Общая характеристика курсов компьютерной анимации во Flash Эта программа курсов компьютерной анимации в macromedia Flash является прорывом в области анимации. Она ориентирована на разработчиков WEB- приложений, начинающих осваивать Flash. Программа "Macromedia Flash" предназначена для создания анимационных роликов баннеров, интерактива сайтов, вставки звуковых эффектов, для различных публикаций в Интернете, а также разработок flash-презентаций высокого качества и работы с растровыми, векторными изображениями.

Практические навыки В дальнейшем это позволит ученикам: принимать участие в разработках телевизионных и анимационных проектов; самостоятельно создавать интерактивные анимационные flash-ролики, flash- презентации; использовать элементы в Web-дизайне и простых прикладных программах. Практические задания направлены на создание анимированных моделей, способствующих эффективному восприятию информации. Областью применения практических навыков, получаемых в результате изучения материалов курса являются информационные и, в частности, интернет-технологии.

Информация об обучении Компьютерной анимации Macromedia Flash Macromedia Flash График занятий на курсе: 2 дня в неделю 1 час в день Время занятий на курсах компьютерной анимации: с до Курсы «Flash-технологии» для учащихся центра образования 1601

Программа «Масromedia Flash « Macromedia Flash» - программа, необходимая для создания анимационных роликов, баннеров, интерактива сайтов, вставки звуковых эффектов, для различных публикаций в Интернете, а также разработок flash-презентаций высокого качества и работы с растровыми, векторными изображениями. Программа Flash компании Macromedia предназначена для создания интерактивного содержимого, как Web-среды, так и любой другой цифровой среды, со свойствами и без свойств интерактивности: реклама, шоу-бизнес, телевидение, музейное дело, театр, лазерные шоу, интерьер, реклама, Интернет. Наши курсы Flash помогут вам освоить программу Macromedia Flash и со временем стать специалистом в области анимации.

Итоговый результат создание анимационных проектов: привлекательных Flash-баннеров, интерактивного Flash-сайта, Flash-презентации и Flash-игры. Значение Flash-технологий для Web-дизайна трудно переоценить, они являются необходимой составляющей подготовки профессиональных Web- дизайнеров.

Первый урок во FLASH Итак, вот наш первый урок во FLASH. Вы сели за компьютер, установили FLASH и думаете, с чего начать. Так вот, начнем мы с того, что я расскажу вам зачем вообще вам нужен этот FLASH и чем он может вам помочь. Прежде всего, FLASH - это векторный редактор, это вам не PHOTOSHOP... здесь все по-другому. Не буду объяснять в чем разница между растровым и векторным редактором, если вам будет так уж это интересно, то думаю вы найдете где узнать. FLASH - это ваша киностудия, где вы собственно являетесь режиссером, если у вас не развита фантазия, то идите почитайте книжки посмотрите фильмы фэнтези. Итак все это сделали, с фантазией в порядке, можно приступать к работе:).Из чего состоит фильм? Конечно из сцен, вот правильно, как раз во флэше этого добра хватает, главное предмет - сцена, отлично. Приходите к нам на курсы и там мы продолжим наш урок.

Первый урок во FLASH (продолжение) Ваш фильм может состоять из нескольких сцен, из нескольких файлов, в которых опять же может быть n-ое кол-во сцен. Итак, фильм - это может быть и реальный фильм, мультик, сайт в общем все что ты захочешь... это может быть и виртуальная картинка для одноклассника. Так что нужно настоящему веб-дизайнеру для нормальной работы? Компьютер, хорошая мышка. Так, все есть? - отлично - ВПЕРЕД!!! Внутри сцены находится вся твоя графика, каждая графика - объект. Итак, объект - это то что нарисовано, теперь самое главное, СИМВОЛ - это главное понятие во FLASH. Символ - это объект который хранится в библиотеках. Символы бывают: Movie Clip, Button, Graphics. Начнем с легкого, Graphics - это просто какой-то статический объект, который никак не изменяется при действиях юзера. Button - кнопка, 4 кадра (Up, Over, Down, Hit) - подробнее в разделе "Создание Кнопок". Movie Clip - это отдельный клип, который ты можешь вставлять в свою сцену, например сделать крутящуюся линию и вставить её в клип....

Городской конкурс исследовательских работ «Я – исследователь»

Секция : информатика

Название работы :

«Компьютерные технологии создания анимаций
(или Создавать анимации - это весело)»

Осипова Софья Павловна

г.о. Тольятти

3 класс

Научный руководитель:

Осипова Светлана Леонидовна

учитель информатики

МБУ «Классическая гимназия № 39»

г. Тольятти 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Что я люблю, что умею и чему хочу научиться?

Я люблю рисовать, танцевать, слушать музыку, играть в развивающие игры на компьютере, смотреть мультфильмы, создавать простейшие программы в визуальной объектно-ориентированной среде программирования СКРЕТЧ с элементами анимации.

В прошлом году на конкурсе «Я – исследователь» в этой среде представляла программу «Электронное пианино».

В этом году мне стало интересно, а какие компьютерные технологии, доступные ученикам начальной школы, позволяют создавать анимационные («живые») изображения?

Как оживить изображение, не используя язык программирования? Вопрос проблемный. И в чем проблема ? Проблема в самом вопросе - это противоречие между тем, что я умею и что хочу. Умею и люблю рисовать, но не знаю компьютерных технологий, которые позволяют совершенствовать изображения, делая их анимированными.

Эти технологии есть, а через Интернет я познакомилась с программами, которые позволяют делать анимации от простейших до профессиональных мультипликационных фильмов.

Актуальность работы обусловлена ролью компьютерных технологий в современном обществе, интересом детей любого возраста к компьютерам и стремлением их к созданию своих «шедевров». Не знаю – узнаю, не умею – научусь – такой девиз мой.

Итак, объект работы - компьютерная графика, предмет – компьютерная анимация.

Цель работы провести анализ доступных для моего возраста компьютерных программ создания анимации и реализовать в выбранных программных средах фрагмент какой- либо сказки.

Задачи

выбрать несколько программ для анимации изображений и изучить технологию работы в них,

сравнить выбранные технологии по созданным критериям,

создать в этих средах сказку «Лиса и Колобок на просторах Интернета»,

сравнить программы, в которых «живут» герои и сделать выводы на основании опроса учащихся моего класса.

Этапы работы

выбрать для изучения технологии создания анимаций программы Ope n Office Impress , Microsoft Power Point , Конструктор сказок Мульти- Пульти и знакомую мне среду программирования СКРЭТЧ,

выполнить в нескольких средах одну и ту же анимацию «Мальвина делает реверанс», сравнить ее по заранее созданным критериям, сделать вывод,

создать анимационные сценки с озвучиванием для фрагмента сказки «Лиса и Колобок на просторах Интернета» и реализовать его в двух программных средах: - в визуальной среде программирования СКРЭТЧ и мультимедийной среде Microsoft Offifce Power Point , подключив готовые мелодии и звуки,

сравнить созданный мультфильм, «живущий» в разных средах героев и сделать выводы.

