Animație - reprezentarea artificială a mișcării în film, televiziune sau grafica pe calculator, prin afișarea unei secvențe de imagini sau cadre la o rată care asigură o percepție vizuală coerentă a imaginilor (de obicei, pentru buna redare a vitezei de animație necesară, sau frame rate, cel puțin 10 cadre pe secundă - inerția percepției vizuale).
Rata de cadre pe secundă a duratei de afișare a ecranului este:
10. 16 - pentru animație pe calculator
24 - pentru cinematografie
25 - pentru sistemul de emisie PAL sau SECAM
30 pentru sistemul de emisie NTSC.
Animația pe calculator presupune utilizarea de hardware și software pentru a crea animații.
Animație clasică. Această metodă este o secvență de desene alternante, fiecare dintre acestea fiind desenată separat (principiul desenului animat). Această metodă este foarte consumatoare de timp din cauza necesității de a crea fiecare figură. Moduri de a crea cadre:
1. Animație de păpuși. În spațiu sunt plasate obiecte - cadrele fixează poziția lor, poziția obiectelor se schimbă - și se fixează din nou de următorul cadru.
2. Animație sprite. Acesta este implementat folosind un limbaj de programare sau un instrument special. Nu există conceptul de cadru (principiul jocurilor în mișcare). Aproape întotdeauna bazată pe lucrul cu o culoare "transparentă".
3. Morfing. Conversia unei imagini grafice în alta. Deseori efectuate programatic. Software-ul de morfing generează un număr specific de cadre intermediare, care asigură o tranziție lină a imaginii inițiale la cea finală.
4. Animație cu culoare. Poziția obiectelor nu se schimbă, doar modificările culorii. Deseori efectuate programatic.
6. Metoda de cadre cheie sau de tip keyframing. Cea mai obișnuită cale. Evenimentul cheie poate fi fie schimbarea parametrilor uneia dintre posibilele transformări ale unui obiect (poziția, rotația sau scala), fie schimbarea oricărui parametru care permite animația (proprietățile surselor de lumină, materiale etc.). După determinarea tuturor cadrelor cheie, sistemul de animație al computerului calculează automat evenimentele de animație pentru toate celelalte cadre care ocupă o poziție intermediară între cadrele cheie - cadre intermediare.
7. Animație procedurală pentru modelarea mișcărilor sau efecte dificil de reprodus cu ajutorul cadrelor cheie. Calculați valorile curente ale parametrilor de animație, pe baza valorilor inițiale specificate de utilizator și pe expresiile matematice care descriu modificarea parametrilor în timp. Această metodă vă permite să realizați animații de înaltă calitate. Acesta este adesea folosit pentru o varietate de efecte fizice.
Metode de animare a obiectelor conexe într-un lanț ierarhic:
Inversă (inversă) și cinematică directă.
Cinematica directă - deplasarea obiectului părinte afectează întregul lanț al obiectelor descendente. Se pare că punctele de referință ale obiectelor copil sunt legate de punctele de ancorare ale obiectului părinte de pârghii rigide. Dacă obiectul parent este mutat, obiectul copil se va deplasa, de asemenea, fără a-și schimba poziția față de obiectul strămoșilor. Dacă obiectul parental este rotit, copilul se mișcă și se rotește astfel încât poziția și orientarea sa față de obiectul părinte să rămână neschimbate. Deși obiectele copil sunt mutate și rotite în timpul transformării obiectului părinte, cheile de animație nu sunt generate pentru ele. Obiectele copilului sunt convertite automat.
cinematica Inverse - mișcarea este definită de mișcarea de cel mai tânăr copil care face obiectul restul lanțului să se deplaseze, în conformitate cu limitările privind funcționarea obiectului articulat. În special, pot fi restricții la rotire și la alunecare. Puteți limita gama acestor îmbinări prin orice axă de coordonate, dimensiunea sectorului unghiular sau distanța. Efectuarea setărilor pentru parametrii de articulare, cum ar fi prioritatea, prezența și frecarea, etc. Este posibil să se realizeze construcția de mișcări realiste pentru obiecte complexe cu mai multe etaje. Spre deosebire de metoda cinematică directă, metoda cinematică inversă permite obținerea mai multor soluții în prezența unei multitudini de articulații de obiecte.
9. Captură de mișcare. O nouă direcție în animație. Oferă capacitatea de a transmite mișcări naturale, realiste în timp real. senzori de lumină mici sunt atașate la un actor care trăiesc în acele locuri, care vor fi aliniate cu punctele de referință pentru modelul de calculator de intrare și de mișcarea de captare. Coordonatele actorului și orientarea sa în spațiu sunt transferate la stația grafică, iar modelele de animație vin la viață.
10. Animație software. Rezultatul programului.
Un obiect 3D este un corp tridimensional care are proprietăți de lungime, lățime și adâncime pe care imaginile de pe computerul 2D nu le au. La urma urmei, în realitate, obiectele 3D există doar în memoria calculatorului și sunt afișate pe suprafața plană a ecranului în conformitate cu legile perspectivei. Un obiect tridimensional se caracterizează prin forma și textura suprafeței acestuia.
Tip - geometria obiectului, care, în cel mai simplu caz este descris de o serie de interdependente în spațiul tridimensional al punctelor (vârfuri) și poligoane (fațete - închise forme bidimensionale cu trei sau mai multe laturi). De exemplu, un cub are opt vârfuri și șase chipuri. Și mai devreme, pentru simplitate, în cele mai multe cazuri au fost alese triunghiuri ca poligoane de bază. Câteva sute sau chiar mii de astfel de triunghiuri se conectează una cu cealaltă și formează grile complexe tridimensionale.
