第二章多媒體技術(shù)及應(yīng)用

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

1.顏色的基本概念⑴物體的顏色為什么各種物體會表現(xiàn)出不同的顏色？這是因為它們對光的吸收和反射的屬性不同。物體的顏色是由該物體所反射的光的波長來決定的。⑵彩色三要素顏色信息對人的視覺反應(yīng)，可通過亮度、色調(diào)和色飽和度這三個參量來表示，通常把彩色的亮度、色調(diào)和色飽和度稱為彩色三要素。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

⑶三基色原理三基色原理認(rèn)為自然界中景物的絕大多數(shù)的彩色光能分解為互相獨(dú)立的紅（R）、綠(G)、藍(lán)(B)三種基色光；反之用互相獨(dú)立的紅、綠、藍(lán)三種基色光以不同的比例混合，可模擬出自然界中絕大多數(shù)景物的彩色。⑷像素（Pixel）像素是計算機(jī)圖形與圖像中能被單獨(dú)處理的最小基本單元。

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

2．顏色模型⑴RGB模型RGB模型也稱為加色法混色模型。它是以RGB三色光互相疊加來實現(xiàn)混色的方法，因而適合于顯示器等發(fā)光體的顯示。其混色規(guī)律是：以等量的紅、綠、藍(lán)基色光混合時，有紅+綠＝黃色紅+藍(lán)＝紫色綠+藍(lán)＝青色紅+綠+藍(lán)＝白色三種基色光全無＝黑色第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

加色法的混色規(guī)律可用圖表示.其配色方程描述：F(物體顏色)=R（紅色的百分比）+G（綠色的百分比）+B（藍(lán)色的百分比）紅綠藍(lán)相加混色第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

加法混合的特點(diǎn)：越疊加越明亮。紅、綠、藍(lán)三個顏色通道每種色各分為255階亮度，在0時“燈”最弱——是關(guān)掉的，而在255時“燈”最亮。當(dāng)三色數(shù)值相同時為無色彩的灰度色，而三色都為255時為最亮的白色，都為0時為黑色。

三基色灰度圖

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

⑵CMY模型CMY模型（CyanMagentaYellow）是采用青、品紅、黃色3種基本顏色按一定比例合成顏色的方法。CMY模型又稱為減色法混色模型，因為色彩的顯示不是直接來自于光線的色彩，而是光線被物體吸收掉一部分之后反射回來的剩余光線所產(chǎn)生的，光線都被吸收時成為黑色，當(dāng)光線都被反射時成為白色。相減混色

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

減法混合：CMY是以對光線的反射原理來設(shè)計定的，所以它的混合方式剛好與RGB相反，是“減法混合”——當(dāng)它們的色彩相互疊合的時候，色彩相混，而亮度卻會減低。為什么會這樣呢？來看看光線是怎樣通過印刷品而進(jìn)入眼睛的，就會清楚了，(如右圖：)相減混色原理圖

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

三補(bǔ)色灰度圖如右圖：減法混合的特點(diǎn)：越疊加越暗。電腦設(shè)計運(yùn)用范圍：四色印刷、四色打印等。三補(bǔ)色灰度圖

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

⑶YUV與YIQ模型在彩色電視系統(tǒng)中不采用RGB顏色模型，而采用YUV或顏色YIQ模型表示彩色圖像。YUV適用于PAL（中德英）和SECAM（法俄東）彩色電視制式，而YIQ適用于美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會（NarionalTelevisionSystemCommittee,NTSC）彩色電視制式（美加日）。Y是亮度信號，U和V則是兩個色差信號，分別傳送紅基色分量和藍(lán)基色分量與亮度分量的差值信號(P25)⑷HSI顏色模型HSI〔Hue-Saturation-Intensity(Lightness),HSI或HSL〕顏色模型用H、S、I三參數(shù)描述顏色特性，其中H定義顏色的波長，稱為色調(diào)；S表示顏色的深淺程度，稱為飽和度；I表示強(qiáng)度或亮度第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．1圖形與圖像的顏色模型

1.分辨率分辨率是一個統(tǒng)稱，分為顯示分辨率、圖像分辨率、打印分辨率和掃描分辨率等。⑴顯示分辨率是指某一種顯示方式下，顯示屏上能夠顯示出的像素數(shù)目，以水平和垂直的像素數(shù)表示。⑵圖像分辨率圖像分辨率指數(shù)字化圖像的大小，以水平和垂直的像素數(shù)表示。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

