18新利最新登入计算机动画是如何工作的

动画的意思是“给生命”[来源:ACMSIGGRAPH]。一个动画师的工作就是把一个静态图像或对象,把它用运动和个性。在计算机动画中,动画师使用软件来画,在庞大的数字模型和动画对象和字符的风景。有两种基本类型的电脑动画:计算机辅助和计算机生成的。

计算机辅助动画通常是二维(2 - d),就像漫画[来源:ACMSIGGRAPH]。动画绘制对象和角色用手或用电脑。然后他职位的作品关键帧,形成一个轮廓最重要的运动。接下来,电脑使用数学算法来填写“中间”的框架。这个过程称为渐变。关键帧和渐变是传统动画技术,可以由手工完成,但完成与电脑快得多。

计算机生成的动画是一个不同的故事。首先,它的三维(3 d),这意味着对象和角色建模在飞机上用X, Y和Z轴。这个不能用铅笔和纸。关键帧和渐变仍然是一个重要的计算机生成的动画功能,但是还有其他的技术不涉及传统的动画。使用数学算法,动画师可以程序对象坚持(或破坏)物理定律就像重力,质量和力量。或创造巨大的牛群和羊群的生物,似乎独立行动,但集体。计算机生成的动画,而不是动画一个怪物的头上的每一根头发,怪物的皮草设计在风中轻轻挥手,平躺时湿的。

技术一直是动画师的工具箱的一部分。动画师在迪斯尼彻底改变了行业的创新使用声音在动画短片和创建的多平面摄像机支架视差效果背景深度的[来源:ACMSIGGRAPH]。

电脑动画的根源与计算机图形学先驱在1960年代初开始在美国主要研究机构工作,经常与政府资助[来源:卡内基梅隆大学计算机科学学院]。最早的电影科学模拟,题目是“粘性流体的流动”和“传播冲击波的固体形式”[来源:卡内基梅隆大学计算机科学学院]。

艾德凯特摩大学犹他州是第一个玩具与电脑动画吗艺术开始的3 d渲染他的手打开和关闭。犹他大学是最早的来源重要突破三维计算机图形学中,像隐藏表面算法允许计算机概念化三维物体,犹他州茶壶,明显呈现3 d茶壶,标志着一个转折点在逼真的3 d图像质量[来源:卡内基梅隆大学计算机科学学院]。

1973年,“西方世界”成为第一部电影包含计算机生成的2 d图形。更多的电影在1970年代末和1980年代初依赖计算机图形学中,或CG,创建原始的效果是为了看电脑。“特隆”(1982)无疑是理想的展示数码效果自电影发生在一18新利最新登入个电脑。

《侏罗纪公园》(1993)是第一个特性电影将令人信服地真实,完全电脑合成人物到真人电影,《玩具总动员》(1995)从皮克斯是第一个完整的“卡通”与计算机生成的三维动画完全[来源:ACMSIGGRAPH]。

三维动画的日益成熟和现实主义可以直接记入一个计算机处理能力的指数级增长。今天,一个标准的台式电脑运行速度快5000倍比使用计算机图形在1960年代先锋。和基本技术的成本创造电脑动画已经从500000美元不到2000美元[来源:美国公共电视台]。

现在让我们看看创建一个3 d电脑生成的对象的基础知识。

创建一个3 d电脑生成的对象,你需要建模软件像玛雅,3 ds Max或搅拌器。这些程序装载大量基本的三维形状,称为原语或普里姆斯河,这是更复杂对象的构建块。例如,您可以通过连接立方体模型汽车,气缸,金字塔和领域不同的形状和大小。因为这些3 d对象,他们仿照X, Y和Z轴,可以旋转并从各个角度观看。

当你第一次开始一个对象模型,它没有任何表面颜色或纹理。你在屏幕上看到的就是对象的骨架——个人的线条和轮廓数据集,已用于构建块和球体。这被称为线框。每个形状形成的线框的线称为多边形。例如,金字塔是由四个三角形的多边形。

在实践中,有几种方法可以创建一个线框模型的一个对象。如果你不想被局限于构建对象从固定形状像块和气缸,您可以使用更自由的技术spline-based建模。样条函数允许对象与光滑、曲线。另一种方法是雕刻对象的粘土或其他物理材料和使用三维扫描仪来创建一个线框对象建模软件的副本。

