第2章-三维动画技术基础课件

（2012）第第2 2章：三维动画技术基础章：三维动画技术基础 2.2.1 1 动画的基本原理动画的基本原理 2.22.2 动画运动规律简述动画运动规律简述 2.32.3 动画制作的基本法则动画制作的基本法则 2.4 2.4 动画曲线的编辑动画曲线的编辑2.2.1 1 动画的基本原理动画的基本原理无无论论何何种种动动画画，都都是是利利用用人人类类眼眼睛睛的的“视视觉觉滞滞留留效效应应”产产生生动动感感，多多幅幅画画面面快快速速连连续续的的更更换换，使使人人们们看看到到连连续续活活动动的的图图像像，这这就是动画的基本原理。就是动画的基本原理。“视觉滞留效应视觉滞留效应”是是指指人人在在看看物物体体时时，物物体体的的影影像像短短暂暂地地残残留留在在人人脑脑视视觉觉神神经经中中，残残留留时时间间约约为为1/24s1/24s。如如果果每每1/24s1/24s更更替替一一个个画画面面，人人们们的的大大脑脑在在前前一一个个画画面面影影像像没没有有消消失失前前，又又接接受受到到下下一一个个画画面面的的新新影影像像，连连续续的的大大脑脑感感受受使使人人们们感感觉到连续的影像变化。觉到连续的影像变化。下下页页展展示示的的是是一一组组传传统统动动画画的的画画面面，表表现现小小鸟鸟飞飞翔翔的的主主题题。各各帧帧画画面面的的小小鸟鸟形形态态都都有有所所变变化化，将将这这组组画画面面快快速速连连续续播播放放，即即呈呈现现出出小小鸟鸟飞飞翔翔的的优美动感。优美动感。动画基本原理示动画基本原理示例：例：图图2-1 表现小鸟飞翔的传统动画表现小鸟飞翔的传统动画 连续播放小鸟飞翔画面连续播放小鸟飞翔画面（1515帧帧/秒秒）2.2 2.2 动画运动规律简述动画运动规律简述 动画关键在于“动”。本节讲解如何准确地描绘角色的运动，如何使角色动得更加生动、合理，使角色真正的栩栩如生、跃然纸上。对于动画创作者来说，本节内容的学习十分关键。无论动画片选用何种表现形式、何种结束手法，角色动作的实现原理都是一致的。掌握了动的规律，任何动画风格和形式下的角色都能够运动得游刃有余、随意自然。本节将从以下几方面分析动画的基本规律：极端与细分概念及弧线运动轨迹、因果关系、牛顿定律、物体被抛入空间、旋转中的物体、力与关节。2.2.1 2.2.1 极端与细分概念及弧线运动轨迹例如，右图中的人投掷铅球例如，右图中的人投掷铅球时，拿钳球的手会移动至脸旁的时，拿钳球的手会移动至脸旁的一个位置，自这个位置开始，手一个位置，自这个位置开始，手将向前推进，那么此位置即为于将向前推进，那么此位置即为于的极端位置。铅球脱手后，手回的极端位置。铅球脱手后，手回落一段距离再收回身体，脱手和落一段距离再收回身体，脱手和收回的地方也均是手的极端位置。收回的地方也均是手的极端位置。这三个极端之间便是手的细分位这三个极端之间便是手的细分位置。置。极端与细分位置。极端位置就是方向改变之处，极端与细分位置。极端位置就是方向改变之处，动作结束时即改变力向。而两处极端位置之间的部动作结束时即改变力向。而两处极端位置之间的部分称为细分或者经过位置。分称为细分或者经过位置。2.2.1 2.2.1 极端与细分概念及弧线运动轨迹。生活中，大部分生物在运动时其局部动作的轨迹会呈弧线。例如人走路时，手臂摆动的轨迹以及脚步抬起落下的运动轨迹也是弧线。这一发现使动画师设计角色的动作类型发生了重大改变，打破了以往动作僵硬的现象如图所示。2.2.1 2.2.1 极端与细分概念及弧线运动轨迹钟钟摆摆动动画画动动画画在在制制作作的的入入门门阶阶段段是是个个典典型型案案例例，因因为为这这个个动动画画重重点点引引入入了了极极端端与与细细分分的的动动画画概概念念，并并引引入入了了弧弧线线运运动动轨轨迹迹，使使初初学学者者对对动画的学习有了明确的切入点。动画的学习有了明确的切入点。(见见2.42.4例例1)1)钟摆的运动规律钟摆的运动规律 首先，摆球围绕固定轴心摆动，当它运动到两侧的最高位置时，不能再向上或外侧运动，已经到达了极限这两个位置即为极端位置，如左图所示。而摆球在这两个极端位置外的其他位置皆为细分位置，或称作经过位置、中间位置。需要注意的是，钟摆支臂的长度在摆动时维持不变，于是细分位置在运动中便形成圆弧路径，而非右图中的直线轨迹。