智能時代下動畫制作方式的新思路

朱妹麗 王青青 羅江林

摘 要：智能時代下，只有與先進生產力相結合的產品，才能夠滿足人們日益增長的需求，因此，動畫產業必須不斷追求全新的生產與設計方法，動作制作技術必須與時俱進。本文將虛擬現實技術、增強現實技術、人工智能技術與動畫相結合，探討了新興技術對動畫創作的影響，介紹了虛擬現實技術、增強現實技術、人工智能技術在動畫創作過程中的應用，分析了未來動畫制作技術的發展趨勢。

關鍵詞： 動畫制作；虛擬現實；增強現實；人工智能

中圖分類號：F713 文獻標志碼：A

Abstract：In the era of intelligence， only products that are combined with advanced productive forces can meet peoples growing demand.Therefore， animation industry must constantly pursue new production and design methods， and motion production technology must keep pace with the times. This paper combined the virtual reality technology， the augmented reality technology， the artificial intelligence technology with the animation.this paper discussed the influence of emerging technology on animation creation， introduced the application of virtual reality technology， augmented reality technology and AI technology in the animation creation process， and analyzed the future development trend of animation making technology.

Keywords： Animation production； Virtual reality； Augmented reality； Artificial Intelligence

0 引言

伴隨中國動畫商業模式的逐步清晰、文娛產業鏈的日漸成熟，以及國家政策的大力扶持與動畫人才的逐漸壯大，2018年中國動畫行業將進入高速發展期。而隨著科學技術的不斷涌現與快速發展，動畫產業逐漸工業化，傳統的動畫制作技術已經不能滿足人們對動畫創作、生產的高要求。在傳統動畫時代與計算機動畫時代下，動畫的創作與生產依賴于成熟動畫師手工作業或依靠捕捉演員表情數據的復雜、煩瑣、耗時的半自動動畫制作技術。動畫不但要滿足人們娛樂性的需求，更加需要滿足人們對互動性與體驗感的高要求，因此，動畫需要與技術緊密結合，通過新科學、新技術的沖擊，創新與升級動畫制作技術，豐富創作靈感、提高生產效率、增強動畫表現力與感染力。

近年來，虛擬現實技術、增強現實技術、人工智能技術新技術深刻影響并改變著社會各行各業。在動畫領域，結合虛擬現實、增強現實、人工智能、人機交互等技術的新動畫技術正在成為人們關注的重點。下面，本文以新技術在動畫中的應用為切入點，對智能時代下的動畫制作技術進行探討分析。

1 動畫產業+新技術

科技是第一生產力，智能時代的到來，社會或將迎來一次大洗牌。動畫技術的發展先后經歷了全手工的第一代傳統動畫、數字化+半自動化的第二代計算機動畫、全數字+半自動化+無紙化+矢量化的第三代計算機動畫，如圖1所示。新一代信息技術的快速增長，推動著人類社會進入新一輪的科技革命與產業變革，傳統動畫制作技術已經跟不上時代的步伐。隨著人工智能技術、增強現實技術、虛擬現實技術等技術的逐漸成熟，將為動畫產業開辟發展新領域，為動畫產業帶來全新創作方式與全新科技生產方式，進入智能化、信息化、網絡化、平臺化、實時性、敏捷性、重用性、互動性的第四代動畫技術時代。

1.1 虛擬現實技術

虛擬現實也稱虛擬實鏡（Virtual Reality），簡稱VR。利用計算機模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。例如迪士尼最偉大的傳奇動畫師Glen Keane就層用VR設備現場繪制了3D美人魚，Glen Keane表示“VR技術給我們的想象力打開了一扇門，讓我們從紙張上走入了一個全新的創造空間”如圖2所示。

虛擬現實技術的沉浸感、交互性與多感知性，給動畫創作帶來全新的表現形式。首先，動畫創作不再受現實環境與時空的限制，沉浸式的視覺、聽覺、觸覺等多感官感受激發創作者更多的藝術靈感，三維的創作空間給創作者更自由的創作視角。其次，動畫制作工具變得智能化，天馬行空的設計與想法都可以通過虛擬現實技術進行實時模擬，并且創作者可從設計者與觀賞者兩個角度對作品進行審視，不但能夠急時修正問題，節約設計成本，還能夠使作品更加符合觀賞者的需求。

1.2 增強現實技術

增強現實技術（Augmented Reality），簡稱AR。是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。

AR技術的出現給動畫帶來了全新的制作方式。例如，未來動畫可以通過增強現實的方式完成，制作工作成為人們的智能助手。動畫制作者通過交互式的AR設計工具，能夠更直觀地、更有效地展現與表達邏輯思維，進而更高效地設計產品、完成動畫制作，如圖3所示。

再如，借助增強現實技術實現3D模型的實時繪制，讓設計師在不借助電腦的情況下手動建立3D模型，自然而快速地創建出想要得到的東西。英國皇家藝術學院設計的產品原型就具備這樣的功能，如圖4所示。

