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第5章动画

动画(animation)是运动的艺术运动是动画的本质。

本章先介绍动画的基本原理、发展历史与主要应用，然后

解传统动画和计算机动画的基本内容。重点放在图形动画的

描述语言和计算机动画的制作上，主要介绍VRML、X3D和

SVG标准，以及位图动画和OpenGL的编程。

动画与电影和电视都是利用人的视觉滞留现象所产生的错觉来实现

连续运动视觉的。历史上，动画的发明要早于电影和电视。计算机动

画在电子和网络游戏、电影特技和动画片制作等方面起着决定性的作

用。

5.1.1视觉滞留原理

电影、电视与动画都是利用人的视觉滞留残［留/暂留］(persistenceofvision)现象的原理来

工作的。

•2•多媒体术与应用教程

在上一章的眼睛与视觉部分的4.1.2小节己经讲过，由于人眼感光细胞中的生物化学和

生物物理学反应、以及视神经和视觉中枢的信号处理都需要一定的时间，所以物体在眼睛的

视网膜中成像后，并不会立即消失，而会保留25〜200ms毫（秒=1/1000秒），相当于5〜40

帧/秒。因此，如果快速播放一系列相关的离散画面，就会使人产生连续的运动视觉幻（觉）。

•下面电影、电视和动画的典型帧率：

•电影：老片一16帧/秒、普通一一24帧/秒、数字——30帧/秒

•电视:PAL——25帧/秒、NTSC——30帧/秒、DTV——25或30帧/秒

动画：10~100帧/秒

虽然动画与电影电视的工作原理相同，但电影和电视主要是用摄影

机和摄像机拍摄出来的画面，而动画则是人工或计算机画出来的。

5.1.2动画发展简史

•传统动画

■1820年英J.Paris:圆盘两面画的旋转设备thaumatropc幻（影转盘，西洋镜）

■1831年法J.Plaleau:转盘狭缝phenakistoscope转（盘活动影像镜，诡盘玩具）

■1834年英W.omer：转笼zoetrope（西洋镜，回转画筒）

■[1839年法：照相术——银版摄影术]

■[1884年P.Nipkow:电视——罗盘旋转扫描器]

■[1891年美「Edison（爱迪生）：活动电影视镜]

■[1895年法L./A.Lumiere兄弟——电影放映机]

■1906年美J.Blackton:第一部动画片一一滑稽的面孔

■1928年美W.Disney迪（斯尼）第一部商用动画片

■[1937年英国开始黑白电视广播]

•可见动画的发明要早于电影和电视。

•计算机动画

■1963年Bell实验室：第一部计算机动画

■1974年P.Foldes：动画片“饥饿”在戛纳电影节上获奖

1991/1993年：终结者H/侏罗纪公园均获奥斯卡最佳视觉特效奖

随着计算机硬件设备和三维图形技术的飞速发展，计算机动画，特别

是其中的三维模型动画，在动画行业起着越来越重要的作用。

5.1.3应用领域

传统动画主要用于动画电影的制作，也少量用于电视广告和

电化教学等方面。

计算机动画则渗透到运动视觉媒体的方方面面，应用领域十

分广泛，包括电子/计算机/网络游戏、电影和电视特技、（二

维辅助和三维模型）动画片制作、动态广告、模拟器（飞行

/汽车）、教育M（CAI多媒体计算机辅助教学）、科研（可

视化）等等方面。

5.2传统动画

传统动画历史悠久，技术已经非常成熟。在现代计算机技术的帮助下,

现在仍然充满活力。而且，计算机动画，也是在传统动画的基础上发

展起来的，借鉴了很多传统动画的技术和概念。所以，在讨论计算机

动画之前，有必要简单介绍一下传统动画的基本