⑶掃描分辨率與打印分辨率在用掃描儀掃描圖像時，通常要指定掃描的分辨率，用每英寸多少點(diǎn)（dotsperinch,DPI）表示。打印分辨率是指圖像打印時每英寸可識別的點(diǎn)數(shù)，也使用DPI（dotsperinch，每英寸點(diǎn)數(shù)）為衡量單位。

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

2.顏色深度顏色深度是指圖像中每個像素的顏色（或亮度）信息所占的二進(jìn)制數(shù)位數(shù)，記作位/像素（b/p：bitsperpixel）。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

3.文件的大小圖像文件的大小（也稱數(shù)據(jù)量）是指在磁盤上存儲整幅圖像所有點(diǎn)的字節(jié)數(shù)（Bytes），反映了圖像所需數(shù)據(jù)存儲空間的大小，可按下面的公式計算：文件字節(jié)數(shù)＝圖像分辨率×圖像深度/8第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

4.真彩色、偽彩色與直接色⑴真彩色（Truecolor）真彩色是指在組成一幅彩色圖像的每個像素值中，有R、G、B三個基色分量，每個基色分量直接決定顯示設(shè)備的基色強(qiáng)度，這樣產(chǎn)生的彩色稱為真彩色。如果用RGB8:8:8方式表示一幅彩色圖像，就是R，G，B都用8位來表示，每個基色分量占一個字節(jié)，共3個字節(jié)，每個像素的顏色就是由這3個字節(jié)中的數(shù)值直接決定，可生成的顏色數(shù)就是224

＝16777216種。用3個字節(jié)表示的真彩色圖像所需要的存儲空間很大，而人的眼睛是很難分辨出這么多種顏色的，因此在許多場合往往用RGB5:5:5來表示，每個彩色分量占5個位，再加1位顯示屬性控制位共2個字節(jié)，生成的真顏色數(shù)目為215=32K。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

4.真彩色、偽彩色與直接色⑵偽彩色（PseudoColor）偽彩色圖像是每個像素的顏色不是由每個基色分量的數(shù)值直接決定，而是把像素值當(dāng)作彩色查找表（color-look-uptable,CLUT）的表項入口地址，去查找一個顯示圖像時使用的R、G、B強(qiáng)度值，用查找出的R、G、B強(qiáng)度值產(chǎn)生的彩色稱為偽彩色。彩色查找表CLUT是一個事先做好的表，表項入口地址也稱為索引號。例如16種顏色的查找表，0號索引對應(yīng)黑色，...，15號索引對應(yīng)白色。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

⑶直接色（DirectColor）把像素值的R、G、B分量作為單獨(dú)的索引值，通過相應(yīng)的彩色變換表找出R、G、B各自的基色強(qiáng)度，用這個強(qiáng)度值產(chǎn)生的彩色稱為直接色。這種系統(tǒng)與偽彩色系統(tǒng)相比，相同之處是都采用查找表，不同之處是前者對R，G，B分量分別進(jìn)行變換，后者是把整個像素當(dāng)作查找表的索引值進(jìn)行彩色變換。

第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．2圖形與圖像的基本屬性

1.位圖與矢量圖二值（黑白）位圖點(diǎn)陣圖像⑴位圖（Bit-mappedGraphics）位圖是由許許多多的像素組合而成的平面點(diǎn)陣圖。其中每個像素的顏色、亮度和屬性是用一組二進(jìn)制像素值來表示的。左圖給出了經(jīng)過放大的一個亮度或顏色值僅為兩個等級的二值（黑白）點(diǎn)陣圖像的示例。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．3圖形與圖像的基本類型

二值（黑白）位圖點(diǎn)陣圖像

位圖存儲原理圖⑵矢量圖（VectorGraphic）矢量圖是用一系列計算機(jī)指令集合的形式來描述或處理一幅圖的，描述的對象包括一幅圖中所包含的各圖元的位置、顏色、大小、形狀、輪廓和其他一些特性，也可以用更為復(fù)雜的形式表示圖像中的曲面、光照、陰影、材質(zhì)等效果，右圖是一個簡單的矢量圖。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．3圖形與圖像的基本類型

