Реферат на тему компьютерная анимация

Обновлено: 04.07.2024

Я выбрала эту тему, потому что мне интересно работать с компьютерной графикой и анимацией. Создавать новые проекты, редактировать уже созданные с учетом новых технологий и возможностей.

На сегодняшний день компьютерная графика и анимация прочно вошли в нашу жизнь. Появляется все больше клипов, сделанных с помощью них.

Само понятие "компьютерная графика" уже достаточно известно - это создание рисунков и чертежей с помощью компьютера. А вот компьютерная анимация - это несколько более широкое явление, сочетающее компьютерный рисунок (или моделирование) с движением. Вообще же "анимацией" просвещенный мир называет тот прелестный вид искусства, который у нас в России зовется мультипликацией. "Animate" - по-английски и по-французски значит "оживлять", "воодушевлять". "Animation" - это оживление или воодушевление. Кстати, слово "реанимация" - того же происхождения: "ре" "повторное", "анимация" - "оживление". Дело в том, что привычное слово "мультипликация" - от английского "multiplication" (умножение), совсем не отражает ни прелесть, ни технологию мультфильмов. Итак, компьютерная анимация - это анимация, созданная при помощи компьютера.

Однако многие думают, что компьютерная графика - это в первую очередь игры с виртуальной реальностью и рекламные ролики, а "нужность" и "полезность" как того, так и другого очевидна далеко не всем. Меж тем, компьютерная графика - это наука. Кто не согласен с этим, согласится хотя бы, что это инструмент. Сам по себе инструмент не может быть ни хорош, ни плох, ни вреден, ни полезен, ни даже бесполезен. Все зависит от конкретных приложений. Возникшая еще в 1950-х годах компьютерная графика некоторое время существовала именно как "чистая наука", не имевшая конкретных практических применений. Графику того времени называли "лекарством от неизвестной болезни", "решением в поисках проблемы". В настоящее время под компьютерной графикой понимают автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и воспроизведения графической информации с помощью компьютера. Под графической информацией понимаются модели объектов и их изображения. Интерактивная компьютерная графика - это так же использование компьютеров для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, т.е. предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени. Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь имеет возможность динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств управления.

Под определение "компьютерная анимация" подходят различные технологии. Компьютерная анимация может быть двухмерной и трехмерной, существует и компьютерная перекладка. Поначалу художники-аниматоры воспринимали компьютер просто как помощника, который избавит их от самой трудной и скучной работы, но со временем выяснилось, что его возможности куда богаче: он позволяет имитировать любую технику, любые материалы, любой стиль. Однако даже самый совершенный компьютер остается всего лишь инструментом. Многие считают, что будущее – за компьютерными технологиями, и все же то, каким получится фильм, зависит только от сидящего за компьютером человека.

Компьютерная графика

Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере. Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета. Необходимость широкого использования графических программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета и, в первую очередь, благодаря службе World Wide Web, связавшей в единую "паутину" миллионы "домашних страниц". У страницы, оформленной без компьютерной графики мало шансов привлечь к себе массовое внимание. Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить окончательный вид изделия. Архитекторы создают на экране монитора объемное изображение здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.

Виды компьютерной графики.

Различают три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. В растровой графике изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Такой метод представления изображения называют растровым. Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художниками, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации. Векторный метод - это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и дуг и т. д. В данном случае вектор - это набор данных, характеризующих какой-либо объект. Программные средства для работы с векторной графикой предназначены в первую очередь для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики много проще.

Сравнение растровой и векторной графики.

Способ представления изображения :

- Растровое изображение строится из множества пикселей.

- Векторное изображение описывается в виде последовательности команд.

Представление объектов реального мира:

- Растровые рисунки эффективно используются для представления реальных образов.

- Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.

Качество редактирования изображения:

- При масштабировании и вращении растровых картинок возникают искажения.

- Векторные изображения могут быть легко преобразованы без потери качества.

Особенности печати изображения:

- Растровые рисунки могут быть легко напечатаны на принтерах.

- Векторные рисунки иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальная графика, как и векторная - вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Области применения компьютерной графики.

Научная графика. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок". Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная 3D графика .

Среди программных комплексов трехмерной графики, предназначенных для работы на компьютерах типа PC, лидирующее место занимает 3DStudioMAX2.

