Your SlideShare is downloading. ×
0
Малинка Иванова
 Съвременният софтуер за компютърно
подпомогнато проектиране и производство
(CAD/CAM) разполага с мощни инструменти
за мо...
 Основна цел - да се синтезира ефект на
движение чрез компютър
 Системата за анимиране трябва да
осигурява инструменти з...
 2D техники - фокусирани върху
манипулирането на изображения
 3D техники - използват се за изграждане на
виртуални свето...
 ключови фреймове (keyframes)
 обратна кинематика (inverse kinematics) и
динамика
 създават се методи за рендване
 сим...
 2D техники - допринасят за извършване на:
 морфинг
 за вграждане/премахване на графични
обекти във видео
 създаване н...
 Морфинг - техника, характеризираща се с
метаморфоза на един обект в друг с
течение на времето
 Основен проблем - как еф...
 Морфинг - При дадени две
първоначални изображения,
за да се изпълни морфинг,
те трябва да имат еднакъв
набор от точки и ...
 Вграждане на графични
обекти в съществуващо
изображение - позволява да
бъдат добавени или
премахнати нови елементи
 Два...
 Математически формули -
използват се, за да се
създадат последователности
на абстрактни движения
 Всички тези 2D техник...
 3D анимация
Изграждането на 3D свят с анимирани
последователности включва три стъпки:
1. Моделиране - свързано с оформян...
 Моделиране – статично
описание на обекта + описание
на движенията
 йерархичен модел (articulated
model) - колекция от о...
 Вторият тип модел
се прилага при
анимиране на
системи от
частици или
колекция от точки
 Движението на
частиците в
прост...
 Трети тип модел -
деформируеми обекти,
които не притежават добре
дефинирана йерархична
структура, нито пък могат
да се п...
 Плавност на движението (Motion blur) -
техника за рендване, необходима за
създаване на реалистична анимация
 без тази т...
 Генериране на движение
Редица техники за определяне на движение
са разработени - всички налични
инструменти изискват ком...
 Използване на ключови фреймове
 състояща се в автоматично генериране на фреймове,
наречени междинни (inbetweens) - межд...
 Един начин за създаване на по-добри
изображения - когато параметрите на модел на
обект сами се интерполират
 Техниката ...
 Обратна кинематика
 Целта е аниматорът да определи
позицията на един обект чрез
информация за позициите на обектите
над...
 Права кинематика (direct kinematics) –
проблем – свързан с намиране позициите
на крайните точки (например ръка, крак,
ка...
 Обратна кинематика -
позволява директно
създаване на
спецификация на
позиците на крайните
точки
 Присъединените ъгли
(J...
 Създадени са алгоритми за специфични типове
движения
 Тези техники са наречени процедурни методи,
защото компютърът про...
 симулираното движение е реалистично
 изграждането на нова симулация понякога
е труден процес, изискващ пълно
разбиране ...
 Симулациите се разделят на две групи:
 Пасивни системи - не притежават вътрешен
източник на енергия и се преместват сам...
 Изпълнение на анимацията или улавяне на
движението - характеризира се с определяне
на пространствените измерения и запис...
 Механични системи или цифрово
кукловодство - позволяват анимиране на
3D актьори чрез използване на
интерактивни входни у...
 Оптичните системи използват сензори
(наречени маркери), прикачени към
тялото на човека и няколко камери,
фокусирани върх...
 Магнитните системи изискват реален
човек да бъде снабден с набор от
сензори, които да могат да измерват
тяхната простран...
 При използване на система за улавяне на движението, е
възможно да се създадат приложения, базирани изцяло на
3D интеракц...
 Моделирането и деформирането на 3D
актьори, например човешко тяло по време
на процеса на анимиране е труден за
решаване ...
 Модел, базиран на повърхнини – концептуално
прост, съдържащ скелет и външен слой кожа
 Обвивката се състой от части от ...
 Моделът, използващ множество слоеве -
съдържа скелетен слой, междинни слоеве,
които симулират физическото поведение на
м...
 Какво е мултимедия?
 Дефиниране на заданието за проектиране -
документ, съдържащ изискванията на пазара или
задание, определящо обхвата на пр...
 Изработване на проекта
 Използване на минал опит
 Времето за повторно проектиране на дадено
изделие може значително да...
 Обосновка на проектното решение
 Чрез създаването на аудио бележки в процеса
на проектиране и прикрепянето им към
модел...
 Обучение
 Адаптивни интелигентни системи за
обучение
 курсовете са разработени така, че сами
подсказват на потребителя...
 Потребителски интерфейс
 предимствата на мултимедията се използват за
организиране на съвременен потребителски
интерфей...
 Стандарти при проектирането
 стандарти за организиране на бази данни
 хиперсвързаност на информация относно
различни е...
