计算机动画是在传统动画的基础上，采用计算机图形图像技术而迅速发展起来的一门高新技术。动画使得多媒体信息更加生动，富于表现。广义上看，数字图形图像的运动显示效果都可以称作为动画,而在MPC上很容易实现简单的动画。

1动画的原理与发展

1动画的原理与发展

1.1 动画的视觉原理
    动画的发明早于电影。从    动画的发明早于电影。从1820年英国人发明的第一个动画装置，到本世纪30年代Walt Disney电影制片厂生产的著名的米老鼠和唐老鸭，动画技术从幼稚走向了成熟。成功的动画形象可以深深地吸引广大观众。卡通（cartoon）的意思就是漫画和夸张，动画采用夸张拟人的手法将一个个可爱的卡通形象搬上银幕，因而动画片也称为卡通片。
    当我们观看电影、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。但当我们仔细观看一段电影或动画胶片时，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。动画和电影利用的正是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每秒24帧左右，也即每秒放映24幅画面，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。但是，在电影的放映过程中有一个不透明的遮挡板每秒遮挡24次，每秒24帧加上每秒24次遮挡，电影画面的刷新率实际上是每秒48次。这样就能有效地消除闪烁，同时又节省了一半的胶片。

1.2 传统动画片的生产过程
    传统动画片的生产过程主要包括如下的几方面：

一、脚本及动画设计：脚本是叙述一个故事的文字提要及详细的文学剧本，根据该剧本要设计出反映动画片大致概貌的各个片断，也即分镜头剧本。然后，对动画片中出现的各种角色的造型、动作、色彩等进行设计，并根据分镜头剧本将场景的前景和背景统一考虑，设计出手稿图及相应的对话和声音。

二、关键帧的设计：关键帧也称为原画，它一般表达某动作的极限位置、一个角色的特征或其它的重要内容，这是动画的创作过程。

三、中间帧生成：中间帧是位于关键帧之间的过渡画，可能有若干张。在关键帧之间可能还会插入一些更详细的动作幅度较小的关键帧，称为小原画，以便于中间帧的生成。有了中间画，动作就流畅自然多了。

一、脚本及动画设计：脚本是叙述一个故事的文字提要及详细的文学剧本，根据该剧本要设计出反映动画片大致概貌的各个片断，也即分镜头剧本。然后，对动画片中出现的各种角色的造型、动作、色彩等进行设计，并根据分镜头剧本将场景的前景和背景统一考虑，设计出手稿图及相应的对话和声音。

二、关键帧的设计：关键帧也称为原画，它一般表达某动作的极限位置、一个角色的特征或其它的重要内容，这是动画的创作过程。

三、中间帧生成：中间帧是位于关键帧之间的过渡画，可能有若干张。在关键帧之间可能还会插入一些更详细的动作幅度较小的关键帧，称为小原画，以便于中间帧的生成。有了中间画，动作就流畅自然多了。

二、关键帧的设计：关键帧也称为原画，它一般表达某动作的极限位置、一个角色的特征或其它的重要内容，这是动画的创作过程。

三、中间帧生成：中间帧是位于关键帧之间的过渡画，可能有若干张。在关键帧之间可能还会插入一些更详细的动作幅度较小的关键帧，称为小原画，以便于中间帧的生成。有了中间画，动作就流畅自然多了。

三、中间帧生成：中间帧是位于关键帧之间的过渡画，可能有若干张。在关键帧之间可能还会插入一些更详细的动作幅度较小的关键帧，称为小原画，以便于中间帧的生成。有了中间画，动作就流畅自然多了。

四、描线上色：动画初稿通常都是铅笔稿图，将这些稿图进行测试检查以后就要用手工将其轮廓描在透明胶片上，并仔细地描上墨、涂上颜料。动画片中的每一帧画面通常都是由许多张透明胶片叠合而成的，每张胶片上都有一些不同对象或对象的某一部分，相当于一张静态图像中的不同图层。

四、描线上色：动画初稿通常都是铅笔稿图，将这些稿图进行测试检查以后就要用手工将其轮廓描在透明胶片上，并仔细地描上墨、涂上颜料。动画片中的每一帧画面通常都是由许多张透明胶片叠合而成的，每张胶片上都有一些不同对象或对象的某一部分，相当于一张静态图像中的不同图层。

五、检查、拍摄：在拍摄前将各镜头的动作质量再检查一遍，然后动画摄影师把动画系列依次拍摄记录到电影胶片上。十分钟的电影动画片，大约需要一万张图画。

五、检查、拍摄：在拍摄前将各镜头的动作质量再检查一遍，然后动画摄影师把动画系列依次拍摄记录到电影胶片上。十分钟的电影动画片，大约需要一万张图画。

六、后期制作：有了拍摄好的动画胶片以后，还要对其进行编辑、剪接、配音、字幕等后期制作，才能最后完成一部动画片。

六、后期制作：有了拍摄好的动画胶片以后，还要对其进行编辑、剪接、配音、字幕等后期制作，才能最后完成一部动画片。

    由此我们可以看出，传统动画的设计制作过程相当复杂。从设计规划开始，经过设计具体场景、设计关键帧、制作关键帧之间的中间画、复制到透明胶片上、上墨涂色、检查编辑，最后到逐帧拍摄，其消耗的人力、物力、财力以及时间都是巨大的。因此，当计算机技术发展起来以后，人们开始尝试用计算机进行动画创作。