В ходе работы над проектом использованы такие методы исследования , как анализ источников информации, сравнение, опрос. Сравнение различных технологий необходимо для выбора наиболее доступных для младшего школьного возраста программ, в которых можно оживить разные истории. Разработанные алгоритмы позволят описанные технологии изучать как самостоятельно дома, так и на уроках информатики и во внеурочной деятельности. В этом практическая значимость проекта. В дальнейшем можно свою исследовательскую работу опубликовать, например, на сайте .

Анимация – что это?

Анимация (animation) - производное от латинского "anima" - душа, следовательно, анимация означает одушевление или оживление. В кино анимацию чаще называют мультипликацией (дословно - "размножение"). Мультипликация – технические приемы получения движущихся изображений

Мультипликация - искусство молодое и в то же время древнее. Молодое, потому что оно начало развиваться как искусство сравнительно недавно. Появились компьютерные программы, способные создавать на экране иллюзию движения графического персонажа. Древнее потому, что еще с незапамятных времен наши предки стремились изобразить действие, движение в его развитии. Об этом говорят и первобытные наскальные рисунки, где изображены олени с шестью или десятью ногами, чтобы передать иллюзию бега, и последовательные рассказы в серии рисунков, выполненные на египетских пирамидах и др.

Компьютерные технологии (компьютерные программы) для создания анимации

1. 1. Краткий обзор по материалам Интернета

По ссылке можно ознакомиться со списком и описанием различных программ как бесплатных, так и платных (лицензионных). Большинство программ на английском языке. Есть совсем простые, например, Pivot Stickfigure Animator – небольшая программа, предназначенная для создания простой анимации с использование фигуры человека, выполнить и получится человек, который, например, делает зарядку.

Такая экскурсия по Интернету показала, что в море анимационного программного обеспечения легко заблудиться. Потому было решено остановиться на программах, которые относятся к мультимедийным, не требуют скачивания, просты в освоении, а, главное, установлены дома и в компьютерном кабинете гимназии.

1. 1. Мультимедиа технология Open Office Impress

Эта программа предназначена для создания презентаций (аналог Microsoft Power Point), но имеет встроенный графический редактор, позволяющий создавать анимированное изображение и экспортировать его в анимированный gif- формат.

Алгоритм создания такого изображения подробно описан в Справке OO Impress.

Алгоритм создания анимированного изображения и экспорта его в формат gif

1. 1. На одном слайде создать (или вставить на слайд готовые рисунки) несколько изображений, которые представляют анимацию (например, Мальвина делает реверанс . Рисунки взяты из Конструктора мультфильмов Мульти-Пульти )

1. 1. Выделить вставленные рисунки - меню Вставить - Анимированное изображение - Принять по одному - Растровый рисунок - Установить на каждом кадре длительность показа (например,1 сек) – Количество повторов (например, макс) – Создать – На слайде появится анимационная картинка (смена кадров через установленную длительность).

      Для сохранения в анимированном gif- формате надо выполнить следующее: Выделить анимированное изображение - меню Файл - Экспорт – Выбрать место сохранения - Ввести имя файла - Изменить тип файла на gif – Поставить флажок на Выделение – ОК – Еще раз ОК. После этого графический gif-файл будет сохранен и его можно просмотреть или через Flash Player , или через Internet Explorer .

   2. Мультимедиа технология Microsoft Power Point

Эта программа предназначена для создания презентаций, но позволяет создавать анимации для объектов, находящихся как на одном слайде, так и на нескольких. Позволяет анимировать изображения (создавать движение для нескольких объектов одновременно), внедрять на слайд звук.

Алгоритм создания анимации с объектами, находящимися на одном слайде

Открыть MS Power Point .

Главная – Макет – Пустой слайд.

Вставляем заранее заготовленные изображения для анимации (например, Мальвину).

Устанавливаем изображение, начиная со 2-го на передний план; (ПКМ – на передний план);

Делаем анимацию для каждого изображения (Анимация- Вход – Выцветание, Анимация – Начало - Запуск после предыдущего – Длительность (1))

Перемещаем на первое изображение все остальные последовательно так, чтобы границы совпали (для более точного перемещения используем стрелки клавиатуры)

Проверяем работу через Показ слайдов или клавиша F 5

Сохраняем Файл сохранить как – имя файла. По умолчанию формат файла в Microsoft Power Point 2010 установлен. pptx .

В среде Microsoft Power Point мною создан мультик «Колобок и Лиса на просторах Интернет»

1. 1. Конструктор сказок Мульти- Пульти

Компьютерная программа Мульти- Пульти является мультимедийной, позволяет создавать мультфильмы.

В программе используются разные персонажи, фоны, декорации, звуки и мелодии.

В конструкторе персонажи могут делать разные действия и двигаться. Надо выбирать героев, фон, действия, реквизиты и звуки.

И собирая все это вместе, можно создать мультик. Я сделала короткий мультфильм «Мальвина». Эта программа работает только с CD диском. Мультик сохраняется в папке / FLM /. Готовый мультфильм загружается в программу только из этой папки. Можно его сохранить в формате AVI . Тогда программная среда Конструктора не нужна.

1. 1. Среда программирования СКРЭТЧ

Скретч - это бесплатная среда программирования, которая позволяет создавать собственные истории, мультфильмы, игры и другие произведения.

Скретч специально разрабатывался как учебная среда для обучения школьников программированию.

В Скретче можно создавать мультфильмы, играть с различными объектами, видоизменять их вид, перемещать их по экрану, устанавливать формы взаимодействия между объектами, внедрять звук. Программы создаются из разноцветных блоков точно так же, как собираются из разноцветных кирпичиков конструкторы Лего.

В этой среде мною создан такой же короткий мультфильм как и в Microsoft Power Point «Колобок и Лиса на просторах Интернета»

1. 1. Критерии сравнения технологий

Сравнение по объему полученного анимированного изображения

Сравнение по сложности создания (сложность алгоритма, длительность времени создания)

Сравнение по качеству изображения

Мальвина делает реверанс (gif анимированный)

Сказка «Колобок и Лиса на просторах Интернет

1. 1. Выводы по критериям

Более простой алгоритм и быстрый по созданию покадровой анимации – это Flash и по информационному весу во Flash файл легче.

Сказка по качеству лучше в Power Point, но проще ее создать в среде СКРЭТЧ.

Информационный объем файла больше в Power Point, но сравнивать их сложно, так как форматы файлов разные.