矢量圖矢量圖存儲原理2.灰度圖與彩色圖灰度圖(gray-scaleimgc5)按照灰度等級的數(shù)目來劃分。只有黑白兩中顏色的圖像稱為單色圖像(monochromeimgc5)，如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)圖像。圖中的每個像素的像素值用1位存儲，它的值只有“0”或者“1”，一幅640×480的單色圖像需要占據(jù)37.5KB的存儲空間。圖2是一幅標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像。如果每個像素的像素值用一個字節(jié)表示，灰度值級數(shù)就等于256級，每個像素可以是0～255之間的任何一個值，一幅640×480的灰度圖像就需要占據(jù)300KB的存儲空間。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．3圖形與圖像的基本類型

圖1標(biāo)準(zhǔn)單色圖圖2標(biāo)準(zhǔn)灰度圖彩色圖像(colorimgc5)可按照顏色的數(shù)目來劃分，例如256色圖像和真彩色(224＝16777216種顏色)等。圖1是一幅用256色標(biāo)準(zhǔn)圖像轉(zhuǎn)換成的256級灰度圖像，彩色圖像的每個像素的R、G和B值用一個字節(jié)來表示，一幅640×480的8位彩色圖像需要307.2KB的存儲空間；圖2是一幅真彩色圖像轉(zhuǎn)換成的256級灰度圖像，每個像素的R，G，B分量分別用一個字節(jié)表示，一幅640×480的真彩色圖像需要921.6KB的存儲空間。第2章圖形與圖像

2．1圖形與圖像的基本概念

2．1．3圖形與圖像的基本類型

圖1256色標(biāo)準(zhǔn)圖像轉(zhuǎn)換成的灰度圖

圖224位標(biāo)準(zhǔn)圖像轉(zhuǎn)換成的灰度圖1.圖形與圖像的數(shù)字化計算機(jī)存儲和處理的圖形與圖像信息都是數(shù)字化的，亦即是用二進(jìn)制數(shù)代碼序列來表示或存儲圖像信息的。因此，無論以什么方式獲取圖形與圖像信息，最終都要轉(zhuǎn)換為由一系列二進(jìn)制數(shù)代碼表示的離散數(shù)據(jù)的集合，這個集合即所謂數(shù)字圖像信息，也就是說圖形與圖像的獲取過程就是圖形與圖像的數(shù)字化過程。下圖所示的就是圖像數(shù)字化的過程。

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.1圖形與圖像的獲取

圖像數(shù)字化過程第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.1圖形與圖像的獲取

采樣量化編碼圖像（模擬量）數(shù)字化圖像2.圖形的獲取（1）利用軟件繪制圖形（2）利用數(shù)字化硬件繪制圖形

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.1圖形與圖像的獲取

3.圖像的獲取位圖圖像可以由特殊的數(shù)字化采集設(shè)備獲得。盡管不同的圖像采集設(shè)備的精度、速度和成本可能大不相同，但其工作原理都是一樣的。

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.1圖形與圖像的獲取

1.靜態(tài)圖形與圖像常見文件存儲格式⑴BMP格式⑹PCX格式⑵DIB格式⑺JPG格式⑶GIF格式⑻EPS格式⑷TIFF格式⑼PNG格式

⑸TGA格式(10)CDR(11)PSD第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2．2．2圖形與圖像的存儲

2.文件存儲格式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)任何一種圖像文件格式都有各自不同的文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，亦即圖像文件都是由按照一定的結(jié)構(gòu)形式排列的一組圖像數(shù)據(jù)（以二進(jìn)制代碼表示）的集合表示的。下面以位圖文件的文件結(jié)構(gòu)說明：⑴位圖文件頭⑶彩色表⑵位圖信息頭(4）位圖數(shù)據(jù)第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2．2．2圖形與圖像的存儲

