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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 交互式三維面部表情及中文口型動(dòng)畫研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著我國(guó)三維動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，三維角色面部表情及中文口型動(dòng)畫在各方面有著廣泛應(yīng)用，因此三維表情及口型模擬成為重要研究課題。本項(xiàng)目組通過(guò)研究人臉肌肉分布及現(xiàn)代漢語(yǔ)拼音發(fā)音特征，運(yùn)用三維軟件專用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫出一個(gè)專門支持漢語(yǔ)口型以及表情的動(dòng)畫生成插件，用于批量生產(chǎn)各種動(dòng)畫角色的表情對(duì)白部分，將動(dòng)畫設(shè)計(jì)師從繁復(fù)的口型調(diào)試工作中解放出來(lái)，把更多的精力投入到動(dòng)畫作品的創(chuàng)意中。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著我國(guó)三維動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，三維角色面部表情及中文口型動(dòng)畫在我國(guó)的影視特技、人機(jī)交互、游戲制作等方面有著廣泛應(yīng)用，三維角色制作精度要求的日益提高使得表情及口型模擬成為重要研究課題。本項(xiàng)目組通過(guò)研究人臉肌肉分布及現(xiàn)代漢語(yǔ)拼音發(fā)音特征，將口型分類并建立三維動(dòng)畫模型，運(yùn)用三維軟件專用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫出一個(gè)專門支持漢語(yǔ)口型以及表情的動(dòng)畫生成插件，用于批量生產(chǎn)各種動(dòng)畫角色的表情對(duì)白部分，使得動(dòng)畫設(shè)計(jì)師從繁雜重復(fù)的口型調(diào)試工作中解放出來(lái)，將更多的精力投入到動(dòng)畫影視作品的創(chuàng)意中。該插件在制作三維動(dòng)畫、游戲動(dòng)畫、含有虛擬角色的電視節(jié)目等方面有廣泛應(yīng)用，具有極高的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 我們的研究項(xiàng)目——交互式三維臉部表情及中文口型動(dòng)畫研究實(shí)踐便是基于以上思考誕生的。原因如下： 首先，國(guó)內(nèi)目前播出的動(dòng)漫作品每年不斷增加，三維動(dòng)畫形式的動(dòng)畫片在其中所占的比例也越來(lái)越大。因此，所涉及的三維人物角色制作也日益增多，對(duì)于人物表情的制作要求也越來(lái)越高。 其次，我們對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的三維動(dòng)畫影片進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前絕大部分三維動(dòng)畫影片的角色表情都較為生硬，口型動(dòng)畫幾乎未進(jìn)行適合地制作，長(zhǎng)篇三維動(dòng)畫連續(xù)劇在這一方面的問(wèn)題尤為突出，亟待解決。 最后，隨著我國(guó)三維動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 三維角色臉部表情以及中文口型動(dòng)畫將會(huì)在影視特技、人機(jī)交互、游戲等方面有著廣泛地應(yīng)用。因此需要一個(gè)行之有效的方法來(lái)解決，本項(xiàng)目的研究就是以“解決問(wèn)題”為宗旨，力求給問(wèn)題一個(gè)圓滿的解決方法。 創(chuàng)新點(diǎn)： 現(xiàn)有的三維動(dòng)畫角色表情以及口型動(dòng)畫往往需要若干臺(tái)電腦合作完成，占用大量空間與資源，即使有由Maya嵌入式語(yǔ)言完成的系統(tǒng)其功能也僅限于表情制作。本系統(tǒng)創(chuàng)造性地將嵌入式語(yǔ)言人物表情動(dòng)畫制作以及中文口型動(dòng)畫制作兩大功能相結(jié)合，一次性解決了兩大難題。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 由于三維角色動(dòng)畫表情及口型制作的特殊性，其對(duì)電腦設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作使用都有苛刻的要求，而系統(tǒng)化表情設(shè)計(jì)恰好能夠滿足這些要求，因此系統(tǒng)化的角色表情及口型動(dòng)畫系統(tǒng)大范圍應(yīng)用是必然趨勢(shì)?，F(xiàn)有的三維動(dòng)畫角色表情以及口型動(dòng)畫往往需要若干臺(tái)電腦合作完成，占用大量空間與資源。本系統(tǒng)創(chuàng)造性地將嵌入式語(yǔ)言人物表情動(dòng)畫制作以及中文口型動(dòng)畫制作兩大功能相結(jié)合。通過(guò)嵌入式腳本語(yǔ)言與Maya相連接，力求將三維人物角色塑造完美。它擁有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、高度獨(dú)立：使用MAYA的內(nèi)嵌式語(yǔ)言技術(shù)，僅通過(guò)Maya嵌入式語(yǔ)言與應(yīng)用軟件連接，獨(dú)立性高。 2、功能齊全：人物表情動(dòng)畫制作以及中文口型動(dòng)畫制作兩大功能。 3、可塑性強(qiáng)：能與不同版本的Maya軟兼容，系統(tǒng)功能與使用范圍得到極大拓展。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 書面授權(quán)
