Средства компьютерной анимаций

Содержание:

Введение

Мультимедиа (англ. multimedia) — контент, или содержание, которое одновременно передаётся в разных формах: звук, анимированная компьютерная графика, видеоряд. Например, в одном объекте-контейнере может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видеоинформация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней. Это достигается использованием определённого набора аппаратных и программных средств.

Термин мультимедиа также зачастую используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объёмы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним (первыми носителями такого типа были компакт-диски). В таком случае термин мультимедиа означает, что компьютер может использовать такие носители и предоставлять информацию пользователю через все возможные виды данных, такие как аудио, видео, анимация, изображение и другие в дополнение к традиционным способам предоставления информации, таким как текст.

Революционные преобразования XX века в области информационно-коммуникационных технологий ознаменовались появлением и интенсивным развитием мультимедиа как нового аудиовизуального средства массовой коммуникации, обращенного к отдельной личности (пользователю компьютером) и вместе с тем обеспечивающего охват массовых аудиторий (например, посредством сети Интернет или CD-ROM-дисков). Благодаря уникальным возможностям синтеза разнообразных «сред» и свойствам интерактивности мультимедиа позволяют моделировать всю полноту человеческих ощущений, предоставляя зрителю возможность соучаствовать в процессе создания аудиовизуального пространства, взаимодействуя с разнородными данными интерактивной структуры в диалоговом режиме. Мультимедиа, опираясь на технологию виртуальной реальности, помогают раздвинуть границы экрана, создать иллюзию реальности происходящего.

Мультимедиа развивается столь стремительно, что новые технологии устаревают в течение одного года. Ситуация, при которой специалисты аппаратных и программных средств информационно-коммуникационных технологий берут на себя функции «художников», лишь замедляет процесс становления мультимедиа как новой формы художественного творчества.

1. Компьютерная графика

1.1 Виды компьютерной графики

Компьютерная графика - раздел информатики, который изучает средства и способы создания и обработки графических изображений при помощи компьютерной техники. Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения, различают четыре вида компьютерной графики. Это векторная графика, растровая графика и трёхмерная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Векторная графика предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Существуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете применяют растровые иллюстрации в тех случаях, когда надо передать полную гамму оттенков цветного изображения.

Трёхмерная графика широко используется в инженерном программировании, компьютерном моделировании физических объектов и процессов, в мультипликации, кинематографии и компьютерных играх.

1.1.1 Векторная графика

Векторная графика – построение изображения с помощью так называемых «векторов» - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые. Совокупность таких «векторов» или линий и есть векторное изображения.

В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии.

С развитием компьютерной техники и технологий появилось множество способов постройки графических объектов. Но для начала, определимся с термином "графический объект". Это либо само графическое изображение или его часть.

При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Эти элементы можно переносить, менять их размер, форму и цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления. Как и все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

Достоинства векторной графики:

• Преобразования без искажений. Векторные рисунки могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. это возможно так как изменение размера рисунка производится с помощью простого умножения координат точек графических объектов на коэффициент масштабирования.

• Маленький графический файл. Небольшой информационный объем файлов по сравнению с объемом файлов, содержащих растровые изображения.

• Рисовать быстро и просто.

• Независимое редактирование частей рисунка.

• Редактор быстро выполняет операции.

Недостатки векторной графики:

• Векторные изображения выглядят искусственно.

• Ограниченность в живописных средствах.

1.1.2 Растровая графика

Качество растрового изображения зависит от разрешения — количество точек на единицу длинны ( точек на дюйм — dpi или количество пикселей на дюйм — ppi). У каждой точки есть свои характеристики: размещение, цвет и оттенки. Изображения растровой графики занимают большой объем данных, поэтому для хранения требую достаточно много места на жестком диске и много оперативной памяти для работы с ней.

При редактировании растровой графики, непосредственно редактируются сами пиксели, т.к. размеры самой сетки остаются неизменными. Следует учесть, что при редактировании таких изображений, качество может теряться за счет увеличения размера изображения. Это объясняется достаточно просто, т.к. вы увеличиваете размеры самой сетки, но при этом количество пикселей остается тем же, они просто увеличиваются в размерах и изображение превращается в мозаику. Даже при уменьшении или повороте изображения — частично теряется качество, могут теряться маленькие детали. Этот процесс называется пиксилизацией, и говорит о том, что растровые изображения плохо переносят масштабирование. А при добавлении дополнительных пикселей, теряется резкость изображения, т.к. цвета для новых пикселей распределяются между уже существующими.

