专利名称：基于皮影的表演图像制作动画片的方法
技术领域：
本发明属于动画图象技术领域，特别涉及动画制作方法。
背景技术：
动画由于其动作的可随意性和形象的夸张性，深受广大观众的喜爱，随着现代市场经济的快速发展，媒体广告宣传在商品信息的传播方面所起的作用越来越重要，采用动画片做媒体广告宣传的也越来越多，对动画片的需求量也是越来越大。
影视动画产业是资金密集型、科技密集型、知识密集型和劳动密集型的重要文化产业，是21世纪开发潜力很大的新兴产业、朝阳产业，具有消费群体广、市场需求大、产品生命周期长、高成本、高投入、高附加值，高国际化程度等特点。
不论是从国际环境还是国内的整个大环境来看，国内动画产业的发展前景非常广阔。
根据中国国家广电总局2000年137号文件及2001年公布的十五发展规划的要求，据湖南三辰影库卡通有限公司研究人员的估算暂且不按照全国3000多个电视播出机构来计算，只考虑约600家城市电视台，平均每天播出以10分钟计，设定重播率为500％(即一次新节目四次重播)，那么10分钟×365天×600家电视台×1/5×60％＝26.28万分钟/年。而国产动画片每年的现有产量只有1万多分钟！国产动画节目播出市场需求缺口每年约25万分钟！所谓动画也就使一幅图像“活”起来的过程。使用动画可以清楚的表现出一个事件的过程，或是展现一个活灵活现的画面。动画是一门通过在连续多格的胶片上拍摄一系列单个画面，其中当前帧画面是对前一帧画面的部分修改，从而产生动态视觉的技术和艺术，这种视觉是通过将胶片以一定的数率放映体现出来的.
现有技术的动画片制作方法，主要有两种，一种是根据剧情完全靠手工进行动作分解原画创作，再将这些原画摄像制成影视产品。该方法效率很低，人物的原画是最浩大的工程，花费的时间非常多，如一个两人对话的场景，就细微到无可挑剔眼睛睁得大不大，大到什么程度，两只眼睛是否一大一小，嘴角歪不歪，歪到什么程度，眉头是否皱着，头发是什么样的……都必须反复比对。这还只是画一些静态的表情，要是遇上动作戏，那就更复杂了。比如一个脚蹬自行车的动作，那抬起来、放下去的动态就必须分解成5幅原画，在通过导演验收之后，还需要再把5幅原画分解成10幅原画，只有把动作分解得越多，拍出的效果才会越好，动作也更流畅。实验证明动画和电影的画面刷新率为每秒24帧，即每秒放映24幅画面，则人眼看到的是连续的画面效果.制作一个5分钟的动画片，需7200帧，以一个人每天制作20帧来计算，需360天方可完成，若按一个5人的工作室来制作也需要70多天时间，一部大片通常会有50到100人同时开工原画创作。对于动画来说，“动”显然是它的特色，要让单幅的原画动起来，就必须通过线拍这一工序，将完工的原画稿有序的放在线拍机镜头下面，一页一页地拍摄下来，再用连接着摄像头的电脑将刚才-页一页的画稿，连续不间断地放出来，那就成了大家比较熟悉的动画。
另一种方法在计算机辅助下手工绘制，该方法先由创作人员绘制关键帧图，将这些关键帧图输入计算机，定义和显示运动路径，计算和生成中间帧，交互给画面上色，产生特技效果，实现画面与声音同步，控制运动系列的记录等。比如一个举手的动作，创作人员须画出手举到最高点和落到最低点的两张图，而中间过程由计算机来自动生成；在三维世界的FX特效制作过程中，动画师们也在做类似设置“关键帧”的工作，比如一朵云从东飘到西，动画师只需在电脑里设置出云的形态和各种物理属性参数，把它在一段时间内最初的状态和最终的状态确定，而中间过程它将如何运动变化，计算机来自动生成，最后将数量庞大的每个动作段编辑在一起，制成动画。这一方法也需要动画专业人员绘制大量(每个动画人物、动态背景在大量剧情情结中的各个动作均要详细分解，每个分解动作都要作出关键帧，30分钟动画素材就要近70G的数据存储量)的关键帧图，并赋予中间过程的各种参数，这也需要大量的电脑绘画专业人员和制作时间，方能完成一部动画片的制作。上述每一部动画片的制作都需要重新制作一套原创图画，不同的动画片的图画不能重复利用，不但制作成本高，制作周期长，投资大，而且造成大量资源的浪费。
