动画原理的知识总结

动画原理的知识总结（通用6篇）

篇1：动画原理的知识总结

现在的动画片的镜头运用，越来越趋向用电影化的分镜来表现。

原动画的工作内容包含了：如何正确的了解脚本的内容，明白率表所标示的各种指示，并且真正的明白了构图上所要让我们了解并完成的工作。

一部影片的构成是由一个一个的镜头连接而成的其剧情的发展过程常包含数个或更多的段落，这个段落也常常在一个特定的地方展开，这个特定的方向或许是室内景或许是室外景。我们称它为场。几个或更多个场在组合成一部完整的故事架构。

摄影角度基本上可分为主观镜头和客观镜头。客观镜头是从一个旁观者的立场和角度来观察一个事件，如一个偷窥者因为他们对事件的看法并不是来自场景中的任何一个人的观点，客观镜头的摄影角度是非个人的。一般来说摄影师或导演都将它设定为观众的观点。主观镜头，则是从一个个人的观点的角度来怕

镜头：极远景、远景、全景、中景、近景和特写。

远景和极远景只是交代场景的环境，常使用在开场时给观众一个进入的窗口。

全景：除了显示场景的环境外，在人物的运动上交代人物的入境和出境的位置，在穿插中景和特写之前是观众明白演员和背景的关系。

中景：远景设定好了场景，就有中景来叙述，是很具戏剧表演的景框在影片中占了很大的比重。变化最为丰富

近景：说明小的环境可以对剧本下一个推动摄像机语被摄主题的关系。

特写：常用来表现内心的情绪变化，动画员在特写画处理上对于造型和细微动作的精确度应特别重视，甚至线条的描绘都要特别的注意。

此外一些插入性的镜头，各种角度变化的镜头，如水平角度、俯仰角度、倾斜角度的镜头和描述性的镜头如跟拍镜头、推拉镜头、升降镜头的交互作用将画面充满变化

四种基本的镜头及其作用：推拉摇移

推：场景变小内容细致镜头越来越近。拉与上相反平移：介绍环境场景空间人物的关系

摇：摄像机位置固定镜头进行左右上下的旋转

过肩镜头必须在两个人之间发生，有很大的调节作用

影片中有时间和空间的连续性

常用动画术语：Fade in(淡入)Fade Out(淡出)L.S(远景)FS(全景)M.S(中景)layout(构图)EFX(特效)Field of center(安全框)Wipe dope sheet(率表)第二章第一节人体结构

人体素描都是一项重要的基本能力动画的表现方式主要以线条为主

用线条表现人物的立体感和结构合理性和快速的完成画面是我们的训练方向。

比例：惟有合理的比例概念才能强调夸张的基础。制作夸张的步骤1:首先将所画的人物分成几大大块结构，2:调整人物的造型3：在做动作上的修正最后才是表情、配件的细节刻画。

人体结构

儿童：三到四头，头大腿短。成年人：立七座五蹲三半，当你站立好胳膊垂放手指在指尖在大腿的二分之一处。人物的头部结构：三庭五眼

透视的原理：为了表现深度，我们利用透视的方法来模拟立体感，以光影来达到立体的效果。光影达到立体的效果，透视利用了许多消失在一个或数个点上的线条，完成空间的建构

观察立体、想象空间、以透视的原则来描绘

基础的透视原理

基本要素1:地平线（HL）观察者的水平线，有观察者的眼睛决定。2:消失点（VP）观察者的视点与地平线的焦点即是消失点，画面上集中聚与消失点的直线被视为平行线有一条地平线组合一个或数个消失点，形成不同的透视空间。

一点透视：物体的正面以及平面与地平线平行，而与视线必须呈直角。

注：所有的透视线只存在一个消失点，一点透视的画面比较稳定，使用也是非常的广泛。

两点透视：是不但物体的侧面不与地平线成平行，而且当中视线偏离时物体的侧面平行线上的两个消失点消失两点透视画出的物体，视觉上比较美观

三点透视:很合适描绘巨大的物体或有俯仰角的物体或空间三点透视的立体感最为真实特别注意：消失点要适当，消失点选择太远会太平板，消失点太近则会是画面产生扭曲。

广角透视;表现出视觉效果，是物体具有上下左右四个透视线消失点，是物体呈现出弧度变化的透视效果。

阴影的处理：光源的区别大致分为自然光和人造光源两类自然光源无透视。

人造光的阴影透视：人造光是以辐射方式直线前进，消失点和阴影消失点是相同的。

反影：光滑的平面都能反映物体的形状，称为反射面。反射面折射的虚像就是反影。物体是立体的上下形状会因透视空间和视线高度不同而不同，越远则倒影相对面积就越大。

钟摆原理：动画动作设计的原理，是模仿自然界运动的现象，并以方便制作的原则进行设计。

轨目的基本形式：一般有中割轨目、等割轨目、和偏割轨目的基本形式，也用可能同时具有。轨目中割越多表示动画张数就越多时间越长速度越慢。

篇2：动画原理的知识总结

1、动画的定义：动画片是一种以“逐格拍摄”为基础的基本摄制方法，并以一定的美术形式作为其内容载体的影片样式。

2、动画的本质：（1）创造性的塑造各种造型并赋予各种形象及符号以生命力；（2）创造性的应用“动的语言”，（3）用各种千变万化的动作来表述一切事物；创造性的表达人们可能持有的任何思维。

视觉暂留原理：人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。

3、动画的特征：（1）动画是画出来的电影；（2）动画是画出来的运动艺术；（3）动画是假定性艺术；（4）电影语言是决定动画片质量的关键；（5）动画的幽默；（6）夸张变形是动画的法宝；（7）拟人化的手法

