第5章 计算机动画与视频处理技术

第5

章

计算机动画与视频处理技术5.1计算机动态视觉媒体5.2计算机动画的基础5.2.1计算机动画的类型5.2.2计算机动画应用领域5.2.3动画文件格式及制作软件5.3动画软件Flash5.3.1Flash的功能和界面5.3.2Flash中几个基本概念5.3.3Flash动画制作5.4动画制作软件ImageReady5.4.1ImageReady介绍5.4.2GIF动画制作5.5视频处理技术5.5.1视频分类5.5.2视频文件格式及特点5.5.3常用视频编辑软件5.6Premiere基本操作5.6.1软件介绍5.6.2编辑环境5.6.3视频基本编辑本章小结思考与练习引言动态视觉媒体是多媒体产品中最具有吸引力的素材，具有表现力丰富、直观、易于理解、吸引注意力等特点，是高品质的多媒体作品中常常会使用媒体类型。

动态视觉媒体包括动画与视频两大类，二者既有很多相同点又有区别，本章主要介绍一些关于计算机动画与视频的基础知识和相关软件的应用。5.1计算机动态视觉媒体人眼看影像时，即使所看到的影像消失了，仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的时间，这就是“视觉暂留”性质。当多幅连续图像被快速播放时，由于人眼的视觉暂留性质，使得画面产生运动的效果。1．动态视觉媒体产生原理说明：在动态视觉媒体中，一副画面称为一个“帧”，帧是组成动态视觉媒体的最基本单位。图像沿时间轴以Δt的间隔排列，当Δt≤视觉暂留时间，会产生动感。因此，画面更换的速度必须至少达到大约12帧/秒（一帧就是一幅完整的图像）一般电影画面采用24帧/秒速度放映，电视画面采用25帧/秒速度播放。2.动态视频文件特点由多个画面（帧）组成，且画面具有时间上的连续性和延续性。画面内容存在差异，又有相关性。具有强烈的实时性。数据量非常大，通常采用压缩代码存储。图像质量：位图颜色与分辨率有关，过分的数据压缩将影响图像质量。3.技术参数帧速度。一般动画为12-24帧/秒；NTSC电视制式是30帧/秒；PAL电视制式是25帧/秒。数据量：与播放时间、画面几何尺寸、颜色数量和采用的压缩算法等因素有关。4.动画与视频的异同图像帧主要由人工绘制或计算机图像软件产生，用人工合成的方式形成。图像是实时获取的自然景物，是视频信号源（电视、录像等）经数字化后产生的，是对真实世界的记录。动画视频5.2计算机动画的基础5.2.1计算机动画类型1.从动画生成机制划分实时生成动画：一种矢量动画。文件存储的是一系列计算机指令，而不是动画画面。指令记录每个活动对象的特征，以及这些对象的位置、形态与时间的对应关系。

帧动画：由一幅幅在内容上连续的画面组成，采用视频的播放机制而形成的动画。占用较大的存储空间，但不需要大量的实时生成指令运算，对计算机性能要求不高。二维动画：平面动画。

动画构图简单，通常由线条、矩形、圆弧及样条曲线等基本图元构成，使用大面积着色。

三维动画：3D动画。

采用计算机技术模拟真实的三维空间，建立对象的矢量模型及场景，并设定模型运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，然后为模型赋上材质、颜色，打上灯光，最后计算机运算，生成画面。有真实的光照效果和材质感。2.从画面透视效果划分路径动画：让每个对象根据制定的路径进行运动的动画。