中国专利(申请号为02135383.2)中公开一种摄取屏幕阴影图像的方法，该方法是“用一个道具模拟出计算机中静态图像所需动作部位的动作状态，将发射光源装置发出的光束打在道具上，使动作状态的道具能够在投影屏幕上投出一个有运动状态的阴影图像，用摄像装置将投影屏幕上的运动状态的阴影图像摄入，摄入的运动状态的阴影图像由摄像装置通过接口线传送给视频捕捉卡，视频捕捉卡将摄像机送来的模拟图像信号转换为带动作状态的数字图像信号；该数字图像信号通过计算机主机所设槽卡的接口被送入计算机主机内，计算机主机通过计算机图像处理软件将带动作状态的数字图像信号转变为具有动作状态的动态参数，并将动态参数与静态参数相叠加后所形成的动态综合参数转变为带动感的数字图像信号，而后再转换为带动感的模拟图像信号输出给显示器，由显示器同步显示出一个经叠加后的具有动态感觉的图像信号，该图像的动态部分直接反映出道具的动作状态”。上述方法的效果与传统的皮影表演相类似，观众看到的是其在屏幕上投出的阴影图像。其不足之处是(1).阴影图像不能完全丰富的表达图像的色彩、表情、细微动作，只能反映图像的轮廓；(2).图像质量粗糙，美观性、可观赏性差，艺术水准低；(3).民族特色和现代特色均不突出；(4)。对人的视觉冲击力差；(5).与现代动画科技的竞争力差，无法市场化、产业化，可推广性差。
另一中国专利(申请号为00134797.7、授权日为20040505、授权公告号为CN1148702C)公开的方法是“制作一件紧身衣，其上对应于不同人体部位的地方都贴上颜色块。利用视频采集装置采集穿上该紧身衣的模特的运动的视频后，根据视频流中人体运动状况获取三维运动信息，并建立运动信息库，动画师根据这些已有的运动信息生成新的人体动画。”这一方法是利用了人的表演运动轨迹，目前的动画软件已经可以完成这一功能，但大量的动画图形还需要人工完成，这一方法无直接的动画价值和艺术表现品位。
发明内容
本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，提供一种利用皮影的表演图像制作动画片的方法，可省去大量的动作分解原画创作劳动，不但具有制作成本低、效率高，许多制作用具可反复多次使用的特点，而且产品的图像效果好，其美观性与可观赏性可与传统制作的动画片相媲美。
本发明提出的基于皮影的表演图像制作动画片的方法，其特征在于，包括根据动画片剧情进行皮影表演，直接拍摄该皮影的表演过程，并保存为数字图像数据；将该数字图像数据经计算机图形处理编辑合成一个完整动画片。
本发明所采用的技术方案中，直接拍摄皮影的表演过程具体包括以下步骤1)据剧情表现需要，用电脑绘画技术或者手工绘画分别绘制出具有二维或者三维图的可视效果的角色形象图、服饰图、装备图和背景图；2)按照所述的角色形象图、服饰图、装备图和背景图分解制作成多个零件，该零件包括形象件、肢体件、服装、饰品件、装备件背景件(该零件与传统皮影或卡通的零件相同)；3)将上述各零件装配组合制成用于表演的表演模型(即多个皮影角色或卡通角色)，再在该模型的表面按设计图要求涂画各种颜色；4)制作表演模型的操纵器材，该操纵器材表面涂有滤幕材料；5)按剧情需要制作实体场