Descriptions et Exemples pour le raytracer de POV-Ray par Friedrich A. Lohmüller,
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    Animation 3D avec POV-Ray
        Quelques bases et exemples sur les animations.
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  Animation 3D
   Table des matières
  0. Bases.
     1. Exemple du base.
     2. Example 2.
     3. D'Images à gif animé.
     4. D'Images à Vidéo.
  > 5. Connaissance de base.
     6. Commandes d'animation.
  I. Animations cycliques.
     1. Objets tournants.
     1.2. Planètes en orbite.
     1.3. Une horloge.
     2. Caméra tournante.
     2.1. Caméra deplacée linéaire
     3. Le problème
         de la roue.
     3.1. Roues roulantes.
     4. Engrenages.
     4.1. Chaîne à rouleaux.
     4.2. Chaîne de bicyclette.
     5. Balancement.
     5.1. Pendule de Newton
     5.2. Rock le rocking chair !
     6. Oscillation.
     7. Bielle d'accouplement
     7.1. Bielle et manivelle.
     8. Psychédélique + Op-Art.
     9. Compteurs
        + Compte à rebours.
    10. La pliage d'un cube.
  II. Mouvements non-linéaires
     1.0 Accélérer et ralentir 1.
     1.1 Accélérer et ralentir 2.
     2. Chuter et bondir.
     3. Accélération selon
          formules physiques.
     4. Mouvements
          avec fonctions spline.
  III. Chemins pour
      des animations avec
      des courbes spline
     1. Courbes spline.
     2. Spline fermé.
     3. Animation Paths.
                                                           

Vocabulaire et connaissances de base.

Au sujet des frames, des fps, du bitrate, de la taille des images, du GIF animés, de l'AVI et du MPEG.

Termes importants dans l'animation par ordinateur :

frame = une simple image d'un film, d'une vidéo ou d'une animation.
Chaque animation est un ordonnancement rapide d'images simples avec seulement de petits changements de ces images. C'est en raison de la persistance rétinienne, lors de notre perception optique, que cet ordonnancement est interprété par notre cerveau comme un mouvement continu !

fps = "frames per second" = le nombre d'images simples par seconde.
L'oeil humain a besoin d'environ 25 images simples, légèrement changeantes, par seconde pour nous donner l'illusion d'un mouvement continu.
Une fréquence plus lente produit une sensation de clignotement.
Dans les vidéos MPEG selon la norme mpeg-1 standard, on permet les taux suivants :

Nombre d'images par seconde  
frame rate (fps)
Durée d'une image,  
en millisecondes
23.97 fps 41,7188 ms
24.00 fps 41,6667 ms
25.00 fps 40.0000 ms
29.97 fps 33,3667 ms
30.00 fps 33,3333 ms

bit rate = Le débit binaire.
le nombre de bits par seconde déplacé d'un disque dur ou par une ligne d'internet (en kbit/sec ou ko/sec). Cette valeur doit être considérée si une vidéo ou une animation est jouée sur un ordinateur du disque dur ou d'un CDROM ou depuis internet.
Une ligne internet a un débit binaire théorique environ de 20 kbit/s à 64 kbit/s avec l'RNIS, ou environ 700 kbit avec le raccordement xDSL.
En réalité nous n'en avons qu'une fraction !
Les petites vidéos MPEG les débits binaires font habituellement autour de 1200 kb/s = 150 ko/s.
Les DVD-Videos ne devraient pas avoir des débits binaires plus élevés que le maximum de 9,8 Mbit/sec.
Le débit binaire parfait dépend d'une part de la taille des frames et d'autre part de la qualité de la compression, et du codec.
La qualité visuelle finale de lecture d'une vidéo via internet, et dépend beaucoup du débit binaire que nous réalisons ici.
Si le débit binaire est trop bas, la vidéo bégayera, des sauts de quelques images auront lieu ou des images montreront des emplacements carrés clignotants ou encore des arrêts complets de vidéo !

frame size = Taille de frame = la taille des images simples.
Plus la taille de l'image est grande, plus la taille du fichier de chaque image simple est grande, et plus il est difficile de comprimer l'animation complète.
En utilisant les fichiers GIF animés, vous n'avez presque aucune limite.
En utilisant la compression MPEG, la taille et la largeur doivent être divisibles par 16 (!).

Voici un tableau des tailles de MPEG et de la taille de l'image simple :

  taille d'image
image size
nombre de pixels taille d'une image unique
SIF: 352 x 288   101 376 pixel  297 kB
others: 512 x 320   163 840 pixel  480 kB
DVD: 720 x 576   414 720 pixel1 215 kB
16:9 : 1280 x 720   921 600 pixel2 700 kB
4:3 : 1440 x 1080 1 555 200 pixel4 557 kB
16:9 : 1920 x 1080 2 073 600 pixel6 075 kB


endless loop = Boucle sans fin
C'est une animation cyclique, lue sans fin : elle commence où elle finit !
C'est un genre très populaire d'animation pour les logos et les bannières sur des sites web. Avec un petit fichier (un GIF animé), nous pouvons faire un mouvement continu.


Types et compressions de fichier.

Gif et gifs animés
Les images de type fichier GIF et fichiers GIF animés sont réduits à 256 couleurs.
Une table des 256 couleurs les plus importantes dans l'image est produite, et les pixels de couleurs sont codés seulement par leur numéro de couleur dans la table, en utilisant seulement un octet par pixel.
Ce type de fichier est bon pour les logos et le texte animé. Ce type d'image peut être montré par tous les navigateurs internet. Il peut être intégré dans les sites web comme n'importe quel autre genre d'image.
Ce type de fichier n'est pas très bon pour des vidéos. Le petit nombre de couleurs (la perception de l'oeil humain est d'environ 16 millions de couleurs différentes = "couleur vraie" "true colour" 24bits/pixel !) entraine souvent une trame trop rugueuse, avec des images ayant de fines différences de couleur. La compression d'un fichier d'image en couleurs vraies n'est tout au plus qu'un tiers de la longueur originale - dès lors, les fichiers deviennent rapidement extrêmement grands et difficilement transportables.

La vidéo AVI :
Ce type fichier peut être lu avec "Windows Mediaplayer".
# Il montre des images dans en couleurs vraies. La compression est bien meillure qu'avec les fichiers GIF animés, et avec une qualité d'image beaucoup plus élevée.

JPEG et MPEG :
Le format vidéo MPEG utilise la même méthode que le format JPEG - utilisé pour la compression des photos. Il permet une représentation en vraies couleurs, et possède en même temps la meilleure qualité de compression.
La qualité d'image dépend, comme avec le JPEG, du degré de la compression utilisé dans ce cas ! La qualité des vidéos comprimées dépend également du codec visuel qui est employé pour coder la vidéo. Pour choisir les paramètres, afin que la compression obtienne des résultats optimaux, il faut utiliser la méthode d'essais et d'erreurs !
Ce format vidéo peut également être joué avec "Windows Mediaplayer", pour autant que le codec vidéo utilisé lors de la compression sur l'ordinateur ait été installé.

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© Friedrich A. Lohmüller, 2009
http://www.f-lohmueller.de