Так же качество характеризуется большим количеством оттенков изображения, Которые задаются для каждой точки. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и – 00000001.

Делая вывод из перечисленного, можно сказать, что растровая графика обладает как достоинствами и недостатками.

К достоинствам можно отнести:

• Универсальность. Растровая графика позволяет, как просматривать, так и редактировать абсолютно любое изображение, любой сложности и качества.
• Наиболее популярная. Практически все изображения, которые сейчас используются от логотипов до масштабных графических проектов. Используется для всех устройств ввода-вывода информации, т.к. наиболее естественно передает графическую информацию (мониторы, мобильные устройства, принтеры, сканеры, цифровые фотоаппараты)
• Высокое разрешение и качество изображения. Отлично редактируются без потерь качества, если не применять масштабирование.

К недостаткам можно отнести:

• Слишком большой размер графических изображений, который затрудняет хранение большого количества объектов растровой графики.
• Потеря качества при масштабировании изображения. Это существенно сказывается качестве печатной и полиграфической продукции. Теряются мелкие детали и оттенки графики.

1.2 Основные понятия компьютерной графики

В компьютерной графике с понятием разрешения обычно происходит больше всего путаницы, поскольку приходится иметь дело сразу с несколькими свойствами разных объектов. Следует четко различать: разрешение экрана, разрешение печатающего устройства и разрешение изображения. Все эти понятия относятся к разным объектам. Друг с другом эти виды разрешения никак не связаны пока не потребуется узнать, какой физический размер будет иметь картинка на экране монитора, отпечаток на бумаге или файл на жестком диске.

Разрешение экрана – это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселах (точках) и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.

Разрешение принтера – это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.

Разрешение изображения – это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм – dpi и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера.

Физический размер изображения определяет размер рисунка по вертикали (высота) и горизонтали (ширина) может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

При работе с цветом используются понятия: глубина цвета (его еще называют цветовое разрешение) и цветовая модель. Для кодирования цвета пиксела изображения может быть выделено разное количество бит. От этого зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Чем больше длина двоичного кода цвета, тем больше цветов можно использовать в рисунке. Глубина цвета – это количество бит, которое используют для кодирования цвета одного пиксела. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксела.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK, НSB.

2. Компьютерная Анимация

Анимация это западное название мультипликации. Это слово произошло от английского animation, что переводится как «оживление, одушевление».

Раньше анимацию создавали вручную — карандашом и тушью на кальке. Потом стали применять компьютеры. В начале, использовали большие компьютеры, они назывались мейнфреймы. Потом создатели мультфильмов перешли на мощные графические станции.

А в наше время для того чтобы создать простой анимационный фильм, достаточно мощности обычного персонального компьютера.

Анимация (от фр. animation - оживление, одушевление ) - вид киноискусства, в котором фильм создается путем покадровой съемки рисунков или кукольных сцен. У анимации есть своя история, так создателем технологии выполнения мультфильмов кадр за кадром считается Э.Рейно. Но наиболее широкое распространение анимация получила во времена Уолта Диснея. Принципы анимации, которые он использовал, стали настолько результативными, что они до сих пор считаются основой основ для мультипликатора.
Существует несколько видов анимации: Традиционная, Стоп-кадровая, Компьютерная. Компьютерная и Традиционная - по-сути, одно и то же, только Традиционная рисуется руками на бумаге, а Компьютерная - на планшете, в какой-либо программе. Анимация - сложный процесс, занимающий очень много времени. Наиболее трудоемкой в исполнении считается Традиционная анимация, поэтому она сейчас используется очень редко. В Компьютерной анимации все намного проще.

Компьютерная анимация — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. В отличие от более общего понятия «графика CGI», относящегося как к неподвижным, так и к движущимся изображениям, компьютерная анимация подразумевает только движущиеся. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений: векторная графика, растровая графика, фрактальная графика, трёхмерная графика (3D)

Так же компьютерную анимацию можно разделить на виды: Flash-анимация, покадровая классическая, 3D анимация.

