7.4 动画处理基础

作为一种动态的视觉媒体，动画是集合了绘画、漫画、电影、数字媒体、摄影、音乐、文学等众多艺术门类于一身的艺术表现形式，具有表现力丰富、形象、风趣幽默的特点。动画创作已经成为高品质多媒体创作和人类的文化生活中不可缺少的部分。 本节将简略介绍动画的基本概念、动画文件的格式以及动画制作的有关知识。

7.4.1 动画的基本概念

什么是动画? 动画大师诺曼·麦克拉伦解释说，动画不是“会动的画”，而是“画出来的运动”艺术。

动画是通过把人、物的表情、动作、变化等分段画成许多幅画，当以一定的速度连续播放时，利用人类眼睛的“视觉暂留”特性产生的连续动态的效果。 视觉暂留现象是人眼的一个特性，这个特性使人能够把看到的东西在视网膜上保留一段时间。 医学证明，人的视觉暂留时间一般为1/16～1/12s。 由于视觉暂留现象的存在，在一幅画还没有消失前播放下一幅画，两幅画就自然地联系起来了，让人觉得图像是流畅的。 因此，电影采用了每秒24幅画面的速度进行拍摄和播放。 反之，如果以动画每秒低于10幅画面的速度拍摄和播放，就会出现停顿现象。

传统动画的制作已有百年历史，它将一系列手工制造的单独画面拍摄在胶片上，以一定的速度连续播放，产生动作连续变化的效果。 传统动画片主要由人工绘制，按照最低的帧频每秒12帧来计算，要制作1小时的动画需要43200帧画面，所消耗的人力和物力相当惊人。 以20世纪60年代的国产美术动画片《大闹天宫》为例，这部上下两集共120分钟的动画片由一个庞大的制作团队花了4年时间才完成。

计算机动画是在计算机图形处理技术的基础上发展起来的，它以计算机图形学，特别是实体造型和真实感显示技术为基础，涉及图像处理技术、运动控制原理、视频技术、生物学、艺术和人工智能领域，并逐渐形成一门新兴的交叉学科。 计算机动画的出现，不仅发扬了传统动画的特点，缩短了制作周期，还给动画加入了更加绚丽的视觉效果，也让更多的人体会到了动画制作的乐趣。

动画有许多种类，按动画制作技术和手段可分为手工绘制和计算机动画;按计算机动画的实现方式可以分为帧动画和造型动画;按动画表现的空间视觉效果可分为二维动画和三维动画等。 本节主要讨论二维动画和三维动画。

二维(2D)动画又称为平面动画，缺乏立体感，对诸如光、影、景深等要求不高，制作较简单，常用于影视动画、教学演示和互联网应用等。

三维(3D)动画又称模型动画或3D动画，强调空间概念，其基于计算机的3D动画软件(如Maya、Auto CAD)给出的一个虚拟的三维空间，通过创建物体的模型，把模型放到这个虚幻的三维空间中，配上灯光效果，最后生成一系列具有真实质感的连续动态图像。 从某种角度来说，三维动画的创作有些类似于实际工作中的雕刻、摄影、布景设计及舞台灯光的综合使用等。

7.4.2 常见的动画文件格式

1.GIF动画文件格式

GIF文件格式的扩展名为.gif，是CompuServe公司创建的目前使用最广泛的图形图像文件格式之一，也是目前不失真且压缩效率最高的一种格式。

受GIF透明图像的影响，GIF格式的动画也可以是透明的。 GIF动画受到广泛支持，大部分软件和浏览器都支持GIF格式。 另外，它直观、生动、小巧、易学易用，可制作GIF动画的软件有很多。

GIF动画内容和形式简单，不可以对动画过程进行控制和互动，不能添加音频和视频等多媒体元素。 因此，GIF往往用来制作简单的按钮或网页的广告条，但不能制作长时间的、需要有音/视频元素的动画和交互式动画。

2.SWF动画文件格式

SWF文件格式的扩展名为.swf，是Micromedia公司推出的Flash软件的矢量动画格式。

SWF动画基于矢量图形，采用曲线方程描述其内容，而不是由点阵组成内容，因此文件体积很小，方便网络传输，在缩放时不会失真，非常适合描述由几何图形组成的动画，如教学演示等。 由于这种格式的动画可以与HTML文件充分结合，并能添加MP3音乐，因此被广泛地应用于网页上，成为一种“准”流式媒体文件。 此外，该格式有强大的动画编程语言，可用于制作有高度交互性的网络动画。