Общее представление о 3D. В самом названии рассматриваемой области – “трехмерная графика” заложено указание на то, что нам предстоит иметь дело с тремя пространственными измерениями: шириной, высотой и глубиной. Если взглянуть вокруг: все, что нас окружает, обладает тремя измерениями

– стол, стул, жилые здания, промышленные корпуса и даже тела людей. Однако термин “трехмерная графика” все же является искажением истины. На деле трехмерная компьютерная графика имеет дело всего лишь с двумерными проекциями объектов воображаемого трехмерного мира.

Чтобы проиллюстрировать сказанное, можно представить оператора с видеокамерой, с помощью которой он снимает объекты, расположенные в комнате. Когда во время съемок он перемещается по комнате, то в объектив попадают различные трехмерные объекты, но при воспроизведении отснятой видеозаписи на экране телевизора будут видны всего лишь плоские двумерные изображения, представляющие собой запечатленные образы снятых несколько минут назад трехмерных объектов. Сцена на экране выглядит вполне реально благодаря наличию источников света, естественной расцветке всех объектов и присутствию теней, придающих изображению глубину и делающих его визуально правдоподобными, хотя оно и остается всего лишь двумерным образом.

В компьютерной графике объекты существуют лишь в памяти компьютера. Они не имеют физической формы – это не более чем совокупность математических уравнений и движение электронов в микросхемах. Поскольку объекты, о которых идет речь, не могут существовать вне компьютера, единственным способом увидеть их является добавление новых математических уравнений, описывающих источники света и съемочные камеры.

Использование программы для создания компьютерной графики во многом сходно со съемкой с помощью видеокамеры комнаты, полной сконструированных объектов. Программа позволяет смоделировать комнату и ее содержимое с использованием разнообразных базовых объектов, таких как кубы, сферы, цилиндры и конусы, а также с использованием инструментов, необходимых для реализации разнообразных методов создания более сложных объектов.

В некоторых программах (например 3D Studio MAX2), после того как модели всех объектов созданы и должным образом размещены в составе сцены, можно выбрать из библиотеки любые готовые материалы, такие как пластик, дерево, камень и т.д. и применить эти материалы к объектам сцены. Можно создать и собственные материалы, пользуясь средствами редактора материалов, с помощью которых можно управлять цветом, глянцевитостью, прозрачностью и даже применять сканированные фотографии или нарисованные изображения, чтобы поверхность объекта выглядела так, как это было задумано.

Применив к объектам материалы, необходимо создать воображаемые съемочные камеры, через объективы которых будет наблюдаться виртуальный трехмерный мир, и производиться съемка наполняющих его объектов. За счет настройки параметров виртуальных камер можно получить широкоугольную панораму сцены или укрупнить план съемки, чтобы сосредоточить свое внимание на отдельных мелких деталях. Чтобы сделать сцену еще более реалистичной, можно добавить в ее состав источники света.

3D объекты. Если соединить две точки в киберпространстве, то будет создана линия (line). Например, соединяя точки (0;0;0) и (5;5;0) получается линия. Если продолжить эту линию, соединив ее конец с точкой (9;3;0) то получиться полигиния (poliline), то есть линия, состоящая из нескольких сегментов. Если соединить последнюю точку с первой, то получиться замкнутая форма (closed shape), то есть форма, у которой есть внутренняя и наружная области. Нарисованная форма представляет собой простой трехсторонний многоугольник (polygon), называемый также гранью (face), и составляет основу объектов, создаваемых в виртуальном трехмерном пространстве. У многогранника имеются следующие базовые элементы: вершина, ребро, грань. Вершина (vertex) – это точка, в которой соединяется любое количество линий. Грань (face) – это фрагмент пространства, ограниченный ребрами многоугольника. Ребро (edge) - это линия, формирующая границу грани.

Компьютерная анимация

Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплея. Художник создает на экране рисунки начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения. Мультимедиа - это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

Для того, чтобы рисованный или объемный персонаж на экране ожил, его движение разбивают на отдельные фазы, а затем снимают на кинопленку. Если внимательно посмотреть на отснятую пленку, видно, что в каждом кадре положение персонажа чуть-чуть отличается от предыдущего и последующего кадра, это и создает при проекции на экран иллюзию движения, основанную на способности сетчатки человеческого глаза удерживать изображение в течение некоторого времени, пока на него не накладывается следующее изображение.

