时间：2023-07-19 17:30:30
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机动画制作技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】计算机 动画技术 发展研究
计算机动画能够利用模拟摄像功能，将动画的投放过程充分完成。计算机技术已在多个领域中应用，如，教育等。根据艺术体操为例，其具有多种多样性，通常在相对较自由的动作编排中应用。将传统的编排模式充分改变，利用计算机将图像处理与文件编排充分完成，系统编排单一动作，把编排效果在显示屏上呈现出来，具有可视性与趣味性的效果，使观众的感官与心理需求有效延伸，降低成见与成本。总之，计算机动画技术势必会有长足的经济与社会效果。
1 意义
1.1 拓宽动画的创作范围
计算机动画主要是通过计算机动画创作系统软件，严格控制序列图形与图像，还可以使直接运行相关指令所行程的动画，主要表现在两个方面：一方面，在计算机内部生成，还可以在外部接入计算机，通过有效的加工处理获得。由于特别的需求，早起的画面应该在纸上手绘，但进到计算机后，还需要采用计算机有关软件进行加工助理；另一方面，使通过计算机播放程序达到的。计算机技术为动画制作提供了前所未有的创新，使传统的动画艺术具有一定活力，使观众能够较快接受此种变化。
1.2 使动画图像检索效率显著提升
伴随计算机技术发展步伐的加快，动画图像也从传统的纸质文件，转变为在计算机系统中存储的相关数字图像文件。动画图像本身的信息主要包含文件名以及大小等，但重要信息均是隐含的信息内容，人们对动画图像进行搜索，使为了获得相关内容信息。伴随人工智能领域的不断发展，计算机技术也得到显著发展，尤其是在图像识别以及检索方面，动画图像的检索效率也有显著提升；计算机存储技术以及计算机CPU处理技术得到显著提高，促使动画图像的检索速度得到意想不到的提高，在大量的数据中对需要的动画图像进行检索，只需要不足1s的时间，为动画设计人员带来非常大的便利与支持。
2 根本原理
计算机动画不仅可以采用计算机制作，还可以采用动画软件制作。其中主要的动画软件包含以下几个方面：3D Studio Max（3D）、造型软件 （3D）以及 Ray Dream Studio （3D）等等。相关现代计算机动画软件主要选择多种技术形成动画。但作为一种十分常见的方式，通常均使采用相对较复杂的数学，对三维多边形进行操作，与此同时，利用纹理、光照以及相关效果，最终将完整的图像绘制出来。 利用相对较复杂的图形用户界面，对动画进行制作，同时，将其的舞美效果进行编排。
3 发展情况
3.1 产生
计算机动画主要就是通过传统的卡通动画逐步发展而来的，在制作传统卡通动画时，导演一般都是把剧本氛围若干个分镜头，随后将每一个分镜头的角色造型充分确定，与此同时，将部分关键环节的每一个角色造型绘制出来，最终，由助理动画师按照相关关键的形状，由一个自然过渡到下一个的关键形状进行绘制，将填色与合成工作充分完成。随后，根据拍摄中的帧帧连续画面而得到动画片段。也就是说计算机动画主要就是在计算机设备的基础上，采用绘制程序生成相关景物画面，目前帧画面就是对上一个帧画面的一些修改。
3.2 二维计算机动画
二十世纪六七十年代，K.Knowlton 第一次利用计算机技术，将以上问题解决，进而人类开始进到计算机动画时代。在此期间的研究中，通常表现在利用计算机产生的动态图进对科学理论进行论述，直至八十年代前期，计算机动画主要针对于二维动画系统进行研究，在教学演示上应用于对传统动画片的制作有辅助作用。
3.3 三维计算机动画
二十世纪八十年代中，伴随计算机图形学理论的不断发展，特别是三维物体造型法等得到充分解决，人们才逐步针对三维计算机动画理论、计算机动画技术以及计算机动画系统进行进一步的研究。在二十世纪七十年代开始，产生了部门三维计算机动画系统。到八十年代中后期，因为超级图形工作站具有了实时处理能力，三维几何造型技术以及真实感图形的生成技术得到有效进展，促使三维计算机动画技术所具备的高度逼真效果得到快速发展，与此同时，还实现了实用商品化的境地。至九十年代初期，计算机动画技术在电影特技中的应用获得了明显的成果。
4 含义的理解
根据知识方面着手，分析计算机动画技术，同时，在更加广泛的方面对其进行理解，也就是计算机动画主要是以图形的方式，对存在约束条件的动态变化知识的表达与解释。约束条件不仅有动力学与运动学知识等的物理的，还有路径描述以及给定的关键帧等几何的，也可以是时间方面的约束；动态变化过程可以为具体对象具有的物理变化成果，还可以使抽象对象所具备的变化过程。将计算机动画由传统的单一含义逐步扩展到可以包含不同应用领域的多元化方法上，也是就计算机动画技术采用了计算机图形、空间机构学以及物理学等不同学科的知识，对客观存在的与高度抽象对象的运动表现模式进行进一步研究，它的运用范围不只是在动画片的制作中应用。伴随计算机硬件以及计算机动画技术的不断发展，再加上较多研究与商业机构，在对计算机动画领域的研究和开发工作中的参与，促使计算机动画理论和计算机动画技术得到不断的发展。
关键词：计算机动画技术 微课 应用
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0178-02
微课以其短小精悍和教学形式活泼有趣而逐渐被大家所认可，成为一种新兴的教学手段。目前动画以其形式多样、内容丰富、风趣幽默和极强的表现力被广泛应用到微课的制作和研发上。计算机动画及计算机辅助教学系统在美国、日本、加拿大和亚欧很受重视，而国内计算机动画技术由于硬件条件的限制发展比较晚，但是近年来我国用计算机动画技术应用愈加广泛。文章从使用技术上给出具体的指导，剖析了动画与微课结合的局限性，为教师很好地使用动画这一技术提供了参考。
1 计算机动画技术在教学中使用的主要技术
1.1 构造模型
计算机动画的几何造型和用于一般工业产品设计的几何造型方法相比，其特殊的要求是计算量小，以便使成千上万帧的动画可以在一个合理的时间里完成。计算机动画制作涉及建模、色彩、纹理、灯光、运动、特技效果和渲染等内容，当动画脚本确定后，角色的几何造型和动作轨迹是首要的基本建设。首先根据创意完成对场景及有关角色的造型设计，通过适当的数据结构表示点、线、面、体等几何元素以及几何元素之间的邻接关系，综合运用数学（主要是几何学和计算机数学）、人机交互技术、图形显示技术等领域的相关技术。描述具有几何意义的点、线、面等的坐标、长度、面积等的数据值或度量值，利用对象形体的棱边和顶点来表示几何形状的模型。曲面、曲线的表达方式，标准解析式有显式（y=f（x），z=f（x，y））和隐式（f（x，y，z）=0），在构造曲线、曲面的时候包含控制型值点、曲面曲线的拟合、曲面曲线的逼近、曲面曲线的插值、样条Bezier曲线等工序。计算几何学针对线框模型、曲面模型和实体模型提供了数据拟合的多种方法，比如Coons方法、样条函数方法和NURBS方法等。随着样条曲线的广泛应用，使用Bezier曲线不仅成为CAD系统的数学基础，而且成为发展CAGD新方法的重要工具。Bezier曲线的性质依赖于Bernstein多项式，它有许多良好的性质，Bezier曲线与控制点的相对关系在仿射变化下不变。
1.2 模拟质感
在制作好模型之后，模型需要补充材质，赋予物体几何模型以某种材料的材质属性，比如颜色、光泽、亮度和透明度等参数，使之呈现出某种材料所应该表现出来的颜色和质感，以此造成物体是由某种材料“做成”的感觉。首先把纹理或图案“贴”在物体表面，物体被赋予材质之后，表面就会有逼真的材质和纹理的效果。然后在场景中放置虚拟灯光，以模拟真实世界的明暗和色彩，如Gouraud明暗处理、Phong明暗处理等产生光亮和阴影的效果，也可以是在场景中放置虚拟摄像机，这样可以产生摄像机视图，从而使得制作出的画面有如同真实摄像机拍摄到的画面。最后需要通过计算机的“渲染”来生成动态的影像文件或图像序列，“渲染”之前的各道工序知识动画的场景文件，即设定动画场景中的几何模型参数、材料属性参数、灯光参数、摄相机参数和动画的关键值等，需要计算机系统将这些设定参数代入相关的计算机图形算法和动画算法进行计算，才能真正生成动画序列。最简单的光照模型是Lambert，可用于模拟表面颜色暗淡、无光泽的材料，就像是乒乓球的材料，但是Lambert不能模拟类似金属、陶瓷、玻璃等富有光泽的材料。二维纹理映射是一种纹理映射方法，这一技术是将一给定的纹理函数映射到几何客体的表面上，对于此类映射已有成熟的算法，其基本思想是将在纹理空间中的二维纹理函数映射到景物空间的三维表面上，再进一步映射到图像空间的二维图像平面，即屏幕上，这一过程也可以简化为两个坐标系之间的变换，当映射函数建立好以后，即可进行纹理空间到图像空间的映射。
1.3 模拟运动
运动设计师动画的核心技术，动画的最简单变化形式是对固定构成的非固定观测与记录，较复杂的形式是造型与视点一起运动。运动生成的程序实现方式以软件工程方法榛础，用面向对象方法、模块化等方法实现运动生成技术。运动生成技术主要分为关键帧方法（Keyframinganimation）、过程控制的运动生成方法、物理仿真方法和智能运动4类。在构造好模型之后，可以创造比如沿路径的运动，在所有运动参数中位置及运动方向是最需要确定的物体的两种运动参数。首先是从物体运动路径的运动方向确定，有根据关键点形成的插值路径，对于确定的路径，物体运动速率的确定实际上是以弧长参数化运动路径表示的曲线的过程，即定义物体某一时刻走过了某段弧长也就定义了物体的速率，根据力学原理，加速度位于运动路线的密切平面内，因此按照Frenet坐标架变换存在连续性的问题。在进行运动的轨迹设计时，常用到的动画技术是关键帧动画、算法动画以及关节动画，关键帧动画生成的基本方法是通过两个关键帧之间各对应的控制点进行线性插值或非线性插值而产生中间画，不过如果是采用动画系统制作动画，那么只要确定动画在两个关键帧上的大小、形状、位置及比例，系统将自动在关键帧之间形成动画，关键帧的操作方法技术很简单但是要求维度相同，而且彼此的拓扑结构相差不能太大，所以制作时比较麻烦，造型的前期工作量比较大。而算法动画是通过表示某种运动规律的参数来控制动作进而产生动画，可以制作比如风吹、水波动等自然现象的动画，用以表示诸如重力和摩擦力的课程内容。而可以模拟人体关节运动的关节动画也是微课动画制作中常常用到的运动控制方式，它采用的是逆机构运动学的方法设定运动轨迹。
2 微课中动画的优势
2.1 模拟实景，激发学生积极性
在动漫产业日益繁荣的现代，学生很多都是在动画文化的熏陶下长大的，因此对于动画的兴趣十分浓厚。而动画的特点是夸张，它的镜头语言承自电影，几乎实拍能表现的画面动画都能够演绎，并且以Maya、3DMax动画为主的动画制作融入了造型、色彩、音乐等多种表现形式，生动直观，具有极强的表现力。那么在微课中加入动画可以很轻易地调动学生的积极性。而且用动画技术虚拟出的人物和环境十分形象，表现力丰富，能够刺激学生的视觉观感，激发学生的情感体验，充分调动学生的注意力和观看课程的兴趣，从而提高微课教学的效率。
2.2 化抽象知识，更加通俗易懂
对于一些理论性强、知识概念比较抽象，而解释起来又比较繁杂的专业课程，可以从中找出其本质做成微课。微课的特点就是短小精悍，它的动画也因此被赋予了节奏紧凑、内容精简等特点，利用动画的形象直观地让学生了解到复杂知识语言下所隐藏的真理，营造出生动活泼的学习氛围，让学生们可以投身到微课的学习中去，将无聊枯燥的课堂变成充满乐趣和新奇的试听旅程。所以设计精妙、指向明确的动画制作，可以和别的多媒体结合成一个主题突出、类型多样、结构紧凑的微课堂。
3 计算机动画技术与微课相结合的辩证
3.1 技术是否是最重要的
对于很多教师来说，使用多媒体制作微课，进行动画的制作，视频的剪辑是很困难的，甚至像比如Flash、Maya等动画制作软件都没有见过，那么微课的制作是不是就要在这里停止呢？其实一般的微课不需要很复杂的编辑，那些需要复杂编辑的视频其实是因为在拍摄过程中出现了问题，或者是设计的时候没有考虑到一些问题而导致视频最终不够精致才需要很复杂的编辑技术来修复它。不过当然也需要对拍好的视频进行编辑，但是那些只是简单的编辑就可以了，不一定非要专业的剪辑软件。而且其实要是微课要使用一些复杂的动画，就可以请专业团队来制作，教师只要提供设计思路和教学素材就好了，所以技术在微课上不是最重要的。
3.2 没有动画的微课是不是好微课
