北京工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院數(shù)字媒體系主任 副教授 李智

動畫基礎(chǔ)系列講座（三）運動=時間+空間
——自然運動規(guī)律基礎(chǔ)

北京工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院數(shù)字媒體系主任 副教授 李智

一、運動規(guī)律的基本概念

1.基本概念

運動在我們的日常生活中并不陌生，從自然環(huán)境中的：風(fēng)雨雷電、煙火水流等到人類中間走、跑、跳等行為都遵循著自然運動規(guī)律。在我們身邊無時無刻都在發(fā)生運動，但誰都不會在意運動是怎么發(fā)生的。在普通電影的運動情節(jié)拍攝中，演員只需按劇情要求表演就能輕松完成。而在動畫片中的活動形象，不像普通影片那樣，用膠片直接拍攝客觀物體的運動，而是一張張地畫出來，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。這就需要動畫師對客觀物體運動規(guī)律進行觀察、分析、概括，靈活運用動畫片特有的表現(xiàn)手法（主要是夸張、變形以強調(diào)動作中的某些方面），因此，動畫片表現(xiàn)物體的運動規(guī)律時要遵循兩點：一要以客觀物體的運動規(guī)律為基礎(chǔ)。二要以動畫語言表現(xiàn)規(guī)律為手段。動畫片中的運動有其自己的特點，而不是對客觀物體運動的簡單模擬。

了解動畫運動規(guī)律首先要弄清時間、空間、速度、節(jié)奏的概念和相互關(guān)系。

2.時間

這里說的時間是動畫片中人或物體運動所需的時間，是運動對象完成某一個動作即從動作起點到止點所需要的時間長度。動畫片以“格”為單位，每秒共24格（膠片是每尺16格）。動作速率越快，所需的時間就越短，動畫畫格數(shù)量就少；動作速率慢，所需時間長，那么動畫畫格數(shù)量就多。（圖一）

圖一 動畫片的時間單位

建立時間概念是動畫師設(shè)計、表現(xiàn)動作非常重要的基礎(chǔ)?！懊氡怼笔莿赢嫀熣莆諘r間的重要工具。（圖二）比如記錄不同速度的走路，動畫師自己一邊表演一邊記表，就能掌握不同速率走路所需的畫格數(shù)量。在動畫創(chuàng)作實踐中，有經(jīng)驗的動畫師會縮短動畫運動時間，使其比實際運動時間稍短一些，比如人走一完整步為28格，動畫片為24格，原因是動畫是由一張張繪制的畫面組成的，畫面是線條平涂，比客觀畫面視覺信息少，如果動畫片也為28格，就會感覺比實際走路速度要慢。因此建立時間概念、積累時間經(jīng)驗、體會時間感覺是動畫師的基本功。

圖二“秒表”是動畫師掌握時間的重要工具。

3.空間

所謂“空間”是指人或物體的運動幅度，也就是運動起點與止點的相對空間距離。

空間決定了人或物體在畫面中的移動位置。不同的運動會產(chǎn)生不同的空間幅度，如：跑步就比行走向前移動的空間幅度大，而跳躍與行走相比，不但向前移動的空間幅度大，同時向上移動的空間幅度也要大。所以動畫師在創(chuàng)作之前要熟知不同運動的空間幅度特征，對不熟悉的動作就要親自做一遍，了解空間幅度的大小。一般動畫運動幅度要比客觀實際運動幅度大一些，夸張一些，這也是動畫創(chuàng)作獨有的魅力。（圖三）

圖三時間、空間、速度三者間的關(guān)系

4.速度

所謂“速度”是由“時間”和“空間”兩個重要條件決定的。以步行一步為例，兩者移動空間幅度一樣，但設(shè)置不同時間完成，就會產(chǎn)生不同的速度，而設(shè)置時間短，速度就快，設(shè)置時間長，速度就慢。這也就是說運動速度越快，所需的時間就越短，運動速度越慢，所需的時間就越長。在動畫中用5格走一步就要比8格走一步速度快。

在動畫中速度被分為三種類型，即：勻速、加速和減速。

“勻速”就是運動時間均勻分配。

“加速”是指運動時間分配為先長后短，逐漸加速，越來越快。

“減速”是指運動時間分配為先短后長，逐漸減速，越來越慢。（圖四）

圖四 小球下落是加速運動，反彈上升是減速運動。

5.節(jié)奏

節(jié)奏是動畫藝術(shù)的靈魂。這里所說的“節(jié)奏”不是整個影片的節(jié)奏，是指運動節(jié)奏。一般情況下，動畫運動節(jié)奏要比客觀運動節(jié)奏快一些，節(jié)奏起伏夸張一些。

