配套课件-动画运动规律-张乐鉴.ppt

1、运动规律基础运动规律基础第1章 初识动画制作1.11.1动态影像的形成原理动态影像的形成原理 视觉暂留：光照到视网膜细胞的感光色素上，感光色素根据光照范围部分变无色，同时另一面感光色素从无色变有色的过程传出电信号给神经，神经将电信号带给大脑，大脑生成画面。但是感光色素恢复感光性能是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。基于视觉暂留的机理，我们如果高速播放内容连续的影像，就能让观众形成错觉，认为这是个动态影像。动画也是一样，只不过播放的内容变成绘画而已。1.21.2动态影像的播放速度动态影像的播放速度 究竟需要多快的速度播放画面，才能使画面变得流畅呢？我们不妨先来看看一直以来电影普遍使用的播

2、放速度每秒24帧。但是现在影像数字化以后每秒48帧、60帧甚至70帧都已经实现。那么为什么最初将电影拍摄定为每秒24帧呢？指环王导演Peter Jackson说的一段话，“在有声电影刚刚出现的时候，电影人选择每秒24帧的速率是为了技术上的要求。我猜想24帧每秒是获得清晰音轨的最低速度。而那时35毫米胶片那么昂贵，大家只能选择尽可能慢的帧速，来保证制作成本。因此，我们就这样在24帧每秒下度过了90年。这并不是因为24帧每秒能给我们带来最佳的效果，而仅仅是因为那是1927年前后能提供可接受效果的最便宜选择。”也就是说，每秒24帧是当时最廉价便宜的选择。1.31.3电视片和电影片每秒帧数的区别电视片

3、和电影片每秒帧数的区别 那么早期电视为什么能达到每秒30帧呢？电视剧的制作成本不是更低么？为什么每秒帧数反倒高于电影呢？这是因为电视使用的是电子拍摄技术，是用摄影机拍摄的。拍的画面转成电子信号保存在磁带里。而电影拍摄使用的是胶片技术，是用胶片机逐帧曝光胶片的方式拍摄的。拍成一大卷胶片，保存在铁盒里。由于记录画面的方式完全不同，也就导致了两种影片在每秒帧数上的差别。1.41.4动画制作中每秒帧数的区别动画制作中每秒帧数的区别 早期动画是预先绘制好一张张静止的画面，最终用胶片机逐帧拍摄在胶卷上记录下来播放。所以动画的制作也就沿用了电影的格式每秒24帧。但是传统手绘动画为了进一步降低成本，设计了每秒

4、更少的画面拍摄方法。正常的动画应该是每秒绘制24张画面，然后每张画面拍摄在一帧胶片上。俗称一拍一的制作方法。进一步减少画面可以每秒绘制12张画面，每张画面拍摄在二帧胶片上。俗称一拍二的制作方法。最少可以每秒绘制8张画面，每张画面拍摄在三帧胶片上。俗称一拍三的制作方法。现在数字化的动画制作已经没有必要使用这种减少成本的技巧了。1.51.5运动规律与动画制作的关系运动规律与动画制作的关系 在动画制作中时间是以帧数来计算的。1秒等于24帧。距离是由每帧画面中形体之间的变化距离决定的。那么每一个动作应该用多少帧来完成？每张画面的形体应该画在画面的什么位置？应该是什么形状呢？这些问题都需要用运动规律知识

5、来解决。1.61.6运动规律的评价标准运动规律的评价标准 大部分动画片中的运动和表演并不是完整复制现实。动画能实现现实无法做到的表演和运动，能创造现实无法实现的画面。这正是动画最大的魅力。但是运动规律始终要符合基本的力学原理，要符合角色的结构设计。所以运动规律是兼顾科学和艺术双重理论的。做到符合客观物理世界的规律只是基础而已，剩下自由的艺术表演和想象力才是我们不断探索研究的根本。1.71.7运动规律的学习方法运动规律的学习方法理解理论知识：清楚每一帧图形应该画什么形状，画在哪儿。每一个动作用多少帧。掌握研究方法：通过记录观察现实生活中的事物，分析拆解结构，研究总结运动方式。熟练制作技术：掌握一

6、门动画制作软件或传统手绘工艺，将所学知识实践后进一步总结。提高自评标准：大量赏析优秀的动画影片，提高自己眼界。1.81.8锻炼动画设计能力的小游戏锻炼动画设计能力的小游戏 在这里分享一个小游戏给大家。大家在枯燥无趣的时候可以玩。不但能展现自己的才华，还能解闷，最重要的是能全面提高自己的动画设计能力。1.将任意纸张平均剪成豆腐块大小。2.每24张用订书机订成一份。3.每5份粘成一本。4.画的时候记得从最后一页开始。5.切记找一个光线充足的地方。6.每张画面要参考上一张的形状来画。7.画完一本以后记得翻动给周围朋友看。1.91.9课后练习课后练习填空题：填空题：1.动画制作中普遍使用的是每秒_帧。

