一种肢体元件模型、角色以及二维动画制作的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于二维动画制作技术领域，特别涉及一种肢体元件模型、角色以及二维 动画制作的方法。
【背景技术】
[0002] 所谓动画，就是指将一系列拥有细微变化的、静止的画面以一定的速率连续播放， 因肉眼视觉残留效果而产生的一种画面动态变化的错觉。现有的动画制作的过程基本是计 算机技术与传统动画制作技术相结合，将计算机技术应用到动画的制作流程中，旨在借助 先进的计算机技术把人从繁冗复杂的动画制作过程中解放出来，最大限度的减少人力物力 的投入，缩短动画制作时间以提高制作效率，从而达到降低制作成本的目的。
[0003] 现有的计算机动画大致包括：三维动画、骨骼动画、上色动画、元件动画以及补间 动画。其中：
[0004] 三维动画以Maya软件最为典型，其是在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计 师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求 设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的 材质，并打上灯光，当这一切完成后渲染生成最后的画面，由于其精确性、真实性和无限的 可操作性，三维动画制作得以较大范围的应用，但是这种动画制作方法首先对计算机的配 置要求极高，而且设计师的设计水平也要达到很高的水准，从而导致无法普及。
[0005] 骨骼动画以Spine软件为代表，其是建立具有互相连接的"骨骼"组成的骨架结 构，通过改变骨骼的朝向和位置来为模型生成动画，因此，骨骼动画为单形态结构，没有多 形态的中间过渡，且不能完成多角度的变化，很难给人以视觉上的冲击。
[0006] 上色动画以Animo软件为代表，其首先绘制动画角色的线条图，然后对线条图通 过高速扫描仪进行扫描识别到计算机中进行色指定，最后再对扫描后的图像上色，其过程 繁复，工作量极大。
[0007] 元件动画最典型当属flash动画制作软件，其通过构建元件的运动实现动画制作 过程，成本低，但是其元件内部不能连续变化，只能通过精灵的选项变化画面连续性较差， 影响视觉效果。
[0008] 补间动画以CACAni为代表，其通过设置关键帧生成矢量化的中间帧，从而形成动 画制作过程，其设计较为简单，但是矢量化的中间帧在生成过程中，并非全都是有序化形 成，有些中间帧并不符合人眼的视觉习惯，影响视觉效果。
【发明内容】
[0009] 针对以上不足，本发明的目的之一在于提供一种肢体元件模型，其通过设计较少 数量的内部形态即可通过有序变化的方式生成肢体元件模型的变化形态，从而形成该肢体 元件模型的内部形态集合，其设计简单，工作量大大降低，对设计师以及计算机配置的要求 均不高，利于推广。
[0010] 为了实现上述目的，本发明通过下列技术方案来实现：
[0011] -种肢体元件模型，所述肢体元件模型以肢体元件的形式存在，肢体元件模型由 若干个内部形态组成，任意两个内部形态之间通过有序变化相互转换，其中二者在相互转 换过程中形成的变化形态也构成所述肢体元件模型的内部形态。
[0012] 所述内部形态为肢体元件在各时间点上的图形，所述图形由多层色块和子元件叠 加而成，每层上有且只有一个色块或子元件。
[0013] 任意两个内部形态之间相互转换的有序变化满足以下条件：
[0014] 该两个内部形态以及二者的变化形态之间相应层均为色块或子元件；
[0015] 如果所述相应层为色块，则相应层中的色块的节点总数均相同，且节点之间一一 对应。
[0016] 所述肢体元件模型至少包括头部模型、上肢模型、下肢模型和躯干模型；
[0017] 所述头部模型的内部形态还包括若干种表情单元，每个表情单元包括头部的正面 形态和侧面形态；头部模型的图形分为眼控部分和嘴控部分，头部模型的图形中各层的色 块和子元件均要明确属于眼控部分还是嘴控部分；
[0018] 所述上肢模型的内部形态包括若干个由小臂围绕肘部转动形成的图形，小臂围绕 肘部完成0-360°转动构成了该上肢模型完整的内部形态；
[0019] 所述下肢模型的内部形态包括若干个由小腿围绕膝点转动形成的图形，小腿围绕 膝点完成0-360°转动构成了该下肢模型完整的内部形态；