Компьютерная анимация — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня она получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений: векторная графика, растровая графика, фрактальная графика, трехмерная графика (3D).

По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации:

Анимация по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.

Запись движения. Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники — Motioncapture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.

Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере. Процедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды: симуляция физического взаимодействия твёрдых тел; имитация движения систем частиц, жидкостей и газов; имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос); расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием; имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа.

Программы для создания анимации с помощью цифрового фотоаппарата. Сегодня программное обеспечение, позволяющее задействовать цифровой фотоаппарат для съёмки анимации, применяется также часто, как и ставшие привычными 3D- или 2D-пакеты. Любая программа такого типа обеспечивает управление цифровым фотоаппаратом через компьютер и работу с полученными кадрами.

Хранение. Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, MPEG-4).

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Практическая работа "Настройка анимации объектов слайда в прикладной среде MS PowerPoint 2007", 11 класс

Практическая работа к уроку информатики и ИКТ в 11 классе по теме "Настройка анимации объектов слайда в прикладной среде MS PowerPoint 2007". Практическая работа обучающего характера с подробным описа.

Анимация. Создание анимации средствами растрового редактора GIMP

Урок в 9 классе по информатике на тему "Растровая и векторная анимация. GIF анимация"

В данном уроке показано, как создавать GIF анимацию на компьютере в растровом редакторе GIMP.

План-конспект занятия по анимации. Изобразительные возможности анимации

План-конспект 3 занятия из блока: пластилиновая техника анимации.

Конспект занятия по анимации. Определение общих принципов анимации.

Конспект занятия по анимации. 12 принципов анимации по У. Диснею. Знакомство с первым принципом.

Конспект открытого занятия "Компьютерная анимация" (Покадровая анимация. Визуализация)

Знакомство с историей анимации, технологией создания анимации, с дальнейшим созданием компьютерной покадровой анимации, в программе по созданию 2D анимации Synfing Studio.Обучающиеся знакомятся с.

Безусловно, в современном мире, интерес к компьютерной графике и анимации очень велик. И на сегодняшний день компьютерная графика и анимация прочно вошли в нашу жизнь. Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. В каждой организации возникает потребность в рекламных объявлениях, листовках, буклетах и т.д. В связи с появлением и развитием Интернета появилась широкая возможность использования графических программных средств.

Областное государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

"Ульяновский педагогический колледж"

Преподавание в начальных классах очное обучение

студентка 1 курса 103 группы

Ипеева Фаина Сергеевна

Кузнецова Галина Александровна

Компьютерная графика 4

Виды компьютерной графики 5

Компьютерная анимация 8

Программное обеспечение для создания компьютерной анимации 12

Список литературы 14

Цель работы: Изучить виды анимации. Познакомится с программным обеспечением для создания компьютерной анимации

Составить список свободных, условно свободных и коммерческих программ позволяющих создать компьютерную анимацию;

Используя свободное программное обеспечение создать анимированный баннер для школьного сайта.

План изучения теории

Компьютерная графика. Виды компьютерной графики.

Компьютерная анимация. Виды компьютерной анимации. Форматы (расширение) файлов содержащие анимацию.

Программное обеспечение позволяющее создать компьютерную анимацию:

Компьютерная графика— область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания)изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

Основные области применения

Научная графика Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства - графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы.

Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера.

Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации.

ВИДЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Двухмерная графика

Векторная графика

Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Обычно в качестве них выбираются точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также как общий случай, кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.

Изображение в векторном формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении), или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей.

Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов. Такой способ представления хорош для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного содержания.

Растровая графика

Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение — яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.

В растровом виде представимо любое изображение, но этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании.

Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная вычисляемая, но отличается тем, что никакие объекты в памяти не хранятся. Изображение строится по уравнению, или системе уравнений, поэтому ничего кроме формулы хранить не надо. Изменив коэффициенты можно получить совершенно другую картину. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы (снежинка, ветка папоротника). Способность фрактальной графики моделировать образы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций, поверхности местности.

Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.

Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, фракталы слабо применимы к изображениям вне этих классов.

Трёхмерная графика

В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.

Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы. В компьютерной графике используется три вида матриц:

Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.

Раньше анимацию создавали вручную — карандашом и тушью на кальке. Потом стали применять компьютеры. В начале, использовали большие компьютеры, они назывались мейнфреймы. Потом создатели мультфильмов перешли на мощные графические станции.