由于每一个课程的内容是不一样的，所以在动画制作中所侧重的技术也是不一样的。微课有很多种表现形式，需要使用哪种形式表现其实取决于微课的内容、受众和教学设计，而动画只是作为其中一种方式。从媒体表现形式的原理来看，动画用于表现肉眼无法直接观测到的宏观、微观的物体或动作，比如天体的运转，分子中原子的运动，甚至是处于封闭状态无法观察的工作中的发动机。在这种情况下就需要使用动画展现，但是其他的课程内容或许只需要教师的板书和言语就能传授。所以是否使用动画取决于微课的内容是否在实际生活中不易展示，取决于微课的教学设计和受众，不能生搬硬套，不然会适得其反。与此同时，可以看到动画在微课制作中有着局限性，首先，制作动画比较常见的Flash制作出来的是二维动画，形象比较卡通，无法达到微课写实、具象的效果；其次，三维动画做出来的足够精美却很难操作，需要经过系统的学习才能达到。
4 结语
综上所述，计算机动画技术和计算机辅助教学系统都是非常综合的领域，涉及到的技术也很多。计算机动画技术在微课中的使用已经显而易见，文章对于技术方面的部分具体指导进行探讨，试图通过这些探索为教师找到更好的制作微课的方法。多媒体技术是微课发展的技术基础与手段，微课多样化的信息形式得以实现和集成，多媒体的发展已经到了不能阻挡的境地，微课和计算机动画技术的融合可能代表着一个新的朝气蓬勃的信息r代的到来。
参考文献
关键词：中职；动漫设计；教学策略
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）32-0071-02
目前，以计算机为主要教学工具的现代化教学设计已被人们熟知，多媒体教学已成为现代教学设计中不可或缺的一部分，在动画设计教学中运用多媒体技术，能实现了教学内容的视觉化、形象化。因此，计算机动画设计教学必须进行改革。
一、存在的问题
1.学生缺乏专业的艺术修养
在传统的教学模式下，计算机动画设计过于重视技术的培养。俗话说：“实践出真知。”但对于有些学科，如若过分重视操作技术，则会导致学生发展不平衡，甚至缺少创造力和竞争力的缺失。
计算机动画设计的教育核心在于培养学生对艺术的欣赏能力、发现美的能力，这是艺术与技术的综合体。因此，在教学中要实现艺术与技术的综合培养，缺一不可。
2.学生缺失专业的美术造型能力
大部分中职生选择专业比较盲目，因为没有美术基础，给教学带来很大的困难，高要求的美术造型能力会成为阻碍学生美术发展的绊脚石。因此，在教学中，教师应抓好学生的美术基础，培养学生的美术造型能力，引导学生学习，提高课堂学习效率。
3.缺少专业的教师队伍
随着新课程标准的深入，教育的目标发生改变。动画设计教学要以学生的实践能力为，中职学校要为社会输送更多具有较强计算机操作能力与动画设计实践能力的全面人才。
但是，在目前的中职学校当中，盲目跟风已经成为了教育活动中的一大陋习，为了使学生的名誉度得到提升，想尽一切方法与各专家、教授取得联系，使其到学校进行计算机动画设计教学。但是，专家与教授的讲解以理念为主，对学生的实践能力提升没有明显的作用，还会造成学校资金资源的浪费。
二、具体培养策略
创意作为一种抽象的概念，是在大脑中自由存在的模式。没有好创意就没有好作品。在计算机动画设计的教学中，教师提高课程教学质量，更好地培养学生的创新能力。
1.为学生提供良好的教学环境
与计算机技术、多媒体技术相结合的现代化教学方法已逐渐普及，为教学工作的开展提供了智能化的教学环境，通过采用超文本、超媒体模式的信息组织形式，在教学中充分带动了学生的视觉、听觉、触觉的能动性，吸引了学生的注意力，激发了学生的学习兴趣。这些智能化的教学设备为培养学生的创新能力、发散性思维奠定了基础，提供了良好的学习环境及学习氛围。
2.激发学习兴趣，培养创新思维
在计算机动画设计教学中，教师采用情境教学法开展教学工作。根据课堂内容安排课程，并针对教学内容的难易、学生接受课堂知识的能力进行综合考虑。例如，通过课堂提问的方式，询问学生喜欢的卡通人物，在活跃的气氛下增加师生交流，并逐渐渗透本课堂的知识内容，让学生通过Flash软件完成动画设计的学习，调动学习积极性。
在计算机动画设计的教学中，教师要设置一些难度适中、有启发性和探索性的问题，提高学生的竞争意识，让学生在学习过程中学会思考，抓住思考问题的主线，进而增强分析问题、解决问题的能力。除此之外，还要适时安排一些竞赛活动，增强学生的竞争意识。
例如，在圣诞节来临之际，让学生通过自己对圣诞节的理解，设计一件有意义的动画作品。在这个过程中，培养了学生收集、整理资料的能力，充分发挥学生的想象力，在作品的评论过程中锻炼了学生的沟通能力，使学生受益良多。
3.完善教学方法
在计算机动画设计教学过程中，要注重该课程与其他学科之间的联系。根据专业特点，紧密结合计算机设计软件，做好课程设计之间的联系。例如，在对关键帧动画制作的教学中，利用Flash作补间动画的制作，利用3DMAX中作关键帧的动画制作，然后进行比较，使学生明确软件之间的差异。通过学科之间的交叉融合，让学生加深了解，领悟动画设计的基本原理。
4.加强师资队伍建设
中职学校不应把目光全部集中在专家与教授身上，应加强学校与企业的联系，打造“双师型”教师队伍。学校可以联系相关的动画制作工作室，使其优秀员工定期到学校为学生开展计算机动画设计的实践讨论，还可以聘请社会上的优秀人才到学校兼任辅导教师。这样，学生可以直接了解未来的工作内容，学习更高效的动画设计方法。有一定动画设计实践经验的教师，可以引导学生选择正确的动画设计方向，了解社会对于动画的需求，在学习当中找到新的研究切入点。如此，可以为中职学校节约大量资金，使其资源得到优化配置，一举两得。
在教学过程中，教师要采用讲解、练习相结合的方法，优化教学形式。计算机动画设计要采用动静结合的方式，动主要在于培养学生的动手实践能力，解决学习中的实际问题；静则注重于培养学生的思考、掌握基本知识的能力。如果在教学过程中，只注重理论知识的讲解，不注重学生的练习能力，计算设计教学就丧失了教学的意义。只练不讲的教学方式难以提高教学质量。因此，教师在授课中要做好讲练的有效结合，改善教学方法。
总之，教师要善于抓住计算机动画设计教学的主旨，利用创意进行教学理论的优化与设计，活跃课堂氛围，优化课堂结构，建立和谐、自由的学习课堂，让学生自我发挥、自我想象，创造出属于自己的代表作，为以后的事业打下坚实的基础。
参考文献：
[1]柳玉侠.浅议中职计算机专业的电脑艺术设计教学[J].职业，2012，（8）.
[2]邱海凤.如何培养学生的创新能力――中职计算机专业Flas制作教学探讨[J].成才之路，2012，（15）.
关键词：三维角色；动画制作；关键技术
就我国计算机动画产业的发展状况来看，其发展空间非常大。但是，由于种种因素的制约，以至于我国三维动画的发展略有停滞。究其根本原因，除了资金缺乏、整体水平相对落后、缺乏专业教育人才等几项因素之外，技术基础薄弱是最为关键的影响因素。[1]为了稳定我国动画产业的发展态势，必须狠抓三维角色动画制作的质量。基于此，可从应用三维角色动画制作的关键技术为切入点深入分析。
1 三维角色动画
从20世纪90年代起，经历了近30年的发展变化，计算机三维动画逐渐走入大众的视野。作为采用计算机三维动画技术的首次亮相，中央电视台、北京电视台在1990年北京第十一届亚运会电视转播中制作电视片头效果明显。[2]这里所谓的三维动画，是新兴动画制作技术的一种表达，即3D动画。3D动画的制作机理：借助三维动画制作软件建立模拟环境――依据动画角色形象构架基础模型及动画场景――结合相应动画剧情设定角色基础模型的运动轨迹――确定并记录其动画设定参数――对角色基础模型进行材质合成――实施着色打光处理――输出，完成动画画面。[3]
在3D动画的制作过程中，不免需要运用到三维动画技术。将技术应用其中，主要目的是模拟真实物体及其动作，达到准确还原物体运动过程的目的。在电视剧制作过程中，采用该技术，主要展现电视剧特效及特技，展现出某些爆破场面、撞击场面，有非常震撼的效果。谈及三维角色动画制作，共包括四个步骤，依次是角色建模（几何建模技术、三维扫描仪技术、图像建模技术和专门的三维角色制作软件）、骨骼创建、蒙皮绑定、运动控制（基本的骨骼系统、专用角色动画制作的模块、运动捕捉技术和三维角色动作生成软件）。[4]尤以第一步和第四步的技术最为重要。各技术的特性突出，在选用过程中，需谨慎，并进行综合考虑，以达到较为满意的三维角色动画制作的效率和质量。
2 三维角色动画制作中的关键技术
2.1 三维角色动画制作中的建模技术
（1）几何建模技术。在三维角色动画制作中，应用的几何建模技术，即核心建模技术。涉及的内容较多，具体涵盖了表面建模、细分表面建模、多边形建模、NURBS建模以及雕刻建模。关于几何建模法，有相关的三维动画制作软件提供制作基础。但是，仍需要相关动画设计人员的美术功底过关，应对复杂的建模过程。
（2）三维扫描技术。三维角色动画制作中，需要对演员或表演动物进行全面扫描，以获取相关数据，此时需要应用到三维扫描系统。因此，将对演员或表演动物的表面采样数据过程称为三维扫描技术。其中，构建虚拟三维彩色模型就需要采集角色表面的三维坐标或其皮肤色彩信息。三维扫描技术的制作效率较高，完成复杂的建模过程较快。但该技术的应用，需要投入较高的设备成本。
（3）图像建模技术。该技术应用角色三维模型的构建，其间需要借助数码相机拍摄不同角度的角色形象，从而获取高清相片，使用软件，完成自动合成。该技术的建模效率较高，但是，存在一定的缺陷，即难以对细节进行系统微调，不能确保模型的准确率。
（4）三维角色的建模制作软件。可以完成符合三维角色动画制作要求的一种软件。以角色造型、角色物体等为基准，使相关工作人员创作出角色的头部、四肢等，进而完成基础角色模型。其间，对于需要调整的，可以采用参数盘调节。
2.2 三维角色动画制作中的运动控制技术
（1）基本的骨骼系统。关于基本的骨骼系统，一般是由三维动画制作软件提供。借此可创建骨骼指定层级关系。同时，对骨骼进行关键帧设置可以通过手动完成。使用过程中，灵活性较好。此外，为了更便于手动设置骨骼关键帧动画，使其最后动作的效果更加流畅，相关工作者需要了解和掌握正、反向运动学的知识。
（2）专用角色动画制作的模块。以3DSMAX内置的CharacterStudio为例，由于其提供了Bipe骨骼系统，因而减免了手动设置每根骨骼层级关系和各种的IK指定的过程。[5]在创建完整的人物骨骼时，非常便利，单击拖动鼠标于视图中即可。Bipe骨骼系统使用更加方便。另外，在CharacterStudio中，还有自动步迹动画，这对于难度增加的动画无疑是非常有利的。与此同时，其中的运动混合功能可实现多个动作的叠加，完成更加复杂动作的制作。总之，CharacterStudio制作动画效率较高，但是，唯一的不足之处即动画制作中关于复杂动作制作还是不够简便，且动作效果不理想。
（3）运动捕捉技术。谈及运动捕捉技术，其涉及的技术内容较为广泛，与计算机图形学、电子、机械、光学、计算机视觉、计算机动画等技术都有一定的相关性。运动捕捉技术，即通过运动捕捉系统捕捉运动物体关键部位的跟踪器，经计算机分析得出动画制作中应用数据的过程。其后，借助数据驱动三维模型即可生成动画。通常情况下，运动捕捉后的数据有两种途径完成动画制作，其一，直接调入三维动画中驱动三维模型；其二，借助第三方软件实施编辑。
（4）三维角色动作生成软件。三维角色动作生成软件是当下常见的一种应用手法。以Endorphin（英国NaturalMotion公司研发）为例，其可以实现自动生成三维角色动作。在设计模拟角色身体某部分过程中，通过参数设置，可以调整其强度和方向，进而自动产生翻滚的动作。该软件的优势在于，其能够模拟真实的动作。在三维角色动画制作中，一直以来，基于硬件的运动捕捉技术的生产效率和精度受到业内的认可。而三维角色动作生成软件与其不相上下。由于动画制作中，常常需要设置一些极其危险的动作（高空跳楼、撞击等），因而，应用三维角色动作生成软件，效果极佳。危险情况下的动作在制作过程中，较为负责，而该软件通过运用全新的动画制作技术（虚拟演员）可不需特殊的相关捕捉硬件设备而模拟出任何动作。由此可见，三维角色动作生成软件的应用前景极为广阔。
3 结语
三维角色动画制作中，其几项关键技术各有所长。在倡导创造精神的新世纪，这些技术均能够为动画制作行业增添光彩。三维角色动画制作的几项关键技术中，运动控制技术是重中之重，在结合角色形象和角色动作需要之后，综合性考虑选用其中的技术，不仅能够让动画角色进行生动、准确的表演，而且对于整个行业的发展也能够起到推进作用。另外，在技术的应用过程中，需要注重角色动作细节的刻画，以追求完美的动画效果。
参考文献：
[1] 司建楠.动画角色的动作设计对其性格塑造的探究[D].南京师范大学，2013.
