Notes-Blue monkey: AE Expressions教學

原文來自這裡

中文教學主要是翻譯至JJ Gifford 網站, 內容較舊(AE 5.0), 所以做了些修改, 但expression及script部分沒什麼變化.

Expressions(表達式)介紹

After Effects的動畫元素大約有5種方式

Brute Force(暴力):直接在圖層設定keyframe, 自由度最高,但遇到複雜動畫時也最辛苦.
Pre-composing(合成):將多圖層合而為一, 轉成一個Comp屬性的圖層, 有如其他程式的群組關係.
Parenting(父子關聯):圖層間建立父子連接關係, 對父物件所做的變形, 會作用到子物件.
Expressions(表達式):依附在圖層的特性(property)中,是Realtime(即時的)且live(存在的), 不同時間產生不同反應, 也可以與現有的Keyframe合作.
Script(腳本):不同於Expression必須依附在圖層特性中,Script可獨立存在, 以視窗等獨立介面呈現, 一次性執行完畢, 產生結果.

何時使用Expressions

不同圖層間的特性連接
例如兩個圖層間以建立父子關聯,綠色方塊為父,黃色方塊為子,parenting時,黃色跟著綠色做變化;

但有時只需要跟隨位置,所以不需建立父子關聯, 僅用expression取得綠色的position(位置)特性.
自動化
例如底下只需讓一個特性Scale做變化,僅僅設定一個keyframe,再加上以時間做參數的expression.
特性加入一些亂數
在原有的keyframe作用的情況下,利用expression讓原先值做變化,如底下的position加入wiggle晃動.

何時不需要使用Expression?

有一句話"不要以為有了槌子,就把每樣東西當作釘子",這句話的意思是說不要以為expression很厲害,就一直用,應該是需要用的時候才用.

撰寫Expression

選擇要加入expression的特性後,

1.從選單中Animation>Add Expression,將特性轉成expression模式

2.Alt+左鍵點擊碼表圖示.

多出來的"=",點擊可開關expression功能, 特性數值成紅色表示啟用expression, "="旁邊的圖式稍後討論, 最右邊的 tansform.rotation 為expression程式碼.

第1個圖形鈕用圖形顯示expression計算後的結果.
第2個的螺旋圖按鈕,用於幫忙抓取此Composition(也稱Comp,是一個放圖層的容器; Comp中也可放入Comp屬性的圖層)中,所有可用的特性,並轉成expression程式碼,就不需要自己打字.
第3個箭頭圖按鈕,提供expression中的函式庫.

什麼是Expression?

在一個圖層特性中,最簡單的expression就是一個值(expression的分號可有可無),如

6;

這可能沒啥作用,若是底下這樣可能還較有用.

rotation;

當執行時,會得出圖層的rotation值,若將這rotation表達式用在opacity特性中,圖層旋轉時,不透明度opacity也會跟著變化.

Expressions用JavaScript語法,網路上有很多資料可查詢.JavaScript功能相當齊全,例如opacity可做一些數學運算.

opacity*10;

上式只是將圖層的opacity乘10,若opacity是100,則得出1000,若將這表達式用在rotation,則圖層旋轉1000度.

"="在哪裡呢?

比如在position中加入expression, 直接輸入[100,100],將圖層移至座標 x=100,y=100 位置,也可以用語法

position=[100,100];

   但若只輸入100,會發生錯誤,所以只要數值格式正確,是不需要'='.

一個expression只能控制一個特性

   例如在position中加入expression,這個expression只能操作位置特性,如果想在裡面操作rotation辦不到的;若要操作rotation就在rotation特性中加入expression.

Expression可以多行程式碼

   之前都只看到一行, 然而幾百行都可以, 但是expression不是AE的Script, 行數越少越好, 總不能每移到不同時間, 幾百行的expression又執行一次, 盡量簡單.以下是rotation的expression範例.

offset=30;
ralph=rotation+offset;
ralph;

offset是變數,程式碼中rotation是旋轉特性初始值,如果初始值為0,那加上30,所以ralph變數成為30,最後結果是30,圖層則旋轉30度,(拉黃色邊框調區塊大小)

螺紋選取工具

按住螺紋按鈕, 再移到要取用的特性(屬性)文字上, 放開滑鼠左鍵即取得該特性的expression表達式

這表示Opacity(不透明度)的將取用transform.rotation的值, 因為都是同一個圖層(物件)中的特性, 直接輸入rotation也起作用.

opacity跟隨rotation變化

如果您抓取的是同個comp中的不同圖層的特性, 如下, 記得先選取要被取代的文字(藍底白字).

thisComp.layer("Yellow Solid 1").transform.opacity

thisComp : 表示目前所在Comp
layer("Yellow Solid 1") : 此Comp中的名為Yellow Solid 1的圖層.
transform.opacity : 表示Yellow Solid 1的 transform群組特性中的opacity特性.