А в наше время для того чтобы создать простой анимационный фильм, достаточно мощности обычного персонального компьютера.

Анимация (от фр. animation - оживление, одушевление ) - вид киноискусства, в котором фильм создается путем покадровой съемки рисунков или кукольных сцен. У анимации есть своя история, так создателем технологии выполнения мультфильмов кадр за кадром считается Э.Рейно. Но наиболее широкое распространение анимация получила во времена Уолта Диснея. Принципы анимации, которые он использовал, стали настолько результативными, что они до сих пор считаются основой основ для мультипликатора.
Существует несколько видов анимации: Традиционная, Стоп-кадровая, Компьютерная. Компьютерная и Традиционная - по-сути, одно и то же, только Традиционная рисуется руками на бумаге, а Компьютерная - на планшете, в какой-либо программе. Анимация - сложный процесс, занимающий очень много времени. Наиболее трудоемкой в исполнении считается Традиционная анимация, поэтому она сейчас используется очень редко. В Компьютерной анимации все намного проще.

Так же компьютерную анимацию можно разделить на виды: Flash-анимация, покадровая классическая, 3D анимация.

Flash-анимация

Flash-анимация основана на принципе анимации по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.

Процесс создания мультфильмов состоит из нескольких этапов:

Первый этап - идея и сценарий;

Третий - Создание аниматика (грубый макет мультфильма. Уже на основе аниматика можно судить о происходящем действии, В аниматике уже присутствует анимация, но движения персонажей могут быть изменены на следующем этапе),

Четвертый и самый продолжительный – Анимация;

Пятый - чистовая обрисовка;

Шестой - монтаж и сборка фильма.

Покадровая компьютерная анимация

Основные виды компьютерной анимации: покадровая анимация, анимация движения объектов и анимация формы. Покадровая анимация (мультипликация) состоит в прорисовке всех фаз движения. Все кадры при этом являются ключевыми. Автоматическая анимация движения или формы заключается в рисовании ключевых кадров, соответствующих основным фазам или этапам движения, и последующем автозаполнении промежуточных кадров.

В основе любой анимации лежит фиксация фаз движения объектов -определение в каждый момент времени их положения, формы, размеров и иных свойств, например цвета. Эту операцию называют фазовкой или таймингом.

Чтобы уменьшить трудозатраты и избежать ошибок при работе на компьютере, полезно сначала наметить фазы на бумаге. При анимации движения неодушевленных объектов можно ограничиться указанием траектории движения и фиксацией объектов в наиболее важных для данной ситуации положениях. При этом следует учитывать, что механическое движение любых объектов подчиняется законам физики.

Трёхмерная компьютерная анимация

В основном она создаётся с помощью компьютеров, при использовании концепции окружающей среды, то есть трёхмерной среды. Таким образом, вместо обычной анимации, используя компьютер, можно создать трёхмерные объекты, которые выглядят и двигаются более реалистично, чем их двухмерные аналоги.

Область применения компьютерной анимации

Хранение компьютерной анимации

Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (swf, 3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, AVI, MPEG-4).

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ АНИМАЦИИ

Adobe Photoshop — является платной программой. Основное назначение программы Adobe Photoshop – создание фото реалистических изображений, работа с цветными сканированными изображениями, ретуширование, цветокоррекция, коллажирование, трансформации, цветоделение, создание анимированного покадрового изображения и другое.

GIMP — свободный графический редактор, который поддерживает больше тридцати форматов изображений, умеет работать со слоями, масками, фильтрами и режимами смешивания. Данный графический редактор позволяет создать анимационную графику в арсенале программы есть огромный спектр инструментов для цветокоррекции и обработки любых фотографий и изображений.

Adobe Flash – мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей. Adobe Flash Professional — является платной программой

Blender — свободный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки видео, а также создания интерактивных игр. Blender чаще используется на Linux.

Компьютерная графика, за последнее десятилетие переросшая тесные рамки научных и технических приложений и прочно обосновавшаяся во многих областях масс-медиа, включая прессу, кино и телевидение, привлекает все большее внимание не только специалистов, но и далеких от этой области людей. Учитывая стремительное удешевление компьютеров и появление все большего разнообразия инструментов для художников, аниматоров и кинопроизводителей, можно сказать, что наступает время, когда любой может попробовать себя в этой области. Так же, это подтверждает и наличие большого число свободного программного обеспечения для создания различного вида компьютерной анимации.