4、动画的假定性：（1）画面表现形象的假定性；（2）画面表现动作的假定性；（3）画面表现环境的假定性；（4）画面表现摄影的假定性；（5）画面表现形式的假定性。

5、动画的夸张性：（1）创作上的夸张：情节的夸张、构思的夸张、造型的夸张、形态的夸张。（2）制作上的夸：张动作的夸张；物理性夸张；速度夸张；变形。

6、动画的分类：

按传媒类型：影院动画、电视动画、网络动画

按工艺类型：手绘动画、定格动画、二维动画、三维动画

7、影院动画的特点

（1）选题：有自编也有改编，多取材于经典文学作品。

（2）结构：①与戏剧相似：开端——发展——高潮——结局；②冲突多为正与邪的二元对立

（3）人物：具有典型性、层次性（4）音乐：具有感染力的主题曲（5）画面：大多采用数字技术

Chapter 2 动画及其艺术形式

1、动画的镜头特点：（1）利用分层来表达纵深感（2）多采用散点透视

2、动画的光效特点：（1）多采用柔和的光效（2）戏剧化的光效（2）分明暗

3、动画的表演特点：（1）采用仿真表演（2）程式化的表演（戏曲、歌舞剧）（3）偶类片中仿真与艺术的结合。

4、单线平涂：通过勾勒线条，然后在线条围成的区域内填色的绘制工艺。

5、动画题材的特点：（1）具有地域特色（2）题材走向两个极端：纯取艺术，放弃叙事；在叙事中放弃抽象的成分。

6、动画人物的个性：（1）单一性格（2）复杂性格（3）典型性格

7、动画多采用大团圆结局。

8、动画音乐的类型：（1）描写性音乐：可以描写气氛、情绪，也可以描写情节、景致；（2）抒情性音乐；（3）象征性音乐

9、前景音乐：不再从属于动画的画面，具有独立的意义和价值，形式可以是纯音乐，也可以是歌舞剧。歌舞剧式的前景音乐表达形式通常有：动画人物表演歌唱、歌舞场面、简述故事情节。

Chapter 3 动画发展史

1、洞穴壁画是动画的原始萌芽雏形

2、动画早期的实验雏形包括：手翻书、西洋镜、魔术幻灯等。

3、动画发展简史：

（1）初探期：《火车进站》——世界上的第一部电影；1907年，出现逐格拍摄。《幻影集》——世界上的第一部动画。（2）传统动画技术发展时期：

①第一时期：从动画产生到20世纪20年代以前

1906年，美国的斯图亚特·布拉克顿用粉笔和板擦在黑板上完成第一部拍摄在胶片上的动画电影《滑稽脸的幽默相》

1907年，科尔发明逐格拍摄技术，完成《幻影集》

1914年，温瑟·麦凯创作电影史上第一部剧情动画《恐龙葛蒂》 1914年，伊尔·赫德发明了赛璐璐胶片至此，美国传统动画手绘技术已经基本成熟 ②第二时期：从20世纪20年代到“二战”结束美国：形成了成熟的动画工业模式，注重技术的发展欧洲：出现动画艺术改造活动，注重美学观念与形式 ③第三个时期：从“二战”技术到20世纪60年代美国动画从电影走向电视捷克偶动画先驱：杰利·川卡南斯拉夫“有限动画” 法国“节奏色彩”、“交响曲”

加拿大国家电影局先驱诺曼·麦克伦引导材料创新 “中国学派”

④第四个时期：从20世纪60年代到8年代动画国际化日本动漫的发展：手冢治虫、宫崎骏、高畑勋（3）计算机动画技术的发展

①二维动画主导的发展阶段：2D技术介入动画片制作，3D开发初步发展探索 1988年，真人与2D合成动画《谁害死了兔子罗杰》 1989年，《小美人鱼》采用计算机上色

②三维动画技术高速发展阶段：从初期场景制作到人物制作，皮克斯与梦工厂的地位确立迪士尼：《美女与野兽》《阿拉丁》《狮子王》皮克斯：第一部三维动画《玩具总动员》梦工厂：《埃及王子》

Chapter 4 各国动画

1、美国主流动画的特点：（1）人物造型符号化（2）回避视觉上的暴力刺激（3）爱情贵族化（4）歌舞剧结构方式（5）搞笑人物贯穿始终（6）大团圆结局

2、美国主流动画片的主题：（1）遵循公认的社会准则和道德规范（2）邪不压正，正义和善良永远战胜邪恶和贪婪（3）长于猎奇对文化内涵有所忽略

3、欧洲主流动画片的特征：（1）大团圆结局（2）人物性格简单鲜明（3）非暴力

4、欧、美主流动画的区别：（1）欧洲动画人物造型简洁（2）欧洲动画多采用悲剧化主题（3）欧洲动画表现形式多样化。

5、主流动画与非主流动画的区别：（1）受众不同（2）个性化（3）非主流动画形式上反传统（4）非主流动画内容上反传统

6、迪士尼的代表作：

1923年，沃尔特·迪士尼公司创立

1924年，迪士尼推出第一部真人与动画结合影片《爱丽丝海上之日》 1928年，迪士尼推出第一部有声动画《汽船威利号》 1932年，迪士尼拍摄第一部彩色动画《花与树》 1940年，迪士尼推出第一部多层次动画《木偶奇遇记》 1940年，迪士尼推出第一部立体声动画《幻想曲》皮克斯的代表作：