确确定定了了摆摆球球的的圆圆弧弧运运动动后后，再再添添加加一一个个球球处处于于最最底底端端的的中中间间位位置置，如如左左图图所所示示，如如果果中中间间位位置置出出错错，那那么么整整个个动动画画都都将将不不协协调调。为为了了使使钟钟摆摆动动画画自自极极端端处处于于滑滑地地开开始始与与结结束束，再添加两个中间位置，如右图所示。再添加两个中间位置，如右图所示。钟摆的运动规律钟摆的运动规律由于让钟摆在两个极端位置间由慢至快再由由于让钟摆在两个极端位置间由慢至快再由快至慢地运动，还需快至慢地运动，还需再添加两个中间位置再添加两个中间位置，这样，这样能够使动画看起来更加有重量感，如图右所示。能够使动画看起来更加有重量感，如图右所示。钟摆的运动规律钟摆的运动规律上述的钟摆运动中体现了慢入慢出上述的钟摆运动中体现了慢入慢出法则。当摆球从极端位置开始向下摆动法则。当摆球从极端位置开始向下摆动时，可以认为它正在慢入，摆球下滑的时，可以认为它正在慢入，摆球下滑的速度越来越快，到达最低点后继续运动速度越来越快，到达最低点后继续运动但速度越来越慢，直至摆动到另一个但速度越来越慢，直至摆动到另一个极端位置，此时速度降为零，可认为是极端位置，此时速度降为零，可认为是慢出。慢出。钟摆的运动规律钟摆的运动规律 2.2.2 2.2.2 弹跳球运动规律弹跳球运动规律弹跳球动画虽然简单，但是展弹跳球动画虽然简单，但是展现出动画的许多特征，其中包含时现出动画的许多特征，其中包含时间、速度、间距、形态变形等动画间、速度、间距、形态变形等动画元素。元素。(见见2.42.4例例2)2)弹跳球中的时间与间距弹跳球中的时间与间距在弹跳球运动中，小球撞击地面后再弹在弹跳球运动中，小球撞击地面后再弹起，高度一起，高度一次比次比一次低，向前弹跳的距离一次低，向前弹跳的距离会越来越短，所花的时间也越来越短。在会越来越短，所花的时间也越来越短。在每一跳中，处于高处的时间较长，弹起和每一跳中，处于高处的时间较长，弹起和落下的时间较短，如下图所示。落下的时间较短，如下图所示。弹跳球中的时间与间距弹跳球中的时间与间距上图上图中体现为中体现为帧帧与帧之与帧之间有重叠。当其间有重叠。当其快速快速掉掉落时，则会落时，则会相隔得远些，这便是间距相隔得远些，这便是间距的体现。间距是指这帧与帧之间相距的远近。的体现。间距是指这帧与帧之间相距的远近。间距的概念虽然简单却十分重要，它是需要间距的概念虽然简单却十分重要，它是需要仔细捉摸之处，仔细捉摸之处，通过调整间距可使运动对象通过调整间距可使运动对象的节奏产生不同的效果。的节奏产生不同的效果。在制作小球向前弹跳的动画之前，一定在制作小球向前弹跳的动画之前，一定要先考虑好球的材质和质量，考虑球会产生要先考虑好球的材质和质量，考虑球会产生多大的重量感。多大的重量感。弹跳球中的挤压与拉伸弹跳球中的挤压与拉伸挤压和拉伸是用来表现物体弹性的。当物体处于运动中而突然停止挤压和拉伸是用来表现物体弹性的。当物体处于运动中而突然停止(特别是遇到障碍物特别是遇到障碍物)时，由于其自身惯性的原因，身体部分会继续向之时，由于其自身惯性的原因，身体部分会继续向之前的方向运动，这样便产生了类似挤压的效果。与挤压相反，物体从零前的方向运动，这样便产生了类似挤压的效果。与挤压相反，物体从零速开始运动时，依然会因为惯性而产生拉伸的效果。比如上述的弹跳球速开始运动时，依然会因为惯性而产生拉伸的效果。比如上述的弹跳球落到地面时形体会被压扁，这便是挤压的体现；而当小球弹起后它会在落到地面时形体会被压扁，这便是挤压的体现；而当小球弹起后它会在弹跳的方向上拉伸变形。弹跳的方向上拉伸变形。弹跳球的运动原理弹跳球的运动原理如图所示的弹跳球运动中，首先给小球一个水平方向的速如图所示的弹跳球运动中，首先给小球一个水平方向的速度，使其在水平方向上产生运动，而不是只固定在竖直方向度，使其在水平方向上产生运动，而不是只固定在竖直方向内上下跳动。由于受到重力的影响，在坚直方向上运动分解内上下跳动。由于受到重力的影响，在坚直方向上运动分解为自由落体运动。小球在下落的过程中，速度不断增加，表为自由落体运动。小球在下落的过程中，速度不断增加，表现为相同时间间隔内的间距渐增大。在小球碰触地面的过程现为相同时间间隔内的间距渐增大。在小球碰触地面的过程中，受到地面对其向上的挤压，竖直方向上的速度逐渐至零。中，受到地面对其向上的挤压，竖直方向上的速度逐渐至零。因地面给它的这个反作用力，小球开始向上运动。但由于小因地面给它的这个反作用力，小球开始向上运动。