Любой кино или видеофильм можно представить как последовательность статических изображений (кадров), которые очень быстро сменяют друг друга. Так человеческий глаз не может уследить за сменой одного кадра другим, субъективно этот поток изображений выглядит как одна движущаяся картинка. Для достижения такого эффекта частота кадров должна быть достаточно велика. В зависимости от способа хранения и представления отдельных кадров фильма, компьютерная анимация, также как и графика, относятся к одному из двух видов анимации — покадровой или трансформационной.

Покадровая анимация

Покадровая анимация представляет собой набор кадров, хранящихся как отдельные изображения и сменяющих друг друга с большой скоростью.

Преимущества покадровой анимации.

• Относительная очевидность создания.
• Широкие возможности для творчества.

Недостатки.

• Большая трудоемкость создания фильма.
• Проблемы сохранения покадровой анимации в цифровом виде.

Каждый кадр анимационного фильма занимает при хранении определенное пространство на жестком диске. В целом фильм может занять весь объем жесткого диска. Для уменьшения объема хранения надо сжать фильм. Сжатие всегда происходит с потерями. Часть информации не очень нужная при воспроизведении отбрасывается.

Алгоритмы сжатия видео:

• Intel Indeo — разработан компанией Intel в начале 90-х. Обеспечивает слабое сжатие, но без проблем работает на старых компьютерах. Используется для сжатия совсем коротких видеороликов.
• MPEG I — самый первый из этого семейства, разработанный в начале 90-х группой MPEG для записей дисков VideoCD. Обеспечивает среднюю степень сжатия и довольно высокое качество изображения. Существует разновидность этого алгоритма для сжатия звука — MPEG I level 3 (MP3).
• MPEG II — был разработан во второй половине 90-х для записи дисков DVD-Video. Обеспечивает более высокое качество и степень сжатия изображения, чем MPEG I.
• MPEG IV — был разработан во второй половине 90-х специально для распространения фильмов через Интернет. Обеспечивает более высокую степень сжатия, чем MPEG II, а также поддерживает различные дополнительные возможности, например, защиту от несанкционированного кодирования и создания интерактивных элементов.
• DivX — был разработан в конце 90-х группой независимых программистов как бесплатная альтернатива коммерциализированному MPEG IV. Использовался для распространения пиратских копий фильмов, но потом сам коммециализировался.

Современные алгоритмы сжатия MPEG IV и DivX позволяют поместить сжатый в неплохом качестве полноразмерный фильм на обычный компакт-диск. Фактически именно эти два алгоритма позволили создать высококачественное цифровое кино.

Трансформационная анимация

Трансформационная анимация сразу задает поведение того или иного примитива, чем и отличается от покадровой, что не описывает каждый кадр последовательности отдельно.

Для создания трансформационной анимации создаются два кадра, определяющие начальное и конечное состояние изображения. Эти кадры — ключевые. Остальные кадры — промежуточные, будут сформированы программой проигрывателем на основе заданных ключевых кадров.

Трансформационную анимацию проще всего создавать на основе векторной графики. В этом случае, чтобы создать промежуточный кадры, программе-проигрывателю будет достаточно взять параметры примитивов, из которых состоят изображения на начальном и конечном ключевых кадрах, и создать на их основе параметры примитивов для всех промежуточных кадров. Растровую графику анимировать таким образом много сложнее.

Фактически трансформационную анимацию создал пакет Flash. Если до него и существовали какие-то аналогичные разработки, то они остались неизвестными широкой публике.

Достоинства трансформационной анимации.

• Исключительная простота создания. Нужно создать всего лишь ключевые кадры анимации, задать ее длительность и некоторые дополнительные параметры, а остальное сделает программа-проигрыватель. Отпадает необходимость вырисовывать все входящие в фильм кадры, как это происходит в покадровой анимации.
• Исключительная компактность получающегося массива данных. Векторная графика занимает меньше места, чем растровая, поэтому и трансформационная анимация занимает меньше места, чем покадровая.
• Легкость правки трансформационной анимации. Чтобы исправить что-то в классическом фильме, нам придется перерисовать или переснять целые сцены. В случае же трансформационной анимации во многих случаях нужно будет только изменить пару параметров функции, задающую анимацию.

Если с помощью покадровой анимации можно делать все, то с помощью трансформационной анимации— только самые простые движения.

Flash позволяет создавать как покадровую, так и трансформационную анимацию. Мы можем объединить достоинства и избавиться от недостатков этих двух видов анимации.

Применение разных видов анимации

Покадровая анимация незаменима при создании сложных фильмов с богатой графикой.

Трансформационная анимация, наоборот, пригодна для создания простейших анимационных эффектов для веб-страниц. В виде трансформационной анимации создаются простейшие фильмы рекламного, развлекательного и учебного назначения. Помимо этого, трансформационная анимация прекрасно подходит для создания на Flash пользовательских интерфейсов и целых программ (всплывающих меню, кнопок и т.д.). Поэтому для простейших случаев используется трансформационная анимация, для более сложных — покадровая.

Форматы видео

Практически все форматы, кроме формата Shock-wave/Flash, обеспечивают сохранение только покадровой анимации. Все они, за небольшим исключением, поддерживают Flash.

В отличие от графических форматов GIF, JPEG, PNG, ни один видеоформат не поддерживается веб-обозревателем напрямую (единственное исключение — анимированный GIF, но это не совсем видео). Чтобы просмотреть помещенный на веб-страницу фильм, придется использовать дополнительную программу. Эти программы включены в состав поставки всех современный веб-обозревателей.

Формат QuickTime

Формат QuickTime — один из самых первых форматов видеофайлов, получивший широкое распространение. Разработанный фирмой Apple в начале 80-х годов.

Позволяет хранить видео и аудиоинформацию в одном файле с расширением mov. Для сжатия данных используется одноименный алгоритм. Степень сжати довольно велика, но качество фильма не очень, по сравнению с качеством группы MPEG. Широко применяется для распространения коротких музыкальных, рекламных и обзорных видеоклипов.

Формат AVI

Формат AVI разработан компанией Microsoft в начале 90-х для использования в пакете Microsoft Video for Windows — мультимедийном расширении операционной системы Windows.

Позволяет хранить видео и аудиоинформацию в одном файле с расширением avi.

AVI — абсолютный лидер на платформе Windows. Широко используется для самых разных фильмов. Иногда используется в веб-дизайне.

В настоящее время компания Microsoft признала формат устаревшим в силу некоторых ограничений. На смену ему подготовлен формат WMV.

Формат MPEG

Формат MPEG разработан в начале 90-х одноименной группой программистов для сохранения фильмов на компакт-дисках CD и DVD.

Файл формата MPEG может хранить видео и аудиоинформацию и имеет расширение dat, vob,mpg, mpe, mp1, mp2, mp4. Для сжатия данных чаще всего используются алгоритмы MPEG I, MPEG II, MPEG IV, DivX.

В веб-дизайне практически не применяется.

Формат WMV

Формат WMV (Windows Media — Video) — это дальнейшее развитие формата AVI. Разработан компанией Microsof в конце 90-х.

Файлы WMV могут хранить видео и аудиоинформацию и имеют расширение wmv и asf. Для сжатия информации использует собственный кодек. Имеет средства защиты от несанкционированного копирования. Существует особая разновидность формата, предназначенная для хранения звука. Файлы такого расширения имеют расширение wma (Windows Media — Audio).

В веб-дизайне практически не применяется.

Формат RealMedia

Формат RealMedia разработан компанией RealNetwork в середине 90-х специально для распространения видео через Интернет.

Позволяет хранить видео и аудиоинформацию в одном файле с расширениями rm и smil. Для сжатия данных используется одноименный алгоритм. Степень сжатия весьма велика, и достигаемое при сжатии качество фильма также достаточно высоко.

В веб-дизайне практически не применяется. Формат RealMedia не поддерживается Flash.

Формат анимированный GIF

Формат анимированный GIF используется для хранения анимации. Позволяет записывать в один файл несколько изображений, которые станут кадрами фильма.

Поддерживается веб-обозревателями напрямую. Недостаток: такой фильм невозможно остановить.

Широко применяется в веб-дизайне. В нем создают рекламные баннеры и элементы оформления страниц.