1.3 计算机动画的概念、发展和应用

一、计算机动画：动画与运动是分不开的，可以说运动是动画的本质，动画是运动的艺术。从传统意义上说，动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面，从而产生动态视觉的技术和艺术，这种视觉是通过将胶片以一定的速率放映的形式体现出来的。一般说来，动画是一种动态生成一系列相关画面的处理方法，其中的每一幅与前一幅略有不同。
    计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生景物运动的效果，也即使用计算机产生图形、图像运动的技术。计算机动画的原理与传统动画基本相同，只是在传统动画的基础上把计算机技术用于动画的处理和应用，并可以达到传统动画所达不到的效果。由于采用数字处理方式，动画的运动效果、画面色调、纹理、光影效果等可以不断改变，输出方式也多种多样。

二、计算机动画的发展： 随着计算机图形技术的迅速发展，从60年代起，计算机动画技术也很快发展和应用起来。计算机动画区别于计算机图形、图像的重要标志是动画使静态图形、图形产生了运动效果。计算机动画的应用小到一个多媒体软件中某个对象、物体或字幕的运动，大到一段动画演示、光盘出版物片头片尾的设计制作，甚至到电视片的片头片尾、电视广告，直至计算机动画片如“狮子王”等。

三、计算机动画的特点：从制作的角度看，计算机动画可能相对较简单，如一行字幕从屏幕的左边移入，然后从屏幕的右边移出，这一功能通过简单的编程就能实现。计算机动画也可能相当复杂，如动画片“侏罗纪公园”。
    计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。动画制作软件是由计算机专业人员开发的制作动画的工具，使用这一工具不需要用户编程，通过相当简单的交互式操作就能实现计算机的各种动画功能。不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。从另一方面看，动画的创作本身是一种艺术实践，动画的编剧、角色造型、构图、色彩等的设计需要高素质的美术专业人员才能较好地完成。总之，计算机动画制作是一种高技术、高智力和高艺术的创造性工作。

。计算机动画区别于计算机图形、图像的重要标志是动画使静态图形、图形产生了运动效果。计算机动画的应用小到一个多媒体软件中某个对象、物体或字幕的运动，大到一段动画演示、光盘出版物片头片尾的设计制作，甚至到电视片的片头片尾、电视广告，直至计算机动画片如“狮子王”等。

60年代起，计算机动画技术也很快发展和应用起来。计算机动画区别于计算机图形、图像的重要标志是动画使静态图形、图形产生了运动效果。计算机动画的应用小到一个多媒体软件中某个对象、物体或字幕的运动，大到一段动画演示、光盘出版物片头片尾的设计制作，甚至到电视片的片头片尾、电视广告，直至计算机动画片如“狮子王”等。

三、计算机动画的特点：从制作的角度看，计算机动画可能相对较简单，如一行字幕从屏幕的左边移入，然后从屏幕的右边移出，这一功能通过简单的编程就能实现。计算机动画也可能相当复杂，如动画片“侏罗纪公园”。
    计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件上。动画制作软件是由计算机专业人员开发的制作动画的工具，使用这一工具不需要用户编程，通过相当简单的交互式操作就能实现计算机的各种动画功能。不同的动画效果，取决于不同的计算机动画软、硬件的功能。虽然制作的复杂程度不同，但动画的基本原理是一致的。从另一方面看，动画的创作本身是一种艺术实践，动画的编剧、角色造型、构图、色彩等的设计需要高素质的美术专业人员才能较好地完成。总之，计算机动画制作是一种高技术、高智力和高艺术的创造性工作。

2 计算机动画的基本原理
    根据运动的控制方式可将计算机动画分为实时（real-time）动画和逐帧动画（frame-by-frame）两种。实时动画是用算法来实现物体的运动。逐帧动画也称为帧动画或关键帧动画，也即通过一帧一帧显示动画的图像序列而实现运动的效果。根据视觉空间的不同，计算机动画又有二维动画与三维动画之分。

2.1 实时动画与对象的移动

一、什么是实时动画
    实时动画也称为算法动画，它是采用各种算法来实现运动物体的运动控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来。实时动画的响应时间与许多因素有关，如计算机的运算速度是慢或快，图形的计算是使用软件或硬件，所描述的景物是复杂或简单，动画图像的尺寸是小或大等等。实时动画一般不必记录在磁带或胶片上，观看时可在显示器上直接实时显示出来。电子游戏机的运动画面一般都是实时动画。在操作游戏机时，人与机器之间的作用完全是实时快速的。

一、什么是实时动画
    实时动画也称为算法动画，它是采用各种算法来实现运动物体的运动控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来。实时动画的响应时间与许多因素有关，如计算机的运算速度是慢或快，图形的计算是使用软件或硬件，所描述的景物是复杂或简单，动画图像的尺寸是小或大等等。实时动画一般不必记录在磁带或胶片上，观看时可在显示器上直接实时显示出来。电子游戏机的运动画面一般都是实时动画。在操作游戏机时，人与机器之间的作用完全是实时快速的。

一、什么是实时动画
    实时动画也称为算法动画，它是采用各种算法来实现运动物体的运动控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来。实时动画的响应时间与许多因素有关，如计算机的运算速度是慢或快，图形的计算是使用软件或硬件，所描述的景物是复杂或简单，动画图像的尺寸是小或大等等。实时动画一般不必记录在磁带或胶片上，观看时可在显示器上直接实时显示出来。电子游戏机的运动画面一般都是实时动画。在操作游戏机时，人与机器之间的作用完全是实时快速的。

一、什么是实时动画
    实时动画也称为算法动画，它是采用各种算法来实现运动物体的运动控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来。实时动画的响应时间与许多因素有关，如计算机的运算速度是慢或快，图形的计算是使用软件或硬件，所描述的景物是复杂或简单，动画图像的尺寸是小或大等等。实时动画一般不必记录在磁带或胶片上，观看时可在显示器上直接实时显示出来。电子游戏机的运动画面一般都是实时动画。在操作游戏机时，人与机器之间的作用完全是实时快速的。

