Что такое анимация в компьютерной графике. Что такое компьютерная анимация

Для создания иллюзии движения изображение выводится на экран и быстро сменяется новым изображением в другом кадре. Эта техника идентична тому, как достигается иллюзия движения в кино и на телевидении.

Технология создания анимации простым языком

По сути, анимационные техники — это визуальные иллюзии. В классической анимации, или покадровой анимации, создатель сначала вручную создает серию изображений с минимальными различиями между ними.

Затем эта серия изображений проецируется на зрителя со скоростью, достаточной для создания иллюзии движения.

В силу особенностей человеческого глаза и мозга ощущение создаваемого изображения уже возникает у зрителя при частоте 16 кадров в секунду. Скорость 24 кадра в секунду широко принята в качестве стандарта для фильмов и мультфильмов. Отсюда же происходит легенда о магии и «гипнотическом эффекте» 25-го кадра.

В последних высокобюджетных блоках используется формат HFR (High Frame Rate), с 48 или 60 кадрами в секунду (в кадре — fps). Это позволяет получить изображения невероятной чистоты.

На практике это означает, что зритель видит одно и то же статичное изображение дважды.

Современные видеоигры выдают до 75 кадров в секунду. Это максимум, который может воспринять человеческий мозг.

Технология современной 2D-анимации

В век информационных технологий для создания покадровой анимации художнику больше не нужно снова и снова запускать одного и того же персонажа с минимальными изменениями. Объект или персонаж создается один раз художником, а затем «проживается» аниматором с помощью специального программного обеспечения. Как моушн-дизайнеру, вам не нужны особые технические знания или талант, чтобы попробовать это самостоятельно.

А анимация остается классикой даже в 2020 году.

… И до сих пор используется в рекламных роликах …

И сейчас эта технология компьютерной анимации уже применяется повсеместно. Мы сами используем его регулярно и все чаще в рекламных видеороликах.

3D-анимация основана на том же классическом принципе быстрой смены кадров, но визуальная иллюзия создается в трех измерениях. Кроме того, вся последовательность кадров создается с помощью компьютера, поскольку рисовать 3D-изображения вручную явно невозможно.

Что касается технических аспектов:.

В качестве примера возьмем простейшее изображение в 3D Max.

• Точка A (кадр №1) — мы имеем статичное изображение шара в трехмерном пространстве (координаты X1,Y1,Z1).
• Точка B (кадр №25) — положение шара в пространстве секунду спустя (координаты X2,Y2,Z2).

• Следующая контрольная точка, секунду спустя (кадр №25) положение шара в пространстве меняется (координаты X2,Y2,Z2).
• Помимо этого аниматор задает точку обзора камеры (координаты X3,Y3,Z3), объясняя технике с какой перспективы смотреть на объект. И в завершение указывает направление, с которого падает свет. Следующая контрольная точка, секунду спустя (кадр №25) положение шара в пространстве меняется (координаты X2,Y2,Z2).

• После того как все параметры заданы, машина производит расчет всей сцены (этот процесс называется “рендеринг”).

Были рассчитаны два параметра:

1. Путь, который совершает наш шар в пространстве от точки №1 до кадра №25. В каких координатах он будет находиться в каждом из 25 кадров.
2. Как каждый кадр будет выглядеть с позиции расположения камеры.

В результате получилась последовательность из 25 изображений сферы в трех измерениях. Если вы включите видеоплеер, вам покажется, что мяч движется, когда все эти кадры промелькнут перед вашими глазами за одну секунду.

Прежде чем просчитать финальную сцену, он делает еще одну, которая называется «аниматик» — грубый анимационный дизайн. Обратитесь к расписанию для каждой сцены. При необходимости изменения вносятся на следующем этапе окончательной анимации.

Компьютерная анимация — вид анимации, созданный с помощью компьютера. На сегодняшний день он широко используется в сфере развлечений, а также в промышленности, науке и бизнесе. От компьютерной графики анимация унаследовала те же методы создания изображений.

