解析計算機(jī)輔助下的美術(shù)動畫新方法

古林峰

（陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,西安,710010）

美術(shù)動畫的設(shè)計方式在不斷的發(fā)展過程中顯現(xiàn)出多種不同的發(fā)展路徑，其中最明顯的就是在計算機(jī)技術(shù)的輔助下創(chuàng)新的新技術(shù)，根據(jù)目前所研究的內(nèi)容和歸納形式大致可以將整體研究工作分成幾大板塊：視頻流的主要方法、相關(guān)的二維和三維的集合模型方法、素材重用法以及三位動畫技術(shù)等一些的技術(shù)方法。這幾種不同的技術(shù)新方法都充分的體現(xiàn)了現(xiàn)代計算機(jī)在美術(shù)動畫方面的輔助作用，下面就此展開深入的研究和剖析。

1 美術(shù)動畫技術(shù)的發(fā)展歷程

美術(shù)動畫經(jīng)過一個長期的發(fā)展過程形成了一種獨具特色的藝術(shù)表現(xiàn)形式，成立了傳統(tǒng)二維動畫中最具有感染力的一種藝術(shù)，尤其是那些優(yōu)質(zhì)的美術(shù)動畫得到了廣泛的推崇和喜愛，這也說明這種新式的藝術(shù)形式滿足了人們對動畫的需求。針對這樣的市場要求來研究美術(shù)動畫的制作技術(shù)和方法，了解到傳統(tǒng)的美術(shù)動畫制作方法局限在關(guān)鍵幀技術(shù)的運用上，這種制作技術(shù)存在很多的弊端，其中耗時較長是最主要的特點，制作過程也相對繁瑣。同時對動畫師的生活體驗和繪畫技術(shù)也提出了比較高的高求，針對這一系列的原因，使得美術(shù)動畫制作的進(jìn)程非常的緩慢，為了有效地解決這一問題必須發(fā)明和創(chuàng)新新技術(shù)的繪制方法，實現(xiàn)美術(shù)動畫制作的改革。

通過近幾年科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展，美術(shù)動畫技術(shù)領(lǐng)域也得到了相應(yīng)的發(fā)展和進(jìn)步，就有關(guān)傳統(tǒng)美術(shù)制作的方法做了科學(xué)化的分析，其中提出了幾個重點的技術(shù)方案，融合視頻就是一種涉及二維半和三維幾何來進(jìn)行的技術(shù)革新和相關(guān)方法應(yīng)用。通過這樣的模式來實現(xiàn)美術(shù)動畫新方法的探索和發(fā)展，以專業(yè)化的設(shè)計和運用將這些技術(shù)都運用到實際的美術(shù)動畫制作當(dāng)中，主要的新技術(shù)有如下幾個類型：

1)計算機(jī)技術(shù)的運用。計算機(jī)中擁有圖像處理和視覺設(shè)計等幾種特殊的功能，以新型的視屏流新技術(shù)來實現(xiàn)各種信息的輸入工作，進(jìn)而實現(xiàn)表演直接驅(qū)動到美術(shù)動畫的制作過程中。

2)以傳統(tǒng)的二維動畫制作為基礎(chǔ)，將被描述對象的二維半和三維半幾何信息融入到其中，能夠?qū)崿F(xiàn)中間幀自動著色的任務(wù)目標(biāo)。這是新技術(shù)的運用的特殊部分。

3)素材重用的制作方法。這種新技術(shù)方法主要是將動畫中運動的畫片和內(nèi)容提取出來，進(jìn)而制作出不容類型的動畫運動模板，按照這樣的模板來完成美術(shù)動畫的制作過程，進(jìn)而提高美術(shù)制作的效率。

4)以非真實感來繪制。這種新技術(shù)主要是通過將目前存在的三維動畫的制作流程進(jìn)行借鑒來達(dá)到新技術(shù)的設(shè)計要求，在傳統(tǒng)的制作技術(shù)上做相關(guān)的改進(jìn)來滿足人們對美術(shù)動畫設(shè)計的要求。

2 計算機(jī)輔助下的美術(shù)動畫的新技術(shù)

2.1 三維動畫技術(shù)新技術(shù)

科技的發(fā)展為美術(shù)動畫制作的技術(shù)也提供了更多的方法的途徑，目前就三維動畫技術(shù)在美術(shù)動畫的制作主要放映在兩個方面：

1)以二維模型為基礎(chǔ)進(jìn)行三維維模型的改造工作，即在已有的草圖上進(jìn)行相關(guān)信息的改進(jìn)。Di-Fiore針對前面所提到的二維半建模式的相關(guān)思想做了深入的思考，進(jìn)而提出一種近似于三維模型的構(gòu)建方法，這種特殊的方法在美術(shù)動畫繪制的過程和傳統(tǒng)的幀間繪制存在相似的關(guān)系，共同來完成動畫的繪制工作。