План

I. Организационный момент. Постановка цели занятия.

II. Объяснение нового материала
1. Основные понятия.
2. Из истории анимации.
3. Принципы анимации.
4. Технологии создания анимации.
5. Обзор программ для создания анимации.
6. Механизм создания анимации.

III. Закрепление нового материала.

IV. Подведение итога занятия.

Ход занятия.

I. Организационный момент. Постановка цели.

II. Объяснение нового материала.

Рассказ учителя сопровождается демонстрацией слайдов презентации. Учащиеся работают с брошюрой.

Основные понятия.

Чтобы научиться делать анимации, нам надо разобраться с понятиями: анимация, мультипликация, компьютерная анимация. На 1 странице брошюры и слайде 2 даны определения терминов. Анимацией называется искусственное представление движения в кино, на телевидении или в компьютерной графике путем отображения последовательности рисунков или кадров с частотой, при которой обеспечивается целостное зрительное восприятие образов.

Анимация, в отличие от видео, использующего непрерывное движение, использует множество независимых рисунков. Синоним “анимации” –“мультипликация” – очень широко распространен в нашей стране. Анимация и мультипликация – это лишь разные определения одного и того же вида искусства. Термин мультипликация произошел от латинского слова “мульти” – много и соответствует традиционной технологии размножения рисунка, ведь для того, чтобы герой “ожил”, нужно многократно повторить его движение: от 10 до 30 рисованных кадров в секунду. Принятое в мире профессиональное определение“анимация” (в переводе с латинского “анима” – душа, “анимация” – оживление, одушевление) как нельзя более точно отражает все современные технические и художественные возможности анимационного кино, ведь мастера анимации не просто оживляют своих героев, а вкладывают в их создание частичку своей души.

Из истории анимации.

Анимация, как и любой другой вид искусства, имеет свою историю.

Слайд 3 . На протяжении всего своего существования человек пытался отразить движение в своем искусстве. Первые попытки передачи движения в рисунке относятся примерно к 2000 году до нашей эры (Египет).

Еще один пример движения найден в пещерах Северной Испании: это рисунок кабана с восьмью ногами.

70-е годы до н.э. Римский поэт и философ Лукреций в трактате "О природе вещей" описал приспособление для высвечивания на экране движущихся рисунков.

Х–ХI вв. Первые упоминания о китайском театре теней – типе зрелища, визуально близком будущему анимационному фильму.
XV в. Появились книжки с рисунками. Свернутые в рулон, а затем мгновенно разворачивавшиеся, они создавали иллюзию оживших рисунков.

Впервые принцип инертности зрительного восприятия, лежащий в основе анимации, был продемонстрирован в 1828 году французом Паулем Рогетом. Объектом демонстрации был диск, на одной стороне которого находилось изображение птицы, а на другой – клетки. Во время вращения диска у зрителей создавалась иллюзия птицы в клетке.

Проводится опыт, использующий макет, наглядно демонстрирующий иллюзию, созданную Паулем Рогетом. (CD диск с двусторонними рисунками быстро вращается под воздействием нити, продетой в отверстие диска).

Слайд 4 . Попытки найти способы оживления рисунков посредством специальных аппаратов задолго предшествуют появлению кинематографа.

В 1832 г. молодой бельгийский профессор Жозеф Плато приблизил нас к созданию кинематографа, построив лабораторный прибор –фенакистископ , (от греческого "фенакс" – обманщик и "скоп" – смотреть). Способность сетчатки человеческого глаза сохранять изображение позволяет нам видеть огненный круг в воздухе, когда вращают горящий факел, звездный след и т.п.

Изобретение фенакистископа значительно приблизило нас к молодому искусству рисованного фильма и вообще к созданию кинематографа. Вот как описывает Жозеф Плато свое изобретение: "Мой прибор состоит из черного картонного диска диаметром приблизительно 25 сантиметров, насаженного на ось подобно колесу. Недалеко от внешней окружности диска проделано до двадцати отверстий в виде радиально направленных щелей. Эти щели могут иметь около 2 мм ширины и 2 см длины и должны быть проделаны на равных расстояниях друг от друга. Для наблюдения изменяющихся явлений в их истинном виде поступают следующим образом: приводят диск в достаточно быстрое вращение, закрывают один глаз, а другим смотрят сквозь образующуюся от быстрого вращения щелей прозрачную полосу на движущийся предмет".

Конструкция приборов для анимации основана на способности сетчатки человеческого глаза сохранять изображения. Ощущения, возникающие в наших органах чувств, не угасают сразу. Некоторое время глаз сохраняет световое изображение предмета и после того как перестает смотреть на него. Рассмотрим примеры визуальных иллюзий на Слайдах 5, 6, 7.

С 1870 года, в Сан-Франциско англичанин Эдвард Мюйбридж начал свою работу по съемке последовательных фаз движения. Они представляют огромный интерес для художников и особенно для мультипликаторов. Его работами восхищались Бодлер и Делакруа. Когда ему нужно было нарисовать лошадь в движении, он следовал в тележке рядом с бегущей лошадью и делал множество набросков с натуры. Фотографии Мюйбриджа казались безобразными и неправильными. Положение лошади при беге, установленное аппаратом Мюйбриджа, часто казалось неправдоподобным. Мюйбридж решил спор опытным путем. Когда рисунки, сделанные по моментальным фотографиям, показали в движении на экране, самые неверующие сдались. Его исследования и по сей день служат значительным вкладом в изучение движения животных и человека. Они представляют огромный интерес для художников и особенно для мультипликаторов.

Слайд 8. В 1877 г. француз Эмиль Рейно, усовершенствовав зеркальную систему фенакистископа Жозефа Плато, создал новый, более совершенный прибор, назвав его "праксиноскопом" Рейно.

1880 г. – Соединив свой праксиноскоп с проекционным фонарем, Эмиль Рейно с большим успехом демонстрировал свои рисунки на экране. Но это еще было простая форма мультипликации.

Эмиль Рейно считается отцом анимационного кино, в 1888 году он усовершенствовал свой праксиноскоп, перенес рисунки на целлулоидную ленту и впервые высветил на большом экране сюжетный фильм.

Изобретение братьев Люмьер, которые в 1895 г. разработали конструкцию киноаппарата для съемки и проекции движущихся фотографий, назвав его кинематографом, нанесло смертельный удар "Оптическому театру" Эмиля Рейно.

Опытная демонстрация фильма, заснятого на кинопленке, состоялась в марте 1895 г., а в конце декабря того же года в Париже уже начал функционировать первый кинотеатр.
Рождение кинематографа вытеснило мультипликацию. На некоторое время ее предали забвению, увлекшись перспективами быстро развивающейся игровой кинематографии.

