浅析二维动画的场景分析.doc

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1、浅析二维动画的场景分析1、相关定义1.1、动画场景的基本定义 一部动画片的前期制作需要很多步骤,它包括:人物造型设计、场景设计以及 色彩制定等内容。其中场景设计在动画片的创作过程中是尤为关键的组成部分, 一般情况下动画场景设计师在统一了场景设计总体风格的同时,还要对单一空间 环境中的场景进行逐一设计。动画场景设计主要包括了:自然环境、生活环境、 道具等等。场景设计也为导演提供了镜头构图、透视、镜头调度以及光影空间的 想象依据。 动画场景设计通常是以动画剧本为基础,为动画角色和剧情发展提供空间背景 而进行设计的理念。动画场景设计的总体风格通常会直接影响到整部动画片的艺 术水准。所以在动画的创作中

2、,动画场景设计必须服务于动画角色,也必须符合 故事发生的背景、环境、文化和时代特征。但是在一些特殊的情况下,动画场景 也能够成为表现故事情节的主要”角色”。 动画场景设计师们想创作出更具特色的动画场景,就必须满足不同层面的观 众对动画场景多样性的需求。我们应考虑时代、文化、民族、地域等方面的影响, 而对动画场景设计的类型与风格进行改变。 此外,不同时代的美术潮流对动画场景设计也有很深的影响。如:美国早期 水粉绘制的写实风格,欧洲的现代抽象绘画风格,以及我国的敦煌壁画艺术和传 统民间艺术中的水墨、版画、剪纸等等。 1.2、三维动画电影场景与主场景的概念 3.1.1 三维动画电影场景的概念3.1.

3、1 三维动画电影场景的概念 场景一词在辞源中的解释是指电影、戏剧中的场面和情景,而动画场景一 般是讲述故事、塑造角色、推动动画片剧情发展的特定环境空间。12场景又是 展开动画片剧情单元场次的特定空间环境,是动画美术设计的基本概念之一, 是指剧情展开的、具体的、物质的单元场景,每一个单元场景都是构成动画片 环境的基本单元。13而在一般动画电影作品中,观众很容易将场景与背景或者 布景之间的定义相混淆。场景中的”场”表述的是时间概念,泛指动画电影中较 小的段落或故事片段。这是一种用时间意识来思考空间的形式。 此外在场景类型的划分上,像所有影视作品的场景类型一样,三维动画电 影也是依据文学剧本、导演分

4、镜头剧本的内容分为主场景和次场景,室内景、 室外景和室内外结合景。此外,场景存在的目的就是推动故事情节的发展,赋 予故事主线浓厚的感染力、符合逻辑的合理性以及美观效果。优秀的动画电影 场景可以帮助整个动画片提升艺术效果,使动画表现的内容更加丰富多彩,令 整个动画看起来更加合理流畅。 1.3、动画场景概念 动画场景设计是指设计师在动画场景设计总体造型创作中,对单元空间环境 的设计7。通俗的来说就是动画影片中除角色造型以外的随着时间改变而改变的一 切物的造型设计。其中包括角色所处的生活场所、社会环境、自然环境、陈设道 具以及作为社会背景出现的群众角色。每部动画都是由若干组剧情的单元场景空 间环境既

5、场景组成,这些场景又具体分为几十到几百个小单元场景。场景应体现 动画剧本的规定情景,有利于刻画角色和进行描述。场景设计主要包括:根据动 画场景表现内容等方面要求,在构思场景画面总体空间造型基础上,确立总体场 景形象布局结构;再将场景分类组合为若干单元场景,分别从场景的布局结构与 规模,色彩基调与气氛效果,以及风格样式等方面作出造型处理和细节设计。 动画场景从宏观上决定了动画的整体风格,是动画影片中重要组成部分,通 常安排在创作的前期。每个场景都是提供故事展开的空间,动画片中人物角色的 每一个动作都是在场景中发生的,它不仅是环境与角色的个性标记,也是角色心理 作用的外延;设计一个优秀的动画场景需

