主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
交互式三维面部表情及中文口型动画研究
小类:
信息技术
简介:
随着我国三维动画产业的发展,三维角色面部表情及中文口型动画在各方面有着广泛应用,因此三维表情及口型模拟成为重要研究课题。本项目组通过研究人脸肌肉分布及现代汉语拼音发音特征,运用三维软件专用程序设计语言,编写出一个专门支持汉语口型以及表情的动画生成插件,用于批量生产各种动画角色的表情对白部分,将动画设计师从繁复的口型调试工作中解放出来,把更多的精力投入到动画作品的创意中。
详细介绍:
随着我国三维动画产业的发展,三维角色面部表情及中文口型动画在我国的影视特技、人机交互、游戏制作等方面有着广泛应用,三维角色制作精度要求的日益提高使得表情及口型模拟成为重要研究课题。本项目组通过研究人脸肌肉分布及现代汉语拼音发音特征,将口型分类并建立三维动画模型,运用三维软件专用程序设计语言,编写出一个专门支持汉语口型以及表情的动画生成插件,用于批量生产各种动画角色的表情对白部分,使得动画设计师从繁杂重复的口型调试工作中解放出来,将更多的精力投入到动画影视作品的创意中。该插件在制作三维动画、游戏动画、含有虚拟角色的电视节目等方面有广泛应用,具有极高的市场前景和推广价值。

作品图片

  • 交互式三维面部表情及中文口型动画研究
  • 交互式三维面部表情及中文口型动画研究
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

我们的研究项目——交互式三维脸部表情及中文口型动画研究实践便是基于以上思考诞生的。原因如下: 首先,国内目前播出的动漫作品每年不断增加,三维动画形式的动画片在其中所占的比例也越来越大。因此,所涉及的三维人物角色制作也日益增多,对于人物表情的制作要求也越来越高。 其次,我们对国内生产的三维动画影片进行了调查,发现目前绝大部分三维动画影片的角色表情都较为生硬,口型动画几乎未进行适合地制作,长篇三维动画连续剧在这一方面的问题尤为突出,亟待解决。 最后,随着我国三维动画产业的发展, 三维角色脸部表情以及中文口型动画将会在影视特技、人机交互、游戏等方面有着广泛地应用。因此需要一个行之有效的方法来解决,本项目的研究就是以“解决问题”为宗旨,力求给问题一个圆满的解决方法。 创新点: 现有的三维动画角色表情以及口型动画往往需要若干台电脑合作完成,占用大量空间与资源,即使有由Maya嵌入式语言完成的系统其功能也仅限于表情制作。本系统创造性地将嵌入式语言人物表情动画制作以及中文口型动画制作两大功能相结合,一次性解决了两大难题。

科学性、先进性

由于三维角色动画表情及口型制作的特殊性,其对电脑设备的技术参数、团队协作使用都有苛刻的要求,而系统化表情设计恰好能够满足这些要求,因此系统化的角色表情及口型动画系统大范围应用是必然趋势。现有的三维动画角色表情以及口型动画往往需要若干台电脑合作完成,占用大量空间与资源。本系统创造性地将嵌入式语言人物表情动画制作以及中文口型动画制作两大功能相结合。通过嵌入式脚本语言与Maya相连接,力求将三维人物角色塑造完美。它拥有以下优点: 1、高度独立:使用MAYA的内嵌式语言技术,仅通过Maya嵌入式语言与应用软件连接,独立性高。 2、功能齐全:人物表情动画制作以及中文口型动画制作两大功能。 3、可塑性强:能与不同版本的Maya软兼容,系统功能与使用范围得到极大拓展。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

中试阶段

技术转让方式

书面授权

作品可展示的形式

PPT展示、多媒体展示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

本软件应由熟悉Maya的三维动画设计师按照以下步骤操作: 1 权重指定 2 模型匹配 3 表情及口型设定 4 调动画 简单上手且易于操作。 本软件使用的技术与当前的逐个骨点调节,blendshape变形制作表情、口型技术相比,在质量上,效率上都有很大的提高,并且,软件中没有绑定固定的表情,只有9个基本口型,3个基本舌型以及4个基本表情,能够满足大部分动画的调节工作。如果对质量有更高的要求,也可以通过上述的3个基本动作微调得出。本软件适用于中小型三维动画公司以及各种动画工作室。因为目前中小型三维动画公司资金少而且需要高效率高质量的大量的作品来不断壮大自身的发展。而动画工作室相对三维动画公司而言,要自由很多,而且不需要大量的作品,但是对作品的精度有更高的要求。以上为本软件主要针对的两类用户群,在功能上都能够满足用户群的需求。

同类课题研究水平概述

从当前国内外有关该课题的研究情况来看,表情动画制作运用较多的是光学式动作捕捉系统,光学式是通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成动作捕捉,通常需要充足且固定的灯光和单色背景,在面部动态点贴上无高光、折射的感应色点,通过定位相机拍摄表情运动过程,用序列图像保存下来通过处理后识别标志点并分析运动轨迹,这种方法可以有效地捕捉表情运动过程,制作高效的表情动画,但是这种方法对摄像机的拍摄速率要求高且系统价格昂贵不能被校动画专业大学生及一般动画师所接受。 通过使用Maya软件中的Blend shape(即融合变形器)制作表情也是被广泛使用的。在Maya中建好人头模型,根据需要表情组数来确定复制人头模型的个数,在这些相同的模型上通过点的位移做出不同的表情,并将这些表情模型通过blend shape作用于原模型上,通过调节拉杆控制表情的变化,这个方法可以实时的看到效果而且易于改动和添加,但是局限于当前模型,制约了动画制作的效率。 国外的口型动画师通过国际音标的口型发音分类制作出一套较为完整的口型发音系统,能够通过商用的三维软件来创作出高品质的人物角色表情动画和英语口型动画并被广为使用。但是英语与中文非同属一种语言,构词、语音上有着差异,不能直接套用其口型发音系统。 中文口型动画系统在现代汉语拼音口型分类基础上,通过Maya内嵌式语言与三维软件结合实现。 Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件,应用对象是专业的影视广告,角色动画,电影特技等方向。Maya功能完善,集成了Alias、Wavefront最先进的动画及数字效果技术。它不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能,及最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合,而且还有高度独立的MAYA的内嵌式语言技。Maya在具备如此强大功能的同时还具备良好的系统兼容性,使系统功能与使用范围得到极大拓展。据调查在国内市场上,它已成为学校及中小型动画公司用来进行数字和三维动画制作的不二选择。 在这一背景下,若能通过Maya建立专门支持汉语口型的三维面部表情口型生成系统,将在国内市场上得到广泛应用并大大提高生产力,使动画设计师从烦杂重复的调试工作中解放出来,将更多的精力放到动画作品的创意上。 综上所述,一套成本低廉,保证效率的口型表情制作方法是符合国内市场需求的。
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