运动动画：通过对象的运动与变化产生的动画特效。3.从画面形成规则和制作方法分变形动画：将两个对象联系起来进行互相转化的一种动画形式。

时序播放动画：按照既定的方案播放，用户不能改变播放的设定，但可控制动画的播放、暂停、停止、快进、快退等。

实时交互型动画：动画的显示或播放都是在与用户的实时交互下进行的，并根据用户的指令给出智能化的反馈。4.从人与动画播放的相互关系分5.2.2计算机动画的应用领域（1）广告、电影特技领域。（2）工程建筑领域。（3）教学演示领域。（4）产品模拟试验领域。（5）虚拟现实领域。5.2.3动画文件格式及制作软件GIF格式由多幅GIF图像组成动画的“帧”；数据量小，支持透明背景，不支持声音；广泛用于Internet网。FLIC格式Autodesk公司开发，扩展名为FLI或FLC；画面尺寸随意、数据量小、实时性好、动画演播平稳；不支持同步声音。SWF格式Flash软件产生，使用矢量图形和流式播放技术，适于网络传输；可记录矢量动画、帧动画和声音，支持交互功能，提供透明技术和物体变形技术。动画制作软件GifAnimator平面动画制作软件。用于制作帧动画，输出GIF格式文件。ImageReady

平面动画处理软件，加工帧动画。输出GIF格式文件。Flash网页动画软件。可绘制帧、矢量动画，可添加声音。输出SWF格式文件。3dsmax三维动画制作软件。UleadCool3D三维文字动画软件。可制作帧动画、视频Maya

三维动画制作软件。Poser用于人体建模，常配合其他软件来实现真实的人体动画制作。5.3动画软件Flash5.2.1Flash的功能和界面可绘制矢量图形、编辑文本、创作动画以及应用程序。可以导入位图、视频和声音信息。支持编程，可以制作交互性很强的动画和应用程序。既可以创作帧动画也可以创作矢量动画，但其主要应用于矢量动画的制作。源文件以“*.fla”为扩展名，动画制作好后，可以发布为“*.swf”、“*.exe”或html文件。Flash功能Flash界面1.工具栏用于对动画中的各个图层进行管理，如图层的新建、命名和锁定等操作。2.图层区用于创建动画和控制动画的播放等操作。动画的时间就是通过时间轴上的帧来体现，帧以其在时间轴上出现的次序从左到右依次水平排列。3.时间轴

是设计者直接绘制帧图或从外部导入图形之后进行编辑处理形成单独帧图的场所，也是把单独的帧图合成动画的场所。

4.场景

通过菜单【窗口】中的命令打开或关闭。

包括了属性面板、动作面板、混色器面板等，用于设置舞台中图形对象的属性。5.常用面板5.3.2Flash中几个基本概念与Photoshop的图层比较：相同：像一张透明的纸，每一个图层之间相互独立，修改某一图层时，不会影响到其他图层上的对象。不同：Flash图层带有自己的时间轴，包含自己独立的帧。1.图层图层分引导层、普通层、被引层、遮罩层、被遮罩层和文件夹6种；可建立图层文件夹进行管理。

动画中最基本单位。每一帧都包含需要显示的所有内容，如图形图像、声音、各种素材和其他对象等。2.帧分类：关键帧：有关键内容的帧，定义动画变化、更改状态。可作为动画的起点和终点，图形、声音、文字只能放到到关键帧里。空白关键帧：没有实例对象的关键帧，用于需要实例对象消失的时候。普通延伸帧：在时间轴上能显示实例对象，但不能对实例对象进行编辑操作的帧。

按钮元件：用于创建动画的交互控制按键，完成一系列鼠标事件的操作，如单击等。图形元件：用于创建可反复使用的图形。元件是动画中可以反复使用的某一个部件。3.元件与库影片剪辑元件：一段可独立播放的动画，是主动画的一个组成部分。库主要是用于存放和管理动画中可重复使用的元件、位图、声音和视频文件等，利用库对这些资源进行管理5.3.3Flash制作利用Flash的画笔工具进行简单鼠标绘图，熟悉文件的建立和保存、文字输入、图形绘制和图形元件与库的应用。步骤：例5-11、建立新文档，属性设置如下：例5-12、创建“月亮”图形元件。菜单栏【插入】→【新建元件】，命名为“月亮”，选择【图形】元件，进入元件编辑区。选择工具箱中的“椭圆工具”，按下Shift键，在场景中央绘制满圆图形。单击【文件】→【另存为】命令，将将元件存入库文件夹中。例5-13、创建“树叶”图形元件。进入元件编辑区，用线条工具绘制直线，变形，形成树叶形状，建立“树叶”图形元件。填充颜色，复制树叶，制作树枝。4、插入文字。回到场景中，按Ctrl+L键打开库面板，把“月亮”、“树叶”元件拉到场景，并放到适当的位置。