但由于小球一直受到向下的重力及与速度方向相反的空气阻力和地面球一直受到向下的重力及与速度方向相反的空气阻力和地面摩擦力的影响，小球在竖直方向和水平方向上的速度都逐渐摩擦力的影响，小球在竖直方向和水平方向上的速度都逐渐减小，表现为它在上升过程中，相同时间间隔内间距缩短，减小，表现为它在上升过程中，相同时间间隔内间距缩短，直至小球到达最高点，速度减为零，转而开始向下直至小球到达最高点，速度减为零，转而开始向下F F掉落，掉落，再次重复之前的过程再次重复之前的过程 。由于弹跳球在整个运动过程中能量。由于弹跳球在整个运动过程中能量的损大失，它在水平方向上的速度逐渐诫小，于是表现为每的损大失，它在水平方向上的速度逐渐诫小，于是表现为每跳一次，与之前地点的间隔逐渐减小。同理，弹跳的高度也跳一次，与之前地点的间隔逐渐减小。同理，弹跳的高度也渐渐降低。渐渐降低。2.2.3 2.2.3 动作的因果关系动作的因果关系当当一一个个物物体体加加在在一一个个物物体体上上，会会产产生生一一系系列列的的因因果果关关系系。这这就就是是力力加加载载到到一一个个能能变变形形的的物物体体(加加以以漫漫画画化化)上上的的结结果果。动动画画师师必必须须了了解解自自然然界界物物体体动动作作的的力力学学知知识识和和相相互互关关系系，并并将将这这些些知知识识存存储储在在脑脑子子里里。当当从从事事动动画画创创作作时时，才才能能很很好好地地创创造造情情绪绪和和表表达达正正确确的的感感觉觉。在在做做动动画画的的时时候候要要注注意，先意，先“因因”动而后动而后“果果”动。动。例例1，下图中一根绳子缠绕住物体并拉紧。此处的，下图中一根绳子缠绕住物体并拉紧。此处的“因因”就是就是绳子缠绕物体拉紧，绳子缠绕物体拉紧，“果果”是物体变形，动画皆是是物体变形，动画皆是“有因才有有因才有果果”的。图中，受力物体的反应程度受以下两点制约：的。图中，受力物体的反应程度受以下两点制约：绳子给物体施加了多少力。绳子给物体施加了多少力。受力物体的软硬程度。受力物体的软硬程度。2.2.3 2.2.3 动作的因果关系动作的因果关系例例2，跷跷板一端的小石块被另一端掉落下来的大石块跷起的实验，跷跷板一端的小石块被另一端掉落下来的大石块跷起的实验，如图所示。当大石头落在板的另一端时，跷跷板开始呈弯曲状，小石如图所示。当大石头落在板的另一端时，跷跷板开始呈弯曲状，小石头由于惯性扔在原处不动。而一瞬间后，跷跷板加速向反方向弹起，头由于惯性扔在原处不动。而一瞬间后，跷跷板加速向反方向弹起，使小石头飞出画面。使小石头飞出画面。2.2.3 2.2.3 动作的因果关系动作的因果关系例例3，如下图所示，当人被针刺中后会有什么反应，如下图所示，当人被针刺中后会有什么反应?仔细观察后会仔细观察后会发现：发现：反射性地躲闪扭动。反射性地躲闪扭动。惊恐地转过身去看发生了什么事情。惊恐地转过身去看发生了什么事情。以上诠释了动画的因果关系这一基本规律，仔细分析好因果关系以上诠释了动画的因果关系这一基本规律，仔细分析好因果关系的动作会使动画更加真实好看，更富有戏剧性。的动作会使动画更加真实好看，更富有戏剧性。2.2.3 2.2.3 动作的因果关系动作的因果关系2.2.4 2.2.4 牛顿定律在动画中的应用牛顿定律在动画中的应用 牛顿第一定律的内容：任何物体在不受任何外力牛顿第一定律的内容：任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。由于物体保持运到有外力迫使它改变这种状态为止。由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。惯性定律。凡是物体都有质量，当力加在它身上时物体开始凡是物体都有质量，当力加在它身上时物体开始运动。物体的质量愈大，改变它运动状态所需要的力运动。物体的质量愈大，改变它运动状态所需要的力也愈大。在同种状态下，也愈大。在同种状态下，个大质量的物体比小质量个大质量的物体比小质量的物体具有更大的惯性和动能。的物体具有更大的惯性和动能。2.2.4 2.2.4 牛顿定律在动画中的应用牛顿定律在动画中的应用 例如，炮弹在静止时需要很大的力去推动它。当炮弹发射时，炸药的力量作例如，炮弹在静止时需要很大的力去推动它。当炮弹发射时，炸药的力量作用于炮筒中的炮弹，炸药爆炸的力量很大，有足够的力量使炮弹加速到相当高用于炮筒中的炮弹，炸药爆炸的力量很大，有足够的力量使炮弹加速到相当高的速度。