計算機動畫是用于數字生成動畫圖像的過程。更普通的術語計算機生成圖像（CGI）既包括靜態場景和動態圖像，而計算機動畫?僅是指運動圖像。現代計算機動畫通常使用3D計算機圖形，盡管2D計算機圖形仍用于風格，低帶寬和更快的實時渲染。有時，動畫的目標是計算機本身，但有時也是電影。

計算機動畫本質上是停止運動技術的數字繼承者，但使用3D模型，而傳統動畫技術則使用2D插圖的逐幀動畫。與其他基于物理的過程相比，計算機生成的動畫更具可控性，例如為效果鏡頭構建縮影或為人群場景雇用額外的動畫，因為它允許創建使用其他任何技術都不可行的圖像。它還可以允許單個圖形藝術家在不使用演員，昂貴的布景或道具的情況下制作此類內容。為了營造運動的錯覺，計算機顯示器上將顯示圖像并反復替換為與之相似但時間略微提前的新圖像（通常以24、25或30幀/秒的速度）。這種技術與通過電視和電影實現運動的幻覺相同。

對于3D動畫，在計算機xxx器上構建對象，并使用虛擬骨架裝配3D圖形。對于2D圖形動畫，在有或沒有該虛擬骨架的情況下使用單獨的對象和單獨的透明層。然后，動畫師在關鍵幀上移動人物的四肢、眼睛、嘴巴、衣服等。關鍵幀之間的外觀差異由計算機以稱為補間或變形的過程自動計算。最后，將渲染動畫。

對于3D動畫，必須在建模完成后渲染所有幀。對于2D矢量動畫，渲染過程是關鍵幀插圖過程，而補間幀則根據需要進行渲染。對于預錄制的演示文稿，渲染的幀將傳輸到其他格式或媒體，例如數字視頻。當這些幀呈現給最終用戶觀眾時，它們也可以實時渲染。通過互聯網（例如Adobe Flash、X3D）傳輸的低帶寬動畫通常使用最終用戶計算機上的軟件進行實時渲染，以替代流式播放或預加載的高帶寬動畫。

為了欺騙眼睛和大腦，使他們認為自己看到的是平滑移動的物體，應以每秒約12?幀或更快的速度繪制圖片。（一幀是一幅完整的圖像。）每秒75-120幀以上的速率，由于眼睛和大腦都處理圖像，因此無法感覺到真實感或平滑度的提高。在低于每秒12幀的速率，大多數人可以檢測的圖像跳動隨著新的圖像繪制相關的，從現實主義運動的錯覺減損。為了節省所需的繪圖數量，常規的手繪卡通動畫通常每秒使用15幀，但是由于卡通的風格化性質，通常可以接受這種方式。為了產生更逼真的圖像，計算機動畫需要更高的幀速率。

在美國電影院中觀看的電影以每秒24幀的速度運行，足以產生連續運動的錯覺。對于高分辨率，使用適配器。

在大多數3D計算機動畫系統中，動畫師會創建角色解剖結構的簡化表示，類似于骨架或簡筆畫。它們被安排在默認位置，稱為“?綁定姿勢?”或T-Pose。骨骼模型各段的位置由動畫變量（簡稱Avars）定義。在人和動物角色中，骨骼模型的許多部分都與實際的骨骼相對應，但是骨骼動畫也可以用來為具有臉部特征的其他事物設置動畫（盡管存在其他用于面部動畫的方法）。玩具總動員中的角色“伍迪”例如，使用700 Avars（僅面部使用100個）。計算機通常不直接渲染骨架模型（它是不可見的），但是它確實使用骨架模型來計算該特定字符的確切位置和方向，最終將其渲染到圖像中。因此，通過隨時間改變Avars的值，動畫師通過使角色在幀之間移動來創建運動。

有幾種生成Avar值以獲得逼真的運動的方法。傳統上，動畫師直接操縱Avar。他們通常不會在每個關鍵幀上及時設置Avar，而是讓計算機在稱為關鍵幀的過程中在它們之間進行內插或補間，而不是為每個幀設置Avar。關鍵幀將控制權交給動畫師，并植根于手繪的傳統動畫中。

相反，一種稱為運動捕捉的更新方法利用了實景鏡頭。當通過動作捕捉驅動計算機動畫時，真正的表演者將場景表現為好像它們是要動畫的角色。使用攝像機和標記將他/她的動作記錄到計算機上，然后將該表演應用于動畫角色。

每種方法都有其優勢，截至2007年，游戲和電影在生產中都使用這兩種方法中的一種或兩種。關鍵幀動畫可以產生難以執行或無法執行的動作，而動作捕捉可以再現特定演員的微妙之處。例如，在2006年的電影《加勒比海盜：死人的胸膛》中，比爾·尼吉（Bill Nighy）為角色戴維·瓊斯（Davy Jones）表演。即使Nighy并未親自出現在電影中，該電影也通過記錄他的肢體語言，姿勢，面部表情等細微差別而從他的表演中受益。因此，在需要可信，現實的行為和動作的情況下，運動捕捉是合適的，但所需的字符類型超出了整個傳統服裝所能完成的工作。

