皮克斯动画,IOS动画的前世今生

日期:2019-09-26编辑作者:现代文学

 

   很久很久以前就决定即使今年夏天天天喝粥也要到电影院里去看WALL.E,可惜直到手中捏着的兑换券被捏出水来也没有等到电影院门口出现脑残的机器人总动员海报,去港澳台看迫于囊中羞涩无人埋单,可即便去能美国投奔富有的老姐,等签证出来飞他个几十个钟头到那里,老里八早就下片洗洗睡了。
    还好豆瓣上高人多,在得出原来我家门口卖各种d9、d5、highdvd的兄台是广电总局人士的结论之后,我是不指望今年能为各大影院贡献上留有余温的票房收入了。
    所谓破罐子破摔,看不了IMAX看不了BD看不了DVD我就在我17寸CRT上看TS版,管他什么特效音效,我就不信皮克斯的电影不好看,当年在小琛子家里一伙人对着那台画面抖得很有艺术感的18寸电视看“怪物公司”,结果四个人笑得全从床上翻到地上,去年我在某周一看了DVDRIP的“美食总动员”,之后一直推荐别人去电影院看,结果自己比人家更早周三就去电影院瞅了,还是国语配音版。
    皮克斯那就是神啊,我看着屏幕上模模糊糊的WALL.E和EVE,字幕也没不过基本上都是那种R2D2的机器语-_-b,但是片子最后耳机里传出WALL.E的那一句抖活活的“E.....VE”,我还是感动得忍不住抓起身边的窗帘......擦汗......为了省电看片子的时候空调还是免了吧。
    不管是今年、明年还是后年,我一定要等到广电总局那帮人的大脑沟回恢复正常。

     动画是IOS开发过程中很重要的一块知识点,平移,旋转,翻转,改变透明度等,我们开发需求中时不时就会遇到,有时还会遇到更加复杂的动画需求,这就要求我们IOS开发者必须对动画知识点有一定的了解。

动画双雄

购买皮克斯时,乔布斯隐约看到了未来。但如果有哪个穿越回1986年的人跑去告诉乔布斯,你买下的这个技术小组,要经历10年的磨难和动荡才能看见曙光,而且,在这长达10年的时间里,还会像NeXT一样成为只有投入没有产出的包袱,不知道当年的乔布斯会作何感想。

其实,一直到乔布斯收购之后好几年,皮克斯的商业计划还主要集中在销售三维图形计算机及相关的软硬件技术上。虽然公司里有几个人在琢磨如何用这些技术制作动画短片,但那也只是展示技术、帮助营销的副业。皮克斯当时可没有自己去投资拍摄动画电影的计划。

谁知,无心插柳柳成荫。本来是皮克斯主业的图形计算机生意越做越差,最终落得个与NeXT硬件部门一样被解散、出售的下场。原本只是皮克斯副业的动画内容制作却在10年后为我们奉献了一出出震撼世界的大戏。

10年之后,皮克斯带给全世界的,是下面这些地球人耳熟能详的电影片名:

  • 1995年,《玩具总动员》
  • 1998年,《虫虫危机》
  • 1999年,《玩具总动员2》
  • 2001年,《怪物公司》
  • 2003年,《海底总动员》
  • 2004年,《超人总动员》
  • 2006年,《汽车总动员》
  • 2007年,《料理鼠王》
  • 2008年,《Wall-E》
  • 2009年,《飞屋环游记》
  • 2010年,《玩具总动员3》

还需要再罗列下去吗?

这些曾让几十亿的地球人开怀大笑,莫名感动的三维动画电影,全都出自乔布斯所拥有的皮克斯公司!