[2] 李思H.运动中的人物角色动画的设计与实现[D].北京工业大学，2015.
[3] 刘洋，郭荧飞.三维角色动画制作关键技术的几点探讨[J].工业设计，2016（08）：188+190.
[4] 张兴华，孟艺.浅析运动规律在三维动画制作中的运用――三维角色的行走动画[J].艺术与设计（理论），2013（03）：100-102.
关键词：二维动画；发展；效率；成本
1 计算机二维动画的发展
计算机二维动画的发展最初借鉴了很多传统的手工时期的动画制作思维和技法，传统的手工动画是动画根据剧本和脚本的需要画出关键形态或者动作之后，再让别的画手将动画制作出来。而计算机拥有的复制、存储能力让在绘制关键帧的时候省事了不少，后期制作也出现了很多新的方法和工具，如线检工具Quick Checker、全部矢量动画Us animation 、ANIMO二维卡通动画制作系统等，而且在原画这一方面，计算机会比较容易修改和编辑。
通过用计算机制作动画，笔者觉得计算机发展最有优势的是做中间动画，根据前后两个关键帧运用程序自动生成。传统动画在制作中间动画时一般要花费很长的时间还有耐心，中间动画没做好的话，就会让整个动画看起来非常的失败，插中间动画的时候不能跳帧，不能出现画面不流畅、人物变形等情况，手绘就需要很大的功底。虽然说计算机动画只能完成一些单一的工作，但是从某种程度上来说还是省了不少事。例如，用Flash做动画的时候，做简单的平移，确定好前后关键帧，还有定点的时候一定要在同一个位置定点，不能偏，定点不一样就会出现插入中间动画之后乱跳的毛病。在变形动画Morpher中，也是用了前后关键帧定点这样的方式，做一个眼部的动画就要从开始的眼部，对应到结束的眼部。
笔者认为计算机二维动画的发展某种程度上减轻了画工的负担，让动画制作变得轻松起来。
2 计算机二维动画效率和质量
如今的社会节奏基调就是快，高效率和高质量的生产才是生存之道，动画的市场不再是单调的二维，现在三维动画已经迅速取代传统动画成为最卖座的动画片种。面对竞争和压力，二维动画不能再单单地只是用好几年才出一部的速度来竞争，毕竟长时间淡出观众视野就会慢慢地被观众遗忘。而计算机二维动画的发展使得现在的动画制作速度有了很大的提高，如果说原先制作一部动画需要好几年的时间，现在只需要差不多一年。
效率并不意味着成功，质量也是关键的保证，不能一味地追求效率而忽略了质量。现在国内的二维动画制作也不少，但是为什么一提起二维动画的时候，大家推荐或者说是觉得经典的还是原来的传统动画呢？因为质量和特色。
早期的传统动画基本都是动画师一点点画出来动画形态或者动作，画工们认真地画中间动画。计算机二维动画确实提高了动画制作的效率，但在质量方面却有点大不如前。这不能说都是计算机的问题，现在做一部动画需要听很多人的指点，然而这些人中很多并不是内行的人。笔者认为，通过计算机来提高二维动画的制作时间这是一个很好的事情。但在效率得到提高之后，希望更多地二维动画制作者能多注重一下质量的制作，计算机制作毕竟存在一定的局限性，不能什么都指望计算机一步到位。
另外，笔者也希望计算机制作技术能得到进一步地完善，如Flash虽然能做一些人物、动物的动作，但是编程难度很大，想要做得好工作量也会变大，做一个人物走路或者跑跳的动作，要先设计出这个人物，在将其导入Flash中之后，要把这个人物的身体各个部位和细节都建出来，放在不同的层里，再建原件和组件，这两者存在很大的区别，不能混，不能乱，不然后期出错不好修改，然后在各个层调整动作从而做出动画的效果。如果计算机在这方面做出应对之策，研究出骨骼的操作动作，不仅可以设定命令甚至还可以进行角色替换的话，可能相对计算机二维动画的质量就会提上去，毕竟很多动画制作者为了省事在这些动作中间动画方面偷了很多懒。
3 计算机二维动画的制作成本
传统二维动画制作需要大量的人才和长时间的消耗，投资也就相对较大。因此，其前期的制作成本就很大，这里先不说资金成本的高低，仅人力成本这一项就是很高的。
还没有计算机的时候，动画的制作就是纯手工画然后用机器一张一张拍下来，所以说中间就不能出现差错，不好修改，不像现在用计算机，错了就直接修改，当时如果出现了一点的问题就要整个错的全部重画，不能粘贴只能画，因此需要很多的制作时间。一个动画片，哪怕是几分钟的动画片都需要很多关键张，为了流畅，更需要很多中间动画。现在用计算机，相似的动画直接复制粘贴过来然后改一下线条就好，比起以前传统的方式真的是成本低，还不浪费纸张，只要在电脑上修改就好了。
早期的时候动画片也是需要各种修修改改的，但那个时候的修修改改不像现在这么方便，修改就是重新画。现在是计算机打开直接在原稿上修改，还不乱，这样就节省了很多的时间和纸张，时间就是金钱啊！制作成本的降低和国家政策的扶持，使二维动画技术的应用变得更加广泛。相对于原先的动画制作师，现在的动画制作师的制作技术显得乏善可陈，很少有人能够真正做到一条连接的。虽然现在的动画制作师没有以前传统动画制作师那么高的技术，但是也让更多学习动画专业的人才有了更好的就业前景。计算机技术的运用除了为动画专业的人才提供了良好的就业前景之外，还降低了动画制作的人力成本和制作成本。
制作成本的降低让更多喜欢动画的人将资金投入动画产业，让动画的观影范围变得更加广泛，更加地贴近生活，为大众熟知，使动画成为文化产业，满足人民群众特别是未成年人的精神文化需求。
4 结语
本文主要针对计算机二维动画制作的一些优缺点展开了讨论，笔者认为，计算机二维动画制作需要紧密结合群众的视觉经验，对于复杂的动画也能慢慢地约束起来，不要再只进行简单、单一的制作。这种技术一旦被研究出来，不但能提高动画的设计水平和制作效率，还能在一定程度上提高动画的质量。笔者认为，要是能在这个技术的基础上，创作出相应的人物、动物等一些基本动作的关键帧集合动画库，会让动画产业变得更加的标准和规模化。
参考文献：
[1] 阮俊宇.动漫音乐制作中的配器问题[J].歌海，2008（05）.
