一種肢體元件模型、角色以及二維動畫制作的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于二維動畫制作技術領域，特別涉及一種肢體元件模型、角色以及二維 動畫制作的方法。
【背景技術】
[0002] 所謂動畫，就是指將一系列擁有細微變化的、靜止的畫面以一定的速率連續播放， 因肉眼視覺殘留效果而產生的一種畫面動態變化的錯覺。現有的動畫制作的過程基本是計 算機技術與傳統動畫制作技術相結合，將計算機技術應用到動畫的制作流程中，旨在借助 先進的計算機技術把人從繁冗復雜的動畫制作過程中解放出來，最大限度的減少人力物力 的投入，縮短動畫制作時間以提高制作效率，從而達到降低制作成本的目的。
[0003] 現有的計算機動畫大致包括：三維動畫、骨骼動畫、上色動畫、元件動畫以及補間 動畫。其中：
[0004] 三維動畫以Maya軟件最為典型，其是在計算機中首先建立一個虛擬的世界，設計 師在這個虛擬的三維世界中按照要表現的對象的形狀尺寸建立模型以及場景，再根據要求 設定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其它動畫參數，最后按要求為模型賦上特定的 材質，并打上燈光，當這一切完成后渲染生成最后的畫面，由于其精確性、真實性和無限的 可操作性，三維動畫制作得以較大范圍的應用，但是這種動畫制作方法首先對計算機的配 置要求極高，而且設計師的設計水平也要達到很高的水準，從而導致無法普及。
[0005] 骨骼動畫以Spine軟件為代表，其是建立具有互相連接的"骨骼"組成的骨架結 構，通過改變骨骼的朝向和位置來為模型生成動畫，因此，骨骼動畫為單形態結構，沒有多 形態的中間過渡，且不能完成多角度的變化，很難給人以視覺上的沖擊。
[0006] 上色動畫以Animo軟件為代表，其首先繪制動畫角色的線條圖，然后對線條圖通 過高速掃描儀進行掃描識別到計算機中進行色指定，最后再對掃描后的圖像上色，其過程 繁復，工作量極大。
[0007] 元件動畫最典型當屬flash動畫制作軟件，其通過構建元件的運動實現動畫制作 過程，成本低，但是其元件內部不能連續變化，只能通過精靈的選項變化畫面連續性較差， 影響視覺效果。
[0008] 補間動畫以CACAni為代表，其通過設置關鍵幀生成矢量化的中間幀，從而形成動 畫制作過程，其設計較為簡單，但是矢量化的中間幀在生成過程中，并非全都是有序化形 成，有些中間幀并不符合人眼的視覺習慣，影響視覺效果。
【發明內容】
[0009] 針對以上不足，本發明的目的之一在于提供一種肢體元件模型，其通過設計較少 數量的內部形態即可通過有序變化的方式生成肢體元件模型的變化形態，從而形成該肢體 元件模型的內部形態集合，其設計簡單，工作量大大降低，對設計師以及計算機配置的要求 均不高，利于推廣。
[0010] 為了實現上述目的，本發明通過下列技術方案來實現：
[0011] -種肢體元件模型，所述肢體元件模型以肢體元件的形式存在，肢體元件模型由 若干個內部形態組成，任意兩個內部形態之間通過有序變化相互轉換，其中二者在相互轉 換過程中形成的變化形態也構成所述肢體元件模型的內部形態。
[0012] 所述內部形態為肢體元件在各時間點上的圖形，所述圖形由多層色塊和子元件疊 加而成，每層上有且只有一個色塊或子元件。
[0013] 任意兩個內部形態之間相互轉換的有序變化滿足以下條件：
[0014] 該兩個內部形態以及二者的變化形態之間相應層均為色塊或子元件；
[0015] 如果所述相應層為色塊，則相應層中的色塊的節點總數均相同，且節點之間一一 對應。
[0016] 所述肢體元件模型至少包括頭部模型、上肢模型、下肢模型和軀干模型；
[0017] 所述頭部模型的內部形態還包括若干種表情單元，每個表情單元包括頭部的正面 形態和側面形態；頭部模型的圖形分為眼控部分和嘴控部分，頭部模型的圖形中各層的色 塊和子元件均要明確屬于眼控部分還是嘴控部分；
[0018] 所述上肢模型的內部形態包括若干個由小臂圍繞肘部轉動形成的圖形，小臂圍繞 肘部完成0-360°轉動構成了該上肢模型完整的內部形態；
[0019] 所述下肢模型的內部形態包括若干個由小腿圍繞膝點轉動形成的圖形，小腿圍繞 膝點完成0-360°轉動構成了該下肢模型完整的內部形態；
