动画基础教程 | 学习动画运动的基本规律

2023-07-26 理论教育版权反馈

【摘要】：这类物体在受到力的作用时，其不同的部分依次运动，似波浪在传递，因此称之为波形曲线运动。波动在方向上有波峰和波谷，分别是振动的最大值和最小值。

动画的制作就是给原本无生命的角色造型赋予生命力的过程，让观众的头脑中产生“这个形象是活的”的错觉，使虚拟事物看起来真实可信。

在现实生活中，要感受到物体的可信度，离不开人的生理感觉对物体的反应，包括视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等。而在这个已经完全能适应从银幕或者其他媒介上认可事物存在的时代，视觉和听觉担负了在观众脑海中塑造具有真实感的存在的主要任务。

学习动画运动规律，要从自然界中物体在力的作用下所呈现的运动趋向和特征出发，观察、理解、提炼并总结出其具有动漫特点，甚至夸张诙谐的创意视觉表现。

动画的一般运动规律，根据运动方式主要分为惯性运动、弹性运动、曲线运动。并且在力学原理中，任何一个动作的完整实现，都离不开它的开始与结束——预备动作和缓冲动作。因此，学习游戏动画的制作，首先必须熟悉掌握这五种基本规律。

8.1.1　惯性运动

牛顿第一定律中最重要的前提就是：一切物体皆有惯性。所谓惯性，就是指物体有保持它原来运动状态的趋势。

所以，一个物体从静止状态开始运动，或者运动着的物体突然停止，便会产生惯性现象。物体的惯性的大小是由物体的质量决定的，物体的质量越大，它的惯性就越大；物体的质量越小，它的惯性就越小。

在日常生活中，物体惯性的现象是随处可见的。而在动画中，惯性现象的灵活使用更是大幅度增加了画面的动感，如图8-1所示汽车刹车的惯性表现。

如图8-1所示的原画，动画中的运动本身是由一幅幅画面构成的，靠画面与画面之间的变化幅度来制造运动的感觉。写实类的造型按照现实的运动变化处理，而夸张风格的动画则会把生活中的物理现象加以夸大强调。因此，根据力学惯性的原理，夸张形象动态的某些部分叫作惯性变形。

图8-1　汽车刹车后用车体上部的变形运动来表现惯性

表现惯性变形时，必须掌握几个要点：

① 掌握动作的速度与节奏。速度越快，惯性越大，变形幅度也越大。

② 变形只有一瞬间，之后要迅速恢复到正常形态。

③ 夸张变形的幅度根据动画的内容与风格来决定。

④ 源于现实，高于现实。根据肉眼观察到的规律加以适当的夸张，来取得更为强烈的动态效果。

8.1.2　弹性运动

由物理学可知，物体在受到力的作用时，它的形态和体积会发生改变，这种改变就是“形变”。并且任何物体受到外力的作用都会改变自己的形状，只是改变的程度和大小不同而已。

而物体在发生形变时，会产生弹性力，变形消失时，弹性力也随之消失。弹性运动始终贯彻着“压缩—释放”这样的过程，即在动画中经常被夸张使用的挤压和伸展效果，如图8-2所示。

图8-2　动画《爆炸头星球》片头中盒子落下的夸张弹性形变效果

弹性在现实中很常见，动画中的弹性运动以皮球从高处落地的弹跳为典型例子，如图8-3所示，皮球落在地面上，由于自身的重力与地面的反作用力，使皮球发生形变，从地面上反弹起来。皮球上升到一定高度，由于弹力逐渐消失，地心引力使皮球再次落回地面，发生形变，又弹了起来，如此反复，直至皮球的弹性形变最终消失，静止在地面。

图8-3　皮球弹性运动过程

同样是皮球，充气足的皮球弹得高，充气不足的皮球吸收了一部分弹力，因此弹跳得低。可见皮球弹跳的高度也是物体属性设置的重要表现方面。

而由于物体质地、重量和受力的大小不同，弹性变形所产生的弹跳力及变形幅度也就会有差异。比如，皮球落地的形变比较明显，产生的弹力较大；铁球落地形变不明显，不容易为肉眼所察觉，产生的弹力较小。

当然，其他物体，如木头、纸团、人或动物等，也能产生弹性变形，因为这类物体的弹力小，变形幅度不明显。在表现人物运动时，如果想让人产生弹性变形，除了对动作姿态进行变形夸张外，还要掌握好动作的速度和节奏，才能使动作效果更明显。如图8-4中张小盒形象的弹性变形运动，除了人物的外形被挤压伸展外，腿部同时屈伸，配合变形产生更为强烈的弹性效果。

图8-4　人物的弹性变形运动

8.1.3 曲线运动

按照物理学的解释，曲线运动是由于物体在运动中受到与它的速度方向成一定角度力的作用而形成的。生活中存在着大量的曲线运动，如投掷铅球产生的抛物线、芭蕾舞者以单脚为轴旋转的圆周运动等。曲线运动是生物运动的基本状态，能使人物或动物的运动产生柔和、圆滑、优美的韵律感，并能表现出各种细长、轻薄、柔软及富有弹性和韧性的物体的质感，充分运用曲线运动能让绘制的动画更加逼真和优美。

