This post is also available in: English (الإنجليزية)
سوف تتساءل لماذا وكيف يهتم رسام الرسوم المتحركة بالفيزياء؟ لكن الحقيقة هي أن الفهم الأساسي للميكانيكا والميكانيكا الحيوية ، بصفته رسامًا متحركًا للشخصية ، مفيد. كتب تشاك جونز في Chuck Amuck ، “التشريح المقارن هو أداة حيوية لرسام الرسوم المتحركة أو المخرج الكامل.”
الغرض من هذه المقالة “المبادئ الستة للفيزياء للرسوم المتحركة المذهلة” هو جعل الفيزياء أداة أخرى في صندوق أدوات الرسوم المتحركة الخاص بك. تركز هذه المقالة على الرسوم المتحركة للشخصية ، على الرغم من أن العديد من المفاهيم مفيدة أيضًا لتأثيرات الشخصيات ، مثل الشعر والملابس.
بصرف النظر عن “المبادئ الاثني عشر للرسوم المتحركة” كما وصفها أولي جونستون وفرانك توماس ، تلعب الفيزياء دورًا مهمًا في تصوير السلوك العام للشخصيات في الرسوم المتحركة. على سبيل المثال ، يعتمد مبدأ المتابعة من الرسوم المتحركة على قانون القصور الذاتي.
بشكل أكثر تحديدًا ، فيما يلي المبادئ الستة لفيزياء الرسوم المتحركة:
1. التوقيت والتباعد والمقياس
المفهوم الأول الذي يمارسه رسامو الرسوم المتحركة هو الكرة المرتدة. يدور هذا المفهوم حول كيفية ضبط التوقيت والتباعد بحيث يتباطأ داخل وخارج القمة بطريقة يمكن تصديقها.
يشير التوقيت والتباعد إلى السرعة وعندما تتغير المسافات يكون هناك تسارع. نظرًا لأن تسارع الجاذبية ثابت ، فإن مباعدة الكرة تتبع نمطًا بسيطًا. مثل هذا النمط يتبع “القاعدة الفردية” لأن المسافات من القمة تذهب مثل 1 ، 3 ، 5 ، 7 ، 9 ، وهكذا. تتبع عملية التباطؤ والتباطؤ أيضًا قاعدة إيقاف التشغيل. رياضيا ، يتم التعبير عن القاعدة الفردية x = 1/2 at2.
2. قانون القصور الذاتي
يقول قانون القصور الذاتي ، المعروف أيضًا باسم قانون نيوتن الأول للحركة ، أن الشخصية سوف تتحرك بسرعة ثابتة ما لم يتم التصرف بناءً عليها بواسطة قوة خارجية.
دعونا نفهم هذا من خلال مثال على شخصية تقف على متن حافلة (كما هو موضح في الشكل). عندما تتوقف الحافلة فجأة ، تتجه الشخصية إلى الأمام. قبل أن تضغط الحافلة على الفرامل كان يتحرك وبموجب قانون القصور الذاتي ، سيستمر في التحرك حتى تعمل القوة على إيقافه (مثل عندما يضرب الأرض).
الآن ، دعنا نرى الجانب الثاني لقانون القصور الذاتي هو أن الشخصية في حالة السكون ستبقى في حالة سكون حتى يتم التصرف بناءً عليها من قبل قوة خارجية. إذا تسارعت الحافلة فجأة إلى الأمام ، فإن شخصيتنا الدائمة تسقط على ظهره (كما هو موضح في الشكل). سوف يدرك المراقب الثابت الذي يقف خارج الحافلة كما لو أن هناك قوة تسحب كل شيء للخلف ولكن هذا لأننا نتحرك مع الحافلة.
يشرح نفس القانون هذه العملية أيضًا – حيث يدير الشخصيات أجسادهم شعرهم وملابسهم خلفها بسبب قانون القصور الذاتي.