而一个较小的力，例如短时间的脚踢，对于移动炮弹可能根本没有效的速度。而一个较小的力，例如短时间的脚踢，对于移动炮弹可能根本没有效果。然而，不断地施加不算太强的力，也会使炮弹逐渐滚动，最后也会使它以果。然而，不断地施加不算太强的力，也会使炮弹逐渐滚动，最后也会使它以相当快的速度滚出去。一旦炮弹滚动起来，在忽略各种阻力的前提下，它将保相当快的速度滚出去。一旦炮弹滚动起来，在忽略各种阻力的前提下，它将保持匀速运动。假如它遇到了障碍物，它会受到阻止或撞破阻碍物继续前进，这持匀速运动。假如它遇到了障碍物，它会受到阻止或撞破阻碍物继续前进，这取决于炮弹的速度及障碍物的情况如下图所示。考虑阻力的情况下，假如它在取决于炮弹的速度及障碍物的情况如下图所示。考虑阻力的情况下，假如它在粗糙的表面上滚动，它会很快停止：但如果它在光滑的表面上滚动，因摩擦力粗糙的表面上滚动，它会很快停止：但如果它在光滑的表面上滚动，因摩擦力很小，需要滚动相当长的时间才会停止。很小，需要滚动相当长的时间才会停止。2.2.4 2.2.4 牛顿定律在动画中的应用牛顿定律在动画中的应用 因此，在动画中质量大的物体必须给予较多时间去表现动作的开始、因此，在动画中质量大的物体必须给予较多时间去表现动作的开始、停止或改变方向便具有令人信服的沉重感。停止或改变方向便具有令人信服的沉重感。小质量物体的运动状态改变时所需要的力也较小。比如只需很小的力小质量物体的运动状态改变时所需要的力也较小。比如只需很小的力和很短的时间即可推动一个气球向前运动，甚至手指轻轻一弹便足以使和很短的时间即可推动一个气球向前运动，甚至手指轻轻一弹便足以使其加速移动，如下图所示。当气球移动时，因质量小，空气阻力会使它其加速移动，如下图所示。当气球移动时，因质量小，空气阻力会使它很快减速，因此它不会移动太远。很快减速，因此它不会移动太远。而在屏幕上表现物体的重量感，完全取决于动画的时间间隔和对时而在屏幕上表现物体的重量感，完全取决于动画的时间间隔和对时间的掌控。间的掌控。2.2.5 2.2.5 物体被抛入空间的运动规律物体被抛入空间的运动规律 如果将物体垂直向上抛去，它的速度会逐渐减小至零，然后再加速向下坠落，如果将物体垂直向上抛去，它的速度会逐渐减小至零，然后再加速向下坠落，上升高度取决于抛上去的速度。如果一个球向上成角度地被抛出，它的运动就由上升高度取决于抛上去的速度。如果一个球向上成角度地被抛出，它的运动就由竖直方向和水平方向两部分组成。竖直方向的速度减少到零，然后再加速降落，竖直方向和水平方向两部分组成。竖直方向的速度减少到零，然后再加速降落，同时它水平方向向前的运动保持不变。这样，球便沿着抛物线运动。如果是一个同时它水平方向向前的运动保持不变。这样，球便沿着抛物线运动。如果是一个橡皮球落在坚硬而平滑的表面上，就会发生连续的弹跳动作。在一跳之间的弧度橡皮球落在坚硬而平滑的表面上，就会发生连续的弹跳动作。在一跳之间的弧度是抛物线，是抛物线，下一跳亦如此。其后，每次弹跳的抛物线都会降低高度，因为球每下一跳亦如此。其后，每次弹跳的抛物线都会降低高度，因为球每跳一次都会减少一部分能跳一次都会减少一部分能.量。角色的弹跳与球的弹跳原理是一样的，如图所示。量。角色的弹跳与球的弹跳原理是一样的，如图所示。2.2.6 2.2.6 旋转中物体的运动规律旋转中物体的运动规律 处于跳跃中或被抛出的物体，由于地处于跳跃中或被抛出的物体，由于地心引力作用，都沿着抛物线运动，实际心引力作用，都沿着抛物线运动，实际上说的是它的重心沿着抛物线运动，因上说的是它的重心沿着抛物线运动，因为运动中物体的重量几乎都集中于它的为运动中物体的重量几乎都集中于它的重心。重心。1.1.不规则的无生命物体不规则的无生命物体 如果一个形状不规则的物体落下或被抛掷穿如果一个形状不规则的物体落下或被抛掷穿过空间，它的重心沿着抛物线运动的时间可以计过空间，它的重心沿着抛物线运动的时间可以计算出来。大多数物体飞过空中时有旋转的倾向，算出来。大多数物体飞过空中时有旋转的倾向，但其重心仍沿抛物线运动，除非它是被纳入轨道，但其重心仍沿抛物线运动，除非它是被纳入轨道，呈椭圆形运动。所以做动画时，可以使物体以重呈椭圆形运动。所以做动画时，可以使物体以重心为枢轴有规律地转动，而重心则沿着抛物线运心为枢轴有规律地转动，而重心则沿着抛物线运动。动。1.1.