《玩具总动员》、《怪物公司》、《超人总动员》、《飞屋环游记》、《WALL·E》等

7、美国其他动画公司

梦工厂：《埃及王子》、《怪物史莱克》、《功夫熊猫》、《马达加斯加》华纳：《猫和老鼠》、《空中大灌篮》福克斯：《加菲猫》、《冰河世纪》

8、日本动画的特点：（1）分众化（2）类型化（3）个性化（4）发行渠道多样化

9、日本著名动画导演：（1）手冢治虫（2）大友克洋（3）宫崎骏（4）押井守（5）今敏

10、手冢治虫：

特点：题材多样，具有独创性

代表作：《铁臂阿童木》、《蓝宝石王子》、《森林大帝》

11、大友克洋

特点：凡人英雄的塑造，多以机器人为题材代表作：《阿基拉》、《大都会》、《蒸汽男孩》

12、宫崎骏

特点：富含哲理内涵，富有深切的人文关怀和环保意识，人物生动、故事奇幻，绘画风格细腻，在商业性之外还保有很高的艺术性。

代表作：《龙猫》、《风之谷》、《天空之城》、《幽灵公主》、《千与千寻》等。

13、押井守：

特点：哲理的思辨和对人性的深深失望代表作：《空壳机动队》

14、今敏：

特点：特征在于个性鲜明贴近你我的人物、角色精神层面的探讨描写、梦境与现实之间的暧昧关系等等

代表作：《造梦机器》、《千年女优》、《未麻的部屋》

15、中国学派：中国动画片从传统绘画、壁画、年画、雕刻、民间艺术及地方戏曲等各个艺术领域汲取丰富的养料，逐渐形成了一种艺术风格，被称为动画中的“中国学派”。代表作有《骄傲的将军》、《大闹天宫》、《哪吒闹海》、《神笔》、《牧笛》、《山水情》、《小蝌蚪找妈妈》等。

16、中国最早研究动画的艺术家是万氏三兄弟，他完成了80分钟的动画片《铁扇公主》，这是东南亚第一部动画长片。

17、英国动画

世界顶尖的定格动画制作公司——阿德曼公司

代表作：超级无敌掌门狗系列、《小鸡快跑》、《笑笑羊肖恩》，其中超级无敌掌门狗包括短片：《月球野餐记》、《引鹅入室》、《剃刀边缘》；长片：《人兔的诅咒》、《面面包房生死决战》

18、法国动画：强调视觉感及优良的美术感和绘画风格，十分注意用背景做丰富的视觉处理。代表人物：保罗格里

代表作：《国王与小鸟》、《梦幻星球》、《疯狂约会美丽都》、《大雨大雨一直下》

19、加拿大动画：加拿大国家电影局动画部的创始人是诺曼·麦克拉伦，加拿大动画具有实验色彩浓郁、充满人文关怀的艺术特征。

代表作：《沙堡》、《摇椅》、《两姐妹》 20、捷克动画特点：以偶为表现工具

代表人物：杰利·川卡；代表作：《好兵帅克》、《手》

21、俄罗斯动画

代表作：《老人与海》、《故事中的故事》

22、南斯卡夫动画：萨格勒布学院的特点是内涵深刻且多元化。代表作：《学走路》、《动人的爱情故事》

Chapter 5 动画技术

1、手绘动画（1）单线平涂（2）其他媒介：

水墨动画：《鹿铃》、《山水情》、《小蝌蚪找妈妈》油画动画：《老人与海》

铅笔动画：《雪人》（英）、《摇椅》（加）

2、定格动画

（1）定义：片中的每一个静态的角色，都需动画师先用模型定位。一个画面拍好后，由动画师将对象稍作移动，拍下一个镜头，每次只拍摄一帧。也称停格动画或逐格动画。（2）媒介

木偶：《格列夫游记》（俄）、《手》（捷克）、《曹冲称象》（中）

剪纸：《猪八戒吃西瓜》（中）、《王子与公主》（法）、《阿基米德王子历险记》（德）混合材质：奎恩兄弟、杨·史梅云耶、川本喜八郎

Junkmation：垃圾及废弃物制作的动画作品，代表作有《天国传奇》乳胶偶动画：代表人物是蒂姆·伯顿，代表作《僵尸新娘》、《圣诞夜惊魂》

3、二维动画技术

计算机辅助动画——2D动画特点：

（1）提高描线上色的速度

（2）制作的画面色彩鲜艳、清洁、均匀一致（3）修改快捷方便（4）节省原材料（5）拍摄预演检验，消除成片后的返工

（6）更加丰富多彩的特技制作手段，和特技制作的自动或半自动化（7）输出存储介质多样，操作管理网络计算机化。优势：工艺环节更为简洁

有力保证色彩的色界层次与鲜艳度

降低人力和财力的消耗劣势：无法代替创造性劳动

视觉表现缺憾，物体运动受限

4、计算机生成动画——3D动画优势：

完美呈现立体时空环境与人物造型

制作方式多样：三维转二维效果

应用更加广泛传统手绘动画的制作流程筹备阶段：

故事文字剧本→体验生活→分镜头台本→美术设计→拍摄实验→先期音乐对白→镜头设计稿→拍戏、试镜绘制阶段：

导演分配→美术设计→原、动画设计→描线→调色→绘景→上色→校对→摄影后期阶段

全片剪接→全片录音→双片审查→翻底、印制、拷贝计算机二维动画制作流程

规划→设定→剧本→分镜头脚本→设计稿→背景美术→摄制表、原画→修形→动画→动检→动画搞的分配和准备→扫描画稿→描线、上色、加字幕→色检→背景扫描及制作→填摄影表→镜头调整加特效→合成→总校计算机三维动画制作流程

剧本→造型设计→分镜头台本→前期音乐配音→建模→动画→材质→灯光摄影→合成→剪辑→后期合成→配音→输出

Chapter 6动画艺术短片

1、哲理艺术短片的题材

（1）物极必反：《对话》（杨·史梅云耶）《平衡》（劳恩斯坦兄弟）（2）主观主义和机械主义：《希腊悲剧》（戈特曼）《不同视角》（3）无法沟通:《鸬鹚与鹤》、《音乐老师》（4）宿命论：《手》、《猫回家》（5）迷惘和困惑：《猜谜游戏》、《存在》

2、伦理艺术短片的题材

（1）利己主义的批判：《一件罪案的发生》、《弃婴》（2）人际新关系：《钢牙小鸡》、《异太空接触》（3）古代伦理新诠释：《狐狸和兔子》、《道成寺》（4）人与自然：《猎》、《森林的传说》