3. الزخم والقوة
أي شخصية متحركة لها زخم يعتمد على سرعة الشخصية ووزنها. يمكن أن تتمتع الشخصية التي تزن 10 كجم بزخم يعادل 30 كجم إذا كانت الشخصية الصغيرة تعمل أسرع بثلاث مرات من الرجل الكبير. يعتمد الزخم أيضًا على اتجاه الحركة ، لذا فإن انحراف جسم متحرك يعتبر تغييرًا في الزخم.
لتغيير زخم الشخصية ، تحتاج إلى قوة خارجية ؛ كلما كانت القوة أكبر ، كلما تغير الزخم بشكل أسرع. قد يؤدي هذا التغيير في الزخم إلى إبطاء أو زيادة سرعة الشخصية أو قد يكون تغييرًا في الاتجاه (مثل إجراء منعطف). في الفيزياء ، يُعرف هذا بقانون نيوتن الثاني للحركة.
يوضح الشكل مثالين على كرة ارتطمت بالأرض. يمكن أن يكون تغيير الزخم متماثلًا تقريبًا في الحالتين ولكن في التأثير الحقيقي يحدث هذا التغيير بسرعة ، مما يعني وجود قوة كبيرة عند التأثير. باستخدام “الاسكواش والتمدد” ، يخفف الإصدار الكرتوني من التأثير من خلال توزيع التغيير في الزخم على عدة إطارات. باختصار ، التوقيت الهش يعني قوى كبيرة والعكس صحيح.
4. مركز الثقل
مركز الجاذبية هو متوسط موقع وزن الجسم. هذا هو المركز الهندسي (المرئي) لمعظم الكائنات ولكن بالنسبة للأشياء غير المنتظمة (على سبيل المثال ، المطرقة بمقبض خشبي ورأس حديدي) فهو يقع بالقرب من الجانب الأثقل. يقع مركز جاذبية الشخص تقريبًا في منتصف الجذع ، عند ارتفاع السرة تقريبًا ، ولكن يمكن أن يتغير تبعًا للوضع.
مركز الثقل مهم لأسباب مختلفة. أولاً ، تكون الشخصية في وضع ثابت متوازن فقط إذا تم وضع مركز الجاذبية فوق قدمي الشخصية. بتعبير أدق ، يجب أن يكون مركز الثقل فوق “قاعدة الدعم” ، وهي المنطقة حول القدمين
ثانيًا ، عندما تتغير الشخصية تشكل تحولات مركز الجاذبية ، مما يتسبب في انتقال الوزن من ساق إلى أخرى. يكفي ببساطة تحويل مركز الثقل ببضع بوصات لإحداث تحول كبير في الوزن. تنعكس تحولات الوزن من القدم إلى القدم في الوضع ، وعادةً ما يتم رفع الورك وخفض الكتف على الجانب الذي يحمل الوزن (وهو تأثير يُعرف باسم “كونترابوستو”). عندما يتم تحريكها بشكل جيد ، يجب أن يكون واضحًا ما إذا كانت الشخصية واقفة أو جالسة حتى إذا كانت اللقطة تُظهر الجزء العلوي من جسم الشخصية فقط.
أخيرًا ، عندما نفكر في مسار عمل شخصية متحركة ، فإن النقطة التي نهتم كثيرًا بتتبعها هي مركز الثقل. على سبيل المثال ، عند الطيران في الهواء ، يكون مركز الجاذبية الذي يتبع قوسًا مكافئًا ، بغض النظر عن أي دوران في الجسم أو التواء في الأطراف (كما هو موضح في الشكل).
5. زيادة الوزن وفقدانه
في ظل الظروف العادية ، يظل وزن الشخصية ثابتًا ولكن عندما تتسارع الشخصية يختلف وزنها بشكل فعال. على سبيل المثال ، إذا كان الحرف هو:
- التحرك للأعلى واكتساب السرعة: اكتساب الوزن
- التحرك للأعلى وفقدان السرعة: فقدان الوزن
- التحرك للأسفل واكتساب السرعة: انقاص الوزن
- التحرك للأسفل وفقدان السرعة: اكتساب الوزن
باختصار ، إذا كنت تسير عكس الجاذبية (ترتفع ولكن تسرع أو تنخفض ولكن تتباطأ) فإنك تكتسب وزناً ولكن إذا كنت تسير مع الجاذبية (ترتفع الحالة القصوى هي عندما تكون الشخصية في حالة سقوط حر وتصبح بلا وزن.
