光程度和物体的阴影感受到它的存在。

第60页：大多数三维动画软件包也含有一个自动摄像机

大多数三维动画软件包也含有一个自动摄像机

大多数三维动画软件包也含有一个自动摄像机，你可将其设置在场景中的不同位置。该功能实际上是让人们从各个不同的角度来观察场景和场景中的物体。加入光线和摄像机的效果图

第61页：4表演

4表演

• 为了看看自己创作的模型和场景的实际效果，便可进行表演。
• 这时你可利用软件将其中的摄像机移到期望的位置，然后显示一个单景物。

表演实际上是计算机化的处理过程，这意味着计算机需要花费一定的时间为其服务。因此表演的速度受到许多因素的制约。

• 在软件中有几种不同级别的表演。
• 单调渐变(flatshading)；
• 平滑渐变(smoothshading)。

第62页：单调渐变和平滑渐变的比较

单调渐变和平滑渐变的比较

表演速度上：“单调渐变”最简单和最快.“平滑渐变”花费一点计算机的计算时间，因而显示的时间也相应加长。

表现效果上：一个单调渐变表演给人的感觉是很差的，其结果常常使人看上去像假的。“平滑渐变”克服了单调渐变在物体表面颜色上单调刻板，产生平滑的表现效果。

应用：单调渐变常用在电影的先期制作和时装款式的开发中。

第63页：5使物体移动

5使物体移动

目前使用最多的是一种称为关键帧的动画实现技术。关键帧动画能被定义为这么一个过程：指派特定数量帧面的物体，让其运动。这些帧面构成了一个动画序列。

通常在完成关键帧动画时，现在的软件能让你建立物体之间的某种联系，以使得当一个物体运动时，与它相联系的物体也发生变化。

在交互式图形系统中，一般常用关键帧技术产生动画。在这类系统中，你可用鼠标和其它设备去移动关键帧中的物体。

第64页：5.4.3 三维动画制作软件—3

5.4.3 三维动画制作软件—3

Autodesk公司于1990年推出的3DStudio是PC机三维超级动画制作软件，其主要功能有：

动画处理，建立高分辨率三维模型和着色投影等。

一般的版本都具有建立模型、材料编辑、着色投影、动画及超强的后期制作剪辑功能，并可提供光盘World-CreatingToolkit，内含3D物体、动画等大约500MB的丰富内容。

第65页：用3DS MAX制作的图形

用3DS MAX制作的图形

第66页：3DSMAX的特色

3DSMAX的特色

3DSMAX的特色(1)其软件结构十分完整，从平面造型到立体造形及立体编辑工具，甚至动画画面的产生与素材的编辑，都完整的包涵在一套软件之中。(2)它与AutoCAD及AnimatorPro软件相兼容。各行各业的宝贵资料都可以送入3DStudio中处理，例如建筑业的AutoCAD文件.DWG，可由DXFOUT指令转换成.DXF格式供3DStudio读取，而原先由AnimatorPro所做的公司简介或广告等，都可以送入3DStudio做贴图处理，呈现美观的立体效果。

第67页：3DSMAX的特色(续)(3)3D S

3DSMAX的特色(续)(3)3D S

3DSMAX的特色(续)(3)3D Studio 3.0版增加了KXP与BXP两种特技。(4)由于3DS MAX使用普遍，它的.FLI与.FLC文件格式俨然成为PC动画标准，与Microsoft的.AVI视频文件成为多媒体世界的宠儿，使得各多媒体展示与简报软件纷纷加入这几种文件格式的播放功能，就连其它某些著名的动画软件也加入了这种文件格式。

第68页：3DSMAX组成3DSMA

3DSMAX组成3DSMA

3DSMAX组成3DSMAX有以下5个基本功能模块：(1)建模(Modelingobject)(2)材质设计(Materialdesign)(3)灯光和相机(LightingandCamera)(4)动画(Animate)(5)渲染(Rendering)

第69页：5.5 计算机动画运动控制方法

5.5 计算机动画运动控制方法

计算机动画运动控制方法即控制和描述动画形体随时间而运动和变化的运动控制模型，其主要方法有：

• 运动学方法(显式控制)；
• 物理推导方法(动力学方法)；
• 随机方法；
• 自动运动控制方法；
• 刺激一响应方法；
• 行为规则方法；

第70页：1、运动学方法

1、运动学方法

它是一种传统的动画技术，它是通过几何变换(旋转、比例、切变、位移)来描述运动的。在运动的生成中并不使用物体的物理性质。

运动学的控制包括正向运动学和逆向运动学。正向运动学通过变换矩阵对造型树从根到叶子的遍历来确定点的位置，逆向运动学则是从空间某些特定点所要求的终结效果确定所用几何变换的参数。