3.FLIC、FLI/FLC动画文件格式

FLIC是由Autodesk公司在其设计的Autodesk Animator/Animator Pro/3D Studio等动画制作软件中采用的彩色动画文件格式，FLIC是FLI和FLC的统称。 其中，FLI是最初的基于320像素×200像素的动画文件格式，而FLC则是FLI的扩展格式，采用了更高效的数据压缩技术，其分辨率也不再局限于320像素×200像素。 FLIC格式动画广泛应用于动画序列、计算机辅助设计和计算机游戏领域，但在制作真实世界图像动画中应用较少。

7.4.3 动画制作

动画的制作方法主要有以下三种。

(1)利用编程实现，这种方法很容易实现对动画的控制，但不够美观。

(2)利用多媒体创作工具软件的动画制作功能，实现图片、文字的移动等操作。

(3)专门的动画制作软件，这种方法能够制作出有质感的、有光照效果的复杂而漂亮的动画。

计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作的软件及硬件上。

计算机动画制作的硬件环境要求较高，首先，要有一台高性能的多媒体计算机，其必须有足够大的内存、高速的CPU、大容量的硬盘、较高分辨率的大尺寸彩色显示器和高性能的显卡等;其次，需要在动画制作过程中涉及的多种输入/输出设备，如扫描仪、视频采集卡、图形输入板等。

动画制作软件是由计算机专业人员开发的制作动画的工具，使用这种工具不需要用户编程，只需要通过简单的交互式操作就能实现计算机动画的各种功能。 动画制作软件主要包括二维动画软件，如Animator Studio、Flash CC、Fireworks等，以及三维动画软件，如3DS Max、3D Studio Max、Cool 3D、Maya等。 在动画的制作过程中往往使用多个软件，不同的动画效果取决于不同的计算机动画软硬件的功能。 虽然制作的复杂程度不同，但动画的原理基本上是一致的。 动画创作本身是一种艺术实践，计算机软、硬件只能解决动画制作的工具问题，而不能解决动画的创作问题，人在动画创作过程中起着主导作用。

Flash是Adobe公司推出的一款经典、优秀的矢量动画编辑软件，Flash CC 2017是目前比较新的版本，利用该软件制作的动画文件比位图动画文件(如GIF动画)小得多，用户不但可以在动画中加入声音、视频和位图图像，还可以制作交互式的影片或者具有完备功能的网站。 该软件对动画制作者的计算机知识要求不高，简单易学，且动画效果流畅生动，是非常适合动画制作初学者使用的一款软件。

Flash是一种创作工具，设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其他允许用户交互的内容，因此被广泛应用于网页、网络动画、网络广告、Flash游戏以及教学等领域。

使用Flash创作动画时，需要在Flash文档文件中进行操作。 Flash文档的文件扩展名为.fla。 Flash文档有以下主要部分。

(1)舞台：舞台是在回放过程中显示图形、视频、按钮等内容的位置。

(2)时间轴：用来通知Flash显示图形和其他项目元素的时间，也可以使用时间轴指定舞台上各图形的分层顺序。 位于较高图层中的图形显示在较低图层中图形的上方。

(3)库面板：库面板是Flash显示文档中媒体元素列表的位置。

(4)Action Script代码：可用来向文档中的媒体元素添加交互式内容。 例如，可以添加代码以便用户在单击某按钮时显示一幅新的图像，还可以使用Action Script向应用程序添加逻辑。 逻辑使应用程序能够根据用户的操作和其他情况采取不同的工作方式。

Flash包含了许多功能，如预置的拖放用户组件功能，可以轻松地将Action Script添加到文档的内置行为中，也可以添加到媒体对象的特殊效果上。

完成Flash文档的创作后，可以选择“文件”→“发布”选项将其发布。 此时会创建文件的压缩版本，其扩展名为.swf。 此后即可使用Flash Player在Web浏览器中播放SWF格式的文件，或将其作为独立的应用程序进行播放。