Файл: Вступление. Зачем нужна анимация в физике Теоретическая часть. Главные принципы анимации в uiдизайне.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 21
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание
-
Вступление. Зачем нужна анимация в физике…………………………………..3
-
Теоретическая часть. Главные принципы анимации в UI-дизайне………...…..9
-
Практическая часть. Физические законы в анимации интерфейсов…………..27
-
Заключение. Выводы……………………………………………………………..30 -
Список литературы и информационных порталов и сайтов……………….......32
-
Введение. Зачем нужна физика в анимации
Каждый предмет или персонаж обладает массой и движется, только когда на него воздействуют силы. Это первый закон движения Ньютона. Неподвижный предмет стремится оставаться в состоянии покоя до тех пор, пока определенная сила не приведет его в движение; но, начав двигаться, он стремится продолжать движение по прямой, пока другая сила не остановит его или не заставит изменить направление. Чем тяжелее объект, т.е. чем больше его масса, тем больше сил требуется, чтобы изменить его состояние. Тяжелый предмет обладает большей инерцией. Чтобы привести в движение такой предмет — например, пушечное ядро, — требуется очень мощный толчок. В момент выстрела сила заряда действует на ядро, только пока оно находится в стволе пушки. Сила взрыва достаточно велика, чтобы придать ядру значительную скорость. Меньшая сила, например, щелчок, не будет иметь никакого эффекта, разве что можно повредить себе палец. Но постоянное давление на ядро, даже не очень сильное, способно стронуть его с места и постепенно довести движение до большой скорости. Пущенное в движение ядро стремится сохранить полученную скорость и направление. Нужна новая сила, чтобы остановить его. Если в этот момент на его пути возникает препятствие, ядро может (при достаточной скорости) пробить его и лететь дальше. Если ядро катится по ребристой поверхности, оно остановится гораздо быстрее, чем двигаясь по ровной и гладкой поверхности. Поэтому, рассчитывая движение тяжелых предметов, режиссер должен иметь в виду время, необходимое для разгона и остановки этих предметов, тогда почувствуется их вес и масса. Легкие предметы нуждаются в гораздо меньших импульсах и реагируют совсем по-иному на внешние воздействия. Воздушному шарику довольно легкого щелчка, чтобы он отлетел в сторону. Инерция его движения настолько слаба, что сопротивление воздуха способно остановить шарик. Поведение предмета на экране, ощущение его массы обусловлено не самими рисунками, а расстоянием между ними. Как бы красиво ни было нарисовано ядро, оно не станет убедительным, если его изображения не будут правильно распределены в пространстве. Это относится и к любому другому объекту Вы бросаете предмет вверх по вертикали. Скорость его взлета постепенно убывает, доходит до нуля. Дальше предмет начинает падать, скорость возрастает— по тем же делениям, что и при взлете, но в обратном порядке. Если бросить предмет не вертикально, а под углом, его полет получит два направления: вертикальное и горизонтальное. Скорость подъема, как и в прошлом примере, постепенно угаснет, после чего наступит ускоряющееся движение вниз, а горизонтальное движение останется почти без изменений. Предмет пролетит по траектории. Резиновый мяч, упавший на твердую поверхность, может совершить серию прыжков в виде траекторий; при каждом следующем ударе энергия мяча убывает, следовательно, уменьшается и траектория полета.
Фаза, идущая сразу после удара, должна частично перекрывать предыдущую; следующая фаза помещается уже с отрывом, учитывая полученную при отскоке скорость; ближе к зениту траектории фазы будут располагаться все плотнее, поскольку скорость уменьшается; дальше, с падением мяча, скорость вновь нарастает и расстояние между фазами увеличивается. При очень большой скорости, когда дистанция между фазами превышает диаметр самого мяча, рекомендуется вытягивать мяч по оси движения и добавлять сзади спидлайны. Это поможет глазу соединить разрозненные фазы в цельное движение.