3D模型生成中的外接設備為一支筆和一個帶有網格的透明平板，當用戶用筆在平板上繪制草圖時，該裝置通過無線電信號跟蹤筆尖的坐標軌跡，改變平板的位置，進而改變繪圖平面，經過旋轉這些繪圖平面來構建3D模型，然后將這些信號傳送到微控制器中，通過2D轉3D算法及與增強現實裝置通信，生成及預覽、編輯3D模型。

1.3 人工智能與大數據分析

新一代信息技術的快速增長，推動著人類社會進入新一輪的科技革命與產業變革，傳統動畫制作技術已經跟不上時代的步伐，如何更加高效、敏捷、智能地進行動畫創作已經成為迫切需要解決的問題。

（1）基于動作捕捉的動畫制作技術

基于動作捕捉的動畫制作技術是指通過Marker（標記點）實時捕捉運動物體關鍵部位運動的各項參數，然后利用計算機進行動畫制作的技術。動作捕捉技術能夠極大地提高動畫制作的效率，增加動畫效果的逼真度。但目前動作步驟設備的價格比較昂貴，在普通的動畫作品制作中使用率較少。

（2）基于語音驅動的動畫制作技術

目前，基于語音驅動的動畫制作技術通常指通過聲道或者發音提取口型特征，或者是根據臉部的生理特征參數進行臉部動作與表型的制作。而數字動畫的專家Ikinema提出的用語音制作動畫的設想更加符合未來動畫制作智能化的需求。

Ikinema提出“動畫需要以一種非常真實的方式，讓人難以區分真實世界與虛擬世界，而最自然的解決方案是把程序與真實運動結合起來，全部由語音指令驅動”。為此，他提出了一種通過語音指令來與虛擬角色進行交互的技術，該項技術基于一個連接到“自然語言單詞”的動畫制作庫，根據語音指令驅動生成一個動畫到另外一個動畫的轉變。

（3）基于唇讀技術的口型動畫制作

唇動作為一種重要的視覺信息，不但能夠幫助理解語音，還能夠反映出人的情感狀況。傳統的口型動畫制作技術基本上采用關鍵幀制作法，只將臺詞中夸張的口型部分做出來，其他部分則含糊帶過，使得角色口型動畫與臺詞不匹配。目前，國外有完整的口型發音系統，但是還沒有適合于中文的系統口型生成技術。將唇動技術應用到口型動畫中，可以根據發音與唇動之間聯系，建立標準漢語口型庫，根據唇讀算法解析出的音素結果，從標準口型庫中查找出對應的口型，然后將唇動序列數據賦予角色模型。此外，動畫師也可以在制作過程中，通過視覺傳感器，實時拾取唇動信號，利用唇讀結果實時與角色進行交互，達到口型動畫制作的目的。基于唇讀技術的口型動畫能夠很好地統一發音、口型、動畫間一致性。

2 未來發展趨勢

未來的動畫更加注重娛樂性、體驗性、參與性、互動性，而動畫制作技術則更能夠激發創作者的靈感，將創作者從繁重的制作工作中解放出來。智能化的、交互式的、沉浸感的制作技術，讓創作者可以集中精力關注作品的創意，而不需要擔心制作繁重細節的工作量及制作質量。并且動畫制作不再只能由專業人士來創作，未來的動畫制作技術將是面向大眾的，只要有創造性，每個人都能夠制作出自己的動畫作品。隨著科學技術的不斷進步，簡單化、易操作、智能化，沉浸感必將成為動畫制作技術的發展趨勢。

結語

動畫制作技術與科學技術的發展息息相關，智能時代下，各項新興技術在動畫中成功應用，為動畫的創作與生產帶來了革命性變革。動畫制作技術必將隨著科學技術的不斷發展，升級換代。

參考文獻

[1] https：//zh.wikipedia.org/wili/虛擬現實.維基百科——虛擬現實[OL].[2016-8-18]

[2]http：//www.ipo.tue.nl/homepages/mrauterb/prensenta-tion/HCI-history/tsld096.him.Tom caudell. AR at boeing（1990）[EB/OL].

[3]http：//www.shejipi.com/24923.html.設計癖-Gravity幫助設計書不用電腦也能建立3D模型[EB/OL].

[4]遠淑，陳福民.基于動作捕捉的計算機動畫探討與實現[J].同濟大學學報，2004（7）：956-960.

[5]Hong P，Wen Z，Huang T S.Real-time speech-driven face animation with expressions using neural networks[J].IEEE Transactions on Neural Networks，2002，13（4）：916-927.

[6] Arslan L M，Talkin D.Codebook based face point trajectory synthesis algorithm using speech input[J].Speech Communication，1999，27（2）：81-93.

[7] Ravikumar S，Davidson C，Kit D，et al.Reading between the dots：combining 3D markers and FACS classifica-tion for high-quality blendshape facial animation[C].Proceedings of the 42nd Graphics Interface Conference，2016.

[8] Yehia H，Rubin P，Vatikiotis-Bateson E.Quantitative association of vocal-tract and facial behavior[J].Speech Communication，1998，26（1）：23-43.

[9]姚鴻勛，高文，王瑞，等.視覺語言唇讀綜述[J].電子學報，2001，29（2）：239-246.