3、抒情艺术短片的题材

（1）怀旧：《摇椅》、《安娜和贝拉》（2）别离：《四季》、《雾中的刺猬》

（3）爱情：《街角的故事》、《大鲸鱼爱上小潜艇》（4）恐惧：《蝴蝶结》《厄舍古屋的倒塌》（5）史诗：《植树人》、《克尔热茨荷之战》

4、艺术短片在形式上的探索（1）摄影和调度上的探索（2）材质的利用（3）可见的变化（4）不同形式的综合

篇3：流体动画背后的物理原理

1 流体模拟研究方法的发展

早期的流体模拟,由于计算机能力有限,主要采用参数建模方法。如采用波动理论中的函数来模拟波浪效果;又如基于统计的FFT经验模型,也可以很好的描述波幅较小海平面,但是对于这些模拟,人们觉得控制起来很困难,而且不能模拟一些复杂的细节更为丰富的真实效果(如图1),于是研究者转向基于物理方法。

多种不同特性的流体混合在一起运动形成混合物,这是自然界中一类常见且有趣的现象,其主要视觉效果来自于各成分的扩散过程(如溶解现象),或者分离过程(食油浮于水面之上)。但由于组成成份之间的相互作用非常复杂,使得混合流现象的模拟成为一个非常有挑战性的任务,我们引入一种二元Lattice Boltzmann Model(LBM),实现了两种液体组成的混合流的模拟。不同于其他的类似模型,它区分考虑了流体的黏性的扩散性,可以很容易地模拟各种互溶或者不互溶的混合流现象。此外,由于LBM的运算大都是线性的局部运算,这使得它很容易在可编程图形处理器(Graphics Process Unit,GPU)上进行加速,从而进行实时模拟,图2分别给出了互溶和不互溶的混合物模拟结果。

2 两种物理学中研究流体的思路

欧拉法与拉格朗日法各有优缺点,为了更真实的模拟流动,基于网格的欧拉算法往往结合拉格朗日法一起使用,比如得到广泛应用的半拉格朗日法。

2.1 欧拉法

描述流体现象最为完整的纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes Equation.NSE)该方程是根据牛顿第二定律推导出来的。在图形学领域,目前最为流行的欧拉法,是在规则网格是采用有限的差分求解NSE的方法,它将NSE离散到网格上,然后计算各个固定网格节点上状态量的变化,从而得到整个场。这里有两种思路进行网格化,一种是交错网格,即一般情况下标量,如压强,分布在网格单元的中心,目前多采用此思路;另一种刚是所有的量都处于同一个位置,这种方法简单,不需太多的插值运算,对各个变量也不需要区别对待。

2.1.1 关于欧拉法

什么是欧拉法

从研究流体所占据的空间各个固定点处的运动着手,分析被运动流体所充满的空间中每一个固定点上的流体的速度、压强、密度等参数随时间的变化,以及研究由某一空间转到另一空间点时这些参数的变化,这种思想被称为欧拉法,由此类思想衍生出的方法均基于网络来计算。

欧拉法的优缺点

推导过程严密,求解精度较高,参数物理意义明确,并且基于该网格,容易构造液体表面拓补。但必须对整个场景进行计算,从而造成浪费,且迭代运算会影响算法的并行性。

2.2 拉格朗日法

目前常用的拉格朗日法,是一种称为Smoothed Particle Hydrodynamics方法,常简称SPH方法。它在场景空间中分布大量粒子,这些粒子具有质理、密度等流体属性,则采用周围粒子的属性值插值得到。显然,该方法是对于各个独立的粒子进行计算。近两年,Lattice Boltzmann Model(LBM)被引入图形学领域,LBM方法也是一种拉格朗日法,它不去追踪每一个实际粒子,在离散的格子里,粒子沿着格子轨线向相邻的格子迁移和相互碰撞,这样分布函数的演变就决定了流体运动的变化过程。该方法相对于欧拉法的优点在于编程容易,更容易并行化,可以很方便的处理复杂边界。

2.2.1 关于拉格朗日法

从分析各个流体微团的运动着手,即研究流体中某一个指定微团的速度、压强、密度等描述流体运动的参数随时间的变化,以及研究由一个流体微团转到其它流体微团时参数的变化,以此来研究整个流体的运动,这种思想被称为拉格朗日法,由此衍生出来的方法均基于粒子来计算流场。

拉格朗日法的方法的优点为容易表达,不需要对整个空间进行处理,容易保证质量守恒,而且比较容易实施控制。但拉格朗日法对于平滑运动界面的重建比较难处理,自由界面托扑的改变必须采用复杂的算法才能构造出表面几何,而且计算量随着粒子数增多而快速加大。

烟雾问题可能是流体现象模拟中最为简单的一类(图3、图4),同水比,气体不存在液体表面。更重要的是,气体分子间距足够大,相互之间的作用可以忽略,这意味着气体不存在黏性,所以NSE中的黏性项可以不作计算,这大大简化了计算。剩下的计算就是采用半拉格朗日方法求解对流项。以及采用迭代技术来求解速度对时间偏导数项。

尽管基于物理的流体模拟的整个基础是流体力学,但由于关注的最终目标存在差异,所以研究的重点有所侧重。

3 结束语

对于计算机动画来说,人们期望更我真实的细节特征,这就需要我们的流体算法能足够快速地求解真实世界中的场景。然而为保持丰富细节而增大的计算分辩率,极大地增加了计算量,因此设计效率更高的算法,是我们不懈的追求。近年来图形硬件Graphics processing Unit(GPU)已经取得了长足的进步,目前最新的NVIDIA Gforce GTX295采用SLI技术集成两块图形核心,流处理器数量达到了160颗,并行能力大幅提高,并且显存容量可达1,792MB对于提高模拟场景的规模有很大帮助。另外,人们期望能够对流体的运动进行充分的控制,使其流动能够满足人的意愿或者想像,而不心关心背后的物理,研究灵活有效的控制算法,也是重要研究方向。

摘要：过去的十年,计算机图形业一直专注于制造烟雾、水、火的真实效果。而现在,这个行业开始转向创作面部表情、毛发和衣服运动的真实效果。但是尽管如此,由于基于物理的计算复杂的限制和光照计算机的耗时性,设计一个交互设计更为方便,能达到实时性,几乎完全真实地体现自然界中各种流体动画的系统,仍然是一个很有挑战性的问题,还存在很多课题值得深入研究。

关键词：流体动画,基于物理的计算,真实效果

参考文献

[1]王晓华,张田文,柴旭东.流体动画方法综述[J].计算机工程与应用,2008,2(44).

