《多媒体技术 》PPT课件.ppt

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1、第三章 多媒体技术,上海师范大学计算中心,第三章 多媒体技术,3.1 多媒体技术基本概念3.2 多媒体信息的数字化3.3 数字音频技术概述3.4 图像处理3.5 动画制作3.6 视频信息的处理技术3.7 多媒体技术的应用及前景,3.1 多媒体技术基本概念,3.1.1 多媒体定义3.1.2 多媒体计算机技术的特性3.1.3 多媒体关键技术,3.1.1 多媒体定义,媒体是信息的载体，是表达各种信息时所采用的介质或形式。它的作用是存储、表达及传送信息。多媒体的两大特征是：一是多种媒体形式并存；二是强大的交互功能。多媒体技术是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术。多媒体

2、技术使信息传播技术、信息处理技术和信息存储技术的综合，它被看成是先进的计算机技术与视频、音频和通信技术融为一体的新技术。,3.1.2 多媒体计算机技术的特性,集成性交互性实时性多样性。,3.1.3 多媒体关键技术-1,数据压缩和编码技术多媒体数据压缩编码技术是解决大数据量存储与传输问题的行之有效的方法。压缩方法根据不同的依据可产生不同的分类：根据压缩质量有无损失可分为有损压缩、无损压缩；根据是否自适应可分为自适应性编码、非适应性编码等。超大规模集成(VLSI)电路制造技术 VLSI技术的进步使得生产低廉的数字信号处理器(DSP)芯片成为可能，进而为多媒体技术的普及带来了乐观的前景。大容量的光盘

3、存储技术 多媒体同步技术 多媒体同步技术可以理解为在时间空间上对多媒体对象的协调、规划和展示技术，此过程将体现在处理多媒体数据的全过程(包括采集，表示，传输，播放等)中，并将涉及多媒体对象的同步关系描述和同步控制机制两方面内容。,3.1.3 多媒体关键技术-2,多媒体网络技术 多媒体的发展必然要与计算机网络技术相结合，以便使丰富的多媒体信息得以共享。多媒体信息检索技术 基于特征的多媒体信息检索技术有着广阔的应用前景，它将广泛用于远程教学、远程医疗、电子会议、电子图书馆、艺术收藏和博物馆管理、地理信息系统、遥感和地球资源管理、计算机支持协同工作等方面。虚拟现实技术 虚拟现实(Virtual Re

4、ality，VR)是多媒体技术的最高境界，也是当今计算机科学中最尖端的课题。虚拟现实是计算机硬件技术、软件技术、传感技术、人工智能及心理学等技术的综合。,3.2 多媒体信息的数字化,3.2.1 图形图像的数字化和存储3.2.2 音频信息的数字化和存储3.2.3 视频信息的数字化和存储,3.2.1 图形图像的数字化和存储,图像的采样 图像采样就是把图像分割成为一系列小区域，用特定的数值来表示每一个小区域的亮度、色彩等特征。获取图像常用到数码相机、扫描仪或用专用软件创建图像等。在进行采样时，采样频率是影响图像质量的重要指标。采样频率是指一秒钟内采样的次数 图像的量化采样后得到的亮度值(或色彩值)在

5、取值空间上仍然是连续值。把这些连续量表示的像素值离散化为整数值的操作叫量化。图像的编码与压缩 图像的编码，就是按照一定的格式把图像经过采样和量化得到的离散数据记录下来。压缩编码技术是实现图像传输与存储的关键，常用的图像压缩编码有预测编码和变换编码。,3.2.2 音频信息的数字化和存储,对模拟音频的数字化的过程涉及到音频的采样、量化和编码。声音的采样采样的过程是每隔一个时间间隔在模拟声音的波形上取一个幅度值，把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。该时间间隔称为采样周期，其倒数为采样频率。计算机获取声音的主要设备是声卡。声音的量化 采样所得到的声波上的幅度值，影响音量的高低，该值的大小需要用某种

6、数字化的方法来表示。通常把对声波波形幅度的数字化表示称之为量化(quantization)。采样信号的量化值采用二进制表示，表示样信号的幅度二进制的位数称量化位数。声音的采样和量化工作都是由声卡完成的 声音的编码和存储 编码就是用相应位数的二进制符号来表示已经量化的采样值。音频信号编码常用的是波形编码方法,3.2.3 视频信息的数字化和存储-1,视频的概念 视频(Video)是由一幅幅单独的画面序列组成的，每一幅画面称为一帧(frame)视频的分类：模拟视频(Analog Video)、数字视频(Digital Video-DV)。色彩的空间表示各种模拟设备以及多媒体计算机由不同的色彩空间表示

7、方法。其中常用的色彩空间表示由RGB、YUV、YIQ三种。,3.2.3 视频信息的数字化和存储-2,视频信息的采样 视频信号只有通过视频采集卡才能将静态或动态的模拟信号转换成数字信息。视频信息的量化 采样是把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，而量化则是进行幅度上的离散化处理。视频信息的编码 编码技术主要分成帧内编码和帧间编码，前者用于去掉图像的空间冗余信息，后者用于去除图像的时间冗余信息。,3.3 数字音频技术概述,3.3.1 声音的概念3.3.2 音频数据的压缩3.3.3 音频数据的处理3.3.4 主要的声音文件的格式3.3.5 音频数据的编辑,3.3.1 声音的概念,在多媒体系统中，声音

8、是一种机械振动状态的传播现象，它表现为一种机械被即声波。可通过振幅(Amplitude)、周期(Period)与频率(Frequency)来表示波形声音。周期：两个相邻信号波峰之间的时间间隔。振幅：波形顶峰(或低点)与基准线的距离。频率：每秒钟内波峰的数目或周期数量(单位Hz)。声音的三要素：音调、音强和音色。音调：与声音的频率有关,频率高则声音高,频率低则声音低。音强：又称响度，取决于声音的幅度。也即振幅决定声音的大小和强弱。音色：由混入基音的泛音所决定的。,3.3.2 音频数据的压缩,音频信号的压缩编码方法可分为有损压缩和无损压缩，有损压缩又分为波形编码、参数编码和同时利用前者两种技术的混

9、合编码。音频信号编码常用的是波形编码中的PCM(脉冲编码调制)方法 在脉冲编码调制的方法中，有差分脉冲调制(Differential Pulse Code Modulation，简称DPCM)方法和自适应差分脉冲调制(Adaptive Differential Pulse Code Modulation，简称ADPCM)方法。,3.3.3 音频数据的处理,多媒体电脑产生声音的方式主要有三种：由外部声音源进行录制与重放、MIDI声音和CD-Audio。分别称为波形音频、MIDI音频和CD音频。Windows所使用的标准数字音频称为波形文件(扩展名.WAV)，记录了对实际声音进行采样的数据。MID

10、I是乐器数字接口(Musical Instrument Digital Interface)的缩写。MIDI是用于在音乐合成器、乐器、和计算机之间交换音乐信息的一种标准协议，通过它可以把音乐合成器及相关设备连接到计算机上进行音乐创作。MIDI设备有三种端口：MIDI In(输入口)用于接收其他MIDI设备送来的MIDI信息；MIDI Out(输出口)用于发送设备生成的原始的MIDI信息；MIDI Thru(转送口)用于向其他连接MIDI的设备传送从MIDI In端口接受到的信息。合成器产生MIDI乐音的方法很多，常用的有：一种是频率调制合成法，采用频率调制的原理产生声音，用以模拟各种乐器声音；

11、另一种是乐音样本合成法，也称为波形表合成法，MIDI的优点：生成的文件小,3.3.4 主要的声音文件的格式,Wave：是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持。MIDI：是Musical Instrument Digital Interface的缩写，又称作乐器数字接口，是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。CD音频：CD音乐格式，扩展名CDA，其取样频率为44.1kHz，16位量化位数 MP3：全称是MPEG-1 Audio Layer 3，它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文

12、件进行压缩。另外常见的声音格式还有Real Networks公司的RealAudio、微软的WMA(Windows Media Audio)、瑞典Coding科技公司开发的MP3Pro、苹果公司的QuickTime、新一代的数字音频格式DVD Audio 以及VOC、AU、AIFF等。,3.3.5 音频数据的编辑,录音与保存操作实例1：利用Windows XP中的“录音机”工具录制一段声音，保存到“我的文档”下的“我的音乐”文件夹中，取名为ly.wav。定位、剪辑和混音操作实例2：利用录音机工具，打开配套光盘中的M1.WAV文件，在该文件的1秒处，混入M2.WAV文件，并使音乐总长为5.5秒，

13、删去其余的音乐。以M1.WAV为文件名，格式为IMA ADPCM，8.000KHz，4位，立体声，保存到A盘根目录下。,3.4 图像处理,3.4.1 图像文件格式 图像压缩 数字图像的获取 3.4.4 Photoshop基本操作,3.4.1 图像文件格式,一、位图图像和矢量图形二、图像文件格式,一、位图图像和矢量图形,1.位图图像位图图像也叫作栅格图像，是用小的方形网格，即像素来代表图像的。在表现阴影和色彩(如在照片或绘画图像中)的细微变化方面，位图图像有很好的表现效果，因此位图图像常用于照片或绘画图像中。但是位图图像存在一个缺点，既文件尺寸较大。,2矢量图形矢量图形是由叫作矢量的数学对象所定

14、义的直线和曲线组成的。矢量根据图形的几何特性来对其进行描述。矢量图形是文字(尤其是小字)和粗放图形的最佳选择。矢量图形占有的空间较小，但是由于矢量图形主要由线条和颜色块组成，所以不适合用来表现色彩变化丰富，色调变化复杂的图像。,一、位图图像和矢量图形,原图 放大后的位图 放大后的矢量图,一、位图图像和矢量图形,二、图像文件格式,图像格式是指计算机中存储图像文件的方法，它们代表不同的图像信息矢量图形还是位图图像、色彩数和压缩程度。图形图像处理软件通常会提供多种图像文件格式，每一种格式都有它的特点和用途。在选择输出的图像文件格式时，应考虑图像的应用目的以及图像文件格式对图像数据类型的要求。,二、图

15、像文件格式,PSD格式BMP格式JPEG格式TIF格式GIF格式PNG格式WMF格式,3.4.2 图像压缩,图像中包含一定的数据冗余：首先，由于相邻像素之间的相关性，图像包含相当高的空间冗余度；其次，由于图像中不同色彩组成部分的相关性，它也包含一定程度的色谱冗余度。正是由于冗余的存在，才使图像压缩成为可能。,3.4.2 图像压缩,图像压缩方法分为两类：有损压缩 有损压缩允许图像在压缩前和解压缩后有一定程度的不同。无损压缩 无损压缩要求图像在压缩前和解压缩后应该完全一样，不允许有一位的差错。,一、无损压缩,优点 能够比较好地保存图像的质量缺点 相对有损压缩而言无损压缩的压缩率比较低，一般只有2:

16、1到4:1。常用的无损压缩方法有RLE(行程长度受限编码)、霍夫曼压缩编码、LZW压缩方法等。,RLE(行程长度受限编码)是一种对图像进行无损压缩的最简单的方法。其基本思想是：把图像数据按某种方式(如一行接一行)排列成一个一维的数据序列，然后从序列的开头开始编码，每遇到一串相同的数据就用该数据及其重复的次数来代替原来的串。例如，100个连续的0，可以表示为0与100两个数。这种方法能压缩图像中连续的相同颜色造成的相关性，适用于压缩具有较大区域同色色块的图像。,二、有损压缩,有损压缩应用于一般图像，如风景，人物照片，部分医疗图像等。优点 有损压缩的压缩比很高，能达到10:1，20:1，甚至到40

17、:1。缺点 图像质量不够好。,JPEG是一种常用的有损压缩技术，其压缩原理是根据重要等级分离图像中的信息，然后在存储时去掉一些不太重要的信息，只保留重要的数据。,3.4.3 数字图像的获取,扫描仪 数码相机,3.4.4 Photoshop基本操作,Photoshop是由Adobe公司开发的图形处理系列软件之一，是主要应用于图像处理、广告设计等方面的一个电脑软件。该软件具有界面友好、图像处理功能强大、易学易用等特点，深受广大用户的青睐。一、Photoshop工作界面二、工具箱简介三、选择类工具及选择菜单四、“编辑”菜单与“图像”菜单五、绘画与修饰工具六、辅助工具及其它七、图层的应用八、滤镜九、路

18、径和通道,3.4,一、Photoshop工作界面,基本操作,二、工具箱简介,基本操作,三、选择类工具及选择菜单,在对图像进行效果处理之前，首先需要选定图像中要处理的目标区域。选择类工具包括：选框工具组套索工具组魔棒工具。,基本操作,1.选框工具组,包括：矩形选框工具椭圆选框工具单行选框工具单列选框工具 分别用于创建各种选区：矩形椭圆形单行单列的,2.套索工具组,包括：套索工具套索工具用于创建不规则形状的选区 多边形套索工具多边形套索工具用于创建多边形的选区 磁性套索工具磁性套索工具特别适用于快速选择与背景对比强烈且边缘复杂的对象,3.魔棒工具,魔棒工具可用来选择图像中颜色相同或相近的区域。,4

19、调整选区,移动选区 使用鼠标移动使用键盘移动“选择”菜单 全选、取消选择、重新选择、反选、色彩范围、羽化、修改（扩边、平滑、扩展和收缩）、扩大选取、选取相似、变换选区,5其他有关工具,移动工具用于移动图层或者选区。裁切工具可以将图像中不需要的部分剪裁掉。,基本操作,四、“编辑”菜单,1“编辑”菜单主要完成图像编辑的简单操作。还原、返回、向前 剪切、拷贝、粘贴、合并拷贝、粘贴入、清除 填充、描边自由变换、变换 定义图案,“历史记录”调板,2.配合“历史记录”调板，用户可对图像的操作步骤进行进一步的控制。,四、“图像”菜单,(1)“模式”命令“模式”命令可以将图像从一种模式转换为另一种模式。(2)

20、“调整”命令“调整”命令可以对图像的色调、色彩等属性进行调整(3)“图像大小”、“画布大小”和“旋转画布”命令,图像模式,RGB彩色模式CMYK彩色模式HSB彩色模式Lab彩色模式索引颜色灰度模式位图模式,色彩属性,色相 色彩的相貌，也就是色彩的基本特征。简单地说就是红橙黄绿青蓝紫等颜色。亮度 色彩明暗、浓淡的程度。饱和度 又叫纯度，是指色彩的饱和程度。纯净的颜色饱和度高，灰色饱和度低。对比度 指不同颜色之间的差异程度。色调 指一副画的总体色彩倾向。,基本操作,五、绘画与修饰工具,绘画与修饰工具组中，包含画笔工具组，图章工具组，填充工具组，修复画笔工具组，历史记录画笔工具组，橡皮擦工具组，模糊

21、工具组，减淡工具组。在使用这些工具时，需要配合前景色、背景色和画笔下拉调板。,1.前景色和背景色的设置2画笔工具组 包括画笔工具和铅笔工具。3修复画笔工具组 包括修复画笔工具、修补工具和颜色替换工具。4图章工具组 包括仿制图章工具和图案图章工具。5历史画笔工具组 6填充工具组 包括渐变工具和油漆桶工具。,五、绘画与修饰工具,7橡皮擦工具组 包括橡皮擦工具、背景色橡皮擦工具和魔术橡皮擦工具。8模糊工具组 包括模糊工具、锐化工具和涂抹工具。9减淡工具组 包括减淡工具、加深工具和海绵工具。10文字工具组 包括横排文字工具、直排文字工具、横排文字蒙版工具和直排文字蒙版工具。,五、绘画与修饰工具,基本操

22、作,六、辅助工具及其它,注释工具吸管工具抓手工具缩放工具,基本操作,七、图层的应用,图层在Photoshop中是一个很重要的概念，图层就像是一张透明的薄膜纸，可以在这张透明纸上画画，而没画上的部分依然保持透明的状态，从而可以透过它看到这张纸下面的画面当在各张纸上画完适当的画面以后，计算机将这几张纸叠加起来，就形成一幅完整的图像。使用图层还可以使图像组织结构清晰，不易产生混乱图像的最终效果是几个图层叠加起来的结果，不同的叠加模式会产生不同的结果。对一个图层所做的操作不影响其他图层。,1图层面板简介,2图层基本操作,(1)新建图层(2)删除图层(3)复制图层(4)移动图层的位置(5)显示、隐藏图层

23、(6)链接图层(7)合并图层,3图层效果的设置,(1)图层混合模式图层混合模式可以使不同图层上的图像进行混合，选择不同的混合模式会出现不同的混合效果。(2)图层不透明度图层的不透明度即透过当前图层可以看到下一层内容的程度。通过设置“图层不透明度”文本框中的数值可改变整个图层的不透明度。(3)图层样式利用图层样式可以制作阴影、发光、浮雕等效果，但此功能对背景图层不起作用。,4图层蒙版,如果将一张纸覆盖在一个图层上，这张纸的某些部分是完全透明的，某些部分是完全不透明的，而其他区域是半透明的，那么图像将会呈现某种特殊的效果。在Photoshop中，覆盖在图层上的这张纸叫做图层蒙版。添加图层蒙版的主要

24、作用是保护图像，让被遮盖的区域不受任何操作的影响。利用图层调板底部的“添加图层蒙版”按钮，可以为相应图层添加蒙版。,4图层蒙版,利用蒙版可以控制相应图层的透明程度，一般利用黑白两种颜色以及黑白之间的灰度过渡来设置蒙版。在蒙版上显示为白色的部分相应图层的对应位置的将完全显示黑色部分相应图层的对应位置的将完全隐藏灰色部分将以半透明显示图像，并且灰色程度不同，图像显示的程度也将不同。,基本操作,八、滤镜,使用滤镜相当于在图像上面放一块过滤玻璃镜头，使原来的图像发生变化，从而产生各种特殊的效果。Photoshop中提供的滤镜有：像素化类滤镜、扭曲类滤镜、杂色类滤镜、模糊类滤镜、渲染类滤镜、画笔描边类滤

25、镜、素描类滤镜、纹理类滤镜、艺术效果类滤镜、锐化类滤镜、风格化类滤镜、视频类滤镜等。,基本操作,1像素化类滤镜,该组滤镜主要用来产生将图像分块或将图像平面化以其它形状来重新再现的效果。它不是真正改变了图像像素点的形状，而是在图像中表现出某种基础形状的特征，以形成一些类似像素化的形状改变。主要有：彩块化滤镜彩色半调滤镜晶格化滤镜点状化滤镜碎片滤镜铜板雕刻马赛克滤镜 等。,滤镜,2扭曲类滤镜,该类滤镜使图像产生各种形式的扭曲，从而使图像富有动感和变化。主要有：切变滤镜、扩散亮光滤镜、挤压滤镜、旋转扭曲、极坐标滤镜、水波滤镜、波浪滤镜、波纹滤镜、海洋波纹滤镜、玻璃滤镜、球面化、置换滤镜等。,滤镜,3

26、杂色类滤镜,杂色类滤镜产生增加或减少图像中杂点的效果。主要有：中间值滤镜去斑滤镜添加杂色蒙尘与划痕滤镜 等。,滤镜,4模糊类滤镜,该组滤镜使图像或选区的边缘产生模糊化效果，从而可以光滑边缘过于锐化的部分以及图片污点划痕部分。动感模糊滤镜产生沿某一方向运动而产生的模糊效果。主要有：平均滤镜、径向模糊、模糊滤镜、特殊模糊滤镜、进一步模糊滤镜、镜头模糊、高斯模糊等。,滤镜,5渲染类滤镜,此组滤镜主要在图像中产生不同的照明效果或制造肌理，也可创造3D空间效果。“云彩”滤镜的功能是使用前景色和背景色产生一种抽象云彩效果。主要有：光照效果滤镜分层云彩滤镜纤维滤镜镜头光晕 等,滤镜,6画笔描边类滤镜,该组滤

27、镜使图像产生涂抹的效果，它只作用于RGB图像，其他类型图像须转换成RGB模式后再使用该组滤镜。主要有：喷溅滤镜、喷色描边滤镜、强化的边缘滤镜、成角的线条滤镜、油墨概况滤镜、深色线条滤镜、烟灰墨滤镜、阴影线滤镜等。,滤镜,7素描类滤镜,该类滤镜产生一种使用硬笔工具汇合的艺术效果，类似于草图，通常用来为图像制作一些质感的变化和创建精美的艺术或者手绘图像。该类滤镜所产生的图像大多数是单色图像。主要有：便条纸滤镜、半调图案滤镜、图章滤镜、基底凸现滤镜、塑料效果滤镜、影印滤镜、撕边滤镜、水彩画纸滤镜、炭笔滤镜、炭精笔滤镜、粉笔和炭笔滤镜、绘图笔滤镜、网状滤镜、铬黄滤镜等。,滤镜,8纹理类滤镜,该类滤镜通

28、过替换像素，增强像素的对比度，使图像纹理产生加粗，夸张的效果。该组滤镜必须在RGB模式下才能使用。主要有：拼缀图滤镜染色玻璃滤镜纹理化滤镜颗粒、马赛克拼贴滤镜龟裂纹滤镜 等,滤镜,9艺术效果类滤镜,该类滤镜是使图像产生人工创作的不同绘画作品的效果对CMYK或Lab等模式的图像，须转换为RGB模式才能工作并且它不能在空层上操作主要有：塑料包装滤镜、壁画滤镜、干画笔滤镜、底纹效果滤镜、彩色铅笔滤镜、木刻滤镜、水彩滤镜、海报边缘滤镜、海绵滤镜、涂抹棒滤镜、粗糙蜡笔滤镜、绘画涂抹滤镜、胶片颗粒滤镜、调色刀滤镜、霓虹灯光滤镜。,滤镜,10视频类滤镜,该类滤镜用来从摄象机输入图像或将图像输出到录像带上。主

29、要有：逐行滤镜NTSC颜色滤镜 等。,滤镜,11锐化类滤镜,该类滤镜通过增强邻近像素的对比度来消减图像的模糊，使图像更加清晰。主要有：USM锐化滤镜锐化滤镜进一步锐化滤镜锐化边缘滤镜 等。,滤镜,12风格化类滤镜,该类滤镜通过置换像素并且查找和提高图像的对比度，在区域上产生一种绘画或者使图像产生印象派及其他风格化作品效果。主要有：凸出滤镜扩散滤镜拼贴滤镜曝光过度滤镜查找边缘滤镜浮雕效果滤镜照亮边缘滤镜等高线滤镜风滤镜 等,滤镜,12其他类滤镜,该类滤镜主要作用是修饰图像的某些细节部分。也可创建自己所需要的滤镜。主要有：位移滤镜最大值滤镜最小值滤镜自定滤镜高反差保留滤镜等。,滤镜,九、路径和通道

30、,1路径路径提供了一种有效的方法来绘制精确的选区边界。与画笔或其他绘图工具绘制的位图图像不同，路径是不包含像素的矢量对象。路径由一个或多个直线或曲线线段构成，曲线上有称为“锚点”的结点，通过“锚点”可以调整曲线的形状。路径可以是开放的，也可以是闭合的。钢笔工具组包括5个工具，分别是钢笔工具、自由钢笔工具、添加锚点工具、删除锚点工具和转换点工具。,九、路径和通道,2通道 通道的主要功能是保存图像的颜色数据。通道除了能够保存颜色数据外，还可用来保存蒙版或者选区，将一个选取范围保存后，就会成为一个蒙版保存在一个新增的通道中。,3.4,基本操作,3.5 动画制作,3.5.1 动画概论3.5.2 Fla

31、sh MX 2004 简介3.5.3 Flash的基本概念（术语）3.5.4 简单动画制作3.5.5 高级动画制作3.5.6 简单交互动画制作,一、动画和动画原理,动画是通过连续播放一系列具有差异的静止画面，给视觉造成连续变化的图画。人类具有视觉暂留的特性。人的眼睛看到了一幅画或一个物体后，在1/24秒内不会消失。利用这一原理，在前一幅画还没有消失之前播放出下一幅画面，就会给人造成一种连续变化的视觉效果。电影、电视和动画都是利用这一原理。电影以24帧/秒的速度播放,电视以25帧/秒(PAL制式)或以30帧/秒(NSTC制式)播放。,二、电脑动画,自从1945年世界上第一台电子计算机诞生以来，科

32、学家和艺术家就在不断地尝试实现电脑绘画。1962年，美国的Sutherland的博士论文中，首次提出了电脑图形学(Compuer Graghics)的概念。计算机动画的发展完全得益于电脑图学中的交互技术、图形技术、图像技术、显示技术及硬件的迅速发展。随着扫描图形显示的出现，美国贝尔实验室于1963年制作了第一部电脑动画，随后有多部电脑动画片在贝尔实验室诞生。,传统动画制作,先由设计师制作出动画中的部分关键画面，再由助理设计师制作中间画，其余美术人员绘制内插画，将动作连贯起来。这些用铅笔绘制的草图完成后，用复印机誊印到透明胶片上，再用手工将胶片上的线条描黑，然后上色。当设计师对每一个场景每一个动

33、作都检查过后，进行拍摄。拍摄时，将摄像机置于顶部，中间有几层玻璃，放置不同的角色或前景；背景放在最下层。利用摄像机的移动、变焦、旋转等变化和淡入、淡出、软切、滑入等技术，产生出各种电影特技效果。,电脑动画制作,设计人员制作动画的关键帧，由计算机自动产生中间的过渡帧。从文字录入、图像生成、着色、修饰、剪接、叠合到打样、出稿以及录制，是一个整体过程。电脑动画省去了许多工序，提高了效率，大大缩短了设计周期。二维电脑动画和三维电脑动画的功能有所不同，其制作步骤也有所不同。三维电脑动画一般包括几何造型、表面材料编辑等。构建三维造型及设计运动、设计灯光的强弱、位置及运动，设计虚拟摄像机的拍摄景别。不仅可以

34、逼真地模拟真实的三维空间，还可产生真实世界不存在的特殊效果。电脑动画具有传统动画无可比拟的优越性。,电脑动画的分类,按动画制作技术和手段分类“旋盘动画”、“传统动画”、“电脑动画”按空间视觉效果“二维平面动画”和“三维立体动画”按电脑在动画制作中的作用分类：“电脑辅助动画”（二维）和“电脑造型动画”（三维）按动画的运动控制方式分类“关键帧动画”和“算法动画”算法动画是采用算法实现对物体的运动控制或模拟摄像机的运动控制 算法，又分为运动学算法、动力学算法、逆运动学算法、逆动力学算法、随机运动算法等。动画技术多种多样，分类方法也很多,动画制作的硬件系统,用于电脑动画制作的主机在处理速度、内存容量、

35、硬盘大小及显示卡等方面比普通的电脑系统要求高。应尽量采用足够大的内存和硬盘。输入是电脑动画设计的准备阶段，可配备扫描仪、幻灯片扫描器、视频采集卡等。输出除了喷墨打印机、激光打印机外，还有图像排版输出机、电脑直接成像系统、彩色拷贝机等。根据动画作品的类型和用途，输出可分成静态和动态两类。静态用于平面广告或连环画制作等。动态用于动画广告、动画影片和动画课件等等。,电脑动画的发展和常见软件,早期的电脑动画系统主要使用编程语言，由于技术比较专业，只能由电脑专业人员来操纵。比较有代表性的系统有CENESYS系统、模拟动画系统SCANIMAGE和CAESAR、基于造型的系统ANIMATOR以及ARTA系统

36、。这些系统都是二维动画系统。70年代以后，人们开始研究对用户友好的交互式动画系统。艺术家可直接使用这种系统，而不需太多的电脑知识。如CAAS二维动画系统。三维动画系统的研究始于70年代初。采用了光照模型，对象的运动是由数学公式或者数据表进行描述的，动画的控制是由动画语言进行描述的。1975年，美国俄亥俄州州立大学电脑图形学研究小组设计研究出ANIMA系统。随着电脑图形技术的不断发展，特别是三维几何造型技术、真实感图形生成技术(光照模型、render 算法、纹理模拟等)，利用电脑可以生成非常逼真的视觉效果，动画控制技术也由传统的人工动画控制法扩展到关节动画法、基于物理的动画法等等。同时，高速图形

37、处理器乃至具有实时处理能力的超级图形工作站的出现，使三维电脑动画得到迅速发展。在高级三维电脑创作系统中，加拿大的SOFTIMAGE的三维创作概念在世界范围内得到了广泛的好评。目前，基于微机上的动画处理软件也很多，常用的有3D Studio、3DS MAX、MAYA、F lash、GifAnimation等。其中F lash因小巧玲珑且具有强大的交互性，在网上颇为盛行。,3.5,3.5.2Flash 简介,Flash是美国Macromedia公司出品的矢量图形编辑和动画创作的专业软件，具有文件小、功能强、交互性好等诸多优点。目前，Flash已成为制作交互式动画的标准。,Flash的工作界面,工作

38、界面,1主要工具栏 2舞台 3面板 4工具箱5.菜单,时间轴,帧单位时间的画面，是组成时间轴的基本单元。关键帧定义了动画关键环节变化内容的帧。有内容的关键帧表示为实心圆点，无内容的空白关键帧表示为空心圆点。普通帧延续关键帧的内容。在时间轴上显示为灰色方格。插入普通帧或删除普通帧可以改变动画的长短。无内容的帧是空白的，有内容的帧有各种颜色。,图层,普通图层 图层如透明的胶片，可以透过它看到下一层的对象。当同一时刻，舞台中有多个对象分别作不同的变化时，可使用多个图层。影片放映时所显示的是多个图层叠加在一起的合成效果。特殊的图层 引导层 动画播放时不显示 普通引导层 起静态定位作用，多用于动画的版面

39、布局或调试。运动引导层 起动态定位作用，多用于动画的曲线路径设计。遮罩层 遮罩层中的图形，如同窗口，用来显示被遮罩层中对应位置的内容。,3.5,3.5.3 Flash的基本概念(术语),场景,一、流技术 用户通过Internet观看Flash动画时可以边下载边观看，而不需将一个动画文件全部下载后再观看。这就象一条河流，资源源源不断地从服务器流向客户端。二、场景 场景如同“幕”，一场话剧会有很多“幕”。一个较复杂的动画也会有多个场景。利用指令可实现不同场景间的跳转。,元件,元件构成动画的基本要素，可重复利用，不会增加文件的大小。影片剪辑元件供重复引用的动画片段，类似动画中的动画 按钮元件制作交互

40、动画的重要元件，由4种状态帧组成 图形元件适用于静态图形的重复使用,影片剪辑,按钮,图形元件,实例,元件相当于“源”，实例相当于 它在不同场景引用的“副本”对单个实例的修改，不会影 响其他实例或原始元件。例如：多彩的星星 在元件编辑模式下对元件的修改，则会影响所有与之对应的实例。例如：若想更改范例2中每个同心圆的笔触样式，该如何修改？,库,外部导入的、从剪贴板粘贴过来的、在当前动画中新建的库中的素材不仅可用于当前动画，还可用于其它动画Flash还提供了一些按钮、学习交互等“公共库”，以便在制作动画时随时调用。,逐帧动画 与补间动画,逐帧动画将要表现的动态部分分解成一个一个动作，用逐个关键帧去描

41、绘，类似于传统的动画。制作起来比较费时，完成后文件比较大。补间动画(过渡动画)制作若干个关键帧，从一个关键帧到另一个关键帧之间的补间则由Flash自动插值计算生成。变形补间动画 变形的过渡帧显示为浅绿色运动补间动画 运动的过渡帧显示为浅紫色。各有不同的动画效果和作用对象。,运动,变形,ActionScript动作脚本,ActionScript(动作脚本)是Flash的标准脚本语言。进行交互式动画或应用程序设计离不开ActionScript。Flash MX 2004 中的ActionScript 2.0支持动作脚本语言的所有标准元素，并更加严格地遵守面向对象编程语言所采用的标准，具有独立的语法

42、结构体系。使用动作面板编写ActionScript动作脚本。,Flash文档与swf影片,Flash文档是一个编辑文件。打开一个已有的Flash文档，默认的方式即同时运行Flash程序。所有的原始素材都保留在Flash文档中，可以继续编辑。swf影片是由Flash文档编辑完成后输出的动画影片。Flash文档可以导出为各种格式的影片，swf影片则为Flash的标准格式影片。相对于Flash文档而言，swf影片是动画制作的成品，Flash文档是动画制作的过程。,返回,3.5,3.5.4 简单动画制作,逐帧动画变形动画运动动画影片剪辑元件,3.5,创建逐帧动画-1,一、绘制逐帧动画 操作实例1：制作

43、一个小球排列的动画。制作第1关键帧利用工具箱的椭圆工具，画正圆。利用洋葱皮按钮、对齐工具、坐标信息等来调整小球排列的位置。制作第2关键帧复制小球，调整位置制作第3、4、5关键帧保存文件并导出影片。“文件”/“另存为”“文件”/“导出”/“导出影片”,逐帧动画-2,二、利用素材制作动画 可导入的素材格式有：位图(*.bmp)、Windows图元文件(*.wmf)、GIF图像(*.gif)、JPEG图像(*.jpg)等等。flash支持的影片格式主要有Video For Windows(*.avi)、QuickTime Movie(*.mov)、GIF Image(*.gif)、MPEG Movi

44、e(*.mpg和*.mpeg)和Windows Media(*.asf，*.wmv)等。操作实例2:利用实验配套的素材图像制作一个宽为177px，高为160 px鲸鱼跳跃的逐帧动画。将素材图像导入到库。第1关键帧：从“库”中拖曳图像到舞台，用对齐面板，调整图像舞台位置。第2、3、4关键帧：插入空关键帧，从“库”中拖曳图像到舞台,操作注意点,在时间轴，选择帧，“插入”/“关键帧”，在舞台绘制图形。例如：制作一个原地变化的数字动画。制作一个走动变化的数字动画。制作一个逐个排列的数字动画。分清几种关系：帧时间关系舞台位置关系一层一个对象，多层多个对象“关键帧”与“空关键帧”对齐均匀间隔相对于舞台,实

45、验13内容,制作一个七花瓣动画制作花瓣，转换成元件调整注册点到花芯，以便花瓣绕着花芯旋转，应用“变形”面板，复制并变形花瓣，旋转角度=360/7.制作一个“打字效果”的动画。分离、分离到层 制作一个跟我学写字的动画。橡皮擦工具复制帧与复制,创建变形动画-1,变形补间动画的基本步骤：设置开始关键帧设置结束关键帧设置“补间”为“形状”。变形的对象：矢量图。用工具箱绘制的图形是矢量图，可直接作为变形的对象。例如：制作一个红、绿、蓝逐帧变化的变色方块动画。制作一个红、绿、蓝逐渐变化的变色方块动画。比较两者的不同。,创建变形动画-2,用工具箱文本工具书写的文字是组合，必须分离后再变形。例如：制作“你幸福

46、，我快乐”文字变形动画。执行两次“修改”/“分离”命令将元件分离后，再变形操作实例2：制作一个“老母鸡变鸭”的动画。将元件分离,再分离添加提示点,运动补间动画-1,运动补间动画的基本步骤：设置开始关键帧设置结束关键帧设置“补间”为“动作”。运动动画的对象：元件、文本块、群组。例如：创建一个运动的小球。第1关键帧：画一个小球，转换为“图形元件”。第2关键帧：调整小球元件舞台位置选择第1关键帧，设置“补间”为“动作”。例如：创建一个放大缩小变化的文字动画 第1关键帧:用文本工具书写文字 第2关键帧:用变形工具放大文字第3关键帧:用变形工具缩小文字两两关键帧:“补间”为“动作”,运动补间动画-2,例

47、如:创建一个淡入淡出变化的文字动画。书写文字，将文字转换成图形元件(为什么)。在舞台上，选择文字，用属性面板设置颜色为透明。例如:利用多图层，制作一个重影效果的文字动画。(实验14-6)第一层，制作文字变化的运动动画。添加第2、3、4、5图层，利用“复制帧”、“粘贴帧”命令将第1图层所有的帧复制到新添图层，并逐层后移。,实验14内容-1,形变动画与运动动画的区别。例如：制作“你幸福，我快乐”的运动动画。制作“你幸福，我快乐”的形变动画。形变动画：分离不同对象 补间为“形变”运动动画：组合（元件）同一对象 补间为“动作”,影片剪辑元件的创建和应用,操作实例6：创建一个“繁星点点”的动画。新建一个

48、“闪烁”影片元件。从库中拖曳“星星”元件到舞台。制作星星时而放大时而缩小的运动动画。回到场景，编辑动画。多次拖曳“闪烁”到舞台。适当调整大小和位置。添加两个图层。多次拖曳“闪烁”到舞台。调整三个图层的起始帧。使“闪烁”先后出现。将某Flash文档转换成影片剪辑。操作实例7利用影片剪辑元件改制实验范例6,3.5.5高级动画制作,引导线动画遮罩动画,3.5,引导线动画,利用引导层，可辅助设计出各种曲线运动。一个最基本的“引导路径动画”由两个图层组成。上面一层是引导层，下面一层是被引导层。引导层中的路径可用铅笔、钢笔、椭圆工具、矩形工具或画笔绘制而成。被引导层中的对象可以是元件、文字、组件等，不可以

49、是分解后的图形。操作实例8：创建一个沿路径运动的小球 时间轴上的“添加运动引导层”图标,制作引导线动画的关键步骤,在引导层:用铅笔等工具，绘制理想的曲线,作为运动引导路径.在被引导层:使用对齐按钮,将被引导对象的中心与路径重合.注意:两层帧长一致设置帧属性调整到路径”控制运动对象沿指定路径运动。“同步”设置与主时间轴同步。“对齐”自动捕捉引导线。,实验14内容-2,例如：制作飞机穿越云海的动画(1)导入动画素材实验配套文件飞机jpg和云天.jpg。(2)去掉白色背景。利用“修改”/“变形”/“转换位图为矢量图”命令(参数为默认)。选择白色背景，删除。将矢量图重新转换成元件。（3）添加引导层，绘

50、制引导线。（4）将飞机调整到路径。,遮罩动画-1,利用遮罩层，可辅助设计出各种特殊效果。一个最基本的遮罩动画由两个图层组成。上面一层是“遮罩层”，下面一层是“被遮罩层”。遮罩层中的项目可以是元件、文字、组件、打散的图形。可作运动、变形等各种变化.“遮罩层”与“被遮罩层”中两层图形重叠的部分被显示出来，而其余部分则被“遮”住了。操作实例9：制作一个探照灯效果的动画。在图层1，制作“探照灯”文字背景.在图层2，制作一个圆形移动的动画，用于模拟探照灯。将图层2的属性更改成遮罩层.锁定,遮罩;开锁,无遮罩.,遮罩动画-2,在遮罩层的辅助下，利用不同的背景，可产生不同的效果。操作实例10：放大镜效果。遮