Традиционная анимация

Видели ли вы когда-нибудь изображение, похожее на быстро меняющуюся рамку, созданную на прозрачном листе бумаги цветными маркерами? Такой тип мультфильма на компьютере называется обычной анимацией. Используется для предварительных символов.

Этот процесс очень дорогой и трудоемкий, поскольку аниматорам необходимо создавать различные наборы кадров, исходя из частоты 24 кадра в секунду. Этот метод в основном используется на компьютерах и планшетах, с помощью специального программного обеспечения, которое может создавать анимацию в старом диснеевском анимационном стиле.

2D векторная анимация

Наиболее часто используемый стиль анимации. Его рамы создаются на относительно плоской поверхности. Помимо векторной анимации, он использовал некоторые из традиционных методов анимации. По сути, это та же обычная анимация, за исключением того, что кадры накладываются на кадры, известные как эскизы и картины.

Во время этого процесса аниматор кладет тонкие прозрачные листья виолончели на бумагу, на которой разработаны движущиеся персонажи, и перерисовывает их в фильм. В конечном итоге, кадры различных персонажей накладываются друг на друга, а большая прозрачность фильма позволяет использовать различные элементы и конфигурации персонажей.

3D компьютерная анимация

Трехмерная анимация существенно отличается от других типов движущихся изображений в компьютерной графике. Они используют одни и те же принципы композиции и движения, но технические приемы, применяемые для решения различных задач, очень отличаются. В 3D-анимации аниматорам не обязательно быть графическими дизайнерами. Это больше похоже на игру в куклы, чем на рисование.

Их также называют изображениями, сгенерированными компьютером (CGI). Они возникают, когда компьютерные аниматоры создают поток интегрированных изображений для формирования анимации. Динамические и статические изображения сочетаются с использованием компьютерной графики. Персонажи, созданные в 3D, рисуются в цифровом формате на экране и комбинируются с эскизами, что позволяет каждой модели двигаться по-разному.

Анимация формируется путем создания моделей с отдельными ключевыми кадрами, а компьютер интерпретирует анимацию, выполняя «распространение» и добавляя промежуточные кадры между ключевыми кадрами.

Кроме того, он тратит много времени на работу с кривыми, которые представляют различные части объекта в разное время. В 3D-анимации он должен учитывать всех персонажей.

Основное различие между этими типами мультфильмов заключается в том, что в традиционной и 2D-анимации художник работает над отдельными кадрами, в то время как в 3D-анимации всегда есть постоянный поток. Если он останавливается, это распознается как ошибка. Даже когда персонажи расположены, всегда есть постоянный поток кадров, создающий иллюзию реальности.

По сути, анимационные техники — это визуальные иллюзии. В классической анимации, или покадровой анимации, создатель сначала вручную создает серию изображений с минимальными различиями между ними.

Процедурная анимация

Процедурная анимация полностью или частично просчитывается компьютером. Это может включать следующие типы

• 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.

Создание анимации с помощью цифрового фотоаппарата

Сегодня программное обеспечение, позволяющее создавать мультфильмы с помощью цифровой камеры, часто используется как известный 3D- или 2D-пакет. Этот тип программного обеспечения позволяет управлять цифровой камерой с помощью компьютера и обрабатывать полученное изображение.

Компьютерная анимация может быть сохранена как набор отдельных изображений в обычный графический файл (например, формат GIF) или как текстуры или отдельные элементы в специальный файл в соответствующем анимационном пакете (например, 3ds Max, Blender, Maya). Файл также может быть Предназначен для использования в дисплеях (FLIC) и играх (Bink). Анимации также можно сохранять в форматах, предназначенных для хранения видео (например, MPEG-4).

Применение

Электронная анимация (последовательные слайд-шоу из предварительно отформатированных файлов изображений и электронная анимация. Движение моделируется путем изменения и перепроектирования геометрии объекта или путем проецирования последовательных изображений во время фазы движения. Заранее подготовленные или созданные могут быть использованы в видеоиграх, мультимедийных приложениях (например, энциклопедии) и для «оживления» отдельных элементов дизайна, таких как веб-страницы и рекламные объявления (анимированные баннеры). На веб-страницах анимация может быть отформатирована с помощью стилей (CSS) и скриптов (JavaScript) или модулей, созданных с использованием технологии Flash или ее аналогов (Flash-анимация). С середины 1980-х годов компьютерная анимация используется для создания спецэффектов в фильмах. Первым фильмом, в котором были показаны основные компьютерные сцены, был «Терминатор 2: Судный день». 1.1.