Вращение предметов
Говоря о полете подброшенного мяча по траектории, мы имеем ввиду, что расчет движения ведется от центра тяжести данного предмета. Масса любого тела движется соответственно своему центру тяжести. Предметы несимметричной формы Если в воздухе летит предмет неправильной формы, каждая фаза его полета отмечается на траектории по точке, где сосредоточен центр тяжести. Это важно, поскольку большинство предметов в полете вращаются вокруг своей оси. Например, у тяжелого молота основной вес находится в металлической головке, следовательно, центр тяжести нужно искать в этой части. По такому принципу можно рассчитывать движение других объектов. При большой скорости перспективное сокращение вращающегося предмета малозаметно. Поэтому для различных фаз полета молота можно использовать один рисунок с отметкой центра тяжести. По этой точке рисунок совмещается с делением траектории, устанавливается под нужным углом и переводится на чистый лист. Заготовка сдвигается на следующее деление с соответствующим наклоном, перерисовывается, снова сдвигается и т.д. В объектах с изменяющейся формой — как, например, человеческих фигурах — меняется и центр тяжести. И все же, если человек падает или прыгает в воздухе, его полет нужно рассчитывать точно по делениям траектории, совмещая их с центром тяжести фигуры так же, как при вращении неодушевленных объектов.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2. Главные принципы анимации в UI-дизайне
Аниматоры продолжали поиск лучших методов соотношения рисунков между собой и нашли несколько способов, которые, казалось, приводили к предсказуемому результату. Они не могли рассчитывать на успех каждый раз, но использование этих методов рисования персонажа в движении давало некоторую стабильность. Каждый из процессов получил свое имя, был проанализирован, усовершенствован и обговорен, и когда новых художников принимали в штат, их обучали этим методам, как если бы это были правила ремесла. К всеобщему удивлению, они стали основными принципами мультипликации: Наиболее важным открытием стали так называемые «сквош» и «стрейч» (сжатие и растяжение). Когда твердое тело двигается на бумаге от одного рисунка к другому, движение подчеркивает явную жесткость предмета. В жизни такое случается лишь с наиболее твердыми формами, такими как стулья, блюдца или сковородки. Все, что состоит из плоти, независимо от её костлявости, будет иметь значительные сдвиги
1. Сжатие и растяжение (Squash and Stretch);
2. Подготовка (Anticipation);
3. Сценичность (Staging);
4.Анимация «прямо вперёд» или «кадр за кадром» (Straight Ahead Action) и ключевые компоновки (Pose to Pose);
5. Остаточное движение или доводка (Follow Through) и захлёст (Overlapping Action);
6. Ускорение и замедление (Slow In и Slow Out — «медленный вход» и «медленный выход»);
7. Дуги (Arcs);
8. Дополнительное действие (Secondary Action);
9. Расчет времени — тайминг (Timing);
10. Преувеличение (Exaggeration);
11. Отличный (профессиональный) рисунок (Solid Drawing);
12. Привлекательность (Appeal).
Наиболее важным открытием стали так называемые «сквош» и «стрейч» (сжатие и растяжение). Когда твердое тело двигается на бумаге от одного рисунка к другому, движение подчеркивает явную жесткость предмета. В жизни такое случается лишь с наиболее твердыми формами, такими как стулья, блюдца или сковородки. Все, что состоит из плоти, независимо от её костлявости, будет иметь значительные сдвиги внутри формы во время действия. Хорошим примером служит согнутая рука, с бицепсом, напряженным так, что видны только длинные сухожилия. Согнутая фигура заметно сокращается в размере, в отличие от фигуры в экстремальном растяжении или прыжке. Жующая, улыбающаяся, говорящая или меняющая свое выражение физиономия будет выглядеть живой, пока происходит изменение формы щек, губ, глаз — ведь только восковые фигуры в музее остаются неизменными. Сжатая поза может продемонстрировать как форму, сплющенную под большим давлением, так и собранную в кучу и сдавленную вместе. Вытянутые позы всегда показывают ту же форму, но в растянутом состоянии. Переход от одного рисунка к другому стал самой сутью анимации. Улыбка больше не была просто линией на лице персонажа; теперь она определяла губы и их отношение к щекам. Ноги перестали быть изогнутыми трубками или резиновыми шлангами — они утолщались при сгибании и растягивались до длинных, подвижных форм. Аниматоры сразу же стали пытаться превзойти друг друга, придумывая