計算機動畫

計算機動畫（Computer Animation），又稱計算機繪圖，是通過使用計算機製作動畫的技術。它是計算機圖形學和動畫的子領域。近年動畫師越來越多的藉助於三維計算機圖形學，縱使二維計算機圖形學仍然被廣泛使用着。有時動畫最後播放的地方就是計算機本身，有時候則是另外的媒體，譬如電影。

• 電腦和信息技術主題

計算機圖形軟體

為了製造運動的影像，畫面顯示在計算機屏幕上，然後很快被一幅和前面的畫面相似但移動一些的新畫面所代替。這個技術和電視和電影製造移動的假象的原理一樣。

三維計算機動畫本質上是定格動畫（stop motion，或稱靜幀採集）的數字化後代；動畫中的形象建立在計算機屏幕上並被裝上了一個骨架。然後，三維形象的四肢，眼睛，嘴巴，衣服由動畫製作者來操縱。最後，動畫由計算機繪製出來。

一個簡單的例子

簡單的計算機動畫實例

畫面被清空至背景顏色，例如黑色。然後一隻山羊被畫在屏幕的右邊。接下來屏幕再次被清空，但是山羊被畫在比原來稍偏左一點的位置。這個過程被重複，每次畫的時候山羊都向左移動一些。如果這個過程重複得足夠快的話，山羊看起來就會像是在平滑地向左移動。這個基本原理也被電視和電影廣泛使用。

解釋

要成功欺騙眼和腦，使它們覺得看到了平滑運動的物體，圖片更換的速度必須達到大約12幀每秒（一幀就一幅完整的圖像）。到70幀每秒的時候，真實感和平滑度不能再有改善了，因為眼和腦的處理圖像的方式使得這個速度成為極限。12幀每秒以下的速度，多數人能夠覺察到繪製新圖片所引起的跳躍性，這使得真實運動的假象受到干擾。傳統手工卡通經常使用15幀每秒的速度以節約所需的畫數，由於卡通的風格這通常是可接受的。由於更多的幀數能提高真實感，通常計算機動畫要求有更高的幀率。

高速的時候沒有跳躍感的原因在於「視覺暫留」。時不時地，眼和腦一起工作把所看到的景象存儲幾分之一秒，然後自動將小跳躍「平滑掉」。電影院裡播放的電影通常以24幀每秒運行，這足以產生連續運動的假象。

設備

計算機動畫可以用計算機和動畫軟件製作。一些常見的動畫軟件包括：Amorphium（3D）、造型軟件（3D）、Ray Dream Studio（3D）、Bryce、Cinema 4D、Maya、Blender、Truespace（3-D）、3D Studio Max（3D）以及SoftImage XSI（3D）。它們的價格隨着目標市場的不同而有很大不同。有些令人印象深刻的動畫可能用相當簡單的程序生成。但是，在普通家用機上繪製會耗時很久。電子遊戲動畫製作者傾向於使用低分辨率，低多邊形數的繪製器，使得圖形得以在家用機上實時繪製。高真實感動畫在這種情形下是不現實的。

電影、電視和錄像的專業動畫師採用高細節層次的真實感動畫。這種電影動畫在家用機上可能要花幾十幾百年來製作。所以，很多強大的工作站被用來進行動畫繪製。圖形工作站比家用機快100多倍，並且善長於著色。大量的工作站（稱為著色農場）聯機起來，象一個巨型機那樣工作。這樣一部計算機動畫電影可以在一到五年完成（當然這不只包括繪製）。一個工作站通常價值$5000到$25000。Pixar的Renderman動畫軟件被廣泛用於電影動畫的行業標準。它可以約$5000至$8000的價錢在Pixar官方網頁上購買。它只運行於基於Linux的圖形工作站。專業人員也採用數字攝像機、運動捕獲或者表演捕獲、藍幕、影片編輯軟件、小道具，以及其他工具來製作動畫電影。

前景

將來，有些人認為現在的動畫（2D、3D）將被虛擬現實所取代；也就是說電影的觀眾會看到自己處在電影裡面象一個站在旁邊觀看的人。

電影及電視劇

從1970年代開始CGI短片作為獨立動畫片開始生產，但計算機動畫（特別是特技領域）在美國動畫片的摩登時代才大量出現。第一個完全計算機生成的動畫系列是《ReBoot（重啟）》。著名的皮克斯動畫工作室所製做的動畫電影幾乎是用電腦動畫製成。

下面是一些採用了計算機動畫技術的電影和電視劇:

• 音樂動畫（Animusic）
• 小蟻雄兵（Antz）
• 變形金剛
• 蟲蟲危機
• 四眼天雞（Chicken Little）
• 人氣卡通（Futurama）
• The Fairly OddParents
• 最終幻想（Final Fantasy: The Spirits Within）
• 海底總動員
• 冰河世紀
• 超人總動員
• 天才小子傑米的冒險（Adventures of Jimmy Neutron: Boy Genius）
• 馬達加斯加
• 怪獸電力公司
• 極地特快
• ReBoot
• 機器人
• 小小歐里（Rolie Polie Olie）
• 星際爭霸戰（Shadow Raiders）
• despicable me
• 鯊魚故事
• 史瑞克
• Thomas & Friends
• 玩具總動員
• 蔬菜寶貝歷險記（Veggie Tales）
• 夢醒人生（Waking Life）
• 雙貓記
• 瓦力（WALL-E）
• 忍者龜新系列
• 多啦A夢（由《風之使者》開始）

偽2D動畫

主條目：卡通渲染

「偽2D動畫」亦多稱為2.5D動畫^[1]，是一種動畫繪圖的製作方式。繪圖作法與一般3D數位繪畫的製作方式雷同，從建模( Modeling )、材質和紋理貼圖（Material & Texturing）、攝影機和燈光設定（Camera & Lighting）到算圖(Rendering )，皆以相同的繪圖方式進行。但2.5D數位繪畫，則較接近一般浮雕的表現方式，以單面立體圖形重疊的方式處理，因此2.5D數位繪畫大都只能從單一角度取得所需要的畫面。在動畫製作上，這種手法極適合運用在非人物體如車輛與機器人等。偽2D動畫質感上在電腦特效出現時融合感極佳，且靜態畫面與2D動畫的質感幾乎無異，但目前技術在動態畫面仍會有與2D動畫不同的現象。

偽2D動畫列表

參看

• 計算機圖形學實驗室和The Works計劃
• 計算機生成圖像（Computer-generated imagery）（CGI）
• 運動捕獲（motion capture）
• Pixar Animation Studios
• Rhythm and Hues Studios
• 骨架動畫（Skeletal animation）
• CGI在電影中的時間線

外部連結

應用

• ArtOfIllusion Modeller（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（基於Java的開源建模包，帶教程）
• Blender（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（很強的免費建模/繪製包）（參看 Blender）