⑴位圖文件頭(bitmap-fileheader)位圖文件頭包含有關(guān)于文件類型、文件大小、存放位置等信息，在Windows3.0以上版本的位圖文件中用BITMAPFILEHEADER結(jié)構(gòu)來定義：typedefstructtagBITMAPFILEHEADER{/*bmfh*/UINTbfType;DWORDbfSize;UINTbfReserved1;UINTbfReserved2;DWORDbfOffBits;}BITMAPFILEHEADER;⑵位圖信息頭(bitmap-informationheader)typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{/*bmih*/DWORDbiSize;LONGbiWidth;LONGbiHeight;…WORDbiBitCount;}BITMAPINFOHEADER;⑶彩色表彩色表包含的元素與位圖所具有的顏色數(shù)相同，像素的顏色用RGBQUAD結(jié)構(gòu)來定義。對于24-位真彩色圖像就不使用彩色表，因為位圖中的RGB值就代表了每個像素的顏色。typedefstructtagRGBQUAD{/*rgbq*/BYTErgbBlue;BYTErgbGreen;BYTErgbRed;BYTErgbReserved;}RGBQUAD;其中：rgbBlue指定藍(lán)色強(qiáng)度rgbReserved保留，設(shè)置為0(4)位圖數(shù)據(jù)緊跟在彩色表之后的是圖像數(shù)據(jù)字節(jié)陣列。圖像的每一掃描行由表示圖像像素的連續(xù)的字節(jié)組成，每一行的字節(jié)數(shù)取決于圖像的顏色數(shù)目和用像素表示的圖像寬度。掃描行是由底向上存儲的，這就是說，陣列中的第一個字節(jié)表示位圖左下角的像素，而最后一個字節(jié)表示位圖右上角的像素。3.動態(tài)圖形與圖像常見文件存儲格式⑴主要動畫文件格式FLIC文件格式(Autodesk)MMM文件格式SWF文件格式⑵主要數(shù)字視頻文件存儲格式AVI文件格式MPG文件格式MOV文件格式AVS文件

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2．2．2圖形與圖像的存儲

映射顯示原理下圖是光柵顯示原理示意圖。一個硬件顯示控制器可以接收并解釋輸入命令序列，刷新緩沖器是一個RAM存儲器，其中以像素數(shù)據(jù)為單位存儲整幅的顯示圖像，存儲的像素數(shù)據(jù)與顯示屏上的像素點(diǎn)一一對應(yīng)，成為一個像素數(shù)據(jù)的矩陣?？梢酝ㄟ^圖像顯示子系統(tǒng)讀取像素數(shù)據(jù)并輸出到圖像顯示屏，然后在屏幕上產(chǎn)生真實的圖像，這個圖像就是刷新緩沖器中像素數(shù)據(jù)矩陣的映射圖像。

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.3圖形與圖像的顯示

光柵顯示原理第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.3圖形與圖像的顯示

顯示（視頻）控制器(DC)(顯示命令)(交互數(shù)據(jù))0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011100000000000000000000000000000011111111111111111000000000000000000011111111111111111111111110000000000000001111111111111111111111111000000000000000111111110000000001111111100000000000000011111111111111111111111110000000000000001111111111000001111111111000000000000000111111111100000111111111100000000000000011111111110000011111111110000000000000001111111111111111111111111000000000000000000000000000000000000000000000000(刷新緩沖器)顯示的光柵圖像形成光柵的掃描圖像像素矩陣圖形與圖像處理系統(tǒng)2.硬復(fù)制設(shè)備圖像打印機(jī)是典型的硬復(fù)制設(shè)備，它將計算機(jī)中的數(shù)字圖形與圖像準(zhǔn)確地復(fù)制到打印紙上。打印機(jī)輸出的圖片同樣也都是由一系列點(diǎn)組成的，只是分辨率有所不同。

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.3圖形與圖像的顯示

1.圖像處理實例分析──圖像識別⑴圖像識別的涵義物體的種類、背景、圖像傳感器、感覺觀點(diǎn)（viewpointofthesensor），所有這些決定了識別問題的難易。例如，假定一個在全黑背景上的白色平面方塊（如下圖所示的數(shù)字圖像），就可以由一個簡單的拐點(diǎn)特征提取器來識別不同的拐點(diǎn)，如第二幅圖所示。第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.4圖形與圖像的處理

數(shù)字亮度圖

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.4圖形與圖像的處理

00000000000000000000000000000025525525525525500000000255255255255255000000002552552552552550000000025525525525525500000000255255255255255000000000000000000000000000000圖像拐點(diǎn)的數(shù)字亮度圖（N表是非拐點(diǎn)，C表示拐點(diǎn)）

第2章圖形與圖像

2.2圖形與圖像的處理

2.2.4圖形與圖像的處理

NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNCNNNCNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNCNNNCNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN1.動態(tài)圖形與圖像的視覺原理人眼具有“視覺暫留”的時間特性，就是說人眼對光像的主觀亮度感覺與光像對人眼作用的時間并不同步。一個光像對人眼的作用消失后，視覺對這個光像亮度與顏色的主觀感覺在△t（大約1/20-1/10）秒之內(nèi)不會完全消失，主觀感覺亮度是逐漸下降的，如下圖所示。動態(tài)圖形與圖像正是利用人眼的這一視覺暫留特性制作的。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

