在开始学习各种计算机动画的技术和算法之前,我们有必要先来了解一下它们与手绘动画中的动画原理之间的关系。在 Lasseter 撰写的一篇文章中,一些来自迪斯尼的动画人P将动画的原理明确地与计算机动画的一些通用技术关联起来。这些原理可归纳为:挤压和拉伸(squash and stretch)、时间安排(timing)、附属动作(secondary action)、渐进与渐出 (slow in and slow out)、运动弧线( arcs)、动作跟随与重叠(follow through/overlapping action)、夸张(exaggeration)、吸引力(appeal)、预备动作(anticipation)、场景布置( staging)、扎实的绘画(solid drawing)、连续动作法和重点动作法(straight ahead and pose to pose)。Lasseter是一个受传统观念影响很深的动画人,他曾先后在迪斯尼和皮克斯( Pixar)工作。在皮克斯工作室时,他负责制作了很多知名的计算机动画作品。比如1989年的《锡玩具》(Tin Toy),这是第一部获得奥斯卡金像奖的计算机动画作品。Lasseter是从计算机动画技术实现的角度论述了上述每一种动画原理,而我们这里将按照运动的品质和显著程度来划分动画原理的类型。因此,上述的有些原理会对应于不同的题目,而有的原理则会在多个标题下出现。

物理模拟
挤压和拉伸、时间安排、附属动作、渐进与渐出,以及运动弧线共同构成了场景对象的物理基础。一个给定的对象拥有一定的牢固度,以及一定的重量。这反映在它在运动中的形状变化(挤压和拉伸),尤其是碰撞当中。在一段动画中,必须贯穿始终地支持给定对象的这些属性。时间安排则用于动作的分隔,其依据是对象或者角色的权重、大小,以及个性。除此之外,还部分地取决于运动的物理特性和动画的艺术风格。附属动作是主动作的辅助者,比如它可能是对一个刚刚发生的动作的自然性反射。渐进与渐出、运动弧线的属性与物体穿过空间的方式有关。物体可以以某个姿势渐进与渐出(如果讨论的是物体的运动,那么也可以说成是渐快和渐慢(ease in and ease out))。这些速度的变化形成了惯性、摩擦和黏性。由于自然界的一些物理法则,如重力的影响,物体通常不会以直线的方式行进,而是采取某种弧线的方式。
设计美观的动作
夸张、吸引力、扎实的绘画、动作跟随与重叠这几种动画原理昭示了美观的动作或动作序列的设计理念。通常来说,动画师需要对动作进行夸张,以免它被观众忽视掉,或者用来强调某事(传统动画大师Tex Avery 即以精于此道而闻名)。为了吸引观众的注意力,动画师需要使这些动作变得引人入胜(吸引力)。此外,一个动作必须流畅地转变成另一个(动作跟随与重叠),这样整个故事过程才会是连贯发展而非断续的运动。扎实的绘画意味着让角色看起来顺畅,而不是僵硬和呆板的形态。挤压和拉伸的原理可以用于动作夸张和创建流畅的动作。附属动作和时间安排在动作设计中也占据了一席之地。
高效地呈现动作
预备动作和场景布置的原理与动画动作向观众呈现的过程息息相关。预备动作意味着有一个新的动作即将开始,并且观众已经对其(或者其他的什么)有所准备。场景布置更详细地体现了动作呈现的全貌,这样观众就不会错过那些精彩的镜头。时间的安排也是高效呈现的组成部分,一个动作需要适当的时间过程才能达到吸引观众的效果。附属动作和夸张同样可以用于高效地完成一个动作的呈现过程。
产生动作的技术
连续动作法和重点动作法对应于动作的创建方式。连续动作法指的是从起始点开始,持续地沿路线执行动作。以物理为基础的动画就可以认为是这样一种形式的动画。重点动作法则是传统动画的一种典型方法,即首先选定一些关键帧,然后再插值产生各个过渡帧。