不规则的无生命物体不规则的无生命物体 例如：一把沉重的榔头，它的大部分质量在金属的头部，因此，重心便接例如：一把沉重的榔头，它的大部分质量在金属的头部，因此，重心便接近于这一端。把榔头抛出，榔头在空中的运动规律是既自转又向前方运动，近于这一端。把榔头抛出，榔头在空中的运动规律是既自转又向前方运动，自转是绕自身的重心旋转，向前方运动是其重心呈抛物线运动，如图所示。自转是绕自身的重心旋转，向前方运动是其重心呈抛物线运动，如图所示。其他物体的形状及旋转的速度和方向可能不同，但与榔头的运动规律是一样其他物体的形状及旋转的速度和方向可能不同，但与榔头的运动规律是一样的。的。2.2.有生命的物体有生命的物体人人一个形状多变的物体，例如人，其重心的位置会改变，但总能找到重心。假如人跃起或跳下，即使他身体的形态不断变化，甚至旋转着也能找到其重心，并且重心与无生命物体一 样，同样沿着抛物线运动，如图所示。2.2.7 2.2.7 力与关节的运动规律力与关节的运动规律 1力通过活动关节传送力通过活动关节传送 设想有一根绳子拴住木棒的一端放在光滑的平面上，如图所示，如设想有一根绳子拴住木棒的一端放在光滑的平面上，如图所示，如果从右边与木棒大致成直角方向拉动绳子会出现什么结果果从右边与木棒大致成直角方向拉动绳子会出现什么结果?首先绳子被首先绳子被拉紧，显然绳子松的时候，木棒不会移动。木棒的重量集中于它的重心，拉紧，显然绳子松的时候，木棒不会移动。木棒的重量集中于它的重心，在它的重心未与绳子成为直线之前，整根木棒不会朝绳子的方向移动，在它的重心未与绳子成为直线之前，整根木棒不会朝绳子的方向移动，而只是先原地转动，直到它的纵轴和绳子成为一条直线，才开始移动而只是先原地转动，直到它的纵轴和绳子成为一条直线，才开始移动2.2.7 2.2.7 力与关节的运动规律力与关节的运动规律 如果用另一根木棒代替绳子，通过活动的关节与如果用另一根木棒代替绳子，通过活动的关节与第一根木棒连接，如图所示。当第二根木棒向右移动第一根木棒连接，如图所示。当第二根木棒向右移动时，就会发生类似上图中的情况。时，就会发生类似上图中的情况。2.2.7 2.2.7 力与关节的运动规律力与关节的运动规律 如果第二根黑色的木棒按照图那样移动，而假设关节又是非如果第二根黑色的木棒按照图那样移动，而假设关节又是非常灵活的话，那么白色木棒常灵活的话，那么白色木棒 将类似图上所画的那样移动。假如将类似图上所画的那样移动。假如移动的是白棒，那么黑棒将如图中的白棒一样动作。移动的是白棒，那么黑棒将如图中的白棒一样动作。2.2.7 2.2.7 力与关节的运动规律力与关节的运动规律 动画中这些动作的特点是：当第一根木棒加速或改变方向时，随着动画中这些动作的特点是：当第一根木棒加速或改变方向时，随着木棒运动的连续图形将是一边转动一边互相交搭在一起。如果有三根木木棒运动的连续图形将是一边转动一边互相交搭在一起。如果有三根木棒用活动关节连接在一起，当较低的一根木棒棒用活动关节连接在一起，当较低的一根木棒 很快来回摇动时，就可很快来回摇动时，就可以明显地看到另两根木棒的运动所呈现的效果，如图所示。以明显地看到另两根木棒的运动所呈现的效果，如图所示。2.2.7 2.2.7 力与关节的运动规律力与关节的运动规律 2力通过有关节的肢体的传送力通过有关节的肢体的传送 在有人物和动物的动画中，力经常是通过活动的关节传送的。动在有人物和动物的动画中，力经常是通过活动的关节传送的。动画师往往把动物或人体看作是一组相当活络地由许多部分连接在一起的画师往往把动物或人体看作是一组相当活络地由许多部分连接在一起的整体。例如，一个被松松地握在手中的物体在手移动时也会出现同样的整体。例如，一个被松松地握在手中的物体在手移动时也会出现同样的动作，如图所示。动作，如图所示。2.3 动画制作的基本法则上一节介绍了一些动画的基本规律，在此基上一节介绍了一些动画的基本规律，在此基础总结了几条制作三维动画时需要遵循的法则：础总结了几条制作三维动画时需要遵循的法则：挤压和拉伸，预备动作、布局布景、连续动作挤压和拉伸，预备动作、布局布景、连续动作和关键动作、跟随动作和交迭动作、慢入与慢和关键动作、跟随动作和交迭动作、慢入与慢出、动作弧线、次要动作、时间调节，夸张。出、动作弧线、次要动作、时间调节，夸张。这些法则至关重要，关系到制作动画的质量。这些法则至关重要，关系到制作动画的质量。1.1.