2)制作為主要的形態(tài)變化。Ham提出的對象模型定義骨架控制法以及交互骨架法，這些技術(shù)都在一定程度上對運動變形有著特殊的制約影響。同時還有一種辦法是以動作的捕獲來獲得相關(guān)的信息并在這個基礎(chǔ)上發(fā)揮出特殊的作用。

在技術(shù)層面上三維動畫能夠發(fā)揮出二維動畫所不具有的一些特征和功能，進(jìn)而大大的推進(jìn)了美術(shù)動畫的發(fā)展和應(yīng)用，同時在技術(shù)層面上表現(xiàn)出具有特色的性質(zhì)。在一些比較夸張動作的制作上面具有一定的優(yōu)勢和特點，能夠?qū)⑺囆g(shù)性完全展現(xiàn)出來，例如，《米奇妙妙屋》的制作技術(shù)就是采用了三維模型的制作方式來展開的，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)存在非常大的不同，三維制作技術(shù)更加注重模型的三維變化以及動畫動作的靈活性，非常真實的反映了動畫的畫面，具有很高的藝術(shù)性。

2.2 融合中國傳統(tǒng)的藝術(shù)元素來進(jìn)行動畫的創(chuàng)作

Zeng提出將中國的一些傳統(tǒng)的藝術(shù)元素融入到藝術(shù)動畫的制作中去，能夠在一定程度上推動動畫的發(fā)展和進(jìn)步。針對這項技術(shù)研究，科學(xué)家提出了新的理念和方法，在二維動畫制作的過程中結(jié)合中國的皮影藝術(shù)中的分層制作法。將其中特殊的表演原理運用到動畫設(shè)計的過程中來，能夠在一定程度上實現(xiàn)新技術(shù)的運用和制作。同時骨架控制法也可以運用到動畫的制作當(dāng)中，這項技術(shù)的運用能夠給皮影技術(shù)的運用做科學(xué)的鋪墊。這項技術(shù)因為需要的工作量比較大，因此應(yīng)用的并不是非常廣泛，大多情況是用來進(jìn)行角色的掃描工作。

中國傳統(tǒng)文化元素的借鑒還存在著另一種形式。Songhua Xu提出的中國繪畫也是非常具有民族特色的藝術(shù)形式，在一些靜態(tài)的山水畫中更能體現(xiàn)動畫制作的靈感。其中靜態(tài)動畫的分割技術(shù)能夠在一定程度上解決動作分割的難題，在進(jìn)一步的對動作骨架進(jìn)行提取，將這些重要的信息再進(jìn)行技術(shù)的處理和動畫的編排來生成新的動作。技術(shù)耗時較長而不經(jīng)常使用。

2.3 基于視屏流來制作動畫

這項技術(shù)的特點是將視頻直接轉(zhuǎn)化成動畫，因此，直觀的輸入用戶的信息參數(shù)就成了該項技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體的實施過程需要對每一項幀的繪制參數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)，進(jìn)而在視覺效果上保證一致。針對這項技術(shù)的特性可以借鑒視頻流向繪畫風(fēng)格的具體情況，其中第一幀是按照規(guī)定的制作參數(shù)來進(jìn)行科學(xué)安排的，將用戶交互做為媒介傳輸。在設(shè)計好第一幀后，后面的幀就跟隨第一幀來模仿和學(xué)習(xí)。還有一種方法是對動畫的輪廓線進(jìn)行提取，然后結(jié)合繪制的草圖來進(jìn)行動畫的制作。這種動畫制作的技術(shù)在卡通動畫的真實性上具有一定的價值和意義，它的技術(shù)工作量不大而被廣泛的運用到實際的動畫制作上面。然而這項技術(shù)還存在著一些不足，在動畫的多樣變化上缺乏相應(yīng)的技術(shù)。在非常有限的動作形態(tài)中來回變化，進(jìn)而使角色的特色化很難顯現(xiàn)，無法達(dá)到藝術(shù)的表達(dá)效果。下面概括出存在的主要三種形式：

1)視屏流的全部信息用動畫的形式直接治理。這種處理方式的作用機(jī)理是采用空間的非真實感來進(jìn)行動畫的繪制，最后達(dá)到某種特殊的風(fēng)格形式，進(jìn)而視屏的內(nèi)容自動的轉(zhuǎn)化成對應(yīng)動畫的序列，其中將卡通形象和視覺的效果都包含在內(nèi)。

2)在視頻流中提取相關(guān)信息并用到新動畫的制作中去。這種方式的運用需要結(jié)合相關(guān)的幀跟蹤技術(shù)來對視頻流的幀序列進(jìn)行技術(shù)的提取。已自動信息提取的方式將動畫的輪廓描繪出來。然后按照輪廓線進(jìn)行第二次的模仿和學(xué)習(xí)，其中還是采用自動生成的手段來完成。

