Средства компьютерной анимации.

Содержание:

Введение

Актуальность работы. Именно анимация впервые презентовала на экране сказочные, фантастические миры – плод режиссерской фантазии, а не фиксировала и воспроизводила реальный мир, чем сначала занимался кинематограф. Средства анимационной выразительности постоянно развиваются и трансформируются, совершенствуется техника, формируется эстетика, меняются средства пластического выражения и создания кинообраза, а также критерии искусства и наши представления о его возможностях. В начале ХХІ века средствами компьютерных трансформаций изменяются и умножаются выразительные возможности экранного искусства, что существенно влияет на процесс создания анимационного образа. С появлением современных цифровых технологий роль и место анимации в культурной и социальной жизни значительно выросли, с чисто кинематографической отрасли анимация превратилась в общеупотребительный элемент многих сфер.

Объект исследования: средства компьютерной анимации.

Предмет исследования: особенности средств компьютерной анимации.

Цель работы: рассмотреть средства компьютерной анимации.

Для осуществления поставленной цели необходимо решить задачи:

- сделать анализ средств компьютерной анимации;

- описать системы для работы с видео и компоновки.

1. Анализ средств компьютерной анимации

Пакеты компьютерной графики для печати позволяют дополнять текст иллюстрациями различного происхождения, создавать дизайн страниц и печатать печатную продукцию с высоким качеством.

Обзор программ, используемых в печати для обработки изображений, следует начинать с растрового пакета Photoshop by Adobe. Это что-то вроде модели для сравнения с другими программами того же назначения: эти программы имеют средства для цветовой коррекции отсканированных изображений, ретуширования фотографий, позволяют использовать специальные эффекты и маски, необходимые для редактирования и редактирования растровых изображений. Photoshop позволяет использовать различные маски и большое количество фильтров, имеет широкий спектр инструментов для работы с цветом и создания спецэффектов.

Векторный пакет Adobe Illustrator предназначен для Macintosh, PowerMacintosh и Windows. Он предназначен для создания иллюстраций и разработки общего дизайна страниц и ориентирован на вывод готовых изображений с высоким разрешением.

Среди достаточно распространенных пакетов иллюстративной графики для Windows стоит отметить векторный пакет CorelDRAW Corporation Corel Corp., который стал классической программой векторного рисования. Пакет предназначен не только для рисования, но и для подготовки графиков и редактирования растровых изображений. Он обладает отличным управлением файлами и возможностью показа слайд - фильмов на дисплее компьютера, позволяет рисовать от руки и работать со слоями изображений, поддерживает специальные эффекты, в том числе трехмерные, и имеет гибкие возможности для работы с текстами.

Компьютерные программы рисования используются в качестве дополнительных компонентов к полиграфическим комплексам, дизайнерским, презентационным или анимационным программам.

Среди пакетов, предназначенных для создания статической компьютерной двумерной живописи на Macintosh и в среде Windows, профессиональный интерес представляют программа редактирования растровой живописи Painter by Fractal Design и пакет freehand by Macromedia, который входит в комплект freehand Graphics Studio 2.0. Художник обладает достаточно широким набором инструментов для рисования и работы с цветом. В частности, он моделирует различные кисти (карандаш, перо, уголь, аэрограф и др.), позволяет имитировать акварельные и масляные рисунки, а также добиваться эффекта природной среды. В свою очередь, последние версии программы freehand имеют богатые инструменты для редактирования изображений и текста, содержат библиотеку спецэффектов и набор инструментов для работы с цветом, в том числе многоцветную градиентную заливку.

Компьютерная графика для рисования (2D) на SGI и Macintosh: Collage, PixelPaint Pro и StudioPaint 3D

Среди программ для обработки изображений на Macintosh также стоит упомянуть пакет Collage от Specular International, который позволяет создавать изображения высокого разрешения, созданные в Photoshop, и пакет pixelpaint Pro для редактирования растровых картин и изображений с помощью Pixel Resources.

Среди компьютерных программ рисования для SGI особое место занимает пакет StudioPaint 3D by Alias Wavefront, который позволяет рисовать различными инструментами ("кистями") в реальном времени непосредственно на трехмерных моделях. Пакет работает с неограниченным количеством слоев изображения и обеспечивает 30 уровней отмены предыдущего действия, включает в себя операции цветокоррекции и "сплайновые кисти", "мазок", которые можно редактировать точками в виде сплайна. StudioPaint 3D поддерживает планшет с чувствительным пером, который позволяет художнику сделать традиционный эскиз вручную, а затем позволяет перенести рисунок в трехмерные пакеты для моделирования или анимации и построить трехмерную модель из эскиза.

