計算機圖形學 - 動畫
動畫是指在計算機圖形學中賦予任何物體生命。它具有將能量和情感注入看似最無生命的物體中的力量。計算機輔助動畫和計算機生成動畫是計算機動畫的兩大類。它可以透過電影或影片呈現。
動畫背後的基本思想是以足夠快的速度播放記錄的影像，以欺騙人眼將其解釋為連續運動。動畫可以讓一系列靜態影像“活”起來。動畫可用於許多領域，如娛樂、計算機輔助設計、科學視覺化、培訓、教育、電子商務和計算機藝術。
計算機圖形學中的動畫技術
動畫師發明並使用了各種不同的動畫技術。基本上有六種動畫技術，我們將在本節中逐一討論。
1. 傳統動畫（逐幀動畫）
傳統上，大多數動畫都是手繪的。動畫中的所有幀都必須手繪。由於每秒動畫需要 24 幀（膠片），因此即使是最短的電影所需的精力也可能非常巨大。
2. 關鍵幀動畫
在這種技術中，會先繪製故事板，然後藝術家繪製動畫的主要幀。主要幀是指發生顯著變化的幀。它們是動畫的關鍵點。關鍵幀動畫要求動畫師指定物件的關鍵位置或關鍵姿勢。然後，計算機透過在這些位置之間平滑插值來自動填充缺失的幀。
3. 過程動畫
在過程動畫中，物體是透過過程（一組規則）而不是關鍵幀來進行動畫處理的。動畫師指定規則和初始條件並執行模擬。規則通常基於用數學方程式表達的現實世界的物理規則。
4. 行為動畫
在行為動畫中，自主角色至少在一定程度上決定自己的行為。這賦予角色一定的即興發揮能力，並使動畫師無需指定每個角色動作的每個細節。
5. 基於表演（動作捕捉）
另一種技術是動作捕捉，其中磁性或視覺感測器以三維方式記錄人類或動物物件的動作。然後，計算機使用這些資料來為物件製作動畫。
這項技術使許多著名運動員能夠為體育影片遊戲中的人物提供動作。動作捕捉在動畫師中非常受歡迎，主要是因為一些常見的動作可以相對輕鬆地捕捉到。但是，主體形狀或尺寸與圖形角色之間可能存在嚴重差異，這可能導致精確執行方面的問題。
6. 基於物理（動力學）
與關鍵幀動畫和運動畫面不同，模擬使用物理定律來生成圖片和其他物體的運動。模擬可以輕鬆用於生成略微不同的序列，同時保持物理真實感。其次，即時模擬允許更高程度的互動性，其中真實的人可以操縱模擬角色的動作。
相反，基於關鍵幀動畫和動作選擇的應用程式會修改來自預計算動作庫中的動作。模擬的一個缺點是需要專業知識和時間來手工製作合適的控制系統。
計算機圖形動畫中的關鍵幀動畫
關鍵幀是我們定義動畫變化的幀。當我們建立逐幀動畫時，每一幀都是一個關鍵幀。當有人在電腦上建立 3D 動畫時，他們通常不會在每一幀上指定任何給定物件的精確位置。他們建立關鍵幀。
關鍵幀是在物件改變其大小、方向、形狀或其他屬性期間的重要幀。然後，計算機計算出所有中間幀，從而為動畫師節省大量時間。下圖描繪了使用者繪製的幀和計算機生成的幀。
變形
物體形狀從一種形式轉變為另一種形式的過程稱為變形。它是最複雜的變換之一。
變形看起來像是兩張影像以非常流暢的運動相互融合。從技術上講，兩張影像會發生扭曲，並且它們之間會發生淡入淡出。