简单介绍三维计算机动画技术的原理和实现,对里面的几项关键部分的概念进行阐述说明。

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第 9期 (第 1 2期 )总 4

广西轻工业 G A G IOR A F IH D SR 计算机与信息技术 U N X JU N LO G TI UTY L N

计算机三维动画基本概念简介

任培培 .响林 程

(. 1商丘职业技术学院计算机系，河南商丘 4 6 0;. 7 0 1 2中山职业技术学院计算机工程系，广东中山 5 8 0 ) 2 4 4

【摘要】简介绍三维 单计算机动画技术的原理和实对里面的几项关现，键部分的概念进行阐述说明。 【关键词】计算三维 机；动画；键帧关

【中图分类号】T 31 1【 P9 .文献标识码】 A 4

【文章编号】 10—63 00 9 8— 2 0327( 1)— 6 0 2 0

三维动画制作是计算机图形学和艺术设计相结合的交叉学科。它综合利用计算机软件技术、数学、物理学以及其它相关

学科的知识以计算机为媒介将静态的内容展现为绚丽多彩的连续的虚拟真实画面，动画这一艺术形式以更有魅力的方式将

动画，首先，要解决三维软件里的时间表现问题。这里，我们使用

了帧的概念。帧是计算机动画视频类软件里一种普通的时间概

念，我们在制作计算机动画时往往只需要控制某一点关键性的动画就可以，这一关键性动画所转换的那一个时间点所代表的帧我们就称它为关键帧。这是一种最传统和普遍的方法，关键帧的概念来源于传统的卡通片制作。体现在计算机三维动画中就是插值动画制作方法。插值动画是一种由传统动画制作引申而来的计算机动画制作方法，来源于表现形象的夸张变形的传统动画手法。这种方法在物体表面的顶点上设置—个位移向量，通

体现出来。同时，计算机参与的三维动画给人们提供了一个充

分展示个人想象力和艺术才能的新天地，这是因为计算机动画

使艺术创作的劳力部分比重大幅减轻，以前要几百人几年时间

才能拍摄完成的动画电影，现在只要几十个人，至更少或个甚

人就可以掌握完成，解放了个人动画家的创作限制，个人意念更为张扬。动画制作规模精简以后，独特风格的动画片势必具

会越来越多，动画艺术的表现会更丰富多样，在这样的大环境

过位移向量改变顶点的位置形成动画，但保持了物体的材质和

拓扑结构。最初开发的计算机动画系统都是基于程序语言的或

只有有经验的计算机专家才能使用的交互式系

统。要完成此类

下，从商业角度出发，计算机动画势必会渐渐成为三维动画工

业的主流，这对于整体动画产业来讲也是利大于弊的。

动画效果也不是普通人可以做到的，随着计算机动画技术的普

及以及各类计算机动画软件的出现，越来越多的动画效果被封

1三维动画原理概述

计算机三维动画是采用计算机技术生成的一系列内容连续的动态画面。的视觉生理研究表明，人眼睛的视觉残留特性使得

映现在视网膜上的画面不会随着事物的消失而立即消失。所以

装在操作趋于简单化的软件中来实现。动画的技术名词也和软

件操作中的动作也逐渐趋于一致，使计算机动画系统更易为一

般艺术工作者所接受，帮助他们创造出更多更动人的特殊动画效果。画语言也经常与三维建模语言结合在一起，动使得描述一个对象及其运动的过程可以同时完成。在计算机三维动画的制作过程中，关键帧之间的中间帧的生成由计算机软件封装的算法根据一些设置好的参数来完成，插值代替了传统动画制作中设计中间帧的动画师。关键帧技术是计算机动画中最基本并且

运用最广泛的方法。在这项动画设计方法的基础上是样条驱动

动画的原理就是以每秒 2 5帧以上的速率播放一序列的画面，这

时本来一幅幅离散的画面因为内容上的连续性而在人的头脑中

形成连续的动画。以前的传统动画和后来的计算机平面动画及

至现在发展出来的三维动画技术最根本的原理就是这个。基于客观世界中的物理规律或人们日常生活中所熟知的行为方式，

结合艺术家的精巧构思和大胆创意，计算机三维动画既可以是

它所描述角色的形象或位置的连续变化，也可以是画面中光照情况的连续变化或观察者视点位置和视线方向的连续变化。这

动画，也就是用户采用交互方式指定物体运动的轨迹样条。这是

一

般的动画软件都会提供的两种基本动画制作方法。

些多变的表现形式随着计算机动画技术的发展趋于完美，在某

些方面的制作效果和真实世界视频相比几可乱真，同时又能突破真实拍摄的缺点，做到真实拍摄所不能。也因此使得人们能在

3三维动画基本概念介绍

计算机三维动画的制作过程是由角色的创作，关键帧动画

的制作，关键帧之间动画效果的添加，特殊动作的实现等部分

来完成的。现有的动画技术可以归纳为：关键帧动画、渐变和变形动画、过程动画、节动画和人体动画以及基于

物理的动画关等。当然这只是基本的部分，在现在越来越追求精细的动画制

作人那里，制作技术被细分为更多的模块。例如说人体动画：人

屏幕上看到早已灭绝的远古恐龙或者本来只存在于漫画和传说中的形象，使得人们能够直观看到尚在设计的城市小区在计算机三维动画中变成拔地而起即将建设好的高楼。

2三维动画技术概述

动画，不管是哪一类，都和视频是类似的，因此它的处理方式也是可以互相借鉴的。就像视频处理一样，计算机制作三维

体的创作与动作模拟一直在动画制作中是最困难的部分。与传统二维动画不同，平面表现手法针对不同的对象可以一视同

仁，到了三维世界里，可常规的数学与几何模型可以表现比较

【者简介】作任培培(92 )河南 18一，女，商丘人，教，助研究方向：机多计算媒体技术。

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