В 1910 году Рейно, подавленный постигшими его затем неудачами, утопил все оборудование и свои фильмы в Сене. В 1916 году он умер в приюте для бедняков.

Слайд 9. Настоящую революцию в мире анимации произвел УОЛТ ДИСНЕЙ (1901–1966), американский режиссер, художник и продюсер.

В 1923 году он выпускает серию “Алиса в стране мультипликации”. В 1928 году – звуковой мультфильм “Пароходик Вилли” с героем Микки Маусом. Позже появился утенок Дональд Дак, завоевавший любовь всех детей мира.

1940 г. – На студии "Метро-Голдвин-Майер" начинают производство серии "Том и Джерри”, над которой аниматоры работали 17 лет.

Студия Диснея получила 12 “Оскаров” за свои работы.

Слайд 10. В Японии первые эксперименты с анимацией начались в 1913 году, а уже в 1917 году появились анимационные фильмы длинной от 1 до 5 минут. Фильмы эти были выполнены художниками-одиночками, которые пытались обобщить и переиначить опыт американских и европейских мультипликаторов. Таким образом, зарождался японский стиль анимации, названный “аниме” от британского “animation”. В 20-е годы аниме представляло собой экранизацию классических китайских и японских сказок, нарисованных в стиле традиционной японской графики. Наиболее знаменитыми аниматорами этого времени считаются Симокава Дэкотэн, Коти Дзюнъити, и другие, вырезавшие своих персонажей из бумаги (силуэтная анимация). В 1932 году была создана первая японская анимационная студия, а в 1933 году – снят первый звуковой анимационный фильм. В России по ТВ в разное время показывались японские фильмы “Ведьма Салли”, “Кот в сапогах”, “Корабль-призрак”, “Кенди”, “Приключении пчелки Майи”, “Конан – мальчик из будущего” и др. В отличие от анимации других стран, предназначаемой в основном для просмотра детьми, большая часть выпускаемого аниме рассчитана на подростковую и взрослую аудитории, и во многом за счет этого имеет высокую популярность в мире. Аниме часто (но не всегда) отличается характерной манерой отрисовки персонажей и фонов. Издается в форме телевизионных сериалов, а также фильмов, распространяемых на видеоносителях или предназначенных для кинопоказа.

Слайд 11. В 1936 г. в Москве по решению правительства была создана специальная студия рисованных фильмов – “Союзмультфильм”. Выходят первые цветные детские фильмы: "Красная шапочка", "Маленький Мук" "Лимпопо" и "Бармалей" и другие.

С криком "Ура, мультики!" каждый вечер дети бежали к телевизору, чтобы в очередной раз посмотреть телепередачу "Спокойной ночи, малыши!". С 1969 года на “Союзмультфильме” Котеночкин создает многосерийный фильм “Ну, Погоди!”

Это далеко не полная история анимация, небольшое отступление. Более подробно c удивительной и интересной историей анимации вы можете познакомиться самостоятельно, литературные и интернет источники для самостоятельного углубленного изучения вопросов анимации смотрите на 4 странице брошюры “Компьютерная анимация”.

Принципы анимации.

Там же в брошюре представлены и подробно раскрыты общие принципы, которые используются при создании анимационных фильмов. Большинство из них сформулировано для анимации Диснея и первоначально относилось к мультфильмам, выполненным в традиционной анимации, но практически все они применимы и при других технологиях. Вы их самостоятельно изучите во внеурочное время. Мы обсудим их на следующем занятии.

Технологии создания анимации.

Слайд 12. Рассмотрим технологии создания анимации. Давайте разберемся, что они из себя представляют.

Давайте вспомним, что такое компьютерная анимация?

Учащиеся: “Оживление” изображений на экране дисплея, синтез динамических изображений на компьютере.

Похожая информация.

В настоящее время существуют различные технологии создания анимации:

1. Классическая (традиционная) анимация представляет собой поочередную смену рисунков, каждый из которых нарисован отдельно. Это - очень трудоемкий процесс, так как аниматорам приходится отдельно создавать каждый кадр.

2. Стоп-кадровая (кукольная) анимация. Размещенные в пространстве объекты фиксируются кадром, после чего их положение изменяется и вновь фиксируется.

3. Спрайтовая анимация реализуется при помощи языка программирования.

4. Морфинг - преобразование одного объекта в другой за счет генерации заданного количества промежуточных кадров.

5. Цветовая анимация - при ней изменяется лишь цвет, а не положение объекта.

6. 3D-анимация создается при помощи специальных программ (например, 3D MAX). Картинки получаются путем визуализации сцены, а каждая сцена представляет собой набор объектов, источников света, текстур.

7. Захват движения (Motion Capture) - первое направление анимации, которое дает возможность передавать естественные, реалистичные движения в реальном времени. Датчики прикрепляются на живого актера в тех местах, которые будут приведены в соответствие с контрольными точками компьютерной модели для ввода и оцифровки движения. Координаты актера и его ориентация в пространстве передаются графической станции, и анимационные модели оживают.

6.4. Принципы анимации

При создании анимационных фильмов используются некоторые общие принципы. Большинство из них сформулировано для анимации Диснея и первоначально относилось к мультфильмам, выполненным в технике традиционной анимации, но практически все они применимы и при других технологиях.

Сжатие и растяжение

Если передвинуть твердый реальный объект, к примеру, стул, то он останется жестким и в движении. Форма же живых существ всегда по-особому деформируется. Например, если Вы сгибаете руку, Ваш бицепс вздувается. Когда Вы выпрямляете руку, мышцы вытягиваются и выпрямляются. Согнутое положение показывают сплющенным объемом, а выпрямленное - вытянутым. Важное правило: считать объем объектов постоянным при сжатии, растяжении и в покое. Если этим пренебречь, то объекты будут выглядеть уменьшенными при сжатии и увеличенными при растяжении.

Классический пример - прыгающий мяч, когда он сплющивается при касании земли и вытягивается до и после касания. Растяжение, хотя и нереалистичное, заставляет мяч двигаться быстрее прямо перед касанием земли и сразу после.

Когда объекты сжимаются и растягиваются, это говорит нам, что они сделаны из пластичного материала, если нет, то из жесткого. Объекты, частично пластичные или частично жесткие должны деформироваться только в пластичных местах. Объекты на шарнирах могут двигаться без деформации, как, к примеру, Люксо Младший (Luxo, jr.).

Деформации особенно важны в лицевой мимике: они показывают пластичность кожи и мускулов, как и взаимосвязи различных частей лица. В самой ранней анимации персонажи двигали только губами, что выглядело нереалистично. Позднее инновации позволили изменяться всему лицу вслед за ртом, что уже выглядит более правдоподобно. Для эффекта это можно еще и преувеличить. Широкая улыбка или насупленное выражение лица привлекательнее, чем только изменение одного рта.