2.1 Flash-анимация

Flash-анимация основана на принципе анимации по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.

Процесс создания мультфильмов состоит из нескольких этапов:

• Первый этап - идея и сценарий;
• Второй – раскадровка;
• Третий - Создание аниматика (грубый макет мультфильма. Уже на основе аниматика можно судить о происходящем действии, В аниматике уже присутствует анимация, но движения персонажей могут быть изменены на следующем этапе),
• Четвертый и самый продолжительный – Анимация;
• Пятый - чистовая обрисовка;
• Шестой - монтаж и сборка фильма.

2.2 Трёхмерная компьютерная анимация

Трёхмерная компьютерная анимация - создание перемещающихся картин в трёхмерной цифровой среде, основана на упорядочивание последовательных изображений, такие изображения ещё называют «кадром». Этот процесс упорядочивания последовательных кадров называется моделированием. При моделировании каждый кадр следует друг за другом.

В основном она создаётся с помощью компьютеров, при использовании концепции окружающей среды, то есть трёхмерной среды. Таким образом, вместо обычной анимации, используя компьютер, можно создать трёхмерные объекты, которые выглядят и двигаются более реалистично, чем их двухмерные аналоги.

2.3 Область применения компьютерной анимации

Область применения компьютерной анимации очень большая. С ее помощью создаются мультфильмы, (Симпсоны созданы с помощью Flash-анимации), компьютерные игры, мультимедийные приложения (например, в энциклопедиях), реклама (анимированные баннеры) и отдельные элементы оформления web-страниц с целью их «оживления». Одним из вызовов компьютерной анимации является создание фотореалистичной анимации человека. Пока большинство фильмов, использующих компьютерную анимацию, изображают персонажей-животных.

2.4 Хранение компьютерной анимации

Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (swf, 3ds Max, Blender, Maya и т. п.) в виде текстур и отдельных элементов, либо в форматах, предназначенных для просмотра (FLIC (англ.)) и применения в играх (Bink). Также, анимация может сохраняться в форматах, предназначенных для хранения видео (например, AVI, MPEG-4).

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ АНИМАЦИИ

Adobe Photoshop — является платной программой. Основное назначение программы Adobe Photoshop – создание фото реалистических изображений, работа с цветными сканированными изображениями, ретуширование, цветокоррекция, коллажирование, трансформации, цветоделение, создание анимированного покадрового изображения и другое.

GIMP — свободный графический редактор, который поддерживает больше тридцати форматов изображений, умеет работать со слоями, масками, фильтрами и режимами смешивания. Данный графический редактор позволяет создать анимационную графику в арсенале программы есть огромный спектр инструментов для цветокоррекции и обработки любых фотографий и изображений.

Adobe Flash – мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей. Adobe Flash Professional — является платной программой

Blender — свободный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки видео, а также создания интерактивных игр. Blender чаще используется на Linux.

Бесплатная программа Toon Boom Animation-ish предназначена для создания анимации, поздравительных открыток, web-сайтов, презентаций и школьных проектов. Благодаря несложному интерфейсу подходит для школьников. Toon Boom Animation-ish – простая программа для создания мультипликации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Компьютерная графика, за последнее десятилетие переросшая тесные рамки научных и технических приложений и прочно обосновавшаяся во многих областях масс-медиа, включая прессу, кино и телевидение, привлекает все большее внимание не только специалистов, но и далеких от этой области людей. Учитывая стремительное удешевление компьютеров и появление все большего разнообразия инструментов для художников, аниматоров и кинопроизводителей, можно сказать, что наступает время, когда любой может попробовать себя в этой области. Так же, это подтверждает и наличие большого число свободного программного обеспечения для создания различного вида компьютерной анимации.

Компьютерная анимация может применяться в компьютерных играх, мультимедийных приложениях (например, энциклопедиях), а также для «оживления» отдельных элементов оформления, например, веб-страниц и рекламы (анимированные баннеры). На веб-страницах анимация может формироваться модулями, созданными с помощью технологии Flash или её аналогов (флеш-анимация).

\

Список литературы:

1. Гарри Робертс. MindBEMding - получение вашей головы 'круглый BEM синтаксис
2. Максим Ширшин. Масштабирование методологии BEM для малых проектов
3. https://habr.com/ru/company/yandex/blog/234905/
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/БЭМ