Файл: Анимация и видео.pdf

Компью́терная анима́ция—вид мультипликации, 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)

Компьютерные анимации. История

Тонг Фонг предложил интерполировать оттенки всей поверхности полигона, что обеспечивает лучшее сглаживание, хотя и требует значительно больших вычислений.Джеймс Блинн в 1976 году скомбинировал раскрашивания по Фонгу и наложения текстуры на поверхность объектов. В 1980 году Тернер Уиттед предложил новую технику визуализации (трассировки), которая заключается в отслеживании путей прохождения световых лучей от источника света до объектива камеры с учетом их отражения от объектов сцены. В 1986 году фирма AT&T выпустила первый пакет для работы с анимацией на персональных компьютерах (TOPAS), который стоил 10000 долларов и работал на компьютерах с процессором Intel 286 и операционной системой DOS. В 1990 году фирма AutoDesk начала продажу продукта 3D Studio. В 1997 году компания Macromedia приобрела у компании FutureWare небольшую графическую программу для Web, с которой была начата в свое время широко известна программа компьютерной анимации Macromedia Flash. В 1998 году начался выпуск программы Maya, стоившая от 15000 до 30000 долларов.

Компьютерные анимации. Анимация по ключевым кадрам/ Анимация по ключевым кадрам Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной мультипликации, только роль фазовщика берёт на себя компьютер, а не человек.

Компьютерные анимации. Запись движения.

анные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники—Motion capture(захват движений). Актёры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актёров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.Такой же метод используют для переноса мимики живого актёра на его трёхмерный аналог в компьютере.

Компьютерные анимации. 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.

Компьютерные анимации. Программируемая анимация.

Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:JavaScript—браузерный язык ActionScript—язык работы с приложениями Flash Преимущество программируемой анимации—в уменьшении размера исходного файла, недостаток—нагрузка на процессор клиента.

Компьютерные анимации. 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 Pivot Stickfigure Animator—бесплатная Stykz—бесплатная Dimp Animator—бесплатная Anime Studio—платная

Компьютерные анимации. 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).

Компьютерные анимации. 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 середины1980-хгодов 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 ит.п.) при движении, неизбежных при ручной прорисовке.

Вы, наверное, хорошо помните, как легко было жить в эпоху VHS (стандартные бытовые видеокассеты). Для того чтобы запустить фильм, достаточно было вставить кассету в видеомагнитофон, по удобнее устроиться перед телевизором и нажать кнопку «Play» на пульте управления. Все кассеты были одинаковыми, а наличие единого для всех бытовых видеомагнитофонов стандарта позволяло вам не иметь никакого представления о технической стороне вопроса: все необходимые знания ограничивались информацией о том, какой стороной вставить кассету в проигрыватель. Конечно, случались и проблемы - вспомнить хотя бы «зажёванную» плёнку, но технические сбои всегда возможны…

Те времена давно позади. Приход цифрового видео не только облегчил обмен клипами, роликами и фильмами (как своими, так и чужими; причём последнее зачастую незаконно) и создал новые возможности для их редактирования, но и породил множество проблем для пользователей, желающих просто посмотреть хороший фильм после тяжёлого рабочего дня. Открывая видеофайл загружённый из Интернета или переписанных с компьютера друга, вы никогда точно не знаете, что вас ожидает. Фильм может не проигрываться вовсе или проигрываться совсем не так, как вам хочется: изображение вполне может оказаться перевёрнутым или растянутым либо слишком тёмным.

Вы скажете, что с DVD дела обстоят не в пример лучше. Отчасти вы правы, но и тут есть свои недостатки: чего, стоит, например, защита, «привязывающая» ваш привод к дискам, произведённым для фиксированного региона. А что вы скажите о шифровании, не позволяющем сделать полагающую вам по закону резервную копию купленного за немалые деньги видеофильма или вырезать из записи «умопомрачительно остроумную» рекламу, которую отдельные производители не стесняются записывать на диск.

Давайте посмотрим, что такое цифровое видео, что оно из себя представляет и как оно работает, а также актуальные программы для работы с компьютерным видео.

Что такое аналог .

