Использование графических объектов. Компьютерная графика и анимация

За последние 10 лет в индустрии видеоигр наблюдается быстрый переход от простых 2D монохроматических игр в полномасштабные, быстрые, а также полностью цветные с высоким разрешением, 3D-игры, которые так популярны сегодня. В это же время, благодаря объектно-ориентированному программированию стало проще создавать анимации высокого качества. Создание анимации можно рассматривать как объекты чертежа в настоящее время с точки зрения на экране компьютера. Например, монстр в игре DOOM является экземпляром объекта класса для такого рода монстра” — сказал гейм-дизайнер игры DOOM.

Гендиректор игры DOOM: ”Проще говоря, объектно-ориентированная анимация приложения определяет различные классы, создаёт экземпляры этих классов, и выполняет операции над экземплярами объекта с помощью методов, имеющихся в классе Graphic Object”.

Графическая абстракция объекта

Основной принцип абстракции в анимации — это представление графического объекта как класс GraphicObject. Все, что рисуется на экране, является объектом класса GraphicObject. Точка, линия, многоугольник, кривая Безье, поверхность Безье, многоугольник с картой текстуры, фон, изображение, спрайт 3D-формы, все создано с помощью многоугольников и является примером GraphicObject. Простые графические объекты могут быть объединены в более сложные графические объекты. Основная проблема, с которой сталкивается аниматор — возможность использовать эти объекты на экране. В процедурном принципе программирования не может быть ничего общего между функциями рисовать куб и шар”, — сказал аниматор игры DOOM.

Продолжил программист игры DOOM: “Одним из основополагающих методов GraphicObject является метод, называемый Draw(). С помощью данного метода происходит рисовка графического объекта. Без этого метода, объект не может быть виден на экране. С помощью класса GraphicObject можно обновлять графический объект каждую миллисекунду, передав управление камере, которая в этот момент будет либо статической либо динамической. Графическая абстракция GraphicObject имеет свойства и методы, которые могут или не могут быть реализованы вне графических классах объектов. Большинство графических объектов имеют свойство позиции, что позволяет использовать метод GraphicObject.Draw() в качестве опорной точки для рисования объекта.

Когда графический движок перемещает графический объект, методу GraphicObject.Draw() необходимо пересчитать расположение всех частей графического объекта и перерисовать их на новом месте, таким образом графический объект появляется на новом месте.
Преимущество использования позиции в GraphicObject является то, что движок просто устанавливает новую позицию на графическом объекте, а графический объект перекраивают оставшуюся часть самого себя в новом месте.

Не все пользовательские видимые графические объекты должны иметь свойство позиции. Примером может служить графический объект, представляющий фон. Рисунок фона не привязан к какой-либо позиции, так как, его только что нарисовали на весь экран. С другой стороны, могут быть графические объекты, которые не видны пользователю, поэтому они должны содержать свойство позиции. Пример такого графического объекта анимации — камера, так как она действительно нуждается в позиции, чтобы вычислить точку зрения остальных видимых объектов.

Графические объекты, имеющие позиции, имеют операции, которые могут над ними выполнятся, например, GraphicObject.Reposition(), GraphicObject.Displace() или GraphicObject.Rotate (), а также GraphicObject.Scale() и GraphicObject.Shear().
GraphicObject.Reposition() – рисовка графического изображения на новой позиции,
GraphicObject.Displace() – удаление графического изображения,
GraphicObject.Rotate () – вращение графического изображения,
GraphicObject.Scale() – увеличение графического изображения,
GraphicObject.Shear() – сдвиг графического изображения”.

На видео: Базовый курс — «Введение в ООП».

Нет похожих записей.

Методы создания анимации постоянно развиваются, а разработчики игр и киностудии постоянно ищут талантливых и творческих личностей, которые смогут применить эти методы.

Вот основные виды анимации, с помощью которых могут создаваться цифровые персонажи для телевизионных шоу, коммерческих приложений, логотипов компаний, кино, видео или игр.

Традиционная анимация.
2D векторная анимация.
3D компьютерная анимация.
Графика движения.
Стоп моушен.

Традиционная анимация

Вы когда-нибудь видели изображения, которые появляются, как быстро сменяющиеся кадры, нарисованные на прозрачных листах бумаги цветными маркерами? Этот вид компьютерной анимации называется традиционным. Он используется для предварительных набросков персонажей.