Шауцукова, Л. З. Учебное пособие для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений / Л. З. Шауцукова. – М.: Просвещение, 2008. – 416 с.

Кричалов, А. А. Компьютерный дизайн. Учебное пособие / А. А. кричалов. – Мн.: СТУ МГМУ, 2008 г. – 154 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВИДОВ И МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ И АНИМАЦИИ

1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 25, имени Героя Советского Союза Остаева А.Е.

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Компью́терная анима́ция — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений.

Объектом исследования являетсясоздание компьютерной анимации.

Цель исследования:способы создания компьютерной анимации и программы для их реализации.

Гипотеза:Я считаю, что существует множество способов создания компьютерной анимации и программ для их реализации.

Задачи проекта:

провести обзор и анализ компьютерных программ предназначенных для создания анимации;

обозначить область применения;

провести практическую работу с использованием рассмотренных программ;

определить способы хранения.

Методы исследования:

анализ информационных источников;

тестирование программ при создании анимации;

рассмотрение алгоритмов создания анимации.

Основная часть

Практически с самого момента появления компьютеров появилась и компьютерная графика. В настоящее время можно сказать, что нет ни одной области в деятельности человека, где бы она ни применялась. Редко какой фильм обходится без компьютерной графики, не говоря уж о рекламе, издательском деле, анимации и компьютерных играх. Виртуальная реальность находит свою нишу в индустрии развлечений и видеоиграх. Число виртуальных галерей и развлекательных парков быстро растет. Практически ни одно производство не обходится без компьютерной графики.

Компьютерная графика появилась достаточно давно - уже в 1960-ых годах существовали полноценные графические системы. Сегодня принято пользоваться терминами компьютерная графика (КГ) и компьютерная анимация (КА). Понятие компьютерная графика включает все виды работ со статическими изображениями, компьютерная анимация имеет дело с динамически изменяющимися изображениями. Объединить графику и анимацию дает возможность аббревиатура КГиА.

Computer graphics - ввод, вывод, отображение, преобразование и редактирование графических объектов под управлением ЭВМ. (Борковский А.В. "Англо-русский словарь по программированию и информатике")

Computer animation - "оживление" изображений на экране дисплея, синтез динамических изображений на компьютере.( "Англо-русский словарь по вычислительной технике" п/р Е.К. Масловского)

По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации.

Анимация по ключевым кадрамРасстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.Запись движенияДанные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники — Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере.Процедурная анимацияПроцедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды:Симуляция физического взаимодействия твёрдых тел.Имитация движения систем частиц, жидкостей и газов.Имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос).Расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием (Ragdoll).Имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа. Примером такой системы является программа Euphoria.Программируемая анимацияШирокое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:Java-Script — браузерный языкAction-Script — язык работы с приложениями FlashТак же компьютерную анимацию можно разделить на виды: Flash-анимация, покадровая классическая, 3D анимация.

Покадровая анимация (мультипликация) состоит в прорисовке всех фаз движения. Все кадры при этом являются ключевыми. Автоматическая анимация движения или формы заключается в рисовании ключевых кадров, соответствующих основным фазам или этапам движения, и последующем автозаполнении промежуточных кадров.

Область применения компьютерной анимации также как и компьютерной графики имеет большое применение в различных сферахITТехнологий:

художественная и рекламная.

Программы для создания анимации.

Двумерная анимация: Animator Pro, Animo , Autodesk ,Animator Studio, предназначенный для двумерного рисования и анимации, работает уже под Windows и, в отличие от предшественника, поддерживает звук. С его помощью можно отредактировать видеозапись, подготовить анимационный и звуковые ряды, и объединить все это вместе.

Трехмерная анимация: 3D Studio , 3D Studio MAX, программы работают под DOS, обеспечивает весь процесс создания трехмерного фильма: моделирование объектов и формирование сцены, анимацию и визуализацию, работу с видео. Кроме того, существует широкий спектр прикладных программ (IPAS-процессов), написанных специально для 3D Studio. Для создания трехмерной анимации на компьютерах IBM и Macintosh удобно пользоваться и пакетом Electric Image Animation System, включающим большой комплекс анимационных средств, спецэффекты, инструментарий для работы со звуком и генератор шрифтов с настраиваемыми параметрами. Хотя у этой программы нет средств моделирования, но зато есть возможность импорта свыше тридцати различных форматов моделей. Пакет также поддерживает работу с иерархическими объектами и средствами инверсной кинематики.

