12.Компьютерная анимация

Любое анимированное изображение – кинофильм, телепередача, компьютерная анимация – основано на дефекте человеческого зрения. В сетчатке глаза при попадании на нее световых волн происходят химические процессы, скорость которых относительно невелика – около 0,04с. События, протекающие быстрее, чем за 0,04с, человек просто не видит – попробуйте рассмотреть, как комар машет крыльями. В то же время инертность глаза позволяет при рассматривании ряда последовательно проецируемых положений объекта создать иллюзию плавного движения. Поэтому любая анимация состоит из ряда неподвижных изображений (кадров), сменяющих друг друга с большой частотой (обычно 24 или 25 кадров в секунду).

Применения компьютерной анимации очень разнообразны. Это и моделирование работы различных машин и механизмов, и компьютерные тренажеры для водителей, пилотов, космонавтов, и схематическое изображение схем сложных технологических процессов, и, наконец, средство для создания полнометражных мультфильмов с очень высокой реалистичностью изображения. Наибольших успехов в последнем приложении компьютерной анимации добилась компания Pixar, выпустившая, в частности, такие фильмы, как "История игрушек" и "Корпорация монстров".

Как и любая другая графика, анимация делится на два вида: 2D и 3D. Основным инструментом для создания 2D анимации служит система Macromedia Flash (файлы с анимацией имеют расширение swf и часто встречаются на Web-страницах), а для 3D анимации – 3D Studio Max. Стандартный формат сохранения любой анимации в Windows называется avi. Чтобы уменьшить размер, занимаемый avi-файлами, используются различные методы сжатия. В основном идея заключается в том, что целиком хранятся только опорные кадры (например, каждый двадцатый), а для промежуточных кадров запоминается лишь информация о разнице между текущим кадром и предыдущим. Различные форматы сжатия получили название кодеков. Для воспроизведения avi-файла на компьютере должен быть установлен соответствующий драйвер, также обычно называемый кодеком.

а) ключевой кадр №1	б) промежуточный кадр №20	в) ключевой кадр №40

Рис. 12.78 – Создание анимации с ключевыми кадрами (3D Studio Max).

Процесс разработки анимации заключается в создании ряда ключевых кадров (keyframes). В этих кадрах задаются последовательные положения объектов, изменения их цвета, формы, освещенности и пр. Все промежуточные кадры рассчитываются автоматически. Если в ходе анимации меняется форма объекта, то такой процесс называется морфингом (morphing). На Рис. 12 .78 показана сцена морфинга, в которой вручную были созданы кадры 1 и 40, а кадры с 2 по 39 автоматически рассчитывались системой 3D Studio Max. В результате получилась иллюзия плавного превращения сферы в сплющенную полусферу.

Когда в сцене задействовано много объектов, становится необходимым применение треков анимации (Рис. 12 .79). Трек представляет собой график изменения некоторого параметра во времени. Каждый трек отвечает за то или иное преобразование объекта. Например, у объекта могут быть треки изменения местоположения, масштаба, прозрачности, цвета и т.д. Для каждого трека можно задать ключевые кадры, в которых назначаются крайние параметры того или иного свойства объекта. Промежуточные значения рассчитываются автоматически.

Рис. 12.79 – Треки анимации (3D Studio Max)

Отдельные сцены, созданные при помощи 3D Studio Max и сохраненные в avi-файлы, монтируют в единый фильм. Видеомонтаж на компьютере чаще всего делается при помощи программы Adobe Premiere. Она позволяет отображать различные переходы между кадрами, синхронизировать звуковую дорожку, вставлять титры и т.д. Процесс монтажа окончательного компьютерного фильма называется "post production".