Самым ранним методом передачи видеосигналов является аналоговый метод. Одним из первых видеоформатов на основе этого принципа стал композитный видеосигнал. Композитное аналоговое видео комбинирует все видеокомпоненты (яркость, цвет, синхронизацию и т. п.) в один сигнал. Из-за объединения этих элементов в одном сигнале качество композитного видео далеко от совершенства. В результате мы имеем неточную передачу цвета, недостаточно "чистую" картинку и другие факторы потери качества.

Композитное видео быстро уступило дорогу компонентному видео, в котором различные видеокомпоненты представлены как независимые сигналы. Дальнейшие усовершенствования этого формата привели к появлению различные его вариаций: S-Video, RGB, Y, Pb, Pr и др.

Тем не менее, все вышеперечисленные форматы остаются аналоговыми по своей сути, и, следовательно, обладают одним существенным недостатком: при копировании дубль всегда уступает по качеству оригиналу. Потеря качества при копировании видеоматериала аналогична фотокопированию, когда копия никогда не бывает такой же четкой и яркой, как оригинал.

Если вы присмотритесь к изображению на экране телевизора или монитора, то заметите, что оно состоит из небольших точек – пикселов, каждый из которых может иметь собственный цвет и собственную яркость. Все они в совокупности образуют картинку, а смена это картинки – двадцать пять раз в секунду – создаёт иллюзию движения. Задача видеозаписи – и аналоговой, и цифровой – состоит в том, чтобы сперва зафиксировать, а затем воспроизвести цвет и яркость всех пикселов в каждом кадре. И VHS- магнитофон, и DVD – проигрыватель решают именно эту задачу. Но делают это совершенно по – разному.

В случае с аналоговым видео (а именно оно бывает записано на VHS-кассетах) все, что мы видим на экране или слышим через динамики, определяется степенью намагниченности плёнки в определённом месте ленты. Хотя механизм записи довольно сложен, в основе его лежит простой принцип, использовавшийся еще в фонографе: магнитная запись фиксирует «образ» сигнала, легко восстановимый с помощью относительно несложной техники. Но с течением времени плёнка размагничивается и звук становится тише, а изображение – едва различимым.

Цифровое видео

Недостатки, присущие аналоговому способу воспроизведения видео, в конце концов, привели к разработке цифрового видеоформата. На смену аналоговому видео пришло цифровое. В отличие от аналогового видео, качество которого падает при копировании, каждая копия цифрового видео идентична оригиналу.

Хотя современный видеоряд базируется на цифровой основе, практически все цифровые видеоформаты до сих пор в качестве носителя исходного сигнала используют пленку с последовательным доступом. Поэтому большинству профессионалов в области видео все еще привычней работать с пленкой, чем с компьютером.

Конечно, пленка в качестве источника данных все еще остается более предпочтительной, чем жесткий диск компьютера, поскольку вмещает значительно больший объем данных. Но зато для цифрового видеомонтажа использование компьютеров дает ряд существенных преимуществ: не только обеспечивает прямой доступ к любому видеофрагменту (что невозможно при работе с пленкой, поскольку к необходимым участкам можно добраться лишь последовательно просматривая видеоматериал), но и предполагает широкие возможности обработки изображения (редактирование, сжатие).

Это достаточно веские причины для перехода видеопроизводства с традиционного оборудования на компьютерное.

Компьютерное цифровое видео представляет собой последовательность цифровых изображений и связанный с ними звук. Элементы видео хранятся в цифровом формате.

Существует множество способов захвата, хранения и воспроизведения видео на компьютере. С появлением компьютерного цифрового видео стихийно стали возникать самые разнообразные форматы представления видеоданных, что поначалу привело к некоторой путанице и вызвало проблемы совместимости. Однако в последние годы благодаря усилиям Международной организации по стандартизации (ISO - International Standards Organisation) выработаны единые стандарты на форматы видеоданных.

Цифровое видео хранится в файлах, имеющих достаточно сложную структуру. Точно так же, как киноплёнка или VHS-кассета, видеофайл должен содержать и «картинку», и звук. Проблема здесь состоит в том, что записывать данные можно по–разному – а значит, возможны разные виды или форматы файлов, несовместимые между собой и обладающие разными свойствами. Например, файлы, записываемые на видео DVD, содержат меню, несколько аудиодорожек и субтитры, а в видеофайл формата MOV можно записать несколько видеодорожек и информацию о прозрачности.