1.材质贴图
造型建模完成之后，在相应的材质上赋予形象，进行材质贴图。物体的形状由造型决定，物体表面的形态由质地决定。一系列的材料是大部分三维动画制作软件程序所拥有的，如金属、木材、玻璃等，我们可以从菜单中简单地选择并将其在物体上进行有效的应用。同时，我们也可以依据自身需求将不同的相应材质制作出来。材料不同，反光的方式也不同。不同的因素组成了不同的物体，不同的物体给我们不同的视觉感受。构成物体的因素包括颜色、反光程度、周围环境子啊物体表面的投影、透明度等。含有上述因素的材料在所有软件中都被预先制作好了，我们可以依据自身需要对这些因素进行各种各样的组合，从而达到想要的目的。
2.灯光和相机
灯光问题在建模初期是无关紧要的，但是在解决了造型问题之后，灯光问题就显得极为重要了。在三维动画制作中，灯光具有极为重要的地位和作用。一些功能存在于三维软件中，动画的最终效果受到设置的直接而深刻的影响。对三维动画的最初制作者来说，整个三维动画创作中的一个最具挑战性的工作就是将景物照亮，在将景物照亮的过程中，一方面需要将合适的景物基调保持下来，另一方面也需要对动画气氛进行有效的调整、渲染、营造，没有长时间的实践和不间断的试验是无法收到满意的效果的。为了将合适的作品创作出来，我们可以对每种光的焦距、颜色等进行有效的控制。三维动画运用的虚拟相机极类似于真实相机，物理环境条件等均无法限制其活动，它能够对镜头进行伸缩和前后移动，也能够将焦距改换掉，在空中飞移，并对镜头中移动的物体进行自动跟踪。其不用计算光圈，我们运用直观的范围线表示景深的设置。我们还可以在运动目标上放置它，使其随着目标的运动而运动，在随意跟随和倾斜的过程中将优秀的视觉效果制作出来。但是，它只是一个相机，要想对观众进行有效的引导，使观众更好地观察动画世界，还需要操作者具有较高的修养和创新的创作理念，在操作之前就将良好的画面设计出来。树立正确的节目创作理念是前提我们的创作空间在计算机动画技术的应用中变得更为广阔，我们应该在意识中将正确的动画创作意识树立起来。在创作活动中，动画技术和表现内容之间是依附关系，也就是说，运用动画技术的前提是内容需要，如果内容不需要，这时运用动画技术无异于画蛇添足，我们应尽量避免使作品的主题内容被各色各样的数字特效冲淡和搅乱。现阶段，一些电视节目的质量受到了各种“数字垃圾”的各色花哨的表现的严重的不良影响，针对这种情况，制作人员更应该切实树立起正确的动画创作理念，在对动画基础进行充分利用的同时尽可能地使其发挥出最大最好的作用。
3.总结
计算机动画是一系列的景物画面，所运用的处理技术包括图形处理技术和图像处理技术，所运用的软件是变成制作软件或动画制作软件。要想有效满足导演的拍摄需要，达到视觉效果上的完美无瑕，就必须充分运用计算机三维动画技术和数字特技。计算机三维动画技术在一定程度上突破了影视艺术和技术发展的最高限制，是影视制作历史上的又一次革命，为我们追求艺术带来了良好的前提条件和广阔的空间。
作者：王啸梦
【关键词】 水墨画；意境；韵味；水墨动画；数字水墨动画
“只有民族的才是世界的”，水墨动画片曾经取得的成就正证明了这一点。水墨动画片具有浓郁的中国特色，它继承了传统水墨艺术的造型手法和神韵效果，再结合特有的影视制作手法，将水墨艺术搬上了银幕，使其在当时的世界影坛中独树一帜，成为国际动画界的一朵奇葩。然而，在当今的动画影视界却很难再现水墨动画片的影子了，这不禁让人割腕叹息！
人们不禁发问：中国的水墨动画究竟遇到了怎样的瓶颈，水墨动画又该从何发展？相信这是每个中国动画创作者亟待回答的问题。本文通过对中国水墨动画发展的分析，探讨如何发展具有独特民族特色的中国水墨动画。
一、正确认识和定位水墨动画片
水墨动画从诞生至今已经走过了50年的历史，1960年，特伟将水墨画技法融入到动画制作中，拍摄了世界上第一部水墨动画片《小蝌蚪找妈妈》，将传统中国水墨神韵和风采搬上了银屏，迅速震惊了国际动画界。然而，人们虽然了解水墨动画片，却难免存在一个误区，认为水墨动画片就是“活动的水墨画”。
这既是对传统水墨画的误读，也是对水墨动画片的误读。
首先中国水墨画发展至今，已经具有完整的审美体系，如：“气韵生动”、“形神兼备”、“大象无形”、“大音息声”等，只有当水墨画在“静止”时，才具有它真正的魅力，而当水墨画开始“活动”，这种魅力会随之发生改变。
其次，水墨画属于造型艺术的范畴，笔墨是中国水墨画的核心，是中国画的基本技法。它所需要的工具和材料是：文房四宝――笔墨纸砚。而“水墨动画片”则属于视听艺术的范畴，创作者通过镜头的蒙太奇、画面的运动节奏、声音效果等表达情感，所需要工具和材料是：摄影机、定位尺、拍摄表、纸笔等。水墨动画片只是利用制作动画片的材料、手段来模仿水墨画的画面效果以此表达创作者的情感，因此“水墨动画片”不是“水墨画”和“动画片”的简单嫁接。
二、 重视传统文化，加强水墨画艺术研究
近些年，由于政府在政策上的扶持，以及动漫市场的巨大潜力，国内动漫公司像雨后春笋般发展起来，然而这些国产动画大多是对美日动画片的盲目追风模仿，欠缺对传统文化精髓的继承和挖掘，直接导致了民族个性的丧失。这不利于包括水墨动画片在内的中国民族风格动画片的发展。
众所周知，中国水墨动画片曾经取得过世人瞩目的成就，当时制作条件艰苦，制作经验匮乏，而以特伟为首的创作者们始终秉持创作民族动画的信念，潜心研究中国传统艺术，探索拍摄制作技术，最终实现了创作水墨动画片的梦想。因此水墨动画片的发展，首先要摆脱对日美动画的单纯模仿，重新树立继承和发扬传统文化的信念，加强传统水墨艺术的研究。
中国水墨艺术语言经过了千余年的发展，具有独特的审美价值，也有着深厚的观众基础，它承传着文化脉络的基因，具有物质文化和精神文化的多重因素。如何把传统水墨艺术利用好，适用于水墨动画创作之中，可以说是振兴中国当代动画产业的一大命题。
三、探索数字水墨动画的发展之路
中国水墨动画片不仅艺术风格独特，展示了浓郁的民族文化特色，而且在中国文化艺术倍受世界瞩目的今天，更会有不匪的市场效应，可谓其前景可观。然而，传统的水墨动画片制作方法工序繁复，成本颇高，用制作一部水墨动画片的时间，足可以制作4～5部同样时长的普通动画片，这必将制约水墨动画片的发展。
如今的数字时代，计算机技术大行其道，传统的胶片动画制作方法逐渐被计算机动画制作技术所取代，如美国动画片《玩具总动员》、《功夫熊猫》、《海底总动员》等，都是计算机动画取得成功的典范。那么，中国的水墨动画片可否利用计算机制作技术以全新的姿态展现给世界观众呢？答案是肯定的。目前已出现了一些运用计算机技术制作的水墨动画片，如《夏》、《炫舞丹青》等，尽管在效果上还与经典的胶片水墨动画片有差距，但至少已经迈出了探索性的一步。
数字水墨动画片的发展关键是要把水墨的意境、韵味跟计算机制作技术相结合。在数字水墨动画片中，通过对水墨艺术中笔法的模仿、墨韵的渲染制作和意境的突出表现，表达前所未有的虚拟水墨世界。数字水墨动画片还可以表达出传统水墨画无法表现的运动空间，可以融合更多的元素、形式、手法进行创新，这为数字水墨动画的发展创造了广大的空间。
此外，水墨动画片作为视听艺术，就要以影视创作规律为主导，研究并运用水墨时空观念、画与音的协调、蒙太奇语言等电影制作要素，以演绎一出富含中国艺术精神的水墨动画片。
“计算机技术不仅是辅助动画制作的手段，也使得动画的传播更为便利，最重要的是，计算机技术还创造出前所未有的动画形式”①。运用数字技术制作水墨动画片，不仅拓展了水墨艺术的表现语言，还缩短了动画制作的周期、简化了动画制作工序，这样水墨动画制作的成本大幅下降。这将有效的解决传统水墨动画片制作工序繁复的难题，有利于我国水墨动画的发展。
四、博采他山之石，丰富与发展水墨动画艺术
在如今多元化的文化艺术格局当中，具有民族特色水墨动画艺术要获得发展，就必须吸收和借鉴世界文化艺术中有益的元素，为我所用。
我国水墨动画虽然是民族动画的一大特色，但并不是一个凝固、静止的领域，应该吸收一些优秀的题材、形式和人文精神，结合水墨艺术的表现，创造更丰富、更具生命力的水墨动画片。在全球文化艺术大碰撞的当代，我们应该树立起博大的胸怀，广阔的视野，在坚持民族风格、特色独立性的同时，吸纳优秀的艺术元素，壮大民族水墨动画的表现语言。
我坚信在计算机数字技术的支撑下和新时代文化艺术发展的需要下，中国的水墨动画片将以全新的面貌展现在世界观众面前，它将继续承担起传承中国文艺精神的使命。
关键词：皮影；数字化；计算机动画
1皮影艺术概述
它是对皮影戏和皮影戏人物（包括场面道具、景物）制品的通用称谓。皮影戏艺术融中国传统剪纸、窗花、门画、工艺美术、雕刻等所有民间艺术制作之精美，和地方戏、相声、口技等传统表演艺术之精髓，是我国民间j工艺美术与戏曲巧妙结合而成的独特艺术品种，是中华民族艺术殿堂里的一朵奇葩。在历史的演变中，它主要体现受众广、题材广、种类广等三“广”特点。皮影艺术在传播的过程中，与不同地域区风土人情结合，形成不同的地域文化特征。
2传统皮影的传播方式的局限性
皮影传播方式主要靠实地演出。这主要受到演出场地。观众、天时、地理条件等影响使得皮影在演出和传播的过程中受到很大的限制，减缓了皮影文化的传播速度与影响，另一方面，皮影的传播需要技术精湛的皮影艺人来演的．如今皮影艺人的日益减少，加上惨淡经营的传播现状使得继承皮影这门古老的技艺的人也很难寻觅了，传统的皮影艺术受到现代娱乐的冲击，即使在皮影最早的根据地农村地区，热爱皮影的青年们越来越少，市场的萎缩同样也挤压了民间艺术的生存空间，皮影艺术在当代文化传播受到了生存的挑战。
3数字化是保护传统皮影的需要
皮影道具由于其采用的天然材质，使得其保存也同样也受到威胁，一方面，皮影用了牛皮和驴皮和羊皮的材料，在自然的保存中，容易风化。甚至发霉渐渐褪色。加上以前的皮影戏文字剧本、影卷，多数是手抄本的形式散落在民间，皮影戏的演出道具、伴奏乐器、民间舞台和历代皮影造型资料的消失使得皮影文化形势更加严峻。与皮质的皮影制品相比，纸质的皮影剧目和皮影人物画稿的保存更是难上加难。因此，皮影艺术的保存也是皮影艺术濒临消失所面临的重要问题。
4皮影艺术和计算机技术的结合研究
在科技日益强大的今天，将皮影戏用数字技术保存并发扬，并不是一个新鲜的事情了，但是至今将民艺文化遗产数字化研究与应用开发出一整套的应用，并以数字动画的形式保存，将传统艺术用现代科技结合并保护，是一个充满挑战性的课题。数字化的动画能真实地再现皮影戏的原理，同时随着软件的日趋多样化，皮影动画在制作相对容易了。并且还可以根据需要而进行随意地修改。传统已经不再是皮影戏作为艺术的沉重枷锁，在艺术的表达上可以根据需要加给它新的大量的现代流行元素。用电影拍摄中的长镜、短镜以及蒙太奇手法都可以在皮影戏数字动画制作过程借鉴。另外在制作完成后，传播时，可以通过现代的网络技术，让皮影戏流传于世界各地，让更多的人去接受并喜爱。例如，由环球数码深圳公司推出的一部独立短片《桃花源记》在国内和国际屡次获奖。虚拟现实是通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互，利用计算机模拟创造出虚拟的三度空间，并能产生视觉、听觉、触觉等感官的模拟，与之进行互动追求身临其境的感受，皮影戏的虚拟技术是通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果，首先对皮影进行建模和渲染，然后以皮影图形为基本元素建立皮影戏虚拟环境三维造型。并根据场景的需要或者创造者的想象建立相应的虚拟场景模型。而皮影的手工技术工艺局限主要是讲皮影道具的制作，一套完整的皮影道具需要经过选皮、制皮、画稿、过稿、镂刻、敷彩、发汗熨平、缀结合成等八道工序来完成，每一道工序之间相互关联，出了问题都会使整个皮影道具制作失败，另外制作的技术还需要专业化的训练，随着老艺人的去世，熟练掌握皮影雕刻和制作艺术各个环节要求的老艺人越来越少，精美的皮影道具制作面临失传。好在是动画技术实现皮影不需要制作者有多少的雕刻技巧、拿影、说唱的技艺，只需要有足够的熟悉电脑软件，有绘画功底。数字动画的表现手法能够赋予民间传统皮影戏新的生命及活力，这也正是要把皮影戏制作成数字动画的初衷。皮影的传播是“一口叙说千古事，双手对舞百万兵”是其文化的真实写照。皮影戏独特的道具造型，夸张，变化多端动作，乡土气息十足的背景音乐，喜闻乐见的念白唱词，瞬息变幻的光影，情节紧张的剧情不知不觉的引导着观众的感知、想象、情感。用“随风潜入夜，润物细无声”的方式影响着观众的审美、道德判断、这将会给我国动画提供坚实的支柱。皮影中对于传统文化的理解、对于艺术的表达有着深厚的积淀。从内涵来讲，它所包含的是历经千百年沉淀下来的民族文化精华；从表现形式来说，它是华夏民族共有的审美感受。这种历史的沉积是根植于每一位中国人心中的精神家园，皮影元素能让现代动画感受到传统文化的巨大力量，使我国现代动画成功地突破古今壁垒。如何将当下的皮影文化与现代技术相结合进行艺术重塑，进而达到新时代背景下的皮影文化创新。这也是皮影艺术传承的关键所在。另外，如何借助现代的传播媒介，扩大皮影艺术的影响，使其成为一种全球性的文化传播中找到自己的位置。
5小结
数字化浪潮对设计艺术最明显的影响是设计手段的虚拟化和数字化。数字技术的应用与推广，使得设计元素如形状、构图、色彩、线条和质地等，变成了虚拟的数码编号，电脑技术的运用使动画制作效率大大提高，各种效果得以轻松实现，从而人们对它越来越依赖。尤其是在网络遍布快速传播的“图像时代”动画艺术一方面满足了人们的对于新鲜视觉的需求，但是日趋快餐式的图像却也有了程式化、空洞化、低俗化的弊端。因此，将皮影戏的元素运用于动画，可以说是给当下动画加入人文，是向艺术的回归。这使动画从单纯的技术层面追求转向美学层面，加强艺术表现形式、提高它的人文内涵，为我国动画艺术在全国乃至世界的传播打下良好的基础。2007年《快乐驿站》推出了FLASH相声系列——《剪影中国》可以说它是对皮影与动画的一次完美结合，它将著名相声大师的作品用这种时尚活力的形式表现出来，使相声不再显得单调、皮影不再显得古老，而二维动画也不再单调、呆板，这种成功的结合，使栏目受到了众多观众的喜爱与好评。设计师通过计算机对数字信息在虚拟的环境下进行随意的处理和更改。节约了资源同时提高了工作效率。非物质设计的发也是科技与艺术完美结合的体现。满足了人们对于多元化生活方式的渴望。传统皮影面临时代的要求考验，必须寻找符合时代要求的传播方式。数字技术的应用于发展正好提供了的展示平台。二者结合在保留皮影原有艺术面貌的同时创作了具有时代气息的新艺术．符合了时代的要求。
参考文献：
［1］魏力群.中国皮影艺术史［M］.北京：文物出版社，2007.