Деформации можно использовать и при быстром движении объектов. Если движение медленное, объект перекрывает сам себя в кадрах, и движение визуально сглаживается. Но если движение очень быстрое, то захлеста объектов нет и глаз различает отдельные картинки - объект начнет стробироваться, мелькать. Решение - растянуть объект, чтобы сохранить захлест и плавность движения.

Рис. 6.4. Иллюстрация принципа сжатия и растяжения в анимации

Пример: мяч справа был растянут, что выглядит более естественным.

Сжатие и растяжение может быть выполнено различными масштабированиями в 3D-системе координат ключевых поз. Следите за неизменностью объема. Так, растяжение по одной из осей (X), должно привести к сжатию в других направлениях (Z,Y). Растяжение должно быть выполнено также вдоль направления движения - может потребоваться и трансформация вращения.

Расчет времени и движения (тайминг)

Расчет скорости выполнения действия, или тайминг, имеет большое значение для движения, причем и физическое, и эмоциональное. Аниматору приходится уделять много внимания балансировке упреждения движения, самому движению и реакции на это движение. Если движение занимает слишком много времени, то зритель может потерять к нему интерес, а если слишком мало, то зритель может не разглядеть его или не понять.

Тайминг может передать ощущение массы объекта. Тяжелые объекты требуют большей силы и более длительного времени на ускорение и замедление. Например, мяч для боулинга персонаж поднимает медленнее, чем баскетбольный мяч. Подобным образом тайминг говорит и о размере объектов. Большие объекты двигаются медленнее, чем маленькие, имеют большую инерцию. Такой эффект делают не изменением поз, а варьированием промежутков (числа кадров) между позами.

Движение может давать иллюзию веса предметов. Рассмотрим, например, мяч, ударяющийся о коробку.

Если мяч отскакивает от коробки, а коробка неподвижна, у нас складывается иллюзия, будто коробка намного тяжелее мяча.

Если же мяч сдвигает коробку и двигается дальше, то коробка воспринимается как значительно более легкая, чем мяч.

Тайминг может иметь и эмоциональное значение. Рассмотрим сцену с головой, наклоненной сначала в сторону правого, потом в сторону левого плеча.

Изменяя число промежуточных кадров, можно изменить значение происходящего:

Без промежуточных кадров - персонажа очень сильно ударили, ему почти снесли голову.

Один промежуточный кадр - персонажа ударили чем-то весомым, например сковородой.

Два промежуточных кадра - персонажа свела нервная судорога

Три промежуточных кадра - персонаж уклоняется от пролетающего объекта.

Четыре промежуточных кадра - персонаж кивком головы отдает отрывистый приказ.

Шесть промежуточных кадров - персонаж увидел что-то привлекательное.

Девять промежуточных кадров - персонаж о чем-то задумался.

Десять промежуточных кадров - персонаж разминает затекшую шею.

Упреждение (или отказное движение)

Движение делится на три части:

1. подготовка движения – упреждение,

2. собственно движение,

3. окончание движения.

Упреждение можно рассматривать как подготовку движения, следующую из анатомии, например, замах ноги перед ударом по мячу.

Также его можно рассматривать как способ привлечения зрительского внимания к той части экрана, где подготавливается движение; например, поднимание рук вверх и выразительный взгляд на что-то до того, как его поднять; или взгляд на что-то вне экрана и затем реакция на него до того, как движение появится на экране. Так, например, сделана начальная сцена в Люксо Младшем (Luxo, jr.). Папа смотрит вне экрана и реагирует на что-то. Это заставляет зрителей смотреть на ту часть кадра, где должен появиться Люксо Младший (Luxo, jr.).

Правильно рассчитанное упреждение помогает зрителям лучше понять и быстрое движение, например, подготовку бега, а затем и прыжка за пределы экрана.

Упреждение может создавать ощущение веса или массы, например, тяжелые люди могут опираться на стул, чтобы встать, а вот маленькие могут просто вскочить.

Сценичность

Сценичность - это постановка идеи так, чтобы она читалась предельно ясно.

Идея может быть выражена в действии, индивидуальности, эмоциях или настроении - главное, чтобы идея была ясна для зрителей.

Сценичность ведет зрительские глаза туда, где произойдет действие, чтобы никто ничего не пропустил. Это означает, что в каждый момент важна только одна идея, иначе зрители не заметят нее. Так, иногда главный объект должен быть контрастнее остальной сцены. Хороший пример - привлечь внимание движением. В статичной сцене обратит на себя внимание движущийся предмет, в сценах же, где все движется, глаз остановится на неподвижном объекте.

Аниматор должен использовать различные техники, чтобы быть уверенным, что зритель смотрит на нужный объект в нужное время. Например, в Люксо Младшем (Luxo, jr.) папа появляется первым и поэтому становится центром внимания. А когда сынишка впрыгивает в кадр, двигаясь быстро, центр внимания переключается на него. В определенный момент сынишка останавливается и смотрит вверх на папу, опять переводя внимание на него.

В ранний период Диснея все персонажи были черно-белыми, без оттенков серого. Все движения показывались силуэтами (видами сбоку), иначе, если бы персонаж сдвинул свою черную руку вперед своего черного тела, это бы не прочиталось. Поэтому действие должно происходить на белом фоне. Аниматоры Диснея выяснили, что даже без этого технологического ограничения наиболее четко действие читается в силуэтах.

И в современной цветной 3D-графике силуэтные действия остаются наиболее разграниченными и, соответственно, предпочитаемыми даже по сравнению с фронтальным действием. К примеру, если силуэт персонажа просыпается и трет свои бока, легче будет понять, что происходит, чем если он потрет живот.

Сквозное движение и захлест действия

Сквозное движение - это непрерывность, отсутствие частей в движении. Примером может служить бросание мяча: рука продолжает двигаться, когда мяч уже брошен. При движении сложного объекта различные части объекта движутся различное время с различным темпом. Например, при ходьбе сначала идет бедро, затем остальная часть ноги и потом уже стопа. Когда ведущая часть останавливается, ведомые еще продолжают движение.

Тяжелые части запаздывают и останавливаются медленнее. К примеру, антенны насекомого будут запаздывать, а их движение будет более быстрым, указывая на меньшую массу.

Захлест означает начало второго движения до того, как первое полностью закончилось. Это удерживает интерес зрителя: между движениями не должно быть мертвых точек.

Вот замечание о захлесте от Уолта Диснея:

«Совсем не обязательно аниматору брать персонажа в первой точке и полностью завершать это действие и лишь затем переходить к следующему действию, как если бы он никогда не думал, что будет делать дальше до полного завершения первого действия. Когда персонаж знает, что он собирается делать, он не будет останавливаться перед каждым отдельным действием и раздумывать, делать ли его. Он спланирует это заранее в своей голове».