عندما تتحرك الشخصية (تمشي ، تجري ، تقفز ، إلخ) ، تخلق التغييرات في الوزن العديد من الإجراءات المتداخلة في حركة الشعر والملابس واللحم. يؤدي اكتساب الوزن إلى سحبها إلى أسفل بينما يؤدي فقدان الوزن إلى جعلها تطفو تقريبًا.
تبدو الشخصيات المتحركة الضعيفة أحيانًا “عائمة” أثناء سيرها لأن أفعالها تفتقر إلى هذا التباين في الوزن.
6. رد فعل الفعل
يخبرنا مبدأ الفعل ورد الفعل ، المعروف أيضًا باسم قانون نيوتن الثالث ، أنه عندما تتفاعل شخصية ما مع كائن (أو مع شخصية أخرى) يتأثر كلاهما. يصف بول هيويت هذا الأمر بشكل شعري بأنه “لا يمكنك أن تلمس دون أن تلمس.”
البيان الرسمي للمبدأ هو ، لكل قوة “فعل” هناك قوة “رد فعل” لحظية متساوية في الحجم ومعاكسة في الاتجاه.
دعونا ننظر في كل جزء من هذا البيان.
أولاً ، الفعل ورد الفعل عبارة عن زوج من القوى المتطابقة. على سبيل المثال ، افترض أن السيد “أ” يلكم السيد “ب”. الإجراء هو قوة قبضة السيد “أ” على وجه السيد “ب” ، لذا فإن رد الفعل هو قوة وجه السيد “ب” الذي يدفع قبضة السيد “أ” للخلف.
ثانيًا ، هاتان القوتان فوريتان ، لذا إذا قام السيد “ب” بضربه مرة أخرى ، فهذا ليس رد الفعل ، فهذا إجراء جديد.
علاوة على ذلك ، إذا قام السيد A باللكم بقوة 100 نيوتن في اتجاه اليسار ، فستكون هناك قوة مساوية مقدارها 100 نيوتن على قبضته نحو اليمين. نظرًا لأن القوى تتغير الزخم ، فإن قوة الحركة تجعل رأس السيد “ب” يبدأ في التحرك نحو اليسار بينما تغير قوة رد الفعل زخم قبضة السيد “أ” ، وربما توقفها.
لتحريك هذا المشهد بنجاح ، من الضروري مطابقة الحركة ورد الفعل. من الأخطاء الشائعة التركيز على تحريك حركة السيد “ب” مع إهمال رد الفعل الذي يجب أن يحدث في نفس الوقت على السيد “أ”.
إن الحكم على تأثير الفعل والتفاعل معقد بسبب حقيقة أن هناك عادة العديد من قوى العمل التي يجب أخذها في الاعتبار.
خذ الحالة البسيطة لرجل يدفع صخرة. يبذل الرجل قوة على الصخرة فتؤثر الصخرة عليه بقوة. إذا كان على زلاجة دوارة ، كان سيتحرك للخلف والصخرة تتحرك للأمام. لكنه حافي القدمين ، لذا هناك مجموعة أخرى من قوى الفعل ورد الفعل: كما أنه يدفع للخلف على الأرض وتدفعه الأرض إلى الأمام. بالنسبة له لدفع الصخرة إلى الأمام ، لا يمكن أن تكون القوة التي تمارسها رجليه أقل من القوة التي تمارسها ذراعيه. يجب أن تبدو هذه الإجراءات وردود الفعل متطابقة لتحريك هذا المشهد بشكل يمكن تصديقه.