7、2.动画制作中时间是以_来计算的。3.运动规律的评价标准需要兼顾_和艺术两者。选择题：选择题：1.一拍一的传统手法，是将一张中间画拍摄（）次。A、3次 B、1次 C、2次 D、4次2.一拍二的传统手法，是将一张中间画拍摄（）次。A、3次 B、1次 C、2次 D、4次3.一拍三的传统手法，是将一张中间画拍摄（）次。A、3次 B、1次 C、2次 D、4次简述题：简述题：1.何为“视觉暂留”？2.简述电影和电视记录画面的方式。第2章 基础的思维方式2.12.1核心核心设计思路设计思路 动画制作分为两个大的流派，分别是美式动画制作和日式动画制作。2.1.12.1.1美式美式动画的制作流程动画的制作流程

8、美式动画的制作流程如下：关键帧（Key Frame）：叙述事件发展的画面。极端帧（Extreme Frame）：在关键帧之间每个动作的起始画面和结束画面，也称为接触帧。过渡帧（Breakdowns）：在极端帧之间确定运动路径曲率的画面。中间帧（Inbetweens）：将极端帧与过渡帧按照轨目连接起来的画面。在这4个步骤里，最核心的步骤是过渡帧。圆滑的运动曲线、丰富的动作细节、柔软的质感体现、不同质量的加减速变化几乎美式动画中所有的生动魅力都源于过渡帧的设计。所以美式动画在制作队伍上也几乎没有工人来连接“中间画”。因为到中间帧这个环节，以及几乎没有工作量了。每一帧几乎都是设计工作，所以美式动画是

9、一个动画师，带一个助手的工作方式。动画师根据分镜头完成极端帧和过渡帧的设计工作，然后让助手完成中间帧的工作。2.1.2 2.1.2 日式动画的制作流程日式动画的制作流程日式动画的制作流程如下：设计稿Pose：细致的分镜头角色调度画面。原画：动作的起始画面、关键转折画面和结束画面。小原画：第一张中间画。中间画：根据轨目将原画连接起来的画面。在日式动画制作的队伍里，原画师只根据设计稿进行原画设计工作。熟练的工人负责小原画。最后剩下大量的中间画都交给工人去完成。也就是说，在日式动画里，只有原画这个步骤是最关键的，也是唯一的设计工作。剩下都是简单的连接工作而已。比较这两种工作方式，我们不难看出，美式动

10、画对动作的设计更加细致严谨。但现在高品质的日本动画也开始大量运用美式动画的设计方式。最后要强调说的一个区别就是分层。美式动画在设计上有个非常好的习惯，那就是将角色先细致的拆解开，分成多个部分，逐一进行动作设计。最后再根据运动规律组合起来，进一步增加动作的丰富性。这是我们需要学习的核心设计思路：将复杂的事物拆成简单的事物。这个工作思路非常重要，未来我们会面对非常多的复杂动作。比如一个移动的城堡，城堡上有飘扬的旗帜，有晃动的窗户，有漫步的士兵，有洗澡的公主等等，每一帧如果直接绘制的话，想破头都无法准确完成。所以我们需要先花时间把动作拆解开，一个部分一个部分的去完成，这中间还会有许多力学的逻辑关系可

11、以互相借鉴和推理。这个方法将工作的难度保持不变，变化的只是工作量。2.22.2变形和移动变形和移动2.2.12.2.1移动移动 运动设计可以简单的分为两种：变形和移动。其中移动相对简单，只需单纯的将物体根据轨目复制到每帧画面的不同位置即可。案例分析案例分析 首先确定极端帧，也就是这个球移动的起始帧位置和结束帧位置。然后确定运动时间是72帧（3秒）。然后确定运动路径。这里是直线运动，所以将两个圆心位置拿直线连接即可。再根据物体质量用力学原理分析出加减速度，将路径分割出轨目。这些轨目和路径的交点就是未来过渡帧或中间帧圆心的位置。最后将72帧总长度根据轨目上标明的数量均分开，并依次标注在轨目上。然后

12、根据轨目将过渡帧复制上去。注意圆心对准轨目和路径的交点。然后根据标明的帧数中割连接中间帧即可得到一段球移动的动画。2.2.22.2.2变形变形 变形运动的设计相对复杂些。首先需要将变化两端的形体分析拆解成线和点。直线配合两个点就可以准确定位，始端点和末端点。曲线需要配合三个点来准确定位，除了始端点和末端点还有一个弯曲位置的顶点，这个点是决定当前曲线的曲率的。拆解成线和点以后，我们需要确定变化两端形体拆出来的点在数量上是一致的。并且两端形体的点要对应编号。最后我们需要将这些点逐一连接起来，生成运动路径，然后划分轨目后确定这些点的过渡帧和中间帧位置。然后逐帧将这些点连接成线和形状。案例分析案例分析

13、 一个圆形用一秒的时间变成一个五角星形。首先确定极端帧位置，然后确定时间总长度24帧。将五角星形和圆形分别拆解出数量相同的点。五角星上拆出来的都是直线配合两点（始端点和末端点）圆形上拆出来的都是曲线配合三点（始端点、末端点和弯曲位置的顶点）。两个图形最终都拆出来10个点。将这些点逐一对应连接起来。这个连接过程就是设计运动路径的过程，不一定拘泥于相邻点连接。3次中割运动路径后得到这些点的过渡帧位置。然后将时间总长度分成5份，得到这些过渡帧的时间位置。最后逐帧将这些点重新连接起来，生成各个过渡帧的完整图形。然后同理中割出中间帧画面就完成了这个圆形变成五角星形的动作设计。2.2.32.2.3变形加移