«Прямо вперед» и «от позы к позе»

«Прямо вперед» при ручном рисовании анимации - это когда аниматор начинает фазовать с первого движения, последовательно делая рисунок за рисунком, пока не закончит сцену. Это создает спонтанную и непредсказуемую анимацию и используется для диких путаных движений.

«От позы к позе» - аниматор аккуратно распланирует всю анимацию, нарисует последовательность основных поз (начало, несколько промежуточных фаз и финальные фазы), а потом уже все промежуточные кадры (это может сделать другой художник или компьютер). Такая техника используется там, где сцена требует большего внимания, а сами позы и расчет времени и движения очень важны.

Эта техника подобна расстановке ключевых кадров в компьютерной графике, которую приходится слегка доводить, ведь промежуточные фазы не всегда предсказуемы. Например, объекты или части объекта могут пересекать друг друга. В случае сложных объектов компьютерная расстановка фаз требует изменения и из-за иерархической структуры модели. Различные части иерархии должны быть трансформированы в различных ключах. Например, при прыжке, ключи перемещения могут быть установлены сразу для всей модели в направлениях X и Z. Затем дополнительные ключи вращения или перемещения могут быть установлены для отдельных частей модели, например рук и ног.

Смягчение начала и завершения

Прием расстановки промежуточных фаз между двумя крайними положениями. Это - второй и третий порядок продолженности (continuity, плавности) движения объекта. По сравнению с постоянной скоростью ускорения выглядят более привлекательно и иногда более естественно, из чего следует, что надо изменять скорость движения. Например, прыгающий мяч движется быстрее, когда он подлетает или отскакивает от земли и медленнее в наивысшей точке. Для объекта или персонажа это характеризуется словами «мягкое завершение» предыдущей позы и «мягкое начало» позы следующей.

Мяч слева прыгает с постоянной скоростью без сжатия/растяжения.

Мяч в центре имеет смягченные начало и завершение со сжатием/растяжением.

Мяч справа двигается с постоянной скоростью со сжатием/растяжением.

Этого обычно добиваются использованием сплайнов смягчения, контролирующих траектории движения объектов. Для достижения нужного эффекта можно изменять различные параметры сплайнов. В 3D Studio они контролируются параметрами Ease To и Ease From в закладке Key (вызванного из окна Track).

Когда эти параметры равны нулю, скорость постоянна в обоих направлениях, то есть в начале и в завершении ключевой фазы. При более высоком значении параметра Ease To движение ускоряется, покидая предыдущий ключевой кадр, и замедляется, подходя к текущему. При более низком значении параметра Ease From движение медленнее покидает текущий кадр и ускоряется к следующему ключевому кадру.

Установка параметра tick mark контролирует направление изменения скорости: с установленным tick mark такт движения замедляется, а с неустановленным - такт ускоряется. Примеры:

Оба параметра Ease To/From установлены на 0 (bounce0.flc).

Оба параметра Ease To/From установлены на 50 (max value) (bounce1.flc).

Другие вероятные проблемы связаны с самими сплайнами, контролирующими движение в области ключевого кадра. Из-за математических свойств сплайнов возможен эффект засечения (overshoot). Посмотрите, например, на box1.flc. Для верхней коробки ключевые кадры были расставлены так, чтобы она только касалась верхней грани нижней коробки, но из-за свойств сплайнов после просчета промежуточных фаз она, двигаясь, засекает нижнюю коробку.

Требуются еще три других параметра, контролирующих форму сплайнов смягчения.

Натяжение (Tension) - контроллер натяжения определяет форму сплайновой кривой.

Продолженность (Continuity) контролирует угол, под которым сплайн входит в ключевой кадр или покидает его.

Смещение (Bias) поднимает или опускает кривую движения в позиции ключевого кадра.

Движение по дугам

Шарнирно соединенные сочленения двигаются по дугам. Конечности млекопитающих и многих других живых существ имеют именно такую конструкцию. Следовательно, когда мы двигаем руками или ногами, перемещение происходит по дуге. В результате движение получается натуральным и предсказуемым.

Однако это всего лишь частный случай. Аниматоры Диснея в 1920-30-х годах изучали, что именно хочет видеть зритель. Они обнаружили, что людям намного больше нравятся дугообразные формы, а не прямые линии. Поэтому при разработке траектории перемещения нужно убедиться, что с точки зрения камеры она имеет форму дуги.

Представьте себе подающего в бейсбольной команде. Он может заставить мяч двигаться по прямой линии, но действие станет намного более интересным, если траектория будет дугообразной. Это несложное изменение поразительно влияет на зрителей.

Преувеличение

Преувеличение не означает только растягивание движений или объектов, аниматор должен тщательно отбирать свойства, которые надо преувеличить. Когда преувеличено только что-то одно, оно может слишком выделяться. Если же вообще все преувеличить, то вся сцена будет выглядеть недостоверно.

Второстепенные действия

Эти движения являются результатами других действий. Они могут использоваться для усложнения, добавления деталей и интереса к сцене. Но они должны всегда иметь подчиненное положение по отношению к основным движениям в сцене. Например, эмоции на лице персонажа. Движения тела могут отражать основное действие, а выражение лица добавляется к нему. Другой пример - болтающийся электрический шнур за Люксо Младшим (Luxo, jr.).

Привлекательность

Привлекательность заставляет зрителей неотрывно следить за происходящим. Это - эквивалент харизмы живого актера. Сцена или персонаж не должны быть примитивными (скучными!) или слишком сложными (трудно воспринимаемыми). Отсюда принцип: избегать зеркальной симметрии. Асимметрия выглядит более интересной и привлекательной.

Индивидуальность

Цель всех принципов, рассмотренных выше, - придать анимированным персонажам индивидуальность, привлекающую зрителей. Различные принципы могут применяться к внешнему виду персонажа для достижения стойкой индивидуальности. Это значит, что аниматор должен иметь четкое представление об индивидуальности персонажа до того, как начнет его анимировать.

ЛЕКЦИЯ

Тема: Средства и технологии работы с графикой

План:

1. Средства обработки графической информации

2. Графические редакторы

3. Аниматоры

4. Трёхмерная анимация

5. Программы двумерного и трёхмерного моделирования

Графика, картинки, фотографии - для компьютера это тоже знаки. Их преобразование производится с помощью очень интересных, но иногда весьма непростых технологий.