Этот процесс может быть довольно дорогостоящим и продолжительным, так как аниматорам приходится создавать набор различных кадров, исходя из частоты 24 кадра в секунду. Данный метод используется в основном на ПК, а также планшетах с применением специальных компьютерных программ, позволяющих создавать анимацию в стиле старых диснеевских мультфильмов.

2D векторная анимация

Наиболее часто используемый стиль анимации. Ее кадры создаются на относительно плоской поверхности. Кроме этого векторная анимация переняла кое-какие методы традиционной анимации. На самом деле, это та же традиционная анимация, за исключением того, что к кадрам применяется обработка, известная под названием прорисовка и закрашивание.

Во время этого процесса аниматоры размещают тонкие прозрачные листы целлулоида на бумаге, на которой нарисованы анимационные персонажи, после чего перерисовывают их на пленку. В конце кадры с разными персонажами накладываются друг на друга, и из-за высокой прозрачности пленки это позволяет создать композицию из различных элементов и персонажей.

3D компьютерная анимация

3D анимация полностью отличается от других видов анимации в компьютерной графике. Хотя они используют одинаковые принципы композиции и движения, технические методы, применяемые для решения разнообразных задач, существенно разнятся. В 3D анимации аниматору не нужно быть художником-графиком. Это больше похоже на игру с куклами, чем на рисунок.

Это также называется генерируемые компьютером изображения (CGI ). Они возникают, когда компьютерные аниматоры создают поток изображений, которые сводится воедино, чтобы сформировать анимацию. Объединение динамических и статических изображений выполняется с использованием компьютерной графики. Персонажи, созданные в 3D, в цифровом формате отображаются на экране, а затем объединяются с каркасом, что позволяет анимировать каждую модель по-разному.

Анимация формируется путем создания моделей в отдельных ключевых кадрах, после чего компьютер выполняет их «размножение «, интерпретируя анимацию с помощью добавления промежуточных кадров между ключевыми.

Кроме этого много времени уходит на работу с кривыми, представляющими различные части объекта в разные периоды времени. В 3D-анимации должны учитываться все персонажи, даже те которые в определенный момент времени чем-то перекрыты и не видны.

Основное различие между этими видами анимации заключается в том, что в традиционной и 2D анимации художник работает с отдельными кадрами, в то время как в 3D-анимации всегда существует непрерывный поток. Если он останавливается, это воспринимается, как ошибка. Даже когда персонаж остается на месте, всегда существует непрерывный поток кадров, который создает иллюзию реальности.

Графика движения

Вы когда-нибудь задумывались о том, как создаются промо-ролики, анимированные логотипы, вступительные титры фильмов и реклама приложений? Это делается с помощью движущихся графических текстов и элементов, или, как я это называю, графики движения.

Это процесс, в котором используется »размножение » анимируемых кадров для создания плавного движения между кадрами. Программы для «размножения » кадров поддерживают скрипты, которые автоматически изменяют анимацию для создания многочисленных эффектов.

3D-композиции создаются из плоских элементов, перемещающихся друг относительно друга, что создает иллюзию объема. Они также могут сопровождаться звуковыми эффектами или музыкой. Такие объекты часто используются в мультимедийных проектах.

Stop-motion

Стоп моушен вид компьютерной анимации больше похож на традиционную анимацию. Все, что вам нужно сделать, это сфотографировать объект, а при перемещении объекта на относительно небольшое расстояние, вы берете другую фотографию. Данная процедура повторяется неоднократно, и когда изображения воспроизводятся одно за другим, возникает впечатление движения.

Существует много форм стоп моушен анимации, включая Cut-Outs , Claymation and Puppets и другие. Но суть в том, что для создания анимации объекты, которые должны перемещаться, фотографируются последовательно много раз.

Перевод статьи «Types of Animation in Computer Graphics » был подготовлен дружной командой проекта .

Хорошо Плохо

Цели урока:

образовательная: формировать у учащихся представление об анимации, ее видах, о способах и программах для создания компьютерной анимации; формировать умение пользоваться сетью Интернет для поиска информации;
развивающая: развивать умение выделять главное и самостоятельно овладевать знаниями.
воспитательная: воспитывать интерес к истории информатики.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы и формы обучения: объяснительно-иллюстративный, эвристический.