挤压和拉伸挤压和拉伸(Squash and Stretch)挤压和拉伸是第一条，也是最基本的法则。在动画中为了得到一个相对挤压和拉伸是第一条，也是最基本的法则。在动画中为了得到一个相对稳定且又富有弹性的鲜活角色，就必须运用这条法则，对于卡通角色更是如稳定且又富有弹性的鲜活角色，就必须运用这条法则，对于卡通角色更是如此。它可以生动地体现角色的构成、尺寸和重量，展示力的大小此。它可以生动地体现角色的构成、尺寸和重量，展示力的大小(力越大，力越大，挤压和拉伸的效果越强，反之亦然挤压和拉伸的效果越强，反之亦然)，以及获得更自然的面部表情动画。在，以及获得更自然的面部表情动画。在三维动画中，这种效果不能单纯靠角色表面的变化来表现，同为角色的身体三维动画中，这种效果不能单纯靠角色表面的变化来表现，同为角色的身体是有体积的、由内在的骨架来支撑，所以动画师在制作挤压和拉伸效果时要是有体积的、由内在的骨架来支撑，所以动画师在制作挤压和拉伸效果时要基于移动骨架产生形变，同时又要通过其他辅助手段来保持角色的体积是恒基于移动骨架产生形变，同时又要通过其他辅助手段来保持角色的体积是恒定的，只有这样，做出来的效果才真实可信，而又不会使角色看上去像一滩定的，只有这样，做出来的效果才真实可信，而又不会使角色看上去像一滩烂泥。在下图的弹跳球运动中存在明显的挤压和拉伸烂泥。在下图的弹跳球运动中存在明显的挤压和拉伸 1.1.挤压和拉伸挤压和拉伸(Squash and Stretch)挤压和拉伸是用来夸张表现非刚性物体的变形，它通常具有挤压和拉伸是用来夸张表现非刚性物体的变形，它通常具有戏剧性效果，如图所示。三维的挤压和拉伸可以通过许多技术来戏剧性效果，如图所示。三维的挤压和拉伸可以通过许多技术来实现：例如皮肤和肌肉、弹力、直接网格操作或变形。同样，也实现：例如皮肤和肌肉、弹力、直接网格操作或变形。同样，也可以通过可以通过些实验性的途径，比如重量设置来实现，特别是在进些实验性的途径，比如重量设置来实现，特别是在进行动态模拟和行动态模拟和IK系统设置时。系统设置时。2.2.预备动作预备动作(Anticipation)预备动作能引导观众的眼睛，预告动作即将发生在何处。预备动作包含动作预备动作能引导观众的眼睛，预告动作即将发生在何处。预备动作包含动作的静止控制，用于表现的静止控制，用于表现“大吃一惊大吃一惊”的效果是非常合适的。在三维电脑动画中，的效果是非常合适的。在三维电脑动画中，使用诸如时间表、时间线和曲线等数字时间编辑工具可以很好地调整预备动作。使用诸如时间表、时间线和曲线等数字时间编辑工具可以很好地调整预备动作。预备动作多的话，相应动作的悬念就会减少。举个例子，在恐怖电影中，经常在预备动作多的话，相应动作的悬念就会减少。举个例子，在恐怖电影中，经常在很多预备动作之间来回地切换以获得最终的惊悚效果。很多预备动作之间来回地切换以获得最终的惊悚效果。角色完成一个动作需要经历预备动作、运动和结束三个阶段。预备动作通常角色完成一个动作需要经历预备动作、运动和结束三个阶段。预备动作通常发生在一个大发生在一个大 幅度的、快速的主要动作之前，方向与之相反而且比较缓慢，幅度幅度的、快速的主要动作之前，方向与之相反而且比较缓慢，幅度也小一些。预备动作的目的是使观众更清晰地看到动作，明白动作之间的联系，也小一些。预备动作的目的是使观众更清晰地看到动作，明白动作之间的联系，否则角色的动作会显得非常的突兀和僵硬。那么在实际制作过程中预备应该应用否则角色的动作会显得非常的突兀和僵硬。那么在实际制作过程中预备应该应用到哪种程度呢到哪种程度呢?这需要考虑下面的因素：这需要考虑下面的因素：施加了多少力。施加了多少力。运动有多快。运动有多快。希望观众有多惊讶希望观众有多惊讶在一个动作中是否存在预备动作，或者在一个动作中方向是否要改变。在一个动作中是否存在预备动作，或者在一个动作中方向是否要改变。是角色身体的一部分还是整体在为动作做准备。是角色身体的一部分还是整体在为动作做准备。2.2.预备动作预备动作(Anticipation)图中演示了两图中演示了两个常见动作，在个常见动作，在起跑和起立时不起跑和起立时不能直愣愣地猛然能直愣愣地猛然进行动作，都需进行动作，都需要有预备动作。要有预备动作。3.3.布局布景布局布景(Staging)布局布景是将角色按照设计意图放入到场景中去看，其中关键布局布景是将角色按照设计意图放入到场景中去看，其中关键角色的姿势很重要，要作到自然逼真。