二、对象的移动
    在实时动画中，一种最简单的运动形式是对象的移动，它是指屏幕上一个局部图像或对象在二维平面上沿着某一固定轨迹作步进运动。运动的对象或物体本身在运动时的大小、形状、色彩等效果是不变的。具有对象移动功能的软件有许多，大部分的编著软件，如Authorware ，都具有这种功能，这种功能也被称作多种数据媒体的综合显示。
    对象的移动因为相对简单且容易实现，又无需生成动画文件，所以在多媒体应用中经常采用。如果在文字、图形图像、声音的基础上增加对象的移动，比如跳出文字等，以达到简单动画功能，则能大大丰富视觉效果。但是，对于中间没有停顿的复杂动画效果最好使用二维帧动画预先将数据处理和保存好，然后通过播放软件进行动画播放。这是因为微机，特别是低档微机的处理速度有限，实时处理和显示可能会使处理跟不上显示要求而有损于动画显示效果，甚至影响其它媒体数据如声音的播放。

二、对象的移动
    在实时动画中，一种最简单的运动形式是对象的移动，它是指屏幕上一个局部图像或对象在二维平面上沿着某一固定轨迹作步进运动。运动的对象或物体本身在运动时的大小、形状、色彩等效果是不变的。具有对象移动功能的软件有许多，大部分的编著软件，如Authorware ，都具有这种功能，这种功能也被称作多种数据媒体的综合显示。
    对象的移动因为相对简单且容易实现，又无需生成动画文件，所以在多媒体应用中经常采用。如果在文字、图形图像、声音的基础上增加对象的移动，比如跳出文字等，以达到简单动画功能，则能大大丰富视觉效果。但是，对于中间没有停顿的复杂动画效果最好使用二维帧动画预先将数据处理和保存好，然后通过播放软件进行动画播放。这是因为微机，特别是低档微机的处理速度有限，实时处理和显示可能会使处理跟不上显示要求而有损于动画显示效果，甚至影响其它媒体数据如声音的播放。

2.1 实时动画与对象的移动

一、什么是实时动画
    实时动画也称为算法动画，它是采用各种算法来实现运动物体的运动控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来。实时动画的响应时间与许多因素有关，如计算机的运算速度是慢或快，图形的计算是使用软件或硬件，所描述的景物是复杂或简单，动画图像的尺寸是小或大等等。实时动画一般不必记录在磁带或胶片上，观看时可在显示器上直接实时显示出来。电子游戏机的运动画面一般都是实时动画。在操作游戏机时，人与机器之间的作用完全是实时快速的。

一、什么是实时动画
    实时动画也称为算法动画，它是采用各种算法来实现运动物体的运动控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来。实时动画的响应时间与许多因素有关，如计算机的运算速度是慢或快，图形的计算是使用软件或硬件，所描述的景物是复杂或简单，动画图像的尺寸是小或大等等。实时动画一般不必记录在磁带或胶片上，观看时可在显示器上直接实时显示出来。电子游戏机的运动画面一般都是实时动画。在操作游戏机时，人与机器之间的作用完全是实时快速的。

二、对象的移动
    在实时动画中，一种最简单的运动形式是对象的移动，它是指屏幕上一个局部图像或对象在二维平面上沿着某一固定轨迹作步进运动。运动的对象或物体本身在运动时的大小、形状、色彩等效果是不变的。具有对象移动功能的软件有许多，大部分的编著软件，如Authorware ，都具有这种功能，这种功能也被称作多种数据媒体的综合显示。
    对象的移动因为相对简单且容易实现，又无需生成动画文件，所以在多媒体应用中经常采用。如果在文字、图形图像、声音的基础上增加对象的移动，比如跳出文字等，以达到简单动画功能，则能大大丰富视觉效果。但是，对于中间没有停顿的复杂动画效果最好使用二维帧动画预先将数据处理和保存好，然后通过播放软件进行动画播放。这是因为微机，特别是低档微机的处理速度有限，实时处理和显示可能会使处理跟不上显示要求而有损于动画显示效果，甚至影响其它媒体数据如声音的播放。

二、对象的移动
    在实时动画中，一种最简单的运动形式是对象的移动，它是指屏幕上一个局部图像或对象在二维平面上沿着某一固定轨迹作步进运动。运动的对象或物体本身在运动时的大小、形状、色彩等效果是不变的。具有对象移动功能的软件有许多，大部分的编著软件，如Authorware ，都具有这种功能，这种功能也被称作多种数据媒体的综合显示。
    对象的移动因为相对简单且容易实现，又无需生成动画文件，所以在多媒体应用中经常采用。如果在文字、图形图像、声音的基础上增加对象的移动，比如跳出文字等，以达到简单动画功能，则能大大丰富视觉效果。但是，对于中间没有停顿的复杂动画效果最好使用二维帧动画预先将数据处理和保存好，然后通过播放软件进行动画播放。这是因为微机，特别是低档微机的处理速度有限，实时处理和显示可能会使处理跟不上显示要求而有损于动画显示效果，甚至影响其它媒体数据如声音的播放。

[此贴子已经被作者于2007-5-9 22:56:23编辑过]

2.2 二维动画与三维动画

    二维画面是平面上的画面。纸张、照片或计算机屏幕显示，无论画面的立体感有多强，终究只是在二维空间上模拟真实的三维空间效果。一个真正的三维画面，画中的景物有正面，也有侧面和反面，调整三维空间的视点，能够看到不同的内容。二维画面则不然，无论怎么看，画面的内容是不变的。

