Introduction to Computer Graphics Animation

Computer graphics is a well-known technology that is used in movies or cartoons. Of course, they use it, but its potentiality is not constrained to that area. It is intended to create motion perception based on position and orientation data. Not only these data but also the following things are animated: Object's shape, Texture info, Light source, etc.

There are several approaches to motion control. The first one is artistic animation where the animator works for crafting the motion. Its foundation is an interpolation. The second one is data-driven animation that digitizes live motion, then it is mapped onto graphical things. This technology is referred to as motion capture. The last one is procedural animation, in which the computational model controls the motion. The model sets the initial condition for physical or behavioral simulation.

1. Motion Perception
A picture can convey a large amount of information in a short period. And then, Moving images can deliver more information quickly. These phenomena are possible because the human visual system is designed to notice and interpret movement. 
A Series of images are perceived as a single moving image when displayed in rapid succession. This is possible because of the sensation of continuous imagery from a sequence of still images. A common view is the persistence of vision where the eye retains a visual imprint of an image. The visual imprints, called positive afterimages fill in the gaps between the images to produce the perception of a continuously changing image. Peter Roget argued that the idea of impressions of light being retained on the retina. But the persistence of vision is different from the perception of motion. Motion is perceived, yet the persistence of vision does not appear to be involved because no individual images are present. Recently, the causality of the persistence of vision has been called to question and the perception of motion has been attributed to a mechanism known as the phi phenomenon.
Perception of motion addresses the lower limits for establishing the perception of continuous imagery, there are also upper limits to what the eye can perceive. The limitation on motion perception is determined by the reaction time of those sensors. And by other limitations such as blinking and tracking. If an object moves too quickly concerning the viewer, then the eye of the receptors can't be able to respond fast enough to distinguish sharply defined detail; motion blur results. Motion Blur is caused by the object's speed and the time interval over which the scene is sampled. In a still camera, a fast-moving object will not blur if the shutter speed is fast enough relative to the object's speed. Motion blur never happens if the scene is sampled at a precise instant in time. To compute motion blur, the scene needs to be sampled over an interval of time or manipulated to appear as though it were. If it is not calculated, then images of a fast-moving object can appear disjointed, like live-action under the strobe light. It is called strobing. 
There are two rates of concern in the previous discussion. One is playback or refresh rate - the number of images per second displayed in the viewing process. The other is the sampling or update rate - the number of different images that occur per second. The playback rate is the rate related to flickering. The sampling rate indicates how jerky the motion appears. For example, TV shows are played at 30 fps, but if it is interlaced, it is played at 60 fps. An interlaced display is one where a frame is divided into two fields, each field is displayed in alternate scans of the display device.

1.2 The heritage of animation
Animate means "give life to" and includes live-action puppetry, such as animatronics. History is replete with attempts to bring objects to life. Many of the references to animation are stories about conjuring a life force into some humanoid form. The early mechanisms from the 17s 18s were set in a milieu of scientific debate over the mechanistic nature of the human body. The focus is on devices that use sequences of individual still images to create the effect of a single moving image.

1.2.1 Early devices
Persistence of vision and the ability to interpret a series of stills as moving images were actively investigated in the 1800s. The simplest of these early devices is the thaumatrope, a flat disk with images drawn on both sides with two strings connected opposite. When flipped rapidly enough, the two images appear to be superimposed. As the pages are flipped quickly, the viewer has the impression of motion. Zoetrope, an early animation device has a long cylinder with a vertical sequence of drawings where slits are cut into its side between each adjacent image. When it is spun on its axis, each slit creates the illusion of motion.