景和三维动画虚拟场景(实体场景主要是实体场景模型，虚拟场景用电脑图形处理软件制作)；6)按动画片剧情所要表达的内容在涂有滤幕材料的布景前面进行表演，包括角色表演和背景表演，该角色表演操纵者和背景表演操纵者均涂有滤幕材料；7)用数码摄像机将表演的全部过程直接拍摄保存为动态的数字图像数据，用数码摄像机拍摄该实体场景并保存为数字图像数据；本发明的技术方案中，将该数字图像数据经计算机图形处理编辑合成一个完整动画片的具体过程包括以下步骤8)将所述数码像机拍摄保存的图像数据经数据传输线输入电脑，用电脑图形处理软件对数码图像进行抠像处理，抠去所述角色表演操纵者、操纵器材和表演时的滤幕背景等无用的图像部分；9)用电脑动画软件对取得的经抠像处理后的纯角色表演和背景表演的数字图像数据按需要进行传神的、夸张性的动画效果处理，制做编辑成动画层面的图像数据；10)用图形合成软件将取得的动画层面的图像数据按剧情和表现的需要与动画虚拟场景图像、实体场景图像进行多层动态图像的合成，成为一个连续变化的动画图像序列数据；11)按动画片情节给所述各个表演角色进行对话配音和背景音乐配音处理；12)将生成的连续变化的动画图像序列数据和配音数据编辑合成一个整体动画数据，即一部完整的动画片制作完成。
上述各步骤中的详细制作方法均可采用成熟技术手段。
本发明的特点及效果本发明可省去大量的动作分解原图的创作劳动，因此缩短了制作动画片的时间；本发明的原创图均为“零件”，可以根据需要进行任意地搭配、组合，因此可以大大地降低制作动画片的成本；本发明采用皮影表演技术，具有动作连贯性好，可以表演出很多超出人们生活习惯的高难度动作，可操控性较强，画面容易调动，得到的图象本身就具有动画的部分效果和功能，是计算机图形处理技术制作动画的基础，更是制作成本低、制作效率高、操作简单、既可无限扩展又可重复实现的动画制作方案的一个重要组成部分。
本发明录制的是原创作品，因此可以保存再现原创作品的艺术性；本发明利用先进的计算机图像处理技术，给它赋予了大量现代的流行元素，不但其美观性与可观赏性可与传统制作的动画片相媲美，而且还可带来超现实现的夸张的视觉艺术享受。无疑将给艺术领域带来巨大的创新突破。
本发明还可在动画制作中融合多种中国传统文化，例如书法，国画，篆刻等等，既继承和发扬了中国优秀的传统文化，又符合中国东方的思维和理论，创作出来的动画片也更具有中国自己的特色和生命力，使其具有浓郁的东方特色，多方位展示中国丰富的传统艺术。
具体实施例方式
本发明结合实施例详细说明利用皮影的表演图像制作动画片的方法。
本发明制作动画片的方法包括以下步骤1.根据剧情表现需要，用电脑绘画技术或者手工绘画分别绘制出各个角色形象图、服饰图、装备图和背景图等，这些图具有二维或者三维图的可视效果；2.按照所述的角色形象图、服饰图、装备图和背景图制作多个零件(本发明所用材料为制作皮影或卡通的材料，可印刷、可剪裁、可绘画的软质、半软质或硬质材料，如传统的动物皮革和人造革、橡胶板、铝板、铜板、塑料板、毛发、纤维、木板、织物等，并用剪裁、缝合、焊接、搭扣、螺栓、铆接等方法拼合制成皮影零件或卡通零件)，该零件可包括形象件、肢体件、服装(帽子、袍子、腰带、上衣、库子、短裤、背心、鞋、袜、手套……等等)、饰品件、装备件(角色所持、用器械和道具，如刀、抢、棍、扇子、石块、手机、计算器、钱币、毛笔、钢笔、香烟、食品、打火机、喷火器、灭火器、锤子、钳子、扳手、开的汽车、摩托车、飞机、风筝、自行车、坦克、大炮、轮船、雪橇、火箭、飞船、电脑鼠标键盘、话筒、电话、喇叭、椅子、毛巾、水杯、钥匙、神器、小动物、小虫子……等等，动物爪嘴夹持物如黄豆、玉米、竹子、棍子、石块、材草、骨头、虫子……等等)和背景件等。