［2］肖路.国产动画电影传统美学特征及其文化探源［M］.上海：世纪出版集团，2008.
［3］杨秀娟.浅析皮影艺术对现代动画的价值［J］.学术理论与探索，2011.
[关键词]电影；动画，作用
计算机动画的丰富的表现手法，如自由的灯光设置，任意的夸张变形，丰富的材质贴图以及特效的制作，增强了影视的艺术表现力，超越了一般影视艺术的表现局限，充分发挥设计者的想象力和创作思维的表现力，几乎不受外界的任何阻挠。动画形象的塑造和特技的运用，更赋予影视以独特的艺术魅力，形成了一种传统影视手法无法达到的、似与不似之间的距离审美的特征和超现实的独特个性。人们在实际生活中没有或无法看到的现象，都可以在动画中得到实现，极大地满足了观众的心理需求，使电影更具欣赏力与吸引力。
伴随着计算机多媒体技术的发展，动画在电影中的应用越来越广泛，动画设计者在创作意识中产生了一些误区：片面追求计算机动画、三维立体动画的逼真性，忽视了动画本身假定、夸张的艺术效果。有效利用新技术，求“真”与求“艺”兼顾，才能创作出影视动画精品。虽然动画的应用使电影的艺术想象力得到了极大的拓展，使其摆脱了技术条件的制约，为电影创作插上了一双有力的翅膀，对于增进电影的艺术感染力，产生了重要的影响。但是由于对技术的痴迷而过度炫耀本来为电影艺术创作服务的制作技术，便会成为数字技术应用的大忌。这种倾向在近年来的电影中有愈演俞烈之势。如何合理地利用动画，是电影制作人应该深思的问题，本文将通过动画在电影中应用的原则和作用分析，提供一定的参考。
一、动画在电影中应用的原则
对于动画在电影中应用存在的误区，首先应该了解一下动画在影视中应用所遵循的原则。
1 艺术真实
动画的宗旨是通过计算机虚拟成像过程呈现物质世界，创造用常规摄制手段所无法完成，其结果又要像实拍一样逼真的画面。动画的首要任务是真实反映客观现象，只有在逼真可信的基础上，剧情所需要的特殊效果才能成立，才能达到预期的效果。所以“真实性”可以说是数字化创作的最基本的原则。人们习惯用眼睛观察和了解周围的一切，久而久之也就逐渐形成了对物质世界“真实性”的视觉鉴别能力。人们就是利用这种鉴别能力去审视、辨认、感受和体验周围的一切，并利用这种鉴别能力去审视、感受影视画面。一旦他们觉察出画面中某些物质外部形态与他们早已熟悉的“认识”不相符时，他们就会感觉此画面不真实。不论是画面中的光、形、色彩或是运动，都逃脱不了人们这种敏感的审视，这就是视觉真实性规律，是人们鉴别物质外部形态的确切性的思维过程。在动画创作中依据视觉真实性的规律，创作者可以展开想象的翅膀，随意替换物质外部形态的构成因素，充分翱翔在自由的创作空间中，再按照真实性创作原则复原它们相互存在的整体关系，创造出各种让人叹为观止的特殊视觉效果画面。
2 服从主题需要
画面形象的设计要体现主题，渲染主题。不能为主题服务的画面即使再美，也是多余的。在画面设计中，通常使用夸张法、拟人法、比喻法、较物法、渲染法等各种创意技巧及其综合运用，从而突出反映作品的主题思想，增强作品的表现力和感染力。电视栏目的片头虽然只有短短的几秒或几十秒，但它是栏目方针与宗旨的具体体现，是栏目主题的凝练与概括。片头的整个艺术深度和艺术个性都是为主题而服务的。如何用这短小精悍的片头表现和阐明所需要表达的内容，就需要根据主题思想，运用各种先进的技术手段进行画面的构思和设计，在充分体现节目主题思想的基础上，尽量使画面生动活泼，构思言简意赅，让观众从画面中感受画面外的立意和匠心。
3 与画面协调统一
在后期创作过程中，一般要以常规影视画面为素材进行设计，或者需要把常规影视画面和动画组接在一起，从而形成完整的视觉效果。现在计算机生成图像技术正在两个方面取得引人注目的发展，一是衣服仿真与动画，二是基于照片的人脸仿真与动画。如：《泰坦尼克号》中大量的群众演员就是用这种技术产生的，他们与真实的演员一起表演，我们丝毫感觉不到他们的区别。在该片中，还有一个镜头是男主角的脸部特写慢慢拉远，然后变为由计算机模拟出的泰坦尼克号的遥拍全景。这种数字图像与现实场景的结合十分巧妙，毫无突兀之感。
4 适合大众的收视心理和审美趣味
每个民族在各个时期都有自己独特的接受心理和审美习惯，因此，动画形象创作只有适合大众的收视心理和审美趣味，才能赢得观众的喜爱。动画形象的设计应该充分考虑受众的需求及审美心理，’以大众的姿态、通俗的方式走近人们，多一点人文精神，少一些高深玄妙。
二、动画在电影中的作用分析
随着数字技术的发展，动画在影视作品中的运用越来越广泛，前所未有地拓展了影视作品的表现空间和表现能力。动画常用来表现虚构的环境或场景，以及难以重现、还原或实现的“真实”世界、实现某种特殊的艺术效果等。利用数字技术制作的动画在影视中的作用主要表现在以下几方面。
1 构建宏观、微观或危险性的场景
在现实世界和现实生活中，人和其他生物也存在着许多无法重复的行为动作，要拍摄这些动作，往往是没有办法进行实际拍摄的。而电脑数字技术有它独特的表现优势，这是毋庸置疑的。比如，要拍这样的镜头，一架飞机穿越险峻的大峡谷，途径狭窄区段时，飞机一侧的机翼与崖壁摩擦迸发出火花，情况万分紧急。这样的动作在现实生活中也可能存在，但却是无法重复的行为动作，或者即使重复也要以付出生命为代价。而这些又恰恰是某些影视作品中故事情节的之一。因此，如果使用传统的拍摄手段，是绝对拍不出如此的人物角色或者惊险的场面，但应用特技却可以做到。通常在遇到上述的情况时，都用计算机特技中的三维动画技术来解决这一类问题，如由尼古拉斯・凯奇主演的美国影片《关键下一秒》中的地震效果，飞石乱木从山上砸向人群，紧张害怕，这个效果和电影《金刚》里恐龙追踩人群，以及金刚大闹城市一样，都是用电脑数字技术制作的合成效果。演员不会被飞石砸死或被恐龙踩死，地震波也不会把人炸飞，这些效果，用以前的传统方法是达不到的。而对电脑来说，再现视觉真实的世界对它来说并非是很难的技术。而且，既不受时间的制约，又可以不断地反复修改，既方便艺术创作，又节约了制作成本，更回避了真实特技所要承受的风险。又如《泰坦尼克号》中的乘客，就采用了动作捕捉的真人动作，并利用捕捉到的动作与计算机建立的模型来制作虚拟乘客的一举一动。
2 实现超越现实的影视创意
由于计算机影视特技的运用，使影片故事具有的想象力得到了视觉的实现，无中生有地创造了虚拟人物的形象，为观众展示了一个又一个根本无法体验的情节。计算机影视特技在影视中大展身手，成功地创作出并不存在的人和动物，或者很难重现的人和事，并且所创作的角色是如此鲜活、栩栩如生，达到了与景物浑然一体的效果。
对有些很独特或是很另类的创意，电脑数字技术可以发挥它较以往传统特技更大的优势：经济、快捷、可行性强。例如美国影片《蜘蛛侠3》中的那个侮辱试验场的逃犯，变成一堆沙子，从人形变成沙风，变成巨沙人，又从沙子还原成人形，这样逼真的效果变化，是传统影视语言难以表现的。这就是电脑数字技术的人和物相互转化变化效果起的作用。
《骇客帝国》就用了大量的数字动画技术，一个人变成一百多个自己的打斗场面，简直让人想到孙悟空大变小悟空一样，电影用电脑数字动画技术再现真实的场面和超现实的世界会越来越多。电脑数字动画技术已经在现代电影摄制中广泛使用，被视为很多科幻、灾难、战争、童话等类题材影片的一种重要表现手段。电脑电影特技既可以
“制造”出家喻户晓的电影明星，还可以制造出让千百万儿童所喜爱的会说话的老鼠和小猪；既可以制造飓风海啸、地动山摇等特技效果，也可以让恐龙复活、外星人光顾地球等奇迹发生。这种能创造奇迹的技术，正改变着人们对视觉的重新审视和认识。电脑数字技术能拓宽电影艺术的表现空间，展现更加神奇的电影所创作的世界。
3 提高影片的艺术效果
通过计算机建立的三维虚拟形象解决了拍摄对象的问题，用数字合成技术将计算机制作的三维模型与实际拍摄的影片有机完整地结合在背景上。为了将电脑建立的素材与真实的素材天衣无缝地结合在一起，必须使用计算机数字影视特技的合成技术，分别拍摄背景，被数字化后送入视频工作站，与原本就在计算机中由计算机制作的虚拟场景和虚拟角色一起，进行画面的合成。如此合成的效果，可以达到使观众们真假难辨，又具有很强的视觉冲击感。
关键词：数字视频；视频编码；非话业务
中图分类号：TN941.1 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.04.020
0.引言
目前，计算机的应用逐渐进入多媒体时代，信息载体扩展到文、图、声等多种类型，数字视频技术得到了发展。在数字视频技术的发展初期，数字视频的数据量非常大，存储、传输和处理都有很大的困难。这使得视频数据压缩的研究成为必要。近年来，一些国际组织相继制定了关于视频图像的编码标准，压缩编码技术日臻成熟。其次，计算机处理速度和存储容量针对视频数据而言还远远不能满足要求，因此视频数据的处理成了多媒体技术中的关键性技术，众多视频存储格式应运而生。另外，计算机动画的发展也将数字视频技术引入了新的发展阶段。
本文将对以上所述的视频技术的发展与应用进行介绍和分析。
1.视频的压缩编码
视频信号信息量非常大，传输网路带宽要求高，在这种情况下对存储、传输和处理都有很大困难。所以需要将视频信号在传送前先进行压缩编码，以便节省传送带宽和存储空间。视频信号压缩编码有两个基本的要求：（1）必须压缩在一定的带宽内，即，具有足够的压缩比；（2）视频信号在压缩之后，经解压重建应保持一定的视频质量。此外，视频编码器的设计应力求简单、易实现、成本低、可靠性高。
1.1视频数据压缩的技术可能性
一幅图像是由许多像素点构成的。大量的统计表明，同一幅图像的像素之间具有较强的相关性，两个像素之间的距离越短，其相关性越强，通俗地讲，两个像素的值越接近。换言之，两个相邻像素的值发生突变的概率极小，相等、相似或缓变的概率极大，这使得视频信息的每个画面内部有许多信息冗余。并且，我们还可以利用帧间相关性进行压缩编码，由于邻近帧之间的相关性一般比帧内像素间的相关性更强，可以得到更大的压缩比。人眼的视觉灵敏度有限，可以允许画面有一定失真，一些冗余信息的失去对观看视频没有太大影响。
1.2压缩编码
1.1.1有损与无损
无损压缩是指压缩前和解压缩后的数据完全一致。多数的无损压缩都采用RLE行程编码算法。
有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致。在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息，而且丢失的信息不可恢复。几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩，这样才能达到低数据率的目标。丢失的数据率与压缩比有关，压缩比越小，丢失的数据越多，解压缩后的效果一般越差。此外，有些有损压缩算法采用多次重复压缩的方式，这样还会引起额外的数据丢失。
1.2.2帧内与帧间
帧内压缩也称为空间压缩。当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息。帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。