Средства обучения: компьютеры с подключением к сети Интернет, мультимедийный проектор.

Урок сопровождается показом: презентации (Приложение 1) и мультфильмов или их фрагментов.

План урока:

Орг. момент – 2 мин.
Подведение к теме урока – 3 мин.
Изучение нового материала – 20 мин.
Самостоятельная работа в сети Интернет – 15 мин.
Итог урока – 3 мин.
Дача домашнего задания – 2 мин.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Подведение к теме урока.

Учитель: С каждым годом роль медиатехнологий в передаче информации увеличивается. Как бы кому не хотелось, но постепенно текстовая информация уступает часть позиций графической и мультимедийной. Например, компьютерные презентации в учебном процессе стали нормой, а с увеличением скорости Интернета в содержании сайтов увеличивается доля графики. Как вы считаете, почему так происходит?

Ответ: Причина этого в легкости восприятия такой информации. Кроме того, растут объемы информации, а, следовательно, должны появляться и способы ее более быстрого и легкого усвоения.

Учитель: Я предлагаю вам посмотреть один видеосюжет.

Демонстрация первого компьютерного мультфильма «Кошечка» (Можно скачать на сайте «Математические этюды» ).

Более 40 лет назад, 1968 год… Группа под руководством Николая Николаевича Константинова создает математическую модель движения животного (кошки). Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения обыкновенных (в математическом смысле слова) дифференциальных уравнений, рисует мультфильм "Кошечка", содержащий даже по современным меркам удивительную анимацию движений кошки, созданную компьютером. Это было сделано в рамках создания программ, моделирующих механизмы. Что особо интересно, для создания собственно кинопленки с мультфильмом каждый кадр был распечатан на принтере, а роль пикселя играла буква «Ш» .

Итак, какова же тема сегодняшнего урока?

Ответ: Компьютерная анимация.

3. Изучение нового материала.

Давайте для начала определимся с термином, что же такое «Анимация» и чем «анимация» отличается от «мультипликации»?

Представление об анимации имеет подавляющее большинство людей. Наверное, многие сразу представят какой-нибудь мультипликационных фильм (что-нибудь вроде «Шрека» или «Винни-Пуха»).

Попытайтесь дать определение.

Ответ: анимация - это движение рисованных изображений.

Слова «анимация» и «мультипликация» означают одно и то же. Во многих странах мультипликацию называют анимацией. Трудно сказать, почему так получилось. В латинском языке слово «multiplikato» означает умножение. Понятно, почему им воспользовались, придумывая название для фильмов, в которых нужно многократно повторять, т.е. множить рисунки, чтобы персонажи на экране двигались. А слово «анимация» образовалось от латинского «anima» - одушевление. Имеется в виду, что все нарисованное в кино выглядит как настоящее, живое, одушевленное.

Получается, что оба названия подходящие, поэтому люди в данный момент пользуются обоими.

На «западный манер» будем использовать первый вариант.

Какие виды анимации вы можете назвать?

объемная анимация (пример «Пластилиновая ворона»).
живописная анимация (большинство мультфильмов).
перекладочная анимация (пример «Спокойной ночи, малыши!»).
компьютерная анимация (например, «Шрек»).

Сообщения учащихся о видах анимации. Сообщения сопровождается примером данного вида анимации, показом фрагмента мультфильма.

Материал для сообщений можно взять на Сайте для учителей информатики Филатовой Н.А. .

Учитель: Итак, перейдем, непосредственно к компьютерной анимации и рассмотрим ее виды. Я думаю, что определение вы дадите сами.

Ответ: Компьютерная анимация – это анимация, созданная с помощью компьютера.

Или, компьютерная анимация – это создание иллюзии движения объектов на экране монитора.

Виды компьютерной анимации.

Так как основой компьютерной анимации являются графические изображения, то анимацию можно разделить на два вида:

Растровая (анимация в презентациях, Gif-анимация);
Векторная (Flash-фнимация).

Рассмотрим способы анимирования объектов .

Анимация по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации.