14、动变形加移动 碰到变形和移动同时出现的时候，我们记得第一节说过的核心设计思路“完成一个部分，再进行另一个部分”先完成较困难的变形动作，得到全部变形动作的过渡帧以后再去设计移动路径分出轨目，然后将变形的过渡帧按照轨目位置摆放上去就可以了。最后中割补充剩下的中间帧。案例分析案例分析 一个圆柱体翻落。首先确定极端帧位置，然后设计动作整体时间为18帧。我们可以将翻转动作视为“变形”动作。下落动作为“移动”动作。然后逐步设计过渡帧。翻转部分的设计思路跟“变形”一样，还是将极端帧位置上的形体逐一拆解开。保持点数相同。然后连接这些点，生成运动路径。再根据过渡帧数量平均分割路径得到轨目。然后逐帧将轨目上的点连

15、接起来。得到“翻转”动作的过渡帧形像。将“翻转”这部分动作的过渡帧形象放在一旁。等待最后组合起来。接下来按照极端帧位置连接形体中心点得到“下落”动作的运动路径。然后将这路径根据“翻转”动作的过渡帧数量平均分割得到轨目。然后将“翻转”动作的过渡帧形象，按照顺序逐一对准中心点位置放在轨目上。最后同理中割补充中间帧画就完成了这个圆柱体翻滚下落的都工作设计。2.32.3速度速度 速度=运动距离时间。在动画中时间是用帧数作为单位来计算。而运动距离是物体在每一帧纸张上移动的距离。同样的移动距离，花费帧数越多，时间也就越长，速度也就越慢。反之，同样的帧数，移动距离越短，速度也就越慢。根据这个原则，我们往往在

16、设计动作时，对这个动作的整体速度用帧数来控制速度。因为关键帧在分镜头阶段已经设计好了，物体或角色移动的距离往往是固定的，所以要控制速度，只能从动作整体时间上调整。但进入到小的细节动作时，因为整体时间已经确定，所以往往利用过渡帧之间的移动距离不同来形成速度变化。案例分析案例分析 一个鞠躬的动作。关键帧已经确定了鞠躬的角度。因为这个动作幅度非常小，而且简单。我们就用关键帧当做极端帧。然后设计18帧的总体运动时间。确定总时长为18帧以后，我们开始加入过渡帧。设计插入5个过渡帧，那么我们就将18帧的总时间长分为6份。没份是3帧时间。得到过渡帧的时间位置：3、6、9、12、15帧。因为这里我们需要设计一

17、个加减速过程，所以时间均分以后，过渡帧的空间位置就不能均分。我们连接头顶点的运动路径后，将两端的轨目位置分的距离较短，然后中间等分一个轨目。这样就变成了每段时间固定的情况下，开始移动距离近，中间移动距离远，结尾移动距离又近。形成了从慢到快再到慢的一个变速运动过程。然后我们只需以腰胯连接处为圆心，轨目点为半径结束端，将上半身复制在各个过渡帧上，得到完整的过渡帧图形。最后同理把各个过渡帧之间的中间帧用中割轨目补上就完成了这个鞠躬的动作设计。2.42.4空间空间 我们都有坐在车上往窗外看的经历。车的速度没有变化，但是远处的景物移动的较慢，而近处的景物却在眼前飞驰而过。我们也都经历过站在街角等出租车。

18、一辆从你面前疾驰而过的轿车，其实只有到你面前才真正让你感觉到了“疾驰”的速度。从远处开过来和远离你的时候都显得较缓慢。所以空间透视运动的变化规律就是“近快远慢”。案例分析案例分析 车窗外电线杆从远处移动到眼前的透视运动。首先确定极端帧位置。然后设计整体动作时长为48帧。将两个电线杆的顶点用直线连接起来得到运动路径。这里找运动路径的中间点不能直接垂直中分。我们要在两个电线杆之间画一个叉，将这个叉的中心垂直向上，交汇到运动路径上的那一点才是运动路径的中间点。因为这里是一个透视变化。大家可以找一张白纸，在中间画一个大叉，然后倾斜这张白纸，会更容易理解这个中心点位置的变化规律。从轨目垂直到地，我们就得

19、到了第一个过渡帧的空间位置。这个过渡帧的时间位置是24帧。正好在一半的位置。接下来同理得到各个过渡帧位置。然后中割补充中间帧后就完成了一个电线杠从远处移动到眼前的透视运动的设计。2.52.5课后练习课后练习填空题：填空题：1、空间透视的核心规律是_。2、美式动画的核心设计步骤是_。3、动画的核心设计思路是_。名词解释：名词解释：1.过渡帧。2.关键帧。3.原画。设计题：设计题：1.方形变心形2.几何卡通人抬头3.硬币转动落下第3章 基础的研究方法3.13.1核心研究方法核心研究方法 在面对浩瀚无穷的运动规律时，我们往往会面对“生有涯、知无涯”的尴尬。既然我们无法在课上将全部的运动规律记忆在脑中