皮克斯在电影史上的地位,皮克斯的三维动画电影为电影技术革命所作的贡献,无论如何渲染都不过分。简单地说,在皮克斯之前,所有动画长片都是手工绘制的二维画面。在皮克斯之后,三维电脑动画一跃成为了动画电影的主流。

差不多60年前,迪士尼用一部《白雪公主》开创了二维动画长片的黄金时代;60年后,乔布斯的皮克斯公司则直接用电脑为动画片增加了一个维度,并把动画师从纯手工劳动中解放了出来──这件事的革命意义,绝对可以与电脑在办公领域取代纸、笔和打字机相提并论。

就像苹果的基因来自乔布斯和沃兹一样,皮克斯将技术和电影艺术完美结合的基因,来自这个小团队的两位创始人:一位叫阿尔维·雷·史密斯(Alvy Ray Smith),另一位叫埃德温·卡特穆尔(Edwin Catmull)。

史密斯先生是斯坦福大学的计算机科学博士,毕业后在纽约大学的电子工程和计算机科学系当助理教授。单从这份简历看,史密斯先生绝对算得上高智商、高学历,只要在学校混几年,不难成为纽约大学的资深教授。

可史密斯先生不这么想。他的骨子里,其实和乔布斯年轻时一样叛逆。史密斯宁愿在滑雪中摔得浑身几处骨折,也不愿老老实实待在学校里教书育人。他疯狂地追求与众不同的生活方式,喜欢一切书本以外的东西。他研究艺术,喜欢心理学,甚至爱好占星术。他把自己打扮成流浪汉和嬉皮士,过着散漫不羁的生活。当然,他最热爱的还是计算机科学,但一时还没有想清楚,自己这一辈子,究竟该研究点儿什么好。

终于,史密斯先生在一次滑雪事故后,卧床休息了3个月。这3个月里,他冥思静想,决定辞去纽约大学的教职,只身到硅谷闯荡。

在硅谷的第一年,年轻的史密斯完全是在颠沛流离中度过的。迫于生计,他一边闲逛,一边在伯克利大学兼职教课。1974年的一个周末,史密斯为了借几本书,逛到了斯坦福的校园。在这里,他遇见了一位叫迪克·舒普(Dick Shoup)的老朋友。舒普当时在施乐的帕洛阿尔托研究中心做图形学方面的研究,他盛情邀请史密斯到研究中心看一看。

没错,又是施乐的帕洛阿尔托研究中心。当年,乔布斯就是在这里被震撼后,「偷」走了神奇的图形用户界面技术。在这里,各种未来科技琳琅满目,却都被施乐束之高阁。施乐就像个屋里收藏了奇珍异宝却不懂得鉴赏、利用的土财主,每次都便宜了那些有眼光、有见识的来访者。

史密斯就是这些幸运的来访者中的一员。在研究中心,他被舒普主持开发的一款软件吸引了。软件的名字叫SuperPaint,拥有好几样神奇的功能:绘制与编辑彩色图形,直接截取电视输出并进行后期编辑,制作二维动画并输出成视频。这玩意儿简直是太酷了!

「这不就是我千里迢迢来到加州的意义所在吗?」史密斯对自己说。

舒普劝史密斯留下,帮忙开发SuperPaint软件。史密斯一口答应。可当时施乐并没有空闲的职位。舒普想了想,干脆来了个暗度陈仓,用设备采购的账目付薪水给史密斯,其实就是通过做假账,为史密斯在研究中心打临时工解决了报酬问题。

在帕洛阿尔托研究中心的工作经历让史密斯找到了自己的奋斗方向──计算机图形学。他喜欢编程,也喜欢艺术,而计算机图形学恰恰是技术和艺术的最佳结合点。

不过好景不长,施乐很快发现了造假账的行径,史密斯不得不中断了非法打工的生涯。

已经点燃的激情再也无法熄灭。史密斯没有办法停下来了,他必须在计算机图形学的道路上走下去。他很快听说,盐湖城的犹他大学也有一台高性能的图形计算机,有人在做计算机图形学方面的研究。他二话不说就径直驾车奔向盐湖城,那劲头儿,颇有一点儿乔布斯当年到印度朝圣的架势。

好事多磨,赶到犹他大学的史密斯失望地听说,一位来自纽约长岛的亿万富翁亚历山大·舒尔(Alexander Schure)几天前刚刚来到这里,不仅花高价把图形计算机买走,还把这里最强悍的一位计算机图形学专家埃德温·卡特穆尔也一并挖走。

