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摘要：在我国传统的卡通动画制作流程中，设计师使用手绘的方式设计自然、灵活、逼真的卡通形象。随着网络科学和制作技术的深入发展，逐渐改变了这一创作模式，通过手绘角色构建骨架空间和三维网格，结合手绘卡通角色的姿态和风格生成动画形象，这一方式大大的方便了卡通角色动画的生成过程。本论文首先通过制定融合手绘风格的卡通角色动画生成方案，进一步实现了模型构建和模型合成，最后对其结果进行展示。
关键词：手绘风格；卡通角色；生成方法
中图分类号：J954 文献标识码：A 文章编号：2095-4115（2014）01-72-1
手绘风格的卡通角色具有极强的表现力和感染力，吸引了众多爱好动画的观众，但是手绘过程较为繁琐复杂，对于设计师来说是一项极大的挑战。如何将具有手绘风格的卡通形象和计算机三维构造的方式进行结合，是动画师一直在探索的一个合成动画形象的方法。
一、融合手绘风格的卡通角色动画生成方案
卡通角色动画的生成需要制定科学有效的方案，依据方案进行模型构建、模型合成和结果评估，才能保证动画生成过程的合理性和有效性。
（一）确定手绘风格的卡通角色形象
在进行卡通角色动画生成之前，手绘风格的卡通形象是至关重要的，它关系到生成的最终结果，因此要绘画出精确的卡通形象图纸，手绘图纸要包括卡通人物的运动状态和可透视的关键点，角色的几何细节和姿态等，细节影响着最终动画的成品效果。
（二）构建骨架一致的卡通角色模型
构建卡通角色的动画生成模型要与手绘风格保持一致，模型的建立是在手绘图基础之上将三维建模、骨架提取和试点变形结合的体现，方案中要体现手绘骨架、三维网格、构建空间的重点、难点以及注意事项。对于相关的试点变形要进行标注。
（三）保证运动序列的准确可靠无误
运动序列是运动数据的重要表现形式，创建的运动数据的驱动化风格，决定了最后合成动画的效果。在合成方案中要进行预设，训练卡通形象运动的标注记、关键帧的标注都极为重要。方案是在理性状态中设定的，在合成过程中可能会出现偏差，要不断的进行调整，保证合成的顺利进行。
二、融合手绘风格的卡通角色动画模型构建
卡通角色动画的合成方法首先是建立模型，模型包括手绘图的骨架提取、三维重建和空间构建，利用相关的算法，可制作出基本的模型。
（一）手绘风格卡通角色的骨架提取
骨架是创建卡通角色和操纵卡通角色的基础。首先，将手绘风格卡通角色的关键部分进行连接，计算出准确的数据；第二，将动画形象的骨架和姿态进行模板标准化，计算出姿态骨架的局部坐标数据，提取骨架的数据建立深度模型；第三，将骨架与模型进行匹配，根据卡通人物的形象对身高比例进行缩放匹配。
（二）手绘风格卡通角色的三维重建
三维网格是将复杂的手绘风格的卡通角色进行重组，一般情况下，卡通角色包含了很多复杂的、不一样的几何图形，通过单一的试点很难构建出整体的网格，因此需要对三维的利用和运用。第一，采取单个击破的策略，将各个单一的部分关联成整体，第二，使用新技术缝合算法将局部的网格设置变成整体的三维网格。需要注意的是，对于细节的展现，比如，卡通形象的五官、骨骼，使用联合细分的方法将网格匹配。
（三）手绘风格卡通角色的空间构建
空间构建是骨架变形之后的空间重组构建。通过上一步的三维网格构建，可以计算出相对应的卡通形象各部分的关系。之后，进行视点的变形，视点变形是以骨架姿态的重建为基础的，运动状态应该和手绘图的各个主、侧面是相对应的。
三、融合手绘风格的卡通角色动画模型合成
在传统的手绘风格卡通角色的创建过程中，以VDM的数据序列为基础，将不同的相关视点转化为动画风格，现代的动画生成改变了这一模式，使用的是手动的数据生成器，提取关键帧的数据后，在根据具体的数字制定相对应的VDM序列。
（一）手绘卡通形象训练标注器
设计师在进行卡通人物形象的设计时通常采用的是物理方式，比如，卡通人物的上升、下降、接触和过度等，手绘的姿态和卡通动画的运动之间存在一定的差异性，为了减少这些差异性的存在，通过对卡通形象进行训练标注构建VDM的数据序列。
（二）手绘卡通形象关键帧的标注
提取关键的运动数据的关键帧，注入计算机确定为当前的运动状态，但是在标注的情况下可能会存在较大的误差，所以要选择相近的关键帧，并对其进行序列组合，达到最优效果。
（三）手绘卡通形象风格的形成
手绘卡通人物的关键帧和计算机的模拟卡通人物应保持风格上的一直，关键帧可以通过SSD的算法转换VDM形式，需要把握原始数据转换的状态和风格。
四、结束语
通过对手绘图进行建模，是实现卡通角色生成最快速的方法。但是生成过程受到了各方面因素的限制，例如，缺乏对实体的约束，在对大尺度变形和碰撞的处理时，会发生自交和坍塌的现象；在使用二维建模技术时，结构的表达形式不符合手绘卡通形象的形状等。因此在生成的过程中，要不断调整合成方法，增强卡通形象的表现力。
参考文献：
[1]李响，徐筠，耿卫东. 融合手绘风格的卡通角色动画生成方法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2011，（10）.
[2]李响.基于手绘图的卡通角色建模与动画生成[D].浙江大学，2011.
