淺談全過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫自動(dòng)生成的應(yīng)用

摘 要：動(dòng)畫片作為一門幻想藝術(shù)，可以十分直觀的表述人們的感情，并將不可能變?yōu)榭赡?，在另一次元中擴(kuò)展人類的想象力與創(chuàng)造力?，F(xiàn)階段，制作動(dòng)畫片是采用全過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫自動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)，并采用自然語(yǔ)言敘述故事的方式，將漫畫配上上述項(xiàng)目，從而制成一部動(dòng)畫片。本文為了了解全過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫自動(dòng)生成過(guò)程，下文將從自然語(yǔ)言理解、故事理解以及動(dòng)畫設(shè)計(jì)和生成、動(dòng)畫知識(shí)庫(kù)幾個(gè)方面對(duì)該技術(shù)進(jìn)行理解和闡述。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)動(dòng)畫；動(dòng)畫生成；自然語(yǔ)言理解

我國(guó)最先利用媒體制成動(dòng)畫并放映出來(lái)是在電視機(jī)出現(xiàn)后的幾年內(nèi)，而現(xiàn)階段動(dòng)畫經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種形式，像是動(dòng)漫游戲、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、仿真模擬以及動(dòng)畫的電影廣告等[1]。動(dòng)畫生成技術(shù)在90年代被提出的，其也就是將具有人工智能的技術(shù)運(yùn)用到動(dòng)畫生成的過(guò)程中，但是當(dāng)時(shí)的動(dòng)畫生成技術(shù)還是非常的不成熟，其動(dòng)畫角色、動(dòng)畫效果都不夠真實(shí)，因此到了2003年開(kāi)發(fā)出了一款新版的動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)。

1 人工智能在動(dòng)畫中的應(yīng)用

1.1 通過(guò)自然語(yǔ)言指令驅(qū)動(dòng)的動(dòng)畫

⑴自然語(yǔ)言中的Ulysse是可以讓用戶在使用的時(shí)候，將自然語(yǔ)言在虛擬的自然環(huán)境中進(jìn)行瀏覽的代理商，而其包含的項(xiàng)目主要有語(yǔ)法分析器，也就是對(duì)輸入的文字進(jìn)行解析；語(yǔ)義模塊，對(duì)輸入文字所包含的含義進(jìn)行了解；語(yǔ)言到虛擬實(shí)體的映射器，也就是手柄的作用，通過(guò)這幾項(xiàng)功能就可以讓用戶在既定的規(guī)則里構(gòu)造出動(dòng)畫，并在這階段上建立一個(gè)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，方便用戶在使用的時(shí)候可以自動(dòng)的將語(yǔ)言輸入進(jìn)去[2]～[3]。

⑵第二個(gè)是自然語(yǔ)言中的Person，該項(xiàng)目是可以讓用戶對(duì)動(dòng)畫的虛擬角色進(jìn)行人格化，也就是對(duì)動(dòng)畫中的人物配上具有智能化的對(duì)話形式，像是動(dòng)漫游戲中的NPC的對(duì)話形式就是采用自然語(yǔ)言中的Person。

⑶自然語(yǔ)言中的Nautilus，用戶主要是可以通過(guò)口頭命令的方式，讓用戶可以對(duì)已經(jīng)播放過(guò)的圖片或是影片進(jìn)行自動(dòng)回放，這就像是游戲中的錄像，該項(xiàng)目就是采用Nautilus進(jìn)行執(zhí)行的。

⑷自然語(yǔ)言中的Animation from Natural Language Instruetions，可以說(shuō)是將上述三種語(yǔ)言進(jìn)行結(jié)合的一種語(yǔ)言，簡(jiǎn)稱為AnimNL，運(yùn)用該種語(yǔ)言可以將模擬動(dòng)畫人物的肢體動(dòng)作、語(yǔ)言表面以及聲音進(jìn)行結(jié)合，而這一項(xiàng)目包含了知識(shí)庫(kù)中的大部分功能。