帧间压缩是基于连续前后两帧具有很大的相关性，或者说前后两帧信息变化很小的特点。也即，连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息，根据这一特性，压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩，它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的。帧差值算法就是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。
1.2.3对称性
对称性是压缩编码的一个关键特征。对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，对称算法适合于实时压缩和传送视频，比如视频会议应用就适合采用对称的压缩编码算法。
在电子出版和其它多媒体应用中，一般是把视频预先压缩处理好，再播放，因此可以采用不对称编码。不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解压缩时则能较好地实时回放，也即以不同的速度进行压缩和解压缩。一般地说，压缩一段视频的时间比回放（解压缩）该视频的时间要多得多。例如，压缩一段三分钟的视频片断可能需要10多分钟的时间，而该片断实时回放时间只有三分钟。
1.3国际数字视频标准分析
近年来，视频图像编码技术得到了迅速发展和广泛利用，日臻成熟。一些国际组织也相继制定了关于视频图像的编码标准。例如ITU-T制定的H.26X系列标准、ISO/IEC制定的关于静态图像的编码标准JPEG和JPEG2000以及活动图像的编码标准MPEG系列等。这些标准图像的编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法，代表了目前图像编码的发展水平。如表1所示，H.261、MPEG-1、和MPEG-2采用了第一代压缩编码方法，如：预测编码、变换编码、熵编码以及运动补偿。从MPEG-4标准以后，采用的是第二代视频编码方法，如分段编码、基于模型的编码和基于对象的编码等。
其中，随着多媒体应用领域的不断扩展，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对多媒体影像资料的要求。JPEG中采用的算法靠丢弃频率信息实现压缩，因而图像压缩率越高，频率信息丢弃的越多。在极端情况下，JPEG图像只保留了反映图像的基本信息，精细的图像细节都损失了。为此，JPEG制定了新一代静止图像压缩标准JPEG2000。JPEG2000放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换（DCT）为主的区块编码方式，而采用以小波变换为主的多解析编码方式，很好地保存了图像信息中的相关性，达到了更好的压缩编码效果。JPEG具有高压缩率且提供无损和有损两种压缩方式的特点，但应用并不广泛，在图像品质要求比较高的医学图像的分析和处理中已经有了一定程度的应用。
H.26X是ITU-T及其前身CCITT研究和制定的一系列视频编码的国际标准。其中，应用最广泛的是H.261、H.263、H.264。H.261是世界上第一个得到广泛承认、针对动态图像的视频压缩标准，而且其后出现的MPEG系列、H.263等视频压缩标准都是以H.261为核心。H.263在H.261基础上增加了一些功能，从而进一步改善了图像质量，提高了压缩比。后来出现的H.26L的编码效率比已有的其他视频编码标准有很大的提高。在相同PSNR下与H.263和MPEG4相比，H.263在低码率时的输出码率平均节省分别约为40%和36%，在高码率时的输出码率平均节省分别约为55%和45%，具有较高压缩比，尤其适用于公众交换电话网及无线/Internet网络环境下的视频传输。H.264是比MPEG和H.263性能更好的视频压缩编码标准，不仅具有高压缩比，而且在恶劣的网络传输条件下，具有较高的抗误码性能，但是性能提高的同时，也增加了计算的复杂度。
MPEG-X是一组由IEC和ISO制定的视频、音频、数据的压缩标准，已成为国际上影响最大的多媒体技术标准。MPEG-1最初用于数字信息存储体上活动图像及其伴音的编码，其速率为15Mb/s。MPEG-X是一组由IEC和ISO制定的视频、音频、数据的压缩标准，已成为国际上影响最大的多媒体技术标准。MPEG-1最初用于数字信息存储体上活动图像及其伴音的编码，其速率为15Mb/s。MPEG-2是一个通用多媒体编码标准，具有更广阔应用范围和更高的编码质量。由于性能出色，已能适应HDTV，使得MPEG-3被抛弃。它的另一特点是可提供一个范围较广的可变压缩比，能够适应不同的画面质量、存储容量以及带宽的要求。MPEG-4持多种多媒体应用，特别是多媒体信息基于内容的检索和访问，可根据应用的不同要求现场配置解码器。编码系统也是开放的，可以随时加入新的有效的算法模块：它可以将各种多媒体技术充分利用进来，包括压缩本身的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。MPEG-4标准既可用于的高码率的视频压缩编码，又可用于低码率的视频压缩编码；既可用于传统的矩形帧图像，又可用于任意形状的视频对象压缩编码。
此外，近年来，本领域另一个研究热点是声像数据的基于内容的检索。实现这种基于内容检索的一个关键步骤是要定义一种描述声像信息内容的格式，而这与声像信息的编码又是密切相关的，MPFG-7就是这种压缩编码的代表性技术，其名称叫做“多媒体内容描述接口”，它为各种类型的多媒体信息规定一种标准化的描述，这种描述与多媒体信息的内容本身一起，支持用户对其感兴趣的各种“资料”进行快速、有效地检索。
尽管MPEG取得了种种成功，但在人们的信息交流中尚存有众多的不便之处，如不同网络之间的障碍、知识产权得不到有效保护等；不同的多媒体信息、网络、设备、协议和标准、分布在不同的地点等都给用户造成不能以统一的方式进行多媒体信息交互。如何通过一个综合标准来对上述不便之处加以协调，使多媒体业务畅通无阻，这就是MPEG墨尔本会议提出的多媒体框架的概念，此即MPEG-21。MPEG-21标准的正式名称为“多媒体框架”或者“数字视听框架”，它致力于为多媒体传输和使用定义一个标准化的、可互操作的和高度自动化的开放框架，这个框架考虑到了DRM（Digital Rights Management，数字版权管理）的要求、对象化的多媒体接入以及使用不同的网络和终端进行传输等问题，这种框架会在一种互操作的模式下为用户提供更丰富的信息。MPEG-21的最终目标是要为多媒体信息的用户提供透明而有效的电子交易和使用环境。任何与MPEG-21多媒体框架标准环境交互或使用MPEG-21数字项实体的个人或团体都可以被视为用户。从纯技术角度来看，MPEG-21对于“内容供应商”和“消费者”没有任何区别。
MPEG-21标准是新一代多媒体内容描述标准，它吸收新技术，同时消除多媒体系统框架中的缺陷，使得由于不同的设备、体系结构和标准造成隔阂被逐步消除。对于用户而言，新的多媒体系统是一个与设备无关的、互动性强大的、高度智能化的、符合用户各种不同需要的体系。
1.4我国视频压缩编码的发展现状
AVS标准是具有我国自主知识产权的编码标准，是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系。其编码效率比MPEG-2高2～3倍，与H，264相当，但其算法复杂度比H.264低30%，达到了新一代编码标准的最高水平，主要面向高清晰度电视广播和数字存储媒体。
2013年6月，AVS视频编码标准已经成为了IEEE标准，标准号为IEEE 1857。AVS标准的逐步完善与发展应用，成为了标志着我国在视频压缩编码领域从跟踪国际到自主创新再到国际推广的里程碑。
1.5未来发展趋势
目前，在视频行业广泛采用的压缩和传输标准是2003年推出的H.264，在视频编码标准朝着高清晰度、低码率的方向发展进程中，H.264占据着统帅的地位，但是，在未来的五到十年内，H.265将会掀起引领超高清时代的潮流。H.265于2013年1月25日获得了国际电联的批准，H.265不仅在码流、算法、编码质量上进行了改善及优化，而且同时支持4K（4096×2160）和8K（8192×4320）超高清视频。H265标准下的画面效果更流畅、更高清，势必会对整个视频行业在互联网应用中以及视频压缩编码技术上引起一场巨大的变革。
2.视频文件格式
2.1多媒体视频文件格式
目前视频的数据在计算机内部的存储格式众多，其压缩比、质量和适用领域等各不相同，下面就此对其常用格式及发展进行介绍和分析。
2.1.1QuickTime（MOV）格式
MOV格式的英文全称是Movie Digital Video Technology。MOV格式能够跨平台、存储空间要求小，得到了业界的广泛认可。QuickTime文件格式支持25位彩色，支持领先的集成压缩技术，提供150多种视频效果，并提供200多种MIDI兼容音响和设备的声音装置。该格式具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度，最大的特点是跨平台性，目前已成为数字媒体软件技术领域的事实上的工业标准。
2.1.2AVI格式
AVI的英文全称是Audio Video Interleaved，叫做音频视频交错，是由微软公司开发的一种数字视频文件格式。AVI是Windows操作系统上最基本的、最常用的一种媒体文件格式，支持256色和RLE压缩，但压缩标准不统一，不具有兼容性，体积庞大，用不同压缩算法生成的AVI文件，必须使用相对应的解压缩算法才能播放。它最大的优点是调用方便、图像质量好；还可以根据不同的应用要求，随意调整AVI的分辨率，而且对计算机的配置要求不高，可以先做成AVI格式的视频，在转换为其他格式。
2.1.3MPEG-2（DVD）
PAL制式的标准MPEG-2分辨率高达720X576。MPEG-2在编码时使用了帧间压缩和帧内压缩两种方式，并且通过运动补偿等技术来改善画质。从清晰度来看，MPEG-2几乎是无可挑剔的，但是MPEG-2也并非十全十美。由于MPEG-2没能在压缩技术上有所突破，因此其数据量比MPEG-1大。此外，MPEG-2的压缩数据的码流比较特殊，各种编辑软件无法随机访问，因此在进行非线性编辑时会导致素材搜索很迟缓。更为重要的是，MPEG-2过大的编解码必须依赖强大的处理芯片。
2.1.4DivX和XviD格式
MPEG在开始的时候建立了4个版本：MPEG-1-MPEG-4，分别适应于不同的带宽和数字影像质量的要求。DivX和XviD就是一种MPEG-4编码格式，只不过旧版的MPEG-4编码不允许在AVI文件格式上使用，才会有DivX和XviD编码格式的出现。不过现在国内外称呼的DivX和XviD是MPEG/MP3影片，即影像部分以MPEG-4格式压缩，Audio部分以MP3格式压缩组合而成的AVI影片。它的好处是生成的文件体积小，约为同样播放时间的DVD的1/5到1/10，但是声音及影像的品质都相当不错，当然比DVD还是差一点，但比起VCD要好很多，也就是说，DivX和XviD只要一张光盘就可以放下一个90分钟的电影，而且清晰度要比两张光盘的VCD好许多。在视频采集时，DivX和XviD编码对于系统性能的要求并不高，数据量的降低可以明显减轻CPU与磁盘系统的负担。
2.1.5 RM（Real Media）格式