    二维与三维动画的区别主要在于采用不同的方法获得动画中的景物运动效果。一个旋转的地球，在二维处理中，需要一帧帧地绘制球面变化画面，这样的处理难以自动进行。在三维处理中，先建立一个地球的模型并把地图贴满球面，然后使模型步进旋转，每次步进自动生成一帧动画画面，当然最后得到的动画仍然是二维的活动图像数据。

    如果说二维动画对应于传统卡通片的话，三维动画则对应于木偶动画。如同木偶动画中要首先制作木偶、道具和景物一样，三维动画首先要建立角色、实物和景物的三维数据模型。模型建立好了以后，给各个模型“贴上”材料，相当于各个模型有了外观。模型可以在计算机的控制下在三维空间里运动，或远或近；或旋转或移动；或变形或变色等等。然后，在计算机内部“架上”虚拟的摄像机，调整好镜头，“打上”灯光， 最后形成一系列栩栩如生的画面。三维动画之所以被称作计算机生成动画，是因为参加动画的对象不是简单地由外部输入的，而是根据三维数据在计算机内部生成的，运动轨迹和动作的设计也是在三维空间中考虑的。

2.3 二维动画的特点与处理过程

一、特点：二维动画是对手工传统动画的一个改进。与手工动画相比，用计算机来描线上色非常方便，操作简单。从成本上说，其价格便宜。从技术上说，由于工艺环节减少，不需要通过胶片拍摄和冲印就能预演结果，发现问题即可在计算机上修改，既方便又节省时间。二维动画不仅具有模拟传统动画的制作功能，而且可以发挥计算机所特有的功能，如生成的图像可以重复编辑等。但是，目前的二维动画还只能起辅助作用，代替手工动画中一部分重复性强、劳动量大的工作，代替不了人的创造性劳动。

二、处理过程：在二维动画中，计算机的作用包括：输入和编辑关键帧；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等。二维动画处理的关键是动画生成处理。传统的动画创作，由美术师绘制关键的画面，再由美工使用关键画面描绘中间画面，最后逐一画面地拍照形成动画影片。二维动画处理软件可以采用自动或半自动的中间画面生成处理，大大提高了工作效率和质量。

三、关键技术：图像（位图）与图形（矢量图）的区别主要在于数据组成，他们都是动画处理的基础。图像技术可用于绘制关键帧，多重画面叠加，数据生成；图形技术可用于自动或半自动的中间画面生成。图像有利于绘制实际景物，图形则有利于处理线条组成的画面。二维动画处理利用了它们各自的处理优势，两者配合，取长补短。从处理过程上看，动画处理包括屏幕绘画和动画生成两个基本步骤。屏幕绘画主要由静态图像处理软件完成；动画生成用屏幕绘画的结果作为关键帧并以此为基础进行生成处理，最终完成动画创作，得到动画数据文件。

二、处理过程：在二维动画中，计算机的作用包括：输入和编辑关键帧；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等。二维动画处理的关键是动画生成处理。传统的动画创作，由美术师绘制关键的画面，再由美工使用关键画面描绘中间画面，最后逐一画面地拍照形成动画影片。二维动画处理软件可以采用自动或半自动的中间画面生成处理，大大提高了工作效率和质量。

三、关键技术：图像（位图）与图形（矢量图）的区别主要在于数据组成，他们都是动画处理的基础。图像技术可用于绘制关键帧，多重画面叠加，数据生成；图形技术可用于自动或半自动的中间画面生成。图像有利于绘制实际景物，图形则有利于处理线条组成的画面。二维动画处理利用了它们各自的处理优势，两者配合，取长补短。从处理过程上看，动画处理包括屏幕绘画和动画生成两个基本步骤。屏幕绘画主要由静态图像处理软件完成；动画生成用屏幕绘画的结果作为关键帧并以此为基础进行生成处理，最终完成动画创作，得到动画数据文件。

四、动画数据：动画中帧的大小并不是固定的，一帧可能是一屏，也可能是屏幕上的一个局部窗口。在一个表现连续运动过程的动画中，相邻帧之间的变化越少，动画的效果越连续。由于帧动画实际上是活动的图像数据，因此播放效果越连续的动画其数据量越大。从另一个角度看，动画的帧与帧不同的局部范围可能很小，因此人工和自动绘画都可充分利用这一特点来简化处理。帧动画数据记录在一定格式的动画文件中。由于原始的动画数据量很大，不仅对存储造成压力，同时要连续读出每一帧画面需花费太长的时间，这不利于动画的实时播放。因此，有的动画格式采用一定的压缩方式记录数据，以减少动画文件容量，而且提高读取速度。

四、动画数据：动画中帧的大小并不是固定的，一帧可能是一屏，也可能是屏幕上的一个局部窗口。在一个表现连续运动过程的动画中，相邻帧之间的变化越少，动画的效果越连续。由于帧动画实际上是活动的图像数据，因此播放效果越连续的动画其数据量越大。从另一个角度看，动画的帧与帧不同的局部范围可能很小，因此人工和自动绘画都可充分利用这一特点来简化处理。帧动画数据记录在一定格式的动画文件中。由于原始的动画数据量很大，不仅对存储造成压力，同时要连续读出每一帧画面需花费太长的时间，这不利于动画的实时播放。因此，有的动画格式采用一定的压缩方式记录数据，以减少动画文件容量，而且提高读取速度。

