泉州学生动画课件制作之变形效果（蛇和虫子）
9，4.2 视频特效
1)变形效果 在真实物理世界中。许多物体并非完全是刚体，它们在运动过程中会产生一定的形变，即所谓柔 性物体。物体的变形一直是计算机图形学的研究热点，这在前面已详细介绍过。
由于传统的表面变形 均是基于几何的，其形变状态完全人为给定，因而变形过程缺乏真实性。 传统动画的一个显著特点是赋予每个角色以个性，并以形状变形来渲染某些夸张的效果。
虽然传 统动画的有些效果用三维动画还很难实现，但计算机动画的研究者们在形状变形方面已做了不少出色 的工作，并在电视、电影、广告和MTV中得到了广泛的应用。较早的有1982年纽约理工学院的Tom Brigham制作的由一个女人变成一只山猫。
近几年的工作更是不胜枚举。如迈克尔·杰克逊的音乐带“ 黑与白”这首歌中13个不同性别和种族人的相互渐变；电影《终结者Ⅱ》中机械杀手T-1000由液体变 为金属人，由金属人变为影片中的其他角色（由Alias软件制作）；Exxon公司的影视广告中，一辆银 色的轿车缓缓滑行渐变成一只老虎等等。
大部分变形方法与物体的表示有密切的关系，如可以通过移 动物体的顶点或控制顶点来对物体进行变形。 1986年，Weil首次讨论了基于物理模型的柔性物体的变形问题。当时仅仅是用来模拟布料悬挂在 钉子上的形态。Feynman则提出了一个更完善的布料悬挂模型。
后来，许多研究者相继开始采用各种物 理模型来对非刚性物体进行运动变形模拟。Miller用质点—弹簧系统模拟了蛇和虫子这类无腿动物的 蠕动动画。他用弹簧的收缩来模拟肌肉的收缩，并考虑了动力学模型中的方向摩擦。他制作的蛇和虫 子的动画由于其高度逼真性引起了很大的反响。Tu等人提出了一种模拟鱼的行为的动画，可在动画师 较少干涉的情况下生成真实的个体和群体运动。Terzopoulos等采用连续弹性理论模拟物体的形变和运 动。
通过考虑物体的分布式物理属性，如质量、弹性等，他们成功地模拟了柔性物体对外力的动力学 响应。尽管．该模型对大变形物体具有很好的效果，但当物体的刚性增强时，该模型会出现数值不稳 定（病态）现象。后来，他进一步发展了该模型，物体的变形被分解成为参考分量和一平移分量，参 考分量用来表示物体的任一形状，而平移分量则控制物体的形变量，且完全由一线性弹性变形模型所 控制。后来在他的另一篇文章中，进一步完善了其变形模型，使之能够模拟各种变形效果，包括完全 弹性变形、非完全弹性变形、塑性变形、断裂等。
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