3.将上述各零件装配组合制成表演模型(用于皮影角色表演或卡通角色表演)，装配组合方法可采用缝合、焊接、搭扣、螺栓、铆接、软连接等方法，使表演模型依照要求，做出转身，行走及其他各种动作；再在模型的表面均按设计图要求涂画各种颜色(用普通颜料、带颜料的油漆和可反光颜料)，使得表演模型的表演图象、表演轮廓和各项动作(包括细微动作)均可得到清晰的反映。这一措施是为了得到高清晰动态图像，便于更好的摄取图象、保存图象及图象的后期处理。
4.制作表演模型的操纵器材，可采用传统皮影的操纵器材包括指挥表演模型用的操纵提线、操纵杆、五官动作促动机关和姿态动作促动机关，也包括使用可拉伸的有弹性的材料(如橡皮筋、橡胶带、弹簧等)；该操纵器材表面涂有滤幕材料(本方法使用的材料是蓝色或绿色的颜料)，以便后期用电脑软件的抠像处理技术自动化的、高效率的选取有用的动画图像。
5.按剧情需要制作实体场景和三维动画虚拟场景，实体场景主要是实体场景模型；虚拟场景是用电脑图形处理软件Flash或3Ds Max或LIGHTWAVE 3D或PhotoShop制作的，虚拟场景的优点除节约搭建实景的大量人力、物力、财力及空间外，还可以实现实景达不到的梦幻效果。
6.按动画片剧情所要表达的内容在涂有滤幕材料的布景前面进行表演，包括角色表演和背景表演(角色表演和背景表演的操纵者均涂有滤幕材料)。
7.用数码摄像机将表演的全部过程直接拍摄保存为动态的数字图像数据。实体场景也用数码摄像机拍摄保存为数字图像数据。角色表演和实体场景需分别保存图像数据；8.将数码像机拍摄保存的图像数据经数据传输线输入电脑，用电脑图形处理软件Combustion或After Effects对数码图像进行自动化的抠像处理；即抠去角色表演操纵者、操纵器材和表演时的滤幕背景等无用的图像部分。
本实施例采用的一种成熟的抠像方法是根据图像本身的某种颜色参数进行抠像取舍。比如RGB(红、绿、蓝颜色通道)，HLS(色度、亮度、饱和度)，YUV(亮度及色差信号)。例如，在影棚进行前期拍摄时，常用平整的、光线均匀的单色(通常是蓝色或绿色)幕布作为人物或物体的背景，这个蓝色或绿色就是后期抠像的参考值(也可采用其它成熟的抠像方式)，抠像处理后可得到纯角色表演和背景表演的数字图像数据。
9.用3Ds Max或LIGHTWAVE 3D或After Effects软件对取得的经抠像处理后的纯角色表演和背景表演的数字图像数据按需要进行传神的、夸张性的动画效果处理，可做出一些出乎意料、有强烈震撼力的视觉效果，将这些素材连成整段动画时，也要加上一些电影特效，如淡入淡出，镜头变化等，制做编辑成动画层面的图像数据。
10.用Combustion或LIGHTWAVE 3D或After Effects软件将取得的动画层面的图像数据按剧情和表现的需要与动画虚拟场景图像、实体场景图像进行多层动态图像的合成。
这些合成软件的界面十分直观，由电子画板、电子笔及图形化界面构成笔触式软编辑。它就像一卷卷拉开的电影胶片，用笔拖动的方式实时进行连续图像的剪切、插入、替换、删除等软编辑。所有操作可以设定笔触或鼠标控制方式。在多层合成器中，层的前后关系可随意调换，每层不限制增加多少个相同的图像源，每个图像源可以单独做方位、旋转、尺寸等的变化。对于同一帧图，颜色校正可以分别对于高光区、中间过渡区及阴暗面做调节。每层可以分别进行色彩校正，即对该层画幅的亮度、RGB三基色值、色度、色饱和度、灰度、对比度、整体色平衡……进行调节；每层可单独进行数字滤波，从而产生图像的虚化、锐化、水彩、浮雕……等效果；每层可单独进行二维、三维空间变换，例如画面的尺寸、方向、旋转的变化、空间扭曲、卷曲……等效果，每层还可做图像跟踪、图像变形，加入风、雨、火、海啸、飓风、地震、火山爆发……等粒子效果；还可以按需要加入文字层；为了烘托气氛，调动观众情绪，多采用光效、烟雾等特效镜头。
