什么是计算机动画？

3D 计算机动画是 3D 模型和传统逐帧动画的混合体。就像历史上的定格动画技术一样，数字动画通过反复用新的和类似的图像替换 3D 模型来创造运动的错觉，但每个新图像的每秒帧数都会提高（关键帧）。这可用于创建动画电影或需要复杂动作的模拟，例如医疗领域。

这些 3D 图像在计算机上建模，并用 数字骨架装配。这使 3D 计算机动画师能够通过使用关键帧系统来移动单个元素，例如眼睛或嘴唇，以确保动作开始和结束（例如眨眼）之间的平滑过渡。计算机会自动计算关键帧之间的外观差异，当所有关键帧都完成时，就可以渲染动画了。

动画师还可以使用动作捕捉 （mocap） 设备来跟踪现实生活中的演员或物体，然后在它们上面进行数字动画制作。大部分 3D 计算机动画都是关键帧和动作捕捉技术的混合体。

计算机生成的动画是 传统定格动画 技术的一种数字形式，它将使用图纸或比例模型木偶。这种形式的动画可以追溯到 17 世纪的魔灯笼，镜子将烛光引导穿过玻璃幻灯片来投射插图。将幻灯片放在一起会产生一种运动感，这是“动态图片”的第一个实例。

现代动画最早的例子之一可以在 1914 年温莎·麦凯 （Winsor McCay） 的《 恐龙格蒂 》中看到，这是一部由手绘草图创作的动画短片。这也是关键帧和动画循环的最早示例。直到 1937 年，第一部动画长片才上映：华特迪士尼工作室的 白雪公主和七个小矮人。

计算机动画的第一个例子出现在近 50 年后，它诞生于用于科学和研究目的的计算机图形学实验。在阿尔弗雷德·希区柯克 1958 年的电影《 眩晕》的开场白中可以看到这一点。在这里，使用了一台名为“M5 枪导演”的二战防空瞄准计算机，以及图形赛璐和钟摆来生成电影著名的无尽螺旋。

3D 动画技术迅速发展，第一部逼真的计算机动画于 1961 年问世。它由瑞典皇家理工学院在 BESK 计算机上创建，是一个 30 秒的矢量动画，描绘了一辆汽车在高速公路上行驶。四年后的1965年，第一部人物计算机动画 《计算机芭蕾》问世，它使用了计算机生成的立体3D

逐帧动画

最古老的动画形式，逐帧动画是一次拍摄一帧的任何形式的动画，例如翻书。它通常用于非数字动画，例如手绘或定格动画。

动作捕捉（动作捕捉）动画

动作捕捉 使用技术和动作捕捉传感器的组合来跟踪和记录现实生活中的运动，并将其转换为 3D 动画。由传感器和标记组成的动作捕捉设备被连接到物体或演员上，然后在特殊的相机装置上拍摄。

程序动画

程序动画 会实时自动生成动画。这与动作捕捉和其他 3D 动画不同，后者的动画是预定义的资产（即，它们是手工或使用动作捕捉设备创建的）。程序动画的技术是生成依赖于物理模拟（如水）的动画，例如，模拟将考虑流体动力学。

行为动画

行为动画是程序动画的一种形式，其中自主角色可以在一定程度上决定自己的行为。它依赖于使用某些规则进行生成，这些规则定义对象如何对其环境做出反应。它可用于为人群或动物群制作动画，对大量移动对象使用相对简单的基于规则的运动。

关键帧

关键帧是 动画制作任何形式的运动的支柱，可在帧之间创建平滑过渡。数字关键帧动画可识别每一帧中的不同元素，并选择这些元素随时间的移动方式（每秒帧数），以获得最自然的效果。您可以使用不同的参数（如位置、比例、旋转和不透明度）以及您希望执行操作的方式来调整关键帧。这称为关键帧插值。

基于物理的动力学

在计算机图形学中， 基于物理的动力学 涉及对通常复杂的物理上合理的行为的模拟。这种形式的动画在视频游戏、电影和交互式模拟中很受欢迎。这些动画是在物理引擎中创建的，其中可以编写物理行为的脚本，即使是那些具有微小细节（如液体或烟雾）的动画。

变形

变形 是一种视觉效果技术，其中一个对象无缝转换为另一个对象。这与补间不同，补间在关键帧之间插入图像作为动画效果，以创建运动的错觉。

2D动画

2D动画是一种传统的动画形式，在二维空间中创造运动。当略有不同的绘图随时间（通常以每秒 24 帧的速度）排列在一起时，就会发生这种情况，给人一种运动的错觉，但图像没有深度。这最常用于卡通。

3D动画

3D动画使用软件创建，采用计算机生成的物体，并通过数字三维空间创建运动的错觉。与 2D 动画不同，您不需要对每一帧都进行动画处理。3D 动画分为三个部分：建模、布局和动画以及渲染。

动画是一个不断发展的领域。在短短一代人的时间里，我们已经从看电影和玩2D视频游戏，到3D，再到虚拟现实和增强现实。随着计算机图形学、软件和硬件的进步，越来越逼真和身临其境的动画成为可能，部分原因是对更高质量内容的需求不断增长。

为了满足这一需求，动画师正在通过在 游戏引擎中工作来转向程序化工作流程，其中动画可以与计算机图形混合。这提供了更多的控制权，以及实时创建和协作的能力。机器学习的进步也增强了这些工作流程，使许多以前的手动工作自动化。

这也意味着动画师不再是孤立的。相同的技术、工作流程和软件可用于电影、视频游戏、广告、虚拟现实、建筑可视化等。