一旦你有你的线框,通过任何你选择建模方法——你可以遮荫表面,看看它看起来像一个3 d对象。但要使物体看起来更真实,你需要添加颜色和表面纹理。这是在所谓的完成材料编辑器【来源:ICOM]。在这里你可以玩无尽的调色板的颜色或创建自己的通过调整红色,绿色和蓝色值,摆弄色相和饱和度。常见的表面纹理像木纹、摇滚、金属和玻璃通常与建模软件,可以很容易地应用于表面。您还可以创建图像文件在一个程序中像Photoshop和包装图片对象喜欢壁纸。

照明也许是最重要的组件给一个物体深度和现实主义。对象建模程序允许你光从各种角度和调整对象的表面反射或吸收光。18新利最新登入有三种基本价值观决定表面如何回应:18新利最新登入

【来源:ICOM]

建模项目尤其有利于创造真实感3 d对象,因为他们包含复制自然世界的数学算法。举个例子,当你从某个角度,光一个球体的表面反射光线以合适的方式和精确的阴影投角。这些细节欺骗头脑认为这个对象在二维屏幕上有深度和纹理。

现在让我们看看如何动画师使用计算机来18新利最新登入帮助创造巨大的数字景观和现实的动画设置。

自的早期电影,制片人寻找令人信服的方法(和便宜!)重建巨大的现实景观和背景,而不必实际电影拍摄外景的珠穆朗玛峰的顶峰或月球表面。

最常见的解决方案是生产效果绘景。在传统的绘景中,艺术家依靠几个技术,从简单的画一个巨大的假背景(想想那些老西部片仙人掌和日落在远处)仔细取代部分拍摄的场景画在玻璃上。

电脑添加了一个全新的维度冰铜绘画。字面上。数字哑光画家使用源的组合照片,2 d Photoshop图像,3 d建模和三维动画创造令人印象深刻的虚构的风景。想想那些宏伟的建立在最近的“星球大战”电影,展示一个庞大的星际大都市或丛林到处堡垒上厚厚的树叶和湍急的瀑布。18新利最新登入

真人电影,数字哑光画家经常被赋值为一个场景创建历史上准确的背景。在《最后的武士》为例,该脚本要求汤姆·克鲁斯的性格漫步走出酒吧,到旧金山的街道,大约1876年。首先,演员表演他们的现场住在绿色或前面蓝色屏幕。然后数字哑光画家咨询档案照片城市模型的三维轮廓。他们把数码照片美丽的日落和把它在城市模型。然后,他们创建了一个计算机生成的手推车,沿着陡峭的街道叮当作响的演员。(去这里来自世界哑光幕后照片和视频数字)。

数字哑光画家使用相同的技术在创建景观完全动画片,像那些由皮克斯。如果角色要很多虚拟交互集,然后每组元素呈现3 d[来源:皮克斯]。但对于大型建立镜头,或一个巨大的背景下,只会出现一次,冰铜画家使用2 d Photoshop拼贴画和3 d模型构建现实景观,适合动画电影的风格。皮克斯电影,例如,变得越来越逼真而不失去“卡通”质量。所以景观不能完美的“真实”。的y have to be built on a color and texture palette that matches the rest of the movie.

另一个技术,增加了令人印象深刻的数字景观是一个叫做现实粒子系统【来源:范德比尔特大学的工程学院]。粒子系统使用数学算法重建的自然运动的动画元素,如吸烟,火和成群的鸟。数字哑光绘画、动画师没有画火焰和每一缕轻烟随着城市烧伤。他只是使用建模软件的粒子工具来计划如何大他希望的火焰和黑暗和汹涌的烟雾。18新利最新登入相同的控制,他可以模拟一个CG海鸥和程序软件创建一群飞鸟,拍打翅膀以不同的速度要稍微不同的路径,因为它们飙升到日落。

现在让我们看看人物建模和动画、电脑动画的核心和灵魂。

创建一个动画角色的过程,因为它总是开始,用铅笔和纸。艺术部门提交数以百计的人物素描基础上讨论的作家和导演。一旦他们解决在设计为特定的字符,它是动画师的工作角色在三维计算机模型。有时艺术部门会创建一个3 d角色的粘土模型,然后扫描到电脑创建一个线框模型。

