第一章 基础知识 1
1．1 计算机图形的表示 1
1．1．1 点阵图像 1
1．1．2 图形的表示 2
1．2 几何变换和齐次坐标 3
1．2．1 齐次坐标 3
1．2．2 图形的二维几何变换 3
1．3 投影变换和摄像机坐标系 7
1．4 裁剪和摄像机视窗 14
1．5．1 色彩原理 16
1．5 色彩和计算机色彩模型 16
1．5．2 色彩模型 17
小结 20
第二章 传统动画与计算机动画 21
2．1 传统动画 21
2．1．1 什么是传统动画 21
2．1．2 传统动画的制作方法 22
2．1．3 镜头的内容 23
2．1．4 后期制作 26
2．1．5 传统动画的制作原则 26
2．2 计算机动画 28
2．3．1 计算机辅助二维动画的制作过程 28
2．1．6 传统动画中人物的形体 28
2．3．2 计算机辅助三维动画制作的过程 29
2．3．3 实时动画和帧动画 32
小结 33
第三章 计算机动画造型方法 34
3．1 规则曲线造型 34
3．1．1 Bezier曲线 34
3．1．2 B样条曲线 38
3．1．3 非均匀有理B样条曲线 43
3．1．4 Coons曲线 43
3．1．5 多节点插值样条曲线 45
3．2 矩形域规则曲面造型 48
3．2．1 张量积曲面 49
3．2．2 矩形网域张量积曲面 52
3．3 三角域上的规则曲面 53
3．3．1 三角域上的Coons曲面片 53
3．3．2 三角域上的Bezier曲面片 55
3．4 非整数维造型 57
小结 58
第四章 运动的控制和生成 60
4．1 关键帧技术 60
4．2 过程动画 61
4．2．1 粒子系统 61
4．2．2 L系统 62
4．2．3 行为动画 65
4．3 变形技术 66
4．4 基于物理模型的动画技术 69
4．5 位移动画 70
4．6 其它动画方法 72
4．6．1 运动路径法 72
4．6．2 物体形变法 72
4．6．3 运动中心与物体局部动画 73
4．6．4 动力学仿真动画 73
4．6．5 运动学和反运动学模拟 73
4．6．6 光、光照模型、纹理的动画 73
4．7 应用举例 73
小结 75
第五章 渲染 78
5．1 光源 78
5．1．1 点光源 78
5．1．2 有方向的光源 79
5．1．3 聚光灯光源 80
5．1．4 光源的其它特性 81
5．2 反射模型 82
5．2．1 环境光 83
5．2．2 漫反射 83
5．2．3 高光反射 84
5．3．1 Gourand模型 85
5．3 光照模型 85
5．2．4 全反射的计算 85
5．3．2 Phong模型 86
5．3．3 Whitted模型 87
5．4 光线跟踪 88
5．4．1 光线跟踪的基本原理 88
5．4．2 光线跟踪的求交计算 89
5．5 纹理 90
5．5．1 纹理函数 90
5．5．2 纹理映射 90
5．5．3 几何纹理 91
5．6 基于相关性加速动画渲染的方法 91
5．6．2 帧间相关性的应用 92
5．6．1 相关性的含义 92
5．6．3 加速消隐算法通用模型 93
5．6．4 多边形场景加速渲染算法模型 94
5．7 分布式动画渲染 95
5．7．1 分布式动画渲染的概念 96
5．7．2 分布式动画渲染系统的结构 97
5．7．3 分布式渲染系统实现实例 97
5．7．4 渲染图像的合成方法 100
小结 102
6．1．2 动画语言的开发准则 104
6．1．1 动画系统的评价方法 104
6．1 动画系统的人机交互方法 104
第六章 动画脚本描述语言与系统 104
6．2 动画脚本的描述模型 105
6．2．1 动画脚本的描述模型的功能要求 105
6．2．2 角色理论 106
6．2．3 记号系统 107
6．2．4 时间描述 108
6．2．5 基于时序算子的描述 108
6．2．6 基于知识的描述 108
6．3 面向对象技术对动画描述的影响 109
6．3．1 面向对象技术的发展历史 109
6．3．2 面向对象的概念和一般原理 110
6．3．3 面向对象的动画描述系统 111
6．4 几个有代表性的动画脚本描述语言 112
6．4．1 LOGO和DIRECTOR 112
6．4．2 ASAS语言 114
6．4．3 CINEMIRA 115
6．4．4 MIRANIM系统和CINEMIRA-2语言 117
6．4．5 TDI Explore脚本语言 118
6．5 面向对象的动画描述系统OSCAR 119
6．5．1 系统简介 119
6．5．2 系统分析 120
6．5．3 系统设计 122
6．5．4 对象设计 123
6．5．5 实现 125
小结 126
第七章 基于时序逻辑的动画描述语言 128
7．1 动画制作工程 128
7．1．1 动画制作步骤 128
7．1．2 动画制作过程的描述 129
7．2 时序逻辑及公理系统 130
7．3 基于时序逻辑的动画描述模型 133
7．3．1 TLAD模型 133
7．3．2 TLAD的描述特点 134
7．4．2 SDL/A的描述方法 135
7．4．1 SDL/A的语法结构 135
7．4 SDL/A语言 135
7．4．3 SDL/A的描述特点 139
7．3．4 例子 140
7．5 系统设计与实现 143
7．5．1 基于时序逻辑的设计环境 143
7．5．2 系统构成 143
7．5．3 系统扩展 145
小结 146
第八章 关节动画和人体动画 148
8．1 关节动画中的运动学和动力学方法 148
8．2．2 曲面模型 150
8．2．1 线框图形 150
8．2 人体造型中的曲线、曲面和实体模型 150
8．2．3 实体模型 151
8．3 LABA表示法和JLD算符 151
8．3．1 Laba表示法 151
8．3．2 JLD算符 152
8．3．3 人体造型中的几个问题 153
8．4 头发的动画 156
8．5 Jack系统 160
8．6 应用举例 161
8．7 常用方法小结 164
9．1．1 主要功能 167
9．1 微机上的图像处理软件 167
第九章 常用的图像处理软件与动画制作软件 167
9．1．2 Photoshop的特点 168
9．1．3 Photoshop对计算机系统的要求 169
9．2 微机上的二维动画软件 170
9．2．1 Autodesk 公司的Animator Studio 170
9．2．2 Quick Cel 174
9．3 微机上的三维动画软件 177
9．3．1 3D Studio 177
9．3．2 3D Studio MAX 180
9．3．3 Softimage 3D for Windows NT 184
9．4．1 TDI的Explore 186
9．4 工作站上的三维动画软件 186
9．4．2 Wavefront公司的Advanced Visualizer 187
9．4．3 Alias 187
9．4．4 Softimage公司的Creative Environment 189
9．4．5 3D-GO 191
小结 192
第十章 计算机动画的应用与发展前景 194
10．1 历史的回顾 194
10．1．1 计算机及计算机艺术的发展概况 194
10．1．2 电影技术的发展概况 195
10．2．1 国内发展情况 197
10．2 影视应用及实例 197
10．2．2 国外发展情况 199
10．3 计算机动画的发展趋势 202
10．4 基于知识的动画系统 203
10．4．1 智能角色的运动控制 203
10．4．2 基于知识动画系统的实现方法 207
10．5 计算机动画的相关技术 208
10．5．1 多媒体技术 208
10．5．2 科学计算可视化 210
10．5．3 虚拟环境技术 211
10．6 计算机动画发展中面临的问题 214
小结 216