Textura - o structură deosebit de solidă datorită naturii amplasării componentelor sale (cristale, granule, etc.) In textura grafica computerizata descrie o gamă largă de proprietăți de suprafață includ culoarea, transparenta, reflectivitatea, rugozitate, etc. Pentru texturile sunt folosite în general de imagine care imită materialul din care este făcută suprafața obiectului modelat, sau așa-numita suprafață carte, reflecție, teren, etc.
Pe scena simulată, sursele de lumină sunt plasate, dacă este necesar, o lumină (normală) sau întunecată (pentru a emula condițiile de noapte) ceață și un punct de vedere (camera) este setat.
Modelarea obiectelor 3D. Trei părți integrale ale unui obiect tridimensional. În prima etapă, obiectul este un set de vârfuri (cubul are opt dintre ele) conectat prin poligoane. În a doua etapă, în imagine apare o perspectivă, iar pe a treia, textura suprafeței cu detalii devine vizibilă.
Concepte și termeni de bază ai tehnologiilor 3D
Grafică tridimensională. Pentru a defini animația 3D a calculatorului, este necesar să construiți, folosind unul dintre pachetele de animație ale calculatorului, o scenă tridimensională.
Scena include următoarele elemente:
· Modele computerizate tridimensionale de obiecte reale sau imaginare
· Modelele camerelor - camerele de calculator sunt necesare, la fel ca camerele reale în filme și televiziune, pentru a monitoriza obiectele din diverse puncte de vedere.
· Modele sursă de lumină - concepute pentru a simula iluminarea scenei pe computer. Printre acestea sunt surse de lumină non-direcțională și direcțională, lumină împrăștiată.
· Simularea mediului (ceață, ceață, zăpadă, ploaie etc.) - face scena computerului mai realistă sau mai spectaculoasă.
Modelele tridimensionale de calculatoare ale obiectelor sunt reprezentate de rețele tridimensionale. Elemente ale rețelelor tridimensionale: Top, Rib, Face. Pentru a face realitatea suprafeței obiectelor 3D, ele trebuie să fie "făcute" din anumite materiale. Parametrii de bază ai materialelor: luciu, opacitate, auto-luminozitate, refracție.
Propunere de model de computer al obiectelor. Sarcina de animație se bazează pe utilizarea conceptelor:
Grafică tridimensională Zona grafică a computerului asociată cu generarea și afișarea obiectelor tridimensionale pe un plan bidimensional (pe ecran). În funcție de modelele 3D folosite, sistemele grafice 3D de tip tridimensional au diferite posibilități de a afișa obiecte - de la firul-cadru până la vizualizarea fotorealistă.
Modelele tridimensionale sunt utilizate pe scară largă în sistemele de animație de calculator pentru a crea un economizoare de ecran de televiziune, seturile de modelare și actori vii muta într-un mediu artificial, a crea un actori cibernetice roboți, simularea de efecte vizuale complexe în televiziune și filme.
Multe jocuri de calculator moderne sunt construite pe utilizarea extensivă a graficelor tridimensionale. Prelucrarea datelor tridimensionale grafice asociate cu un cost de calcul mare, astfel încât pentru munca eficientă cu o grafică tri-dimensionale pe calculatoarele personale sunt utilizate pe scară largă acceleratoare grafice (acceleratoare grafice).
Pentru a afișa obiecte tridimensionale în Internet, se folosește limba de modelare a realității virtuale VRML.
1. Partea vizibilă a scenei, observată în fereastra camerei sau într-unul din ferestrele proiecțiilor de animație ale computerului.
2. O singură imagine dintr-o multitudine de imagini care constituie secvența de animație și reprezentată într-un anumit format grafic. In cazul imagisticii half-frame (redare Field) fiecare cadru este format ca două jumătăți de rame (câmpuri), unul dintre care înregistrează toate liniile chiar ale imaginii, iar în celălalt - toate rândurile impare.
Keyframe (Keyframe)
În animația pe calculator, unul dintre punctele de pe axa temporală, definit de utilizator pentru a seta animația. Cadrele cheie corespund anumitor evenimente de animație. Evenimentul cheie poate fi nu numai schimbarea parametrilor uneia dintre posibilele transformări ale obiectului (poziția, rotația sau scara), dar și schimbarea oricăror parametri care permit animația (proprietățile surselor de lumină, materiale etc.). După definirea tuturor cadrelor cheie, sistemul de animație al computerului calculează automat evenimentele de animație pentru toate celelalte cadre care ocupă o poziție intermediară între cadrele-cheie între ele.
Calea de mișcare în spațiul obiectului sau în punctul obiectului. În animația pe calculator, obiectele în mișcare sunt de obicei pe traiectorii spline care trec prin toate punctele cheie ale animației.
O curbă netedă care trece prin două sau mai multe puncte de control care controlează forma splinei. Două dintre cele mai comune tipuri de spline sunt curbele Bezier și curbele B-spline.
Punctul de referință (punctul de pivotare)
Punctul asociat obiectului, în raport cu care obiectul este rotit și scalat. Acesta poate coincide cu începutul sistemului de coordonate local al obiectului. Atunci când creați obiecte noi în 3D Studio Max, punctele de referință sunt plasate în centre geometrice sau în mijlocul bazelor acestor obiecte.