Средства обработки графической информации

Аппаратные средства

К аппаратным средствам создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.) относятся в основном:

• мониторы и видеокарты, поддерживающие графический режим отображения;
• видеоускорители, ускоряющие выполнение графических операций и тем самым разгружающие центральный процессор;
• 3D-акселераторы, способные самостоятельно, без участия процессора, рассчитывать взаимное расположение фигур в трёхмерном пространстве и в реальном масштабе времени отображать требуемую двумерную проекцию на экране монитора;
• манипуляторы «мышь», без которых не мыслится работа большинства современных программных средств работы с графикой;
• сканеры как устройства оцифровки графических изображений;
• дигитайзеры (совместно со световым пером и графическим планшетом), преобразующие в векторный формат изображение, полученное в результате передвижения руки оператора;
• принтеры и графопостроители (плоттеры) в качестве основных устройств вывода графических изображений.

Программные средства

К программным средствам создания и обработки графических изображений относятся:

• графические редакторы;
• аниматоры;
• программные средства для работы с трёхмерной графикой;
• средства деловой графики;
• средства для создания презентаций, функции которых часто совмещают функции вышеперечисленных средств. Перечисленные средства могут встречаться в виде:
• отдельных самостоятельных программ (чаще всего это графические редакторы);
• отдельных модулей, входящих в состав других программных средств (например, Мастер диаграмм как составная часть текстового процессора или электронных таблиц);
• сложного комплекса программных модулей (большинство программных средств для работы с трёхмерной графикой, средства автоматизированного проектирования и т. п.).

Программы компьютерной графики и анимации представляют профессиональный интерес для художников и дизайнеров, полиграфистов и кинематографистов, разработчиков компьютерных игр и создателей образовательных программ, клип-мейкеров и учёных, а также любых специалистов, которым необходимо создавать, использовать и обрабатывать самые разнообразные изображения.

По своему профессиональному назначению средства компьютерной графики и анимации можно подразделить на следующие группы:

• пакеты компьютерной графики для полиграфии - позволяют дополнять текст иллюстрациями разного происхождения, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством;
• программы двумерной компьютерной живописи - графические редакторы;
• комплексы для обработки видеоизображений, необходимые для наложения анимационных спецэффектов на видеозапись;

2. Графические редакторы

Графические редакторы (Painter, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Corel Draw!, FreeHand, Picture Man и другие) предназначены преимущественно для просмотра, создания и редактирования плоскостных (двумерных) статичных изображений.

Они используются и как самостоятельные средства, и в качестве одного из модулей дизайнерских, презентационных или анимационных программ.

Этот класс программ часто носит название 2Б-графика (D от англ. dimension - размерность). Они моделируют различные изобразительные инструменты (карандаш, ручка, уголь, аэрограф и др.), позволяют имитировать рисунки акварелью и маслом, а также создавать эффект натуральной среды. На рис. 1 показан рисунок, созданный в графическом редакторе.

Рис. 1. Рисунок, созданный в графическом редакторе

Пользовательское меню графического редактора чаще всего включает в себя возможность выбора:

• цвета линий и фона;
• толщины и типа линий;
• инструментов (графические примитивы, сопровождение надписями, средства выделения фрагмента изображения и прочее);
• простейших вариантов преобразования выделенного фрагмента (копирование, удаление, симметричное отображение, масштабирование, наклон, растушёвка и прочее);
• операций над изображением в целом (сохранить на внешнем носителе, установить атрибуты изображения - размер, цветность, формат файла и прочее, вывести на печать и т. п.);
• операций над слоями изображения (наложение слоев, использование прозрачности слоя и пр.).

Применение всевозможных эффектов базируется на алгоритмах, работа которых заключается в преобразовании цветов отдельных пикселей изображения в соответствии с определёнными математическими формулами.

Пример. Графический редактор Photoshop 5.0 включает в себя в качестве инструментов для обработки изображений разнообразные эффекты.

1. Применяя последовательно поворот изображения на 90°, эффект «Ветер», обратный поворот на 90°, эффект «Дрожание», эффект «Размытие», и смену палитры, можно из обычного текста получить изображение «огненной» надписи (рис. 2).

Рис. 2. «Огненная» надпись из обычного шрифта

2. Последовательно применив к белому листу фильтр «Облака», стиль «Найти края» и выбрав режим автоматического подбора уровней чёрного и белого цвета, можно получить вполне реалистичное изображение каменистой поверхности (рис. 3).

Рис. 3. «Каменистая» поверхность

Большинство графических редакторов создают растровые (точечные) изображения, хотя имеют возможности работать и с векторной графикой. Программы-аниматоры и программы для работы с трёхмерной графикой часто используют векторный способ кодирования изображений. Это связано с тем, что при использовании растровой графики существенную часть работы по построению изображения надо делать вручную, в том числе прорисовывать промежуточные кадры в анимации.

Настоящее объёмное (трёхмерное, 3D) изображение проще создать с помощью векторной графики. Этот метод больше походит на черчение, причём часто трёхмерное. С помощью векторной графики объекты строятся из так называемых примитивов - линий, окружностей, кривых, кубов, сфер и т. д. Примитив не нужно рисовать - выбрав пиктограмму с изображением или названием, например, сферы, вы просто задаёте её параметры (координаты центра, радиус, количество граней, составляющих трёхмерные поверхности и т. п.), а уж компьютер чертит её сам.

Технологию создания трёхмерного изображения можно разделить на три основных этапа.

Этап 1 . На этом этапе, который называется каркасной аппроксимацией, строится каркас будущего изображения - производится представление всех криволинейных поверхностей в виде пространственной сети, состоящей из двумерных граней. Чем мельче это разбиение, тем более правдоподобно будет выглядеть картинка.

Этап 2 . Этап геометрических построений поверхностей включает построение сцены: заполнение поверхностей, создание перспективы, учёт влияния источников света и пр.

Этап 3 . На заключительном этапе выбираются материалы (текстуры), в соответствии с которыми происходит раскраска поверхностей, и запускается процесс визуализации (Rendering). Это, как правило, довольно длительная процедура построения реалистичного изображения по созданной каркасной модели и указанным материалам.

Процесс создания трёхмерного объекта и его преобразование в двумерное представление осуществляется совместно центральным процессором и графическим процессором, расположенным на карте видеоадаптера или 3D-акселератора. При этом координаты объекта сначала преобразуются в физические, а затем в 2D-координаты экрана монитора (путём построения различных ортогональных и аксонометрических проекций). После этого 3D-акселератор выполняет раскраску и заполнение каждого пикселя изображения. Этапы создания трёхмерного изображения проиллюстрированы на рис. 4.

3. Аниматоры

Аниматоры (Animator Pro, Power Animator, Animation Works Interactive, Animo и др.) могут работать как с двумерными, так и с трёхмерными изображениями.

В отличие от традиционной анимации, где каждый кадр рисуется вручную, в компьютерной двумерной анимации значительную часть рутинной работы берёт на себя программа.

