模塊一動畫原理101

學(xué)習(xí)任務(wù)1學(xué)習(xí)動畫原理2◆

了解視覺暫留現(xiàn)象◆

掌握動畫制作的本質(zhì)◆

了解動畫的發(fā)展歷史◆

能繪制簡單的手翻書任務(wù)目標3根據(jù)動畫原理，將如圖所示的火柴人在跳臺上跳水的整個過程拆解并分別繪制在書頁的邊角上。火柴人從畫面外走到跳臺上、向下跳入水中濺起水花、水花消失，整組動作有7個關(guān)鍵動作，繪制時需要在每兩個動作中間加一個過渡動作。當用手翻動書頁的時候，畫面快速地交替，達到一定速度以后畫面開始出現(xiàn)殘影，在這個過程中，火柴人跳入水中，濺起水花，最終水花消失。TITLEDIRECTORCAMERADATESCENETAKE任務(wù)引入4火柴人跳水5手翻書是在每一張書頁上繪制一個動畫形象的連續(xù)動作，通過翻動書頁使得動畫形象動起來的。手翻書的制作依據(jù)人眼的視覺特點，可使靜態(tài)的畫面產(chǎn)生動態(tài)的效果。因此，學(xué)習(xí)并制作手翻書，需要深入了解動畫的本質(zhì)，掌握動畫的制作原理。任務(wù)分析6一、動畫演示道具1.魔術(shù)畫片魔術(shù)畫片是一種古老的玩具，同時也被視為一種獨特的視覺藝術(shù)形式。魔術(shù)畫片通常由一張兩面繪有不同圖案的圓盤組成，圓盤的兩端系有細線。當細線被擰緊、釋放后，由于視覺暫留現(xiàn)象，兩種圖案會融合在一起，不同的圖案和色彩相互交錯，創(chuàng)造出一種動態(tài)的效果。這種效果能夠讓人產(chǎn)生一種錯覺，仿佛看到的是一幅會動的畫面。這也是魔術(shù)畫片得名的原因。相關(guān)知識7如圖所示是“小鳥進籠”魔術(shù)畫片，制作“小鳥進籠”動畫時，在一個硬紙盤的兩面畫上不同圖案，當硬紙盤前后快速連續(xù)翻動時，兩幅畫都會快速地出現(xiàn)在觀看者的眼前，然后又快速翻轉(zhuǎn)過來。由于前后兩幅畫出現(xiàn)的時間都很短，而且這個過程一直處在循環(huán)當中，所以觀看者看到的不會是單獨的畫面，而是正反兩面圖案融合的景象，即小鳥被關(guān)進了籠子里。“小鳥進籠”魔術(shù)畫片a）畫片正面

b）畫片背面?c）畫片轉(zhuǎn)動時的效果82.轉(zhuǎn)盤與幻盤轉(zhuǎn)盤是19世紀歐洲發(fā)明的一種動畫道具，如圖所示。使用時，將按順序繪制好的圖片放置在轉(zhuǎn)盤上，隨后通過機器旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤。機器上特設(shè)有一個觀察窗，供人觀看活動圖片的效果。在機器的帶動下，轉(zhuǎn)盤低速旋轉(zhuǎn)，其上的圖片也隨之旋轉(zhuǎn)。從觀察窗望去，圖片中的人物仿佛開始活動起來，形成了動態(tài)的畫面。轉(zhuǎn)盤9幻盤的使用原理與轉(zhuǎn)盤相似。從外形上看，幻盤是一個安裝在支架上、帶有許多孔洞的圓筒。圓筒內(nèi)側(cè)的筒壁上繪制有一系列連續(xù)的動作圖案。使用時，只需轉(zhuǎn)動幻盤，然后通過孔洞觀看里面的圖案，這些圖案就會像播放電影一樣活動起來。這個使用原理與轉(zhuǎn)盤的基本相同，如圖所示?；帽P103.走馬燈走馬燈是一種傳統(tǒng)的燈籠，其設(shè)計靈感源自古代的“馬騎燈”。這種燈籠的外形與宮燈相似，通常由一個方形或圓形的紙燈籠構(gòu)成，其中插有一根鐵絲作為立軸。軸上方裝有一個葉輪，軸中央則裝有兩根交叉的細鐵絲。在每根鐵絲的末端都粘有人、馬等形狀的剪紙。當燈籠內(nèi)的蠟燭點燃后，熱氣上升形成氣流，從而推動葉輪旋轉(zhuǎn)，剪紙也隨著輪軸轉(zhuǎn)動，這些剪紙的影子會投射到燈籠的紙罩上。因為燈籠的各個面上通常都繪制有古代武將騎馬的圖像，所以當葉輪轉(zhuǎn)動時，看起來就好像有幾個人在你追我趕一樣，這種燈籠因此得名“走馬燈”，如圖所示。11走馬燈走馬燈動畫效果產(chǎn)生的原理其實與現(xiàn)代動畫效果產(chǎn)生的原理相通。在走馬燈的燈面上，剪紙的影子不斷轉(zhuǎn)動，這正是現(xiàn)代動畫的基本原理——利用視覺暫留現(xiàn)象來產(chǎn)生動態(tài)效果?，F(xiàn)代動畫制作通過快速播放一系列圖片或畫面幀來產(chǎn)生動態(tài)效果，而走馬燈則通過燈面上剪紙影子的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)這一效果。12二、視覺暫留現(xiàn)象1.視覺暫留現(xiàn)象產(chǎn)生的原因1824年，英國科學(xué)家彼得·羅杰特在《移動物體的視覺暫留現(xiàn)象》中提出了人眼具有“視覺暫留”的特性。他解釋道：形象刺激在最初顯露后，能在視網(wǎng)膜上停留若干時間。這樣，當各種分開的刺激相當迅速地連續(xù)顯現(xiàn)時，視網(wǎng)膜上的刺激信號會重疊起來，使得形象呈現(xiàn)為連續(xù)的運動。這意味著當人眼觀察到的影像消失后，該影像仍能在視網(wǎng)膜上停留0.1～0.5秒的時間，如圖所示。因此，當多幅連續(xù)的畫面迅速在人眼前呈現(xiàn)時，前一個畫面的影像尚未消失，緊接著下一個略有差異的畫面又出現(xiàn)，這些連續(xù)不斷的影像相互銜接，最終形成了動畫。13

