动画物理学系列的第一讲:时间、距离、比例三者之间的关系。

2021-07-21 15:28 

来自版块:资料经验

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[动画和动作资料]

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为什么动画要从小球弹跳学起,因为它说明了一切,球撞击地面发出乒乓声的时刻就代表着时间点,单位时间内移动的距离就是空间幅度,当两个帧之间距离变大时,小球就会出现加速运动。
为了更直观的解释时间、距离、比例的关系,你可以通过摄影机拍摄小球弹跳的过程,找到球慢入和慢出顶点的时间点,来进一步加深了解。
在现实世界中,重力加速度是恒定的,所以球的间距会遵循一个非常简单的规律,因为从顶点开始的距离是 1、3、5、7、9 并以此类推,所以我们把这种模式称为「奇数原则」。
下面的插图显示了奇数原则下,慢入和慢出例子。这是一种常见的模式,它出现在力恒定的时候,比如说地球的引力。
奇数原则对制作「逐帧动画」有很大的帮助;但对「关键帧动画」来说,奇数法则有着一个更容易被理解的名字,我们称为「四分之一」。
这个原则很简单:我们可以在运动的开始位置和运动停止的位置之间,拉一条辅助线,接着标记这条辅助线端点四分之一处,这个点就是变速运动物体的中间帧。下面的视频截图展示了这个规律。大家可以拍摄相关视频自己体会一下。
运动中的物体在没有加速度时,速度是恒定的。对于一个角色来说,在空中飞行意味着水平间距保持不变,而垂直间距遵循奇数原则和四分之一原则,这就形成了一个抛物线的弧形运动轨迹,如下图所示:
顺便说一下,虽然水平距离是任意的,但所有的下降运动的时间是相同的,即所有物体的重力加速度是一样的。
奇数原则和四分之一原则解释了距离的变化,那时间变化是什么呢?
一个球从 4 英尺(120厘米)的高度落到地上需要大约1/2 秒。根据四分之一原则,我们计算出在 1/4 秒内,它只落下了 1 英尺(30厘米),但如果这个球整体下落时长为 1 秒,那么球从顶点开始到落点的距离就会是 16 英尺(差不多5米)。
虽然角色动画师在实战中很少用到这些数字化的运算,但我们之所以提这些原理,是因为通过时间的变化我们可以判断出角色的比例大小。
假设一个角色从房顶上跳下来,在1/2 秒内落到地上(24帧到12帧)。观众会认为这个角色很矮小,因为时间可以告诉我们房子有四英尺高。
四分之一原则不仅适用于坠落运动,也适用于摆动、行走、跑步等,因为手臂和腿部的运动时间变化具有类似的规律。精确计算时间对创造空间规模感有很大的作用,仅需在时间上有 20% 的变化,就会使一个 6 英尺的人物看起来只有 4 英尺高。不妨在你自己的作品中试试这个方法,通过改变时间来看看角色比例会受到怎样的影响。
通过今天的学习我们掌握了非匀速运动中时间、距离和比例之间的关系,处理好这些关系,我们将会更好地塑造一个完美的动画角色。下一篇,我们将了解动画物理的另一个原则「惯性定律」,看它是如何影响人物形象刻画的。

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