[0020] 所述躯干模型的内部形态包括躯干纵向拉伸和压缩形成的图形，躯干从左向转动 到右向、躯干向左转动0-90°以及躯干向右转动0-90°构成了该躯干模型完整的内部形 ??τ〇
[0021] 以上肢模型为例，上肢模型的内部形态包括若干个由小臂围绕肘部转动形成的图 形，这里的图形是指事先设计的上肢模型的基本内部形态，例如，上肢模型包括其小臂与肘 部之间形成的角度分别呈0°、45°、90°、135°、180°以及270°等基本内部形态，这些 基本内部形态任意两个之间可以通过有序变化的方式进行转换，任意二者之间有序变化形 成的变化形态与这些基本内部形态一起实现小臂围绕肘部完成部分角度内的转动，多个连 续的部分角度内的转动的集合即构成了该上肢模型完整的内部形态（完整的内部形态包 括基本内部形态和变化形态）。例如，上肢模型0°和45°基本内部形态通过有序变化即可 实现上肢模型0-45°的转动，构成该上肢模型0-45°范围内的内部形态，其他角度间有序 变化与之类似，从而形成上肢模型小臂围绕肘部0-360°的转动。
[0022] 本发明的又一目的在于提供一种角色，其姿态呈现通过多个肢体呈现构成，通过 选择不同的肢体呈现对应的肢体元件模型的内部形态即可完成角色的设计，其设计简单， 工作量大大降低，对设计师以及计算机配置的要求均不高，利于推广。
[0023] 为了实现上述目的，本发明通过下列技术方案来实现：
[0024] -种角色，所述角色由若干个肢体元件构成，一个角色在某个时间点的姿态呈现 由该若干个肢体元件的肢体呈现构成，所述肢体呈现为各肢体元件在该时间点的外部轨迹 和内部形态，所述肢体元件的外部轨迹为各肢体元件在该时间点对应的坐标、大小以及角 度，所述肢体元件各时间点的内部形态之间通过有序变化相互转换。
[0025] 所述各肢体元件的内部形态从其对应的肢体元件模型中的内部形态（包括基本 内部形态和变化形态）中选取，肢体元件模型中任意两个内部形态（为事先设计的肢体元 件模型的基本内部形态）之间通过有序变化相互转换，其中二者在相互转换过程中形成的 变化形态也构成所述肢体元件模型的内部形态。
[0026] 从各肢体元件的内部形态从其对应的肢体元件模型中的内部形态中选取的方法 是：如果要选取肢体元件的内部形态为肢体元件模型的基本内部形态，则直接选取该基本 内部形态，反之，要选取肢体元件的内部形态不属于基本内部形态中的一种时，则通过两个 基本内部形态的有序变化方式生成的多个变化形态中选取。
[0027] 例如要对上肢元件的内部状态进行选取，则先找出与该上肢元件对应的上肢模 型，假设该上肢模型包括其小臂与肘部之间形成的角度分别呈〇°、45°、90°、135°、 180°以及270°等基本内部形态，而如果要选取上肢元件的内部形态为小臂与手部呈 45°的内部形态时，则直接从上肢模型的基本内部形态中选取，如果要选取上肢元件的内 部形态为小臂与手部为70°的内部形态时，那么就需要先选取上肢模型45°和90°的基 本内部形态，再将该45°和90°的基本内部形态进行有序变化形成二者之间的变化形态， 最后在这些变化形态中找到小臂与手部呈70° (或者接近70° )的变化形态作为要选取 的上肢元件的内部状态。
[0028] 各肢体元件在任意两个时间点上的肢体呈现通过有序变化相互转换，二者中间变 化肢体呈现由各肢体元件的轨迹线性变化和内部形态变化构成。
[0029] 该两个时间点上对应的肢体元件内部形态以及内部形态变化均有多层色块和子 元件叠加形成，每层上有且只有一个色块或子元件，所述各肢体元件在任意两个时间点上 的肢体呈现通过有序变化相互转换满足：
[0030] 该两个时间点上对应的肢体元件内部形态以及二者的内部形态变化之间相应层 均为色块或子元件；
[0031] 如果所述相应层为色块，则相应层中的色块的节点总数均相同，且节点之间一一 对应。
[0032] 本发明还提供一种二维动画制作方法，其通过设计较少数量的肢体元件模型以及 各肢体元件模型的（基本）内部状态，而选取肢体元件模型和肢体元件模型的内部状态组 成各个时间点的角色姿势，再对这些角色姿势进行连续，从而实现动画的制作，其设计简 单，工作量大大降低，对设计师以及计算机配置的要求均不高，利于推广。
[0033] 为了实现上述目的，本发明通过下列技术方案来实现：
[0034] -种二维动画制作方法，其包括以下步骤：