6、要配合动画剧情发展、人物角色塑造进 行创作与设定。根据剧情发展和出现在这个场景中的角色,进行比较、分析、选 择、设计出事件发生的场地,角色穿着的服饰、佩带的物品、使用的道具。对场 景中所有出现的元素、及其排列方式也应进行艺术再加工。此外动画场景也是动 画画面构图、镜头调度及任务活动的依据。选择好的动画场景可以使构图更为美 感,同样的事件由于场景及镜头角度的偏差,所营造的氛围及叙述风格就可以产 生巨大的差异,影响整部动画片的视觉效果。 可以看出优秀的动画场景设计最能烘托出事件发生氛围、人物形象性格,为 15 制作出好的动画作品奠定了坚实的基础。而影响动画场景制作的因素也是多种多 样的,要平衡好各

7、个环节的关系才能得到和谐的动画场景作品。 1.4、提取与匹配相关概念 3.1.1 特征信息类型3.1.1 特征信息类型 为了建立有效匹配,确定检测哪种类型的特征信息来进行匹配将会直接决定 着三维建模的精度,而在三维特征点云重建中,提取出的特征信息通常都是特征 点。从前期的立体视觉研究开始29-32,学者们就已经进行着基于特征点的提取与匹 配研究了。点特征可以用来寻找出同一场景不同位置图像的对应位置的稀疏集合, 同时也是计算摄像机内外部参数的基础,摄像机姿态信息对进行立体视觉配准以 及稠密点的配准起着至关重要的作用。因此在进行图像配准或者真实物体建模时, 检测或提取出的图像特征点,应该具有一定的

8、适应能力,即使在出现遮挡问题、 18 旋转变化、大尺度方向的变化时也要能达到鲁棒的匹配效果。 立体匹配是在多幅图像中去建立两两图像之间匹配信息对应关系的过程;广 义上的匹配信息包括几何点元、局部区域以及边缘特征等等,与普通的图像匹配、 图像配准相比而言,立体匹配一般更为复杂,由于立体图像之间的差异主要由照 相机在不同的视角或观察点采集同一场景拍摄所致,而与场景自身的变化运动关 系不大。根据所匹配的信息类型不同,立体匹配又可进一步分为区域匹配和特征 匹配两种类型。区域匹配是在每个像素确定对应像素,建立稠密的对应关系,由 于该稠密对应场通常呈现出相对规则分布状态,能够直接以像素网格作为区域参 照,

9、而不同像素网格之间的邻近关系简单明了,方便描述并在立体匹配中直接使 用。该方法直接利用了图像的像素值作为匹配特征,通过计算不同图像对应区域 之间在灰度、色差、轮廓、纹理上存在的关联性进行图像区域特征的匹配。 特征匹配33是在图像序列中建立比图像像素更少的稀疏特征之间的相互对应 关系,与稠密特征比较而言,稀疏特征的布局区域更不规则,这表示特征间的匹 配关系的描述将变得更为复杂;由于基于特征的匹配算法不同,所利用的特征信 息亦不相同,通常可作为特征信息的包括线段类的直线、边缘线、曲线、局部区 域;特征点类的包括边缘点、角点、拐点、直线交点或者特定区域的中心、重心 等等,当然,由于所使用的特征信息的

10、类别不同,其所匹配后的产生精度差异也 很大。 表 3.1 匹配信息的类型及特点 匹配信息类型 具体内容 匹配复杂度 灰度值 对比度、明暗等 一般 点类 角点、交点、中心点等 较高 线类 直线、边缘线、曲线等 中等 区域类 局部区域、窗口区域等 一般 模型类 精确内部结构 较高 由于不同图像之间的视点变化很大,同一场景在不同的视点下其投影将出现 较大的变化,特别是对于一些倾斜场景图像,此状况尤为严重,在利用基于局部 匹配的算法时更加容易造成错误的匹配,因此就对基于特征点的匹配算法提出了 更多的要求,而 Harris 角点特征检测算法能够应付在图像旋转、灰度变化、视点 变化以及噪声影响情形下的不变

11、性,是一种比较稳定的特征点提取算法。 1.5、特征的定义与分类 四川大学硕士学位论文 56 特征是具有工程含义的几何实体,为了表达产品的完整信息们提出的一个 概念。特征是对诸如零件形状、工艺和功能等与零件描述相关的信息集的综合 描述,是反映零件特点的可按一定的规则分类的产品描述信息。这表明: 1)特征不是体素,不是某个或某几个加工表面。 2)不是完整的零件。 3)其分类与该表面加工工艺规程密切相关,用不同的加工方法加工实现的 表面或零件要定义成不同的特征。 4)描述特征的信息中,除表达形状的几何信息及约束关系信息外,还需包 含材料、精度等制造信息。 5)通过定义简单的特征还可以生成组合特征。