篇4：动画原理的知识总结

关键词：动画原理；数字媒体；三维动画

随着新媒体、游戏和虚拟现实产业的迅猛发展，动画特别是三维动画已经不只是动画片或者电影中的艺术创作了，更多的动画需求出现在虚拟现实交互、增强现实以及三维游戏中。以往只是动画师的工作却有很多部分与程序员产生了交集，因此作为交叉学科的数字媒体技术专业的学生有必要了解三维动画尤其是角色动画的制作技术，这在其将来工作中使用程序控制各类美术资源，或者独立制作交互产品都有着重要的作用。

1 动画原理课程的性质与专业特点

动画是通过运动的图像来表达创作者意图的艺术手段，而其中最为重要的就是如何让角色生动的运动起来。过去的二维动画时代，完成一段角色动画确实是艺术家至少是美术工作者才能完成的任务，因为必须具备一定的绘画功底才可以从事这样的工作。但在今天普遍使用三维动画软件的时代，在制作虚拟角色的动作这一个方向上，其实已经并不是艺术家的专利，理解动画原理，掌握三维动画软件的技术型人才也可以做出相当优秀的三维动画。

1.1 课程性质

动画原理与技法起初是动画专业的核心课程，旨在培养学生对动画角色的动作调配技巧以及了解动画与现实表演中角色动作之间的差别，从而能以动画艺术创作的角度赋予不同角色性格与特点。完成该课程的学习之后学生可以运用这些知识完成未来自己的动画片创作，在动画专业里该课程的学习方法是以手绘动画为主，也可以使用三维软件完成一些练习。

1.2 数字媒体技术的专业特点

计算机学院下的数字媒体技术专业，是以编程为主，艺术创作为辅的交叉专业，学生都是理工科招生，并没有经过艺术类的专业训练，在基础课程中也没有太多提高艺术修养相关课程。所以这门课教学内容和方法应该区别于艺术类的动画专业，同为一门课但目的不尽相同。针对本专业的实际情况，该课程其实是为了解决学生将来在游戏或者交互产品开发中，制作一些简单的三维美术资源或者和专业美术合作时了解美术资源制作的进度和情况。

2 课程现状

理工科学生学习动画课程学不好的原因，大多数教师都认为是缺乏绘画基础，这是一个老生常谈的问题，绘画基础解决的是造型能力，但调动画本身并不是造型能力的问题，业界有太多非艺术类的从业人员在调角色动画上却是极为优秀的，所以在调角色动画这个方向上更多的是依靠学生的观察力和想象力。在教学过程中我们已经让学生使用三维软件来制作动画，这本身已经不牵涉到会不会画画了，所以其根本原因并不是在是否有绘画基础上。

在近几年的教学实践中，我发现以下几个问题才是根本：

2.1 对软件技术的依赖

理工科的学生有一个特点，如果动画做不好，他在考虑是不是软件技术学得不好？是不是某些功能没学到？而对于做动画的三维软件来说，无论是3dsMAX还是Maya，其中对于角色动画的调配技术上已经非常的简单了，尤其是3dsMAX早已经有了charater系统，在调配上几乎只需要摆pose和key帧就可以，哪里有什么高深的技术没有学到。简单说即使是一支铅笔，它的使用方法谁都知道，但画出精彩的作品与这只铅笔之间难道有必然的联系？

2.2 学生没有艺术的眼光与敏锐的观察力

这倒不是绘画基础的问题，而是长期艺术修为的缺乏，对动画的认知还是处在大众审美阶段。当教师在教学过程中安排学生独立想象并设计角色动作的时候，例如完成一段人物走路的动画，虽然在课程中已经详细分解了动作要点，并以迪斯尼动画原理的技巧分析了许多优秀作品案例，但在具体制作的时候同学们还是只能做到表层，也就是动起来而已，很多同学浅尝辄止，不敢深入创作。

2.3 实验要求虽然明确，但是缺乏量化指标

同学们从来不从事艺术创作，缺少基本的感性认知能力，对于作品的完成度自己是无法把握的，特别是计算机专业的学生，他们习惯于写一段程序从而得到一个结果，只要有结果了就代表这段程序是对的。大多数同学把这个标准放到动画原理这门课程中来，造成的后果就是，只要角色动起来，就完成了，即使老师理性的给大家分析动作的不到位之处，就算大家理解了，在做的时候却缩手缩脚不敢放开去调动画，因为他们怕破坏了自己已经完成的“成品”。

例如，角色行走动画的实验要求是完成几段不同性格特点的人物行走动画。这个要求除了让角色动起来，更多的是完成不同性格特点，这就是需要追求自我艺术个性的表达，以及考验学生的细致观察能力了。但这一点又是没有量化指标的，有的同学两个小时做出来的效果比别的同学十个小时做出来的还好。而更多的同学是不愿意花十个小时以上去完成一段一秒钟的动画。更何况同学们缺乏对图像的观察和表现能力，在他们眼里看到的动画和艺术类学生眼里看到的是有很大差别的。

2.4 学生本身的懒惰倾向

比如角色行走动画，其实只要两个小时就可以按照动作分解完成一段动画。但此时完成的动画其实是非常生硬的，而大部分学生会选择不再继续深入，因为在他们眼中只要动起来了就算做完了。一段行走动画的loop 循环大概延续1秒钟，在这一秒钟24格的动画中需要让角色肢体的各个骨骼协调起来，某个位置细微的几格画面的变动就会对角色性格产生重大的影响。而这些看似简单的技术操作，却需要超于常人的眼光，这一点很难通过技术分析来引导学生。