[3]刘凤芹.形状敏感的二维卡通角色骨架变形技术[D].浙江工商大学，2013.
[4]徐捷.结合动作捕捉数据的三维卡通人物的动画生成方法研究[D].浙江大学，2003.
作者简介：
谢姜美，浙江传媒学院动画学院 。
关键词：手绘风格；卡通角色；生成方法
中图分类号：J954 文献标识码：A 文章编号：2095-4115（2014）01-72-1
手绘风格的卡通角色具有极强的表现力和感染力，吸引了众多爱好动画的观众，但是手绘过程较为繁琐复杂，对于设计师来说是一项极大的挑战。如何将具有手绘风格的卡通形象和计算机三维构造的方式进行结合，是动画师一直在探索的一个合成动画形象的方法。
一、融合手绘风格的卡通角色动画生成方案
卡通角色动画的生成需要制定科学有效的方案，依据方案进行模型构建、模型合成和结果评估，才能保证动画生成过程的合理性和有效性。
（一）确定手绘风格的卡通角色形象
在进行卡通角色动画生成之前，手绘风格的卡通形象是至关重要的，它关系到生成的最终结果，因此要绘画出精确的卡通形象图纸，手绘图纸要包括卡通人物的运动状态和可透视的关键点，角色的几何细节和姿态等，细节影响着最终动画的成品效果。
（二）构建骨架一致的卡通角色模型
构建卡通角色的动画生成模型要与手绘风格保持一致，模型的建立是在手绘图基础之上将三维建模、骨架提取和试点变形结合的体现，方案中要体现手绘骨架、三维网格、构建空间的重点、难点以及注意事项。对于相关的试点变形要进行标注。
（三）保证运动序列的准确可靠无误
运动序列是运动数据的重要表现形式，创建的运动数据的驱动化风格，决定了最后合成动画的效果。在合成方案中要进行预设，训练卡通形象运动的标注记、关键帧的标注都极为重要。方案是在理性状态中设定的，在合成过程中可能会出现偏差，要不断的进行调整，保证合成的顺利进行。
二、融合手绘风格的卡通角色动画模型构建
卡通角色动画的合成方法首先是建立模型，模型包括手绘图的骨架提取、三维重建和空间构建，利用相关的算法，可制作出基本的模型。
（一）手绘风格卡通角色的骨架提取
骨架是创建卡通角色和操纵卡通角色的基础。首先，将手绘风格卡通角色的关键部分进行连接，计算出准确的数据；第二，将动画形象的骨架和姿态进行模板标准化，计算出姿态骨架的局部坐标数据，提取骨架的数据建立深度模型；第三，将骨架与模型进行匹配，根据卡通人物的形象对身高比例进行缩放匹配。
（二）手绘风格卡通角色的三维重建
三维网格是将复杂的手绘风格的卡通角色进行重组，一般情况下，卡通角色包含了很多复杂的、不一样的几何图形，通过单一的试点很难构建出整体的网格，因此需要对三维的利用和运用。第一，采取单个击破的策略，将各个单一的部分关联成整体，第二，使用新技术缝合算法将局部的网格设置变成整体的三维网格。需要注意的是，对于细节的展现，比如，卡通形象的五官、骨骼，使用联合细分的方法将网格匹配。
（三）手绘风格卡通角色的空间构建
空间构建是骨架变形之后的空间重组构建。通过上一步的三维网格构建，可以计算出相对应的卡通形象各部分的关系。之后，进行视点的变形，视点变形是以骨架姿态的重建为基础的，运动状态应该和手绘图的各个主、侧面是相对应的。
三、融合手绘风格的卡通角色动画模型合成
在传统的手绘风格卡通角色的创建过程中，以VDM的数据序列为基础，将不同的相关视点转化为动画风格，现代的动画生成改变了这一模式，使用的是手动的数据生成器，提取关键帧的数据后，在根据具体的数字制定相对应的VDM序列。
（一）手绘卡通形象训练标注器
设计师在进行卡通人物形象的设计时通常采用的是物理方式，比如，卡通人物的上升、下降、接触和过度等，手绘的姿态和卡通动画的运动之间存在一定的差异性，为了减少这些差异性的存在，通过对卡通形象进行训练标注构建VDM的数据序列。
（二）手绘卡通形象关键帧的标注
提取关键的运动数据的关键帧，注入计算机确定为当前的运动状态，但是在标注的情况下可能会存在较大的误差，所以要选择相近的关键帧，并对其进行序列组合，达到最优效果。
（三）手绘卡通形象风格的形成
手绘卡通人物的关键帧和计算机的模拟卡通人物应保持风格上的一直，关键帧可以通过SSD的算法转换VDM形式，需要把握原始数据转换的状态和风格。
四、结束语
通过对手绘图进行建模，是实现卡通角色生成最快速的方法。但是生成过程受到了各方面因素的限制，例如，缺乏对实体的约束，在对大尺度变形和碰撞的处理时，会发生自交和坍塌的现象；在使用二维建模技术时，结构的表达形式不符合手绘卡通形象的形状等。因此在生成的过程中，要不断调整合成方法，增强卡通形象的表现力。
参考文献：
[1]李响，徐筠，耿卫东. 融合手绘风格的卡通角色动画生成方法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2011，（10）.
[2]李响.基于手绘图的卡通角色建模与动画生成[D].浙江大学，2011.
[3]刘凤芹.形状敏感的二维卡通角色骨架变形技术[D].浙江工商大学，2013.
[4]徐捷.结合动作捕捉数据的三维卡通人物的动画生成方法研究[D].浙江大学，2003.
作者简介：
谢姜美，浙江传媒学院动画学院 。