3D計算機動畫結合了對象的3D模型和已編程的或手動的“關鍵幀”運動。這些模型由3D坐標系中的幾何頂點，面和邊構成。可以像雕刻真正的粘土或灰泥一樣雕刻物體，可以使用各種雕刻工具從一般形式到特定細節進行加工。除非要使3D模型成為純色，否則必須使用“ 紋理 ” 將其繪制為真實感。設置骨骼/關節動畫系統以使CGI模型變形（例如，使人形模型行走）。在稱為索具的過程中，為虛擬木偶提供了各種用于控制移動的控制器和手柄。可以使用運動捕捉創建動畫數據或者由人類動畫師制作的關鍵幀或兩者結合使用。

為動畫裝配的3D模型可能包含數千個控制點-例如，Toy Story的?“ Woody”?使用700個專門的動畫控制器。Rhythm and Hues Studios辛苦工作了兩年，在電影《納尼亞傳奇：獅子，女巫和衣櫥》中創作了阿斯蘭，該電影擁有約1,851名控制員（僅面部有742名）。在2004年的電影《明天之后》中，設計師不得不借助視頻參考和準確的氣象事實來設計極端天氣的力量。對于2005年的《金剛》重制片，演員安迪·塞基斯（Andy Serkis）曾被用來幫助設計人員在鏡頭中指出大猩猩的主要位置，并使用他的表情將生物的“人”特征建模。Serkis早些時候在JRR Tolkien的《指環王》三部曲中為Gollum提供了聲音和表演。

可以使用計算機和動畫軟件來創建計算機動畫。即使使用基本程序，也可以實現一些令人印象深刻的動畫；但是，在普通的家用計算機上渲染可能需要很多時間。電影、電視和視頻游戲的專業動畫師可以制作逼真的高逼真的動畫。在家用計算機上創建電影動畫的這種質量水平將花費數百年的時間。而是使用許多功能強大的工作站計算機。圖形工作站計算機使用2到4個處理器，它們比實際的家用計算機功能強大得多，并且專門用于渲染。許多工作站（稱為“ 渲染場 ”）通過網絡連接起來，可以有效地充當巨型計算機，可以制作一部計算機動畫電影，該電影可以在大約一到五年內完成（但是，此過程并不完全由渲染組成）。工作站的價格通常在2,000-16,000美元之間，較昂貴的工作站由于包含的技術更先進的硬件而能夠更快地渲染。專業人員還使用數字電影攝影機、運動/ 表演捕捉、藍屏、電影編輯軟件、道具和其他用于電影動畫的工具。Blender之類的程序使那些負擔不起昂貴的動畫和渲染軟件的人能夠以與使用商業級設備的人相似的方式工作。

逼真的人臉特征建模既是計算機生成圖像中xxx挑戰性也是最受追捧的元素之一。計算機面部動畫是一個非常復雜的領域，其中模型通常包含大量的動畫變量。從歷史上講，1989年和1990年關于面部動畫的最先進技術的SIGGRAPH首次教程證明是該領域的轉折點，因為它匯集并鞏固了多個研究要素，并引起了許多研究人員的興趣。

該面部動作編碼系統（46“行動單位”、“唇咬”或“瞇瞇眼”），這已經在1976年被開發出來，成為許多系統的流行基礎。早在2001年，MPEG-4就為嘴唇、下顎等添加了68個“ 面部動畫參數”（FAP），并且自那時以來，該領域取得了重大進展，面部微表情的使用也有所增加。

在某些情況下，可以使用情感空間（PAD情緒狀態模型）將特定情緒分配給化身。在這種方法中，PAD模型被用作高級情感空間，而較低級空間是MPEG-4面部動畫參數（FAP）。然后，在兩層結構中使用中間層的部分表達參數（PEP）空間– PAD-PEP映射和PEP-FAP轉換模型。

計算機動畫中的真實感可以意味著使每個幀看起來都逼真，從某種意義上說，場景被渲染為類似于照片，或者使角色的動畫真實可信。無論有無照片級逼真的渲染，計算機動畫也可以是逼真的。

計算機動畫的xxx挑戰之一是創建具有最高真實感的外觀和動作的人物角色。要制作令人愉悅的逼真的人物角色，困難之一是不可思議的山谷。在這個概念中，隨著人類復制品的外觀和行為越來越人性化，觀眾（一定程度上）往往會產生越來越消極的情感反應。嘗試使用真實感人物角色的電影，例如The Polar Express、Beowulf和《圣誕節頌歌》被批評為“令人毛骨悚然”和“令人不安”。

計算機動畫的目標并不總是盡可能地模仿真人表演，因此許多動畫電影都以人物為擬人化動物、傳奇生物和角色、超級英雄或其他方式具有非現實的卡通化比例。也可以定制計算機動畫以模仿或替代其他類型的動畫，例如傳統的定格動畫（如Flushed Away或The Lego Movie所示）。某些長期存在的動畫基本原理要求的運動并非嚴格逼真，并且這些原理仍在計算機動畫中得到廣泛應用。

自1976年以來，CGI短片就已作為獨立動畫制作。1983年日本動漫電影《高爾基13：職業》（Golgo 13：The Professional）是結合CGI動畫的動畫片的早期例子。在美國動畫的現代時代，計算機動畫的普及（尤其是在特殊效果領域）急劇上升。首部完全由計算機制作的動畫電影是《玩具總動員》，但《素食傳奇》是xxx部直接出售的美國全3D計算機動畫系列（1993年制作）；它的成功啟發了其他動畫系列，例如1994年重新啟動。雖然像?Avatar和?The Jungle Book這樣的電影在大部分電影放映時都使用CGI，但它們仍將人類演員納入其中。