Один из флагманов современной трехмерной анимации на SGI - это пакет PowerAnimator фирмы Alias Wavefront. Его средства моделирования, поддерживающие работу со сложными иерархическими объектами и поверхностями, представляют собой один из наиболее мощных и удобных комплексов инструментов создания объектов на основе полигонов и, главное, сплайнов. Пакет позволяет создавать реалистичные образы, в частности, благодаря отличным возможностям освещения - направленного и рассеянного, с использованием бликов и других эффектов. Пакет поддерживает богатые средства затенения и техники придания реалистичности поверхностям, которые позволяют оживить гладкие и жесткие конструкции, неизбежно выдающие свое компьютерное происхождение. Возможен предварительный "быстрый" рендеринг. PowerAnimator содержит богатые инструменты анимации объектов, источников света и камер, отличный инструментарий для работы с частицами и автоматизации анимации.

Системы для работы с видео и компоновки.

Программа для редактирования видео Adobe Premiere, версии которой существуют для Windows и Macintosh, позволяет выполнять монтаж оцифрованного видео, статичных изображений и звуковых файлов.

Пакет Composer фирмы Alias|Wavefront для платформы Silicon Graphics содержит инструменты комплексного формирования сцены, средства видеозаписи и создания спецэффектов. Он позволяет создавать, редактировать и записывать видеопродукцию очень высокого качества, компоновать и микшировать анимационные клипы и отдельные кадры, вводить в них спецэффекты и тексты. Пакет предоставляет возможность увидеть не только окончательный результат своих трудов с полным разрешением, но и промежуточные результаты на экранчике пониженного разрешения. Composer поддерживает все кино- и видеоформаты и устройства работы с видео.

Программы для научной визуализации.

Adobe Photoshop — является платной программой.

Основное назначение программы Adobe Photoshop – создание фото реалистических изображений, работа с цветными сканированными изображениями, ретуширование, цветокоррекция, коллажирование, трансформации, цветоделение, создание анимированного покадрового изображения и другое.

GIMP — свободный графический редактор, который поддерживает больше тридцати форматов изображений, умеет работать со слоями, масками, фильтрами и режимами смешивания. Данный графический редактор позволяет создать анимационную графику В арсенале программы есть огромный спектр инструментов для цветокоррекции и обработки любых фотографий и изображений. GIMP чаще используется на операционной системе Linux.

Adobe Flash мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей.

Бесплатная программа Toon Boom Animation-ish предназначена для создания анимации, поздравительных открыток, web-сайтов, презентаций и школьных проектов. Благодаря несложному интерфейсу подходит для школьников. Toon Boom Animation-ish - простая программа для создания мультипликации. Благодаря несложному интерфейсу программка подходит для широкой аудитории, включая детей. Привлекательное оформление и легкие в освоении инструменты рисования, делают процесс создания анимации увлекательным. Имеет привлекательное оформление и легкие в освоении инструменты рисования.

Honestech Claymation Studio - это бесплатная программа для создания "пластилиновых" мультфильмов. Из настоящего пластилина создаются образы, герои расставляются, передвигаются и фиксируются на цифровую фотокамеру, добавляется трансформация, фон, музыка, и - фильм готов

Plastic Animation Paper (PAP). Для Windows. Профессиональная бесплатная программа для создания мультипликации, обладающая очень широкими возможностями. Шесть слоёв, управление освещением, специальные возможности для создания черновых набросков, настраивание под себя, возможность экспорта в другой формат, работа со звуком. На сайте разработчиков есть учебники, как работать в программе.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра информатики и вычислительной техники

АНИМАЦИЯ 3D ИЗОБРАЖЕНИЙ В СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВАХ

Автор работы Е. С. Филатова

Направление подготовки 44.03.05 Педагогическое образование

Профиль Математика. Информатика

канд. физ.- мат. наук, доцент Т. В. Кормилицына

На протяжении всего своего существования человек пытался отразить движение в своем искусстве. В настоящее время передача движения может быть реализована средствами анимации.

