第4章 计算机动画原理与创作工具4.1 计算机动画创作原理4.2 网络动画创作工具Flash 4.3 三维动画创作工具3DS Max的应用简介思考题与习题上机练习4.1.1 动画(Animation)与计算机动画动画与运动着的图像有关，是可以感觉到运动相对时间、位置、方向和速度的动态媒体，其实质是一幅幅内容连续的静态图像的连续播放。 传统动画是用手工绘制多张连续变化的图片表现一个动画故事，计算机动画则是是基于数学公式的创作方法,由算法产生作品。 4.1.2 计算机动画创作原理计算机动画创作原理 1 帧动画帧动画逐帧（Frame）动画动画相邻帧间差别很小,根据关键帧复制、修改，绘制出一幅幅连续变化的图像中间帧 。插帧补间动画由计算机先绘出关键帧,再根据关键帧计算中间帧 。插补帧动画2 造型动画造型动画计算机造型动画制作基础是计算机图形学中的三维造型和真实感显示。造型(矢量)动画是通过计算机计算生成的动画，画面只有一帧,通过编程制作动画，即对每一个运动的物体(称其为动元或脚色)分别进行设计，赋予每个动元一些特征，然后用这些动元组成完整的帧画面。 3 调色板动画调色板动画是一种特殊生成动画方式, 制作时利用处理调色板颜色，即通过不同帧使用不同调色板颜色达到动画效果，如焰火变化效果等。按照动画效果计算机动画分类二维动画运用传统动画概念，在二维空间中构成动画基本动作，并在保持传统动画的表现力和视觉效果的基础上，尽量发挥计算机的高效和低成本等特点。三维动画是造型动画，利用投影、材质、灯光等产生三维立体效果。变形动画属于帧动画范畴。它是通过计算把变形参考点和颜色有序地重新排列，随意把一种变成另一种物体，形成意想不到的变形效果。 4.2.1 Flash的基础知识1 Flash发展历程简介2 Flash动画创作特点动画的创建如同排演电影一样，是通过在“舞台”上移动操作对象的位置，改变其形状、颜色、与不透明度、或进行旋转，然后在“时间轴”窗口对帧进行处理来制作动画效果。由于是基于矢量图形的动画工具，因此Flash动画无论放大、缩小，均清晰可见。动画设置以“图层”为单位进行，对不同场景单独制作，然后各层动画合成在一起。还可利用“时间轴特效”制作特定类型的动画，如变形、转换、模糊、分离和投影等。可利用添加组件(即带有预定义参数影片剪辑)和编写脚本创建与服务器交互的影片和网页。3 Flash应用的文件格式.fla是在Flash中使用的主要文件，是包含Flash文档的媒体、时间轴和脚本基本信息的文件。.swf是.fla的压缩版本，是在网页中显示的文件，用于在Flash播放器中播放。.as是指ActionScript脚本文件，如果将某些或全部ActionScript代码保存在FLA文件以外的位置，则可以保存为AS格式。.ascFlash 8动作脚本通信文件格式，用于开发高效、灵活的客户端程序。.swc文件包含可重新使用的Flash组件。每个SWC文件都包含一个已编译的影片剪辑、ActionScript代码以及组件所要求的任何其他资源。.jsfl是可用于向Flash创作工具添加新功能的JavaScript程序文件格式。.flp是指Flash项目文件（仅对于Flash Professional）。可以使用Flash项目在一个项目中管理多个文档文件。Flash项目可以将多个相关文件组织在一起以创建复杂的应用程序。 4.2.2 Flash 8工作环境的主要组成及相关操作1主菜单 2 主工具栏 3 文档选项卡 4 编辑栏5 绘图工具箱6 时间轴 7 舞台 8 属性面板和和其它控制面板9元件库及其管理面板 Flash 8 绘图工具箱Flash 8 时间轴创作动画的基本操作1 动画中图形、图像、文本的创建与编辑动画中图形、图像、文本的创建与编辑(1) 图形的创建与编辑一是用提供的矢量绘图工具、填充工具绘制图形二是直接导入其他应用程序创建的图形并进行修改。 (2) 文本的创建和编辑静态文本动态文本输入文本 (3) 导入外部图形与图像（课堂实例演示）2 动画图层的创建和编辑动画图层的创建和编辑(1) 各类图层的创建“正常” 图层“引导层”(Guide)图层“被引导”图层“遮罩层”（Mask）图层“被遮罩层”（Masked）“文件夹”(2) 编辑和管理图层的基本操作(3) 图层应用操作范例（实例演示操作）3 在时间轴上创建、编辑动画帧的操作在时间轴上创建、编辑动画帧的操作 显示帧状态 创建和插入帧 插入普通帧操作 插入关键帧操作 插入空白关键帧操作 编辑帧操作选取帧与删除帧 剪切、复制、粘贴帧 移动帧翻转帧帧与关键帧之间的转换（实例演示） 播放动画帧 使用“绘图纸”按钮查看多帧动画 时间轴特效设置与编辑 时间轴特效设置 对时间轴特效进行编辑要删除时间轴特效 动画帧操作综合练习 扩展帧的范围 设置帧频率 使用时间轴特效扩展帧的范围（实例演示）时间轴特效4 元件与实例的创建、编辑和应用操作元件与实例的创建、编辑和应用操作(1) 创建各类元件 直接创建一个新元件 将舞台上选定的对象转换为元件 调用其它Flash影片文档中的元件 创建与应用按钮元件(2) 编辑元件 常用的元件编辑环境下编辑 在当前位置中编辑 创建与编辑“实例”例：创建一个带动画的按钮，当鼠标移到按钮上时，其中心变成淡黄色。 