随着计算机技术的发展，动画除了被制作成电影外，更多地被应用到了多媒体、互联网、在线网络游戏以及电视广告等领域，尤其是计算机网络的普及和各种多媒体软件，如图形图像软件工具的广泛使用，不仅更好地推动了动画行业的发展，也为广大动画爱好者提供了选择的空间。
本章介绍多媒体动画的原理、分类及制作流程，主要是二维动画及三维动画的制作过程。
8.1动画制作概述
8.1.1动画制作原理
一个动画作品是由大量的画面“叠加”组成的，这里的画面就是动画制作中的最小单元，而计算机动画则称之为帧，如图81所示是火苗燃烧这个简单动画的示意图。
图81简单动画示意图
观看电影、电视或动画片时，画面中的人物和场景是连续、流畅和自然的。但当慢放一段电影或动画片时，看到的画面却一点也不连续。只有以一定的速率把胶片投影到银幕上才能有运动的视觉效果，这种现象是由视觉残留造成的。动画和电影的制作正是利用了人眼这一视觉残留特性。
实验证明，如果动画或电影的画面刷新率为24fps左右，则人眼看到的是连续的画面效果。但是，每秒24帧的刷新率仍会使人眼感到画面的闪烁，要消除闪烁感，画面刷新率还要提高一倍。因此，每秒24帧的速率是电影放映的标准，它能最有效地使运动的画面连续流畅。
8.1.2动画的分类及制作流程
从制作技术和手段看，动画可分为以手工绘制为主的传统动画和以计算机为主的计算机动画；按动作的表现形式来区分，动画大致分为接近自然动作的“完善动画”，即动画电视模式，和采用简化、夸张的“局限动画”，即幻灯片动画模式；如果从空间的视觉效果来看，又可分为二维动画和三维动画；从播放效果来看，还可以分为顺序动画和交互式动画，顺序动画是指连续动作，而交互式动画是指反复动作。另外一种分类方法是依据每秒放的幅数来分，可以分为全动画和半动画，其中全动画每秒放的幅数为24，而半动画每秒放的幅数少于24。
1．传统动画
传统的动画是产生一系列动态相关的画面，每一幅图画与前一幅图画略有不同，将这一系列单独的图画连续地拍摄到胶片上，然后以一定的速度放映这个胶片来产生运动的幻觉。根据人的视觉残留特性，为了要产生连续运动的感觉，每秒钟需播放至少24幅画。
传统动画的制作过程可以分为总体规划、设计制作、具体创作和拍摄制作四个阶段，每一阶段又有若干个步骤，如图82所示。
1）总体规划阶段
（1）剧本
任何影片生产的第一步都是创作剧本，但动画片的剧本与真人表演的故事片剧本有很大不同。一般影片中的对话，对演员的表演是很重要的，而在动画影片中则应尽可能避免复杂的对话。
（2）故事板
根据剧本，导演要绘制出类似连环画的故事草图，将剧本描述的动作表现出来。故事板由若干片段组成，每一片段由一系列场景组成，一个场景一般被限定在某一地点和一组人物内，而场景又可以分为一系列被视为图片单位的镜头，由此构造出一部动画片的整体结构。故事板在绘制各个分镜头的同时，作为其内容的动作、道白时间、摄影指示、画面连接等都要有相应的说明。
（3）摄制表
摄制表是导演编制的整个影片制作的进度规划表，以指导动画创作集体各方人员统一协调地工作。
2）设计制作阶段
（1）设计
设计工作是在故事板的基础上，确定背景、前景及道具的形式和形状，完成场景环境和背景图的设计、制作。
（2）音响
在动画制作时，因为动作必须与音乐匹配，所以音响录音不得不在动画制作之前进行。
3）具体创作阶段
（1）原画创作
原画创作是由动画设计师绘制出动画的一些关键画面。通常是一个设计师只负责一个固定的人物或其他角色。
（2）中间插画制作
中间插画是指两个重要位置或框架图之间的图画，一般是两张原画之间的一幅画。助理动画师制作一幅中间画，其余美术人员再内插绘制角色动作的连接画。在各原画之间追加的内插的连续动作的画，要符合指定的动作时间，使之能表现得接近自然动作。
（3）誊清和描线
前几个阶段所完成的动画设计均是铅笔绘制的草图。草图完成后，使用特制的静电复印机将草图誊印到醋酸胶片上，再用手工给誊印在胶片上的画面的线条进行描线。
（4）着色
由于动画片通常都是彩色的，这一步是对描线后的胶片进行着色（或称上色）。
4）拍摄制作阶段
（1）检查
检查是拍摄阶段的第一步。在每一个镜头的每一幅画面全部着色完成之后，拍摄之前，动画设计师需要对每一场景中的各个动作进行详细的检查。
（2）拍摄
动画片的拍摄，使用中间有几层玻璃层、顶部有一部摄像机的专用摄制台。拍摄时将背景放在最下一层，中间各层放置不同的角色或前景等。拍摄中可以移动各层产生动画效果，还可以利用摄像机的移动、变焦、旋转等变化和淡入等特技上的功能，生成多种动画特技效果。
（3）编辑
编辑是后期制作的一部分。编辑过程主要完成动画各片段的连接、排序、剪辑等。
（4）录音
编辑完成之后，编辑人员和导演开始选择音响效果配合动画的动作。在所有音响效果选定并能很好地与动作同步之后，编辑和导演一起对音乐进行复制，再把声音、对话、音乐、音响都混合到一个声道上，最后记录在胶片或录像带上。
2．计算机动画
计算机动画是指利用图形与图像的处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面，采用连续播放静止图像的方法而产生物体运动的效果，其中当前画面是前一画面的部分修改。
在计算机动画制作中涉及如下术语：帧，动画中最小单位的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一格镜头，在动画软件的时间轴上表现为一格或一个标记；关键帧，相当于二维动画中的原画，指角色或者物体运动或变化中的关键动作所处的那一帧，中间帧就是指两个关键帧之间的动画，可以由软件来创建，也叫做过渡帧。
计算机动画是使用计算机来产生运动图像的技术，一般可以分为两类。
1）二维动画系统
计算机辅助动画制作系统又称为关键帧系统。计算机可以自动生成两幅关键画面间的中间画。其过程为：设计师首先设计好复杂的、二维动画的关键画面，输入计算机进行编辑，计算和生成中间帧；定义和显示运动路径；交互式给画面上色；产生一些特技效果；实现画面与声音的同步；控制运动系列的记录等。
2）三维动画系统
三维动画系统属于计算机造型动画系统，三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状和尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其他动画参数，最后按要求为模型赋予特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算、生成最后的画面了。
3．动画文件格式
每一个动画作品都需要大量的数据做保证，当然数据要保存在动画文件中，这些文件必须有一定的文件格式。
1）GIF格式
大家都知道，GIF图像由于采用了无损数据压缩方法中压缩率较高的LZW算法，文件尺寸较小，因此被广泛采用。GIF动画格式可以同时存储若干幅静止图像并进而形成连续的动画，目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为GIF格式的文件。
2）FLIC格式
FLIC是Autodesk公司在其出品的AutodeskAnimator，AnimatorPro，3DStudio等动画制作软件中采用的彩色动画文件格式，是FLC和FLI的统称，其中，FLI是最初的基于320×200像素的动画文件格式，而FLC则是FLI的扩展格式，采用了更高效的数据压缩技术，其分辨率也不再局限于320×200像素。FLIC文件采用行程编码（RLE）算法和Delta算法进行无损数据压缩，首先压缩并保存整个动画序列中的第一幅图像，然后逐帧计算前后两幅相邻图像的差异或改变部分图像内容，并对这部分数据进行RLE（RunLengthEncoding）压缩，由于动画序列中前后相邻图像的差别通常不大，因此可以得到相当高的数据压缩率。
3）SWF格式
SWF是Micromedia公司的产品Flash的矢量动画格式，所占用的存储空间较小，它采用曲线方程描述其内容，不是由点阵组成内容，因此这种格式的动画在缩放时不会失真，非常适合描述由几何图形组成的动画，如教学演示等。由于这种格式的动画可以与HTML文件充分结合，并能添加MP3音乐，因此被广泛地应用于网页上，成为一种“准”流式媒体文件。
4）AVI格式
AVI是对视频、音频文件采用的一种有损压缩方式，该方式的压缩率较高，并可将音频和视频混合到一起，因此尽管画面质量不是太好，但其应用范围仍然非常广泛。AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电影、电视等各种影像信息，有时也出现在Internet上，供用户下载、欣赏新影片的精彩片段。
5）MOV、QT格式
MOV、QT都是QuickTime的文件格式，该格式支持256位色彩，支持RLE、JPEG等集成压缩技术，提供了150多种视频效果和200多种MIDI兼容音响和设备的声音效果，能够通过Internet提供实时的数字化信息流、工作流与文件回放，国际标准化组织（ISO）最近选择QuickTime文件格式作为开发MPEG4规范的统一数字媒体存储格式。
6）DIR格式
DIR（Director）是一种具有交互性的动画，可加入声音，数据量较大，多用于多媒体以及游戏中。
8.2二维动画制作
采用计算机制作二维动画可以节约大量的手工劳动，尤其是“关键帧动画技术”的采用和交互式二维动画系统研制成功后，更是大幅度地提高了动画制作的效率和效果。
8.2.1二维动画制作软件
现在，二维动画制作领域使用的软件种类众多，具体介绍如下。
1．TOONZ
TOONZ是非常优秀的卡通动画制作软件系统，它可以运行于SGI超级工作站的IRIX平台和PC的windowsNT平台上，被广泛应用于卡通动画系列片、音乐片、教育片、商业广告片等中的卡通动画制作。
TOONZ利用扫描仪将动画师所绘的铅笔稿以数字方式输入到计算机中，然后对画稿进行线条处理，检测画稿，拼、接背景图，配置调色板，画稿上色，建立摄影表，上色的画稿与背景合成，增加特殊效果，合成预演以及最终图像生成。利用不同的输出设备将结果输出到录像带、电影胶片、高清晰度电视以及其他视觉媒体上。
2．RETASPRO
RETAS（RevolutionaryEngineeringTotalAnimationSystem）的制作与传统的动画制作过程相近，替代了传统动画制作中描线、上色、制作摄影表、特效处理、拍摄合成的全部过程。主要由四大部分组成。
①TraceMan：通过扫描仪扫描大量动画入计算机，并进行描线处理。
②PaintMan：高质量的上色软件，使得大批量上色更加简单和快速。
③CoreRETAS和RendDog：使用全新的数学化工具，实现了传统动画摄影能表现的所有特性，并且有极高的自由表现力，可使用多种文件格式和图形分辨率输出CoreRETAS中合成的每一场景。
④QuickChecker：灵活的线拍软件，确保高质量的动画。
最新一代的RETASPRO具备摄影表压感笔功能，也就是说可以在摄影表里直接画动画，而不需要在纸上画了，这就是日本比较流行的无纸动画。这个功能在PS的个人版里也支持。
3．USAnimation
USAnimation是一款实用的二维动画创作工具，使用它可以轻松地组合二维动画和三维图像；可利用多位面拍摄、旋转聚焦以及镜头的推、拉、摇、移，无限多种颜色调色板和无限多个层来进行动画制作。USAnimation的相互连接合成系统能够在任何一层进行修改后即时显示所有层的模拟效果。
USAnimation软件在当初设计时考虑到在整个生产流程的各个阶段如何获取最快的生产速度。USAnimation软件采用自动扫描，动画制作的质量实时预视；其以矢量化为基础的上色系统被业界公认为是最快的；阴影色、特效和高光均为自动着色，使整个上色过程节省30%～40%时间的同时，不损失任何图像质量；USAnimation系统产生最完美的“手绘”线，保持艺术家特有的笔触和线条。
USAnimation软件所采用的生产工具包括彩色建模、镜头规划、动检、填色、线条上色、合成、自生成动作和三维动画软件的三维动画输入接口以及特效，还包括带有国际标准卡通色（Chromacolour）的颜色参照系等。
4．ANIMO
ANIMO是英国CambridgeAnimation公司开发的运行于SGIO2工作站和WindowsNT平台上的二维卡通动画制作系统，世界上大约有220多个工作室使用ANIMO系统，数量超过了1200套。众所周知的动画片《空中大灌篮》、《埃及王子》等都是应用ANIMO的成功典例。
ANIMO系统具有面向动画师设计的工作界面，扫描后的画稿保持了艺术家原始的线条，它的快速上色工具提供了自动上色和自动线条封闭功能，并和颜色模型编辑器集成在一起提供了不受数目限制的颜色和调色板，一个颜色模型可设置多个“色指定”。它具有多种特技效果处理，包括灯光、阴影、照相机镜头的推拉、背景虚化、水波等，并可与二维、三维和实拍镜头进行合成。它所提供的可视化场景图可使动画师只用几个简单的步骤就可完成复杂的操作，提高了工作效率。
5．动画软件AXA
在五花八门的各式软件系统中，AXA算是目前唯一的一套PC级的全彩色动画软件，它可以在WIN95及WindowsNT上执行，简易的操作界面可以让卡通制作人员很快上手，而动画线条处理与着色品质亦具有专业水准。它具有如下特点。
1）以律表为主的作业环境