若您改成這樣也可 thisComp.layer("Yellow Solid 1").opacity

Vectors, Arrays, Dimensions 與 Indexing

當你用螺紋從position連到rotation後, 會得到兩行程式碼(根據版本會有不同).

   因為position必須用到x,y座標值, 所以不管程式幾行, 最後一行都必須求出 2維數值,上例用
[temp,temp]表示. 這二個或多個數值資料的組合稱為vector(向量)或array(陣列) .

Vector vs Array

   Vector向量是數值的組合, 2個值是2維向量,如

[3,4]

   3個值是3維向量,如

[3,4,5]

   Array陣列是多個資料的組合,如

ralph=[10, thisLayer, "bob"]

   ralph變數裡面就有整數值 10 , 圖層 thisLayer , 字串 "bob". 順便一提, 正常用法是不會將不同型態值放在同一陣列內.

   說白了Vector也是一個Array, 只是意義不同.

Indexing(索引)

   有如在一個陣列內取得某個資料, 如

position[0]

   從圖層的position特性取得位置0, 也就是第一個資料, Javascript的陣列從0開始, 所以0表示第一個.

   position是xyz座標值, 所以第1個也等於x座標值,

   position[1] 等於y座標值

建立陣列

   建立一個3維空間向量給變數myVector

myVector = [10,20,30]

   myVector[1] 得到20

Dimensions維度

   陣列內的數值數目等於它的維度, 如上方的myVector 是3維. 一般圖層的position是2維, 但若轉成3D圖層就是3維position. 圖層的rotation與opacity是1維,也稱純量(scalar).

修改陣列內的元件

   例如 positio特性可寫成

[position[0], position[1]];

   這是將position的第1及第2個值取出來, 再放入 position特性內, 結果等於直接寫 position , 這用意是說可以取用或修改陣列內的某個元件, 如下

top_of_layer=0;
[anchorPoint[0], top_of_layer];

   若將以上寫入圖層anchor point(錨點)特性中, x軸不會變, 因為是取用自已anchorPoint的x值, 但是y軸會往上移到0位置.

   上面範例是2維, 當轉成3維圖層, 若你沒補上第三個z值, AE會自動判斷z為0

   下面例子假設你複製comp內最上方第1個圖層的position到某個圖層位置, 並修改y值,

ralph=thisComp.layer(1); //將comp內第1個圖層指定給變數ralph, 切記 layer(1) != layer[1]
[ralph.position[0], ralph.position[1]-100];

   若2個圖層都轉成3D, 移動第1個圖層時, 發現第2個只跟隨第1個的xy值, 因為z軸不受expression制約. (加上camera後做圖層移動,camera不要放在最上方第一個位置)

了解陣列很重要

   例如

position = 6;

   AE會警告這是錯誤, 因為position必定是2維或3維, 不能給1維數值.

position=[320,240];

以上正確!

以下是一些圖層常用的特性(參數)資料表

圖層特性	維度	單位	範圍	一般範圍
anchorPoint	2* [x, y, (z)]	pixels	±無限	0–圖層寬高
position	2* [x, y, (z)]	pixels	±無限	0–comp寬高
scale	2* [width, height, (depth)]	percentage	±無限	±100
rotation	1	degrees	±無限	0–360度
opacity	1	percentage	0–100	0–100
orientation (只有3D)	3 [x, y, z]	degrees	±無限	0-360度
audioLevels	2 [left, right]	decibels	-192–24	-48–12
ambient	1	percentage	0–100	0–100
diffuse	1	percentage	0–100	0–100
specular	1	percentage	0–100	0–100
shininess	1	percentage	0-100	0-100
* 當圖層是3D時,就是3維

調整值的範圍

   例如第一頁教學中的用rotation來變化opacity, opacity值的範圍是0~100; 但rotation是正負無窮大.