动画动作中的曲线运动大致可以归纳为三种类型：弧形曲线运动、波形曲线运动、“S”形曲线运动。

1.弧形曲线运动

物体的运动轨迹呈弧形状态的，统称为弧形曲线运动。最典型的弧形曲线运动包括抛物线运动和圆周运动等，如图8-5所示。

图8-5　投掷东西产生抛物线

表现抛物线时，应注意两点：一是抛物线大小的前后会有变化；二是要掌握好运动过程中的加减速度。

除了最常见的抛物线运动外，当某些物体的一端固定在一个位置上时，受到的力的作用使其运动路线呈弧形曲线，也是一种弧形曲线运动。比如人体四肢的摆动动作，受到关节的制约，手脚的运动路线总是呈弧形曲线，而不是直线运动。因此，人的肢体在不同部位协调运作下，能够产生舒展柔和的曲线运动，如图8-6所示。

2.波形曲线运动

波形曲线运动是针对本身质地比较柔软，有一定长度的物体而言的。这类物体在受到力的作用时，其不同的部分依次运动，似波浪在传递，因此称之为波形曲线运动。

在物理学中，把震动的传播过程称为“波”。波动在方向上有波峰和波谷，分别是振动的最大值和最小值。当柔软的物体由于力的作用，受力点从一端向另一端推移，在某一点上振动连续出现时，就呈现出波峰变波谷、波谷变波峰的交替起伏，产生波形的移动，也就是波形曲线运动，如图8-7所示。

图8-6　人类以关节为中心产生的曲线运动

图8-7　细长柔软的围巾受到风力作用产生的波形曲线运动

为了更好地理解波形曲线的规律，可以通过一连串顺序滚动的圆球对一块柔软的布所造成的影响来加以说明（图8-8）。

图8-8　球在布下面滚动

3.“S”形曲线运动

花朵、海带和纤细的小草在摆动时，分别呈现出弧形运动、波形运动和“S”形运动，通过比较能发现这三种运动其实是一脉相承的，如图8-9所示。柔软物体在运动时，跟随和交搭的特性非常明显。当物体形态柔软到一定程度后，就会出现“S”形曲线运动。

图8-9　花朵、海带及小草的曲线运动

“S”形曲线运动的特点：物体本身在运动中呈“S”形；其尾端的运动路线也呈“S”形。最典型的“S”形曲线运动是动物的长尾巴在甩动时所呈现的运动。尾巴甩过去，是一个“S”形；甩过来，又是一个相反的“S”形，如图8-10所示。

图8-10　狐狸尾巴甩动呈现的“S”形曲线

8.1.4　预备动作

在生活中，预备动作几乎发生在所有的动作中。预备动作的规律、表现及运用是每个动画创作者都应该了解和熟悉的。

根据牛顿第三运动定律，每一个动作都有平衡的和相对的反作用力。因此，对于原画人员来说，预备动作是指角色向某一方向运动前所呈现的一个反方向动作，是主动作前的准备动作，目的是积蓄力量，以便更好地完成主动作。

预备动作的规则是：当要向某一方向去之前，先向其反方向去。

比如图8-11中，A姿势要到C姿势之前，要先经过B姿势，并且需要注意的是，从A到B经常是减速的过程，而B到C则是加速的过程，又或者可以这么说，B是A为了更快地到达C的前提。

因此，预备动作不但速度较慢，而且比主要动作的幅度要小一些；主要动作越有力，预备动作的幅度就应当越大。

图8-12是《爆炸头星球》中VC高往地下摔假发的动作，在大力摔之前，举起的手先往后摆动了两帧（幅度小动作慢），接着下一帧手臂已经摆动到下部（幅度大、动作快），完成了用力摔的动作。

图8-11　预备动作规则示意图

图8-12　甩假发的预备动作和主要动作

当然，不是所有的动作都需要画出预备动作，特别是在比较细微幅度的动作之前，或者根据动画本身的风格和剧情需要，适当地夸大或者削减预备动作可以增加幽默效果。

8.1.5　缓冲动作

如果说预备运动是动作的前奏，那么缓冲运动则是动作的尾声。缓冲是从惯性而来，是指物体动作停止后的惯性运动，也是物体受到力的作用后还原的过程。

越是大、快、激烈的动作，就必须考虑如何设计预备动作和缓冲动作，就像在现实中任何人都不能百米冲刺到终点后立即停止。而在动画片中，表现大、快、激烈、迅速的动作过程，主动作经常只有几帧而已，观众来不及反应就一晃而过。动画必须利用预备动作和缓冲动作来丰富观众的视觉感受，这也是原画设计师必须做的重要工作之一。

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