综上所述，这些大概就是理工科学生在这门课程上所出现的问题了，不过值得庆幸的是，大多数同学对调动画还是很有兴趣的，只是在要求老师要求很高又要花费很多的时间反复调试一个动作的时候，会由于无法达到而消磨掉很多热情。

3 适用于理工科学生的教学方法研究

调一段生动的动画当然是一个创作的过程，动画专业是可以让同学们多看一些参考，分析其中的动画原理，然后让大家找感觉再融合自己的创作思路自由发挥，效果不会太差，这也是传统的教学方法。但是这种方法对于理工科学生，效果却不好，具体原因上文已经做了总结。那么在这里就针对以上问题提出一些解决思路。

3.1 简化三维软件学习过程

动画专业可以使用手绘和三维软件来制作动画原理的练习，而理工科的同学没有手绘基础，根本不可能手绘动画，所以只能采用三维软件在电脑上完成动画，这里就牵涉到一个软件学习的问题。我们在教学中使用MAYA来制作动画，但这个软件比较庞大，如果全部功能都学习那是不现实的，教得太多会让学生们以为是为了学习软件，而且耗费很大精力。所以我们只学习动画部分，准确地说只学习简单移动、旋转、设置关键帧等几个重要命令，在教学实践中发现（下转第页）（上接第页）只要花费半个小时的时间，同学们基本上就可以掌握如何使用三维软件去调角色动画的技术，具体的使用熟练程度可以在案例中逐渐完善。

3.2 阶段性量化的要求

调配动画是一个由简到繁的过程，要从一开始给同学们一个明确的目标，然后把总目标逐级分解成阶段量化需求，而不能是只给大家看一大堆参考影片就让同学们发挥想象力就开始做了。比如一段行走动画分为几个阶段：基础阶段、细节阶段、深入阶段、创作阶段。

基础阶段：让同学们根据行走过程先找到其中的1级关键帧和2级关键帧，先完成关键帧的Break key设置，只要完成了就是达到此阶段的量化标准。

细节阶段：此阶段要求同学们丰富角色的动作，把腿部、手臂等动作完善，这个完善可以只要求达到物理的标准，也就是说动作要正确，并不需要大家去发挥创作。

深入阶段：这个阶段就需要使用动画原理的一些知识了，要让动画更加“动画”，不要让学生们自己想象，教师要例举几种动画原理的要素但不能过多，如夸张、跟随，让学生们只用几种特定的要素去完善他们的动作。

创作阶段：以上几步完成之后，基本上大家都可以做出一段比较不错的动作，现在就可以让同学们去完成动作的在创作，拿行走来说就是可以加入性格、年龄、性别等要素，这就可以放开了让大家自由想象，也可以通过欣赏样片和学生自己表演的方式去获得灵感。

教师在教学过程中每个阶段开始时要有明确的此阶段的案例参考，每阶段中要及时地对学生完成结果进行确认并安排同步的学生作品赏析，统一解决同学们所出现的问题。

3.3 培养学生的审美情趣

要想做好一段动画，除了认真细致，还有一条很重要的就是看动画的眼光，如果用常人的眼睛去看这个动画世界那肯定是不行的，要让学生始终保持超越现实生活的动画关注能力，这种把握能力是需要在课程中不断地培养的。

比如给学生看一些高速镜头的画面，那些平时我们看不到的变形，在高速镜头中却会十分明显，篮球、足球等触碰地面时的压缩变形，我们在现实生活中因为速度过快反而看不到了。动画却需要把这些变形表现出来，让人们的眼睛看到一个夸张了的世界。

3.4 让学生保持创作的兴奋度

学生的兴奋度决定了他会花多少时间和精力去调一段动画，刚开始的时候，大家都很热情，觉得新鲜好玩，但经历了一段长时间的枯燥的工作后，很多同学的热情会慢慢消减，很难坚持到最后。这就需要教师在整个教学过程中时刻给学生新的刺激，比如在每一个阶段中进行一段时间的动画表演环节，让学生去表演下一阶段动画的动作，可以自己拍几段作为下一段调整的参考。当然让学生保持兴奋度的方法还有很多，这些都需要我们在教学实践中去探索发现。

4 结语

通过对此教学方法的探索和实践，在教学过程中学生可以方向明确且有条理地学习动画原理知识，在动画制作中步骤明确思路清晰，再也不只是凭感觉把握动画的完成度。教师在教学过程中要搞清楚学生的整体情况，对于理工科背景的学生来说如果基础不牢空谈去创意创作，放手让他们自由发挥，只会使学生在整个过程中显得身心疲惫和思路模糊，很容易就失去对调动作的兴趣，作为教师应该在教学过程中不断地给学生阶段性的鼓励，并保持大家的热情。

参考文献：

[1]张超，张艳.数字媒体技术专业艺术基础课程教学策略探讨[J].广东工业大学学报（社会科学版），2009（S1）.

[2]戚大为.浅谈数字媒体技术教育现状[J].科技风，2014（03）.

[3]朱瑞权.三维动画制作课程教学改革研究[J].美术大观，2012（02）.

[4]余丽华.计算机三维动画制作教学内容及过程之改革研究[J].信息通信，2012（04）.