   以轉1圈360度來說, 100度以上opacity就不作用, 若想要完整轉一圈來變化opacity全過程, 需做一些數學運算,

rotation / 360 = opacity / 100

   上式 rotation等於0時, opacity也等於0 ; rotation為360時, opacity為100

   上面程式碼再做一些變化得到下面的程式碼, 求opacity 的運算式, 其中rotation/360的值介於0~1, 那0~1之間的值乘100, 所求得的值為0~100之間. 合乎opacity範圍

opacity =(rotation / 360) * 100 //括弧()可省略, 加上是為了清楚運算順序

同以上的理, 下方例子中

圓周長:circumference
距離:distance

   rotation是根據所走的距離(最長距離等於圓周長度), 來判斷旋轉度數.

   distance/circumference的值會落在 0~1 之間, 再用此值去乘360, 最後所得值範圍必定為 0~360

   為了使輪胎轉動, 所以 expression要放在rotation特性中, rotation 是被 position 所驅動.

   一開始 expression 可能會如下

rotation=position*? //執行會出現錯誤, 因為還要替? 輸入正確變數, ?只是暫時代替

   要做水平方向移動才能看到輪胎旋轉, 所以取用position的x值 position[0] 來計算輪胎圖層跑多少距離, 輪胎是從comp的左邊移到右邊, 起點跑設定在comp的最左邊(comp的座標是左上到右下), 程式碼如下.

rotation=position[0]*?

   為了讓輪胎完整轉1圈, 所以要跑相當於1個圓周長距離, 轉1圈是360度. 根據所跑距離是圓周長的多少比例, 用相同比例的值來判斷輪胎轉幾度.

rotation=(position[0]/circumference)*360 //括弧()可以省略

   輪胎越大, 圓周長度越大, 圖層就必須移動越遠才能轉一圈, 現在要來定義圓周長度,

diameter是直徑, 圓周長公式 diameter*PI

   以前學校學的圓周長公式是2*π*r , r是半徑, 2*r是直徑 , π是圓週率(圓周長與直徑的比率,不變的值), javascript中以PI表示, 必須用 Math.PI 來存取, 或自己輸入3.14 , expression如下

circumference=width*Math.PI; //width是輪胎寬度(直徑), 等於2*r(半徑)

   因為是用於rotation特性中, 所以之前的expression程式碼

rotation=(position[0]/circumference)*360

   可以刪除rotation=

   最後做全部程式碼整理, 得到

distance=position[0];
circumference=width*Math.PI;
distance/circumference*360;

   應用此expression時, 圖層scale特性必須是100%, 若有改變要另外處理, 留給讀者自己思考.

上述效果當然也可手調, 但是若要做加速或減速時, 調不好輪胎會打滑, 還是用expression比較準確與真實.

範例檔下載 MAC Window

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Interpolation Methods(內插函式): linear(), ease()

前面的教學, 已經知道藉由合併簡單的除法與加法來"手動"調整值的範圍. 我們也可以用同樣的方式轉換360度旋轉特性作用到opacity特性上. 但這不是唯一的方式, 因為AE提供內建的內插函式, 特別設計用來做某個特性中(如opacity)的一組數值的轉換.

linear(t, tMin, tMax, value1, value2)
ease(t, tMin, tMax, value1, value2)
ease_in(...), ease_out(...)

這些函式看起來很複雜, 其實只是參數比較多而已, 這些參數是

t	變數名, 但輸入值必須是1維的值, 例如rotation或time變數
tMin	t的最小值,可以省略.省略時,預設為0.
tMax	t的最大值,可以省略.省略時,預設為1.
value1	此函式輸出的最小值. 當t等於或小於tMin時, 以value1值輸出. value1可以是數字或向量
value2	此函式輸出的最大值. 當t等於或大於tMax時, 以value2值輸出. value2可以是數字或向量

舉個例子
linear(time, 0, 5, 0, 360); //time是comp中的內建變數,秒為單位

根據字面解釋: 當time變數值(時間)從0 ~ 5, 以線性計算出0 ~ 360之間的值. 若將此expression運用在圖層的rotation特性中, 圖層會在0秒~5秒間旋轉360度.

到第5秒停止旋轉

如果使用這行程式, 會在第五秒自動停止旋轉. 與上一個教學所講到的技術最大不同是, 本次程式在第五秒自動停止, 前次的教學是一直執行下去(若要停止,必須在加上程式碼).

