基于信號(hào)處理的角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討

季 寶，黃東升

（沈陽工學(xué)院藝術(shù)與傳媒學(xué)院，遼寧 撫順 113122）

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的核心內(nèi)容便是角色動(dòng)畫，將對(duì)人物以及動(dòng)物的動(dòng)作進(jìn)行描述。現(xiàn)如今，全球各地已經(jīng)產(chǎn)生各種各樣的角色動(dòng)畫編輯技術(shù)，而大多角色動(dòng)畫的編輯技術(shù)都是對(duì)動(dòng)畫角色上的控制器進(jìn)行處理，從而完成動(dòng)畫編輯工作。近年來，信號(hào)處理技術(shù)在數(shù)字圖像領(lǐng)域、通信領(lǐng)域以及電子電路領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。角色動(dòng)畫在制作的過程中是根據(jù)時(shí)間順序進(jìn)行保存的動(dòng)作序列，因此計(jì)算機(jī)動(dòng)畫可以轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間信號(hào)，可使用多目標(biāo)插值、多分辨率濾波、動(dòng)畫序列過度、動(dòng)畫序列翻轉(zhuǎn)、動(dòng)畫序列插值以及動(dòng)畫序列取樣等算法，從而對(duì)其研究并使用到角色動(dòng)畫的制作過程中。

1 角色動(dòng)畫概述

動(dòng)畫便是將人物以及動(dòng)物、場(chǎng)景等部分進(jìn)行制作，從而產(chǎn)生完整的影片進(jìn)行放映，為觀眾呈現(xiàn)具有動(dòng)感與生命的視覺現(xiàn)象。而動(dòng)畫也具有以下幾方面的特征：首先，這些影像都是使用錄影帶以及電影膠片進(jìn)行逐格記錄的模式進(jìn)行制作。其次，動(dòng)畫影響的動(dòng)作大多是由動(dòng)畫開發(fā)者通過想象進(jìn)行虛幻并創(chuàng)造出現(xiàn)的。最開始的動(dòng)畫都是使用人工逐楨的方式進(jìn)行制作。而現(xiàn)如今在制作動(dòng)畫的過程中已經(jīng)使用計(jì)算機(jī)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)動(dòng)畫的制作步驟，例如在關(guān)鍵幀之間的畫面著色以及生成階段，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫可在保存?zhèn)鹘y(tǒng)動(dòng)畫優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)發(fā)揮其自身特色。在制作動(dòng)畫的過程中，相關(guān)工作人員可使用物理模擬、關(guān)鍵幀以及IK 技術(shù)等在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建角色動(dòng)作、角色旋轉(zhuǎn)、角色平移以及動(dòng)畫效果等動(dòng)畫數(shù)據(jù)，并使用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)存以及處理，最后產(chǎn)生動(dòng)畫，進(jìn)而使用連續(xù)演示的方式或者逐楨演示的方式進(jìn)行播放。這種動(dòng)畫制作模式與傳統(tǒng)動(dòng)畫的制作模式完全不同，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及動(dòng)畫領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，使動(dòng)畫片的制作水平得到了極大提升。而計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的核心內(nèi)容便是角色動(dòng)畫，其主要負(fù)責(zé)動(dòng)物以及任務(wù)的動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)，描述角色的狀態(tài)等。近年來，多媒體技術(shù)在動(dòng)畫領(lǐng)域中的應(yīng)用使得三維角色動(dòng)畫的重要性越來越高，甚至已經(jīng)成為智能人機(jī)接口、虛擬現(xiàn)實(shí)以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域的重要研究項(xiàng)目。

2 基于信號(hào)處理的角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 信號(hào)處理概述

信號(hào)可對(duì)較為廣泛的物理現(xiàn)象進(jìn)行描述，盡管信號(hào)的表示方式較為多樣化，但在實(shí)際情況中信號(hào)所擁有的信息都儲(chǔ)存在不斷發(fā)生變化的波形中。比如人們的聲音，可針對(duì)聲壓的變化形成不同的聲音信號(hào)，而其可以使用拾音器來對(duì)聲壓的變化進(jìn)行捕捉，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。而對(duì)于動(dòng)畫而言，動(dòng)畫信號(hào)也可以通過連續(xù)時(shí)間中存在的動(dòng)作進(jìn)行捕捉。與此同時(shí)，也可以使用相應(yīng)的工具使用建模的方式產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。而動(dòng)畫幀作為時(shí)間上的間隔，例如一秒鐘有三十幀，那么每一幀的時(shí)間間隔都為三十分之一秒，而動(dòng)畫信號(hào)也可看做時(shí)間上的離散信號(hào)，因此可將計(jì)算機(jī)動(dòng)畫轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間信號(hào)，進(jìn)而組成完整的動(dòng)畫。

2.2 角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)功能概述

角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)擁有角色渲染、動(dòng)畫編輯、動(dòng)畫導(dǎo)入以及模型導(dǎo)入四個(gè)主要功能。動(dòng)作制作者可以使用角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)的圖形界面與系統(tǒng)開展交互操作。用戶在使用的過程中可以在系統(tǒng)中選擇要輸入的源動(dòng)畫以及三維模型，而角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)可以將模型與源動(dòng)畫進(jìn)行綁定，從而使用交互功能對(duì)角色動(dòng)畫編輯系統(tǒng)指定相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)輸入工作完成后，系統(tǒng)可自動(dòng)形成編輯后的動(dòng)畫。與此同時(shí)，系統(tǒng)還可對(duì)原有動(dòng)畫進(jìn)行保存，從而與編輯后的動(dòng)畫進(jìn)行對(duì)比工作。隨后系統(tǒng)可將編輯好的動(dòng)畫傳入至圖形界面，用戶可直接對(duì)其進(jìn)行渲操作。

3 結(jié) 語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在動(dòng)畫領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫逐漸興起。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的核心部分便是角色動(dòng)畫，而角色動(dòng)畫主要對(duì)人物以及動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述。而使用信號(hào)處理的方式可對(duì)動(dòng)畫進(jìn)行修飾，進(jìn)而對(duì)源動(dòng)畫進(jìn)行編輯，從而產(chǎn)生完整的動(dòng)畫。這種方式不僅可縮短動(dòng)畫制作時(shí)間，還可減少動(dòng)畫制作成本，進(jìn)而有效減少動(dòng)畫的制作周期，提高工作效率。