建模角色不是不同建模一个对象。难的是动画。人类的眼睛是非常敏感的不自然或不平稳的运动。走路,例如,是一个非常复杂的运动,要求几乎所有的身体部位参与一个流体运动。

一个解决方案是建立一个动画角色好像有一个内部的骨架。这叫做一个铰接模型【来源:范德比尔特大学的工程学院]。基本上,这个角色是建立在骨骼和关节,根据一项行动层次结构。关节有层次结构的顶部,肘部,例如,控制身体部位的运动中较低层次——上臂、前臂和手,在这种情况下。在此层次结构中,动画师只有移动关节或身体部分和下关节和身体部位承担他们的正确位置,像拔一个木偶的字符串。

这样我们又回到了关键帧和渐变。动画角色时,角色的动画师只提出了关键职位,让电脑填写“之间”框架。这是更容易由铰接模型,叫做逆运动学【来源:范德比尔特大学的工程学院]。

假设动画师想让人物举手。由于所有角色的身体部位连接在一个层次结构,所有的动画师要做的就是设置一个关键帧和人物的手在所需的位置。电脑不仅会填写手的运动,但所有的部分连接的手(臂、肘、肩、等等)。预装的逆运动学模型的动画软件往往走和其他常见角色动作。

另一种流行的方法创建平滑,现实的人物动作是通过动作捕捉。动作捕捉,现场演员穿上特别适合嵌入的传感器。传感器依靠身体的关键部位,如四肢和关节。电脑追踪和记录的运动传感器和可以以不同的方式使用这些数据。数据可以用来直接控制的四肢和关节动画角色。从这个意义上说,现场演员移动动画角色就像一个傀儡,甚至在实时。或传感器数据可以被用作一个角色建模和动画指导。

现在让我们看看电影整个动画过程。

一半的过程创建一个动画故事片与电脑无关。首先,制片人写一个治疗,这是一个故事的草图。当他们确定了所有的故事垮掉的一代——主要情节点——他们可以创建一个故事板的电影。故事板是一个二维,以漫画呈现每个场景在电影以及一些笑话和重要的对话片段[来源:皮克斯]。故事板过程中,脚本是抛光,制片人可以开始看到幕后将可视化工作。18新利最新登入

下一步是配音演员来记录所有的行。使用演员的对话记录,制片人只与故事板图纸组装视频动画。经过进一步的编辑、重写和重新录制的对话,真正的动画是准备开始。

艺术部门现在所有的人物设计,主要设置位置,为电影道具和调色板。在3 d人物和道具建模或扫描到电脑从粘土模型。在皮克斯,每个字符都配备了数百个阿瓦尔人,铰链,使动画角色的特定部分的身体。伍迪的“玩具总动员”,例如,他脸上有100多阿瓦尔人独自[来源:皮克斯]。

下一步是创建所有的3 d电视,精心打扮的所有细节,把虚拟世界的生活。字符会被放置在这个过程被称为集合阻塞。导演和铅动画师的关键字符位置和摄像机角度块每拍摄的电影。

现在动画师团队每个指定的短片段的场景。他们把屏蔽指令和创建自己的更详细的关键帧。然后他们开始渐变过程。计算机处理的很多插值——计算渐变的最好方法两个关键帧,但艺术家经常调整结果,所以他们看起来更逼真。是常见的一个动画师重做一个简短的动画序列前几次董事或铅动画师满意[来源:皮克斯]。

高质量的动画电影产生每秒24帧的帧率(fps)。90分钟的电影,这是近130000帧的动画。在皮克斯,例如,一个动画师预计将生产100帧的动画一个星期[来源:皮克斯]。

现在的角色和道具表面纹理和颜色。他们穿着服装,皱纹和流动自然与身体动作,头发和皮毛,海浪在虚拟的微风中,和皮肤看起来足够真实接触。那么是时候光幕后,使用环境,全方位和聚光灯来创建深度、阴影和情绪。

过程的最后一步呈现。使用强大的计算机,所有的数字信息,动画师创造了角色模型,关键帧,吐温类、纹理、颜色、集、道18luck手机登录具、灯光、数字哑光画,等等——是组装到一个单帧的电影。即使有这样的公司皮克斯的难以置信的计算能力,平均需要6个小时来渲染一帧的动画电影[来源:皮克斯]。88多年的呈现为一个90分钟的电影。好东西他们可以呈现多个框架。

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