Среди презентационных пакетов на Macintosh и в среде Windows можно выделить группу программ, которые уже давно существуют на рынке. Он включает в себя внештатную графику Lotus, Harvard Graphics by Software Publishing и PowerPoint от Microsoft. Создатели этих программ с каждой новой версией расширяют спектр доступных им инструментов. Пакеты презентаций New wave для Macintosh и Windows разработаны таким образом, чтобы в полной мере использовать мультимедийные возможности. Эти программы позволяют легко импортировать видео и аудио файлы, они предоставляют средства анимации диаграмм. Эти пакеты включают в себя программу действий! Macromedia и пакет Astound от Gold Disk.

Система PowerPoint часто попадает к пользователям как часть пакета Microsoft Office. Он прост в использовании, включает в себя обучающую программу, готовые образцы презентаций, хорошие инструменты для работы с текстом и эффективную справочную систему, очень полезную для начинающих. PowerPoint не имеет встроенных носителей, но может быть дополнен с помощью технологии связывания и встраивания объектов OLE 2.

Пакет Astound, один из лучших пакетов "новой волны", прост в использовании, позволяет синхронизировать звуковые клипы, движущиеся изображения и другие мультимедийные элементы, обладает богатым инструментарием для создания и анимации трехмерных диаграмм, включает в себя набор готовых презентаций на популярные темы, имеет множество инструментов для работы с графикой, динамическими изображениями и звуком.

Другие пакеты презентаций включают Adobe Persuasion для OS / 2 и Macintosh, который включает в себя богатые инструменты макета и дизайна, презентации Novell для Windows с мощным набором инструментов рисования и удобным руководством, а также демонстрационный пакет слайд-шоу от Lifeboat Publishers для Windows и пакет презентаций Director от Macromedia, который открыт для расширения, версии которого существуют для Windows и Macintosh.

Двумерная и трехмерная анимация, создаваемая как традиционными (без использования вычислительных средств), так и компьютерными методами, основана на одном и том же принципе: если серия статических изображений показана в достаточно быстром темпе, человеческий глаз свяжет их воедино и примет за непрерывное движение. Для того чтобы несколько изображений объекта воспринимались глазом как плавное движение этого объекта, может быть достаточно скорости 8 компьютерных экранов в секунду. В отличие от традиционной целлулоидной анимации, где каждый кадр рисуется вручную, в компьютерной 2D анимации часть рутинной работы берет на себя программа. Вы можете, например, задать траекторию движения (программа создаст соответствующие промежуточные кадры) или плавно изменить палитру на несколько кадров (например, постепенно затемнить изображение или удалить некоторые цвета).

На самом деле, с момента появления трехмерной анимации, 3D-пакеты сильно потеснили двумерную анимацию, но стоит сказать о тех двумерных программах, которые используют традиционную технику целлулоидной анимации-это пакеты Animator Pro, которые хороши для освоения основ 2D-технологии, и мощная программа Animo . Оба пакета работают на ПК. Классическими примерами работ, выполненных в технике традиционной целлулоидной анимации, являются "Белоснежка и семь гномов" и " Ну, погоди!". Пакет Animator Pro разработан компанией Autodesk под управлением DOS. Он не позволяет работать со звуком, но имеет отличные инструменты для создания, редактирования и анимации изображений. Animator Pro очень распространен среди пользователей низкого класса, включая школьников и студентов. Его преемник Autodesk Animator Studio, предназначенный для двумерного рисования и анимации, работает уже под Windows и, в отличие от своего предшественника, поддерживает звук. С его помощью вы можете редактировать видео, подготовить анимацию и звуковые серии, а также объединить все это вместе.

Среди пакетов 2D анимации для Windows, использующих нетрадиционные и смешанные методы, можно также отметить анимационные работы Interactive by Gold Disk, работающие на Macintosh и Windows. Анимация Works Interactive позволяет импортировать растровые изображения, имеет хороший набор инструментов для работы с траекториями, а полученную анимацию можно комбинировать со звуком и цифровым видео.

Для проектных и инженерных разработок используются программы двумерного и трехмерного моделирования. Кроме того, они могут быть частью программ трехмерной анимации, печати и презентации пакетов.