一直旋轉

除了linear()之外, 還有ease(), easeIn() 及 easeOut()等內插函式. 使用這些函式來計算出更自然的效果.

linear() : 中間自動產生的內插值, 以線性方式變化.
ease() : 起點與終點變化較緩慢.
easeIn() : 緩慢離開起點.(寫成ease_in 也可)
easeOut() : 緩慢到達終點.(寫成ease_out 也可)

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範例:捲動軸動畫

   這裡將建立一個簡單的捲動軸動畫, 先建立二個圖層, 一個捲動軸(右邊小方塊)圖層(左右兩條垂直線也是圖層,可忽略), 一個文字區塊圖層. 文字圖層的anchor point(軸心)將加入expression (若加在position, position就被封住) ,這樣排版時我們還可移動文字圖層的position, 但position基本是不動, 因為要驅動的是捲動文字圖層的anchor point.

   必須記得, anchor point的值變化與圖層移動是相反的. 在這個例子, 要將文字圖層的anchor point往下移動, 所以文字會往上移動. 為了捲動完所有文字, 必須讓anchor point的y軸數值從0變化到文字區塊的高度值, 所以變數設定成

value1 = 0
value2 = height

   其他變數tMin , tMax , 可以設定為0 及所在comp的高度. 為了外觀好看一點, 可以做些修改, 假設尺寸為 320x240. 我們設定使用範圍從 20 到 220. 所以設定捲動軸的y軸值為

tMin=20
tMax=220

   所以捲動軸的y座標值為linear函式的輸入值. 得到以下程式碼

scrollY = thisCom.layer("Scroll").position[1];
scrolledAmount = linear(scrollY, 20, 220, 0, height); //捲動多大範圍

   最後將這結果scrolledAmount放入座標陣列中, 讓anchor的x軸的值不變, 完整的expression如下.

scrollY=thisComp.layer("Scroll").position[1];
scrolledAmount=linear(scrollY, 20, 220, 0, height);
[anchorPoint[0], scrolledAmount];

   最後的動畫如下, 右邊小方塊是捲動軸 thisComp.layer("Scroll") , 它的y軸值將讓文字區塊移動.

當然上例是需要垂直捲動. 我們也可建立水平捲軸, 用x軸值來驅動. 更可延伸到3D旋轉捲動, 加入expression到 3D圖層的rotation特性中.

水平捲動

3D旋轉捲動

捲動欄範例下載 Windows Mac
原始網頁 http://www.jjgifford.com/expressions/basics/interpolation.html

  我們之前使用螺旋紋建立簡單的Expression, 但是只能選擇畫面中存在的物件及其特性(屬性), 例如Comp的特性frameDuration就無法選擇,因為它不存在於畫面中.

什麼是物件

   物件就是一個容器,裡面可裝其他物件與特性,以及函式.

   例如Comp就是AE的一個物件, 裡面包含其他物件(圖層)或是Comp本身的特性,如duration(時間)或width(寬度)等. 在AE中有物件:Comp,layer...等,及特性:opacity,duration,width...等

全域物件(Global Object)與全域特性(Global Atttribute)

   不需定義,直接取用

全域物件與屬性	物件種類
thisLayer	燈光,影像,聲音或攝影幾等物件
thisComp	Comp 物件
comp("name")	Comp 物件
footage("name")	Footage 物件
time	Number 屬性
value	Number 屬性

舉 thisComp 為例:

thisComp.layer("Solid 1") 可以取得目前Comp裏面,名為"Solid 1"的layer.

還可接著往下取得特性, 例如layer圖層的rotation.

thisComp.layer("Solid 1").rotation

thisComp是全域物件,layer("Solid 1")是裡面的一個layer,此expression取得該layer的rotation特性.

可用拉螺旋紋到Solid 1的rotation, AE直接填入expression.

有transform是正規寫法,但也可忽略

用螺旋紋時要小心,expression的欄位游標要放對, 或是被取代的字串也要選對. 底下是layer的常用特性;

圖層特性與函式	值的類型	維度	單位
width 寬度	Number	1	pixels
height 高度	Number	1	pixels
startTime 圖層開始播放時間	Number	1	seconds
inPoint 圖層啟用時間	Number	1	seconds
outPoint 圖層失效時間	Number	1	seconds
hasVideo 是否有影像	Boolean	1	Boolean
hasAudio 是否有聲音	Boolean	1	Boolean
active 是否顯示	Boolean	1	Boolean
audioActive 聲音是否開啟	Boolean	1	Boolean
audioLevels 聲音層數	Property	2 [left, right]	decibels
index 圖層索引值(第幾層)	Number	1	Number
parent 父物件	Layer, Light or Camera
source 來源(指向poject面板)	Comp or Footage
mask(index or name) 遮罩	Mask
effect(index or name) 特效	Effect