3. Программная анимация.

Само понятие программной анимации можно определить как анимацию с использованием математических функций и алгоритмов. Иногда эти алгоритмы довольно просты (например, изменение размеров объекта по линейному закону), иногда применяются весьма сложные сочетания различных математических функций и генераторы случайных чисел. Генератор случайных чисел, к примеру, позволяет придать анимации постоянную изменчивость и непредсказуемость в каждый конкретный момент времени.

Общий принцип при создании программной анимации состоит в изменении свойств объекта между начальным и конечным состоянием в соответствии с неким алгоритмом (функцией).

При изменении состояния объекта чаще всего изменяются координаты объекта, его размеры, угол поворота, в некоторых случаях может меняться цвет или прозрачность объекта.

Объекты, на которых строится программная анимация могут быть очень просты (окружности, отрезки, отрезки-точки и т.п.), а могут и сами содержать в себе анимированные объекта и даже объекта с несколькими уровнями вложенности.

• В настоящее время программная анимация применяется в таких областях как:

• Игры. Усложнение поведения объектов и персонажей в игре в зависимости от происходящих событий и введение случайных составляющих позволяет создавать более интересные и привлекательные игры;

• Элементы оформления сайтов для привлечения внимания посетителей. Сюда можно отнести и использование программной анимации в баннерах, которым дополнительное внимание посетителя сайта никогда не повредит;

• Элементы пользовательского интерфейса (динамические курсоры, кнопки и т.п.). С помощью программной анимации можно создавать интересные эффекты на реакцию действий пользователя. Эти эффекты отличаются от реализованных методами обычной анимации тем, что могут более избирательно реагировать на действие пользователя, например, отслеживая направления движения курсора мыши или частоту нажатий кнопки мыши;

• Элементы анимационных фильмов. Программная анимация может применяться вместе с обычной ручной анимацией. Программная анимация хорошо подходит для создания циклических фоновых процессов. В отличие от обычных циклов анимации, созданных вручную, можно получить более сложное и неповторяющееся движение;

• Иллюстрации различных процессов для обучающих программ. Программная анимация хорошо подходит для иллюстрации некоторых физических процессов и для построения графиков математических зависимостей, диаграмм в формах голосования;

4. Существующие средства для создания программной анимации.

В настоящее время существует большое количество средств для создания программной анимации, среди них средства как для создания 3D так и 2D анимации.

Среди средств для моделирования трёхмерных анимированных объектов наиболее распространёнными являются:

• Autodesk 3ds Max - полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, разработанная компанией Autodesk. 3ds Max располагает обширными средствами для создания разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей, реальных или фантастических объектов окружающего мира.

• Autodesk Maya — редактор трёхмерной графики. В настоящее время стала стандартом 3D графики в кино и телевидении. Важная особенность Maya — её открытость для сторонних разработчиков, которые могут преобразовать её в версию, более удовлетворяющую требованиям больших студий, которые предпочитают писать код, специфичный для их нужд. Даже невзирая на присущую Maya мощь и гибкость, этой особенности достаточно для того, чтобы повлиять на выбор.

• 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 трёхмерных 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.

Среди средств предназначенных для моделирования двумерных анимированных объектов наиболее распространёнными являются:

• Adobe Flash мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр.

• Microsoft Silverlight — это программная платформа, включающая в себя плагин для браузера, который позволяет запускать приложения, содержащие анимацию, векторную графику и аудио-видео ролики.

Наиболее распространённым средством для создания двумерных анимированных объектов на настоящий момент является Adobe Flash. Adobe Flash позволяет работать с векторной, растровой и ограниченно с трёхмерной графикой. Flash анимация на сегодняшний день является одной из самых популярных технологий создания коммерческих мультимедийных вставок, флэш-блоков и спец. эффектов. Все чаще технология Flash стала применяться для создания сложных интерактивных сайтов и, в последние годы превратилась в промышленный стандарт для работы с интерактивным контентом.

В основе анимации во Flash лежит векторный морфинг, то есть плавное «перетекание» одного ключевого кадра в другой. Это позволяет делать сложные мультипликационные сцены, задавая лишь несколько ключевых кадров.

Flash использует язык программирования ActionScript, основанный на ECMAScript, который исполняется виртуальной машиной называемой Flash Player. Среда Adobe Flash ориентирована в большей мере на дизайнеров, аниматоров, хотя и имеется возможность писать полноценный код. Прямым конкурентом Flash является технология Silverlight от Microsoft. Технология Java-апплетов также является альтернативой Flash в веб-приложениях, но значительно уступает в надёжности и простоте создания графики и анимации.

Основной недостаток Flash-приложений – чрезмерная требовательность к ресурсам процессора, связанная с неэффективностью виртуальной машины Flash Player. Хотя следует отметить, что в некоторых случаях имеет место и недостаточная оптимизация Flash-приложений их разработчиками, использование так называемых «генераторов» Flash-приложений. Поэтому недостаточная мощность процессора может повлиять на производительность операционной системы в целом, либо привести к искажению результатов работы Flash-приложения, связанных с отображением анимации или подсчётом времени.

Второй важный недостаток Flash-приложений заключается в недостаточном контроле ошибок, что приводит к частым отказам приложений.

Ещё один недостаток, характерный для всех виртуальных машин, заключается в том, что не всегда есть возможность запустить Flash-приложение, либо это связано с некоторыми трудностями. Например, некоторые пользователи или администраторы отключают в настройках браузеров Flash-контент, что связано с экономией системных ресурсов. Этот недостаток делает технологию Flash менее универсальной и ограничивает её применение в приложениях критической важности.

Разрабатываемый компонент для анимирования объектов основан на такой же идее что и Flash. Это означает, что для получения эффекта анимированного изменения состояния объекта необходимо всего лишь задать начальное и конечное состояния, аналогичные ключевым кадрам во Flash. Промежуточные же состояния объекта будут вычислены с помощью определённого алгоритма.

Главным отличием разрабатываемого компонента является возможность задания разнообразных математических функций для построения чередующихся промежуточных состояний. Это позволяет получать промежуточные состояния объекта по определённому математическому закону, к примеру, изменения размера или положения объекта можно произвести по квадратичному или экспоненциальному закону. Кроме того, появляется возможность получения различных анимированных природных и физических процессов, так как многие из них могут быть описать с помощью строго определённого математического закона.