纽约?亿万富翁?亿万富翁也搞计算机图形学?史密斯吃惊得合不拢嘴。详加打听,他才大致了解了这位亿万富翁的来龙去脉。

原来,这是一个热衷教育与科学的亿万富翁。就像热爱足球的阿布拉莫维奇花巨资买下切尔西来实现梦想一样,舒尔最喜欢做的事就是投资教育和科研机构,他曾亲自投资和创立了纽约理工学院。因为经常参与教育和科研,舒尔对未来科技也很感兴趣。1974年前后,舒尔发现了用计算机制作动画的潜力。在技术方面,他是个门外汉,但他的商业头脑告诉他,这也许是个未来的方向,几年后,也许自己可以成为新一代的华特·迪士尼。

就这样,梦想着成为迪士尼二世的舒尔以纽约理工学院为平台,开始疯狂投资计算机图形技术。东西海岸之间,只要是和计算机图形学沾边儿的地方,只要有可以挖的人和技术,他就直接飞过去拍出巨额支票。

「好吧,既然是个喜欢计算机图形学的亿万富翁,那怎么着也要去东海岸走一趟喽。」史密斯对自己说。

这一趟没有白走。虽然舒尔未必是史密斯真正喜欢的投资人,但如果不到纽约去一次,史密斯就不会在纽约理工学院的计算机实验室中见到他未来的创业伙伴卡特穆尔。

牛人卡特穆尔并不像史密斯那样叛逆和嬉皮,他只是从小就在爱好和职业的矛盾间挣扎纠结。小时候,卡特穆尔迷上了迪士尼的动画电影,满脑子都是《彼得·潘》和《皮诺曹》中的动画形象。他在白纸装订的册子上画上一帧帧的画面,然后快速翻动册子「放映」自己的动画短片。他的梦想是有朝一日也能成为杰出的电影动画师。但很不幸,他很快发现自己的绘画才能并不是特别出色,远远无法达到杰出电影动画师的要求。

在理想和现实中纠结的卡特穆尔最终找到了解决问题的办法。他觉得,也许自己可以用迂回的方式到达目标。要拍动画电影,画画并不一定是惟一的手段,高科技没准儿会成为动画电影的另一个支点。卡特穆尔很快就把自己的兴趣转移到了数学与图形学上,在犹他大学,他选择了物理和计算机科学专业。

正版管家婆马报彩图,读研究生和博士期间,卡特穆尔和阿兰·凯一起师从于犹他大学的大师级人物──计算机图形学、图形用户界面和因特网的先驱伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)。在苏泽兰的启发下,卡特穆尔进一步坚定了用电脑实现三维图形动画的决心。

1973年,卡特穆尔做了一次用电脑制作三维动画影片的尝试,这大概是人类历史上的第一次。他在一个不长的镜头中,用计算机对自己的左手建模,然后用三维动画技术让这只手在屏幕上动了起来。后来,这个具有革命意义的镜头被一位好莱坞制片人发现,并被收入到1976年的电影《未来世界》(Futureworld)中。由此,《未来世界》成为历史上第一部使用三维电脑动画技术的电影。

《未来世界》里的那只手看上去幼稚得可笑,活像个塑料模型,一点儿都不真实。但历史恰恰是这样被开创出来的。在随后的时光里,电脑特效爆炸式地发展壮大,《终结者2》里随意变形的液态机器人,《玩具总动员》里逼真的玩具材质,《海底总动员》里炫目的海底光影,当然还有《阿凡达》里奇幻的外星世界,这一切,其实都起源于卡特穆尔的一只左手。

被舒尔挖来的卡特穆尔和追随理想赶到纽约的史密斯一见如故。他们觉得,凭着两个人在计算机图形学方面的造诣,终有一天,动画电影的拍摄方式将因他们二人而改变。

「可是,舒尔这家伙是个门外汉,他什么都不懂。」史密斯对卡特穆尔说。

「我知道,我知道。」卡特穆尔笑了,「管他呢?他有的是钱,这才是重点。他不但喜欢电脑动画,还舍得投资,还放手让我们搞研究,这就足够了,不是吗?这难道不是你我最想要的研究环境吗?」

史密斯和卡特穆尔带领着一群研究人员,一边花着富翁舒尔的钱,夜以继日地搞他们的三维动画技术,一边却偷偷和更懂动画电影的迪士尼公司眉目传情,希望自己的动画技术能被迪士尼看上。但事与愿违,迪士尼的管理层仍沉醉于当年《白雪公主》所开创的手工动画的辉煌,对电脑动画这种新生事物暂时还不感兴趣。

1977年5月,乔治·卢卡斯的《星球大战》上映。史密斯和卡特穆尔在电影院里像其他观众一样看得如痴如狂。和只知道赞叹炫丽画面的普通观众不同,两位懂行的专家心里很清楚,《星球大战》虽然在特技制作水平上独步天下,但却没有运用任何计算机三维动画技术,并不是一部代表未来科技的影片。

星战之父乔治·卢卡斯对此也有清醒的认识。为了制作《星球大战》中的特效,全靠摄影棚拍摄和手工后期制作的方法太复杂了,不可能应对今后越来越大、越来越复杂的场面。卢卡斯开始寻找能简化科幻电影拍摄的技术。他甚至找了一家名为Triple-I的公司为他制作了星球大战中X战机的三维模型。虽然Triple-I的X战机并没有用到《星球大战》里,但卢卡斯还是看到了电脑动画的巨大潜能。

几经周折,卢卡斯找到了史密斯和卡特穆尔,这大概是卢卡斯当时能找到的最棒的电脑动画团队了。动画双雄很快发现,卢卡斯才是既精通电影技术,又肯花钱支持未来科技的理想投资人。双方一拍即合,1979年,史密斯和卡特穆尔带领实验室的大多数研究人员,一起「背叛」了富翁舒尔,转投到卢卡斯的麾下,这就是卢卡斯影业下属的图形工作组的由来。

图形工作组成立不久,就有了初试锋芒的机会。当时,工业光魔承接了为派拉蒙影业的大片《星际迷航2:可汗之怒》制作特效的任务。剧本中有这样一个特效镜头:一个如月球般死寂的星球被称为「创世纪」的技术在分子级别拆毁后快速重组,重建成一个全新的、生机勃勃的星球。这一分多钟的特效对于当时的特技手段而言,实在太复杂了。工业光魔想起了史密斯和卡特穆尔,也许是时候见识一下图形工作室的功力了。

动画双雄带领他们的团队,为这个一分多钟的镜头倾注了全部心力。《星际迷航2》上映时,这段三维特效虽说用今天的标准看还十分幼稚,但在当时已经足够震撼了。

「这镜头棒极了,」卢卡斯对史密斯和卡特穆尔说,「我要在今后的电影里更多地使用电脑特效。」

连一向看不起电脑动画的迪士尼也被「创世纪」撼动了。为了避免被新技术抛弃,迪士尼高层决定,投入资源从事电脑动画的研究。听到这个消息,史密斯和卡特穆尔尝试着再次和迪士尼接触。但结果又一次让二人失望,电脑动画对迪士尼而言似乎仍属于值得一试的新鲜事物,却不是什么值得长期投资的事业,迪士尼自己的电脑动画团队拍摄的短片也惨不忍睹。

不过,史密斯和卡特穆尔在迪士尼还是有了不小的收获。1984年,他们从迪士尼挖到了一个动画奇才约翰·拉塞特(John Lasseter)。拉塞特是精通传统动画绘制的大师,同时又热爱并拥抱新技术。拉塞特在艺术方面的专长正好弥补史密斯和卡特穆尔这两位技术背景创始人的不足。

来到图形工作室,拉塞特成为动画小组的核心,专职负责动画短片拍摄,以帮助宣传和销售三维动画技术。他的第一部三维动画短片作品是《安德鲁和威利冒险记》(The Adventures of Andréand Wally B)。1984年12月,这部短片在计算机图形学会议SIGGRAPH上首次放映就引起了不小的震动。

又一部好莱坞电影将在内地和北美同步上映了!由皮克斯动画工作室出品的《玩具总动员4》,网传内地定档6月21日上映,这也就意味着该片将可能在中国内地和北美地区同步上映。

 

按照IOS动画的发展史和复杂程度,我给他们分为以下几部分。

正版管家婆马报彩图 1

 

1.事物动画 

值得一提的是,今天也有消息说,《蜘蛛侠:英雄远征》内地也已经定档6月28日上映,甚至还比北美提前5天。但这些消息都还有待官方确认。

 

       这是IOS动画最初面对UI层使用的动画,为什么我叫他事物动画大家看下代码就明白了。

正版管家婆马报彩图 2

 

正版管家婆马报彩图 3

此前《玩具总动员4》曝光的预告片中可以看到,胡迪、巴斯光年、土豆先生等玩具老友们又再一次欢聚一堂,展开了一场别开生面的公路旅行。结果路上还遇到了一个拦路的猫,充满了悬念,相信又是欢乐的重聚。

第五章

事物动画实例代码

正版管家婆马报彩图 4

动画总动员──皮克斯的前世今生

 

 

 

 

2.普通的Block动画

据了解,《玩具总动员4》由乔什·库雷执导,配音阵容同样十分强大,有汤姆·汉克斯、琼·库萨克、蒂姆·艾伦、基努·里维斯、吉甘-迈克尔·凯与乔丹·皮尔等人共同配音。

   相对于事物动画,代码结构看着更加美观,简单易用,链式调用,Block回调动画真正的内容,开发代码中几乎都是使用Block动画。

{"type":2,"value":"

正版管家婆马报彩图 5

普通Block动画代码示例

3.Spring-Block动画

     这是IOS7.0以后加入的新特性,动画可以弹式跳动等新的特性。

usingSpringWithDamping就是代表弹式跳动,数值是[0,1];

initialSpringVeloccity代表初始化速度,数值也是[0,1];

正版管家婆马报彩图 6

Spring-Block动画

4.UIView切换动画

一般用在UIView的出现在视图中或者消失在视图中的切换动画。

正版管家婆马报彩图 7

UIView切换动画

5.Frames动画

这个类型的动画相对复杂度要高些,也是IOS7.0以后才有的动画内容。

帧动画的真正的动画内容其实是addKeyframeWithRelativeStartTime:代表相对于总动画开始以后的我这个分动画的相对开始时间,这就是帧动画每个分动画,所有这些分动画加载一起执行完成就是我们要执行的帧动画。

正版管家婆马报彩图 8

帧动画的实例代码

6.属性动画CABaseAnimation

      属性动画,其实是叫核心动画,但是我个人感觉叫属性动画会更贴切些,通过指定keyPath属性,来确定UIView要执行的动画的属性,比如位置position,path,posiion.x,transfor.rotation.y等,然后通过设置fromVlue和toValue来设置动画的起始值,然后把动画加入到UIView的layer中来执行动画。

      属性动画其实内部包括两部分,视图显示部分和属性数据部分,我们能看到就是视图显示部分,大部分情况下我们看到只是假象并不是UIView真实情况,比如下面的例子,我们看着lable是停在了动画结束的地方end点的位置,其实我们看到的这只是lable躯壳,他的灵魂依然在start点的位置,如果我们给lable设置了点击事件,我们点击我们最后看到lable的位置end,lable并不会有反应,反而点击原来lable的start的位置会响应点击事件,因为移动过去的只是lable视图层,他的属性数据并没有移动,所以如果我们要想在end位置lable也有点击事件,必须该表属性数据让他跟视图层同步一样。

正版管家婆马报彩图 9

属性动画

注:数据与显示的同步

        虽然上面的代码removeOnCompletion=NO和fileMode=KCAFillModeForwards保证了动画视图层停止到了终点,没有回到动画的原点,但是这只是最后一帧,而且视觉效果也不算完美,这是因为数据层和视图显示层不同步导致的,此时的数据层还是动画前的数据,所以我们要更改数据层的数据让他跟视图层的数据同步,方法就是我们只给动画CABaseAnimation设置fromValue不设置toValue,而是直接把toValue的值设置给数据层,这样不但视图上更完美了,而且还使视图跟实际数据统一,不会导致视图显示的位置和响应点击事件的位置不一样的尴尬事件产生。实例代码如下:

正版管家婆马报彩图 10

UIView属性层数据和视图层数据同步

我们可以扩展到任意的CAAnimation对象,比如CAKeyFrameAnimation和CABaseAnimation等。

以上是本人研究IOS动画的个人见解,难免会有纰漏,欢迎大神指点,也欢迎打赏关注。

以后有时间会添加CALayer及其子类的使用,比如CAShaperLayer,CATextLayer和CAGradientLayer等,如感兴趣请多多关注。

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