篇5：铸造成型原理重点知识总结

1、可以通过哪些途径来研究液态金属的结构？ 间接方法：通过固---液、固---气态转变后，一些物理性质的变化判断液态的原子结合情况。直接方法：通过液态金属的X射线或中子线的结构分析研究液体的原子排列情况。

2、如何理解液态金属的“远程无序”“进程无序”结构？

从X射线衍射分析对液态金属铝结构的认识中可以看到，液态铝中的原子排列在几个原子间的小范围内，与其固态铝原子的排列基本一致，呈现一定的规则排列，而距离远的原子排列就不同于固态？了表现为无序状态，称为“远程无序”“进程无序”结构。3.试阐释实际液态金属的结构及能量结构及浓度等三种起伏特征

处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也随时间不停变化，时高时低，这种现象称为“能量起伏”。另外，液态金属中存在由大量不停“游动”着原子团组成，原子集团不断分化组合，这种现象称为“结构起伏”。由于同种元素及不同元素之间的原子结合力是不同的，即游动集团之间存在着成分不均匀性，称之为“浓度起伏”。4.液态金属黏涝性的本质及影响因素有哪些方面？

本质：是质点间结合力的大小，即原子间做相对运动时产生的阻力。影响因素：温度。熔点。夹杂。

5、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施都有哪些？

（1）金属性能方面的因素：合金的化学成分。结晶潜热。金属的热处理性能（比热容，密度和热导率）④黏度。⑤表面张力。措施：正确选择合金成分。合理的熔炼工艺。

（2）铸型性质方面的因素：铸型的蓄热系数。铸型的温度。铸型中的气体。措施：适当降低型砂中的含水量和发气物质的含量。提供砂型的透气性。

（3）浇筑方面的因素：浇筑的温度。充型压头。浇筑系统的结构。措施：在一定范围内提高温度。增发液态金属在流动方向上所受的压力。铸件结构方面的因素是铸件的折算厚度和复杂程度。

6、你认为可以采用哪些工艺措施来提高该铸件的成品率？

利用高温出炉低温浇筑工艺。预热铸型。增加金属液静压头。④分析浇筑系统，合理安排内浇道在铸件上的位置，选择恰当的浇筑系统结构和各组元的断面积，尽量简化浇筑系统。⑤选择正确的浇筑位置。⑥适当提高浇筑温度。

7、铸件的凝固方式及其影响的因素？

铸件凝固方式：逐渐凝固方式。体积凝固方式。中间凝固方式。影响因素：凝固区域的宽度，即铸件的凝固方式是由合金的结晶温度范围ΔT与温度降低ξt（可以近似的表示为温度梯度）的比值确定。第二章

1、论述均质形核与非均质形核之间的区别与联系，并分别从临界形核半径，形核功这两个方面阐述外来衬底的湿润能力对临界形核过冷度的影响。

区别与联系：相同点1）形核的驱动力和阻力相同；2）临界晶核半径相等；3）形成临界晶核需要临界功；4)结构起伏和能量起伏是形核的基础；5）形核需要一个临界过冷度；6）形核率在达到极大值之前，随过冷度增大而增加；

与均质性和相比，非均质性和的特点：1）非均质形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加；2）非均质形核的晶核体积小，形核功小，形核所需结构起伏和能量起伏就小，形核容易，临界度过小；3）非均质形核时晶核形状和体积由临界晶核半径和接触角共同决定，临界晶核半径相同时，接触角越小，晶核体积越小，形核越容易；4）非均质形核的形核率随过冷度增加而增大，当超过极大值后下降。

2、从原子角度看，决定固——液界面微观结构的条件是什么？热力学因素：a(L/kT00)(/)(Sm/R)(/)

a作为固态围观界面结构的判据

a<2形成粗糙界面a>2半整界面

动力学因素Tk大→连续生长——粗糙平面结构

Tk小→平整界面生长。

3、阐述各种界面微观结构与其生长机理和生长速度之间的联系，并指出它们的生长表面和生长方向各有的特点。（1）粗糙界面是连续生长方式

R1DL0Tk/RT0Tk生长过程中几乎不存在21热力学能障易为较小的动力学过冷所驱动（2）完整平整界面的生长是二维形核生长方式R22eb/Tk

动力学能障大需较大的动力学过冷驱动（3）非完整界面的生长是从缺

23陷处生长方式

大大减少热力学能障 R3TK

螺旋式的台阶在生长过程中不会消失，加快生长速度。

4、试述成分过冷与热过冷的含义以及它们之间的区别与联系。

成分过冷的含义：合金在不平衡凝固时，使凝固界面前沿的液相中形成溶质富集层，因富集层中各处的合金成分不同，具有不同的熔点，造成凝固前沿的液相处于不同的过冷状态，这种由于液固界面前沿合金成分不同造成的过冷。

热过冷的含义：界面液相侧形成的负温度梯度，使界面前方获得大于Tk的过冷度

区别：热过冷液固界面前沿的液相具有正的温度梯度液相中各微区的熔点和实际温度之间产生的并且与溶质浓度相关的过冷称为成分过冷。

热过冷：纯金属实际开始结晶的温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为热过冷。

5、论述成分过冷对单相合金结晶的影响

1)在传质过程的无成分过冷或负温度梯度时合金同纯金属一样，界面为平面和树枝状形态： 2)在正的温度梯度时，晶体的生长方式产生多样性：当稍有成分过冷时为胞状生长；随着成分过冷的增加（即温度梯度下降），晶体由胞状晶变为柱状晶、柱状枝晶和自由树枝晶（等轴晶）。

6、细化枝晶间距与提高铸件质量之间有何联系枝晶间距是相邻同次分枝之间的垂直距离，它是树枝晶组织细化程度的表征，枝晶距离越小，组织就越细密，分布于其间的元素偏析范围也就越小，故铸件越容易通过热处理而均匀化，因而也就越有利与铸件质量的提高。第三章

1、典型铸件的宏观组织包含那几个部分？他们形成的机理如何？

①典型铸件的宏观组织包含：表面细晶粒区、柱状晶区、内部等轴晶区②表面细等轴的形成机理：非均质形核和大量游离晶粒提供了表面细等轴晶区的晶核，型壁附近产生较大过冷面大量生核，这些晶核迅速长大并且无相接触，从而形成无方向性的表面细等轴晶区。中间柱状晶的形成机理：柱状晶主要从表面细等轴晶区形成并发展而来，稳定的凝固壳层一旦形成处于在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，便转而以枝晶狀延伸生长，由于择优生长，在逐渐淘汰掉取向不利的晶粒过程中发展成柱状晶组织。内部等轴晶的形成是由于剩余熔体内部晶核自由生长的结果。