在現(xiàn)實生活中人或物體運動充滿了節(jié)奏，認真分析客觀運動節(jié)奏規(guī)律，就能生動表現(xiàn)出運動特征，否則動作就會機械呆板，僵化不真實。影響運動節(jié)奏的重要因素是速度的變化。速度變化分為慢速、快速、停止。如較柔和的節(jié)奏：停止—慢速—快速—慢速—停止。較強烈的節(jié)奏：快速—停止—快速。較突然的節(jié)奏：慢速—快速—突然停止。催眠的節(jié)奏：慢速—停—慢速—?！?jié)奏的把握既要符合客觀運動規(guī)律，又要有藝術(shù)夸張的節(jié)奏感覺和動作風(fēng)格。

二、慣性運動

“任何物體都保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，直到受到其他物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。”

這就是牛頓第一定律。物體都有維持靜止和作勻速直線運動的趨勢，因此物體的運動狀態(tài)是由它的運動速度決定的，沒有外力，它的運動狀態(tài)是不會改變的。物體的這種性質(zhì)稱為慣性。所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。

我們乘火車或者汽車的時候，常常遇到這么一個情況，當(dāng)急剎車時人體會不由自主地朝前傾，甚至有時造成事故。這是為什么呢？原來是由于物體具有慣性。物體具有保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性。車輛行駛中，人和車具有相同的速度（處于運動狀態(tài)），當(dāng)急剎車時車的運動狀態(tài)急劇改變，而人仍然要保持原有運動狀態(tài)（即車的速度），所以造成剎車時人朝前傾的現(xiàn)象。（圖五）

圖五 慣性運動

慣性的大小用質(zhì)量來表示，質(zhì)量越大的物體，慣性越大。以同樣速度行駛的空汽車和載重汽車，空車容易剎車，載重車難剎車，是因為載重車慣性大，運動狀態(tài)難于改變。物體靜止時同樣有慣性，質(zhì)量較小的足球我們?nèi)菀滋叱鋈ィ|(zhì)量大的籃球踢起來就很困難。這是由于質(zhì)量大的籃球保持原有運動狀態(tài)的能力強，不易改變。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，將其作為我們設(shè)計動作的依據(jù)。

在動畫片創(chuàng)作中經(jīng)常要表現(xiàn)物體運動，慣性運動常常出現(xiàn)，使用頻率非常高，幾乎所有運動都有慣性現(xiàn)象。如果你認真分析動畫中的慣性表現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)它不是對客觀慣性運動的簡單模仿，而是在遵循物理定律的基礎(chǔ)上，最大限度地進行藝術(shù)夸張，其目的是營造運動的戲劇效果，創(chuàng)造視覺張力。同時也對烘托劇情有很大幫助，比如表現(xiàn)“快速”“沉重”“突然啟動”“戛然而止”都采取慣性運動進行藝術(shù)夸張表現(xiàn)。

動畫中的慣性運動往往都是由一系列前期動作所引發(fā)的結(jié)果，所以要對整個動作有合理的設(shè)計，必須掌握好動作的速度與節(jié)奏。速度越快，質(zhì)量越大，慣性才越大，夸張變形的幅度也越大。而速度慢、質(zhì)量輕、慣性就不宜夸張過大，否則會很奇怪，違反了觀眾的視覺經(jīng)驗，達不到預(yù)期效果。

三、彈性運動

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。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，這種形變過程就是“彈性運動”。

在現(xiàn)實生活中彈性運動是無處不在的，比如所有球類運動中球的彈性運動，汽車輪胎越過溝壑所產(chǎn)生的彈性運動，又如人或動物的跳躍、奔跑，甚至行走，都屬于彈性運動。那么彈性運動的形變是怎么發(fā)生的？我們通過皮球的運動過程加以分析。皮球從空中下落，在接觸地面之前是不發(fā)生形變的。皮球從觸地到反彈是由三個形變過程組成的：1.觸地時皮球由圓形逐漸壓扁成橢圓形。2.反彈時由橢圓形漸變成圓形。3.離地彈起時由圓形變成沿運動路徑拉長的橢圓形。作用力與反作用力的存在導(dǎo)致了形變過程。當(dāng)然不同材質(zhì)、不同質(zhì)量物體的形變差異很大，有些能觀察到，有些必須借助儀器設(shè)備才能觀察到。

在動畫影片創(chuàng)作當(dāng)中，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，同時要注意概括、提煉和夸張，根據(jù)藝術(shù)性和觀賞性的需要把生活中各種物理現(xiàn)象夸大、強調(diào)，用較為形象的手法將這些現(xiàn)象表現(xiàn)出來。只有這樣，才能使動作更加生動有趣，從而使動畫片更具欣賞價值，否則就不能達到預(yù)期的效果。（圖六）