[0020] 所述軀干模型的內部形態包括軀干縱向拉伸和壓縮形成的圖形，軀干從左向轉動 到右向、軀干向左轉動0-90°以及軀干向右轉動0-90°構成了該軀干模型完整的內部形 ??τ〇
[0021] 以上肢模型為例，上肢模型的內部形態包括若干個由小臂圍繞肘部轉動形成的圖 形，這里的圖形是指事先設計的上肢模型的基本內部形態，例如，上肢模型包括其小臂與肘 部之間形成的角度分別呈0°、45°、90°、135°、180°以及270°等基本內部形態，這些 基本內部形態任意兩個之間可以通過有序變化的方式進行轉換，任意二者之間有序變化形 成的變化形態與這些基本內部形態一起實現小臂圍繞肘部完成部分角度內的轉動，多個連 續的部分角度內的轉動的集合即構成了該上肢模型完整的內部形態（完整的內部形態包 括基本內部形態和變化形態）。例如，上肢模型0°和45°基本內部形態通過有序變化即可 實現上肢模型0-45°的轉動，構成該上肢模型0-45°范圍內的內部形態，其他角度間有序 變化與之類似，從而形成上肢模型小臂圍繞肘部0-360°的轉動。
[0022] 本發明的又一目的在于提供一種角色，其姿態呈現通過多個肢體呈現構成，通過 選擇不同的肢體呈現對應的肢體元件模型的內部形態即可完成角色的設計，其設計簡單， 工作量大大降低，對設計師以及計算機配置的要求均不高，利于推廣。
[0023] 為了實現上述目的，本發明通過下列技術方案來實現：
[0024] -種角色，所述角色由若干個肢體元件構成，一個角色在某個時間點的姿態呈現 由該若干個肢體元件的肢體呈現構成，所述肢體呈現為各肢體元件在該時間點的外部軌跡 和內部形態，所述肢體元件的外部軌跡為各肢體元件在該時間點對應的坐標、大小以及角 度，所述肢體元件各時間點的內部形態之間通過有序變化相互轉換。
[0025] 所述各肢體元件的內部形態從其對應的肢體元件模型中的內部形態（包括基本 內部形態和變化形態）中選取，肢體元件模型中任意兩個內部形態（為事先設計的肢體元 件模型的基本內部形態）之間通過有序變化相互轉換，其中二者在相互轉換過程中形成的 變化形態也構成所述肢體元件模型的內部形態。
[0026] 從各肢體元件的內部形態從其對應的肢體元件模型中的內部形態中選取的方法 是：如果要選取肢體元件的內部形態為肢體元件模型的基本內部形態，則直接選取該基本 內部形態，反之，要選取肢體元件的內部形態不屬于基本內部形態中的一種時，則通過兩個 基本內部形態的有序變化方式生成的多個變化形態中選取。
[0027] 例如要對上肢元件的內部狀態進行選取，則先找出與該上肢元件對應的上肢模 型，假設該上肢模型包括其小臂與肘部之間形成的角度分別呈〇°、45°、90°、135°、 180°以及270°等基本內部形態，而如果要選取上肢元件的內部形態為小臂與手部呈 45°的內部形態時，則直接從上肢模型的基本內部形態中選取，如果要選取上肢元件的內 部形態為小臂與手部為70°的內部形態時，那么就需要先選取上肢模型45°和90°的基 本內部形態，再將該45°和90°的基本內部形態進行有序變化形成二者之間的變化形態， 最后在這些變化形態中找到小臂與手部呈70° (或者接近70° )的變化形態作為要選取 的上肢元件的內部狀態。
[0028] 各肢體元件在任意兩個時間點上的肢體呈現通過有序變化相互轉換，二者中間變 化肢體呈現由各肢體元件的軌跡線性變化和內部形態變化構成。
[0029] 該兩個時間點上對應的肢體元件內部形態以及內部形態變化均有多層色塊和子 元件疊加形成，每層上有且只有一個色塊或子元件，所述各肢體元件在任意兩個時間點上 的肢體呈現通過有序變化相互轉換滿足：
[0030] 該兩個時間點上對應的肢體元件內部形態以及二者的內部形態變化之間相應層 均為色塊或子元件；
[0031] 如果所述相應層為色塊，則相應層中的色塊的節點總數均相同，且節點之間一一 對應。
[0032] 本發明還提供一種二維動畫制作方法，其通過設計較少數量的肢體元件模型以及 各肢體元件模型的（基本）內部狀態，而選取肢體元件模型和肢體元件模型的內部狀態組 成各個時間點的角色姿勢，再對這些角色姿勢進行連續，從而實現動畫的制作，其設計簡 單，工作量大大降低，對設計師以及計算機配置的要求均不高，利于推廣。
[0033] 為了實現上述目的，本發明通過下列技術方案來實現：
[0034] -種二維動畫制作方法，其包括以下步驟：