Представим временную шкалу (киноленту) как дорожку, состоящую из отдельных кадров. Допустим, что в кадре №1 объект должен находиться слева, а в кадре №100 - справа. Эти два кадра отмечаются как ключевые для данного объекта. В них он располагается в начале и конце движения (рис. 2). Все остальные кадры - промежуточные - не требуют фиксации объекта - изображение в них создаст компьютерная программа. Она сама вычислит, где и в какой момент должен находиться объект. Понятно, что если мы ходим сделать передвижение объекта по кривой, то и ключевых кадров придется сделать больше (или использовать специальные средства, предоставляемые программой, для создания траектории).

Запись движения. Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники - Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.

Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере.

Процедурная анимация. Процедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды:

Симуляция физического взаимодействия твёрдых тел.
Имитация движения систем частиц, жидкостей и газов.
Имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос).
Расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием.
Имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа.

Программируемая анимация. Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:

Java-Script - браузерный язык
Action-Script - язык работы с приложениями Flash

Преимущество программируемой анимации - в уменьшении размера исходного файла, недостаток - нагрузка на процессор клиента.

Программное обеспечение для создания анимации.

Учитель: Современный человек должен не только уметь воспринимать информацию в «графическом виде», но и производить ее.

Поскольку компьютерная анимация является неотъемлемой частью медиатехнологий, мы должны уметь создавать хотя бы простейшие виды компьютерной анимации. Но для начала рассмотрим программы для создания анимации.

Учитель: Анимация является разделом темы «Компьютерная графика», подумайте, какие программы можно использовать для создания анимации?

Ответ: Графические редакторы.

Учитель: Да, можно анимировать объекты и с помощью некоторых графических редакторов, но есть и специальные программы для создания анимации. Давайте запишем некоторые из программ.

Условно можно выделить два или три вида ПО для создания анимации:

Программы, позволяющие создавать анимацию из готовых изображений (различные gif-аниматоры, например, Microsoft GIF Animator).
Программные среды, позволяющие создавать 2D анимацию (например, Adobe Flash CS4, Synfig).
Программные среды, позволяющие создавать 3D анимацию (например, Autodesk 3ds Max, Blender).

Кроме того можно создавать анимацию с помощью графических редакторов, например, AdobePhotoshop или GIMP.

Существуют и программы для создания анимации с помощью цифрового фотоаппарата. Сегодня программное обеспечение, позволяющее задействовать цифровой фотоаппарат для съёмки анимации, применяется также часто, как и ставшие привычными 3D- или 2D-пакеты. Любая программа такого типа обеспечивает управление цифровым фотоаппаратом через компьютер и работу с полученными кадрами.

4. Самостоятельная работа в сети Интернет.

Задание: с помощью Интернет заполнить таблицу «Сравнительная характеристика программного обеспечения для создания анимации» (Приложение 2).

Многие люди считают, что для создания простой анимации своими руками в домашних условиях требуются специальные навыки и много времени. На самом деле для этого достаточно простых компьютерных программ и стандартных приложений операционной системы Windows.

Анимация своими руками при помощи стандартных программ ОС Windows

Анимация — последовательная демонстрация (показ) графических файлов, которая создает иллюзию движения объектов. Для ее разработки понадобится всего две стандартные программы, которые имеются почти на всех компьютерах с операционной системой Windows — Paint и Movie Maker. Первая позволяет создавать и редактировать графические рисунки, вторая — видео. Качество разработанной анимации будет зависеть от ваших способностей рисования.

1. Создание кадров

Открываем Paint. Выбираем на панели инструментов кисть, подбираем нужный цвети рисуемна рабочем поле любой объект. Сохраняем рисунок в заранее созданную папку под именем «Кадр 1». Затем снова рисуем тот же объект, но немного меняя его положение (например, в первом кадре стрелка часов может стоять на отметке «12», а на втором на «1»). Сохраняем изображение под именем «Кадр 2». Таким образом, разрабатываем несколько кадров. Чем больше их количество, тем плавней будет движение объекта в анимации.

2. Соединение нарисованных кадров в один ролик

Открываем программу Movie Maker. В панели задач выбираем «Импорт изображений» и загружаем кадры. Они будут отображаться в панели «Сборник». Поочередно переносим их на расположенную внизу дорожку. Нажимаем на «Отображение шкалы времени». Если не изменять стандартное для программы время показа, объект анимации будет двигаться резко и медленно. Чтобы изменить это, щелкаем по кадрам и передвигаем появившуюся полоску влево. Кадры будут становиться уже, а значит, время их показа уменьшится.