視覺暫留現(xiàn)象成因14視覺暫留現(xiàn)象又被稱為“余暉效應(yīng)”，是指光對視網(wǎng)膜的作用停止后，視覺感知不會立即消失，光仍會在視網(wǎng)膜上短暫停留一段時間的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生與視神經(jīng)的反應(yīng)速度密切相關(guān)。具體來說，視神經(jīng)的反應(yīng)時間大約是1/24秒，這正是電影幀速率設(shè)定為每秒24幀左右的原因?？傊?，視覺暫留現(xiàn)象是一種普遍存在于人們?nèi)粘Ｉ钪械淖匀滑F(xiàn)象。它不僅為人們的視覺感知提供了重要的生理基礎(chǔ)，同時也為動畫、電影等視覺媒體的制作與傳播提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。152.視覺暫留現(xiàn)象在人們?nèi)粘Ｉ钪械捏w現(xiàn)在生活中，如果仔細觀察，可以發(fā)現(xiàn)許多有趣的視覺暫留現(xiàn)象。

旋轉(zhuǎn)的槳葉

飛馳而過的高鐵163.視覺暫留現(xiàn)象在動畫制作中的應(yīng)用在動畫制作中，視覺暫留現(xiàn)象被廣泛運用。它對于營造逼真的動畫效果至關(guān)重要。通過精心控制每一幀畫面，可使相鄰幀之間產(chǎn)生平滑的過渡效果，從而模擬出真實世界的運動狀態(tài)。此外，視覺暫留現(xiàn)象的應(yīng)用還能顯著提升觀眾的觀賞體驗。最后，利用這一現(xiàn)象還有助于降低制作成本，提高動畫制作效率。17現(xiàn)代動畫的制作流程是：先按照前期設(shè)計要求進行動畫繪制，再進行后期合成。人們看到的動畫中的每一個動作，都是由一連串連續(xù)的畫面幀組成的。每個動作都被設(shè)定了一定的持續(xù)時間，在這個時間段內(nèi)，會根據(jù)實際需要繪制不同數(shù)量的畫面幀。放映時，以每秒24幀的速度連續(xù)播放，觀眾就能看到流暢的動作和完整的畫面，如圖所示。18日本動畫片《惡童》中主人公從高處躍下的連續(xù)畫面19日本動畫片《惡童》中主人公從高處躍下的連續(xù)畫面20三、動畫技術(shù)的探索和發(fā)展1.早期動畫技術(shù)

