2.1.2.3. Анимация

Анимация представляет собой последовательность искусственно созданных изображений при демонстрации которых с определенной скоростью (обычно от 5 до 30 кадров в секунду) создается эффект реалистичного движения представленных на них объектов (самый яркий пример — мультфильмы).

В настоящее время анимация создается в основном с помощью специальных компьютерных программ. Эта технология заменила использовавшуюся ранее покадровую съемку на кинопленку.

Различают двумерную и трехмерную компьютерную анимацию.

Двумерная (2D) анимация отражает действие на плоскости. Объекты представлены плоскими фигурами, тени отсутствуют или представлены однотонными очертаниями. Перемещение объектов в плане может имитироваться изменением их масштаба и удалением невидимых (перекрываемых другими объектами) частей. Создание двумерной анимации относительно несложно, а ее визуализацию (создание изображения по заранее созданной модели) может выполнять в реальном времени персональный компьютер средней мощности. Благодаря этому двумерная анимация используется для создания интерактивных демонстраций в компьютерных учебниках наиболее часто. С развитием технологии Macromedia Flash двумерная анимация получила широкое распространение в сети Интернет.

Трехмерная анимация (3D) характеризуется объемным представлением объектов, наличием виртуальных источников освещения, теней, учетом законов распространения, отражения и преломления света. При создании трехмерной компьютерной анимации сначала создаются каркасные модели объектов из кривых Безье или сплайнов. Затем модели «обтягиваются» виртуальными материалами, имитирующими отражение света поверхностью реальных объектов, определяются источники света и виртуальные кинокамеры.

Создание трехмерных сплайновых моделей, служащих основой для такой анимации существенно более трудоемко, чем создание двумерных моделей. Кроме того, необходимые для создания реалистичного трехмерного изображения модели, материалы, источники света и кинокамеры имеют много настраиваемых параметров, что делает пользовательский интерфейс программ создания трехмерной анимации весьма сложным. Взаимодействие параметров перечисленных объектов часто носит нетривиальный характер, и для их осмысленного выбора требуются специальные знания в области физики, оптики и математики. Практически это приводит к тому, что для создания сколько-нибудь сложной трехмерной анимации необходимы специально подготовленные специалисты.

Для визуализации созданных виртуальных трехмерных сцен требуется большой объем вычислений — даже мощные персональные компьютеры при просчете сцен центральным процессором затрачивают на обсчет одного кадра не менее нескольких секунд. Поэтому трехмерные сцены просчитываются на этапе создания и хранятся в мультимедиа учебнике виде последовательности кадров, обычно в формате AVI или GIF.

В последнее время на персональных компьютерах появились технологии, позволяющие использовать для визуализации моделей трехмерной анимации специализированный процессор графической карты (на платформе Windows эти технологии известны под торговой маркой Direct3D). В результате появилась возможность визуализации в реальном времени довольно сложных сцен. Это открывает путь для создания интерактивной трехмерной анимации, необходимой для получения «виртуальной реальности». Создание такой анимации очень трудоемко и практикуется в настоящее время в основном в высокобюджетных компьютерных играх и тренажерах.