Рис. 4. Поэтапное создание трёхмерного изображения

Пример. Используя специальные инструменты пользовательского меню программы-аниматора, можно задать движение по траектории (программа создаст соответствующие промежуточные кадры - рис. 5) или плавно изменить палитру в течение нескольких кадров (например, постепенно затемнить изображение или убрать часть цветов).

Рис. 5. Задание движения выделенного объекта-спрайта

Некоторые технологии создания анимационной графики

Классическая анимация. Этот метод представляет собой поочерёдную смену рисунков, каждый из которых нарисован отдельно (принцип мультфильма). Он очень трудоёмок из-за необходимости создания каждого рисунка.

Спрайтовая анимация. Это анимация, чаще реализуемая при помощи языка программирования или специального инструментального средства. В спрайтовой анимации отсутствует понятие кадра (принцип подвижных игр). Спрайт представляет собой растровое изображение небольшого размера, которое может перемещаться по экрану независимо от остального изображения (рис. 5).

Морфинг. Это преобразование одного графического образа в другой. Часто выполняется программно. Программа, реализующая специальные математические методы преобразования данных, генерирует заданное количество промежуточных кадров, которое обеспечивает плавный переход начального образа в конечный.

Анимация цветом. Положение объектов не изменяется, меняется лишь цвет.

4. Трёхмерная анимация

Трёхмерная анимация (программы 3D Studio, Power Animator, Truespace, Prisms, Three-D, RenderMan, Crystal Topas и др.) по технологии напоминает кукольную: вы создаете каркасы объектов, накладываете на них материалы, компонуете всё это в единую сцену, устанавливаете освещение и камеру, а затем задаёте количество кадров в фильме и движение предметов. Посмотреть происходящее можно с помощью камеры, которая тоже может двигаться.

Пример. Программа 3D Studio позволяет работать с неограниченным числом камер с масштабированием изображения в реальном времени, подвижными камерами; возможно управление углом зрения, а также моделирование крупноформатной камеры с изменяющейся перспективой. 3D Studio позволяет использовать несколько впечатляющих способов работы со светом, например, может задать лучевой источник света, имитирующий падение солнечного света с образованием теней; подсветку неподвижных и движущихся цветных растровых образов и т. д. Движение объектов в трёхмерном пространстве задаётся по траекториям, ключевым кадрам и с помощью формул , связывающих движение частей сложных конструкций. Подобрав нужное движение, освещение и материалы, вы запускаете процесс визуализации. В течение некоторого времени компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдаёт вам готовый фильм. Недостаток, следующий из такой техники создания изображения, - это чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов. Правда, эти проблемы преодолимы. В анимационных пакетах улучшаются средства визуализации, обновляются инструменты для создания спецэффектов и увеличиваются библиотеки материалов. Для создания «неровных» объектов, например, волос или дыма, используется технология формирования объекта из множества частиц. Вводятся разнообразные методы «оживления», разрабатываются новые технологии совмещения видеозаписи и анимационных эффектов, используются инструменты точной синхронизации звука и изображения, что позволяет сделать сцены и движения более реалистичными.

Пример. Программа Power Animator использует движение по подобию как один из методов «оживления». Записав на цифровую видеокамеру движения живого актёра, можно «заставить» созданный в аниматоре персонаж повторять их с помощью специальной функции. В результате гном из «Белоснежки» будет двигаться с изяществом выбранного актёра. А если что-то не понравится, есть возможность подредактировать всё по ходу дела.

Технология открытых систем позволяет работать сразу с несколькими пакетами. Можно создать модель в одном пакете, разрисовать её в другом, оживить в третьем, дополнить видеозаписью в четвёртом.

5. Программы двумерного и трёхмерного моделирования

Программы двумерного и трёхмерного моделирования (AutoCAD, Sketch!, Ray Dream Designer, Crystal 3D Designer, AutoStudio и др.) применяются для дизайнерских и инженерных разработок.

Пример. Программу AutoCAD часто рассматривают как графическое ядро систем автоматизированного проектирования (САПР): она реализует основные операции по созданию и редактированию линий, дуг и текста, создает 2D- и ЗБ-модели; автоматизирует решение многих расчётных задач, возникающих в процессе проектирования. В программе Auto Studio к традиционным методам трёхмерной графики добавлены средства редактирования моделей и анимации, разработанные специально для дизайнеров автомобилей.

Средства компьютерного графического моделирования используются конструкторами и архитекторами. Широко применяются они и в научных исследованиях (рис. 4.5.6).

6. Программы для научной визуализации

Программы для научной визуализации (Surfer, Grapher, IRIS Explorer, PV-Wave, Khronos, Data Visualizer, MapViewer и др.) могут быть предназначены для различных целей - от решения проблем муниципального планирования до визуализации солнечных взрывов.

Наиболее часто они применяются:

• для создания поверхностей, описываемых функциями типа z=f(x,y), и графиков, описываемых функциями типа у= f(x);
• для построения цветных карт;
• для создания моделей погодных условий и океана и т. п.

Пример. Пакет Map Viewer позволяет вводить и корректировать карты - изменять масштаб, преобразовывать координаты, а также обрабатывать и выводить в графическом виде числовую информацию, связанную с картами - например, демографические данные.

С помощью пакета Earth Watch можно моделировать и демонстрировать трёхмерную картину метеоусловий над Землей, строить топологические поверхности по космическим снимкам и давать прогноз погоды на неделю вперед (рис. 7).

знать

Каппаратным средствам создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.) относятся в основном:

Монитор и видеокарта, поддерживающая графический режим отображения;

Видеоадаптеры (видеоускорители);

3D-акселераторы;

Манипуляторы «мышь»;

Сканеры;

Дигитайзеры;

Принтеры и графопостроители (плоттеры).

К программным средствам создания и обработки графических изображений относятся:

Программы двумерной компьютерной живописи - графические редакторы, предназначенные преимущественно для создания и обработки плоскостных (двумерных) статичных изображений;

Средства деловой графики;

Пакеты компьютерной графики для полиграфии - позволяют дополнять текст иллюстрациями разного формата, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством;

Презентационные пакеты, используемые как средства создания разнообразных слайдов для сопровождения докладов, выступлений, рекламных акций;

Программы двумерной анимации, используемые для создания динамических изображений и спецэффектов в кино;

Программы для двумерного и трёхмерного моделирования, применяемые для дизайнерских и инженерных разработок;

Пакеты трёхмерной анимации, используемые для создания рекламных и музыкальных клипов и кинофильмов;

Программы для научной визуализации.

Контрольные вопросы

1. Что относится к аппаратным средствам создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.)?

2. Какие программные средства создания и обработки графических изображений Вы знаете?

3. Определите, с каким типом графики - векторной или растровой - работает графический редактор, установленный на вашем компьютере. Обладает ли он хотя бы некоторыми функциями аниматора?