圖六 彈性運動

另外，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，就可以充分發(fā)揮其超越客觀的特點，使動畫變得有趣，使表現(xiàn)對象更有生命力。也就是說，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。

四、曲線運動

在動畫中的曲線運動是指物體的運動路徑沿著某種曲線運動。現(xiàn)實生活中物體的曲線運動非常多，比如投擲物體、鐘擺運動、花樣滑冰等很多運動都是或包含曲線運動。

動畫中的曲線運動由三種類型組成，即弧形、波形、“S”形運動。（圖七）

圖七 弧形、波形、“S”形運動

1.弧形運動

弧形運動分兩類，一類是自由拋線弧形運動，一類是軸心擺動弧形運動。

“自由拋線弧形運動”是指物體的運動路徑呈拋物線。拋物線的弧度形狀是由拋射物體的質(zhì)量、速度、角度等條件決定的。例如：投籃球、投擲鐵餅、投擲手榴彈等等。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。上述列舉的三種運動由于物體質(zhì)量、投射速度和角度的不同，呈現(xiàn)出的弧度和距離也大不相同，但拋物線的運動形式是一致的，即：加速—減速—加速。

“軸心擺動弧形運動”是指物體以軸心點為半徑的擺動運動。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。

2.波形運動

物體運動路徑呈現(xiàn)出震蕩傳導(dǎo)波形，這種運動叫“波形運動”。在物理學(xué)中，把振動的傳播過程，稱為波。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，海浪和麥浪、飄動的彩旗或風(fēng)中的綢帶等，在受到風(fēng)力的作用時，就會呈現(xiàn)波形曲線運動。在表現(xiàn)波形曲線運動時，必須注意震蕩傳導(dǎo)的方向，一波接一波地順序推進，呈現(xiàn)漸強或減弱的波形。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。

3.S形運動

“S”形曲線運動包括兩種類型：一是物體本身在運動中呈“S”形，如蛇的爬行。二是運動路徑呈“S”形。最典型的“S”形曲線運動是動物尾巴（如松鼠、馬、貓虎等）的甩動。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。

五、自然現(xiàn)象的運動

自然世界中充滿了形形色色運動形式的自然現(xiàn)象，比如：風(fēng)、雨、雪、雷電、火、爆炸、煙云、水等等，不同的自然現(xiàn)象有著自己的運動模式和規(guī)律。對自然現(xiàn)象運動規(guī)律的認識和研究，是動畫創(chuàng)作中非常重要的一環(huán)。由于本文篇幅有限，不能全面展開，僅列舉幾種自然現(xiàn)象來說明其運動模式和規(guī)律。

風(fēng)：風(fēng)是日常生活中常見的一種自然現(xiàn)象。我們研究風(fēng)的運動規(guī)律和表現(xiàn)風(fēng)的方法，實際上就是研究被風(fēng)吹動著的各種物體的運動規(guī)律和具體的表現(xiàn)方法。在動畫中表現(xiàn)風(fēng)有3種類型，即運動路徑表現(xiàn)、曲線運動表現(xiàn)、流線運動表現(xiàn)。

例如：用曲線運動表現(xiàn)綢帶的幾種不同運動狀態(tài)，就可以表現(xiàn)出風(fēng)力強弱和風(fēng)速疾緩的區(qū)別。

雨：雨滴下落速度非?？欤庋壑荒芸吹揭粭l條下落的線。雨從空中降落時，照理應(yīng)是垂直的，由于風(fēng)常常伴隨著它，所以我們看到的雨點往往都是斜著落下來的。在動畫中分遠、中、近三層表現(xiàn)雨。遠層雨，雨線細而短，間隔較密，速度慢。中層雨，雨線相對粗而長，間隔適中，速度適中。近層雨，雨線粗而長，間隔疏，速度快。將遠、中、近三層合在一起，進行拍攝，就可表現(xiàn)出有遠近層次的縱深感。

運動是大自然物質(zhì)世界的基本存在形式，大到宏觀的浩瀚宇宙，小到微觀的細胞、原子、電子，自然萬物無時無刻都在運動。不同的物質(zhì)有不同的運動形式和運動規(guī)律，而這些運動規(guī)律正是我們對物質(zhì)世界認知的重要特征。要認真觀察你周圍的運動，更重要的是要以動畫師的專業(yè)眼光來分析這些運動的特征、規(guī)律，為日后的動畫創(chuàng)作積累經(jīng)驗。