Real Media是Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范，包含RealAudio（.ra，声音文件）、RealVideo（.rm，视频文件）和Real Flash（.ram，矢量动画）三类文件。Real Media可以根据网络数据传输速率的不同制定不同的压缩比，实现在低速率的广域网上进行彩像数据的实时传送和实时播放。
2.1.6FLV格式
FLV全称为Flash video，是在Sorenson公司的压缩算法的基础上开发出来的。FLV格式不仅可以轻松地导入Flash中，速度极快，并且能起到保护版权的作用。由于它形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频文件成为可能，它的出现有效地解决了视频文件导入flash后，使导出的SWF文件体积庞大，不能在网络上很好地使用等缺点，是目前增长最快、最为广泛的视频传播格式。目前各在线视频网站均采用此视频格式。
2.2媒体格式的发展分析
影响多媒体文件格式发展的因素有很多，归纳起来主要有应用和技术两个方面。总的来讲，一种格式有存在的必要，必须有一定的应用范围，而压缩、解压缩等技术的发展必将促使新格式的产生。
影像视频的发展必将淘汰传统的影响视频格式。随着视频压缩技术和视频编辑处理技术的不断创新和改进，传统的影像视频（如AVI和MPEG-1格式等）一般体积较大且清晰度较差，因此这些格式必将被体积小数倍，而且具有超高清晰度的新视频格式所代替。另外，随着移动通信的不断发展，市场需求和技术进步共同推动移动视频业务发展的同时，必将极大地推动视频技术的发展，对于视频文件格式的发展产生巨大影响。
随着多媒体技术的迅速发展、各种压缩算法在该领域的应用，对目前存在的各种文件格式很难准确评价孰优孰劣，从压缩率、质量而言，每一种格式都有其优缺点，而且都被大批软件所支持，占有一定的应用领域。因此，在一定时期内，多种文件格式共存的局面不会改变，但随着时间的推移，应用的发展和技术的革新，将不断涌现新的、先进的格式，淘汰落后的格式。
3.计算机动画
3.1计算机动画的原理与分类
计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果，利用计算机生成一系列可供实时演播的画面的技术。它可辅助传统卡通动画片的制作，也可通过对三维空间中虚拟摄象机、光源及物体运动和变化（形状、色彩等）的描述，逼真地模拟客观世界中真实的或虚构的三维场景随时间而演变的过程。所生成的一系列画面可在显示屏上动态演示，也可将它们记录在电影胶片上或转换成视频信息输出到录像带上。计算机动画由于采用数字处理方式，动画的运动效果、
画面色调、纹理、光影效果等可以不断改变，输出方式也多种多样。计算机动画分为四类。
实时动画：采用各种算法来实现运动物体的运动控制或指可直接在显示屏幕上实时显示动画图像。
逐帧动画：记录下每一帧画面，然后按显示动画的图象序列一帧一帧播放而实现运动的效果。
三维动画：画中的景物有正面、侧面和反面，调整三维空间的视点，能够看到不同的内容。
二维动画：平面上的画面，由纸张、照片或计算机屏幕显示。
在屏幕上实现动画有三种方式：（1）位置不动形态变化。（2）形态不变位置变化。（3）位置和形态均变化。
计算机动画的主要研究内容包括：①动画形体造型技术；②动画运动控制和描述；③动画图象绘制技术和算法；④动态模拟、动画系统的集成环境；⑤关节体、人体动画；⑥动画语言与系统；⑦用于动画运动控制和生成的专门硬件设备及接口；⑧特殊视觉效果生成技术。
3.2计算机动画技术
计算机动画的研究始于20世纪60年代初。1963年美国AT&TBell实验室制作了第一部计算机动画片。在80年代之前，计算机动画主要集中于二维动画系统的研制，应用于教学演示和辅助传统的动画片制作。
三维动画的研究始于70年代初，当时开发了一些三维计算机动画系统。直至80年代中后期，由于具有实时处理能力的超级图形工作站的出现，三维几何造型技术和真实感图形生成技术取得很大进展，促进了具有高度逼真效果的三维计算机动画技术迅速发展，并达到实用商品化地步。到90年代初，计算机动画技术应用于电影特技取得了显著成就。
与此同时，为适应科学研究与复杂系统中的动态模拟、视觉模拟、机器人学和生物力学等领域的需求，基于物理的造型和动画的研究的开展，已成为计算机动画研究中的一个重要课题。
人体动画是近年来发展起来的计算机动画新课题。它是研究开发基于人造角色的集成动画系统，该系统产生涉及人造角色在三维场景中具有人的自觉意识的行为动画，这样的系统是以多种学科的知识、技术和方法为基础的，如动画、力学、机器人学、生物学、心理学和人工智能等。现在的Poser就是著名的MetaCreations公司生产的具有特色的人体建模三维动画制作软件。
目前，主流的计算机动画技术包括：
（1）参数关键帧技术：关键帧技术最初仅仅用来插值帧与帧之间卡通画的形状，后来该技术马上发展成为可以用来插值影响运动的任何参数（例如，一个物体的平移、比例变换、旋转、材料、纹理、形状、可见性参数等都可作为关键帧参数，另外，摄象机和灯光的大部分参数也可作为关键帧参数）。
（2）轨迹驱动技术：指先设计好物体的运动轨迹，然后指定物体沿该轨迹运动。通常，物体的运动轨迹为三次样条曲线（也称为样条驱动），并且由用户交互给出。
（3）变形动画技术：为了制作一种形态变形的动画，即将物体外观上发生变化的过程记录下来，生成一个形态连续变化的动画序列。
（4）关节动画技术：它的主要目的是模拟骨架动物（尤其是人体）的运动。
（5）过程动画技术：指物体的运动或变形可由一个过程来描述。最简单的过程动画是用一个数学模型去控制物体的几何形状和运动，较复杂的过程动画则是包括物体的变形、弹性理论、动力学、碰撞检测在内的物体的复杂运动。
（6）基于物理的动画技术：一种具有潜在优势的三维造型和运动模拟技术。尽管该技术比传统动画技术的计算复杂度要高得多，但它能逼真地模拟各种自然物理现象，这是基于几何的传统动画生成技术所无法比拟的。
3.3计算机动画的未来发展趋势
从国际上看，计算机动画技术的发展正在趋向于规模化、标准化、网络化。
从技术的发展方向看，体视动画会是未来的热点。目前人们正在研究降低立体眼镜的成本、提高图像质量的方法和有关的替代技术，未来我们很可能不用立体眼镜的帮助也能欣赏逼真的立体效果。另一个热点会是虚拟现实（vR）技术，与一般的动画相比，VR的特点在于实时、交互。VR中的场景会随参观者的位置、视点变化而实时动态生成，并具有人机交互的能力，这种技术在未来将大有可为。
今后的几年，还可以继续从以下几个方面研究和发展：
1、新造型技术的设计。尽管造型技术在CAD和CAGD中得到了广泛的研究，但计算机动画对传统的实体、曲面造型提出了一些新的要求。这导致许多针对动画应用而设计的造型技术。
1）Catmull-Clark细分曲面的造型和动画研究。由Catmull和Clark提出的根据任意拓扑控制网格生成B样条曲面的细分曲面方法近几年来在计算机动画中越来越受到人们的重视。在AliasIWavefront公司的动画软件Maya中，基于Catmull-Clark细分曲面的造型和动画已经成为其重要手段。
2）隐式曲面的造型和动画研究。隐式曲面是圆球的更一般形式，它在表现人体的肌肉、水滴、云、树等物体的造型和动画方面有很大的优势。该研究方向近年来逐渐为人们研究的热点，欧洲图形学学会专门设立了相应的Implicit Surface学术会议。
2、运动捕获动画数据的处理。运动捕获技术在电影《泰坦尼克》中取得了非常大的成功，该片中乘客从船上落入水中的许多惊险镜头都是由动画特技来完成的。实际上，运动捕获已成为现代高科技电影不可缺少的工具。怎样把运动捕获动画数据重用和重置目标值得进一步的研究。
3、三维Morphing和变形研究。二维图象的Morphing虽然已经比较成熟，但三维Morphing方法尚存在各种各样的缺陷，具有任意拓扑的两三维物体之间的Morphing技术还有待于进一步的发展。基于约束的变形也是值得研究的方向。
4.数字视频的其他技术
4.1数字电视技术
数字电视是数字技术的产物，它将电视信号进行数字化，然后以数字形式进行编辑、制作、传输、接收和播放。
数字电视除了具有频道利用率高、图像清晰度好等特点之外，它还可以开展交互式数据业务，包括电视购物、电视银行、电视商务、电视通信、电视游戏、实时点播电视、电视网上游览、观众参与的电视竞赛等。
目前，数字电视已成功地应用于卫星直播，有线电视也在向数字方式过渡。整个电视传播业已进人了从模拟式向数字式过渡的时代。整个数字电视系统由信源编码、业务复用和信道传输与发送三个部分构成。美国的DTV、欧洲的DVB和日本的ISDB这几种标准，信源编码中视频都采用MPEG-2标准，音频采用MPEG-2或Dolby AC-3；业务复用采用的都是MPEG-2系统层规范或其扩展形式，它们的主要差别在于信道及发送部分。
数字电视的传输途径是多种多样的，因特网性能的不断提高也将使其成为数字电视传播的一种新媒介。图1是数字电视传播系统的示意图。数字电视接收机（简称DTV接收机）大体有三种形式：一种是传统模拟电视接收机的换代产品――数字电视接收机，另一种是传统模拟电视机外加一个数字机顶盒，第三种是可以接收数字电视的PC机。
4.2点播电视（VOD）技术
VOD（Video On Demand）是视频点播（也称为点播电视）技术的简称，意即用户可以根据自己的需要收看电视节目。VOD技术从根本上改变了用户过去被动收看电视的不足。
视频点播系统可分为TVOD（True VOD）和NVOD（Near VOD）两种。在TVOD（真视频点播）环境下，用户提出要求后即可及时从VOD系统得到服务，这种系统为每一个用户提供一个单独的连接，每个连接需要占用一定的网络带宽；NVOD（准视频点播）是视频点播的另一种实现方案。采用这种方案，系统可每隔一段时间（例如10分钟）在不同的频道上开始播放同一个节目，用户可以选择收看。如果用户需要“倒退”功能，可以切换到比他当前频道晚10分钟播放的频道，需要“快进”功能，可切换到比当前频道早10分钟的频道。显然，这种方式不能为用户及时提供点播服务功能，但减少了用户连接数目，节省了网络带宽与费用，服务器的性能要求也可适当降低。
视频点播是基于数字网络的一种数字视频服务。网络中的音频视频数据必须以实时数据流的形式进行传输，传输一旦开始，就必须以稳定的速率进行，以保证节目平滑地播放。任何由于网络拥塞，CPU争用或磁盘的I/O瓶颈产生的系统或网络的停滞，都可能导致视频传送的延迟，影响用户的收看。因此，大型视频点播系统在技术上是有相当难度的。
视频点播系统的工作过程如下：用户在客户端启动播放请求，通过网络传送给分配服务器，经验证后，系统把视频服务器中可访问的节目单发送给用户浏览，用户选择节目后，视频服务器读出节目的内容，并传送到客户端进行播放。
4.3可视电话与视频会议技术
可视电话：通话双方能互相看见的一种电话系统，电话机具有摄像、显示、声音等功能，内置高质量CCD镜头及MODEM。其应用之一就是视频会议，
视频会议：多人同时参与的一种音/视频通信系统类似于可视电话，但多人参加通话，提供的功能也更加丰富。