初始状态按下按钮时的不同状态5 场景编辑操作操作场景编辑操作操作板顶部呈现场景名称，若要改名，只需双击场景，输入新名即可。用面板下方“重制场景”、“添加场景”、“删除场景”按钮，复制、创建和删除场景。要改变文档中场景的顺序，只要在面板中用鼠标拖动场景名即可。查看特定场景，可执行菜单命令“视图”“转到”，在子菜单中选择。快速选择场景，单击主界面“编辑栏”中“编辑场景”按钮，在下拉列表中选择。 6 动画对象的编辑操作动画对象的编辑操作 选取和取消动画对象 编辑动画对象主要是移动、复制和删除对象等操作 动画对象变形 组合、叠放和对齐对象 组合对象 叠放对象 对齐对象7创建基础动画的操作创建基础动画的操作 创建“逐帧动画”（点击播放）实例（小鸟飞行） 创建补间动画创建动作补间动画（点击播放）实例（运动小球） 形状补间动画（点击播放）实例（形变动画）播放动画需要安装Flash Player8版本以上播放器，请到adobe官方网站下载最新的Flash Player播放器 4.2.4 动画创作过程动画创作过程 动画制作和播放的关键有两点：第一要掌握时间帧（frame）的概念，Flash动画的播放顺序是从第一帧开始的，如果没有其他动作的影响的话，动画就会一直播放下去到最后一帧。第二是关于层的概念，动画的效果是各个层的效果叠加起来的。各个层的对象互不影响，可以独立地控制各层的对象的运动、动作 。综合制作“浮雕遮罩文字” （点击播放）4.2.5 动画中其他媒体的嵌入1 声音的应用 将声音文件导入并加到Flash动画中。2导入视频 使用“视频导入”向导导入avi视频。 导入链接的QuickTime视频剪辑。 导入Flash视频FLA文件。 控制视频的播放。3动画中声音应用实例模拟架子鼓（点击播放）4.2.6 Flash动作脚本应用与创建交互影片动作脚本应用与创建交互影片 1 Flash动作脚本编程简介 程序基本结构 Flash可以在两个地方使用脚本编程 时间线上的关键帧(可以是空白的关键帧) 。 对象的事件中。2 Flash动作脚本代码的书写方法 Normal模式(适合初学者)。 Expert模式（适合熟悉脚本的使用）。3 动作脚本的编写和调试4.2.7 Flash应用综合实例通过上面的学习，我们了解了Flash制作动画的一些基本方法，下面我们将这些方法结合起来，来介绍制作一个Flash小游戏实例“跳动的方块” （点击播放） 。动画效果要求：在一个黑色的舞台上，排列了很多发亮的方块，当鼠标移动到该方块并滑动鼠标时，可以看到被鼠标掠过的方块就会向上“跳”起来，然后落下，再向上振动，直到停止。4.2.8 Flash小结1 Flash术语和概念 对象与元件 路径 图层 2 动画原理 逐帧动画 变形动画 运动动画 调色板动画 蒙板动画 3 动画制作和播放关键 用好图层。 掌握时间轴窗口操作 时间轴(Timeline)是Flash中最重要的工具之一 。 普通帧与关键帧。 时间轴与帧操作。4.3.1 三维动画创作软件概述三维动画创作软件概述 1 三维动画制作流程及创作软件 三维动画制作流程 三维动画软件Pre-engineer、 U/G、 Rhino等是与生产设计紧密结合的专业三维设计软件。 Maya 、3D Max、 Softimage、 Lightwave、Shade等则是针对于影视，娱乐领域的三维动画软件。流行的三维动画创作软件有3D Studio、3D Studio Max、Poser(用于创作人物)、Cool 3D(文字三维动画创作软件)等 。2 三维动画的关键技术 物体的三维造型，即建摸技术 表面材质编辑和贴图技术 三维动画制作技术 光线运用 图像输出3 三维动画的应用 三维动画技术在影、视娱乐领域得到了空前的发展与应用。在医疗、交通、工程、工业制造、等诸多领域得到应用。 最终幻想中足以乱真的虚拟主角雅琪4.3.2 3D Studio Max简介3D Studio Max(以下简称3D Max)是由美国AutoDESK公司推出的基于个人电脑的三维动画设计和制作软件，可运行于Windows NT2000XP平台。 3D Max具有面向对象技术结构；自动跟踪记录编辑的每一步；提供大量模块化功能；编辑动画采用时间轴视图显示等特点。