布局布景通过设置角色的几角色的姿势很重要，要作到自然逼真。布局布景通过设置角色的几个最主要的关键帧将整个场景中大致的故事情节、镜头个最主要的关键帧将整个场景中大致的故事情节、镜头 取景、时间取景、时间长度和角色调度以及动画基调和意图表现出来。在实际的动画制作长度和角色调度以及动画基调和意图表现出来。在实际的动画制作中，我们可以把布局布景理解为中，我们可以把布局布景理解为“动画预演动画预演”。举个例子，这相当。举个例子，这相当于一部话剧的彩排，在这个过程中确定镜头取景以及粗略的动画情于一部话剧的彩排，在这个过程中确定镜头取景以及粗略的动画情节，导演会根据动画预演的过程来确定最终想要的效果。而最后的节，导演会根据动画预演的过程来确定最终想要的效果。而最后的动画制作就是在此基础之上完成的，因此，在正式的动画片生产流动画制作就是在此基础之上完成的，因此，在正式的动画片生产流程中，这是一个重要的环节。这个生产环节可以由动画师或者专门程中，这是一个重要的环节。这个生产环节可以由动画师或者专门的制作人员完成，而且需要制作人员具备较丰富的经验，以及对剧的制作人员完成，而且需要制作人员具备较丰富的经验，以及对剧本、故事板、动画镜头的深刻理解。本、故事板、动画镜头的深刻理解。4.4.连续动作法和关键动作法连续动作法和关键动作法 (Straight Ahead Action and Pose to Pose)连续动作法和关键动作法是两种不同的动画制作方法，它们的效连续动作法和关键动作法是两种不同的动画制作方法，它们的效果也不一样。连续动作法是指一次一个动作，需要一个一个地制作，果也不一样。连续动作法是指一次一个动作，需要一个一个地制作，直至整个动作结束。而关键动作法是先将各主要动作完成后再制作直至整个动作结束。而关键动作法是先将各主要动作完成后再制作连接主要动作的中间动作。在手绘动画早期，关键动作法的制作方连接主要动作的中间动作。在手绘动画早期，关键动作法的制作方式是动画技术的标准，因为这种方式可以将动作分解为一组清晰具式是动画技术的标准，因为这种方式可以将动作分解为一组清晰具体的关键姿势。体的关键姿势。在连续动作的制作方式中，角色不需要预先设置关键姿势，在连续动作的制作方式中，角色不需要预先设置关键姿势，自自由表演、动作捕捉和动力学模拟都属于这一类型的制作。在实际制由表演、动作捕捉和动力学模拟都属于这一类型的制作。在实际制作动画时，更多的动画师运用关键动作方法，即将运动分解成一系作动画时，更多的动画师运用关键动作方法，即将运动分解成一系列关键姿势，然后让软件自动插值计算出中间的过程，从而制作出列关键姿势，然后让软件自动插值计算出中间的过程，从而制作出流畅的运动。流畅的运动。在长期的动画制作中，关键动作的制作方式简便干净，但总体来说，过于卡通化和模式化，并且通常会连带出一些多余的跟随动作，不适合写实风格的动画片。5.5.跟随动作和交迭动作跟随动作和交迭动作 (Follow Through and Overlapping Action)跟随动作是主要动作的一种延伸，就像角色衣服上的飘带总跟随动作是主要动作的一种延伸，就像角色衣服上的飘带总是跟随角色的运动而飘动，所以跟随动作取决于角色的主要动作、是跟随角色的运动而飘动，所以跟随动作取决于角色的主要动作、空气阻力以及自身重量和质地等因素，如图所示。空气阻力以及自身重量和质地等因素，如图所示。5.5.跟随动作和交迭动作跟随动作和交迭动作 (Follow Through and Overlapping Action)交迭运动是力通过一个可以旋转的关节向下逐层传递，当前一个关节的旋转还在进行时，下一个关节的旋转已经开始了，如图所示。6.6.6.6.7.7.8.8.次要动作次要动作(Secondary ActiOn)次要动作是由一系列小的运动组成的，它用来丰富主要动作的细次要动作是由一系列小的运动组成的，它用来丰富主要动作的细节，增加动画的趣味性和节，增加动画的趣味性和 真实性，是对主要动作的一种补充。添加真实性，是对主要动作的一种补充。添加次要动作要适当，既要使次要动作能让观众察觉，又不能超过角色次要动作要适当，既要使次要动作能让观众察觉，又不能超过角色的主要动作。例如当一个角色坐在桌子上思考，观众视线的焦点会的主要动作。