Games101课程笔记_lecture21_动画与模拟
整个课程讲了光栅化，几何，光线传播，动画/模拟/仿真。前面的课程都是静态的，运动的物体如何做呢？
1 history
1 动画是什么？
让物体动起来。
美学问题
几何的扩展。
每一帧有不同的图，3D的一张图在时间上做个扩展。
电影:24帧/s
视频：
虚拟现实：90fps。不晕的话需要达到90。
游戏：144
2 历史
远古：
1831
电影:1878年
最早的电影是做科学研究的，并不是来娱乐的。
完整长度，手绘的。
24*
1963年。
1872年：
1972年
1993年。
整个电影都是电脑生成的—玩具动员–光栅化。1995
2009年
冰雪奇缘2 2019年
2 keyFrame animation
1 什么是关键帧
关键帧定义一个动画的走向
最厉害的艺术人画关键帧，中间的帧让其他人画。
flash–自动生成中间的过渡帧。
自动化生成中间的过程—是个方向。
最简单的动画技术
2 关键帧技术
插值是一门学问。
线下插值：
3 物理模拟
1 物理模拟的概念。
大部分用的是物理模拟。
推到各种物理公式，来预测顶点的变化。
把受力的模型建立出来。
模拟的好 的话，不会有反物理的现象。
穿模现象是不会发生的。
流体：
2 Mass Spring System 质点弹簧系统
1 例子：
2 概念
从a到b的作用力是多大。
有个问题是：永远会震动下去
引入一个摩擦力：damping force
b上面有个点是速度。
但是也有个问题：会让所有的运动停下来。只能描述外部的力，不能描述内部的力。
接近办法：内部的摩擦力。
希望弹框恢复到正常的长度。
相对速度在这个向量上做了投影。
相对速度沿着ab方向才会做衰减，而垂直ab的不会影响。
不考虑弹框内部；模拟一块布。
切变会收影响。布可以抵抗这种切边。
加入切变:蓝色的线
但是加入后这个结构不对称。
再加另外一个方向的切向:
但是还是不行，没办法接近非平面的弯曲:
加入红线。红色比较弱，抵抗非平面的弯曲。
物理模拟是对真实物理世界的简化的方法。
有限元方法:应用于车子碰撞。力之间有传导。
传导的过程就是有限元，一个东西如何扩散。
3 粒子系统
粒子的运动受到一系列的力。
可以模拟流体。
粒子和粒子之间的力—引力等。
困难的地方在于:研究力和力之间的关系的方程。
定义是model
学术更关注解
粒子系统步骤如下:
粒子和粒子之间的力:
力 的粒子:
先模拟后渲染，肯定是可以的。
模拟作用力后，就可以呈现出不同的状态----水等
ODE：
定义群体和个体之间的关系：
4 Kinematics运动学
正运动学和逆运动学
1 正向运动学
pin
Ball
Prismatic
2 逆运动学
我要的是最后的位置，中间的关键自己
固定p点，你自己解sita1，sita2/
这个解就有点问题了。
可能出现不是唯一解
解并不是总存在。
采用优化方法。
5 Rigging
逆运动学的应用。
给东西添加动作，做各种造型。
用控制点来调出各种不同给表情/
面部表情的控制；
这些点是如何控制的，是艺术家做的。
6 动作捕捉
用一系列的控制点
用计算机视觉来识别控制点。
好处是：真实
缺点:复杂，捕捉的动画不满足艺术家的要求
基本都是采用光学的方法:
小球是mark。
阿凡达–
7 现代化动画电影产业
画草稿（原画）— pre
产品线:VFX 各种各样的效果
美工的工资–开销很大
计算机计算的成本-----每份每s都在烧钱
下节课就是主要讲如何计算。
欧拉方法，拉格朗日方法。
8 视频
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