20、。那么更重要的就是学习到一个研究方法。让我们在未来面对新事物的动作设计时，能够快速准确的分析出运动规律。在做动作设计前，最初拿到的是关键帧，也就是分镜头或者设计稿。关键帧确立的是叙事画面。比如一个球被扔出后落地的镜头，关键帧只会确定出，当前镜头开始和结束时球的位置。然后就是极端帧的设计，极端帧需要确定的是每次动作的起始画面和结束画面。这就需要从关键帧的初始画面开始，就进行力学的分析。力学是事物之间运动关系的普遍规律。一旦镜头中的时间开始运转，也就是说帧数开始增加。那么从第2帧开始我们就要开始分析“力”对运动角色的影响。从而设计出合理正确的动作。3.23.2基本力学的分析基本力学的分析3.2.1

21、3.2.1基本的四种力基本的四种力 影响我们身边事物运动的最基本四个力是“作用力”、“弹力”、“摩擦力”和“重力”。其中“作用力”是主观产生的，比如生物控制肢体的运动、利用肢体控制周围事物的运动等等。而“弹力”、“摩擦力”和“重力”则是客观永恒存在的。我们无论在任何环境，在做什么，都受到这三个力的影响。作用力是主观产生的。力的大小也是由创作者根据剧本情节设计的。弹力是由压力结合受压物体材质产生的。任何物体只要发生了弹性形变，就一定会对与它接触的物体产生弹力。一旦超出弹性形变范围，就会彻底失去弹力。（塑性物体除外）弹力的大小跟形变的大小成正比。在弹性限度内，形变越大，弹力也越大；形变消失，弹力就

22、随着消失。对于拉伸形变（或压缩形变）来说，伸长（或缩短）的长度越大，产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说，弯曲的越厉害，产生的弹力就越大。对于扭转形变来说，扭转的越厉害，产生的弹力就越大。弹力的方向与物体形变方向相反。摩擦力是两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时。就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力。影响摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大；在压力大小相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。重力是地球附近的一切物体受到地球吸引的力。方向永远是竖直向下。受到重力的大小跟物体的质量成正比。案例分析案例分析 一个球从空

23、中弹落地面的动作设计。我们对这个球的运动规律进行研究，首先要从关键帧开始进行力学的分析。当球停在空中时，一旦时间启动，他就会受到两个力的作用，重力和推力。推力决定了球的运动方向。但是因为重力的方向是固定垂直向下的，所以球永远是不停下降的。这两个力也就形成这个球的曲线运动路径，也就是常说的抛物线。当球落下触地以后，另外两个力就会加入进来干扰这个球的运动。那就是摩擦力和弹力。弹力每次弹动高度的减少比例是均匀的，每次弹动形变的减少比例也是均匀的，每次弹动速度的减少比例也是均匀的。因为弹力的大小跟形变的大小成正比，所以物体在落地后必定有一个变形的过程。所以这个球在触地后要加入一个变形然后恢复形状的小动

24、作。然后我们再来看摩擦力，摩擦力衰减物体运动速度是一个固定的值。但是摩擦力本身根据两个因素（接触面粗糙程度和正压力）会发生变化。根据以上的力学分析，我们可以得到准确的运动路径和轨目。在弹动阶段，每个极端帧之间的距离都在以固定值递减。弹动高度由过渡帧决定。每个过渡帧的高度都在以固定比例递减停止弹动时推力并不消失，我们可以根据摩擦力大小设计一段滚动速度递减的停止过程。最后这段滚动过程的轨目是独立的。因为这个过程一直在接受摩擦力（没有弹起腾空过程）所以速度递减的会较快。接下来是加速与减速的设计。我们可以通过一个水罐的例子来说明力的传递。如果我们把力当做是水。那么受力物体就是一个水罐，施力的过程就是往

25、里倒水的过程。而停止运动的过程就是水流失的过程。水罐里的水位高低代表了运动速度的快慢。那么我们就能理解，为啥运动会有个加减速的时间。因为不管多粗的水管，倒满一罐子水都是需要时间的。罐子里的水位升高是需要时间的。相反，不管多粗的水管，漏光一罐子水也是需要时间的。罐子里的水位下降也是需要时间的。时间可以很短，但不可能没有时间。调整中间帧的位置，让球的运动变得具有加减速。加速就是增大位移，减速就是减小位移。球扔下来，速度越来越快，然后到地面，停止，但开始变形。变形恢复，球被弹起，越来越慢，因为重力渐渐的把水都漏出去了。直到停止，然后重新加速下降，直到再次接触地面。等到弹力和推力都衰减后。弹起高度渐渐

26、降低，所以加减速的过程会逐渐变得非常快就过去了。落地变形的程度渐渐变小，那么变形与恢复原状的时间也会逐渐变得很快。直到忽略不计。OverlapOverlap的应用的应用 当物体运动速度过快，两帧形体之间距离过大时，播放起来会形成闪动，影响动画质量。这时，我们可以使用一个叫“Overlap”的技巧根据运动路径的方向拉伸中间的那一帧形体，让他连接上前后两帧形体。减少闪动。这个技巧源于现实中的运动模糊。3.2.23.2.2不同材料质感的表现方式不同材料质感的表现方式 首先我们设定四个大小相同的球体。从左至右分别为柔软材质的球，坚硬材质的球，份量轻的球和份量重的球。让他们在同一高度下落，通过动作设计让

27、观众感受到四个不同的材质。柔软的球初次落地后首先表现出的是急剧的变形。但是变形后由于材质柔软，无法快速还原到最初的形态。所以整个变形过程将下落的冲击力泻出去以后没能进一步转换成弹力。所以弹回天上的动作变得非常小，仅仅弹起一点儿距离而已。接下来的落地更是直接停在了地上，无力进一步弹起。根据大的力学规则，我们的设计思路就是1到7帧为第一次下落，然后7到13帧是第一次反弹。13到17帧是第二次下落。17到21帧是第二次反弹。21帧到23帧是最后下落静止。确定好整体的弹动路径以后，我们再插入过渡帧来加入动作细节。首先我们在1到7帧中间插入第3帧，并把这帧中球的位置向上移动，更靠近第1帧，也就是这个动作

28、的起始帧。这样就把本来一个匀速下落的动作变成了自然的加速下落动作。然后我们在触地的第7帧以后加入一个变形的动作。也就是7到10帧的压扁再还原初始形状。这是第一个下落动作的缓冲动作，同时也是接下来反弹动作的预备动作。再接下来13到17帧这个下落过程中，我们要插入13到15帧这三帧的静止帧，为的是把球在空中动能全部转换为势能的瞬间表现出来。然后17到21帧第二次反弹中插入18和19帧来表现变形的过程。21和22帧表现动能转换为势能的瞬间。由于这次弹起的力很小，所以高度很低，空中停留时间也就很短。通过分析这个设计思路，我们可以得知。极端帧的设计较容易。1、7、13、17、21、23这六个极端帧只是简

29、单的将球的基本运动方式确定出来。整体动作中的力学和材质都靠过渡帧的设计来体现。这也是美式动画的设计核心过渡帧，而非极端帧。我们再来看一个硬球的弹跳动作设计。坚硬的物体有两种情况，一种是完全不变形，那就无法弹起。这里我们设计的是另外一种，变形后很快恢复初始形状。这样就会有较强的弹性。因为受下落势能的影响而变形的力，几乎全部会通过恢复初始形状而释放回来。由于坚硬物体的变形恢复过程很快，所以在动画设计时可以省略。因为帧数不够表现那么快速的变化。整体设计思路还是先确定极端帧1、7、15、21和23帧。3次弹跳。然后逐步在这些极端帧中间插入过渡帧，然后调整过渡帧位置来生成预备缓冲动作以及力学变化。沉重的

30、球弹起就很难。重力对它的控制太强烈了。微微弹两下就会停住。轻柔的球弹起后会明显受到空气阻力的影响。在空中停留的时间会很长。而且上升和下落的时间较长，所以加减速变化也更明显。3.2.33.2.3滚动滚动 首先我们面对的问题是：滚动时如何表现物体的质量呢？加减速该如何设计呢？我们提到过一个水罐的例子。我们把受力物体比作一个罐子，施力过程就好比往罐子里倒水，一旦水位提高，物体运动速度也就提高。那么为什么会出现推不动东西的现象呢？因为有摩擦力在，摩擦力相当于一个漏水的管子，接在水罐底部。你的注水管口径没有比漏水管粗之前，你会发现倒多少水漏多少水。无法积攒水位，也就无法产生速度。动不起来。而摩擦力的大小

31、正好决定了这个漏水管子的粗细。水罐的大小代表了物体的质量。也就是说，物体的质量越大，水位升高的速度就越慢，也就是加速的慢。相对而言，一旦他动起来，摩擦力漏水的过程也很漫长，所以减速的也慢。因为速度等于移动距离除以帧数，所以当移动距离固定时，我们只能加大帧数（时间）来减慢速度。我们在设计物体滚动时根据力学原理就要在轨目两端不断中割插入更多的帧。让加速和减速过程慢下来。下图是一个小质量球的滚动设计。位置靠下的轨目是移动的极端帧和过渡帧位置。本来平均分割的极端帧轨目，两段三分之一处插入过渡帧。我们就可以看到一个微小的加减速过程。下图是一个大质量球的滚动设计。位置靠下的轨目是移动的极端帧和过渡帧位置。

32、在小质量球的轨目的基础上，进一步往两端插入过渡帧。我们就可以通过增大的加减速过程表现出一个大质量球的滚动的感觉。滚动的设计方法：首先测量一下周长就能得到每一圈移动的距离。（直径）然后，用这个距离将整个移动距离分段，就能得到准确的极端帧。当然，用半圈来分轨目更容易后续加中间帧的工作。见上两张图位置靠上的轨目。但是在空中的转动速度则由施力的大小和距离重心位置来决定。施力越大转速越快，施力点距离重心越远，转速也越快。在设计转动轨目时，我们不考虑速度。简单把每一圈或半圈的位置平均分割好以后。然后对照速度轨目绘制当时转动的位置。3.33.3重要的跟随动作重要的跟随动作 力学里分析跟随物体其实很简单，就是

33、两个水罐（主物体与跟随物体）之间有一个细水管连接着。水罐的大小由物体的重量决定。水管的粗细由两个物体的连接点灵活度决定。主物体里的水（力）源源不断的往跟随物体里灌。所以任何水（外力）灌进主物体，跟随物体都会分到水（力）。但是根据连接水管的粗细程度不同（连接点灵活度），水流（力传递）的过程就不一样长。导致2个现象就是：1、跟随物体始终按照和主物体的连接处的运动路径前进。2、连接点越灵活跟随物体反应速度越慢。案例分析案例分析 在这个球加尾巴弹动的案例里，我们只需将尾巴跟随球的运动曲线来设计移动就行。将尾巴分成3段，每段之间的运动错后1帧开始即可。离球越远的部分就越晚开始运动。尾巴进行拆解，就是将他

34、分成一个个小水罐，然后再用细水管连接起来。我们就不难理解“跟随”这个动作，多个水罐逐一蓄水需要更多时间嘛。离发力点越远，水罐也就离水源越远。排队灌水时间就越长。越柔软的物体分成的部分也就越多，水罐也就越多。如果是一个坚硬的跟随物体。水罐变成了一个。“拖拽”的过程变的非常快。因为相比多个水罐逐一蓄水，一个水罐蓄水会快很多倍。所以越坚硬的物体水罐越少。但是我们必须注意，主物体的水罐必须要比跟随物体大。不然主物体就会变成了拴在柱子上的球了。当柱子连接地球的时候，地球这个水罐可是超级大。当外力消失时，永远是小水罐跟随大水罐。3.43.4课后练习：课后练习：填空题：填空题：1.力学是事物之间_的普遍规律

35、。2.动画中最常用的四个力是_、_、_、_。3.抛物线是由_、_这两个力形成的运动路径。4.跟随运动的两个现象是_和_名词解释：名词解释：1.摩擦力2.重力3.弹力设计题：设计题：1.轻、重、软、硬四个质感的球向前弹动2.重球从光滑的地面滚动到粗糙的地面3.带柔软尾巴的硬球向前弹动第4章 自然现象的动作设计4.1.4.1.风的运动设计风的运动设计4.1.14.1.1波浪运动波浪运动 风是无形象的物体，视觉表现风需要借助被风吹动的物体。比如最典型的一面飘动的旗帜。旗帜被风吹动的时候呈现一个波浪形的运动。我们来看波浪形运动的设计思路。一个基本的波浪运动与其它动作的设计思路一样，我们首先将他拆成若干

36、段曲线，每段曲线由首尾两个端点和曲线顶端点这三点确定。然后我们确定这段运动的极端帧。但在连接这些点的运动路径时，我们往往会犯一个惯性思维带来的错误，将这些点垂直连接起来。最后变成一个原地旋转伸缩的曲线。但正确的波浪运动过渡帧是这样的。我们来分析为何会得到这样的过渡帧。首先我们将最靠近根部的第一段曲线拆分成三个点。第一个点是根部，是不动的。第二个点是曲线顶点，决定曲率的，我们设成a点。最后一个点是这段曲线的末端，我们设成b点。从当前给出的极端帧，我们可以很容易得到a点的极端帧的位置，而且只需中割两个极端帧垂直连线的路径就能得到过渡帧位置。但如果同理推论b点，那么b点就会变成一个不动点。但这是错误

37、的，因为我们在这两个极端帧看到的b点其实都正好在过渡帧位置上。因为整个b点的动作相对于a点是一个跟随动作，延后了整整6帧。所以b点的极端帧位置其实也在a点的极端帧的高度上。这样设计还是为了符合力的传递原理。这里有个小细节要注意，a点和根部之间也应该加上一个弯曲，增加线的柔软度。因为上一章我们说过，分段越多运动越柔软。最后我们根据极端帧和波浪运动的原理。可以设计出一个1（24）-6-12-18-24的循环动作。4.1.24.1.2旗帜飘动旗帜飘动 旗帜的飘动是一个平面的波浪运动，而平面是由线构成的。所以三个波浪运动的线加上一个不动的线代表旗杆位置，就能设计出旗帜飘动动作的极端帧。然后将这三段线，

38、根据极端帧和波浪运动原理，分别插入过渡帧。最后再中割得到中间帧。完成一个基本的旗帜飘动动作的设计。4.1.24.1.2空旷环境下微风的表现方式空旷环境下微风的表现方式 如果风在一个空旷的环境里想要表现。我们可以设计一些空气中的尘埃的飘动，让观众感受到风的吹动。因为尘埃很少只有1颗单独漂浮在空气中，往往是大量尘埃成片的密布在空气中。所以尘埃的运动表现出来是根据运动路径往前流动的线段。之所以不用大量的点来表现尘埃群，是因为点运动起来后的拖影会呈现线状。所以动画里面表现空旷地带的风吹，往往使用类似漫画里速度线的方式。4.1.34.1.3循环动作中插帧的方法循环动作中插帧的方法 在实际动画中表现风，更

39、多的情况是利用场景中一些较轻柔的物体飘动来表现。但是如果物体都一直做循环动作，时间长了就会让观众觉得粗陋。所以在不同的镜头长度中，我们也要学会在一个循环动作中插入不同的动作，让整体动作丰富起来。红色字表示的7帧画面是最初的一个循环动作。但是由于镜头时间较长，所以重复这个7帧的循环，会让观众觉得厌烦。所以我们就在第3次循环的时候插入蓝色字表示的4帧。插帧的方式非常简单，我们只需任意选择初始循环动作中的一帧作为插入动作的初始极端帧，然后再选择初始循环动作中顺延下来的第二帧作为插入动作中的结束极端帧。确定了插入动作的两端的极端帧以后，我们就可以根据力学准则，自由设计过渡帧然后中割补充中间帧来完成这个

40、插入的动作了。在芦苇这个案例里，我们同理还插入了一段绿色字的动作，进一步丰富了整套循环动作。这样我们等于有了三套动作在轮流循环，但却节省了大量工作量。4.1.44.1.4旋风旋风 旋风的表现方法与其它风一样，也是用速度线或者周围被风刮起的碎片。但是旋风的运动路径较特殊，是一个上升的螺旋线。周围物体不断的从这个螺旋形路径的底部进入转动。然后上升，直到消失到云端。但是这里有一点要注意。那就是周围物体进入路径的时间是分批次，而且时间是不规则错开的。这样才会显得自然生动。红色的螺旋线是运动路径。黑色的速度线是风吹起的尘埃，三根一组，从第1帧开始不断进入路径转动。每组速度线在路径上的转动速度是一样。但是

41、进入路径的时间错开。我们可以看这个案例是1帧进入一组，然后隔5帧进入第二组，隔6帧进入第三组，隔5帧进入第四组，隔2帧进入第五组，隔3帧进入第六组，隔2帧进入第七组。最后等速度线填满整个路径后就可以作为接下来循环动作的第1帧。设计成一个不断旋转的旋风。4.1.54.1.5纸飘纸飘 当镜头的核心表现内容是风的时候。我们就需要非常精细的设计。让风看起来自然、柔软、无序是最需要把握的三个运动气质。为了表现着三个气质，在设计时要把握三点：风力以曲线路径运动风力的强度不断变化风力要设计多股，并分出主副案例分析案例分析 一张纸从地面上被吹起，然后落在不远处。关键帧已经有了。动作整体时间长度是114帧。一共

42、设计三股强度和路径都不同的风力，用蓝、绿、红色标出路径。其中蓝色和红色为主要风力，绿色为次要风力。从第1帧到第12帧是蓝色风吹出，风力中等，持续时间中等，比较平稳的设计，将纸张从地面上带起来。然后蓝色风结束后。从第12帧到第36帧，进入绿色风。风力较弱，持续时间较长。属于柔弱绵长的一股微风。最后是第36帧到第42帧，红色风吹来。风力强劲，但持续时间很短。这是一个突兀的强节奏。最后是风停，纸张随着红色风的惯性翻转后，缓缓飘落地面。至于纸张的翻转，可以通过基本力学分析。4.24.2火的运动设计火的运动设计4.2.14.2.1火苗火苗 火苗的变化比较典型的是六种：摇摆、上升、下降、收缩、扩张、分离。

43、这六种姿态可以用来当做极端帧，也可以用来当做过渡帧，插在其它变化中间。比如极端帧是“上升”和“下降”，那么可以把“摇摆”当做过渡帧插进去，就会变成一个曲线扭动上升下降的火苗，增加动作丰富性。摇摆摇摆 在空气自然流通的情况下，火苗会左右微微摇动。如果有风吹动，那么火苗就会根据风的方向摇动。比如如果风往左吹，那么下图的过渡帧就只剩下第3帧了。上升上升 火苗受自身热量产生的气流影响。会向上拉伸自己。这个动作要在拉伸前加一个“收缩”的过渡帧。形成一个预备动作。下降下降 火苗受到上方吹来的风的影响。会被挤压下降。收缩收缩 在安静无风的情况下，因为燃烧物的材质不纯。火苗常见的是微微收缩。扩张扩张 同样在无

44、风的情况下，因为燃烧物的材质不纯。火苗也常常持续扩张。分离分离 “扩张”和“收缩”交替时，常常会出现一个火苗分离的过程。这个“分离”动作的循环要注意。从第1帧到第7帧这个分离过程中，上半截火苗是上升并缩小消失的变化过程。下半截则是压缩的过程。等从第7帧返回第1帧的时候，则是单纯的下半截火苗恢复初始状态的过程。这时千万不要再让上半截火苗重新出现。4.2.24.2.2火堆火堆 大火堆是由数个小火堆构成的，而小火堆是由大量火苗构成的。运动时，所以小火堆的运动大方向是统一的。但其中要为每个小火堆设计过渡帧上的不同。而且每个小火堆的循环开始时间也要错开。这样就会显得整个大火堆的运动自然而且丰富。案例分析

45、案例分析 这是一个简单的火堆燃烧动作设计。只用两个小火堆来组成一个大火堆。燃烧起来以后，这个两个火堆就会错开3帧启动。运动方式是一个不断收缩后上升的循环动作。上升到最高点以后，还分离出一些小火苗在空中消散。案例分析案例分析 火堆的熄灭是一个火苗“分离消散”过程。切不可设计成一起“下降”最后消失的动作。始终要把握火焰没有体积和质量这个特点。动作设计的一定要节奏快，并且飘逸、无序。两堆火的逐个火苗分别“上升”和“下降”，然后消散。4.34.3水的运动设计水的运动设计4.3.14.3.1水滴水滴 水看上去是无固定形态，难以捉摸运动规律的物体。但是本身仍然有体积和质量存在，所以仍然会受到四个基本力的制

46、约（张力就是弹力）。在设计水流时我们应该把他当做一个极其柔软的独立物体来对待。案例分析案例分析 在水管中缓缓流出一滴水的动作设计。极端帧已经设计好，是从水滴未出现的水管开始，然后一滴水落出水管结束。总时长是42帧。由于水本身极其柔软的特性。自身“张力”会让水滴形成一个球形。这个球形不断受到重力拉扯，逐渐脱离水管内的水流。在下降的过程中，受到空气阻力的影响，变成了我们常见的水滴形状。而整个速度变化是开始水滴缓慢变形成球形，最后脱离水流以后突然加速下落。4.3.24.3.2水流水流 当水滴连续不断的滴下，密度达到一定强度以后就会形成“水流”。本来圆头尖尾的水滴会相互粘连在一起，变成一个圆柱体下降。

47、但我们在做动作设计时，始终要清楚这个圆柱体是由大量球形水滴组成的。这样在动作设计上就会自然的设计成“跟随动作”，不会变成一个僵硬的圆柱体下降动作。案例分析案例分析 当水流较小时。水流出的初始动作与水滴流出类似。都会先形成一个球形。直到突破张力的拉扯以后才变成水柱流下。而整个水柱也会因为张力依然存在的缘故，会比水管的直径小。整个过程是大量水滴不断突破张力下落然后组成水流的运动过程。案例分析案例分析 当水流较大时。水压就会轻易突破张力，让张力显得微不足道。但在刚开始的时候，仍然要加入4帧来表现一下张力的存在。等突破张力形成水流以后，就不必考虑张力的影响了。将水流的直径扩大到跟水管一样即可。4.3.

48、34.3.3水滴落地水滴落地 水滴由于表面张力所以维持一个固定的形状。所以一旦撞地，张力破坏后。就会如同玻璃一样碎裂开。而碎裂的部分，相邻的部分会因为张力粘连在一起散开。独立的碎片则会因为空气阻力和重力，变成球形散开。并且在散落的过程中，水珠会不断散开，变得更细碎。案例分析案例分析 落地的一瞬间，水珠有个挤压变形的过程。等挤压到张力突破以后，就会变成大量碎片弹出。这些碎片会以抛物线四散。并且越变越细碎。直到落地。4.3.44.3.4水纹水纹 当物体落在水面上时，会造成水纹。水纹的运动规律是以受力点为中心，在水面上以圆形向外扩散。并且按照力学的基本原理，是有加减速过程的。案例分析案例分析 当物体

49、落在水面上的瞬间，在接触点位置就会形成一个圆形水纹。不断加速向外扩散，直到消失。这个过程有两个重点。一个是“扩散”，水纹并不是一个固定的圆形，是越来越大的。再一个就是“加减速”，水纹刚开始扩散的速度较慢，在中途会达到峰值，最后逐渐减速，直到消失。切勿做成匀速运动。4.3.54.3.5浪浪 浪是由两股力形成的。一个是顺着浪的前进方向的推力。一个是逆向浪的前进方向的水流力。两股力并不平行对抗，而是上下错开，所以将水流挤压成“浪”。其运动方式也是顺着这两股力的方向。浪花产生后，先被水流冲击向后，同时被推力挤压形成“浪峰”。然后不断变大，并且开始往前移动。直到两股力的挤压减弱，“浪峰”受重力影响倒下，

50、浪花向前继续移动消散。直到水面回复平衡。然后等下一个浪花产生，循环这一过程。案例分析案例分析 浪峰形成过程是个逐渐加速的过程，而倾倒过程是整体速度的峰值，最后浪花消散的过程是个逐渐减速的过程。从浪花产生到浪峰挤压到最高点，一共用了26帧时间、而浪峰倾倒只用了8帧时间。（这里要注意，根据基本力学。浪的体积越大，加减速时间越长。浪的体积越小，加减速时间也就越短）最后浪花消散，水面回复平衡用了38帧的时间。4.44.4雨雪的运动设计雨雪的运动设计4.4.14.4.1雨雨 雨是由大量高密度但不相连的水珠形成的天气效果。这些水珠受重力和风力影响，不断下落。由于雨滴下落时速度较快，表现手段是根据雨滴运动路