各层图像处理完成后，再经合成处理，将若干层合并为一个新的连续变化的动画图像序列数据。
11.配音，即按动画片情的设计，给各个表演角色进行对话配音和背景音乐配音。对于一部真正有感染力的动画来说，音乐及剧情正是其中的灵魂所在。制作过程中，应用成熟的现代多媒体技术，通过音频剪辑，合成，可将各种演奏曲与对话或者歌曲巧妙的结合在一起，得到音频数据。
12.将生成的连续变化的动画图像序列数据和音频数据有机的编辑合成一个整体动画数据，完整的一部动画片就完成了。
本发明还可在动画中融合多种中国传统文化，例如书法，国画，篆刻等等，使其具有浓郁的东方特色，多方位展示中国丰富的传统艺术。
权利要求
1.一种基于皮影的表演图像制作动画片的方法，其特征在于，包括根据动画片剧情进行皮影表演，直接拍摄该皮影的表演过程，并保存为数字图像数据；将该数字图像数据经计算机图形处理编辑合成一个完整动画片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤1)据剧情表现需要，用电脑绘画技术或者手工绘画分别绘制出具有二维或者三维图的可视效果的角色形象图、服饰图、装备图和背景图；2)按照所述的角色形象图、服饰图、装备图和背景图分解制作成多个零件，该零件包括形象件、肢体件、服装、饰品件、装备件背景件；3)将上述各零件装配组合制成用于表演的表演模型，再在该模型的表面按设计图要求涂画各种颜色；4)制作表演模型的操纵器材，该操纵器材表面涂有滤幕材料；5)按剧情需要制作实体场景和三维动画虚拟场景；6)按动画片剧情所要表达的内容在涂有滤幕材料的布景前面进行表演，包括角色表演和背景表演，该角色表演操纵者和背景表演操纵者均涂有滤幕材料；7)用数码摄像机将表演的全部过程直接拍摄保存为动态的数字图像数据，用数码摄像机拍摄该实体场景并保存为数字图像数据；8)将所述数码像机拍摄保存的图像数据经数据传输线输入电脑，用电脑图形处理软件对数码图像进行抠像处理，抠去所述角色表演操纵者、操纵器材和表演时的滤幕背景等无用的图像部分；9)用电脑动画软件对取得的经抠像处理后的纯角色表演和背景表演的数字图像数据按需要进行传神的、夸张性的动画效果处理，制做编辑成动画层面的图像数据；10)用图形合成软件将取得的动画层面的图像数据按剧情和表现的需要与动画虚拟场景图像、实体场景图像进行多层动态图像的合成，成为一个连续变化的动画图像序列数据；11)按动画片情节给所述各个表演角色进行对话配音和背景音乐配音处理；12)将生成的连续变化的动画图像序列数据和配音数据编辑合成一个整体动画数据，即一部完整的动画片制作完成。
全文摘要
本发明涉及基于皮影的表演图像制作动画片的方法，属于动画图象技术领域。包括根据动画片剧情进行皮影表演，直接拍摄该皮影的表演过程，并保存为数字图像数据；将该数字图像数据经计算机图形处理编辑合成一个完整动画片。本发明可省去大量的动作分解原画创作劳动，不但具有制作成本低、效率高，许多制作用具可反复多次使用的特点，而且产品的图像效果好，其美观性与可观赏性可与传统制作的动画片相媲美。
文档编号H04N5/225GK1632833SQ200510000010
公开日2005年6月29日 申请日期2005年1月5日 优先权日2005年1月5日
发明者赵忠胜 申请人:赵忠胜