智能时代下动画制作方式的新思路

朱妹丽 王青青 罗江林

摘 要：智能时代下，只有与先进生产力相结合的产品，才能够满足人们日益增长的需求，因此，动画产业必须不断追求全新的生产与设计方法，动作制作技术必须与时俱进。本文将虚拟现实技术、增强现实技术、人工智能技术与动画相结合，探讨了新兴技术对动画创作的影响，介绍了虚拟现实技术、增强现实技术、人工智能技术在动画创作过程中的应用，分析了未来动画制作技术的发展趋势。

关键词： 动画制作；虚拟现实；增强现实；人工智能

中图分类号：F713 文献标志码：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

伴隨中国动画商业模式的逐步清晰、文娱产业链的日渐成熟，以及国家政策的大力扶持与动画人才的逐渐壮大，2018年中国动画行业将进入高速发展期。而随着科学技术的不断涌现与快速发展，动画产业逐渐工业化，传统的动画制作技术已经不能满足人们对动画创作、生产的高要求。在传统动画时代与计算机动画时代下，动画的创作与生产依赖于成熟动画师手工作业或依靠捕捉演员表情数据的复杂、烦琐、耗时的半自动动画制作技术。动画不但要满足人们娱乐性的需求，更加需要满足人们对互动性与体验感的高要求，因此，动画需要与技术紧密结合，通过新科学、新技术的冲击，创新与升级动画制作技术，丰富创作灵感、提高生产效率、增强动画表现力与感染力。

近年来，虚拟现实技术、增强现实技术、人工智能技术新技术深刻影响并改变着社会各行各业。在动画领域，结合虚拟现实、增强现实、人工智能、人机交互等技术的新动画技术正在成为人们关注的重点。下面，本文以新技术在动画中的应用为切入点，对智能时代下的动画制作技术进行探讨分析。

1 动画产业+新技术

科技是第一生产力，智能时代的到来，社会或将迎来一次大洗牌。动画技术的发展先后经历了全手工的第一代传统动画、数字化+半自动化的第二代计算机动画、全数字+半自动化+无纸化+矢量化的第三代计算机动画，如图1所示。新一代信息技术的快速增长，推动着人类社会进入新一轮的科技革命与产业变革，传统动画制作技术已经跟不上时代的步伐。随着人工智能技术、增强现实技术、虚拟现实技术等技术的逐渐成熟，将为动画产业开辟发展新领域，为动画产业带来全新创作方式与全新科技生产方式，进入智能化、信息化、网络化、平台化、实时性、敏捷性、重用性、互动性的第四代动画技术时代。

1.1 虚拟现实技术

虚拟现实也称虚拟实镜（Virtual Reality），简称VR。利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。例如迪士尼最伟大的传奇动画师Glen Keane就层用VR设备现场绘制了3D美人鱼，Glen Keane表示“VR技术给我们的想象力打开了一扇门，让我们从纸张上走入了一个全新的创造空间”如图2所示。

虚拟现实技术的沉浸感、交互性与多感知性，给动画创作带来全新的表现形式。首先，动画创作不再受现实环境与时空的限制，沉浸式的视觉、听觉、触觉等多感官感受激发创作者更多的艺术灵感，三维的创作空间给创作者更自由的创作视角。其次，动画制作工具变得智能化，天马行空的设计与想法都可以通过虚拟现实技术进行实时模拟，并且创作者可从设计者与观赏者两个角度对作品进行审视，不但能够急时修正问题，节约设计成本，还能够使作品更加符合观赏者的需求。

1.2 增强现实技术

增强现实技术（Augmented Reality），简称AR。是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

AR技术的出现给动画带来了全新的制作方式。例如，未来动画可以通过增强现实的方式完成，制作工作成为人们的智能助手。动画制作者通过交互式的AR设计工具，能够更直观地、更有效地展现与表达逻辑思维，进而更高效地设计产品、完成动画制作，如图3所示。

再如，借助增强现实技术实现3D模型的实时绘制，让设计师在不借助电脑的情况下手动建立3D模型，自然而快速地创建出想要得到的东西。英国皇家艺术学院设计的产品原型就具备这样的功能，如图4所示。