 Обобщаване на проекта и промени
 Електронните системи позволяват
текстовите, аудио и видео бележки да
бъдат обединени в...
 Представяне на решението
 Анимации
 Видеопредставяне на изделието
 Аудио бележки
 Виртуален прототип
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Computer animation
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Computer animation

2,532

Published on

Published in: Education, Technology, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
2,532
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
57
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Computer animation"

  1. 1. Малинка Иванова
  2. 2.  Съвременният софтуер за компютърно подпомогнато проектиране и производство (CAD/CAM) разполага с мощни инструменти за моделиране на 3D обекти в силно интерактивна среда  Три основни функции на CAD/CAM системите революционно променят проектантската индустрия: тримерни изображения, компютърна анимация и мултимедия
  3. 3.  Основна цел - да се синтезира ефект на движение чрез компютър  Системата за анимиране трябва да осигурява инструменти за контрол на движението, които да могат да транслират желанията на аниматора в компютърни команди, разбираеми от нея
  4. 4.  2D техники - фокусирани върху манипулирането на изображения  3D техники - използват се за изграждане на виртуални светове, в които актьорите и обектите се движат и взаимодействат помежду си
  5. 5.  ключови фреймове (keyframes)  обратна кинематика (inverse kinematics) и динамика  създават се методи за рендване  симулационни методи, използващи закони на физиката и динамиката, с по-специално приложение в области, третиращи деформациите, определяне на противоречията и отговора  устройствата за пресъздаване на виртуална реалност (Virtual Reality – VR)  движение на актьор, засичащо се от сензори и участие на други актьори, направлявани от компютър чрез симулация, провеждаща се в реално време
  6. 6.  2D техники - допринасят за извършване на:  морфинг  за вграждане/премахване на графични обекти във видео  създаване на абстрактни шаблони, описващи се чрез математически формули
  7. 7.  Морфинг - техника, характеризираща се с метаморфоза на един обект в друг с течение на времето  Основен проблем - как ефективно да бъдат генерирани междинните изображения от две първоначални  чрез интерполиране на цветовете във всеки пиксел на двете първоначални изображения  чрез 2D геометрична трансформация (warps)
  8. 8.  Морфинг - При дадени две първоначални изображения, за да се изпълни морфинг, те трябва да имат еднакъв набор от точки и линейни сегменти  След това се изчислява 2D геометрична трансформация, като се намират междинните позиции и форми
  9. 9.  Вграждане на графични обекти в съществуващо изображение - позволява да бъдат добавени или премахнати нови елементи  Двата процеса на вграждане и на премахване на обекти се извършват по-трудно, когато се придвижва камера - промяната трябва да бъде последователна и логична с промяна на гледната точка
  10. 10.  Математически формули - използват се, за да се създадат последователности на абстрактни движения  Всички тези 2D техники могат да се използват самостоятелно, за да се създаде анимация, както и в комбинация в пост- изчислителни операции, с цел подобряване на изображението
  11. 11.  3D анимация Изграждането на 3D свят с анимирани последователности включва три стъпки: 1. Моделиране - свързано с оформяне елементите на сцената и описание на всеки един елемент 2. Анимиране 3. Рендване - конвертира описанието на обектите и тяхното движение в изображения Техниките за моделиране и рендване в повечето случаи не зависят от техниките за анимиране, макар, че за да се получи реалистична анимация, моделът на обекта и условията на рендване силно оказват влияние
  12. 12.  Моделиране – статично описание на обекта + описание на движенията  йерархичен модел (articulated model) - колекция от обекти, свързани помежду си чрез общи точки в йерархична, дървовидно подобна структура
  13. 13.  Вторият тип модел се прилага при анимиране на системи от частици или колекция от точки  Движението на частиците в пространството се определя чрез набор от правила  Моделира се вода, дим, огън, ято птици
  14. 14.  Трети тип модел - деформируеми обекти, които не притежават добре дефинирана йерархична структура, нито пък могат да се представят чрез система частици  няколко фундаментално различини начина за представяне на деформируеми обекти, като: решетъчни модели, обемни модели и повърхности представяния  Примери - вода, коса, дрехи
  15. 15.  Плавност на движението (Motion blur) - техника за рендване, необходима за създаване на реалистична анимация  без тази техника, бързото движение на обект през серия от фреймове ще създаде нежелани стробиращи ефекти
  16. 16.  Генериране на движение Редица техники за определяне на движение са разработени - всички налични инструменти изискват компромис между автоматизация и контрол  Използването на ключови фреймове позволява добър контрол и по-малко автоматизация  Процедурните методи и улавянето на движения генерират движения автоматично, но позволяват малък контрол върфу детайлите