視覺暫留的時間特性

第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

2．動畫與視頻動態(tài)圖形與圖像序列根據(jù)每一幀畫面的產(chǎn)生形式，又分為兩種不同的類別。動畫：當(dāng)每一幀畫面是人工或計算機(jī)生成的畫面時，稱為動畫；視頻：當(dāng)每一幀畫面為實時獲取的自然景物圖時，稱為動態(tài)影象視頻，簡稱視頻。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

3.計算機(jī)動畫原理計算機(jī)動畫（computeranimation）是動態(tài)圖形與圖像時基媒體的一種形式，它是利用計算機(jī)二維和三維圖形處理技術(shù)，并借助于動畫編程軟件直接生成或?qū)σ幌盗腥斯D形進(jìn)行一種動態(tài)處理后生成的一系列可供實時演播的連續(xù)畫面。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

?運(yùn)動是動畫的要素計算機(jī)動畫是采用連續(xù)播放靜止圖像的方法產(chǎn)生物體運(yùn)動的效果的，如下圖中所示的動畫片段從第一幀到第六幀是馬跑的一個連貫動作，幀與幀之間存在著馬跑動作上的連貫性。

第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

馬跑的多幀畫面第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

?計算機(jī)動畫具有以下特點(diǎn)：⑴動畫的前后幀之間在內(nèi)容上有很強(qiáng)的相關(guān)性，因而其內(nèi)容具有時間延續(xù)性，這更適合于表現(xiàn)事件的“過程”，這也使得該類媒體具有了更加豐富的信息內(nèi)涵。⑵動畫具時基媒體的實時性，亦即畫面內(nèi)容是時間的函數(shù)。改變播放頻率（每秒畫面刷新率）就可以改變動畫中事物的動態(tài)頻率。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

⑶無論是實時變換生成并演播的動畫、還是三維真實感動畫，由于計算數(shù)據(jù)量太大，必須采用合適的壓縮方法才能按正常時間播放。⑷對計算機(jī)性能有更高的要求，要求信息處理速度、顯示速度、數(shù)據(jù)讀取速度都要達(dá)到實時性的要求。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.1計算機(jī)動畫的原理

計算機(jī)動畫的類型可以從多方面進(jìn)行判別。1.實時生成動畫與幀動畫從動畫的生成機(jī)制看可以分為兩種動畫，一種叫作實時生成動畫，另一種叫作幀動畫。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.2計算機(jī)動畫的類型

?實時生成動畫是一種矢量型的動畫，它由計算機(jī)實時生成并演播。在制作過程中，它對畫面中的每一個活動的對像（也稱為角色(Actor)）（包括場景）分別進(jìn)行設(shè)計，賦予每個對像一些特征（如形狀、大小、顏色等），然后分別對這些對象進(jìn)行時序狀態(tài)設(shè)計，即這些對象的位置、形態(tài)與時間的對應(yīng)關(guān)系設(shè)計，最后在演播時這些對象在設(shè)計要求下可以實時變換，并實時組成完整的畫面，從而實時生成視覺動畫。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.2計算機(jī)動畫的類型

例如：如下圖所示，就是一個實時生成的電腦動畫，其中人物的腿、胳膊和軀干以及街景都設(shè)計為獨(dú)立的角色對象，然后分別對這些對象的位置、角度、形態(tài)進(jìn)行時序狀態(tài)設(shè)計，最后在播放時實時生成了一個人在大街上走路的動作。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.2計算機(jī)動畫的類型

實時生成動畫第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.2計算機(jī)動畫的類型

?幀動畫是一幅幅連續(xù)的畫面組成的圖像或圖形序列，接近于視頻的播放機(jī)制，這是產(chǎn)生各種動畫的基本方法。一些動畫特別是三維真實感動畫由于計算量太大，只能先生成連續(xù)的幀圖形畫面序列。這類動畫有明顯的生成和播放的不同過程，播放時僅調(diào)用該圖像序列演播即可。第2章圖形與圖像

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2.3.2計算機(jī)動畫的類型

2.二維動畫與三維動畫從畫面對象的透視效果看，可以分為二維動畫和三維動畫。?二維動畫畫面構(gòu)圖比較簡單，它通常是由線條、圓弧及樣條曲線等基本圖元構(gòu)成，色彩使用大面積著色。二維動畫中所有物體及場景都是二維的，不具有深度感，只能由創(chuàng)作人員根據(jù)畫面的內(nèi)容來描繪三維效果，不能自動生成三維透視圖。第2章圖形與圖像