Очевидным преимуществом компьютерных 3D-анимационных изображений по сравнению с классически созданной анимацией является полное отсутствие искажения пропорций движущихся объектов (например, черт лица), которое неизбежно при ручной анимации.

Будущее

Нерешенной проблемой в компьютерной анимации является фотореалистичная анимация людей. В большинстве компьютерно-анимационных фильмов сейчас присутствуют персонажи-животные (Приключения Флика, В поисках Немо, Вкусный ресторан Реми, Ледниковый период, Лесная братва, Сезон охоты), персонажи-фэнтези (Корпорация монстров). Шрек», «Черепашки-ниндзя», «Монстры против пришельцев»), человекоподобные машины («Тачки», «Уолли. -E, Robot) или мультяшные человечки (Super Family, Ugly Me, Up). Last Fantasy: The Spirits Within часто упоминается как первый компьютерный фильм, в котором была сделана попытка придать людям реалистичную внешность. Однако реалистичное моделирование человека остается нерешенной проблемой, главным образом потому, что человеческое тело, человеческие движения и биомеханика человека настолько сложны. Другой проблемой является психологическое реактивное отвращение к проекции почти идеальной человеческой анимации, известное как «зловещая долина». Это один из «святых граалей» компьютерной анимации. В конечном итоге, целью является создание программного обеспечения, которое позволит аниматорам создавать эпизоды, показывающие реалистичных человеческих персонажей, выполняющих естественно правдоподобные движения, включая одежду, реалистичные волосы, сложные естественные фоны и, в некоторых случаях, взаимодействие с другими моделями человеческих персонажей. Когда это будет достигнуто, зрители не смогут отличить, была ли та или иная сцена создана компьютером или с помощью реальных актеров перед кинокамерой. Достижение полного реализма может иметь серьезные последствия для киноиндустрии.

Столь же серьезные последствия могут наступить и в системе правосудия. Использование видео и фотографий в качестве улик, доказательств алиби и т.д. проблематично, поскольку реальность материала должна быть четко доказана.

В настоящее время используется электронная 3D-анимация, которую можно разделить на два основных направления: фотореалистичное и нефотореалистичное исполнение. Сама фотореалистичная компьютерная анимация может быть разделена на две подкатегории. Реальный фотореализм (использование захвата движения для создания виртуальных человеческих персонажей) и стилизованный фотореализм. Настоящий фотореализм — это то, чего достигла Final Fantasy и что в будущем может предложить кинематограф с такими аспектами фантастики, как «Темный кристалл», без использования передовой кукольной техники или аниматроники. Antz Antz — пример стилизованного фотореализма. (Стилизованный фотореализм может заменить традиционную анимацию, как в мультфильме «Труп невесты»). Все это не идеально, но прогресс налицо.

Существует множество различных форм анимации, включая анимацию из вырезанной бумаги, глины и марионеток. Главное помнить, что объект, который нужно переместить, снимается несколько раз подряд для создания анимации.

Программы для создания анимации

Выше мы рассмотрели анимацию и ее различные виды. Теперь давайте рассмотрим наиболее популярные программы, используемые профессионалами и теми, кто только начинает изучать анимацию.

Adobe Animate

Первая программа в списке — AdobeAnimate, известная программа, связанная с Photoshop. Он может создавать векторную графику и анимацию. С помощью Animate вы можете либо отредактировать конечное изображение, либо нарисовать его с нуля. Он также поддерживает аудиомаппинг, 3D-модели, ActionScript и, конечно, интеграцию с другими продуктами Adobe.

Animate легко используется в макетах Photoshop. Он идеально подходит для создания интерактивных презентаций и баннеров. Анимации можно экспортировать в форматы HTML и CSS.

Особенности.