Среди программ моделирования для Windows легко выделить лидера-мощную систему машинного проектирования AutoCAD от Autodesk. AutoCAD часто рассматривается как графическое ядро систем автоматизированного проектирования (САПР): он реализует основные операции по созданию и редактированию линий, дуг и текста, создает 2D и 3D модели; автоматизирует решение многих задач, возникающих в процессе проектирования; позволяет адаптировать и настраивать систему под конкретные приложения, создавая собственные скрипты и макросы. Пакет содержит встроенный язык программирования AutoLISP, который позволяет пользователям формировать новые команды и даже использовать языки программирования высокого уровня.

На рабочих станциях Silicon Graphics одной из самых сильных программ моделирования и проектирования является серия Alias / Wavefront-Designer, Studio и AutoStudio. Отличительной особенностью программных продуктов проектирования от Alias является возможность получения единого решения, обеспечивающего одновременную работу с 2D и 3D моделями и гармоничную интеграцию в существующие системы автоматизированного проектирования. Пакет Designer поддерживает высокий уровень моделирования на основе сплайнов, имеет необходимые инструменты для оценки свойств геометрических объектов, удобные инструменты анимации и качественный модуль рендеринга. Вы можете превратить конструктор в студию, добавив расширенные инструменты моделирования, позволяющие более гибко работать с кривыми и поверхностями, а также дополнительные возможности для оценки геометрических объектов, визуализации и рисования. Auto Studio является производным от Studio путем добавления специальных инструментов редактирования моделей и анимации, разработанных специально для дизайнеров автомобилей. Студия и Автостудия также могут включать инструменты для работы с многопроцессорными моделями silicon Graphics. Другие системы автоматизированного проектирования для SGI включают в себя программу Vislab engineering Animation, которая позволяет создавать визуальные решения для инженерных и проектных целей.

Технология трехмерной анимации напоминает кукольную: вы создаете кадры объектов, накладываете на них материалы, собираете все это в единую сцену, устанавливаете освещение и камеру, а затем устанавливаете количество кадров в фильме и движение объектов. Вы можете видеть, что происходит с камерой, которая также может двигаться. Движение объектов в трехмерном пространстве определяется траекториями, ключевыми кадрами и с помощью формул, связывающих движение частей сложных структур. Выбрав правильное движение, освещение и материалы, вы начинаете процесс визуализации. За некоторое время компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдает вам готовый фильм. Недостатком, вытекающим из этой техники создания образов, является чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов.

Одним из самых известных пакетов 3D-анимации на IBM является 3D Studio от Autodesk. Программа обеспечивает весь процесс создания трехмерного фильма: моделирование объектов и формирование сцен, анимацию и визуализацию, работу с видео. Кроме того, существует широкий спектр прикладных программ (процессов IPAS), написанных специально для 3D Studio. Новая программа той же компании под названием 3D Studio MAX для Windows NT была создана за последние несколько лет и претендует на роль конкурента мощных пакетов для рабочих станций SGI. Интерфейс новой программы одинаков для всех модулей и обладает высокой степенью интерактивности. 3D Studio MAX реализует расширенные возможности управления анимацией, хранит историю жизни каждого объекта и позволяет создавать различные световые эффекты, поддерживает 3D ускорители и имеет открытую архитектуру, то есть позволяет третьим лицам включать в систему дополнительные приложения.

Для создания трехмерной анимации на компьютерах IBM и Macintosh удобно использовать пакет Electric Image Animation System, который включает в себя большой набор инструментов анимации, спецэффекты, инструменты для работы со звуком и генератор шрифтов с настраиваемыми параметрами. Хотя эта программа не имеет инструментов моделирования, но она имеет возможность импортировать более 30 различных форматов моделей. Пакет также поддерживает работу с иерархическими объектами и инструментами обратной кинематики. В свою очередь, программное обеспечение Softimage 3D от Microsoft работает на платформах SGI и Windows NT. Он поддерживает полигональное и сплайновое моделирование, специальные эффекты, манипуляции с частицами и технологию передачи движения от живых актеров к компьютерным персонажам.

2. Системы для работы с видео и компоновки

Программы для обработки цифровых видеоизображений и создания многослойных композиций с использованием двумерной и трехмерной графики позволяют заменить комбинированную съемку, обработать отснятый материал компьютерной графикой, объединить отснятый материал с компьютерной анимацией и отобразить результаты на пленке и видео.

