[發(fā)明專利]計算機圖形動畫制作系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 1991-05-22
• 公開（公告）號: CN1057729A
• 公開（公告）日: 1992-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 巴里·B·桑德魯;戴維·漢比
• 申請（專利權(quán)）人: 美國軟片科技有限公司
• 主分類號: G06F15/62
• 分類號: G06F15/62
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 呂曉章,程天正

本發(fā)明涉及一種計算機化動畫制作系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有一系列以各種表示法存儲在多個存儲器存儲結(jié)構(gòu)中的圖象。將圖象分解為幾個分量，以便于生成和變化圖象并施加彩色于其上。

動畫制作是一種以下述方式組合一系列手工繪制或計算機繪制圖象或這種圖象序列的過程，即按照觀察者看來，一個或多個圖象已從一個幀移動到另一幀。由于電影和錄象實際上是一系列相互連接的靜止圖象，因此有必要使一幀到另一幀的圖象相關(guān)聯(lián)以便當(dāng)以最后生成圖象的速度（對錄象來說為每秒30幀）示出時幀與幀變化表現(xiàn)為流動的。

最普遍的動畫制作技術(shù)稱為動畫透明片（cell）動畫制作。在動畫透明片（cell）動畫制作中，根據(jù)該過程的階段由動畫片制作者在透明軟片上（或以后轉(zhuǎn)換到透明軟片的紙上）手工繪制出各個層或“動畫透明片”。一般，每個動畫透明片跟蹤單個目標(biāo)。這種類型的系統(tǒng)稱之為“紙上”系統(tǒng)。

對于典型的動畫透明片動畫制作應(yīng)用，第一步是以條形或輪廓線形式繪出第一幀圖象。接著，重新畫出該圖象，因它將顯現(xiàn)為進入遠景的許多幀。為舉例的目的，該遠景幀為進入遠景的九個幀。畫出這兩個幀以后，即進行“中間”步驟。此處，通過畫出出現(xiàn)在幀1和9中間的幀（幀5）開始該“中間”（in-betweening）過程。進行該步之后，畫出末端幀與第一中間幀（幀1和幀5）之間的幀，并繼續(xù)下去直到已繪制出發(fā)生在連續(xù)幀（1到9）中的所有圖象。紙上系統(tǒng)的中間步驟是用逆光紙（baclit??paper）實現(xiàn)的，因此當(dāng)他或她正繪制中間幀時外部幀在在中間者的視線中。

“中間”過程的第一步驟（稱為鉛筆測驗）通常用鉛筆繪制或在圖釘定位的各張紙上繪制。然后將紙繪圖形錄象以察看該動畫片的精確性。這便于檢驗一組幀的單體的對白同步錄音、表示和移動。下一步驟稱為上墨水線，這時以墨水按照鉛筆圖繪出清晰的線條。第三步驟包含復(fù)制，接著手工上顏料并最后合成畫面。在合成畫面過程中，每個幀的所有動畫透明片（包含各個動畫圖象的層）一個疊在另一個上部并攝影形成動畫序列的各幀。傳統(tǒng)動畫透明片的動畫制作使用約三個層（透明軟片），這里認(rèn)為每層為一個“動畫透明片”。每個動畫透明片以輪廓形式繪制，然后翻轉(zhuǎn)從背后上顏料。其次，將各動畫透明片一個在另一個上面地成層以產(chǎn)生最終膠片圖象。實際上，盡管包含三個層，但可能實際產(chǎn)生4個或5個動畫透明片。這里認(rèn)為各層自身可包含多個動畫透明片。

為產(chǎn)生高質(zhì)量和更逼真的動畫片，讓動畫圖象跟蹤將顯示圖象的聲音或談話總是必要的。為確保聲音和圖象之間的這種一致性，通常在動畫圖象之前錄制聲跡和說話部分，并在形成圖象時由動畫師跟蹤聲音。這表示當(dāng)動畫角色正在講話時，動畫師引導(dǎo)嘴部和面部表示與預(yù)先錄制的聲音軌跡同步。

市場上有各種便于圖象繪制的軟件程序，CAD（計算機動畫設(shè)計）程序利用一方程產(chǎn)生兩點之間的一系列屏幕象素。那么，一個CAD程序可將要繪制的圖象表示為一組矢量。利用一個方程表示圖象信息考慮到象圖象操縱、位移和旋轉(zhuǎn)一類的復(fù)雜效果。

其它繪圖程序利用光柵表示的圖象信息。這也稱為位映射（bitmapping）。在這種技術(shù)中，將圖象作為屏幕上象素的映象來繪制和存儲。圖象操作是非常受限制的，因為在對每一象素存儲的內(nèi)容和對每一象素顯示的內(nèi)容之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系。這是對照基于一個方程或一個矢量的系統(tǒng)而言，在該系統(tǒng)中通過改變方程中的變量可改變各個象素。

然而，光柵表示系統(tǒng)的一個好處是與發(fā)生在矢量或基于圖形的系統(tǒng)中的復(fù)雜計算相比較具有簡單性。

本發(fā)明包含一種計算機化動畫制作系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有一系列以各種表示法存儲在多個存儲器存儲結(jié)構(gòu)中的圖象。將圖象分解為幾個分量，以便于生成和變化圖象并施加彩色于其上。首先以矢量表示法繪制和修正圖象。然后以光柵表示法存儲矢量表示的圖象以顯示和生成后續(xù)圖象。借助矢量表示的變換或相加對所存儲光柵表示進行連續(xù)加法或變換，然后將之作為新的光柵表示加以恢復(fù)。最后，將灰度級信息和彩色區(qū)域信息（其依次訪問彩色查尋表）分配給圖象的每一象素。然后將該信息用于構(gòu)造唯一傳遞函數(shù)以產(chǎn)生動畫圖象的最終彩色形式。

圖1示出本發(fā)明存儲器結(jié)構(gòu)的展開圖。

圖1A是按照本發(fā)明實施例裝置的方框圖。

圖2示出動畫制作中使用本發(fā)明存儲器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3示出在本發(fā)明下部存儲器存儲結(jié)構(gòu)中一系列幀的存儲。

圖4示出在上部-上部存儲器存儲結(jié)構(gòu)中一系列幀的存儲。

圖5是本發(fā)明動畫制作過程的更詳細(xì)流程圖。

圖6是圖5所示前三步驟的更詳細(xì)流程圖。

圖7是灰度級分配過程的更詳細(xì)流程圖。

圖8是色彩分配過程的更詳細(xì)流程圖。