12、可以将特征理解为一个专业术语。特征的分类方法有很多,主要有按产品 定义数据的性质分类、按几何形状分类、按功能分类、按制造方法分类等。图 3.2 是按产品定义数据的性质对特征进行分类的结果。 各方面的信息有机地结合在一起,构成了基于特征的零件信息模型,如图 3.3 所示。 图 3.2 特征的分类 形状特征 主特征:构造零件的总体形状结构(如圆柱体) 辅特征:修饰主特征的局部形状(如键槽) 精度特征 尺寸公差特征 尺寸形状公差特征 粗糙度特征 材料特征 材料类型特征 材料性能特征(如机械性能、物理性能) 材料热处理特征(如整体热处理) 装配特征 零件在装配过程中需使用的信息 技术特征 零件在性能分

13、析时使用的信息(如技术条件) 附加特征 与上述特征无关的零件的其他信息(如标题栏) 特 征 1.6、三角网格定义 真实世界的地理场景通常使用三角形网格组成的面片来近似表达三维模型, 虽然说三角网格模型采用一系列相互分段的三角形来逼近曲面曲线并不能精确表 达,但用来表达现实世界的真实场景时,三角网格优势明显。当采用足够多的面 片时可以高精度的形式描述复杂多样的表面模型,网格模型的存储结构相对简单, 易于从数据库中进行提取。如今,三角网格已经成为使用最广泛的模型表达方法。 三角网格构建出的三维模型如图 6.1 所示。 图 6.1 由三角网格组成的三维模型 三角网格的数据存储结构相对简单,因此有利于

14、快速高效进行出入口数据交 57 换操作,其主要存储结构内容包括: 1)表达顶点所在位置的几何类信息,表述为 V (v1 ,v2, vn)。假设模型中包 含 n 个顶点相信,几何信息则对应着顶点在R 3空间中的所在位置。 2)表达三角网格拓扑连接关系的边与面信息,包括一维边和二维面。每条边 对应顶点的二元组,而每个面则对应于顶点的有序三元组,由于面中已经包含了 丰富较多的边信息,如果三角网格只是用于存储与绘制,则模型只包含 m 个面, 只需提供面片列表 F f1 ,f2, ,fm即可。除了边与面的必要信息,还可包含如 法向、纹理坐标等等附加类信息,而这些信息通常可与某个顶点、边或者面建立 相互关

15、联。 1.7、二维动画的空间构成概念 德拉克罗瓦说:”当我评价一位伟大的艺术家的艺术作品的时候,我们所称 颂的创作天才只不过是他们独特的观察、组织与再现自然的方式。”动画和绘画 一样,同属于视觉艺术形式,是在有限的空间(平面)内通过各种艺术手段来塑 造视觉形象,通过组织、安排画面的视觉元素来表达审美意象的艺术形式。 在传统的绘画艺术中,艺术家是透过画布和画纸这个二维的空间载体进行 人、物的关系位置的安排处理,也就是进行画面的构成。和绘画类似,二维动画 也是透过二维的空间形态来展现画面的形象。二维的空间是指由物理本质仅有长 度和高度的屏幕所构成的平面的视觉空间,在这个平面空间中,动画能够将三维

16、的世界赋予这个载体中,使之成为二维的视觉表现形态,另外,也能够创造出异 度空间,混合空间等多样的视觉空间表现形式。那么,对于二维动画的空间构成, 究竟应该如何理解这一概念的表达? 电影艺术词典中说道电影的空间”就银幕自身的物质属性而言,只具有 平面上的宽和高两个向度。由影像的透视感、人或物在纵深向度上的运动和音响 的复合,形成了幻觉和经验的复合体,银幕上就获得了宽、高、深的三度空间。” 动画和电影同属动态的时空艺术,是在连续的镜头画面中通过安排画面的视觉 结构与配置关系来呈现一个三维的立体空间的过程,而如何展现这个空间是在进 行动画设计时首先要考虑的问题。 其实,在二维动画中,空间本身就是一个基本的视觉元素,它为其他视觉元 素提供展示的平台,通过画面图形的组合与排列能够再现出不同维度的空间,通 过图形的构成从而达到塑造空间的目的。换言之,二维动画的空间构成也就类似 于传统绘画中的”章法”、”布局”即构图的概念,是画面视觉元素的构成。二维 动画的平面空间是由多样的视觉形象共