10.1. Принципы создания анимации

Как и любая другая графика, анимация делится на два вида: 2D и 3D. Основным инструментом для создания 2D анимации служит система Macromedia Flash (файлы с анимацией имеют расширение swf и часто встречаются на Web-страницах), а для 3D анимации – 3D Studio Max. Стандартный формат сохранения любой анимации в Windows называется avi. Чтобы уменьшить размер, занимаемый avi-файлами, используются различные методы сжатия. В основном идея заключается в том, что целиком хранятся только опорные кадры (например, каждый двадцатый), а для промежуточных кадров запоминается лишь информация о разнице между текущим кадром и предыдущим. Различные форматы сжатия получили название кодеков. Для воспроизведения avi-файла на компьютере должен быть установлен соответствующий драйвер, также обычно называемый кодеком.

Рис. 10.1 – Создание анимации с ключевыми кадрами (3D Studio Max).

Процесс разработки анимации заключается в создании ряда ключевых кадров (keyframes). В этих кадрах задаются последовательные положения объектов, изменения их цвета, формы, освещенности и пр. Все промежуточные кадры рассчитываются автоматически. Если в ходе анимации меняется форма объекта, то такой процесс называется морфингом (morphing). На Рис. 12.1 показана сцена морфинга, в которой вручную были созданы кадры 1 и 40, а кадры с 2 по 39 автоматически рассчитывались системой 3D Studio Max. В результате получилась иллюзия плавного превращения сферы в сплющенную полусферу.

Когда в сцене задействовано много объектов, становится необходимым применение треков анимации (Рис. 12.2). Трек представляет собой график изменения некоторого параметра во времени. Каждый трек отвечает за то или иное преобразование объекта. Например, у объекта могут быть треки изменения местоположения, масштаба, прозрачности, цвета и т.д. Для каждого трека можно задать ключевые кадры, в которых назначаются крайние параметры того или иного свойства объекта. Промежуточные значения рассчитываются автоматически.

Рис. 10.2 – Треки анимации (3D Studio Max)

Отдельные сцены, созданные при помощи 3D Studio Max и сохраненные в avi-файлы, монтируют в единый фильм. Видеомонтаж на компьютере чаще всего делается при помощи программы Adobe Premiere. Она позволяет отображать различные переходы между кадрами, синхронизировать звуковую дорожку, вставлять титры и т.д. Процесс монтажа окончательного компьютерного фильма называется "post production".

11. классификация и обзор современных графических систем

Эволюция графических стандартов естественно отражает процесс развития средств КГ - от векторной графики до систем виртуальной реальности.

В основе разработки графических стандартов лежит принцип виртуальных ресурсов, позволяющий разделить графическую систему на несколько слоев - прикладной, базисный и аппаратнозависимый. При этом каждый слой является виртуальным ресурсом для верхних слоев и может использовать возможности нижних слоев с помощью стандартизованных программных интерфейсов. Кроме того, графические системы могут обмениваться информацией с другими системами или подсистемами с помощью стандартизованных файлов или протоколов. В соответствий с этими соображениями первоначально были выделены три основных направления стандартизации - базисные графические системы, интерфейсы виртуального устройства, форматы обмена графическими данными.

Стандартизация базисных графических систем направлена на обеспечение мобильности прикладных программ и основана на концепции ядра, содержащего универсальный набор графических функций, общих для большинства применений.

Наиболее известными проектами по стандартизации базисных систем являются Core System, GKS, GKS-3D, PHIGS, PHIGS+. Основное направление развития этих проектов заключалось в усилении изобразительных возможностей для визуализации геометрических объектов (2D, 3D, удаление скрытых линий и граней, полутоновая закраска, текстурирование и пр.). Стандарт на базисную графическую систему включает в себя функциональное описание и спецификации графических функций для различных языков программирования.

Концепция виртуального устройства начала разрабатываться с момента появления аппаратно-независимых графических систем. Интерфейс виртуального устройства разделяет аппаратно-зависимую и аппаратно-независимую части графической системы. Он обеспечивает заменяемость графических устройств (терминальную независимость), а также возможность работы с несколькими устройствами одновременно. Интерфейс виртуального устройства может существовать в форме программного интерфейса и/или протокола взаимодействия двух частей графической системы. Наиболее четко концепция виртуального устройства представлена в проекте CGI.

Развитие этой концепции совпало с активным перемещением графических средств на персональные компьютеры и графические станции. При этом основными интерактивными устройствами стали растровые дисплеи, а устройствами для получения твердых копий - растровые принтеры. Это привело к необходимости выделения отдельного набора растровых функций, позволяющих использовать функциональные возможности растровых устройств.

Дальнейшее развитие растровых функций связано с появлением многооконных графических систем Х Window и MS Windows (а также NeWS и Display Postscript), обеспечивших удобные средства для манипулирования растровыми изображениями. Эти средства явились основой для развития систем обработки изображений и для организации эффективного многооконного пользовательского интерфейса с использованием меню, диалоговых панелей, полос просмотра и пр. Отметим, что традиционные средства вывода геометрических примитивов (линий, дуг, многоугольников) и текстов также имеются в этих системах.

Сегодня, наиболее развитые проекты РЕХ и OpenGL неплохо совмещают основные достижения как геометрического так и растрового направления.