1.2 模擬人類對(duì)話的動(dòng)畫形象

為了能夠使得動(dòng)畫中的人物形象與人類更為接近，因此對(duì)于動(dòng)畫人物上必備的要求，首先就需要有逼真的人物形象，而人物形象中就必須包括人類所特有的動(dòng)作、說(shuō)話的聲調(diào)以及面部的基本表情、可以與人類進(jìn)行交談的語(yǔ)言能力，也就是交談的能力；對(duì)于社交能力的認(rèn)知和感知能力，一旦有交往請(qǐng)求，就應(yīng)當(dāng)立即的進(jìn)行處理。而該系統(tǒng)主要包括了命題性的、交互性的，并將這兩方面進(jìn)行合成，從而研制出能夠與人類進(jìn)行對(duì)話的角色，最簡(jiǎn)單的有模擬練習(xí)中的提醒，最難的可以說(shuō)是目前最受歡迎的《阿凡達(dá)》中的角色。

1.3 交互式故事系統(tǒng)

交互式故事系統(tǒng)進(jìn)行劃分，可以分為兩種，分別是故事圖與模擬世界兩種類型，而如果將二者單獨(dú)列出，是不能夠作為一個(gè)獨(dú)立的交互故事的。交互式故事系統(tǒng)主要是讓用戶當(dāng)這個(gè)故事的關(guān)鍵人物，從而通過(guò)用戶的主觀能動(dòng)性來(lái)確定或是取消系統(tǒng)當(dāng)前的行為，而后根據(jù)系統(tǒng)角色設(shè)定，對(duì)角色進(jìn)行進(jìn)行控制，而控制的行為主要包括整個(gè)故事的情節(jié)或是角色的一系列的動(dòng)作序列。

1.4 角色語(yǔ)音和面部表情的自動(dòng)生成

在新版的動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)中，是可以將角色的個(gè)性、情感狀態(tài)以及動(dòng)作通過(guò)Byrne的輸入，可以自動(dòng)進(jìn)行完成。

1.5 動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)攝像機(jī)的自動(dòng)控制

在目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)中，為了能夠捕捉到虛擬三維環(huán)境中的事件，而這就需要對(duì)攝像師系統(tǒng)與電影攝影知識(shí)的雙重了解，并將其進(jìn)行總結(jié)。雖然動(dòng)畫是依靠關(guān)鍵幀來(lái)維持的，但是也是需要有鏡頭之間的排序和轉(zhuǎn)換的情況。當(dāng)一組攝像機(jī)進(jìn)行拍攝的時(shí)候，那么就需要了解下一組鏡頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)間以及位置，這樣才能夠拍攝出好的拍攝效果，如果一旦出現(xiàn)了什么問(wèn)題還可以進(jìn)行微調(diào)。

2 案例分析

為了能夠更為直觀的對(duì)全過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫自動(dòng)生成的過(guò)程進(jìn)行了解，下面本文將以《龜兔賽跑》為例，將這則故事由該系統(tǒng)最終自動(dòng)生成動(dòng)畫，經(jīng)過(guò)粗略的計(jì)算，其主要有五個(gè)步驟。⑴用戶需要對(duì)《龜兔賽跑》整體的故事文本有一個(gè)基礎(chǔ)的了解，之后再采用自然語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行敘述；⑵要對(duì)《龜兔賽跑》的整體故事情節(jié)進(jìn)行了解，也就是對(duì)每一段的故事情節(jié)進(jìn)行充分的了解；⑶將《龜兔賽跑》整個(gè)故事進(jìn)行劃分，將其作為一個(gè)分場(chǎng)景的劇本；⑷將《龜兔賽跑》分為分場(chǎng)景的劇本之后，對(duì)每一個(gè)場(chǎng)景的動(dòng)畫角色的設(shè)計(jì)、背景的涂鴉以及動(dòng)作的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的表述，并要與每一段的時(shí)間吻合；⑸最后一步將《龜兔賽跑》中所有的步驟進(jìn)行組合，并在動(dòng)畫素材庫(kù)以及聲音庫(kù)中將其進(jìn)行結(jié)合，從而生成一步完整的動(dòng)畫。

[參考文獻(xiàn)]

[1]敖麗敏.交互式過(guò)程性知識(shí)表示與獲取及其實(shí)現(xiàn)的研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué).2009.

[2]Research on Collision Detection in Certain Missile Virtual Maintenance System[A].第七屆國(guó)際測(cè)試技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2008.

[3]袁景玉，沈天行，孟濤.三維動(dòng)畫人體運(yùn)動(dòng)控制方法綜述[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2009（04）.