С развитием компьютерных технологий большую популярность набрала 3D графика, которая стала привычной частью современной жизни. Новые возможности трехмерного моделирования значительно экономят время на создание персонажа.

3D-анимация нашла широкое применение в сфере образования, здравоохранения, архитектуре, рекламе, в мультипликации и др. Персонажи внутри обладают личностными качествами, они двигаются, общаются и достигают своих целей не забывая выглядеть при этом живыми. Поэтому производители программных средств 3D- анимации создают более совершенные и адаптированные приложения. Программный пакет дает возможность легко придать движение и реалистичность объекту. Следует отметить широкий спектр возможностей, предоставляемый современными 3D-пакетами; простоту и дружественность их интерфейса, а также большую практическую область применения трехмерного моделирования

Компьютерная анимация – вид анимации , создаваемый при помощи компьютера. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений:

1. Векторная графика;

2. Растровая графика;

3. Фрактальная графика;

4. Трёхмерная графика (3D).

3D-анимация представляет собой результат размещения и манипулирования персонажами и объектами в трехмерном пространстве и создания иллюзии движения. Объекты создают на основе 3D-моделей, ассимилированных в цифровой среде с помощью инструментов для 3D- моделирования. Другой способ заключается в том, что реальные объекты сканируют и переносят в компьютер в качестве основы для анимированных 3D-объектов.

Для чего же используется анимация в 3D графике? Можно выделить несколько направлений, которые не могут обходиться без трехмерной анимации, а именно:

· Анимация трансформаций объекта (перемещение, вращение, масштабирования);

· Анимация технических процессов;

· Динамические деформации объектов;

· Динамические симуляции (жидкости, ткани, частицы).

Процесс начинается с написания сценария и раскадровки, далее следуют наброски 3D-персонажей, настройка фона и подготовка к самому процессу анимации. Весь процесс создания анимации сложный и многоплановый, поэтому рассмотрим лишь основные этапы.

Моделирование

Перед тем, как наша картинка с объектами и персонажами начнет двигаться, необходимо создать 3D-объекты. Объекты создают на основе компьютерных 3D-моделей.

Но, прежде чем персонаж начнет двигаться, необходимо создать его управляемый скелет, такой как у людей и животных. Процесс создания скелета называется риггинг. После того, как скелет создан, 3D-модель прикрепляется к скелету, чтобы подготовить персонажа к анимированию (рисунок 1).

Рис.1 – Модель

Постановка и анимация

Когда 3D-персонажи готовы, их помещают в соответствующие сцены и приводят в движение с помощью компьютерных программ для 3D-анимации.

Первоначальный вариант анимации так выглядит, потому что сначала аниматоры создают начальную и конечную позы любого движения. Данные позы называют ключевыми кадрами. Освещение, операторская работа (выбор угла и глубины кадра), эффекты и другие детали добавляют намного позже, когда оформляется окончательный вариант анимации, которую мы и видим на экранах.

Финальный этап создания анимации – рендеринг. Процесс включает в себя доработку анимации и получение изображения. Данный этап требует пристального внимания к деталям, именно от него зависит окончательный результат.

Данным этапом и заканчивается основной процесс создания анимации, за которым следует постпродакшн, когда аниматоры добавляют спецэффекты, музыку, закадровый голос и звуковые эффекты и синхронизируют их со всей анимацией.

Рис.2 – 3D-анимации

Компьютерных программ для создания 3D-анимации на рынке огромное количество, но именно ваш уровень владения навыками поможет сузить выбор. Если вы новичок в данном деле, выберите программу для начинающих, вы можете перейти на более продвинутый софт, когда будет готовы. Большинство программ располагают бесплатными пробными версиями, поэтому воспользуйтесь ими, прежде чем сделать окончательный выбор.

Также, чтобы выбрать нужную программу, необходимо ориентироваться на свои требования к анимации. Какие функции вы ищете? Вам нужны крутые визуальные эффекты, рендеринг в реальном времени, или может программа, специализирующаяся на моделировании человеческих персонажей, или инструмент для дизайна продукта?

Далее рассмотрим список лучших компьютерных программ для создания 3 D -анимации.

Blender – свободный профессиональный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, а также для создания интерактивных игр. В настоящее время пользуется наибольшей популярностью среди бесплатных 3D-редакторов в связи с его быстрым и стабильным развитием, которому способствует профессиональная команда разработчиков.

