Что такое компьютерная анимация?

3D-компьютерная анимация представляет собой смесь 3D-моделей и традиционной покадровой анимации. Как и историческая техника стоп-движения, цифровая анимация создаёт иллюзию движения путём многократной замены трёхмерной модели новым и подобным изображением, но продвижения кадров в секунду для каждого нового изображения (клавиатура). Это может быть использовано для создания мультипликационных фильмов, или симуляторов, которые требуют сложных движений, как те, которые в медицинской области.

Эти трёхмерные изображения моделируются на компьютере и оснащаются цифровым скелетом. Это позволяет трёхмерным компьютерным аниматорам перемещать отдельные элементы, такие как глаза или губы, используя системы ключевых кадров для обеспечения плавного перехода между началом и концом движения, например, моргания. Компьютер автоматически вычисляет разницу во внешнем виде между ключевыми кадрами, а когда все ключевые кадры завершены, анимацию можно рендерить.

Аниматоры также могут использовать устройства захвата движения (mocap) для отслеживания реального актёра или объекта, а затем цифровой анимации поверх них. Большая часть трёхмерной компьютерной анимации представляет собой смесь методов клавиатуры и mocap.

Компьютерная анимация представляет собой цифровую форму методов традиционной стоп-моушен-анимации, в которой используются рисунки или масштабные модели марионеток. Эта форма анимации восходит к волшебным фонарям XVII века, когда зеркало направляло свет свечей через стеклянные слайды для проекции иллюстрации. Совместное размещение слайдов создавало ощущение движения и было первым примером «движущихся картинок».

Одним из самых ранних примеров современной мультипликации является « Динозавр Герти» Уинсора Маккея 1914 года, ко роткометражный мультфильм, созданный по эскизам, сделанным вручную. Это также самый ранний пример циклов клавиатуры и анимации. Только в 1937 году вышел первый полнометражный мультфильм: "Белоснежка и семь гномов" студии Walt Disney.

Первый пример компьютерной анимации появился почти 50 лет спустя, родившись в результате экспериментов в области компьютерной графики в научных и исследовательских целях. Его можно увидеть во вступительной части фильма Альфреда Хичкока 1958 года «Головокружение». Здесь был использован компьютер зенитного целеуказания Второй мировой войны под названием «Наводчик орудия М5», а также графические сели и маятник для генерации бесконечных спиралей, которыми отмечен фильм.

Методы 3D-анимации быстро эволюционировали, первая реалистичная компьютерная анимация появилась в 1961 году. Созданный Шведским королевским технологическим институтом на компьютере BESK, это 30-секундная векторная анимация автомобиля, движущегося по шоссе. Первая компьютерная анимация человеческой фигуры, Компьютерный балет, появилась всего четыре года спустя, в 1965 году, с использованием компьютерных стереографических 3D

Покадровая анимация

Самая старая форма анимации, покадровая анимация - это любая форма анимации, которая снимается по одному кадру, как флипбук. Обычно она предназначена для нецифровой анимации, такой как ручная или стоп-анимация.

Анимация захвата движения (mocap)

Съёмка движения использует сочетание технологий и датчиков mocap для отслеживания и записи движения в реальной жизни и трансформации в трёхмерную анимацию. Устройства Mocap, состоящие из датчиков и маркеров, крепятся к объекту или актеру, которые затем снимаются на специальную камеру.

Процедурная анимация

Процедурная анимация автоматически генерирует анимацию в реальном времени. Это отличается от mocap и другой 3D-анимации, где анимация является заранее определенным активом (т.е. она была создана вручную или с помощью mocap-устройства). Методика процедурной анимации заключается в создании анимации, основанной на моделировании физики, например, воды, где моделирование будет учитывать динамику жидкости.

Поведенческая анимация

Поведенческая анимация — разновидность процедурной анимации, когда автономный персонаж может определять собственные действия в определенной степени. Она опирается на генерацию с использованием определенных правил, определяющих реакцию объектов на окружающую среду. Его можно использовать для анимации толпы или стаи животных, используя относительно простое основанное на правилах движение для большого количества движущихся объектов.

Keyframing

Клавиатура является основой анимации любых форм движения, создавая плавный переход между кадрами. Цифровая анимация ключевых кадров определяет различные элементы в каждом кадре и выбирает, как эти элементы будут двигаться с течением времени (кадры в секунду) для наиболее естественного результата. Вы можете настроить ваши ключевые кадры, используя различные параметры, такие как положение, масштаб, вращение и непрозрачность, а также способ выполнения действия. Это называется интерполяция ключевых кадров.

Физически обоснованная динамика

В компьютерной графике физически основанная динамика связана с моделированием часто сложных физически правдоподобных моделей поведения. Эта форма анимации популярна в видеоиграх, фильмах и интерактивных симуляторах. Эти анимации созданы в физических движках, где физические модели поведения могут быть описаны, даже с мельчайшими деталями, такими как жидкости или дым.

Морфинг

Морфинг - это метод визуальных эффектов, когда один предмет плавно превращается в другой. Это отличается от твина, который вставляет изображения между ключевыми кадрами как анимационный эффект для создания иллюзии движения.

2D-анимация

Традиционная форма анимации, 2D анимация создает движение в двумерном пространстве. Возникает, когда несколько разные рисунки последовательности во времени (как правило, со скоростью 24 кадра в секунду), создавая иллюзию движения, но без глубины изображения. Чаще всего это используется для мультфильмов.

3D-анимация

Созданная с помощью программного обеспечения, трехмерная анимация принимает компьютерные объекты и создает иллюзию перемещения в цифровом трехмерном пространстве. В отличие от 2D-анимации, вам не нужно анимировать каждый кадр. 3D-анимация разделена на три части: моделирование, верстка и анимация и рендеринг.

Мультипликация - постоянно развивающаяся область. Всего за одно поколение мы прошли путь от просмотра фильмов и видеоигр в 2D до 3D и виртуальной и дополненной реальности. Все более реалистичная и иммерсивная анимация становится возможной с развитием компьютерной графики, программного и аппаратного обеспечения, отчасти под влиянием растущего спроса на высококачественный контент.

Для удовлетворения этого спроса аниматоры переходят к процедурным рабочим процессам, работая в игровых движках, где анимацию можно смешивать с компьютерной графикой. Это дает больше контроля, и возможность создавать и сотрудничать в реальном времени. Эти рабочие процессы также расширяются благодаря прогрессу в машинном обучении, которое автоматизирует многие ранее ручные работы.

Это также означает, что аниматоры больше не изолированы. Одни и те же техники, рабочие процессы и программное обеспечение можно использовать в кино, видеоиграх, рекламе, виртуальной реальности, архитектурной визуализации и многом другом.