3)以表演驅(qū)動表情動畫的繪制過程。這種方法主要是利用一些現(xiàn)有的參數(shù)來進(jìn)行特定表情的繪制過程，利用視屏信息來記錄特殊表情的信息參數(shù)，然后按照特定的方法將這些信息投射到人的面部表情中去，進(jìn)而直接使這些卡通人物有了特定的表情，以序列的方式形成一組動畫。

2.4 素材重用法新技術(shù)的動畫制作

Haml方法是一種動畫制作借鑒法。其主要是通過將卡通動畫中的一些動作和繪畫的技巧進(jìn)行合理的提取，來形成不同特色和風(fēng)格的新動畫。也就是指將傳統(tǒng)的動畫作為新動畫制作的模板來進(jìn)行新的創(chuàng)作。具體重用的方式主要有兩種，一種是將視覺的內(nèi)容來重新使用，還有一種方式是動作的提取。有關(guān)視覺內(nèi)容的提取方法主要可以用到一種統(tǒng)計學(xué)的方法。該方法基于模仿為理論的基礎(chǔ)上，主要的過程是在沒有充分的筆畫知識下開始從新的筆畫分析。將其中存在的筆畫進(jìn)行隨機(jī)的組合來形成不同形式的繪畫案例，達(dá)到視覺內(nèi)容重用的目的。動作的重用則運用了一種動畫信息捕捉技術(shù)，其中重點是將傳統(tǒng)動畫中的動畫序列進(jìn)行跟蹤，將捕獲的信息重新運用到動畫的二維制作中去。進(jìn)而生成新的動畫。

素材的重復(fù)使用在一定程度上造成動畫角色藝術(shù)性的缺失，新動畫中運動形式的設(shè)置還是需要針對具體的模型和骨架信息來分別設(shè)置。這樣的方式能夠很大程度上隨著動畫角色的復(fù)雜而使設(shè)置的信息也變得復(fù)雜。這樣就無形中忽略了時間的安排，進(jìn)而影響最后的動畫效果。

2.5 中間幀生成法的動畫制作技術(shù)

這種動畫制作的技術(shù)和傳統(tǒng)的動畫制作技術(shù)存在一些相似性，傳統(tǒng)的繪畫是對始末的關(guān)鍵幀進(jìn)行繪制，盡管保持了手繪的風(fēng)格，但中間的幀無法自動化的生成，進(jìn)而影響了整個動畫的繪制。中間幀的技術(shù)方法則是利用對始末幀的特征進(jìn)行科學(xué)化的分析，然后找到其中存在的關(guān)系來自動完成中間幀的生成過程，這種方式能夠很好的結(jié)合二維半建模式。它能夠處理一些超出二維平面的變化信息，以建立四層結(jié)構(gòu)模式來輔助中間幀的生成，采用特定的算法來對其中的關(guān)鍵幀進(jìn)行筆畫的識別。通過鏈接兩幀之間的關(guān)系來完成自動生成的目標(biāo)任務(wù)。

需要注意的是這種和flash里面的補(bǔ)間動畫存在著差異，其中主要存在的區(qū)別在于flash通過對兩個幀的繪制的筆畫來隨意的匹配畫面，并沒有將元素之間的關(guān)系考慮進(jìn)來，這樣處理的結(jié)果就使中間的動作效果完全變形，沒有體現(xiàn)傳統(tǒng)手動繪畫的藝術(shù)效果，達(dá)不到逼真動畫的制作要求。

3 結(jié)束語

通過對計算機(jī)輔助下動畫新技術(shù)的研究和分析，了解到了有關(guān)動畫繪制的具體方法和原理，這幾種不同的動畫繪制技術(shù)都有著各自的特點和優(yōu)勢，在不同的動畫繪制環(huán)節(jié)發(fā)揮著不同的作用。通過和傳統(tǒng)的動畫繪制相比，計算機(jī)輔助下的新技術(shù)占據(jù)著非常大的優(yōu)勢，其中有關(guān)二維動畫和三維動畫的計算技術(shù)運用非常普遍，其二者的界限已經(jīng)逐漸變得模糊。這是美術(shù)動畫制作發(fā)展的一個轉(zhuǎn)折點，為新型動畫的制作帶來了技術(shù)性的突破，超越二維技術(shù)成立美術(shù)動畫發(fā)展過程中的一個必然趨勢。目前的研究工作主要放在三維技術(shù)和非真實干圖形的技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，將卡通人物的動作模式作為其中研究的重點內(nèi)容，同時將人的視覺繪制也融入進(jìn)去，制作出新的動畫運動效果。系統(tǒng)的設(shè)置上也會不斷地完善和進(jìn)步并逐漸的向視頻游戲的領(lǐng)域發(fā)展。

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