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?三維動畫雖也是由線條及圓弧等基本圖元組成，但是與二維動畫相比，三維模型還增加了對于深度（遠(yuǎn)近）的自動生成與表現(xiàn)手段，還具有真實的光照效果和材質(zhì)感，因而更接近人眼對實際物體的透視感覺，成為三維真實感動畫。目前這種動畫已成為廣泛應(yīng)用的媒體類型。第2章圖形與圖像

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2.3.2計算機(jī)動畫的類型

例如：如下圖所示游標(biāo)卡尺分別是由二維和三維動畫制作軟件制作的，其中，三維動畫使用的軟件比較復(fù)雜，它可以根據(jù)制作者的要求自動生成三維透視效果并且賦予材質(zhì)與光效（下圖），而二維動畫要現(xiàn)實三維物體效果就必須由作者手工繪制（上圖），其三維視點(diǎn)并不是軟件自動生成，且無法附加材質(zhì)與光效。第2章圖形與圖像

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二維與三維立體畫面的區(qū)別第2章圖形與圖像

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3.路徑動畫、作用動畫和變形動畫從畫面形成的規(guī)則和形式看，計算機(jī)動畫可以分為路徑動畫、作用動畫和變形動畫。

⑴路徑動畫路徑動畫是指讓每個對象根據(jù)指定路徑進(jìn)行運(yùn)動的動畫，這類動畫最適合于描述一個實體組合過程或分解過程，如演示或模擬某個復(fù)雜儀器是怎樣由各個部件對象組合而成的，或描述一個沿一定軌跡運(yùn)動的物體等等。第2章圖形與圖像

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⑵作用動畫在運(yùn)動動畫中，物體的真實運(yùn)動一般是由其物理力學(xué)規(guī)律來支配的。它能夠真實地按照力對物體的實際作用情況來描述物體運(yùn)動的速度、加速度和運(yùn)動軌跡，以及在各種場景下可以根據(jù)物理力學(xué)公式進(jìn)行描述和處理的其它作用現(xiàn)象。第2章圖形與圖像

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2.3.2計算機(jī)動畫的類型

例如：如右圖所示，動畫描述的是在重力作用下，兩個作自由落體和平拋運(yùn)動的小球的運(yùn)動過程。第2章圖形與圖像

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2.3.2計算機(jī)動畫的類型

根據(jù)力學(xué)公式處理的作用動畫⑶變形動畫變形動畫是將兩個對象聯(lián)系起來進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化的一種動畫形式，通過連續(xù)地在兩個對象之間彩色插值和路徑變換，可以將一個對象或場景漸變?yōu)榱硪粋€對象或場景。例如：如下圖所示，是將一個園形轉(zhuǎn)化為一個方形的動畫過程。第2章圖形與圖像

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2.3.2計算機(jī)動畫的類型

園形變形為一個方形的動畫過程從人與動畫播放的關(guān)系角度看，計算機(jī)動畫可以分為自動連續(xù)播放動畫與人機(jī)交互動畫。第2章圖形與圖像

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2.3.2計算機(jī)動畫的類型

1.二維動畫的制作過程·關(guān)鍵幀（原畫）的產(chǎn)生關(guān)鍵幀以及背景畫面，可以用攝象機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀實現(xiàn)數(shù)字化輸入，再用電腦生產(chǎn)流水線后期制作。也可以用相應(yīng)軟件直接繪制。

·中間畫面的生成利用電腦對兩幅關(guān)鍵幀進(jìn)行插值計算，自動生成中間畫面。

·分層制作合成對層的各種控制，如移動、旋轉(zhuǎn)等。第2章圖形與圖像

2.3計算機(jī)動畫

2.3.3計算機(jī)動畫的制作

?著色動畫軟件一般都會提供許多繪畫顏料效果，如噴筆、調(diào)色板等，這也是很接近傳統(tǒng)的繪畫技術(shù)。

?預(yù)演在生成和制作特技效果之前，可以直接在電腦屏幕上演示一下草圖或原畫，檢查動畫過程中的動畫和時限以便及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行問題并進(jìn)行修改。

?生成由計算機(jī)自動渲染生成出最后