  17. 17.  Използване на ключови фреймове  състояща се в автоматично генериране на фреймове, наречени междинни (inbetweens) - междинните фреймове се получават чрез интерполиране на ключови фреймове  Линейната интерполация произвежда нежелани ефекти, като неплавно движение, неравномерна скорост на движение и изкривявания при ротация   използват се сплайнови интерполационни методи  Сплайните могат да бъдат описани математически като апроксимации на кубични полиноминални функции  За анимацията, по-интересни интерполационни сплайни са: сплайни тип cardinal, сплайни на Катмул-Ром (Catmull-Rom) и сплайни на Кочанек-Бартелс (Kochanek- Bartels)
  18. 18.  Един начин за създаване на по-добри изображения - когато параметрите на модел на обект сами се интерполират  Техниката е наречена параметрична анимация, базирана на ключови фреймове  В параметричния модел, аниматорът създава ключови фреймове чрез задаване на подходящ набор от стойности на параметри, след това параметрите се интерполират и изображенията се конструират от интерполираните параметри
  19. 19.  Обратна кинематика  Целта е аниматорът да определи позицията на един обект чрез информация за позициите на обектите над него в йерархичния модел
  20. 20.  Права кинематика (direct kinematics) – проблем – свързан с намиране позициите на крайните точки (например ръка, крак, като крайни елементи от тялото) с течение на времето от гледна точка на фиксирана координатна система без да се вземат под внимание силите или моментите, които предизвикват движението  Типичен пример за прилагане на права кинематика - създаване на параметрична анимация с ключови фреймове
  21. 21.  Обратна кинематика - позволява директно създаване на спецификация на позиците на крайните точки  Присъединените ъгли (Joint angles – например ъгълът при коляното) автоматично се определят
  22. 22.  Създадени са алгоритми за специфични типове движения  Тези техники са наречени процедурни методи, защото компютърът процедурно следва стъпка по стъпка алгоритъм, за да се генерира движение  Процедурните методи имат две основни предимства пред техниката с ключовите фреймове: (1) лесно могат да се генерират семейства със сходни движения; (2) те могат да бъдат приложени за сложни системи, които ръчно е трудно да бъдат анимирани (например системи от частици)  Към процедурните методи спадат симулациите, базирани на физически закони, при които движението се генерира чрез използване на физически закони или тяхна апроксимация
  23. 23.  симулираното движение е реалистично  изграждането на нова симулация понякога е труден процес, изискващ пълно разбиране на подходящи физични закони  след като симулацията е проектирана, аниматорът може да я използва без да се интересува от вътрешно заложените функции
  24. 24.  Симулациите се разделят на две групи:  Пасивни системи - не притежават вътрешен източник на енергия и се преместват само когато външна сила е приложена към тях  Активни системи - имат вътрешен източник на енергия и могат да се преместват по своя воля  Хора, животни, роботи са примери на активни системи – те са трудни за моделиране, защото в допълнение към реализиране на физическите закони, трябва да се специфицира и поведението на симулираните сили или двигатели  Може да се генерира движение на групи от обекти, които се придвижват заедно - ято птици, стада от животни, тълпа от хора
  25. 25.  Изпълнение на анимацията или улавяне на движението - характеризира се с определяне на пространствените измерения и записване на непосредствените действия на реален човек или животно с цел извършване на незабавен анализ или анализ на по-късен етап във времето  Използва се при създаване на виртуални среди с анимирани 3D актьори  Различават се три вида системи за улавяне на движението: механична, магнитна и оптична
  26. 26.  Механични системи или цифрово кукловодство - позволяват анимиране на 3D актьори чрез използване на интерактивни входни устройства: мишка, джойстик, ръкавици, клавиатура и други
  27. 27.  Оптичните системи използват сензори (наречени маркери), прикачени към тялото на човека и няколко камери, фокусирани върху работното пространство  Проблеми:  липсват данни от скритите маркери, например когато човекът е легнал по гръб  липса на автоматизиран начин за различаване на маркерите, когато са много близо един до друг по време на движението  проблемите могат да се намалят чрез добавяне на повече камери, но се увеличава цената
  28. 28.  Магнитните системи изискват реален човек да бъде снабден с набор от сензори, които да могат да измерват тяхната пространствена връзка и да насочват информацията към локален магнитен предавател  Потокът данни от приемниците към главния компютър включва 3D позиции и ориентации на всеки един приемник  Популярни са магнитните системи: Gypsy, Polhemus Fastrack и Ascension Flock of Birds
  29. 29.  При използване на система за улавяне на движението, е възможно да се създадат приложения, базирани изцяло на 3D интеракции, при което спецификация на деформациите или движението се дава в реално време  Това са VR базирани анимационни техники – използва VR устройства, включвайки всички интерактивни устройства, позволяващи комуникация с виртуалните светове  шлем за виртуална реалност (head-mounted display systems)  ръкавици  3D мишка или пространствени топки (SpaceBalls)  MIDI клавиатури, устройства за въвеждане на мултимедия: входни устройства за въвеждане на видео в реално време и на аудио   По време на процеса на създаване на анимация, аниматорът трябва да въведе голям обем от информация в компютъра, което е недостатък