3. Озвучка анимации

К анимации можно добавить комментарии, записав их через микрофон, или поставить фоновую музыку. В первом случае заходим во вкладку «Сервис» и выбираем «Шкала времени комментария». Затем жмем «Запустить», озвучиваем персонажа или читаем закадровый текст. По завершению нажимаем «Остановить», сохраняем комментарий, добавляемего в проект, а потом на звуковую дорожку в нижней панели.

4. Сохранение анимации в нужном формате

Выбираем пункт меню «Файл» и последовательно кликаем «Сохранить файл фильма», «Показать дополнительные варианты», «Другие варианты». Затем выбираем формат будущего видеофайла. Рекомендуем сохранять анимацию в популярном формате (например, AVI, MPEG, PAL, и др.), чтобы ее можно было воспроизводить на многих плеерах и проще закачать наYouTube.

Создание GIF анимации

GIF анимация («гифка») состоит из отдельных кадров, для которых задается такой параметр, как длительность показа до появления следующей картинки. Она поддерживает лишь 8-битную палитру, из-за чего отображается не больше 256 цветов, что является преимуществом перед другими форматами. Наиболее часто анимационные GIF файлы применяются как элементы навигации на сайтах и рекламные баннеры.

Наиболее простой программой для создания GIF анимации является Easy GIF Animator Pro . Скачиваем ее, открываем, в главном окне кликаем «Создать новую анимацию», после чего откроется «Мастер анимации». Далее добавляем изображения (подбираем в интернете или самостоятельно рисуем в программе Paint). Нажимаем «Вперед». Устанавливаем продолжительность каждого кадра. При необходимости выбираем показ анимации по кругу.

Если подобраны изображения разных размеров, программа предлагает несколько вариантов позиционирования картинок относительно наибольшего изображения:

по центру кадра;
левый верхний угол кадра;
увеличить меньшие картинки до размера самого большого изображения.

Также GIF анимацию можно создать при помощи программы UnFREEz. Для этого достаточно разработать кадры и «перетянуть» их в окно программы. Затем нужно выполнить указание времени задержки между кадрами и включение цикличности. В конце необходимо нажать «Make Animated GIF».

Программы для создания анимации

Программа с большим функционалом и понятным интерфейсом. Она позволяет создавать рисованных персонажей и «оживлять» их в 2D-анимации. Ее возможности:

набор растровых и векторных инструментов для создания и обработки изображений;
возможность рисовать пером или кистью;
создание фигур с помощью «ломаной линии»;
импорт фона;
работа со слоями,
добавление аудиофайла для экспорта в формате swf.

Synfig Studio

При помощи этой бесплатной программы можно создать простую анимацию в 2D-формате — похожую на ту, которая используется в художественных фильмах. Ее преимущества:

функция «tweening», позволяющая автоматически разработать промежуточные кадры;
наложение градиента;
поддержка векторных элементов;
искажения;
фильтры;
инструменты для создания фракталов.

ToonBoom Studio

Программа имеет два рабочих режима: Рисования и Сценарный. Содержит необходимые инструменты для разработки векторных рисунков: кисть, карандаш, «прямоугольник», «ломаная линия», «эллипс». Функции: рисование с применением планшета, векторизация растровых изображений, наложение анимированных сцен на реальный видеоролик, экспорт данных (например, отдельных фрагментов из фотографий).

Это популярная программа для создания 3D-анимации. Ее преимущества:

реалистичная имитация предметов (например, тканей и волос) и явлений (столкновения объектов, ветра);
большой набор функций для создания интерактивных игр;
широкий ассортимент примитивов (цилиндров, сфер, кубов, колец), из которых легко создаются собственные модели;
поддержка нелинейного редактирования.

Другие популярные программы для создания анимации своими руками: Plastic animation paper, Creatoon, 3D Studio Max, Adobe Image Ready, MyPaint, Jasc Animation Shop.

Закажите создание анимации, написание сценария или разработку идеи для видеоролика в компании KINESKO — мы качественно выполним свою работу!

Контактная информация: