Основы анимации

В первом уроке базового мини-курса «Основы анимации в Actionscript 3.0» вы узнаете о том:

1. Что такое анимация
2. Как добиться иллюзии движения с помощью кадров
3. О возможностях покадровой анимации
4. Об особенностях и преимуществах программной анимации

Adobe Flash, по сути, является своеобразной машиной для анимации. Уже в своих самых первых версиях он создавал ее с помощью концепции Tween. Она представляет из себя следующее:

• на шкале времени создаются два ключевых кадра с разным содержанием (изменяются положения объектов, их форма, цвет и т.д.);
• все промежуточные (переходные) кадры Flash создает самостоятельно (рис. 1).

Вот как это выглядит в программе Adobe Flash CS6.

Рис. 1

Но, этот урок и курс в целом не только о Tween, а о мощном языке, который встроен во Flash и называется ActionScript. Изучая его, вы узнаете много полезного и практичного, особенно в таких разделах как имитация физических явлений реального мира и математические вычисления. Очевидно, что подобные знания дадут вам полный контроль при создании интерактивных приложений, чего вы никогда не смогли бы добиться только с помощью Tween.

Но прежде чем мы перейдем к конкретным приемам, техникам и формулам, которые помогут вам анимировать объекты с помощью ActionScript, давайте более детально разберем саму идею анимации, ее некоторые базовые техники и то, как они в ней используются, а также как сделать ее более интересной, а главное динамической.

Что же такое анимация?

Итак, чем же, по сути, является анимация? Определение этого понятия можно найти во многих словарях. Вот, например, одно из них, которое дает Wikipedia:

Анимация — это технические приёмы создания иллюзии движущихся изображений (движения и/или изменения формы объектов — морфинга) с помощью последовательности неподвижных изображений (кадров), сменяющих друг друга с некоторой частотой.

В переводе на обыденный язык анимация означает движение. Если же несколько расширить это определение, то можно сказать, что анимация — это изменение во времени. В особенности это касается визуальных (видимых) изменений. Движение же — это изменение положения во времени. В один момент времени объект находился в одном месте, а через минуту в другом. Теоретически, он также находился и в промежуточных точках между начальной и конечной по мере движения времени.

Но объект не обязательно должен менять свое положение для того чтобы считаться анимированным. Он может просто изменить свою внешнюю форму. В 90-х годах (страшно сказать, прошлого века!) были популярны компьютерные программы, которые делали морфинг.

К примеру, у вас есть две картинки: девушка и тигр. Программа создает плавный переход/анимацию между ними (морфинг).

При создании этого флеш-ролика использовалась программа Sqirlz Morph 2.1

При морфинге объект также может изменять свой размер или местоположение. Например, таким образом можно создавать иллюзию растущего дерева, вращающегося мяча или изменение цвета у объекта.

Привязка анимации ко времени — это важная концепция.

Без видимого движения или изменения анимации нет, а, следовательно, отсутствует и ощущение времени у зрителя!

Вы, наверняка, много раз видели съемку камерой, на которой отсутствует всякое движение, например, пустой комнаты или городского пейзажа.

В такой ситуации трудно сказать, что перед вами: обычное фото или видео-клип. По мере просмотра вы, вдруг, замечаете небольшие изменения в кадре: легкое движение, изменение потока света или перемещение тени. Даже такие небольшие изменения явно сообщают вам о том, что время идет и, если вы продолжите наблюдать, то, возможно, изменится что-нибудь еще. Если в течение следующего промежутка времени никаких изменений нет, то вам снова будет казаться, что вы смотрите на фотографию. Следовательно, отсутствие времени в кадре означает, что картинка будет неизменна.

Все вышесказанное подводит нас к очень важному выводу: анимация, движение вызывают у нас зрительный интерес.

Все помнят картину Леонардо да Винчи «Мона Лиза» — шедевр живописи, одну из самых известных картин в мировой истории искусств.

Можно с большой долей вероятности предположить, что обычный человек заскучает уже после нескольких минут осмотра и очень скоро начнет искать следующий объект для «изучения». Но, начните показывать ему последний голливудский блокбастер и он не заметит как пролетит пара часов. Вот в чем сила анимации!

Как создается иллюзия движения в покадровой анимации

Давайте на секунду вернемся к определению анимации, с которым мы познакомились выше:

Анимация — это технические приёмы создания иллюзии движущихся изображений (движения и/или изменения формы объектов — морфинга) с помощью последовательности неподвижных изображений (кадров), сменяющих друг друга с некоторой частотой.

Авторы подобных определений вынуждены вводить в них слово иллюзия. Часто происходит так, что только иллюзия движения и существует в тех видах искусства или средах-носителях, с которыми мы сталкиваемся в жизни. Поэтому здесь самое время ввести концепцию кадров.

Теоретически, все виды визуальной анимации используют кадры — последовательность картинок или фотографий, быстро показываемых зрителю для того, чтобы имитировать движение или изменение.

То, что вы видите на экране компьютера, телевизора или в кинотеатре основано на кадрах. Все началось еще с первых мультипликационных фильмов, где отдельные картинки рисовались на листах прозрачной пленки и первых фильмов, где такая же техника использовалась при показе серии фотографий.

Концепция проста: вам показывают последовательность картинок, одну за другой, которые слегка отличаются между собой и ваш мозг соединяет их вместе в единую движущуюся картинку.

Тогда почему же мы должны называть это иллюзией движения?

Если вы видите девушку, которая идет по улице на экране вашего монитора, это что не является движением? Конечно, это только изображение девушки, а не реальный объект, но это не главная причина по которой мы считаем такое движение иллюзией.

Помните, я говорил об объекте, который в один момент времени находится в одном месте, а через минуту уже в другом? Я при этом сказал, что он движется в реальном пространстве. Вот только такой род движения мы и можем называть реальным. Объекты двигаются в пространстве плавно, а не скачками, как это происходит во всех видах покадровой анимации. В них объект не движется от одного места к другому; он исчезает, а затем появляется в другом месте в следующем кадре. Чем быстрее он двигается, тем длиннее такие прыжки.

Если бы я показал вам фотографию девушки, которая находится в одном месте, а через несколько секунд другую фотографию с той же девушкой, но уже в другом месте, то вы бы сказали, что это были две фотографии, а не анимация.

Если бы я показал вам несколько ее фотографий в процессе движения, то вы все равно сказали бы, что это лишь серия фотографий.

Если бы я показал вам некоторое количество фотографий довольно быстро, то это не изменило бы того факта, что они по-прежнему являются фотографиями, но вы бы начали их воспринимать по-другому.

Ваш мозг стал бы видеть их как движущуюся девушку. По сути, подобное представление ни чем не отличается от первых двух фотографий, т.е. реальное движение в них отсутствует, но в определенный момент мозг сдается и покупается на эту иллюзию. Естественно, что в индустрии производства фильмов этот эффект был очень хорошо изучен.

После проведенных исследований было установлено, что при скорости показа 24 кадра в секунду, зритель воспринимает их как единую движущуюся картинку. Если показывать медленнее, то изображение начинает раздражающе «скакать» и иллюзия движения разрушается. Если же ускориться до 50 кадров в секунду, то реализма изображению это не добавит (хотя в программной анимации при интерактивном взаимодействии зрителя с картинкой ответ будет более быстрым и движение объектов на больших скоростях более «гладким»).

Покадровая анимация

Концепция кадров делает возможными три вещи:

• хранение
• передачу
• и показ

Очевидно, что вы не можете хранить, передавать и затем показывать реальную девушку идущую по улице, но вы можете хранить ее изображение/фото или их серию, а затем уже передавать их и показывать. Таким образом, у вас есть возможность воспроизводить анимацию почти всегда и везде, при имеющемся доступе к сохраненным фотографиям и возможности их показывать.

Настало время дать более общее определение кадру. До сего момента, говоря о нем, мы имели в виду фотографию, картинку или рисунок. Теперь давайте считать следующим образом: кадр — это запись системы в определенный момент времени.

Этой системой может быть:

• фотография пейзажа, которую вы сделали из собственного окна;
• коллекция виртуальных объектов (записью, в таком случае, были бы их формы, размеры, цвета, местоположение и т.д. в определенный момент времени. Таким образом, ваш фильм превратился бы из серии картинок в серию записей описаний картинок. Вместо того чтобы просто показывать картинку, компьютер берет такое описание, создает из него картинку и затем уже показывает);
• кадры, содержащие определенные программы.

Программирование кадров

Поскольку компьютер может считать «на лету», то у вас есть возможность обойтись без длинного списка описаний для кадров. Вы можете все упростить, описав только первый кадр и установив правила по созданию всех последующих кадров. Теперь компьютер не просто создает картинку из описания, а:

• сначала создает описание,
• затем генерирует картинку на основе этого описания
• и в конце показывает эту картинку.

Только представьте себе какое количество места вы могли бы сэкономить, используя такой подход! Картинки всегда занимают приличный объем дискового пространства и пропускной способности сетей. А 24 картинки в секунду могут стать просто «неподъемными». Если вам удастся свести все к одному описанию и определению правил, у вас появляется возможность уменьшить размер файла в сотни раз.

В 90 случаях из 100 даже самая объемная программа с правилами того, как объекты должны двигаться и взаимодействовать занимает меньше места, чем одна картинка среднего размера. Поэтому, один из первых эффектов, который был отмечен при изучении программной анимации — это ее экономичность с точки зрения размера файла.

Определенно существует компромисс. Если ваша система начинает разрастаться, а правила становятся все сложнее и сложнее, то компьютер должен тратить все больше ресурсов для обработки каждой последующей сцены, а затем еще и значительное время для вывода их на экран.

Если вы стараетесь поддерживать определенную частоту кадров, то она порой не оставляет времени вашему процессору (миллисекунды) все это «переварить». Поэтому если компьютер не может просчитать сцену вовремя, то качество воспроизведения (частота кадров) будет страдать. С другой стороны, обычная анимация, основанная на картинке, мало заботится о том, что находится на сцене и насколько эта картинка сложна. Она просто вовремя показывает следующую картинку и все.

Преимущества программной анимации

Следующее преимущество программной анимации по отношению к покадровой, которое мы сейчас обсудим, идет гораздо дальше простого размера файла. Это уже установленный факт, что программная анимация в большинстве случаев используется именно как динамическая.

Вы, наверняка, смотрели фильм «Терминатор 2: Судный день». В конце фильма, каждый раз Терминатор исчезает в плавильном котле с фразой «I’ll be back». Он делает это в кинотеатрах, по телевизору и на DVD. Даже нажимая на кнопку «Стоп» или «Пауза», вы не в состоянии его остановить. И это потому, что обычный фильм — это не более чем последовательность картинок. В конце этого фильма они (картинки) показывают исчезающего в пекле Терминатора и это все на что они способны.

Теперь давайте перейдем от Терминатора к обычному флеш-сайту. В конце 90-х, когда Flash стремительно набирал свою популярность, только ленивый не хотел использовать его возможности у себя на сайте:

• двигающиеся, появляющиеся и исчезающие формы;
• сопроводжающая музыка;
• внезапно выскакивающий призыв к чему-нибудь;
• появляющееся пятно света или тени.

Тогда подобные вещи были в новинку, поэтому и хотелось воскликнуть: «Круто!» Справедливости ради, нужно сказать, что не все из подобных сайтов были действительно крутыми. Вспоминая сегодня то, что я видел тогда, можно сказать, что только два или три из них, действительно, врезались в память.

По длительности анимация на них была не более минуты. Этого хватало только на то, чтобы я просмотрел их раза три подряд. Они что были плохими? Нет, просто после нескольких просмотров внимание слабело, потому что смотреть уже было больше нечего, как в фильме о Терминаторе. И здесь можно говорить об определенном парадоксе — в фильмах такого рода анимация не меняется, каждый кадр, от первого до последнего заранее предопределен.

Вернемся к программной анимации. Она не обязательно должна быть динамической. Вы можете создать объект и с помощью кода, определить его местоположение на сцене и затем заставить его перемещаться вдоль нее. В такой ситуации, каждый раз при запуске такого клипа, будет работать тот же код, вызывая то же движение. И, очевидно, что динамики здесь нет.

А что, если взять тот же объект и с помощью кода, случайным образом определить местоположение этого объекта, направление его движения и скорость? В такой ситуации, после запуска ролика каждый раз, мы будем видеть нечто отличное от предыдущего.

Но есть и третий вариант. После запуска ролика будут определяться время дня, месяц и год и на основании этих данных строиться сцена, например, зимнее утро, летний полдень или сентябрьский вечер?

А вот и четвертый. Во время фильма, зритель, с помощью мыши или клавиатуры, по своему желанию, мог бы изменять некоторые факторы? Это позволило бы ему взаимодействовать с объектами на сцене. Такой фильм был бы уже далеко не таким каким мы его привыкли видеть, правда? Можно было бы, даже, спасти Терминатора!

Виртуальная реальность

Возможно, что наиболее интересный аспект динамической анимации — это применение к созданным в ней объектам законов математики и физики реального мира. Вы можете не только заставить такой объект двигаться в случайном направлении, но и имитировать воздействие на него гравитации. В результате он начнет падать. Когда падение закончится, он ударится о землю и отскочит, но на высоту не равную той, с которой начал падать. В конце концов, он перестанет скакать и останется лежать на «земле».

После этого вы могли бы разрешить пользователю взаимодействовать с ним:

• «взять» его мышью
• или перемещать с помощью клавиатуры.

После того, как пользователь начнет взаимодействовать с ним таким способом, у него возникнет полное ощущение, что это реальный физический объект.

Вы можете в этом убедиться сами, поиграв с красным мячом ниже.

Создавая подобную анимацию, вы заставляете пользователя чувствовать, что он не просто смотрит на то, как движутся кадры, а что он находится в некоем пространстве, созданном вами. Как долго он будет там находиться? Да ровно столько пока ему будет интересно. Чем больше вы ему дадите возможностей для взаимодействия, тем дольше он будет там оставаться, а потом еще и возвращаться многократно.

Итоги

В этом вступительном уроке мы обсудили:

• основы анимации;
• отличия покадровой и программной анимации;
• основные преимущества динамической анимации.

Это концептуальные, базовые знания, на основе которых будет строиться весь последующий материал бесплатного мини-курса «Основы анимации в Actionscript 3.0».

В следующих уроках я собираюсь рассказать о некоторых инструментах, которые вы сможете применять в своей работе. Наиболее очевидное использование всей той информации, которая будет обсуждаться в этом курсе — это создание игр. Ясно, что именно они требуют наибольшего взаимодействия с пользователем, где от него требуется решать определенные задачи и достигать поставленные цели.

Но информация этого курса может быть с успехом использована для вашей профессиональной работы как веб-дизайнера. Например, для создания интересного меню на сайте, баннерной рекламы или приложений (программ) для системы образования.

А какой вид анимации вызывает больший интерес лично у Вас? Напишите об этом, оставив комментарий ниже. Также если у Вас появились вопросы во время изучения этого урока, то задавайте, не стесняйтесь, я с удовольствием на них отвечу.

До встречи в следующем уроке!