к библиотеке   к мультимедиа технологиям   Эволюция глобальной сети Интернет   технологии программирования

Компьютерная анимация

Теоретические основы технологий

  1. Анимация по ключевым кадрам
  2. Запись движения
  3. Процедурная анимация
  4. Программируемая анимация
  5. Конструкторы анимаций
  6. Создание анимации цифровой фотокамерой
  7. Хранение
  8. Применение
  9. Будущее

Практические технологии

  1. Введение в компьютерную графику и анимацию
  2. Двумерная анимация
  3. Моделирование (2D и 3D)
  4. Трехмерная анимация
  5. Системы для работы с видео и компоновки
  6. Программы для научной визуализации
  7. Autodesk 3d Studio Max

Компьютерная анимация — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах, в мультимедиа технологиях. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений:

По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации.

Анимация 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.

Запись движения

Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники — Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.

Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере.

Процедурная анимация

Процедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды:

Симуляция физического взаимодействия твёрдых тел.

Имитация движения систем частиц, жидкостей и газов.

Имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос).

Расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием (Ragdoll).

Имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа. Примером такой системы является программа Euphoria.

Программируемая анимация

Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:

Java-Script — браузерный язык

Action-Script — язык работы с приложениями Flash

Преимущество программируемой анимации — в уменьшении размера исходного файла, недостаток — нагрузка на процессор клиента.

Конструкторы анимаций

Для создания анимированных изображений существует множество программ как платных, так и бесплатных.

Adobe Photoshop — платная

GIMP (чаще используется на Linux) — бесплатная

Adobe Flash Professional — платная

CoffeeCup — условно бесплатная

Blender (чаще используется на Linux) — бесплатная

Synfig - бесплатная

Создание анимации с помощью цифрового фотоаппарата

Сегодня программное обеспечение, позволяющее задействовать цифровой фотоаппарат для съёмки анимации, применяется также часто, как и ставшие привычными 3D- или 2D-пакеты. Любая программа такого типа обеспечивает управление цифровым фотоаппаратом через компьютер и работу с полученными кадрами.

Хранение

Компьютерная анимация может храниться в универсальных графических файлах (например, в формате GIF) в виде набора независимых изображений, либо в специализированных файлах соответствующих пакетов анимации (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, MPEG-4).

Применение

Компьютерная анимация (последовательный показ слайд-шоу из заранее подготовленных графических файлов, а также компьютерная имитация движения с помощью изменения и перерисовки формы объектов или показа последовательных изображений с фазами движения, подготовленных заранее или порождаемых во время анимации) 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 средствами стилей (CSS) и скриптов (JavaScript) или модулями, созданными с помощью технологии Flash или её аналогов (флеш-анимация). С середины 1980-х годов компьютерная анимация используется для создания спецэффектов в кинематографе. Первым фильмом, содержащим ключевые сцены, основанные на изображении, синтезированном компьютером, стал “Терминатор 2: Судный день”.

Несомненным преимуществом компьютерной 3D-анимации перед классической рисованной является полное отсутствие искажений пропорций объекта (черт лица и т.п.) при движении, неизбежных при ручной прорисовке.

Будущее

Одним открытым вызовом в компьютерной анимации является фотореалистичная анимация человека. В настоящее время большинство фильмов, созданных с использованием компьютерной анимации, показывают персонажей-животных (Приключения Флика, В поисках Немо, Рататуй, Ледниковый период, Лесная братва, Сезон охоты), фантастических персонажей (Корпорация монстров, Шрек, Черепашки-ниндзя, Монстры против пришельцев), антропоморфные машины (Тачки, ВАЛЛ-И, Роботы) или мультяшного человека (Суперсемейка, Гадкий я, Вверх). Фильм Последняя фантазия: Духи внутри нас часто приводится в качестве первого компьютерного фильма сделавшего попытку показать реалистично выглядящих людей. Однако из-за огромной сложности человеческого тела, движений человека, и биомеханики человека, реалистичная симуляция человека остаётся в значительной степени открытой проблемой. Еще одной проблемой является неприязнь, как психологический ответ на просмотр почти идеальный анимации человека, известная как “зловещая долина”. Это один из “святых граалей” компьютерной анимации. В конечном счёте, целью является создание программного обеспечения, где аниматор сможет генерировать эпизоды показывающие фотореалистичного персонажа-человека, подвергаемого физически правдоподобным движениям, вместе с одеждой, фотореалистичные волосы, усложнённый естественный фон, и, возможно, взаимодействие с другими моделями персонажей-людей. Добившись этого, зритель будет уже не в состоянии сказать, что определённый эпизод компьютерный, или создан с использованием реальных актёров перед кинокамерой. Достижение полного реализма может иметь серьёзные последствия для киноиндустрии.

Не менее серьезные последствия данное достижение может принести судебной системе - станет проблематичным использование видео- или фотоматериалов в качестве улик, подтверждения алиби и т.д., так как необходимо будет однозначно доказывать реальность заснятого материала.

На данный момент используется трёхмерная компьютерная анимация, которую можно разделить на два основных направления: фотореалистичная и не фотореалистичный рэндеринг.

Фотореалистичная компьютерная анимация сама по себе может быть разделена на две подкатегории:

Реальный фотореализм это то, чего добились в Final Fantasy и в будущем, скорее всего, способен дать нам игровое кино с аспектами фэнтези, как в The Dark Crystal без использования передового кукольного театра и аниматроники, а Муравей Антц пример стилистического фотореализма (в будущем, стилизованный фотореализм сможет заменить традиционную анимацию движения стоп, как в мультфильме Труп невесты). Ни один из упомянутых не совершенен, но прогресс продолжается.

к библиотеке   к мультимедиа технологиям   Эволюция глобальной сети Интернет   технологии программирования

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution