计算机动画技术的进展与应用

随着计算机图形学和硬件技术的高速发展，越来越多的研究机构和商业机构加入到计算机动画领域，用计算机来生成各种以假乱真的虚拟场景画面和特技效果。在过去几十年里，计算机动画一直是人们研究的热点，在全球计算机图形学盛会Siggraph上，几乎每年都有计算机动画的论文和专题。计算机动画每年一度的学术会议“Computer Animation”和学术期刊《Journal of Visualization and Com-puter Animation》为专业人士进一步交流研究成果提供了平台。目前，计算机动画已经形成一个巨大的产业。

计算机动画是计算机图形学和艺术相结合的产物，是用于创作这些电脑特技的一项专门的技术，它伴随着计算机硬件和图形学算法的发展而发展，综合利用计算机科学、艺术、数学、物理学和其他相关学科知识，在计算机上生成绚丽多彩的虚拟真实画面。在21世纪的今天，计算机动画已经渗透进人们生活的每个方面。例如美国迪斯尼公司的众多动画片、日本的卡通片以及数字电影中的精彩场面，都给人们留下了深刻的印象。

1993年电影《侏罗纪公园》利用计算机特效和动画技术制作的恐龙获得了当年的奥斯卡最佳视觉效果奖。1996年的第一部完全计算机动画制作的电影《玩具总动员》上映，给电影制作开辟了一条新路。1998年的电影《泰坦尼克号》通过计算机生成技术表现甲板上的人物，还有电影《终结者》中恐怖而又神奇的液态机器人等。这些电影都给我们带来了深刻的印象，计算机动画已经在许多应用领域证明了其非凡的潜力，也同样使我们领略到了计算机动画的高超魅力。

计算机动画主要研究物体的运动控制技术以及与动画有关的造型、绘制、合成等技术。目前计算机动画技术大致可以分为如下8类：

（1）参数关键帧技术；

（2）轨迹驱动技术；

（3）Morphing和变形动画技术；

（4）过程动画技术；(www.xing528.com)

（5）关节动画技术；

（6）基于物理的动画技术；

（7）剧本动画技术；

（8）行为动画技术。

这些技术保证了动画系统可以生成各种各样的复杂运动。

计算机动画根据其应用领域不同，可以分为二维动画和三维动画。二维动画研究对象为平面对象和二维形体，三维动画的研究对象为三维空间中的形体。按其实现技术来分，大致可分为关键帧动画、FFD变形体动画、过程动画、关节动画和骨骼动画、基于物理的动画几方面。

本书的动作驱动技术部分，涉及计算机动画技术中的驱动原理，在相关章节中会给出更为详细的介绍。