Пакет Alias / Wavefront Composer для платформы Silicon Graphics включает в себя интегрированные инструменты формирования сцен, видеозаписи и специальных эффектов. Он позволяет создавать, редактировать и записывать видеопродукты очень высокого качества, составлять и микшировать анимационные клипы и отдельные кадры, вводить в них спецэффекты и тексты. Пакет предоставляет возможность увидеть не только конечный результат своих работ с полным разрешением, но и промежуточные результаты на экране уменьшенного разрешения. Композитор поддерживает все форматы фильмов и видео, а также видеоустройства.

Для обработки и составления видео на платформе SGI также используются программы Liberty by Chiron, Harmony by Integrated Research, Matador by Parallax, Media Suite Pro by Avid, flint, Flame and Inferno by Discreet Logic, Pandemonium by XAOS.

Пакеты научных изображений могут быть разработаны для различных целей - от решения задач муниципального планирования до визуализации солнечных взрывов.

Среди программ научной и инженерной графики для ПК можно выделить продукты фирмы Golden Software: программы Surfer и Grapher, предназначенные, соответственно, для создания поверхностей и графиков (в среде DOS или Windows), и пакет MapViewer для построения цветных карт в среде Windows. Цветные графики и карты отображаются этими программами на любом мониторе или внешнем устройстве, поддерживаемом Windows. Пакет Surfer позволяет обрабатывать и визуализировать двумерные наборы данных, описываемые функциями типа z=f (x,y). Он строит цифровую модель поверхности, выполняет вспомогательные операции и визуализирует результат. Grapher предназначен для обработки и вывода графиков, описываемых функциями типа y=f (x). Он не имеет ограничений на количество графиков в одной фигуре или количество кривых в одном графике, причем каждая кривая может содержать до 32 000 точек и несколько осей с различными масштабами и единицами измерения могут быть размещены на одном графике. Пакет MapViewer позволяет вводить и настраивать карты-масштабировать, преобразовывать координаты, а также обрабатывать и графически отображать числовую информацию, связанную с картами, например демографические данные.

Среди универсальных программ научной визуализации-пакет Iris Explorer, созданный компанией Silicon Graphics, который работает на нескольких платформах, включая SGI и IBM. Программа VIS-5D, разработанная в Университете штата Висконсин, также работает на широком спектре компьютеров, включая SGI и IBM, и предназначена для создания моделей погодных и океанских условий. Для цифрового и статистического анализа можно использовать пакет PV-Wave от Visual Numerics, Inc., предназначенный для работы на многих платформах, включая SGI, Windows NT и Windows.

На кремниевых графических компьютерах есть еще один пакет Earth Watch компании Earth Weather: с его помощью можно моделировать и демонстрировать трехмерную картину погодных условий над землей, строить топологические поверхности из космических снимков и давать прогноз погоды на неделю вперед.

Заключение

В различных видах анимационного искусства применяются компьютерные средства. В зависимости от вида существуют определенные технологии создания анимации, в частности, классическая (рисованная) является поочередной сменой рисунков, каждый из которых оригинальный, нарисованный вручную, здесь эффект «оживления» образуется за счет изменения рисунков в определенном порядке, от кадра к кадру. Этот достаточно трудоемкий и сложный процесс с использованием компьютерных технологий значительно упростился: ключевые кадры создает художник, промежуточные – компьютер. В кукольном (стоп-кадровой или объемной) анимации в пространстве размещают объекты, камера фиксирует каждое изменение их положения. С внедрением компьютерных технологий этот вид анимационного искусства претерпел трансформаций, в большинстве картин уже не используют обычные куклы, их заменили цифровыми моделями.

Список литературы

1. Капранова, М. Н. Информатика. Macromedia Flash MX. Компьютерная графика и анимация / М.Н. Капранова. - М.: Солон-Пресс, 2010. - 129 c.
2. Рассел, Джесси Компьютерная анимация / Джесси Рассел. - М.: VSD, 2013. - 270 c.
3. Мировая анимация: лучшие анимационные фильмы и режиссеры // Киноведческие записки. – 2005. – № 73. – С. 213–215.
4. Эссман С. Джордж Лукас – Стивен Спилберг – Роберт Земекис: «Мы не изобретаем велосипед». Могущество цифровых технологий / Скотт Эссман ; [пер. с англ. Елены Паисовой] // Искусство кино. – 2010. – № 6. – С. 80–85.