新建一个图层，用文字工具在舞台的左下方写上“静静的夜”，填充色为彩色。例5-15、保存文件。保存为*.fla：菜单栏【文件】→【保存】（Ctrl+S）或【文件】→【另存为】保存为*.swf：菜单栏【文件】→【导出】→【导出影片】，选择swf格式。制作一个具有放大镜效果的遮罩动画，熟悉图层及其遮罩作用、帧的建立和应用等。例5-2

1、制作文字层。

新建文件，第一个图层命名为“文字”；输入文字“Flash”，属性设置如图。在第35帧插入普通帧。例5-22、制作“放大镜”图层。新建“放大镜”元件，在元件编辑区用椭圆工具和矩形工具画一个放大镜，命名为“fdj”。新建“放大镜”图层，把“fdj”元件拖入场景。例5-23、制作“放大镜”运动效果。选择“放大镜”图层的第1帧，把放大镜移动到字母“f”上，确定动画的起始位置。在第35帧上单击鼠标右键，从快捷菜单中选择【插入关键帧】命令，把放大镜移动到字母“h”上，确定动画的结束位置。创建补间动画。在属性面板上，选择【补间】→【动画】。例5-2

4、建立大字图层。新建“大字”图层，输入字符串“flash”，并调整文字的大小，使其大于“文字”图层中的字符，且能被放大镜的镜头罩住。在该图层的第35帧插入关键帧，使大小字符中心对齐，且放大镜的起始和结束位置分别将两个图层中的“f”字和“h”字同时罩住。例5-25、创建遮罩层。画一个圆形，新建一个图形元件“ball”。圆形颜色设置如图，大小可以遮住“大字”层中的单个字符而又小于放大镜的镜头。新建一个图层“遮罩圆”，将元件“ball”拖入场景，并与放大镜重合。例5-26、创建动画，并保存。

在遮罩圆层第35帧处插入关键帧，移动元件“ball”位置，使其与放大镜重合；在属性面板中选择【补间】→【动画】，在第1～35帧之间建立位移动画。在“遮罩圆”图层名称处单击鼠标右键，从快捷菜单中选择【遮罩层】命令，将该层设置为“大字”图层的遮罩层。5.4动画制作软件ImageReady5.4.1ImageReady介绍启动：PhotoshopCS3以前的版本：执行【文件】→【跳转到】→【ImageReady】命令跳转；PhotoshopCS3之后：执行【窗口】→【选择动画】由Adobe公司开发、以处理网络图形为主的图像编辑软件，安装Photoshop时，自动安装。Photoshop5.5至PhotoshopCS2，与Photoshop捆绑在一起；PhotoshopCS3之后，二者完全融合。

1.ImageReady功能制作GIF动画网络图像优化图像链接切片面板和菜单。图像翻转2.ImageReady工作界面是主要工作区域。四个标签：【原稿】、【优化】、【双联】和【四联】。一般是【原稿】窗口，其他窗口主要用于对图像进行优化处理，在输出图像时使用较多。1.图像窗口【窗口】→【动画】命令打开。2．动画面板熟悉用ImageReady的建立GIF动画、动画面板的应用、图层的应用。在不同帧中，显示和隐藏不同图层产生动画效果。例5-35.4.2GIF动画制作1、建立“小黑人.PSD”文件。文件具有4个图层，每个图层的画面内容都略有不同，调整各个图层位置，使之完全重合，图像窗口中只看到的图层1的画面例5-32、复制帧并设置帧延迟时间。

打开动画面板，单击【复制所选帧】图标，复制四个帧，并将每个帧延迟时间设置为0.5秒。

单击第一个帧下方【选择循环选项】图标，将循环次数设置为“一次”。例5-33、设置帧的显示和隐藏。

单击第一帧，将【图层1】设置为显示，其他三个图层设置为隐藏。依次设置其他帧的图层状态：第二帧仅显示图层2；第三帧仅显示图层3；第四帧仅显示图层4。例5-3第四帧图层设置4、动画播放与导出。

单击【播放】按钮，可演示动画效果。

PhotoshopCS3以下版本：选择菜单栏【文件】→【将优化结果存储为】，可保存为GIF动画文件。PhotoshopCS3以上版本：选择菜单栏【文件】→【存储为Web和设备所用格式】，在弹出的对话框中选择【存储】按钮。例5-3通过文字变形效果动画效果。例5-41、新建文件并复制帧。

在图像窗口输入字符串“多媒体”，设置合适的字体、字号。

打开动画面板，复制四个帧，帧延迟时间设置为0.2秒，将循环次数设置为“永远”。2、在文字工具属性栏中设置文字变形。例5-4文字变形选中第一帧，单击【文字变形】按钮，在【变形文字】对话框中选中【波浪】样式，并设置合适的参数。依次设置其他帧的文字变形状态，每个帧的参数略不同，使四个帧有不同的变形效果。5.5视频处理技术5.5.1视频分类模拟视频：以模拟电信号的形式记录信息，依靠模拟调幅的手段在空间传播，采用磁性介质存储。优点：成本低、图像还原好、易于携带缺点：传播中信号强度会衰减；传输效率低，不适合网络传输。数字视频：计算机能处理的二进制数据形式。优点：传输速率高，采用成本低、容量大的激光存储介质；保存时间长，多次复制不失真；无信号衰减问题，抗干扰能力强，再现性好；利用计算机创造性的编辑与合成，增加交互性或特殊效果。缺点：处理速度慢，数据量大。SECAM制正交平衡调幅逐行倒相制（Phase-AlternativeLine）中国、德国、英国和一些西北欧国家采用帧速率25fps，每帧625行312线，标准分辨率为720×576。PAL制顺序传送彩色与存储制（SequentialColeurAvecMemoire）法国、前苏联和东欧国家采用。帧速率25fps，每帧625行312线，标准分辨率为720×576。NTSC制正交平衡调幅制（NationalTelevisionSystemsCommittee）美国、加拿大和日本采用帧速率为29.97fps（帧/秒），每帧525行262线，标准分辨率为720×480。模拟彩色电视制式5.5.2视频文件格式及特点微软公司推出优点：允许音频和视频交错在一起同步播放，支持256色和RLE压缩，图像质量好，可跨平台使用。缺点：体积大，不限定压缩标准，不具备兼容性。1.AVI格式运动图像专家组，动态图像压缩算法的国际标准平均压缩比为50∶1，最高200∶1，压缩质量好兼容性好，几乎被所有的计算机平台共同支持。2.MPEG格式视频文件格式及特点RealNetworks公司开发的流式视频文件格式3.RM格式RM格式的升级静止画面采用较低编码速率，运动画面采用较高编码速率。既保证了静止画面质量，又提高了运动图像的画面质量，且质量和大小达到平衡。4.RMVB格式随着FlashMX的推出而发展的视频格式占有率低、视频质量良好、体积小，有丰富的资源，目前增长最快、使用最为广泛。5.FLV格式视频文件格式及特点苹果公司开发，播放器QuickTimePlayer较高压缩比和较完美视频清晰度，支持25位彩色，支持集成压缩技术，提供150多种视频效果，并配有200多种MIDI兼容的音响和设备。跨平台性已成为数字媒体软件技术领域事实工业标准。6.MOV格式在Internet上实时传播的高级流媒体，可本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载及具有扩展性。WindowsMediaPlayer播放。7.ASF格式视频文件格式及特点由索尼、松下、JVC等多家厂商联合推出的数码摄像机使用的格式，文件扩展名是.avi可以通过电脑的IEEE1394端口传输视频数据。8.DV-AVI格式微软推出，采用独立编码方式且可直接在网上观看。优点：本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。9.WMV格式5.5.3常用视频编辑软件Adobe公司推出编辑画面质量较好，兼容性好1.PremiereWindows操作系统自带可组合镜头，声音，加入镜头切换等特效。2.MovieMaker操作简单的影片剪辑软件，可对视频、图像、音频文件进行编辑、处理，添加文字、音乐、转场和进行滤镜处理，叠加音、视频素材。3.会声会影5.6Premiere基本操作5.6.1软件介绍Adobe公司出品的基于非线性编辑设备的视音频编辑软件。功能强大、管理方便、特效丰富、采集素材方便、编辑方便、可制作网络作品等优点。主要功能：编辑和剪接各种视频素材，改变视频特性参数，编译生成数字视频文件。综合处理各种素材，提供强大的视频特技效果。提供多个视频和音频编辑轨道，调整音频和视频的同步。在视频素材上配音，增加字幕、图标和其他视频效果。将普通色彩转换成为NTSC或者PAL的兼容色彩。5.6.2编辑环境1.启动新建项目对话框2.主界面

由文件、编辑、项目、素材、时间线、标记和字幕等9个菜单组成。【文件】菜单：项目和文件的创建、打开、保存、素材的采集和输入、视频的输出；【编辑】菜单：复制、剪切、粘贴等常规编辑操作命令；【项目】菜单：对项目文件进行管理，包括项目属性设置、项目中素材管理及对项目本身的管理；【素材】菜单：对素材片段进行设置和管理；【时间线】菜单：对视频进行预览、渲染等操作；【标记】菜单：标记的管理；【字幕】菜单：字幕的设计和管理。1.菜单栏主要功能是素材的导入和整理。2.项目窗口

时间尺：表示一部电影的时间长度；合成条：标示工作区的长度。可拖动三角形来改变工作区的长度；视频轨道：用来放置视频、静止图像等影像素材；音频轨道：用来放置音频素材。3．时间线窗口

显示素材的基本信息和历史操作。

提供剪辑、编辑、预览各种素材的工具，插入剪辑好的素材。

与时间线面板相联，可直接播放时间线上的素材。4．监视器窗口5．信息与历史面板6．素材编辑窗口将模拟音、视频信号转换成数字信号存储到计算机中。菜单【文件】→【采集】打开采集窗口。5.6.3视频基本编辑1.素材采集素材采集窗口两种方法：【文件】→【导入】命令双击项目窗口剪辑箱的空白处导入的素材会显示在项目窗口中2.素材导入项目窗口的素材在监视器窗口中进行。包括：视频音频素材的截取。单击【入点】确定起始时间；【出点】确定终止时间；【从入点到出点播放】播放截取内容。【插入】或【覆盖】按钮添加截取后素材。【音频/视频切换】按钮单选视频素材的声音或画面素材的精确剪辑。3.素材的修整通过功能面板中【特效】面板设置，包括预置、音频特效、视频特效、音频切换效果、视频切换效果等。4.特效添加预置特效音频特效音频切换效果视频特效视频切换效果2、单击时间线上要设置特效的图片素材，选择【效果控制】→【运动】，展开下拉窗口，选择比例项。添加起始关键帧1和关键帧2，数值分别为100和50。

播放图片素材时，改变图片的比例，将图片比例从100换成50。例5-51、在项目窗口中导入图片素材。选择需要导入的图片，拖到“视频1”轨道中。一个轨道可拖入多个图片。

播放图片时，在两张图片之间添加切换效果。例5-61、用鼠标点击某个效果，将其拖到两张图片的交界处，所需效果就可被添加；Delete键可将其删除。菜单栏【文件】→【另存为】

文件扩展名为*.prproj5.文件保存“导出影片设置”对话框菜单栏【文件】→【导出】，可导出单帧：导出以帧为单位的素材；影片：以影片的格式导出时间线上的所有素材。6.打包输