Animation

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GAMES101
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Published May 11, 2022
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动画的定义:“Bring things to life”
动画也可以作为交流的工具,同时大家不太关心画的对不对,早期动画都是手画的,只要看起来差不多对就好了。
图形学上也可以理解动画为建模、几何的扩展。动画无非是在不同时间、不同的帧有不同的几何形状。动画就是为了得到这些几何形状,应该怎样去做,怎样去计算。算出来之后无非是每一帧有不同的图,相当于把 3D 的模型延申到了时间维度上面去。
动画只需把很多的图按顺序、一定的速度去播放即可。因为人眼有视觉暂留的效应,看到一个图能记忆一点点时间,这就说明我们不需要在时间范围之内非常集中地采样。
  • 像电影一样,我们只需要一秒放 24 张图就能让人觉得是个很连贯的动画了。
  • 像正常的视频,一般要 30 fps(帧每秒),这样更流畅。
  • 打游戏体验比较好:60 fps。如果是射击游戏要求连贯性非常高,甚至会要求 144 Hz(fps)。
  • VR:为了带(离自己很近的)头戴式设备不晕,有很多不同的要求,其中一点就是对帧率要求非常高,两只眼睛都要达到 90 fps。
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不同的应用对动画的要求是不一样的。
 
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Historical Points in Animation
 
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动画中有很多做出来要看起来像动画一样的操作,并不严格要求物理要非常真实。
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动画是怎么做出来的?
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Keyframe Animation 关键帧动画
 
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关键帧动画是最简单的做法,无论是人为的方式,还是自动的方式。人们用的更多的是物理仿真的方式。
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Physical Simulation 物理模拟
 
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物理模拟中提到质点弹簧系统可以描述部位等,但有些东西不太适合用质点弹簧系统。这里讲讲另外一个系统——粒子系统。
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Particle Systems
 
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运动学相对简单。图形学中会把运动学区分成正向的和反向的,更难的是逆运动学,现在先从简单的来说。
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Forward Kinematics
 
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动画行业也一直在说 Rigging(绑定) 的事情。Rigging 就是对于一个形状的控制。
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Rigging
 
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既然我们可以通过给控制点加 Rigging 来生成动画,我们当然也可以给真人加控制点,让控制点反映到虚拟的造型上去。这个过程就叫动作捕捉
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Motion Capture 动作捕捉
 
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给了力、物理、理论之后,如何把实际的物理解出来?用什么方法来做? 欧拉方法、拉格朗日方法等。
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Animation (cont.)