两种实施方式：（1）在电信局的数字通信网上进行；（2）在互联网上进行，例如使用下列即时通信软件：微软的MSN Messenger，腾迅的QQ，网易的POPO，新浪的UC等。
关键词：画种界定后现代性技术 数码画技术
就本体而言，任何一个画种都包括技术和艺术两个方面，所谓数码画艺术就是一门借助于数码技术手段进行绘画创作的艺术。然而与数码画相关的技术到底有哪些，传统绘画的技术、机械复制的动画技术与数码画的技术关系如何?目前理论界尚没有做出明确和系统的回答，对于这一问题的回答直接关系到什么是数码画以及数码画所涵盖的艺术类型究竟有哪些。本文重点从后现代性技术视野下对数码画的技术展开阐述。
一、后现代性技术与数码画的技术限定
界定数码画首先要对数码画艺术中的技术因素进行界定，这一技术有别于传统绘画的前现代技术，机械复制的现代技术，我们把它定位在后现代性技术。在西方的艺术史长河中，技术因素是直到现代社会才充分重视起来的。
在现代之前，由于生产力落后，和艺术相关的技术发展水平也一直比较低，所以在思想家的眼中艺术的本质更多地是和历史、理念、精神、信仰等因素结合在一起。而人类进人现代社会以后，飞速发展的科学技术对艺术产生了重大影响，艺术品从制作、传播到接受都发生了本质变化。
技术，尤其是现代科学技术能从形式和内容两个方面对艺术产生巨大影响，关于此，德国思想家瓦尔特.本雅明的理论尤其值得重视，哈佛大学的学者林赛·沃特斯这样概括本雅明的理论:“艺术作品中没有一个突然出现并能够解决一切难题的艺术创造者;相反，那儿却有一个机器，它与人一起创造了如电影和摇滚乐等一些思想高超的人宁愿其流产的艺术形式。这其中，隐含的话语是有一种技术(那是代表机器的技术)参与了艺术品的创作，由此可以看出，艺术中的技术自此分为两个层次，一是以人的“肉体”为基础的“技艺”，即艺术家制作艺术品的技能二是以机器为基础的“技术系统”，前者是主体所具备的技能技巧，后者是指人类社会发明的机器所构成的系统，这个系统可以帮助人们扩张自己的技能技巧，它是独立于艺术品和艺术家的技术体系。后者是在前者的基础上被发展起来的(其发展的动力就是科技进步)。或者说被“科学化”的技艺构成了数码画的技术系统。应该说，数码画技术的这两种含义是统一的，因为技术系统的功能应该是人类自身技艺的延续和拓展，就像麦克卢汉所说的，技术是人的延伸，人是技术的主人。因此在技术现代性的背景下，数码画的技术已非传统绘画的“肉体技艺”，而是包含了“机器的技术系统”。该系统包含了现代的机械复制技术系统以及后现代的数字仿真技术系统，本文论述的重点不是前现代的“肉体技艺”，也不是现代的机械复制技术而是与数码画相关后现代的计算机的技术，它涉及到数码画的创作、传播与接受环节。这些技术主要分为三大类，一是数码画的制作(生产)技术，包括类传统绘画技术(非真实渲染静态作品的技术)、三维技术、动画技术等二是数码画的传播技术(网络等技术);三是数码画的接受技术(多媒体互动技术等)。
生产数码画的技术，数码画技术的核心是其创作(制作、生产)技术，即数码画的创作者在创作数码画时使用的技术，它能够直接造成数码画的独特艺术形式及类型。它实际上包含了接受环节与大众互动的技术以及在创作环节与其他画家或大众互动的技术，在创作数码画的时候同样也要考虑到数码画的传播环节与接受环节对数码画创作技术上的限制。
1.非真实渲染静态作品的技术
计算机科学的迅速发展对人类的艺术活动产生了广泛而深刻的影响，提出了许多新的命题和挑战。在视觉艺术领域数字艺术迅速成长和壮大，渐渐成为主流的艺术形态。数字艺术以崭新的理念和多样的形式向我们展示了它的迷人魅力，但是我们也惊奇地发现，在数字图形图像的研究和表现领域还存在着一种以模拟传统绘画风格为目标的技术和艺术，它在满足艺术应用领域需要的同时，也体现了人们对传统艺术的留恋之情。对传统绘画的数字仿真，专业名称叫“非真实渲染”，又叫“非照片真实感绘制”，顾名思义，是“指利用计算机生成不具有照片般真实感，而具有传统手绘风格的图形的技术。非真实渲染以模拟传统绘画效果作为自己的目标，很自然的我们就会想将它与传统艺术进行比较，非真实渲染和传统手绘都是在二维平面上以点、线、面等造型元素构成的一种艺术形式，因而所呈现出来的视觉特征总体来说是一致的，而且，非真实渲染就是把模拟传统手绘的效果作为自己的根本任务，传统绘画的艺术效果正是非真实渲染技术所孜孜以求的。
2.基于三维建模的模拟绘画技术
传统绘画中由于透视规律的发现大师们创作出了在二维平面中描绘深度空间的杰出作品，数码画中的三维技术则虚拟性的统摄下创造了类似雕塑圆雕的全方位的空间效果，就是说我们可以从任何一个角度欣赏数码画，这进一步拓展了绘画表现的空间，三维技术是数码画的一项主要专业技术，应用三维软件建模后再导入绘画软件，可以在三维的空间中实现模拟绘画的效果，或者在三维软件建模后直接渲染出绘画效果，目前在创建的三维模型上可以渲染出国画等画种的效果，至于渲染的其他更多更好的绘画效果有待于软件师和画家们的共同努力。
3.计算机动画技术
计算机动画技术是指使画面由单纯的静止状态流动起来的的技术，包括二维、三维技术，一般来说，按电脑软件在动画制作中的分类，电脑动画有电脑辅助动画和造型动画两种。电脑辅助动画属于二维动画，造型动画属于三维动画。电脑动画的产生大致有这样几个程序:(1)关键帧(原画)的产生;(2)中间画的生成;(3)分层制作合成;(4)着色;(5)预演。传统的数字动画就是静图的连续播放，而新的动画技术允许通过各种特殊的插值技术产生动画系列，Flash动画甚至允许用户互动，动画给数码画带来了新的有别于传统绘画的面貌，数码画不仅需要动，而且动的技术是数码画的核心技术之一。
关键词：三维技术；动画电影；三维动画
三维技术是计算机软硬件而催生出来的产物。与传统的二维动画不同，三维技术使动画电影在视觉效果上更加立体、生动。三维技术的出现并应用到动画制作中像是一场动画领域的革命，是动画电影一次里程碑式的跨越。三维技术的出现打破了人们对动画的传统认识，取代了之前的二维动画，使三维动画成为动画领域的代表。
1三维动画的产生和发展
三维动画又称3D动画，是通过三维动画软件在计算机中虚拟建立以立体长、宽、高的空间来展示动画的。三维动画在制作的过程中其制作流程与传统动画基本如出一辙，只是在其中加入了三维动画效果的制作，把传统动画中需要手绘的角色形象与场景，通过三维动画软件制作成立体效果，模拟出需要的角色形象与场景。并在三维动画软件中赋予其动作、灯光、材质、渲染等参数设置，最后生成精美的动画画面。20世纪80年代，美国开始探索运用计算机制作动画。此时，三维动画技术还处于探索阶段，三维动画影片也不是特别多，最初的三维动画技术大多应用在影视电影中，电影《侏罗纪公园》通过计算机编码对画面进行处理，从实境中插入三维动画恐龙造型，在银幕上逼真地表现古代生物在地球上活动的情景。庞大的恐龙吼叫着穿过大地，鲸鱼训练幼子……这些充分证明三维动画技术在电影创作中的重要作用。计算机动画技术的突飞猛进，使得制作大型逼真的场景成为可能，随着三维动画技术的日臻成熟，1995年由迪斯尼公司推出了世界电影史上第一部由计算机制作的三维动画电影《玩具总动员》。这部立体的动画片，是推动动画向三维领域发展的里程碑。2011年梦工厂推出《怪物史莱克》，这部影片获得了巨大的成功，把美国动画电影推向了新的高峰，同时标志着三维动画进入迅猛发展时期。2004年，《怪物史莱克2》在世界各地势头未尽，《鲨鱼黑帮》《超人特攻队》《极地快车》等三维动画大片又接踵而至，三维动画大有百家争鸣，百花齐放的情景，三维动画影片进入全盛时期。三维动画作品的问世给观众带来了全新的视觉冲击，给人以耳目一新的感觉。
2三维动画的特点和作用
三维动画与传统的二维动画相比，在角色的表情丰富度和真实度上优于传统手绘动画；在视觉效果上更加立体、生动，在动画制作上向着低成本、高效率的方向前进。其制作过程中可以完成不可能完成的镜头，可以创建出不存在的角色形象，它将虚拟的东西真实化，给观众视觉上无限的冲击。
2.1突出的模型建设能力
三维动画在角色模型上不受客观条件的限制，动画设计者可以随心所欲的制造出现实存在的真实物体或景观，也可以将现实中没有的，超乎于现实的物体和景观制造出来。例如，电影《阿凡达》中潘多拉星球中的参天巨树、星罗棋布飘浮在空中的群山、色彩斑斓充满奇特植物的茂密雨林，夜晚如同梦中奇幻花园会发光的各种动植物等等这些都是通过三维技术实现的。
2.2空间与角色运动实现的无约束性
在传统的二维动画制作过程中，由于受到手绘动画的限制，一些高难度的动作难以完成。三维技术的出现改变了这一现象。例如，在动画影片《美女与野兽》中，影片最后的场景，美女与野兽共舞，实际上就是应用三维动画软件制作成二维动画效果完成的，人物与环境都呈现在360度的旋转之中。这种动作用传统的动画技术无法实现，也不可能现的。由于三维技术的出现，从而创造了精彩的画面，达到了意想不到的效果，同时在形式上达到完美的统一。
2.3光影表现力的多样性
相对于传统动画来说，三维动画可以任意发挥制作者的想象力，做出更接近理想化的效果。三维动画中灯光的应用遵循超写实的仿照自然原则，同时结合电影艺术和艺术大师的画面感进行制作，使画面既真实又充满艺术感。灯光效果在服从于剧情的同时，还要创造场景氛围，如欢乐、悲伤、欣喜、邪恶等情绪。
2.4质感表现力的丰富性
三维动画中的质感主要指动画画面整体所表现的精细感与真实感程度。2009年推出的《飞屋环游记》中视觉表现无与伦比，既有绚丽的自然风光，也有精致的皮肤质感塑造和毛发表现。将真实的自然景观艺术化地展现在观众的眼前。
2.5制作过程的简单化
三维动画技术相对与传统动画而言，节省了很多的绘制工作，在三维动画的制作过程中将模型创建好，给予好材质、灯光、骨骼、摄影机等。就可以在软件中进行动作的编辑了，通过后面对机位的选择，渲染出需要的镜头。从而节省了传统动画中绘制原画和中间画的过程，三维动画的制作过程更加简便与高效。
3三维动画的发展潜力
在动画发展的百年历史中，三维动画还是一个新兴的动画类型，但纵观三维动画的发展历程，随着计算机技术的不断发展，三维动画技术的灵活性将逐渐融入影视领域中，解决其拍摄过程中的局限性问题，弥补其拍摄角度的不足。近年来，我国三维动画片《抢狮头》《桃花源记》《大圣归来》《小门神》等等，都标志着我国三维动画技术在飞速发展。我们在技术上除了要不断学习外，在三维动画的表现形式上也要表现出自己的风格与特色。中国是世界上公认的文化底蕴深厚、历史悠久的文明古国。在创作的过程中，我们可以取材经典的神话故事和民间传说。当下，三维动画异军突起，但传统动画的势力不容小觑，在制作三维动画时要适时融入二维绘画技术，或者在以三维动画技术为主的动画片制作中加入二维动画技术。如今很多动画都是二维与三维相结合制作完成的，如《埃及王子》就是经典的二维与三维完美结合的动画电影。在未来，三维动画技术将会被利用到各个领域中。在广告领域，大众可以通过专用设备观看到立体虚拟的三维广告，使产品变得更加形象、直观。在城市形象展示中，可以运用三维动画技术模拟真实的城市场景，通过电子媒介观看三维城市场景。今后，三维动画的运用将无处不在，网页、影视片头、电视栏目、电视广告、电影、科研、网络游戏等等领域都会出现它的身影。
参考文献：
［1］金辅堂.动画艺术概论（普通高等教育“十一五”国家级规划教材）［M］.北京：中国人民大学出版社，2006.
［2］卢盛文，曾嘉期.现代三维动画［M］.湖南人们出版社，2008.