第71页：2、物理推导方法

2、物理推导方法

是运用物理定律推导物体的运动。运动是根据物体的质量、惯量作用于物体上的内部和外部的力、力矩以及运动环境中其它物理性质来计算的。

应用：动画设计者不必详细规定其运动的细节，采用动力学作为控制技术，建立一个系统：

• 可实现以最少的用户交互作用产生高度复杂的真实运动；
• 能逼真地模拟自然现象；
• 可自动地反应物体对内部和外部环境的约束；

第72页：3、随机方法

3、随机方法

它是在造型和运动过程中使用随机扰动的一种方法。

应用：它与分维造型、粒子系统等方法相结合，确定不规则的随机体(如云彩、火焰等)的运动和变化。

第73页：4、自动运动控制方法

4、自动运动控制方法

指基于人造角色，使用人工智能、机器人技术，在任务级上设计并用物理定律计算运动。

应用：它可用于跟踪实际动作，产生行为动画等。

第74页：5、刺激-响应方法

5、刺激-响应方法

在运动生成期间，考虑环境的相互影响，建立一个神经控制网络，从对象的传感器接受输入，由神经网络输出激发对象运动。

应用：采用此方法，可生成反映人面部表情的愉快与忧愁的运动情况等。

第75页：6、行为规则方法

6、行为规则方法

使用这种方法，从传感器接受输入，由运动的对象感知，使用一组行为规则，确定每步运动要执行的动作。

应用：由人控制传感器输入到计算机中，从而实时产生相应的(如唐老鸭)各种动作。

第76页：5.6 动画语言

5.6 动画语言

• 、动画的传输与发展趋势
• 动画语言简介
• 动画的传输
• 发展趋势

第77页：5.6.1 动画语言简介

5.6.1 动画语言简介

动画语言是用于规定和控制动画的程序设计语言。在动画语言中，运动的概念和过程由抽象数据类型和过程来加以表示。动画形体造型、形体部件的时态关系和运动变量显式地由程序设计语言描述。

动画语言适用于算法控制或模拟物理过程的运动，其缺点主要是动画设计者在完成程序设计并绘出整个动画之前，不能看到其设计结果。

第78页：基于动画描述模型开发的动画语言有三类

基于动画描述模型开发的动画语言有三类

线性表语言：即用符号表达的线性表来描述动画功能；

通用语言：在通用程度设计语言中嵌入动画功能是一种常用的方法，语言中变量的值可用作执行动画例程的参数。

图形语言：它支持可视的设计方式，以可视化的方式描述、编辑修改动画功能。

第79页：5.6.2 动画的传输

5.6.2 动画的传输

• 动画的传输主要有两种方式：
• 以符号方式表示和传输动画对象及运动命令。
• 需传输的数据量少；
• 接收端需化费大量处理时间生成动画。
• 可以位图图像方式表示和传输。
• 需传输的数据量大；
• 接收端重显动画所需处理的工作量较少。

第80页：5.6.3 计算机动画的发展与发展趋势

5.6.3 计算机动画的发展与发展趋势

• 计算机动画的发展
• 计算机动画的发展趋势

第81页：计算机动画的发展

计算机动画的发展

• 起源于二十世纪六十年代初期;
• 七十年代初就有人开始研究三维计算机动画;
• 在八十年代中后期进入实用化;
• 到了九十年代初期，计算机动画技术应用于电影特技，取得显著成就。

第82页：计算机动画的发展趋势

计算机动画的发展趋势

计算机动画的研究涉及具有人的意识的虚拟角色的集成动画系统；

研究内容涉及多种学科的知识、技术和方法，如动画、力学、机器人学、生物学、心理学和人工智能等。

• 实现的目标：
• 能自动产生计算机生成的虚拟角色——人的自然行为；
• 提高计算机动画运动的复杂性和真实性；

应减少运动描述的复杂性，特别应可在任务级上进行运动的描述，从而解决制作复杂动画的很多难题。

第83页：5.7 Flash MX动画制作

5.7 Flash MX动画制作

X的用户界面

第84页：画图

画图

第85页：简单动画的制作

简单动画的制作

Flash动画只包含有两种基本的动画制作方式：补间动画和逐帧动画。

Flash生成的动画文件的扩展名默认为.fla和.swf。前者只能在Flash环境中运行，后者可以脱离Flash环境独立运行。

第86页：创建一个简单动画

创建一个简单动画

创建一个简单动画，显示一个圆变为矩形的过程。

操作步骤如下：(1)运行FlashMX。单击“开始”按钮，选择“程序”|“Macromedia”|“MacromediaFlashMX2004”命令，显示如图5.13所示的运行界面。(2)在时间轴的第1帧处，选择工具箱中的椭圆工具，并在填充色中选择绿色渐变色；在场景1的舞台中央画出一个圆，显示界面如图5.17所示；

第87页：中央画一个圆

中央画一个圆

第88页：单击鼠标右键

单击鼠标右键

，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“插入空白关键帧”命令；选择工具箱中的矩形工具，并在填充色中选择红色渐变色；在场景1的舞台中央画出一个矩形；(4)单击1帧处，在属性面板中的“补间”下拉列表中选择“形状”,如图5.18；(5)按Enter键，看动画效果；(6)单击“文件”中的“保存”命令，以文件名animitor1，保存到C:\下。

第89页：创建一个简单运动动画

创建一个简单运动动画

• 创建一个简单运动动画，显示一只小鸡从树下走向小屋的过程，如图。
• 操作步骤略图5.19运动动画