• можно работать с векторной графикой;
• позволяет рисовать оживлять картинку с нуля и обрабатывать загруженные изображения;
• настройка частоты кадров;
• экспорт в Full HD и 4К;
• простая синхронизация с другими продуктами Adobe;
• отличное комьюнити, можно найти много уроков и ответов на вопросы.

Официальная страница:.Adobe Animate.

Cinema 4D

Профессиональное программное обеспечение для создания 3D-анимации и моделирования с возможностью рисования реалистичных персонажей. Несмотря на огромное количество возможностей, которые открывает эта программа, новички могут осваивать ее шаг за шагом. Даже если вы никогда раньше не пользовались этим программным обеспечением, интерфейс интуитивно понятен.

Cinema 4D поддерживает процедурное и полигональное моделирование и имеет различные лучевые модули, такие как рендеринг сцены, моделирование динамики объектов и анимация персонажей.

Особенности:.

• реалистичное освещение и много возможностей его настройки;
• modynamics для имитации физических эффектов;
• много шейдеров и шаблонов анимации;
• есть дополнительные модули с инструментами для конкретных целей;
• совместимость с популярными игровыми движками;
• очень много понятных русскоязычных обучающих материалов.

Официальная страница:.Cinema 4D

Blender

Blender — это бесплатная программа для тех, кто хочет попробовать все и сразу. Он включает инструменты для моделирования, 2D- и 3D-анимации, создания игр, скульптуры, моделирования и рендеринга. Поэтому вы можете использовать Blender для разработки видеоигр, создания мультфильмов, моделирования объектов и помещений и т.д.

Особенности:.

• распространяется бесплатно;
• продвинутые инструменты для моделинга и скульптинга;
• можно смотреть превью вашего проекта в режиме реального времени;
• доступна на всех операционных системах;
• можно рисовать в 2D- и в 3D-окне.

Наиболее часто используемый стиль анимации. Его рамы создаются на относительно плоской поверхности. Помимо векторной анимации, он использовал некоторые из традиционных методов анимации. По сути, это та же обычная анимация, за исключением того, что кадры накладываются на кадры, известные как эскизы и картины.

Известные 2D-анимационные мультфильмы

1. «Губка Боб (1999 — …)».. В мультсериале речь идет об очень счастливой губке, живущей на дне океана. Вы готовы?»

2. «Время приключений» (2010 — …).. Этот мультсериал — новая классика анимации, сериал, который поднялся на совершенно другой уровень и покорил даже самых злобных критиков в рядах фанатов.

3. «Странный зомби Гравити Фолз» (2012-2016). Это история о брате и сестре, которые приезжают к своему дяде во время летних каникул. Город, в котором он живет, оказывается сложным, а сериал — еще более сложным. Странный зомби Гравити Фолз» — это облегченная версия «Твин Пикса», завораживающая зрителей всех возрастов своим духом таинственности.

Компьютерная 3D-анимация

Компьютеры — основной инструмент современного аниматора. Двадцать лет назад 3D-анимация казалась невероятно инновационной и новаторской. Сегодня это простой и доступный способ воплотить свое видение на экране. Самым популярным программным обеспечением для 3D-анимации в отрасли является AutodeskMaya.

Закажите киевскую 3D анимацию, которую можно сделать в студии KINESKO!

Известные 3D-анимационные фильмы

1. ‘WALL-I’ (2008). Этот анимационный фильм показал, что работы Pixar могут конкурировать с серьезными взрослыми фильмами в плане глубины. Также впервые Pixar использовала здесь роли настоящих актеров.

2. «История игрушек» (1995). Ни один другой фильм не оказал такого влияния на индустрию компьютерной анимации. Все, что можно сказать о нем, уже было сказано 20 лет назад. Безусловно, любовь зрителей к франшизе не уменьшилась со временем — четвертая часть мультфильма запланирована на 2019 год.

3. «Головоломка» (2015). После нескольких спорных мультфильмов Pixar, казалось, впал в творческий спячку. Однако с выходом «Головоломки» все сомнения развеялись — мультипликационная книга о детской психологии полюбилась не только детям, но и взрослым.