爱华网动画运动规律
第一章：运动规律基本原理
1．1 动画基本元素
动画，是运动的艺术，它的内容是在屏幕播放的即时声画运动当中表现出来的。
动画的运动，不是客观实体的运动，而是完全虚拟的“幻觉”，是人为创造出来的运动，我们做一个动画，可以说是一个艺术创作的过程。所以，我们必须熟练掌握运动的各种技巧和规律，才能更好地发挥动画艺术的表现力。
动画片中的活动形象，不象其它实拍电影那样，用胶片直接拍摄客观物体的运动，而是通过对客观物体运动的观察、分析、研究，用动画片的夸张、强调等表现手法，一张张地画出来，连续放映。因此，动画片表现物体的运动规律既要以客观物体的运动规律为基础，又不能简单的模拟。它有自已的特点，动画中的运动要通过对客观运动的提炼和夸张。
研究动画片表现物体的运动规律，首先要弄清时间、空间、张数、速度的概念及彼此之间的相互关系，从而掌握规律，处理好动画片中动作的节奏。
一、时间
动画里所说的“时间”，是指影片中角色或者物体，在完成某一动作时所需的时间长度。这一动作所需的时间长，其所占片格的数量就多；动作所需的时间短，其所占的片格数量就少。
一般动画片中的动作节奏比实拍电影要快，镜头相对要短（一部放映几分钟的动画片起码有上百个镜头），因此在计算一个镜头或一个动作的时间（长度）的时候，要求要很精确，除了以“秒”为单位外，往往还要以“格”为单位。电影是1秒24格，因为人眼的反应时间是50毫秒。
制作动画，很多时候需要计算时间作为参考，可以使用秒表作为工具。在想好动作后，一面做动作，一面用秒表测时间。对于有些无法做出的动作，如一些角色在空中翻筋斗、在高空飞翔或是大雪纷飞，乌云翻滚等，往往用手势做些比拟动作，同时用秒表测时间，或根据自己的经验，用脑子默算的办法确定这类动作所需的时间。还有，对于有些自己不太熟悉的动作，也可以参考片实拍片段，然后计算这一动作的长度（秒数、格数），然后确定动画里所需的时间。
实践中发现，完成同样的动作，动画片所占胶片的长度比实拍影片要略短一些。例如，用胶片拍摄真人以正常速度走路，如果每步是14格，那么动画片往往只要拍12格，就可以造成真人每步用14格的速度走路的效果；如果动画片也用14格，在银幕上就会感到比真人每步用14格走路的速度要慢了。这是由于动画一般是由线条和色块组合的造型比较简单的缘故。因此，当我们在确定动画片中某一动作所需的时间时，常常要根据实际动作的时间长度，稍稍打一点折扣，才能取得预期的效果。另外，很多时候，在动画片中，为了营造一些动作的夸张效果，往往会使动作更快，以很少的格数就完成一个动作。
二、空间
所谓“空间”，可以理解为动画片中活动形象在画面上的活动范围和位置，但更主要的是指一个动作的幅度（即一个动作从开始到终止之间的距离）以及活动形象在每一张画面之间的距离。
动画设计人员在设计动作时，往往把动作的幅度处理得比真人动作的幅度要夸张一些，以取得更鲜明更强烈的效果。
此外，动画片中的活动形象做纵深运动时，可以与背景画面上通过透视表现出来的纵深距离不一致。例如：表现一个人从画面纵深处迎面跑来，由小到大，如果按照画面透视及背景与人物的比例，应该跑十步，那么在动画片中一般只要跑五、六步就可以了。
三、速度
所谓“速度”，是指物体在运动过程中的快慢。按物理学的解释，是指距离与通过这段距离所用时间的比值。在通过相同的距离中，运动越快的物体所用的时间越短，运动越慢的物体所用的时间就越长。所以，在动画片中，物体运动的速度越快，所拍摄的格数就越少；物体运动的速度越慢，所拍摄的格数就越多。
四、匀速、加速和减速
物理学里，如果在任何相等的时间内，物体所通过的距离都是相等的，那么，物体的运动就是匀速运动；如果在任何相等的时间内，物体所通过的距离不是都相等的，那么，物体的运动就是非匀速运动。非匀速运动又分为加速运动和减速运动。速度由慢到快的运动称加速运动；速度由快到慢的运动称减速运动。
在动画片中，在一个动作从始至终的过程中，如果运动物体在每一张画面之间的距离完全相等，称为匀速运动；如果运动物体在每一张画面之间的距离是由小到大，那么拍出来在银幕上放映的效果将是由慢到快，称为加速运动；如果运动物体在每一张画面之间的距离是由大到小，那么拍出来在银幕上放映的效果将是由快到慢，称为减速运动。
造成动作速度快慢的因素，除了时间和空间（即距离）之外，还有一个因素，就是两张原画之间所加中间画的数量（张数）。中间画的张数越多，速度越慢；中间画的张数越少，速度越快。即使在动作的时间长短相同，距离大小也相同的情况下，由于中间画的张数不一样，也能造成细微的快慢不同的效果。我们必须观察、分析、研究动作过程中每一格画面（1/24秒）之间的距离的变化，掌握它的规律，根据剧情规定、影片风格以及角色的年龄、性格、情绪等灵活运用，把它作为动画片的一种重要表现手段。
五、时间、距离、张数、速度之间的关系
前面讲了时间、距离、张数、速度的基本概念，从一个动作来说，所谓“时间”，是指甲原画动态逐步运动到乙原画动态所需的秒数多少；所谓“距离”，是指两张原画之间中间画数量（格数）的多少；所谓“速度”，是指甲原画动态到乙原画动态的快慢。
在分析时间、距离、张数三个因素与速度的关系的时候，初学者往往容易产生一个错觉：时间越长，距离越远，张数越多，速度就越慢；时间越短，距离越近，张数越少，速度就越快。
但是有时并非如此，例如：
甲组：动画24张，共24格=1秒，距离是乙组的二倍。乙组：动画12张，共12格=0.5秒，距离是甲组的一半。
虽然甲组的时间和张数都比乙组多一倍，但由于甲组的距离也比乙组加长了一倍，如果把甲组截去一半，就会发现与乙组的时间、距离和张数是完全相等的，所以运动速度并没有快慢之别。由此可见，当影响速度的三种因素都相应地增加或减少时，运动速度不变。
只有将这三种因素中的一种因素或两种因素向相反的方向处理时，运动速度才会发生变化，例如： 甲组：动画12张，共12格=0.5秒，距离是乙组的二倍。乙组：动画12张，共12格=0.5秒，距离是甲组的一半。甲组的距离是乙组的二倍，其速度也就相应地快一倍。由此可见：在时间和张数相同的情况下，距离越大，速度越快；距离越小，速度越慢。六、节奏
整个影片的节奏，是由剧情发展的快慢、蒙太奇各种手法的运用以及动作的不同处理等多种因素造成的。我们现在说的不是整个影片的节奏，而是动作的节奏。
一般说来，动画片的节奏比其它类型影片的节奏要快一些，动画片动作的节奏也要求比生活中动作的节奏要夸张一些。
在日常生活中，一切物体的运动（包括人物的动作）都是充满节奏感的。动作的节奏如果处理不当，就象讲话时该快的地方没有快，该慢的地方反而快了；该停顿的地方没有停，不该停的地方反而停了一样，使人感到别扭。因此，处理好动作的节奏对于加强动画片的表现力是很重要的。
造成节奏感的主要因素是速度的变化，即“快速”、“慢速”以及“停顿”的交替使用，不同的速度变化会产生不同的节奏感，例如：
A．停止----慢速----快速，或快速----慢速----停止，这种渐快或渐慢的速度变化造成动作的节奏感比较柔和。
B．快速----突然停止，或快速----突然停止----快速，这种突然性的速度变化造成动作的节奏感比较强烈。
C．慢速----快速----突然停止，这种由慢渐快而又突然停止的速度变化可以造成一种“突然性”的节奏感。
由于动画片动作的速度是由时间、距离及张数三种因素造成的，而这三种因素中，距离（即动作幅度）又是最关键的，因此，关键动作的动态和动作的幅度往往构成动作节奏的基础。如果关键动作的动态和动作幅度安排得不好，即使通过时间和张数的适当处理，对动作的节奏起了一些调节作用，其结果也还是不理想的，往往造成比较大的修改。
另外，我们不能因此忽视时间和张数的作用。在关键动作的动态和动作幅度处理得都比较好的情况下，如果时间和张数安排不当。动作的节奏不但出不来，甚至会使人感到非常别扭。不过这种修改较容易，可以增加或者减少中间画的张数。
动作的节奏是为体现剧情和塑造任务服务的，因此，我们在处理动作节奏时，不能脱离每个镜头的剧情和人物在特定情景下的特定动作要求，也不能脱离具体角色的身份和性格，同时还要考虑到电影的风格。
总结起来，掌握了影响动画运动时间速度的各因素之间的关系，我们在创作中就要根据实际情况来决定采用何种办法来调节、操控动画的时间节奏，有效地把握运动的形态特征。
1．2 力学原理与动画
在动画创作中，若仅仅简单地把若干连续的画面按照一定的拍数、张数、格数、距离安排顺连出来，还不能算是真正的动画。因为这样做出来的运动是僵死的、呆板的、没有生气的。在我们的自然生活中，更多的情形是按照力的原理来运动的。所有的物体，包括生命体和非生命体，都要受到各种各样力的作用。由于有力的存在，物体的运动不可能是简单的匀速运动，而是无时无刻不在进行力的转换，也就是无时无刻不在速度的变化过程中。动画的运动也要根据这样的规律来表现物体内在的力，这样才能创造出生动的运动，也才能在虚拟中创造出生命活力。
我们生活在地球上，所有物体受力的基础是地心引力，也就是重力。每一个物体都有它的重量，只有在有力加于它时，才开始运动。牛顿运动定律里：任何物体，如果不受到任何力的作用，将保持静止或匀速直线运动不变。这条定律我们应该这样理解：纯粹的静止和纯粹的匀速直线运动是不存在的，因为在地球上，各种各样的力互相作用，重力，是物体存在要受到的最基本的力。没有物体可以不受重力的影响，也就不可能有物体像牛顿定律里提及的那样不受任何力的作用。从纯粹的理论角度，牛顿第一定律阐述了物体力的内在关系。在动画创作中，我们运用加减速度的方法来表现时间速度的变化，从而体现物体内在的力的关系。
对于无生命的物体来说，运动所受的力主要是外界加于它的力，可能是自然界的力、可能是人为的力，也可能是各种力相互作用的结果。对于有生命的物体来说，除了外部力量，自身的肌肉收缩也同样可以产生动作运动。不过更更要的是在动画中通过动作运动，体现主体的内在意志、情绪、本能，通过对运动的时间节奏的安排，也就是加减速度的安排来表现这些力的关系。
要想表现力，先要对各种力的内在关系有所了解，在力的关系中，作用于物体的力越大，反作用力就越大。下面几种日常生活中常见的力的关系作一下分析。
A. 重力的作用
重力，来源于地心引力，表现为物体的重量。物体的重量越大，改变它的运动状态时所需要的力也越大。要移动一件静止着的重物和要停止一个运动中的重物都不是很容易的。
物体从静止到移动，有一个逐步克服原来的状态的过程，所以是速度由慢到快逐渐加速的过程
B. 摩擦力的作用
摩擦力的大小取决于物体的重力、接触面积和摩擦表面的光滑程度。重力越大，摩擦力就越大；摩擦表面越粗糙，摩擦力就越大；摩擦力越大，物体运动所受的阻力也就越大。
C. 弹性运动
皮球从空中落下，碰到地面马上就会弹起来。皮球为什么会从地面上弹起来呢？物理学告诉我们：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，在物理学中称为“形变”。物体在发生形变时，会产生弹力，形变消失时，弹力也随之消失。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，产生弹力，因此，皮球就从地面上弹了 起来。皮球运动到一定高度，由于地心引力，皮球落回地面，再发生形变，又弹了起来。
物理学的研究已经表明：任何物体在受到任意小的力的作用时，都会发生形变，不发生形变的物体是不存在的。当然，由于物体的质地不同，受到的作用力的大小也不一样，所发生的形变大小也不一样，产生的弹力大小也不一样。有的物体形变比较明显，产生的弹力较大；有的物体形变不明显，产生的弹力较小，不容易为肉眼所察觉。皮球是用橡皮做的，质地较软，里面又充足了气体，因此在受力后发生的形变明显，产生的弹力大，所以弹得很高，并可以连续弹跳多次；如果是实心的木棒，它受力后所发生的形变和产生的弹力都很小；如果是铅球，它的形变和弹力就更小，几乎难以感觉到了。
既然任何物体都会发生形变，那么在动画片中，对于形变不明显的物体，我们也可以根据剧情或影片风格的需要，运用夸张变形的手法，表现其弹性运动。比如表现汽车的急刹车，其夸张变形的幅度在动画片中就比在现实中要大得多。
D: 惯性运动
人们在大量实践的基础上，经过抽象概括，认识到这样一个规律：如果一个物体不受到任何力的作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是我们通常所说的惯性定律。这一定律还表明：任何物体，都具有一种保持它原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质，这种性质，就是惯性。
一切物体都有惯性，在日常生活中，表现物体惯性的现象是经常可以遇到的。例如：站在汽车里的乘客，当汽车突然向前开动时，身体会向后倾倒，这是因为汽车已经开始前进，而乘客由于惯性还要保持静止状态的原因；当行驶中的汽车突然停止时，乘客的身体又会向前倾倒，这是由于汽车已经停止前进，而乘客由于惯性还要保持原来速度前进的原因。
物体的惯性还表现在当它受到力的作用时，容不容易改变原来的运动状态。有的物体运动状态容易改变，有的则不容易改变。运动状态容易改变的物体，保持原来运动状态的能力小，我们说它的惯性小；运动状态不容易改变的物体，保持原来运动状态的能力大，我们说它的惯性大。
惯性的大小是由物体的质量决定的。物体的质量越大，它的惯性越大；物体的质量越小，它的惯性越小。例如：一辆四十吨的大型平板车的质量比一辆小汽车的质量要大得多，它的惯性也就比小汽车的惯性大得多，因此大型平板车起步很慢，小汽车起步很快；大型板车的运动状态很不容易改变，小汽车的运动状态则容易改变得多。汽车刹车时，只须刹住一对后轮就可以了；火车却不行，它的每个轮子都装有刹车装置，这是因为火车的惯性比汽车的惯性大，因此要改变它原来的运动状态也就困难得多。人们骑自行车时，如果带有较重的货物，起动、转弯和停车都比骑空车时困难，这也是由于惯性大小不同的原因。
我们在日常生活中，要经常注意观察、研究、分析惯性在物体运动中的作用，掌握它的规律，作为我们设计动作的依据，动画片在表现物体的惯性运动时，不能只是按照肉眼观察到的一些现象，进行简单的模拟。应该根据这些规律，充分发挥自己的想象力，运用动画片夸张变形的手法，取得更为强烈的效果。例如：汽车快速行驶时，突然刹车，由于轮胎与地面的摩擦力，以及车身继续向前惯性运动而造成的挤压力，会使轮胎变为椭圆形，变形比较明显；车身由于惯性，虽然也略微向前倾斜，但变形并不明显。为了造成急刹车的强烈效果，我们在设计动画时，不仅要夸张表现轮胎变形的幅度，还要夸张表现车身变形的幅度，并且要让汽车向前滑行一小段距离，才完全停下来，恢复到正常状态。又如：飞刀插入木板，刀的前端由于木板的阻力而突然停止，后端由于惯性仍然继续向前运动，因此造成挤压变形。由于刀是钢制的，变形极不明显，但我们在表现这一动作时，也可以加以夸张。动画角色在奔跑中突然停步，身体也会由于惯性向前倾斜，有时要顺势翻一个筋斗，有时要滑行一小段距离，才能完全停下来。
我们在运用夸张变形的手法表现物体的惯性运动时，要掌握好动作的速度与节奏。速度越快，惯性越大，夸张变形的幅度也越大。