  30. 30.  Моделирането и деформирането на 3D актьори, например човешко тяло по време на процеса на анимиране е труден за решаване проблем  Деформирането на човешко тяло използва моделите:  модел, базиран на повърхнини (surface model)  модел, използващ множество слоеве (multi- layered model)
  31. 31.  Модел, базиран на повърхнини – концептуално прост, съдържащ скелет и външен слой кожа  Обвивката се състой от части от равнини (изградени от прави или от криви)  Проблеми:  моделът изисква дълго въвеждане на важни точки или ъгли, които определят равнината  трудно се контролира реалистичната еволюция на повърхнината в пресечните точки  Предимство - чудати повърхнини или такива с аномалии лесно могат да бъдат произведени  Прости наблюдения на движение на човешка кожа разкриват, че деформациите на външна кожа зависи от много други фактори, касаещи конфигурацията на скелета
  32. 32.  Моделът, използващ множество слоеве - съдържа скелетен слой, междинни слоеве, които симулират физическото поведение на мускули, кости, мазнини и слой кожа  Този модел се използва за реалистично анимиране на човешко тяло  Предимство – веднъж, след като слойният модел е конструиран, само основният скелет е необходимо да бъде описан чрез скрипт, за да се създаде анимация - деформациите на формата се генерира автоматично
  33. 33.  Какво е мултимедия?
  34. 34.  Дефиниране на заданието за проектиране - документ, съдържащ изискванията на пазара или задание, определящо обхвата на проблема  Могат физически да се изследват конкурентни продукти или предишни проекти, но без възможност да станат органична част от документа  Чрез мултимедията всички видове изисквания при проектирането на изделието могат да бъдат снети, каталогизирани и подредени в една хармонична, управляема среда мултимедията предоставя ефективен метод за колективно проектиране, като осигурява комуникацията между проучването на пазара, самото проектиране и управлението на цялостния проектантски процес
  35. 35.  Изработване на проекта  Използване на минал опит  Времето за повторно проектиране на дадено изделие може значително да се намали, ако по електронен път се прехвърлят някои данни или се използва информация от предишен проект  Модели, които не са генерирани чрез CAD системи могат да се въведат чрез тримерно дигитализиране  Когато тази информация се комбинира с аудио бележки и видеоклипове, членовете на дизайнерския екип могат бързо да се запознаят с възможните модификации на дизайна, да обменят информация и направят оценка
  36. 36.  Обосновка на проектното решение  Чрез създаването на аудио бележки в процеса на проектиране и прикрепянето им към модела с визуални изображения един проектант може да опише мисловния процес, стоящ зад определено решение  Тази информация често е в полза за другите членове на проектантския екип, когато променят модела или съобразяват отношението му към другите компоненти в конструкцията  Проектантът може да информира членовете на екипа за своето проектно решение и подхода си към моделирането
  37. 37.  Обучение  Адаптивни интелигентни системи за обучение  курсовете са разработени така, че сами подсказват на потребителя следващите му действия  вградена е обратна връзка, която проверява верен ли е отговора и в зависимост от това определя следващия ход на обучението  могат да се съставят курсове с различна степен на сложност в зависимост от възможностите на потребителя
  38. 38.  Потребителски интерфейс  предимствата на мултимедията се използват за организиране на съвременен потребителски интерфейс:  Използват се клавиши за управление на звуков интерфейс - гласови команди  вербално подсказване на потребителите за следващото действие или се показва степента на завършеност на прекомерно дългите процедури  при решаването на сложни дизайнерски проблеми, които отнемат няколко минути, потребителят е оставен да се чуди дали машината наистина работи – използва се гласово/графично подсказване и обратната връзка - please wait (моля, чакайте), still solving (все още решава), итерация 200 (iteration 200), остават 20 итерации (20 iterations remaining)
  39. 39.  Стандарти при проектирането  стандарти за организиране на бази данни  хиперсвързаност на информация относно различни етапи от проектирането  аудио и видео клиповете могат да бъдат използвани, за да осигуряват детайлна, стандартизирана информация за монтиране, тестване и производствени процедури
  40. 40.  Обобщаване на проекта и промени  Електронните системи позволяват текстовите, аудио и видео бележки да бъдат обединени в процеса на прегледа в обща среда, без използване на хартия, но в същото време по-цялостно и добре документиране  Има вградена функция за колективно проектиране и базата данни на CAD системата е активна едновремено за всички работни станции, участващи в проекта
  41. 41.  Представяне на решението  Анимации  Видеопредставяне на изделието  Аудио бележки  Виртуален прототип
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×