真正意義上的“動畫”是指利用光學(xué)儀器展現(xiàn)的動畫現(xiàn)象，而電影技術(shù)的雛形正是基于動畫原理進行實驗的結(jié)果。埃德沃德·邁布里奇是一位攝影師，他發(fā)明了一種名為“連續(xù)攝影”的技術(shù)。這項技術(shù)使人們能夠拍攝一系列照片，并將這些照片快速放映，從而產(chǎn)生動態(tài)的視覺效果。進行畫面連續(xù)放映的機器在電影史上被稱為第一架“動態(tài)影像放映機”，如圖所示。21動態(tài)影像放映機221888年，在愛迪生的實驗室里誕生了一部用于記錄連續(xù)畫片的儀器。愛迪生的初衷是為他新發(fā)明的留聲機配上相應(yīng)的畫面，但他并沒有采用投影的方式來實現(xiàn)這一目標，而是先將圖像處理在卡片上，隨后再通過妙透鏡展現(xiàn)出來。妙透鏡猶如一臺機械化的“手翻書”，它利用一套手搖桿和機械軸心，驅(qū)動一盤冊頁轉(zhuǎn)動，從而使圖像或影像得以連續(xù)播放，如圖所示。

妙透鏡a）妙透鏡的工作原理?b）妙透鏡的演示現(xiàn)場231906年，美國人布萊克頓利用黑板和剪紙制作了世界上第一部標準膠片動畫片《滑稽臉的幽默相》，如圖所示。它標志著動畫技術(shù)的誕生和發(fā)展，為后來的動畫創(chuàng)作者提供了很多靈感。《滑稽臉的幽默相》242.賽璐珞動畫技術(shù)賽璐珞是一種熱可塑性樹脂，最早于1846年被發(fā)現(xiàn)，是商業(yè)上最早生產(chǎn)的合成塑料之一。它無色透明，曾被用來制造電影軟片以及仿造玳瑁等物品。1870年，一家美國公司為了生產(chǎn)這種材料，注冊了名為“Celluloid”的商標，其諧音即為“賽璐珞”。20世紀初，伊爾·赫德發(fā)現(xiàn)賽璐珞膠片的特點使其特別適用于制作動畫，使用它時無須在每一張動畫紙上都繪制背景。具體做法是先在紙上進行動畫繪制，然后在透明的賽璐珞膠片上描線，最后直接用顏料上色，如圖所示。25

賽璐珞涂色賽璐珞畫稿完成后，與背景合在一起，就構(gòu)成了每個鏡頭的最終畫面。之后，使用膠片攝像機對繪制完成的背景和賽璐珞畫稿進行拍攝，回放出來的就是動畫。26賽璐珞動畫沒有經(jīng)過數(shù)字化處理，相對于如今的數(shù)字動畫來說，色彩的漸變更加自然、飽滿艷麗，如圖所示。這種持續(xù)了近百年的傳統(tǒng)制作方式，減少了動畫制作的工作量，使時間更長的動畫制作成為可能，奠定了動畫的基本拍攝方法。賽璐珞動畫在我國也被稱為“傳統(tǒng)動畫”。早期的賽璐珞動畫273.無紙動畫技術(shù)無紙動畫是隨著圖形圖像制作技術(shù)發(fā)展而逐漸成熟完善的一種動畫制作方式。在無紙動畫的制作過程中，無須使用大量的紙張、鉛筆、顏料等傳統(tǒng)繪畫工具，只需通過計算機軟件即可進行創(chuàng)作和制作。這種方式不僅能顯著提高動畫制作的效率，降低制作成本，還能為創(chuàng)作者提供更廣闊的創(chuàng)作空間和想象空間。由于其投入少、風(fēng)險小，所以整個動畫行業(yè)已經(jīng)普遍接受并采用這種制作方式。284.三維動畫技術(shù)三維動畫技術(shù)的發(fā)展史可以追溯到20世紀60年代，直到80年代才開始得到廣泛應(yīng)用。使用三維動畫軟件制作動畫時，先在計算機中創(chuàng)建一個虛擬的世界，創(chuàng)作者在這個虛擬的三維環(huán)境中，根據(jù)需要表現(xiàn)的對象的形狀和尺寸建立模型及場景，如圖所示。隨后，根據(jù)需求設(shè)定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動軌跡以及其他參數(shù)。最后，為模型賦予特定的材質(zhì)，并設(shè)置燈光效果。完成這些步驟后，計算機將自動進行運算，生成最終的動畫畫面。隨著計算機技術(shù)的不斷進步，三維動畫技術(shù)也實現(xiàn)了飛速發(fā)展。29三維建模305.動態(tài)捕捉技術(shù)動態(tài)捕捉技術(shù)是一種能將人物或動物的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化為計算機可識別數(shù)據(jù)的技術(shù)。它能細致捕捉并分析人物的情感與動作變化，隨后在計算機設(shè)備和系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)三維立體動感展示，使實際表演中人物的表情與動作得以更加形象地呈現(xiàn)，進而增強動畫的真實感和連貫性。在三維動畫制作過程中，動態(tài)捕捉技術(shù)廣泛應(yīng)用于角色建模、動作設(shè)計以