Характерной особенностью пакета Blender является его небольшой размер по сравнению с другими популярными пакетами для 3D- моделирования. В базовую поставку не входят развёрнутая документация и большое количество демонстрационных сцен.

Anime Studio – программное обеспечение компании Smith Micro Software для создания векторной 2D анимации и графики. Поставляется в двух различных версиях: Anime Studio Debut и Anime Studio Pro. Первая имеет ограниченную функциональность и подходит для любителей и новичков. Версия Pro – полноценный инструмент для создания профессиональной анимации.

Autodesk MotionBuilder – ведущий программный продукт для 3D- анимации в реальном времени, используемый при разработке компьютерных игр, съемке фильмов и подготовке телепередач. Autodesk MotionBuilder является профессиональным программным средством с инструментами сбора 3D-данных, их обработки и визуализации.

Cinema 4D или сокращённо C4D фирмы MAXON является пакетом для создания трёхмерной графики и анимации. Cinema 4D является универсальной комплексной программой для создания и редактирования трехмерных эффектов и объектов. Поддержка анимации и высококачественного рендеринга. Отличается более простым интерфейсом, чем у аналогов, и встроенной поддержкой русского языка, что делает её популярной среди русскоязычной аудитории.

Упрощённый пакет Cinema 4D поставляющийся в комплекте с Adobe After Effects, начиная с версии CC. Предназначен для создания несложной трёхмерной анимации и использования трёхмерных объектов в композиции After Effects. Желающие могут обновить Lite на Broadcast или Studio, а также подключить к After Effects свой имеющийся пакет Cinema 4D вместо Lite.

Обладает основным набором инструментов для моделирования, текстурирования, анимации и рендеринга.

Пакет содержит в себе все функции Prime, а также обладает дополнительным набором инструментов для визуализации. В комплекте поставки имеются обширные библиотеки объектов, источников света и прочих сцен и установок. Целевая группа – архитекторы, инженеры и дизайнеры.

Пакет, обладающий полным набором инструментов Cinema 4D, включает в себя всё то, что содержится в Prime, Broadcast и Visualize, а также другие функции, не доступные ни в одном из других пакетов. Также имеется расширенный набор заготовок, сцен с примерами и прочие заготовки.

Autodesk Maya – инструментальная система трёхмерной графики и компьютерной трехмерной анимации, обладающая также функциональностью мощного редактора трехмерной графики. В настоящее время широко применяется в кинематографии, телевидении. Релизы Maya, начиная с версии 2014 года, доступны только для 64-битных систем.

Maya существует в трёх версиях:

· Maya Unlimited – самый полный и самый дорогостоящий пакет. Содержит расширения Hair&Fur, Maya Muscule, Fluid Effects, Cloth и другие ;

· Maya Complete – базовая версия пакета, в которой присутствует полноценные блок моделирования и анимации, но отсутствуют модули физической симуляции;

· Maya Personal Learning Edition – бесплатный пакет для некоммерческого использования. Есть функциональные ограничения, ограничение на размер визуализированного изображения, пометка водяными знаками финальных изображений.

Важная особенность Maya – её открытость для сторонних разработчиков, которые могут преобразовать её в версию, оптимальную для каждой студий, предпочитающей писать код, специфичный для своих нужд. Даже невзирая на присущую Maya мощь и гибкость, эта особенность достаточна для того, чтобы повлиять на выбор пользователя.

Autodesk 3ds Max – полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, разработанная компанией Autodesk. Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа. Работает в семействе операционных систем Windows (как 32‑, так и 64‑битных).

Autodesk 3ds Max доступен в двух лицензионных версиях: студенческая – бесплатная (требуется регистрация на сайте Autodesk), которая предоставляет полную версию программы (однако, её нельзя использовать с целью получения прибыли), и полная (коммерческая) версия стоимостью около 160000 рублей.

3D-анимация затронула множество аспектов нашей жизни, даже больше, чем может показаться на первый взгляд. Она стала ключевым игроком в киноиндустрии, разработке игр, социальных сетях, медицине, инженерии, архитектуре и др. По мере того, как развиваются компьютерные технологии, появляется ощущение, что разрыв между трехмерной анимацией и реальной жизнью все меньше. Поэтому наступает время, когда любой человек может создать анимацию, использую определенную программу, от самой простой и до профессиональной.

Читайте также: