運動規(guī)律的一些基本概念 (理論知識）

動畫片中的活動形象，不象其它影片那樣，用膠片直接拍攝客觀物體的運動，而是通過對客觀物體運動的觀察、分析、研究，用動畫片的表現(xiàn)手法（主要是夸張、強調(diào)動作過中的某些方面），一張張地畫出來，一格格地拍出來，然后連續(xù)放映，使之在銀幕上活動起來的。因此，動畫片表現(xiàn)物體的運動規(guī)律既要以客觀物體的運動規(guī)律為基礎(chǔ)，但又有它自已的特點，而不是簡單的模擬。
研究動畫片表現(xiàn)物體的運動規(guī)律，首先要弄清時間、空間、張數(shù)、速度的概念及彼此之間的相互關(guān)系，從而掌握規(guī)律，處理好動畫片中動作的節(jié)奏

一、時間
所謂“時間”，是指影片中物體（包括生物和非生物）在完成某一動作時所需的時間長度，這一動作所占膠片的長度（片格的多少）。這一動作所需的時間長，其所占片格的數(shù)量就多；動作所需的時間短，其所占的片格數(shù)量就少。
由于動畫片中的動作節(jié)奏比較快，鏡頭比較短（一部放映十分鐘的動畫片大約分切為100-200個鏡頭），因此在計算一個鏡頭或一個動作的時間（長度）時，要求更精確一些，除了以秒（呎）為單位外，往外還要以“格”為單位（1秒=24格，1呎=16格）。
動畫片計算時間使用的工具是秒表。在想好動作后，自己一面做動作，一面用秒表測時間；也可以一個人做動作，另一個人測時間。對于有些無法做出的動作，如孫悟空在空中翻筋斗，雄鷹在高空翱翔或是大雪紛飛烏云翻滾等，往往用手勢做些比擬動作，同時用秒表測時間，或根據(jù)自己的經(jīng)驗，用腦子默算的辦法確定這類動作所需的時間。對于有些自己不太熟悉的動作，也可以采取拍攝動作參考片的辦法，把動作記錄下來，然后計算這一動作在膠片上所占的長度（呎數(shù)、格數(shù)），確定所需的時間。
我們在實踐中發(fā)現(xiàn)，完成同樣的動作，動畫片所占膠片的長度比故事片、記錄片要略短一些。例如，用膠片拍攝真人以正常速度走路，如果每步是14格，那么動畫片往往只要拍12格，就可以造成真人每步用14格的速度走路的效果；如果動畫片也用14格，在銀幕上就會感到比真人每步用14格走路的速度要略慢一點。這是由于動畫的單線平涂的造型比較簡單的緣故。因此，當(dāng)我們在確定動畫片中某一動作所需的時間時，常常要把我們用秒表根據(jù)真人表演測得的時間或記錄片上所攝的長度，稍稍打一點折扣，才能取得預(yù)期的效果。

二、空間 所謂“空間”，可以理解為動畫片中活動形象在畫面上的活動范圍和位置，但更主要的是指一個動作的幅度（即一個動作從開始到終止之間的距離）以及活動形象在每一張畫面之間的距離。
動畫設(shè)計人員在設(shè)計動作時，往往把動作的幅度處理得比真人動作的幅度要夸張一些，以取得更鮮明更強烈的效果。
此外，動畫片中的活動形象做縱深運動時，可以與背景畫面上通過透視表現(xiàn)出來的縱深距離不一致。例如：表現(xiàn)一個人從畫面縱深處迎面跑來，由小到大，如果按照畫面透視及背景與人物的比例，應(yīng)該跑十步，那么在動畫片中只要跑五、六步就可以了，特別是在地平線比較低的情況下，更是如此。

三、速度
所謂“速度”，是指物體在運動過程中的快慢。按物理學(xué)的解釋，是指路程與通過這段路程所用時間的比值。在通過相同的距離中，運動越快的物體所用的時間越短，運動越慢的物體所用的時間就越長。在動畫片中，物體運動的速度越快，所拍攝的格數(shù)就越少；物體運動的速度越慢，所拍攝的格數(shù)就越多。

四、勻速、加速和減速
按照物理學(xué)的解釋，如果在任何相等的時間內(nèi)，質(zhì)點所通過的路程都是相等的，那么，質(zhì)點的運動就是勻速運動；如果在任何相等的時間內(nèi)，質(zhì)點所通過的路程不是都相等的，那么，質(zhì)點的運動就是非勻速運動。（在物理學(xué)的分析研究中，為了使問題簡化起見，通常用一個點來代替一個物體，這個用來代替一個物體的點，稱為質(zhì)點。）
非勻速運動又分為加速運動和減速運動。速度由慢到快的運動稱加速運動；速度由快到慢的運動稱減速運動。
在動畫片中，在一個動作從始至終的過程中，如果運動物體在每一張畫面之間的距離完全相等，稱為“平均速度”（即勻速運動）；如果運動物體在每一張畫面之間的距離是由小到大，那么拍出來在銀幕上放映的效果將是由慢到快，稱為“加速度”（即加速運動）；如果運動物體在每一張畫面之間的距離是由大到小，那么拍出來在銀幕上放映的效果將是由快到慢，稱為“減速度”（即減速運動）。 上面講到的是物體本身的“加速”或“減速”，實際上，物體在運動過程中，除了主動力的變化外，還會受到各種外力的影響，如地心引力、空氣和水的阻力以及地面的摩擦力等，這些因素都會造成物體在運動過程中速度的變化。

在動畫片中，不僅要注意較長時間運動中的速度變化，還必須研究在極短暫的時間內(nèi)運動速度的變化。例如：一個猛力擊拳的動作運動過程可能只有6格，時間只有1/4秒，用肉眼來觀察，很難看出在這一動作過程中，速度有什么變化。但是，如果我們用膠片把它拍下來，通過逐格放映機放映，并用動畫紙將這6格畫面一張張地摹寫下來，加以比較，就會發(fā)現(xiàn)它們之間的距離并不是相等的，往往開始時距離小，速度慢；后面的距離大，速度快。
由于動畫片是一張張地畫出來，然后一格格地拍出來的，因此我們必須觀察、分析、研究動作過程中每一格畫面（1/24秒）之間的距離（即速度）的變化，掌握它的規(guī)律，根據(jù)劇情規(guī)定、影片風(fēng)格以及角色的年齡、性格、情緒等靈活運用，把它作為動畫片的一種重要表現(xiàn)手段。
在動畫片中，造成動作速度快慢的因素，除了時間和空間（即距離）之外，還有一個因素，就是兩張原畫之間所加中間畫的數(shù)量。中間畫的張數(shù)越多，速度越慢；中間畫的張數(shù)越少，速度越快。即使在動作的時間長短相同，距離大小也相同的情況下，由于中間畫的張數(shù)不一樣，也能造成細(xì)微的快慢不同的效果。

五、時間、距離、張數(shù)、速度之間的 關(guān)系
前面講了時間、距離、張數(shù)、速度的基本概念，從一個動作（不是一組動作）來說，所謂“時間”，是指甲原畫動態(tài)逐步運動到乙原畫動態(tài)所需的秒數(shù)（呎數(shù)、格數(shù)）多少；所謂“距離”，是指兩張原畫之間中間畫數(shù)量的多少；所謂“速度”，是指甲原畫動態(tài)到乙原畫動態(tài)的快慢。
現(xiàn)在，我們分析一下時間、距離、張數(shù)三個因素與速度的關(guān)系。關(guān)于這個問題，初學(xué)者往往容易產(chǎn)生一個錯覺：時間越長，距離越遠(yuǎn)，張數(shù)越多，速度就越慢；時間越短，距離越近，張數(shù)越少，速度就越快。但是有時并非如此，例如：
甲組：動畫24張，每張拍一格，共24格=1秒，距離是乙組的二倍。
乙組：動畫12張，每張拍一格，共12格=0.5秒，距離是甲組的一半。
雖然甲組的時間和張數(shù)都比乙組多一倍，但由于甲組的距離也比乙組加長了一倍，如果把甲組截去一半，就會發(fā)現(xiàn)與乙組的時間、距離和張數(shù)是完全相等的，所以運動速度并沒有快慢之別。由此可見，當(dāng)影響速度的三種因素都相應(yīng)地增加或減少時，運動速度不變。只有將這三種因素中的一種因素或兩種因素向相反的方向處理時，運動速度才會發(fā)生變化，例如：
甲組：動畫12張，每張拍一格，共12格=0.5秒，距離是乙組的二倍。
乙組：動畫12張，每張拍一格，共12格=0.5秒，距離是甲組的一半。
甲組的距離是乙組的二倍，其速度也就相應(yīng)地快一倍。由此可見：在時間和張數(shù)相同的情況下，距離越大，速度越快；距離越小，速度越慢。
需要說明的是，為了敘述方便，上面是以勻速運動為例，不僅總距離相等，而且每張動畫之間的距離也相等。實際上，即使兩組動畫的運動總距離相等，如果每張動畫之間的距離不一樣（用加速度或減速度的方法處理），也會造成快慢不同的效果。

六、節(jié)奏
一般說來，動畫片的節(jié)奏比其它類型影片的節(jié)奏要快一些，動畫片動作的節(jié)奏也要求比生活中動作的節(jié)奏要夸張一些。
整個影片的節(jié)奏，是由劇情發(fā)展的快慢、蒙太奇各種手法的運用以及動作的不同處理等多種因素造成的。這里說的不是整個影片的節(jié)奏，而是動作的節(jié)奏。
在日常生活中，一切物體的運動（包括人物的動作）都是充滿節(jié)奏感的。動作的節(jié)奏如果處理不當(dāng)，就象講話時該快的地方?jīng)]有快，該慢的地方反而快了；該停頓的地方?jīng)]有停，不該停的地方反而停了一樣，使人感到別扭。因此，處理好動作的節(jié)奏對于加強動畫片的表現(xiàn)力是很重要的。
造成節(jié)奏感的主要因素是速度的變化，即“快速”、“慢速”以及“停頓”的交替使用，不同的速度變化會產(chǎn)生不同的節(jié)奏感，例如：
A．停止----慢速----快速，或快速----慢速----停止，這種漸快或漸慢的速度變化造成動作的節(jié)奏感比較柔和。
B． 快速----突然停止，或快速----突然停止----快速，這種突然性的速度變化造成動作的節(jié)奏感比較強烈。
C．慢速----快速----突然停止，這種由慢漸快而又突然停止的速度變化可以造成一種“突然性”的節(jié)奏感。
由于動畫片動作的速度是由時間、距離及張數(shù)三種因素造成的，而這三種因素中，距離（即動作幅度）又是最關(guān)鍵的，因此，關(guān)鍵動作的動態(tài)和動作的幅度往往構(gòu)成動作節(jié)奏的基礎(chǔ)。如果關(guān)鍵動作的動態(tài)和動作幅度安排得不好，即使通過時間和張數(shù)的適當(dāng)處理，對動作的節(jié)奏起了一些調(diào)節(jié)作用，其結(jié)果也還是不理想的，往往造成比較大的修改。
我們不能因此忽視時間和張數(shù)的作用。在關(guān)鍵動作的動態(tài)和動作幅度處理得都比較好的情況下，如果時間和張數(shù)安排不當(dāng)。動作的節(jié)奏不但出不來，甚至?xí)�使人感到非常別扭。不過這種修改較容易，只要增加中間畫的張數(shù)或是調(diào)整攝影表上的拍攝格數(shù)就可以了。
動作的節(jié)奏是為體現(xiàn)劇情和塑造任務(wù)服務(wù)的，因此，我們在處理動作節(jié)奏時，不能脫離每個鏡頭的劇情和人物在特定情景下的特定動作要求，也不能脫離具體角色的身份和性格，同時還要考慮到電影的風(fēng)格。

第二章 慣性運動

慣性運動

人們在大量實踐的基礎(chǔ)上，經(jīng)過抽象概括，認(rèn)識到這樣一個規(guī)律：如果一個物體不受到任何力的作用，它將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，這就是我們通常所說的慣性定律。這一定律還表明：任何物體，都具有一種保持它原來的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)，就是慣性。

一切物體都有慣性，在日常生活中，表現(xiàn)物體慣性的現(xiàn)象是經(jīng)�？梢杂龅降�。例如：站在汽車?yán)锏某丝�，�?dāng)汽車突然向前開動時，身體會向后傾倒，這是因為汽車已經(jīng)開始前進，而乘客由于慣性還要保持靜止?fàn)顟B(tài)的原因；當(dāng)行駛中的汽車突然停止時，乘客的身體又會向前傾倒，這是由于汽車已經(jīng)停止前進，而乘客由于慣性還要保持原來速度前進的原因。

人們在生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常利用物體的慣性。例如，榔頭松了，把榔頭柄的末端在固定而堅硬的物體上撞擊幾下，榔頭柄因撞擊而突然停止，榔頭由于慣性仍要繼續(xù)運動，結(jié)果就緊緊地套在柄上了。挖土?xí)r，鐵鍬鏟滿了土，用力一甩，鐵鍬仍舊握在手里，而土卻由于慣性被揚出去了。

物體的慣性還表現(xiàn)在當(dāng)它受到力的作用時，容易不容易改變原來的運動狀態(tài)。有的物體運動狀態(tài)容易改變，有的則不容易改變。運動狀態(tài)容易改變的物體，保持原來運動狀態(tài)的能力小，我們說它的慣性�。贿\動狀態(tài)不容易改變的物體，保持原來運動狀態(tài)的能力大，我們說它的慣性大。

慣性的大小是由物體的質(zhì)量決定的。物體的質(zhì)量越大，它的慣性越大；物體的質(zhì)量越小，它的慣性越小。例如：一輛四十噸的大型平板車的質(zhì)量比一輛小汽車的質(zhì)量要大得多，它的慣性也就比小汽車的慣性大得多，因此大型平板車起步很慢，小汽車起步很快；大型板車的運動狀態(tài)很 不容易改變，小汽車的運動狀態(tài)則容易改變得多。
汽車剎車時，只須剎住一對后輪就可以了；火車卻不行，它的每個輪子都裝有剎車裝置，這是因為火車的慣性比汽車的慣性大，因此要改變它原來的運動狀態(tài)也就困難得多。
人們騎自行車時，如果帶有較重的貨物，起動、轉(zhuǎn)彎和停車都比騎空車時困難，這也是由于慣性大小不同的原因。

我們在日常生活中，要經(jīng)常注意觀察、研究、分析慣性在物體運動中的作用，掌握它的規(guī)律，作為我們設(shè)計動作的依據(jù)。

當(dāng)然，動畫片在表現(xiàn)物體的慣性運動時，不能只是按照肉眼觀察到的一些現(xiàn)象，進行簡單的模擬。應(yīng)該根據(jù)這些規(guī)律，充分發(fā)揮自己的想象力，運用動畫片夸張變形的手法，取得更為強烈的效果。例如：汽車快速行駛時，突然剎車，由于輪胎與地面的摩擦力，以及車身繼續(xù)向前慣性運動而造成的擠壓力，會使輪胎變?yōu)闄E圓形，變形比較明顯；車身由于慣性，雖然也略微向前傾斜，但變形并不明顯。為了造成急剎車的強烈效果，我們在設(shè)計動畫時，不僅要夸張表現(xiàn)輪胎變形的幅度，還要夸張表現(xiàn)車身變形的幅度，并且要讓汽車向前滑行一小段距離，才完全停下來，恢復(fù)到正常狀態(tài)。又如：飛刀插入木板，刀的前端由于木板的阻力而突然停止，后端由于慣性仍然繼續(xù)向前運動，因此造成擠壓變形。由于刀是鋼制的，變形極不明顯，但我們在表現(xiàn)這一動作時，也可以加以夸張。動物在奔跑中突然停步，身體也會由于慣性向前傾斜，有時要順勢翻一個筋斗，有時要滑行一小段距離，才能完全停下來。

我們在運用夸張變形的手法表現(xiàn)物體的慣性運動時，必須掌握好動作的速度與節(jié)奏。速度越快，慣性越大，夸張變形的幅度也越大。另外，由于變形只是出現(xiàn)在一霎那間，所以只要拍幾個片格，就應(yīng)迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)。

第三章 彈性運動

彈性運動

皮球從空中落下，碰到地面馬上就會彈起來。皮球為什么會從地面上彈起來呢？

物理學(xué)告訴我們：物體在受到力的作用時，它的形態(tài)和體積會發(fā)生改變，這種改變，在物理學(xué)中稱為“形變”。物體在發(fā)生形變時，會產(chǎn)生彈力，形變消失時，彈力也隨之消失。

皮球落在地面上，由于自身的重力與地面的反作用力，使皮球發(fā)生形變，產(chǎn)生彈力，因此，皮球就從地面上彈了起來。皮球運動到一定高度，由于地心引力，皮球落回地面，再發(fā)生形變，又彈了起來。

皮球受力后會發(fā)生形變，產(chǎn)生彈力，那么其它物體受力后，是否也會發(fā)生形變，產(chǎn)生彈力呢？答案是肯定的，物理學(xué)的研究已經(jīng)表明：任何物體在受到任意小的力的作用時，都會發(fā)生形變，不發(fā)生形變的物體是不存在的。

當(dāng)然，由于物體的質(zhì)地不同，受到的作用力的大小也不一樣，所發(fā)生的形變大小也不一樣，產(chǎn)生的彈力大小也不一樣。有的物體形變比較明顯，產(chǎn)生的彈力較大；有的物體形變不明顯，產(chǎn)生的彈力較小，不容易為肉眼所察覺。

皮球是用橡皮做的，質(zhì)地較軟，里面又充足了氣體，因此在受力后發(fā)生的形變明顯，產(chǎn)生的彈力大，所以彈得很高，并可以連續(xù)彈跳多次；如果是實心的木棒，它受力后所發(fā)生的形變和產(chǎn)生的彈力都很小；如果是鉛球，它的形變和彈力就更小，幾乎難以感覺到了。

既然物理學(xué)已經(jīng)證明任何物體都會發(fā)生形變，那么在動畫片中，對于形變不明顯的物體，我們也可以根據(jù)劇情或影片風(fēng)格的需要，運用夸張變形的手法，表現(xiàn)其彈性運動。

如同表現(xiàn)慣性運動一樣，我們在表現(xiàn)彈性運動時，也必須掌握好速度與節(jié)奏，否則就不能達(dá)到預(yù)期的效果。

由于每部動畫片的內(nèi)容和風(fēng)格樣式不同，所以無論是表現(xiàn)慣性運動或彈性運動，其夸張變形的幅度大小也是不一樣的。例如：同樣是表現(xiàn)汽車的急剎車，其夸張變形的幅度在漫畫風(fēng)格的動畫片中就比在其它風(fēng)格的動畫片中要大得多。

第四章 曲線運動

曲線運動

生活中存在著大量的曲線運動，例如：大炮射出的炮彈的拋物體運動，人造衛(wèi)星圍繞地球的圓周運動等，都是最簡單的曲線運動。
按照物理學(xué)的解釋，曲線運動是由于物體在運動中受到與它的速度方向成一定角度的力的作用而形成的。動畫片動作中關(guān)于曲線運動的概念，與物理學(xué)中所描述的曲線運動雖不萬全相同，但物理學(xué)中闡述的這一原理，同樣可以幫助我們理解動畫片動作中曲線運動的某些規(guī)律。
動畫片動作中的曲線運動，大致可歸納為三種類型：
1． 弧形運動
2． 波形運動
3． “S”形運動
其中，弧形運動比較簡單，所以有時不能把它列入曲線運動的范疇，波形運動和“S”形運動比較復(fù)雜，是研究動畫片動作中曲線運動的主要內(nèi)容。
曲線運動是動畫片繪制工作中經(jīng)常運用的一種運動規(guī)律，它能使人物或動物的動作以及自然形態(tài)的運動產(chǎn)生柔和、圓滑、優(yōu)美的韻律感，并能幫助我們表現(xiàn)各種細(xì)長、輕薄、柔軟及富有韌性和彈性的物體的質(zhì)感。
下面，我們分別講述這三種類型曲線運動的基本規(guī)律。

1．弧形曲線運動
凡物體的運動路線呈弧線的，稱為弧形曲線運動。例如：用力拋出的球、手榴彈以及大炮射出的炮彈等，由于受到重力及空氣阻力的作用，被迫不斷改變其運動方向，它們不是沿一條直線，而是沿一條弧線（即拋物線）向前運動的。
表現(xiàn)弧線曲線（拋物線）運動的方法很簡單，只要注意拋物線弧度大小的前后變化并掌握好運動過程中的加減速度即可。
另一種弧形曲線運動是指某些物體的一端固定在一個位置上，當(dāng)它受到力的作用時，其運動路線也是弧形的曲線。例如：人的四肢的一端是固定的，因此四肢擺動時，手和腳的運動路線呈弧形曲線而不是直線。又如：韌性較好的草或細(xì)長的樹枝在被風(fēng)吹拂時，會呈現(xiàn)弧形曲線運動，也有可能同時呈現(xiàn)波形和“S”形曲線運動。

2．波形曲線運動
比較柔軟的物體在受到力的作用時，其運動 路線呈波形，稱為波形曲線運動。
在物理學(xué)中，把振動的傳播過程，稱為波。例如，把一根具有一定彈性的繩索一端固定，用手拿著另一端向上抖動一下，就會看到一個凸起的波形沿者繩索傳播過去，這就是最簡單的波。當(dāng)用不斷地將繩索一端上下振動時，就會看到一個接一個凸起凹下的波形沿繩索傳播過去，這就是一般的波動過程。
我們將輕薄而柔軟的物體的一端固定在一個位置上，當(dāng)它受到力的作用時，其運動規(guī)律就是順著力的方向，從固定一端漸漸推移到另一端，形成一浪接一浪的波形曲線運動。例如，旗桿上的彩旗或束在身上的綢帶等，在受到風(fēng)力的作用時，就會呈現(xiàn)波形曲線運動，海浪和麥浪也是波形曲線運動。
有些鳥（海鷗、老鷹等）的翅膀比較長，它們的翅膀在上下扇動時，就是呈“S”形曲線運動。
另外，還有一種螺旋形的曲線運動，如體操運動員手中旋轉(zhuǎn)揮舞的彩稠。
以上所講的，只是曲線運動中一些基本規(guī)律。在實際工作中，常常會遇到一些運動路線比較復(fù)雜的物體，既有波形曲線運動，又有“S”形或螺旋形曲線運動。例如，旗幟或綢帶迎風(fēng)飄揚就不僅僅是波形曲線運動，常常穿插著“S”形曲線運動；龍在空中飛舞，金魚尾巴在水中擺動，也都是比較復(fù)雜的曲線運動。因此，我們在理解了這些基本規(guī)律以后，還必須在實際工作中加以組合和變化，并靈活運用，才能取得生動逼真的效果。
在表現(xiàn)波形曲線運動時，必須注意順著力的方向，一波接一波地順序推進，不可中途改變。同時還應(yīng)注意速度的變化，使動作順暢圓滑，造成有節(jié)奏的韻律感，波形的大小也應(yīng)有所變化，才不致顯得呆板。
此外，細(xì)長的物體在波形運動時，其尾端質(zhì)點的運動路線往往是“S”形曲線，而不是弧形曲線。

3．“S”形曲線運動
“S”形曲線運動的特點，一是物體本身在運動中呈“S”形，二是其尾端質(zhì)點的運動路線也呈“S”形。
最典型的“S”曲線運動，是動物的長尾巴（如松鼠、馬、貓虎等）在甩動時所呈現(xiàn)的運動。尾巴甩過去，是一個“S”形；甩過來，又是一個相反的“S”形。當(dāng)尾巴來回擺動時，正反兩個“S”形就連接成一個“8”字形運動路線。

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