3D模型生成中的外接设备为一支笔和一个带有网格的透明平板，当用户用笔在平板上绘制草图时，该装置通过无线电信号跟踪笔尖的坐标轨迹，改变平板的位置，进而改变绘图平面，经过旋转这些绘图平面来构建3D模型，然后将这些信号传送到微控制器中，通过2D转3D算法及与增强现实装置通信，生成及预览、编辑3D模型。

1.3 人工智能与大数据分析

新一代信息技术的快速增长，推动着人类社会进入新一轮的科技革命与产业变革，传统动画制作技术已经跟不上时代的步伐，如何更加高效、敏捷、智能地进行动画创作已经成为迫切需要解决的问题。

（1）基于动作捕捉的动画制作技术

基于动作捕捉的动画制作技术是指通过Marker（标记点）实时捕捉运动物体关键部位运动的各项参数，然后利用计算机进行动画制作的技术。动作捕捉技术能够极大地提高动画制作的效率，增加动画效果的逼真度。但目前动作步骤设备的价格比较昂贵，在普通的动画作品制作中使用率较少。

（2）基于语音驱动的动画制作技术

目前，基于语音驱动的动画制作技术通常指通过声道或者发音提取口型特征，或者是根据脸部的生理特征参数进行脸部动作与表型的制作。而数字动画的专家Ikinema提出的用语音制作动画的设想更加符合未来动画制作智能化的需求。

Ikinema提出“动画需要以一种非常真实的方式，让人难以区分真实世界与虚拟世界，而最自然的解决方案是把程序与真实运动结合起来，全部由语音指令驱动”。为此，他提出了一种通过语音指令来与虚拟角色进行交互的技术，该项技术基于一个连接到“自然语言单词”的动画制作库，根据语音指令驱动生成一个动画到另外一个动画的转变。

（3）基于唇读技术的口型动画制作

唇動作为一种重要的视觉信息，不但能够帮助理解语音，还能够反映出人的情感状况。传统的口型动画制作技术基本上采用关键帧制作法，只将台词中夸张的口型部分做出来，其他部分则含糊带过，使得角色口型动画与台词不匹配。目前，国外有完整的口型发音系统，但是还没有适合于中文的系统口型生成技术。将唇动技术应用到口型动画中，可以根据发音与唇动之间联系，建立标准汉语口型库，根据唇读算法解析出的音素结果，从标准口型库中查找出对应的口型，然后将唇动序列数据赋予角色模型。此外，动画师也可以在制作过程中，通过视觉传感器，实时拾取唇动信号，利用唇读结果实时与角色进行交互，达到口型动画制作的目的。基于唇读技术的口型动画能够很好地统一发音、口型、动画间一致性。

2 未来发展趋势

未来的动画更加注重娱乐性、体验性、参与性、互动性，而动画制作技术则更能够激发创作者的灵感，将创作者从繁重的制作工作中解放出来。智能化的、交互式的、沉浸感的制作技术，让创作者可以集中精力关注作品的创意，而不需要担心制作繁重细节的工作量及制作质量。并且动画制作不再只能由专业人士来创作，未来的动画制作技术将是面向大众的，只要有创造性，每个人都能够制作出自己的动画作品。随着科学技术的不断进步，简单化、易操作、智能化，沉浸感必将成为动画制作技术的发展趋势。

结语

动画制作技术与科学技术的发展息息相关，智能时代下，各项新兴技术在动画中成功应用，为动画的创作与生产带来了革命性变革。动画制作技术必将随着科学技术的不断发展，升级换代。

参考文献

[1] https：//zh.wikipedia.org/wili/虚拟现实.维基百科——虚拟现实[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.设计癖-Gravity帮助设计书不用电脑也能建立3D模型[EB/OL].

[4]远淑，陈福民.基于动作捕捉的计算机动画探讨与实现[J].同济大学学报，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]姚鸿勋，高文，王瑞，等.视觉语言唇读综述[J].电子学报，2001，29（2）：239-246.