例如当一个角色坐在桌子上思考，观众视线的焦点会集中在角色表集中在角色表 情的变化上，但为了使角色的表演更为自然，动画师情的变化上，但为了使角色的表演更为自然，动画师通常需要加一些次要动作来丰富这个主要通常需要加一些次要动作来丰富这个主要 动作，比如手指在桌面上动作，比如手指在桌面上弹几下等一些细微的小动作。一般情况下，动画师先完成角色的主弹几下等一些细微的小动作。一般情况下，动画师先完成角色的主要动作，再添加次要动作来辅助角色的表演。除了肢体语言，次要要动作，再添加次要动作来辅助角色的表演。除了肢体语言，次要动作在表情演绎中也被广泛应用。例如在哭戏当中，除了要表现演动作在表情演绎中也被广泛应用。例如在哭戏当中，除了要表现演员哭泣的双员哭泣的双 眼、紧缩的眉头、悲痛欲绝的神情，还可以添加一些嘴眼、紧缩的眉头、悲痛欲绝的神情，还可以添加一些嘴唇的颤动、鼻翼的抽搐等次要动作，使得整个表演更能表现角色痛唇的颤动、鼻翼的抽搐等次要动作，使得整个表演更能表现角色痛苦的深度，也能更好地感染观众。苦的深度，也能更好地感染观众。9.9.时间调节时间调节(Timing)时间调节是指角色进行动作时对时间量进行精确的控制，时间的长短能控制角色的表演，增加情感和意图。10.10.夸张夸张(Exaggeration)(Exaggeration)2.4 动画曲线的编辑例例1 1：钟摆动画：钟摆动画2.4 动画曲线的编辑例例1：钟摆动画：钟摆动画 建立旋转参数曲线建立旋转参数曲线(产生动画键产生动画键)动画键编辑（复制、移动）动画键编辑（复制、移动）位移曲线编辑位移曲线编辑(循环运动、轨迹调节循环运动、轨迹调节)改变动画长度改变动画长度返回2.4 动画曲线的编辑例例2 2：弹跳的小球：弹跳的小球1、创建小球位移关键帧Z Z轴向位移参数轴向位移参数(产生动画键产生动画键)动画键编辑（复制、移动、改变动画结束帧）动画键编辑（复制、移动、改变动画结束帧）2.自定义关键帧的插值属性自定义视图的重影属性自定义视图的重影属性(自定义自定义 首选项首选项)打开视图菜单的打开视图菜单的show Ghostingshow Ghosting功能功能打开轨迹视图的交互更新打开轨迹视图的交互更新按按shiftshift键键+单侧手柄，调节曲单侧手柄，调节曲线双侧切线线双侧切线小球看起来有了弹跳效果。小球看起来有了弹跳效果。3.越界曲线类型改变动画改变动画结束帧为结束帧为120120帧帧打打开开轨轨迹迹视视图图的的Parameter Parameter Curve Curve Out-of-RangeOut-of-Range设设置置循循环。环。4.通过虚拟物体记录动画0 0帧，在顶视图小球之上托出一虚拟物体，帧，在顶视图小球之上托出一虚拟物体，与小球在与小球在X X、Y Y轴对齐。轴对齐。取消隐藏，显示文字。取消隐藏，显示文字。选虚拟物体，在层级面板，打开选虚拟物体，在层级面板，打开”Affect Affect Object Only Object Only”上移虚拟物体使其底部和重心水平上移虚拟物体使其底部和重心水平将小球连接到虚拟物体上。将小球连接到虚拟物体上。4.通过虚拟物体记录动画打打开开动动画画记记录录，在在第第0 0帧帧将将虚虚拟拟物物体体移移至至左左侧侧第第1515帧帧移移至至板板中中间间，3030帧帧移移至至右右侧侧，产产生生手投掷小球的效果。手投掷小球的效果。右右击击小小球球，在在属属性性对对话框中勾选轨迹。话框中勾选轨迹。5.特殊的模式：Layout mode 关关闭闭自自动动关关键键帧帧并并移移动动物物体体，你你将将在在空空间间中中移移动动整整个动画这被称为个动画这被称为LayoutLayout模式。模式。移移动动虚虚拟拟物物体体至至字字母母之之后后，并并使使将将球球的的顶顶点点位位于于F F字字母母的顶部，如下图所示。的顶部，如下图所示。6.在字母上弹跳的小球打打开开自自动动关关键键帧帧，将将3030帧帧移移至至4545帧帧，移移动动虚虚拟拟物物体体设设置置7575、105105、135135、165165、195195、200200关键帧关键帧7.利用倍增曲线在在CurverCurver菜单中，选择菜单中，选择Apply Multiplier CurveApply Multiplier Curve在在Z Z轴轴下下展展开开Multiplier Multiplier CurveCurve，调调整整曲曲线线，使使视视图图中中轨迹渐低。轨迹渐低。返回