варианты со всё большим и большим сжатием и растяжением, доводя эти принципы до крайностей в рисунке. Глаза щурили и широко раскрывали, втянутые щеки при вдохе стали разительно отличаться от надутых щек при выдувании. Жующий соломинку рот сначала рисовали гораздо ниже носа, потом прижимали к самому носу (который тоже изменял форму), показывая таким образом пережевывание. В середине тридцатых годов все делали по два рисунка для каждого задуманного действия, и, работая то с растяжением, то с сжатием, обнаружили, что могли бы сделать каждую позу сильнее и в движении, и в рисунке. Лучшим советом, чтобы растянутые рисунки не выглядели жирными или опухшими, а вытянутые позы — излишне тонкими или истощенными, было представить себе форму или объем наполовину заполненного мешка с мукой. Упав на пол, мешок сожмется всей формой, а если его кто-то поднимет, то растянется во всю длину; тем не менее, его объем никогда не изменится. Мы даже сделали рисунки мешка с мукой в разных позах — стоящим, скрученным, с преувеличенными эмоциями и действиями. Это заставило нас искать самый прямой путь, самую простую формулировку, поскольку, если мы добавляли какие-либо лишние линии, чтобы усилить выражение, это уже был не мешок муки. Мы обнаружили, что нет необходимости во множестве мелких внутренних линий: если сама форма задумана правильно, она покажет все, что нужно. Эти приемы были применены для тела и щек Микки, для ног и морды Плуто, и даже для головы Дональда. На спортивной странице ежедневной газеты мы нашли для себя никем не замеченную золотую жилу здесь были великолепные фотографии, показывающие эластичность человеческого тела в состояниях разного рода натяжения, напряжения и резкого движения. Наши принципы анимации были четко видны в контрасте между изгибами и округлостями тела — и прямыми, напряженными участками. Сочетание кривых и прямых иллюстрировало возможность фигуры человека передавать радость, разочарование, сосредоточенность и прочие сильные эмоции из мира спорта. Эти примеры открыли нам глаза и заставили замечать все по-новому. Стандартным анимационным тестом для начинающих художников было задание нарисовать прыгающий мячик. Его можно было быстро выполнить и легко изменить, и это было удивительно полезно с точки зрения возможностей обучения. Задание было всего лишь изобразить мяч в виде простого кружка, затем, на следующих рисунках, заставить его упасть, удариться о землю, и отскочить вверх так, чтобы снова повторить весь процесс. Мы либо изображали продвижение мяча вперед по бумаге, либо рисовали всё действие в одном месте, что позволяло нам с помощью цикла рисунков сделать мяч прыгающим постоянно. Выглядел такой тест проще некуда, но с его помощью мы изучали механику анимирования сцены, а также знакомились с таймингом, сжатием и растяжением. Нас увлекало изменять форму мяча в самых быстрых частях отскока, создавая вытянутый круг, который легче увидеть, затем быстро сплющивать его при ударе о землю, придавая убедительность соприкосновению, как если бы сплющенная форма была резиновым мячом в действии. Это изменение в нижнем положении давало ощущение толчка для отскока обратно в воздух, но если мы делали дополнительные один или два рисунка в этой точке, чтобы максимально усилить это действие, то мяч оставался на земле слишком долго, создавая странный эффект самостоятельного подпрыгивания вместо отскока. Если мы недооценивали значение расположения рисунков или расстояния между ними, то у нас получалось нечто, похожее на раненого кролика или злобную саранчу или, что чаще, сонную жабу. Однако многие круглые формы всё же скакали так, как если бы они были живыми. Начинающие художники были изобретательны, ими были испробованы всевозможные вариации, каждая из которых сообщала что-то о человеке, создавшем анимацию, и о том, что он считал наиболее важным в сцене. Некоторые добавляли разнообразия, начиная с большого отскока, впоследствии делая его все короче и короче, пока мяч постепенно не терял инерцию. Другие располагали действие в перспективе, чтобы показать, как хорошо они могут справиться со сложной задачей, или добавляли полоску на мяче, чтобы показать, насколько сильно он вращается во время действия. Таких людей сразу забирал отдел эффектов, специализировавшийся на технической анимации. Те же, кого больше интересовало яркое зрелище, предпочитали неожиданные концовки: мяч взрывался, касаясь земли, разбивался как яйцо на следующем отскоке или отращивал крылья и улетал.