2、产生晶粒游离的途径有哪些？在实际应用中，如何采取工艺措施来强化晶粒游离作用？ ⑴①液态金属流动的作用②直接来自过冷熔体的非均质生核③型壁晶粒的脱落④枝晶熔断和增值⑤液面晶粒沉积 ⑵一，合理控制热学条件①低的浇注温度及合适的浇注工艺②合理控制冷却条件二，孕育处理①孕育剂的作用机理合理选用②合理确定孕育工艺三，动态晶粒细化

3、解释枝晶缩颈现象产生的原因及对晶粒游离作用的影响

⑴①晶粒生长过程中界面前沿液态金属凝固点降低从而使其实际过冷度减小，生长速度减慢，又由于晶体根部紧靠型壁，富集的溶质不易排出，生长受到抑制②远离根部的其他部位面临较大过冷，生长速度快点多⑵缩颈极易断开，晶粒自型壁脱落而导致晶粒游离

4、等轴晶组织有何特点？在应用过程中，可从哪些方面来获得及细化完全等轴晶组织？㈠特点：等轴晶去的晶界面积大，杂志和缺陷分布比较分散，呈各向同性，故性能均匀又稳定，缺点是枝晶比较发达，显微缩松较多，凝固后组织不够致密。㈡①向熔体加入强生核剂——孕育处理；②控制浇注条件：采用较低的浇注温度和合适的浇注工艺；③采用金属型铸造，提高铸型的激冷能力；④增大液态金属与铸型表面的湿润角，提高铸型表面的粗糙度；⑤采用物理方法动态结晶细化等轴晶：震动、搅拌、旋转铸型、撞击等等均可引起固液相对运动，有效减少消除柱状晶区，细化等轴晶。第四章

1、何谓偏析现象？它对铸件质量有何影响？

合金在凝固过程中发生化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析会对铸件的力学性能切削性能耐腐蚀性能产生不同程度的不利影响。偏析的有利方面，可以用它净化提纯金属。

2、微观偏析有哪些表现形式？并解释共形成机理及消除措施？

枝晶偏析：因冷却速度过快，扩散过程难以充分进行，使凝固过程偏离平衡条件，形成不平衡结晶。

胞状偏析：胞壁处的溶质的量过多或过少，这种化学不均匀性称为胞状偏析。

晶界偏析：第一种，两个晶粒并排生长，在晶界与液相交界的地方出现一个凹槽有利于原子的富集，凝固后就形成晶界偏析。第二种，两个晶粒面对面生长，溶质被排出，晶界再相遇时他们之间富集大量溶质造成晶界偏析。消除措施：对晶界偏析用均匀化退火方法，对氧化物和硫化物引起的晶界偏析采用减少合金的氧、硫含量。

3、举例说明常见的宏观偏析及其形成机理，并进一步说明在生产中如何采取措施防止。正常偏析：由于溶质再分配，当合金的溶质分配系数K0<1时，温度降低则溶质的浓度增加，后结晶的固相溶质浓度高于先结晶部分，当K>1时与此相反，这种符合溶质再分配规律的偏析称为正常偏析。

逆偏析：与正常偏析相反的溶质分布情况，当K<1时，表面或底部含溶质元素多，面中心部分或上部含溶质较少，这种现象称为逆偏析。防治措施：在合金中加入细化一次分枝的元素，采用细化晶粒的措施，减少合金液的含气量。带状偏析：当固界面过冷度降低，固液界面推进收到溶质偏析的阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大，从前方横切溶质浓化带。

防治措施：减少溶质的含量，采取孕育措施细化晶粒，加强固液界面前的对流和搅拌。密度偏析：密度偏析时金属凝固前或刚开始凝固时，当液体和固体共存或者是互相不混合的液相之间存在着密度差产生的偏析。防治措施：增加铸件冷却速度，加入第三种合金元素，尽量降低合金的浇注温度和浇筑速度。

4、简述析出性气孔的特征，形成机制及主要的防治措施特征：析出性气孔数量多，尺寸小，形状呈圆形、椭圆形或针状，在铸件断面呈大面积均匀分布，主要是氢气孔和氮气孔

形成机制：金属在凝固过程中，结晶前沿，被枝晶封闭的液相内气体的饱和浓度值更大，有大的析出压力，而液固面气体的浓度最高，易产生金属夹杂物，所以液固界面更容易析出气泡，凝固后形成气孔防止措施：①减少金属液的吸气量②对金属液进行除气处理③阻止金属液中气体析出，提高铸件冷却速度④型（芯）砂处理，减少砂（芯）型在浇注时的发气量

5、说明反应性气孔的形成过程及特征

⑴①氢气说：金属液浇入铸型后，由于金属液—铸型界面处气相中含氢量较高，在凝固过程中，金属液表面的各种氧化物以及铸铁中的石墨固相能使气体附着形成气泡，液相中的氢向气泡扩散，随着金属结晶沿枝晶间长大，形成皮下气泡②氮气说：铸型或铸芯的含氮粘结剂分解造成界面处氮气浓度增加，当含氮量达到一定浓度，就会产生皮下气泡③CO说：CO气泡可依附晶体中的非金属夹杂物形成。这是氢、氮均可扩散进入气泡，气泡沿枝晶生长方向长大形成皮下气孔

6、简述夹杂物的来源及其分类。

来源：原材料本身所含有的夹杂物。金属熔炼时，脱氧，脱硫，孕育，球化等处理过程。液态金属与耐火材料以及熔渣接触。④精炼后转包及浇筑过程形成二次氧化夹杂物。⑤金属凝固过程中的物理化学反应。

分类：(1)按来源：内在夹杂物和外在夹杂物。（2）按化学成分：氧化物。硫化物。硅酸盐。（3）按形成时间：初生和二次氧化物以及偏析夹杂物。