3D Max可以扩展，使许多实用者自行开发实用的插件模块，并能够进行无缝连接 实例演示安装与卸载操作界面(1) 菜单栏(2) 工具条(3) 视图窗口区(4) 视图控制区(5) 命令面板 状态栏和提示栏 动画控制面板 快速创建模型4 3DS Max动画文件格式3DS Max动画采用自己的文件格式保存，扩展名为“.Max”。此外，3DS Max可输入“.3ds”、“.prj”、“.shp”、“.dwg”、“.dxf”、等格式文件。3DS Max输出文件格式有：“.3ds”、“.prj”、“.dxf”等。 4.3.3 3DS Max7的应用操作1建摸设计(造型) 建模设计方法模型的建构原理和思路对应的命令和参数含义各种模式的建构步骤制作过程中的技巧和经验 建模实例（点击打开案例库查看详细资料）2材质与贴图 材质编辑器 材质编辑方法首先根据物体的几何构造来确定采用的材质类型然后进行材质的基本属性设置。接着分析材质的物理特性，来设置相关的贴图。并对贴图进行裁剪、调整显示比例、水平、垂直平移等。最后将调整好的材质应用于目标物体。 材质贴图类型3材质贴图编辑方法 标准(Standard)类型材质贴图 复合及特殊材质类型贴图 融合(Blend)材质 多重(Multi/Sub-Object)材质 顶-底(Top-Bottom)材质 点击打开案例库查看详细资料4.3.4 动画制作1 3D Max动画制作系统的特点 物体造型的所有参数可在动画制作过程中改变，为动画中物体形状变化提供了巨大的空间，特别容易实现机构运动演示模型。 多种多样的动画模式。主要的动画模式有：对象自身运动场景运动灯光运动摄像机运动 3D Max动画制作和生成基本采用帧方式 2 动画与关键帧 关键帧 基于关键帧的动画制作过程，可观看光盘案例库中的如下实例演示： 基础动画（移动、旋转、缩放、参数变化） 层级运动（正向运动、反向运动） 控制器动画（各种性质的动作控制器） 空间扭曲效果（各种空间扭曲物体） 粒子系统动画（应用各种粒子系统）(点击以上个超链接，打开各个实例，文件放置在“教学资源光盘案例库3dsmax案例动画制作”目录下）。4.3.5 动画输出1 以包括.FLC在内的多种标准动画格式输出如多媒体产品、计算机显示、投影等，三维动画都用标准格式输出，以文件格式存储。 2 产生与动画画面对应的图像文件(常用格式.TGA) 格式输出。当动画用于影视广告、电视播放时，一般采用.TGA格式的图像文件序列输出文档的各帧画面。 4.3.6 动画后期合成(1)物体建模后，鼠标右键单击物体，选择Properties项目，在物体属性对话框中设置Object Channel为1。(2)执行菜单命令Rendering/Video Post，弹出后期合成对话框。(3)添加场景输入、滤镜处理以及输出文件等事件。(4)执行输出命令，生成最后效果。4.3.7 3DS Max7小结1 三维动画制作流程2 三维动画的关键技术 3 3D Studio Max特点4 3D Max动画制作系统的特点5 动画与关键帧6动画输出7 动画后期合成 思考题与习题Flash创作网络动画主要有哪些动画类型？Flash网上传送的文件格式是什么？Flash中图层的作用是什么？有哪些类型的图层？如何创建？ Flash如何实现渐变动画的？在变形动画设计中，元件与形体有什么区别？Flash中“库”的作用是什么？Flash提供了哪些交互功能？Flash中有哪些元件类型？按钮元件有几种状态？各自的作用是什么？Flash如何在时间轴上创建和播放动画？如希望从某个动画的15帧开始播放，如何操作？Flash中用于管理用户操作的面板是什么？如何撤销最近执行的多步操作？计算机动画创作有几种方式？各自有什么特点？逐帧动画和关键帧动画有何区别？如何将普通帧转换为关键帧？三维动画制作过程中关键技术有哪些？3D Max动画制作过程与Flash有何异同？3DS Max工作区中的 几个视图窗口的作用是什么？关键帧的作用是什么？在三维动画制作软件中有“灯光”和“摄像机”工具选项，其功能是什么？在3DS Max中，如何将一个图片贴到一个三维实体上？在3DS Max中，利用什么功能制作出下雪的效果？3DS Max中的材质编辑器主要功能是什么？如何为场景中的对象设置材质？3DS Max中制作的三维动画常用的存储和输出文件格式有哪些？上机练习利用Flash工具进行动画中图形、图像、文本的创建与编辑。练习动画中图层的创建和编辑。创建一个带动画的按钮。创建一个逐帧动画。创建一个动作补间动画。创建一个字符串形状渐变补间动画。自己进行创意编辑，利用Flash提供的各种功能，创建一个动画短片。熟悉3DS Max的工作环境，并进行简单的建模设计。利用3DS Max进行一个有创意的建模设计，并粘贴材质(如一个透明的酒杯)。利用3DS Max创建一个太阳、地球和月亮相互环绕运行的动画模型。用3DS Max制作一标题动画，上有动画文字的制作，写出简单步骤。有兴趣可通过Video post模块进行后期合成处理。