3 二维简单动画构成

    GIF（Graphics Interchange Format ）是 CompuServe公司在1987年为了制定彩色图像传输协议而开发的图像文件格式。GIF Construction Set for Windows（简称为GIFCON）是Alchemy Mindworks公司开发的一种能够处理和创建GIF格式文件的工具集成软件。用GIFCON能够创建包含多幅图像的GIF文件，灵活地控制各个图像的显示位置、显示时间、透明色等，就可以实现各种简单动画。GIFCON本身并没有编辑处理图像的功能。创建一个GIF动画文件需预备好各图像素材，然后用GIFCON按一定的控制方式把它们集成在一起。

3.1 GIF文件结构
    GIF文件格式采用了可变长度的压缩编码和其它一些有效的压缩算法，按行扫描迅速解码，且与硬件无关。它支持256种颜色的彩色图像， 并且在一个GIF文件中可以记录多幅图像。一个GIF文件中含有多幅图像是GIF格式的一个显著特点，正是根据这一特性，用GIF格式可以构造出简单帧动画。除了一般图像文件所包含的文件头、文件体和文件尾三大块以外，GIF 89a格式（89a为一种版本号）允许GIF文件包含多幅图像以及相应的若干附加块：

一、文件头（Head Block）：纪录：

一、文件头（Head Block）：纪录GIF动画窗口大小；背景色和调色板信息。

二、注释块（Comment Block）：注释块是可选项，由文本组成，它可以包括任何用户想输入的信息。注释块的作用只是一种用户记录，其内容不会在显示GIF图像时显示出来。它实际上相当于一般文件格式中文件尾的作用。

    GIF（Graphics Interchange Format ）是 CompuServe公司在1987年为了制定彩色图像传输协议而开发的图像文件格式。GIF Construction Set for Windows（简称为GIFCON）是Alchemy Mindworks公司开发的一种能够处理和创建GIF格式文件的工具集成软件。用GIFCON能够创建包含多幅图像的GIF文件，灵活地控制各个图像的显示位置、显示时间、透明色等，就可以实现各种简单动画。GIFCON本身并没有编辑处理图像的功能。创建一个GIF动画文件需预备好各图像素材，然后用GIFCON按一定的控制方式把它们集成在一起。

3.1 GIF文件结构
    GIF文件格式采用了可变长度的压缩编码和其它一些有效的压缩算法，按行扫描迅速解码，且与硬件无关。它支持256种颜色的彩色图像， 并且在一个GIF文件中可以记录多幅图像。一个GIF文件中含有多幅图像是GIF格式的一个显著特点，正是根据这一特性，用GIF格式可以构造出简单帧动画。除了一般图像文件所包含的文件头、文件体和文件尾三大块以外，GIF 89a格式（89a为一种版本号）允许GIF文件包含多幅图像以及相应的若干附加块：

一、文件头（Head Block）：纪录：

一、文件头（Head Block）：纪录GIF动画窗口大小；背景色和调色板信息。

二、注释块（Comment Block）：注释块是可选项，由文本组成，它可以包括任何用户想输入的信息。注释块的作用只是一种用户记录，其内容不会在显示GIF图像时显示出来。它实际上相当于一般文件格式中文件尾的作用。

    GIF文件格式采用了可变长度的压缩编码和其它一些有效的压缩算法，按行扫描迅速解码，且与硬件无关。它支持256种颜色的彩色图像， 并且在一个GIF文件中可以记录多幅图像。一个GIF文件中含有多幅图像是GIF格式的一个显著特点，正是根据这一特性，用GIF格式可以构造出简单帧动画。除了一般图像文件所包含的文件头、文件体和文件尾三大块以外，GIF 89a格式（89a为一种版本号）允许GIF文件包含多幅图像以及相应的若干附加块：

一、文件头（Head Block）：纪录：

一、文件头（Head Block）：纪录GIF动画窗口大小；背景色和调色板信息。

二、注释块（Comment Block）：注释块是可选项，由文本组成，它可以包括任何用户想输入的信息。注释块的作用只是一种用户记录，其内容不会在显示GIF图像时显示出来。它实际上相当于一般文件格式中文件尾的作用。

三、循环块（Loop Block）：GIF格式可包含多个图像，并按顺序显示。如果需要循环显示，可在所有图块之前插入一个循环块选项来指定循环次数。在循环的情况下显示完最后一个图块后紧接着显示第一个图块。

四、控制块（Control Block）：控制块的作用是对其后的图像块或文本块的各种显示方式和参数进行控制和设定，因此，它与其后的图像块或文本块总是成对出现的，而且可以重复多次出现。可控制的参数包括图像的透明色定义、是否采用用户触发显示方式、显示延时时间和图像消隐方式等。

三、循环块（Loop Block）：GIF格式可包含多个图像，并按顺序显示。如果需要循环显示，可在所有图块之前插入一个循环块选项来指定循环次数。在循环的情况下显示完最后一个图块后紧接着显示第一个图块。

四、控制块（Control Block）：控制块的作用是对其后的图像块或文本块的各种显示方式和参数进行控制和设定，因此，它与其后的图像块或文本块总是成对出现的，而且可以重复多次出现。可控制的参数包括图像的透明色定义、是否采用用户触发显示方式、显示延时时间和图像消隐方式等。

四、控制块（Control Block）：控制块的作用是对其后的图像块或文本块的各种显示方式和参数进行控制和设定，因此，它与其后的图像块或文本块总是成对出现的，而且可以重复多次出现。可控制的参数包括图像的透明色定义、是否采用用户触发显示方式、显示延时时间和图像消隐方式等。

五、GIF图像块（Image Block）：图像块或简称图块包含图像数据及相应的参数，如图像尺寸、相对位置、扫描方式、调色板和图像数据等。

六、文本块（Plain Text Block）：文本块的作用是在GIF底图上或图块上叠加文字，GIFCON软件虽然没有处理图块的功能，但具有编辑产生文本块的功能。这样使GIF的显示效果和动画效果更丰富。文本块有前景和背景两种颜色，文本的前景色表示文字的颜色；文本块也可以定义透明色。当文本块位于图像上时，它不会破坏图像的像素。在GIFCON中，用户可自行定义文本的内容、显示位置和颜色等参数。

七、附加块（Application Block ）：用来记录其它一些用户定义的应用数据的可选项。该项在GIFCON软件中不能被编辑或产生，但对已有的内容也不会破坏或改变。

五、GIF图像块（Image Block）：图像块或简称图块包含图像数据及相应的参数，如图像尺寸、相对位置、扫描方式、调色板和图像数据等。

六、文本块（Plain Text Block）：文本块的作用是在GIF底图上或图块上叠加文字，GIFCON软件虽然没有处理图块的功能，但具有编辑产生文本块的功能。这样使GIF的显示效果和动画效果更丰富。文本块有前景和背景两种颜色，文本的前景色表示文字的颜色；文本块也可以定义透明色。当文本块位于图像上时，它不会破坏图像的像素。在GIFCON中，用户可自行定义文本的内容、显示位置和颜色等参数。

七、附加块（Application Block ）：用来记录其它一些用户定义的应用数据的可选项。该项在GIFCON软件中不能被编辑或产生，但对已有的内容也不会破坏或改变。

六、文本块（Plain Text Block）：文本块的作用是在GIF底图上或图块上叠加文字，GIFCON软件虽然没有处理图块的功能，但具有编辑产生文本块的功能。这样使GIF的显示效果和动画效果更丰富。文本块有前景和背景两种颜色，文本的前景色表示文字的颜色；文本块也可以定义透明色。当文本块位于图像上时，它不会破坏图像的像素。在GIFCON中，用户可自行定义文本的内容、显示位置和颜色等参数。

七、附加块（Application Block ）：用来记录其它一些用户定义的应用数据的可选项。该项在GIFCON软件中不能被编辑或产生，但对已有的内容也不会破坏或改变。

七、附加块（Application Block ）：用来记录其它一些用户定义的应用数据的可选项。该项在GIFCON软件中不能被编辑或产生，但对已有的内容也不会破坏或改变。

4 变形动画的应用

4.1 变形的原理

    变形指景物的形体变化，它是使一幅图像在1－2秒内逐步变化到另一幅完全不同图像的处理方法。这是一种较复杂的二维图像处理，需要对各像素点的颜色、位置作变换。变形的起始图像和结束图像分别为两幅关键帧，从起始形状变化到结束形状的关键在于自动地生成中间形状，也即自动生成中间帧。
    图像的变形可以采用插值算法来实现。最简单的插值就是对图像的每个像素的色彩值直接进行插值，以实现渐隐渐现效果。但这种技术还不能满足图像变形的要求。由于两幅相差很大的图像之间的对应关系很难直接建立，因此通常的方法是首先建立图像与某种特征结构的对应关系，然后通过对特征结构的插值达到对图像本身的变形插值。一般过程为：

一、关键帧选取：选择两幅结构相似、大小相同的画面作为起始和结束关键帧，这样才能比较容易地实现自然、连续的中间变形过程。

一、关键帧选取：选择两幅结构相似、大小相同的画面作为起始和结束关键帧，这样才能比较容易地实现自然、连续的中间变形过程。

二、设定关键帧特征结构：在起始和结束画面上确定和勾画出各部分（主要轮廓）的结构对应关系，也即从起始画面上的一个点变到结束画面上的另一个对应点的位置，这是变形运算所需要的参数。根据需要，点的位置可以任意移动。一种特例是起始帧就是结束帧的背景图，起始帧上所有的对应点都位于画面中心，结束图帧上的点对应于图的前景轮廓。生成的动画效果是结束帧的图像前景逐步地放大，效果很象摄影中的推镜头。

二、设定关键帧特征结构：在起始和结束画面上确定和勾画出各部分（主要轮廓）的结构对应关系，也即从起始画面上的一个点变到结束画面上的另一个对应点的位置，这是变形运算所需要的参数。根据需要，点的位置可以任意移动。一种特例是起始帧就是结束帧的背景图，起始帧上所有的对应点都位于画面中心，结束图帧上的点对应于图的前景轮廓。生成的动画效果是结束帧的图像前景逐步地放大，效果很象摄影中的推镜头。

三、参数设置：包括中间帧的帧数，生成的动画格式和压缩等参数。

三、参数设置：包括中间帧的帧数，生成的动画格式和压缩等参数。

四、动画生成：系统自动地对当前帧上的每个点作向着结束点方向的步进运动，步进长度为移动距离除以中间帧数，以求出下一帧对应点的位置及颜色，并对其它相邻点作插值处理。对全部点处理完后生成一个新的当前帧画面。如此反复，生成所有的中间帧。

四、动画生成：系统自动地对当前帧上的每个点作向着结束点方向的步进运动，步进长度为移动距离除以中间帧数，以求出下一帧对应点的位置及颜色，并对其它相邻点作插值处理。对全部点处理完后生成一个新的当前帧画面。如此反复，生成所有的中间帧。

    在实际应用中，可以设置连续的多组关键帧，第二组关键帧的起始图像是第一组的结束图像，由此生成从一幅画面变化到第二幅画面，再变化到第三幅画面甚至更多画面的动画效果。

    变形指景物的形体变化，它是使一幅图像在1－2秒内逐步变化到另一幅完全不同图像的处理方法。这是一种较复杂的二维图像处理，需要对各像素点的颜色、位置作变换。变形的起始图像和结束图像分别为两幅关键帧，从起始形状变化到结束形状的关键在于自动地生成中间形状，也即自动生成中间帧。
    图像的变形可以采用插值算法来实现。最简单的插值就是对图像的每个像素的色彩值直接进行插值，以实现渐隐渐现效果。但这种技术还不能满足图像变形的要求。由于两幅相差很大的图像之间的对应关系很难直接建立，因此通常的方法是首先建立图像与某种特征结构的对应关系，然后通过对特征结构的插值达到对图像本身的变形插值。一般过程为：

一、关键帧选取：选择两幅结构相似、大小相同的画面作为起始和结束关键帧，这样才能比较容易地实现自然、连续的中间变形过程。

一、关键帧选取：选择两幅结构相似、大小相同的画面作为起始和结束关键帧，这样才能比较容易地实现自然、连续的中间变形过程。

二、设定关键帧特征结构：在起始和结束画面上确定和勾画出各部分（主要轮廓）的结构对应关系，也即从起始画面上的一个点变到结束画面上的另一个对应点的位置，这是变形运算所需要的参数。根据需要，点的位置可以任意移动。一种特例是起始帧就是结束帧的背景图，起始帧上所有的对应点都位于画面中心，结束图帧上的点对应于图的前景轮廓。生成的动画效果是结束帧的图像前景逐步地放大，效果很象摄影中的推镜头。

二、设定关键帧特征结构：在起始和结束画面上确定和勾画出各部分（主要轮廓）的结构对应关系，也即从起始画面上的一个点变到结束画面上的另一个对应点的位置，这是变形运算所需要的参数。根据需要，点的位置可以任意移动。一种特例是起始帧就是结束帧的背景图，起始帧上所有的对应点都位于画面中心，结束图帧上的点对应于图的前景轮廓。生成的动画效果是结束帧的图像前景逐步地放大，效果很象摄影中的推镜头。

三、参数设置：包括中间帧的帧数，生成的动画格式和压缩等参数。

三、参数设置：包括中间帧的帧数，生成的动画格式和压缩等参数。

四、动画生成：系统自动地对当前帧上的每个点作向着结束点方向的步进运动，步进长度为移动距离除以中间帧数，以求出下一帧对应点的位置及颜色，并对其它相邻点作插值处理。对全部点处理完后生成一个新的当前帧画面。如此反复，生成所有的中间帧。

四、动画生成：系统自动地对当前帧上的每个点作向着结束点方向的步进运动，步进长度为移动距离除以中间帧数，以求出下一帧对应点的位置及颜色，并对其它相邻点作插值处理。对全部点处理完后生成一个新的当前帧画面。如此反复，生成所有的中间帧。

    在实际应用中，可以设置连续的多组关键帧，第二组关键帧的起始图像是第一组的结束图像，由此生成从一幅画面变化到第二幅画面，再变化到第三幅画面甚至更多画面的动画效果。

4.2 PhotoMorph 的应用

    PhotoMorph 是North Coast Software公司开发的一个变形软件集成环境。其功能包括浏览和简单编辑各种格式的图像，把不同的图像作为关键帧生成AVI格式的变形动画，用AVI播放器演播变形动画的效果等：

一、图像文件浏览和编辑
    PhotoMorph 可读取和编辑的文件有两类：图像文件和动画编辑文件（或专案文件）。图像文件作为动画的关键帧，在PhotoMorph 中可以读取多种格式的图像并进行简单的编辑。该功能主要用于图像浏览，如果要编辑关键帧，最好采用专门的图像处理软件。

二、AVI格式及AVI播放器
    由PhotoMorph 生成的变形动画可以按静态图像文件逐帧存储，也可以按AVI格式存成一个文件，并配有AVI播放器以播放变形动画的效果。AVI（Auido Video Interleave）是一种音频视频交叉文件格式，可以同步记录和播放音频、视频数据。在AVI放映机窗口内可以装入一个AVI文件，并可控制该文件的放映、倒退、快转、倒退一格或向前一格等操作。在PhotoMorph 环境中只能产生和播放AVI文件，并不能对已有的AVI文件进行再处理或编辑工作。

一、图像文件浏览和编辑
    PhotoMorph 可读取和编辑的文件有两类：图像文件和动画编辑文件（或专案文件）。图像文件作为动画的关键帧，在PhotoMorph 中可以读取多种格式的图像并进行简单的编辑。该功能主要用于图像浏览，如果要编辑关键帧，最好采用专门的图像处理软件。

二、AVI格式及AVI播放器
    由PhotoMorph 生成的变形动画可以按静态图像文件逐帧存储，也可以按AVI格式存成一个文件，并配有AVI播放器以播放变形动画的效果。AVI（Auido Video Interleave）是一种音频视频交叉文件格式，可以同步记录和播放音频、视频数据。在AVI放映机窗口内可以装入一个AVI文件，并可控制该文件的放映、倒退、快转、倒退一格或向前一格等操作。在PhotoMorph 环境中只能产生和播放AVI文件，并不能对已有的AVI文件进行再处理或编辑工作。

一、图像文件浏览和编辑
    PhotoMorph 可读取和编辑的文件有两类：图像文件和动画编辑文件（或专案文件）。图像文件作为动画的关键帧，在PhotoMorph 中可以读取多种格式的图像并进行简单的编辑。该功能主要用于图像浏览，如果要编辑关键帧，最好采用专门的图像处理软件。

二、AVI格式及AVI播放器
    由PhotoMorph 生成的变形动画可以按静态图像文件逐帧存储，也可以按AVI格式存成一个文件，并配有AVI播放器以播放变形动画的效果。AVI（Auido Video Interleave）是一种音频视频交叉文件格式，可以同步记录和播放音频、视频数据。在AVI放映机窗口内可以装入一个AVI文件，并可控制该文件的放映、倒退、快转、倒退一格或向前一格等操作。在PhotoMorph 环境中只能产生和播放AVI文件，并不能对已有的AVI文件进行再处理或编辑工作。

二、AVI格式及AVI播放器
    由PhotoMorph 生成的变形动画可以按静态图像文件逐帧存储，也可以按AVI格式存成一个文件，并配有AVI播放器以播放变形动画的效果。AVI（Auido Video Interleave）是一种音频视频交叉文件格式，可以同步记录和播放音频、视频数据。在AVI放映机窗口内可以装入一个AVI文件，并可控制该文件的放映、倒退、快转、倒退一格或向前一格等操作。在PhotoMorph 环境中只能产生和播放AVI文件，并不能对已有的AVI文件进行再处理或编辑工作。

三、变形动画的编辑
    PhotoMorph 的动画编辑文件以PMP为后缀，也称为专案（Project）文件，它包括变形动画的起始、结束帧图像指针，变形对应点以及变形动画的其它参数。PMP文件记录的是动画的编辑信息，而不包含关键帧图像数据。通过该文件可对变形动画效果进行重复编辑，但需要同时保留关键帧图像文件。PhotoMorph 主窗口上的编辑菜单只能操作图像文件，而PMP专案文件只能由PhotoMorph 的专案编辑器（变形动画编辑器）进行显示和编辑。专案编辑器是 PhotoMorph 的主要控制窗口。在该编辑窗口中可装入和保存PMP文件、显示和编辑动画参数、显示和增加关键帧组、编辑关键帧画面上的对应点、生成中间帧图像文件或AVI文件、预览动画各帧，最后可开启AVI 放映机浏览动画效果。

三、变形动画的编辑
    PhotoMorph 的动画编辑文件以PMP为后缀，也称为专案（Project）文件，它包括变形动画的起始、结束帧图像指针，变形对应点以及变形动画的其它参数。PMP文件记录的是动画的编辑信息，而不包含关键帧图像数据。通过该文件可对变形动画效果进行重复编辑，但需要同时保留关键帧图像文件。PhotoMorph 主窗口上的编辑菜单只能操作图像文件，而PMP专案文件只能由PhotoMorph 的专案编辑器（变形动画编辑器）进行显示和编辑。专案编辑器是 PhotoMorph 的主要控制窗口。在该编辑窗口中可装入和保存PMP文件、显示和编辑动画参数、显示和增加关键帧组、编辑关键帧画面上的对应点、生成中间帧图像文件或AVI文件、预览动画各帧，最后可开启AVI 放映机浏览动画效果。

5 动画设计与创意

    动画的设计与图像设计处理类似，首先要确定主题创意，其次是应用或播放环境，并由此确定动画设计用的软件编辑工具，然后才是素材处理和编辑过程。我们以动画贺卡“新年乐”为例来说明动画的创意与设计处理过程。

一、创意设计：有特色并且个人化的数字贺卡是当代信息传播的特色之一。“新年乐”的创意是通过一个孩子的变化表达面对又一个新年到来，“十年一瞬间”的感慨和对过去的温馨回忆、对未来的美好愿望。而“新年乐”的“乐”要传达的又是一种轻松、活泼和欢快的气氛。这种创意用动画表现为一个刚从鸟巢/鸡窝中孵出来的乖宝宝转眼变成10年后从鸟巢/鸡窝中抓小鸟/小鸡的小淘气。在流畅温馨的钢琴背景音乐中，欢快的鸟鸣此起彼伏，很好地烘托了主题。

二、应用环境：数字贺卡是要放在某一个网站，用e-mail告知相关的朋友来浏览即可。这样对方可以选择是否浏览，不会强迫性地接受较大容量的e-mail文件。由于动画放在网上，动画的文件容量就是要考虑的主要问题之一。既要在浏览器中较完整地体现贺卡的主题，又不能太复杂。因此，选择GIF格式来构成动画可达到较好的整体效果。

三、总体构图：贺卡应充满整个浏览器窗口，但GIF文件的幅面又不能太大，否则容量太大。根据主要图像素材，以鸟巢构成动画的背景，贺卡的色彩以小主人的色彩（皮肤色彩和草帽色彩系列）为主，以突出主题。因此要求整个贺卡画面也采用黑色背景，这样不仅利于动画融于整体之中，也利于不同图像间的色彩过渡。文字另存成小图，以减少整体容量。

四、动画素材处理：GIF动画由两幅图像构成。第一幅图构成动画的主画面和背景，通过前两幅素材的叠加处理完成，并借用Java实现倒影效果。第二幅图表现抓小鸡，采用相同的背景，幅面较小以减少容量。

五、动画生成：用两幅静态图构成GIF动画，注意抓小鸡图块的定位要使得人像变化时背景完全不变。动画中图块的延时要在浏览器中调整。由于倒影图像并没有变化，更增加了“瞬间”的效果。

六、文字编排：文字内容要点题，用中英文表达以增加贺卡的适用范围。文字的色彩选用主色系中饱和度较低的单一色，与主色调相呼应，并突出主体。字体的选择要单薄、活泼一些，与孩子的形象一致。文字采用黑色背景的四幅小图构成，这样不仅可以减少贺卡的整体容量，而且在排版与构图上可以灵活多变，突破动画矩形幅面的呆板，使整体构图更加生动活泼。