作品可展示的形式
- PPT展示、多媒體展示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本軟件應(yīng)由熟悉Maya的三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)師按照以下步驟操作： 1 權(quán)重指定 2 模型匹配 3 表情及口型設(shè)定 4 調(diào)動(dòng)畫 簡(jiǎn)單上手且易于操作。 本軟件使用的技術(shù)與當(dāng)前的逐個(gè)骨點(diǎn)調(diào)節(jié)，blendshape變形制作表情、口型技術(shù)相比，在質(zhì)量上，效率上都有很大的提高，并且，軟件中沒有綁定固定的表情，只有9個(gè)基本口型，3個(gè)基本舌型以及4個(gè)基本表情，能夠滿足大部分動(dòng)畫的調(diào)節(jié)工作。如果對(duì)質(zhì)量有更高的要求，也可以通過(guò)上述的3個(gè)基本動(dòng)作微調(diào)得出。本軟件適用于中小型三維動(dòng)畫公司以及各種動(dòng)畫工作室。因?yàn)槟壳爸行⌒腿S動(dòng)畫公司資金少而且需要高效率高質(zhì)量的大量的作品來(lái)不斷壯大自身的發(fā)展。而動(dòng)畫工作室相對(duì)三維動(dòng)畫公司而言，要自由很多，而且不需要大量的作品，但是對(duì)作品的精度有更高的要求。以上為本軟件主要針對(duì)的兩類用戶群，在功能上都能夠滿足用戶群的需求。
同類課題研究水平概述
- 從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外有關(guān)該課題的研究情況來(lái)看，表情動(dòng)畫制作運(yùn)用較多的是光學(xué)式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，光學(xué)式是通過(guò)對(duì)目標(biāo)上特定光點(diǎn)的監(jiān)視和跟蹤來(lái)完成動(dòng)作捕捉，通常需要充足且固定的燈光和單色背景，在面部動(dòng)態(tài)點(diǎn)貼上無(wú)高光、折射的感應(yīng)色點(diǎn)，通過(guò)定位相機(jī)拍攝表情運(yùn)動(dòng)過(guò)程，用序列圖像保存下來(lái)通過(guò)處理后識(shí)別標(biāo)志點(diǎn)并分析運(yùn)動(dòng)軌跡，這種方法可以有效地捕捉表情運(yùn)動(dòng)過(guò)程，制作高效的表情動(dòng)畫，但是這種方法對(duì)攝像機(jī)的拍攝速率要求高且系統(tǒng)價(jià)格昂貴不能被校動(dòng)畫專業(yè)大學(xué)生及一般動(dòng)畫師所接受。 通過(guò)使用Maya軟件中的Blend shape（即融合變形器）制作表情也是被廣泛使用的。在Ｍaya中建好人頭模型，根據(jù)需要表情組數(shù)來(lái)確定復(fù)制人頭模型的個(gè)數(shù)，在這些相同的模型上通過(guò)點(diǎn)的位移做出不同的表情，并將這些表情模型通過(guò)blend shape作用于原模型上，通過(guò)調(diào)節(jié)拉桿控制表情的變化，這個(gè)方法可以實(shí)時(shí)的看到效果而且易于改動(dòng)和添加，但是局限于當(dāng)前模型，制約了動(dòng)畫制作的效率。 國(guó)外的口型動(dòng)畫師通過(guò)國(guó)際音標(biāo)的口型發(fā)音分類制作出一套較為完整的口型發(fā)音系統(tǒng)，能夠通過(guò)商用的三維軟件來(lái)創(chuàng)作出高品質(zhì)的人物角色表情動(dòng)畫和英語(yǔ)口型動(dòng)畫并被廣為使用。但是英語(yǔ)與中文非同屬一種語(yǔ)言，構(gòu)詞、語(yǔ)音上有著差異，不能直接套用其口型發(fā)音系統(tǒng)。 中文口型動(dòng)畫系統(tǒng)在現(xiàn)代漢語(yǔ)拼音口型分類基礎(chǔ)上，通過(guò)Maya內(nèi)嵌式語(yǔ)言與三維軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)。 Maya是美國(guó)Autodesk公司出品的世界頂級(jí)的三維動(dòng)畫軟件，應(yīng)用對(duì)象是專業(yè)的影視廣告，角色動(dòng)畫，電影特技等方向。Maya功能完善，集成了Alias、Wavefront最先進(jìn)的動(dòng)畫及數(shù)字效果技術(shù)。它不僅包括一般三維和視覺效果制作的功能，及最先進(jìn)的建模、數(shù)字化布料模擬、毛發(fā)渲染、運(yùn)動(dòng)匹配技術(shù)相結(jié)合，而且還有高度獨(dú)立的MAYA的內(nèi)嵌式語(yǔ)言技。Maya在具備如此強(qiáng)大功能的同時(shí)還具備良好的系統(tǒng)兼容性，使系統(tǒng)功能與使用范圍得到極大拓展。據(jù)調(diào)查在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，它已成為學(xué)校及中小型動(dòng)畫公司用來(lái)進(jìn)行數(shù)字和三維動(dòng)畫制作的不二選擇。 在這一背景下，若能通過(guò)Ｍaya建立專門支持漢語(yǔ)口型的三維面部表情口型生成系統(tǒng)，將在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用并大大提高生產(chǎn)力，使動(dòng)畫設(shè)計(jì)師從煩雜重復(fù)的調(diào)試工作中解放出來(lái),將更多的精力放到動(dòng)畫作品的創(chuàng)意上。 綜上所述，一套成本低廉，保證效率的口型表情制作方法是符合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的。