Подготовка (Anticipation)
При просмотре анимационной сцены зрители не смогут понять события, происходящие на экране, если нет четкой последовательности действий, которая ясно ведет от одного события к другому. Они должны быть готовы к следующему движению и ожидать его прежде, чем оно на самом деле произойдет. Этого добиваются включением специального движения персонажа, предшествующего каждому основному действию и подготавливающего зрителя к восприятию того, что произойдет дальше. Такая подготовка может быть малой, как смена выражения лица, или же значительной, как размашистое физическое действие. Перед началом бега человек делает низкий старт, собираясь как сжатая пружина, или, наоборот, отклоняется назад, в противоположную сторону, поднимая плечи и одну ногу, тем самым готовя себя к следующему действию. Прежде чем Микки потянется, чтобы взять предмет, он сначала поднимает руки, пристально глядя на вещь и показывая тем самым, что сейчас он сделает что-то именно с этим объектом. Это старейший прием театра, без которого зрители начинают нервничать и беспокойно шептать: «Что он делает?» Предварительные движения не обязательно объясняют причину действия персонажа, но избавляют от вопроса, что именно он делает или что собирается сделать дальше. Предвидя то или иное действие, зрители могут теперь насладиться тем, как это сделано. Противоположность подготовки — «неожиданный гэг», который работает только в том случае, если зрители ожидают одного, а вдруг, без предупреждения, происходит что-то совершенно другое. Неожиданный гэг не сработает, если зрители не предвкушали другое действие. Так же любое действие на сцене без подготовки не может быть ничем, кроме как серией бессмысленных сюрпризов. Движения в ранней анимации были резкими и неожиданными; слишком часто зрители оказывались неподготовленными должным образом и пропускали гэг при его появлении. Это стало одной из первых вещей, которые Уолт начал исправлять. Свое средство он назвал «направленность действия» и показал, как просто действие или жест могут быть сделаны настолько ясными, что каждый бы заметил. Если счастливый кролик Освальд кладет руку в карман, чтобы достать бутерброд на обед, всё тело должно быть связано с этой рукой и карманом. Когда движение руки направлено, действие должно быть однозначным, чтобы любой мог увидеть это и предугадать, что будет дальше. Голова не может смотреть в другую сторону — самое важное действие то, как Освальд лезет в свой карман. Это не гэг, не шутка, но это необходимо увидеть. Ни у кого недолжно возникнуть вопроса: «Ну и где сейчас он взял этот бутерброд?» Когда Уолт продемонстрировал, как это может быть сделано, он преувеличил действие сделал его гораздо более интересным, чем аниматор был способен тогда уловить. Немногие движения в реальной жизни происходят без какой-либо подготовки. Для живых существ это похоже, естественный способ двигаться, и без нее в любом действии было бы мало силы. Для гольфиста это — замах назад, для подающего в бейсболе —закручивание мяча. Отбивающий готовит себя целой серией предварительных движений, но сильный удар дает последний поворот и шаг вперед в тот момент, когда мяч подлетает к бите. Без этого движения даже самый мощный мах будет не более чем толчком.
Сценичность
Сценичность — самый важный из принципов, потому что включает в себя множество аспектов и берет свои истоки в театре. Его значение, однако, очень точно: это презентация любой идеи таким образом, чтобы она была полностью и без ошибочно ясна. Действие ставят так, чтобы оно было понятным, характер делают узнаваемым, выражение заметным, а настроение таким, чтобы оно влияло на публику. Самым важным всегда является определение смысла происходящего. Решено, например, что определенная часть действия будет двигать историю; как же это поставить? Смешнее ли это на дальнем плане, где можно увидеть всё, или на крупном плане, показывающем индивидуальность? Лучше целиком снять на одном общем плане с наездом камеры или серией коротких планов разных объектов? Каждая сцена должна подходить под определенный план, и каждый кадр фильма должен помогать передать суть истории. Если требуется ощущение «жути», сцену наполняют символами пугающей ситуации. Старый дом, завывает ветер; листья и бумажки, шелестя, проносятся через двор; проплывают облака, закрывая луну; небо нависло над землей; может быть, голые ветви стучат или скребутся в окно, и мелькает тень, —всё это называется «жутью». Яркая цветочная клумба будет здесь не к месту. Если делаем постановку, необходимо удостовериться, что только одно действие заметно: оно недолжно быть спутано драпировкой, неудачным углом зрения, или отодвинуто на задний план чем-то, что может происходить в этот момент. Вы рисуете нетолько для того, чтобы изображение выглядело милым или смешным: главное выразить идею самым простым и убедительным способом — и только потом уже продолжать действие.
«Прямо вперёд» или «кадр за кадром» и ключевые компоновки
«от позы к позе»
Это два основных подхода в анимации. Первый известен как Straight Ahead Action («прямо вперед» или «кадр за кадром»), потому что аниматор буквально работает по порядку от первого рисунка в сцене, кадр за кадром. Он легко начинает, делая рисунки один за другим, привнося новые идеи по мере продвижения, пока не достигнет концовки сцены. Он знает смысл происходящего в сцене и элементы игры, которые должны быть включены, но в самом начале он мало планирует, как это будет сделано. Все рисунки и движения свежие, немного потешные, поскольку аниматор подходит ко всему процессу творчески.
Второй называется Pose to Pose («от позы к позе» или «ключевые компоновки»). Здесь аниматор планирует свои действия, понимает, какие рисунки нужны для анимации элементов игры, делает рисунки, связывает их между собой в размере и действии и отдает сцену ассистенту для рисования промежуточных. Подобная сцена всегда легка для понимания и хорошо работает, потому что связи тщательно продуманы прежде, чем аниматор уйдет слишком далеко в рисунках. Много времени тратится на совершенствование ключевых рисунков и осуществление большего контроля за движением. «Ключевые компоновки» — это чисто и эффективно. «Кадр за кадром» — спонтанно.