二维角色造型设计研究

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运动数据在三维动画设计制作中得到了广泛应用，借鉴运动数据在三维动画领域的成功经验，将运动数据与二维动画结合起来，是提高二维动画制作效率的有效方法之一。由于动画制作原理的改变，动画制作的流程、方法等也需要与之相适应，其中受影响最大的是动画创作中最重要的部分——角色造型设计。在动画创作环节中，角色造型是整部作品的前提和基础。对于传统的动画制作方法而言，角色造型的设计和绘制只要依据剧本的要求，刻划和反映角色性格特点，绘制合适风格的角色造型，既可采用手绘，也可通过电脑直接绘制，并不会对角色造型设计有过多的限制和要求。但对于运动数据驱动的二维角色造型，在考虑剧本要求之外，还要符合后续运动数据对其驱动要求，因此动画造型需依据运动数据的特点进行调整。

一、适合运动数据驱动的二维角色造型风格分析

二维动画角色造型风格通常可以分为三个大类：写实风格、夸张风格、拟人风格。采用传统的动画制作方法，对造型风格的选择并没有什么限制和要求，但是基于运动数据驱动动画，对造型风格就会有一些限制，并不是所有的二维角色造型风格都适合运动数据驱动。写实风格的动画角色造型在结构、形态、比例、配色等各个方面，都与实际的人和物比较接近，容易引起观众的共鸣。在日常生活中可以看到很多写实风格的二维动画短片，例如地铁车厢中的动画，动画中多以演示动作以及人群走动等为主，这一类写实角色造型动作简单、类型单一、重复性高，很适合用运动数据来驱动角色产生动画。但并非所有写实风格的角色造型动作都适合数据驱动，例如迪士尼动画《花木兰》，属于二维写实类风格，因其人物动作流畅复杂、转身频繁自然，二维动画数据很难表达这种动作。二维运动数据驱动的二维角色动画的不足在于角色无法灵活的转身，动作如果变换频繁，衔接也容易出现不流畅的问题。因此，运动数据适合驱动动作单一、重复率高、无转身等简单的写实类风格角色动画。夸张风格的动画角色造型，通过夸张和变形的造型语言强调、突出角色某一方面特征，能够更加形象生动地表达出动画所要表达的内涵。这类风格的角色造型主要是身体比例的夸张、神态的夸张，以及动作的夸张。《疯了桂宝》这部由漫画改编的动画，主要是角色身体比例和表情上的夸张，但是动作比较简单，动画时长短，这一类夸张风格的角色动画适合用二维运动数据驱动。网页上的通栏广告，通常都用富有幽默感的夸张类角色造型来吸引用户的注意力，动作都很简单夸张，这一类夸张风格的角色造型也适合二维运动数据来驱动。与写实风格角色造型类似，如果动作复杂，连贯性要求高的角色动作不适合运动数据驱动。拟人风格的动画角色造型是将动画中非人类的对象，甚至无生命的物，赋予人类所具有的特征，如外貌、行为、性格和情感等。众所周知的《喜羊羊与灰太狼》就是将羊和狼的形象进行了拟人化，这样的造型更能体现出小羊的机智善良和狼的懒惰凶残。与以上两类造型风格相似，适合运动数据驱动的拟人风格的角色造型也要求动作简单、重复率高。在借助运动数据生成二维角色动画的过程中，虽然对角色造型风格没有特别限制，可根据剧本、动画风格设计不同的角色造型，但该角色造型的动画应具备动作简单、动作类型单一、无大角度转身等特点。

二、运动数据驱动的二维角色造型结构设计原则

传统的二维动画制作方式通常将角色造型作为一个整体，不需要考虑将角色造型分解为多个部分，而基于运动数据驱动的二维动画，把角色造型分解为若干个组成部分是极为重要的一个环节，它作为接下来数据生成和绑定的基础，会影响到整个角色动作的视角效果和作品的成败。角色造型分割通常需遵循以下原则：首先进行符合动画创意的动画造型整体设计，然后根据该造型是利用已有运动数据驱动，还是需要新生成的运动数据驱动确定分割方法。若为前者，则造型的分割必须与已有的运动数据的骨骼相匹配；若为后者，则可以根据需要的动画动作与骨骼的关系，进行造型分割。不同风格、不同种类的角色造型，采用不同的分割原则。写实类角色造型其身体各部分的比例与真人接近，动作也要求类似真人动作，因此其身体结构分割后的各部分，应该与真人按关节分割出的各部分相对应，或者进行适当合并后的部分对应。所以这种类型的角色通常将其身体结构分割为16个基本单元，尽量不隐藏任何身体元件的动作。头部、手部、脚部的动作也要体现出来，力求呈现出较为真实的动作效果。夸张类角色造型的应用极为普遍，通过放大或缩小某些部位，改变部位间的比例关系，有利于刻画角色的个性特征，增强趣味性和视觉效果。夸张类角色造型在保持基本的头、颈、胸、胯和四肢的基础上，对其他部分可以进行适当的归纳、简化，将几个部分合并为一个部分，如图1（a）所示，手和小臂、脚和小腿分别合并为一个元件，脖子由于没有明显的动作，因此可以归并到头部合成为一个元件。因此夸张类角色造型的结构通常按11个身体元件的原则进行分割，这样的分割足以表达此类造型的动作特点。拟人类角色造型有种“模仿”的特质，如小熊维尼，其造型一方面具有熊的特征，另一方面有具有人的特征，两者结合在一起给人可爱滑稽的形象，因此其造型分割可不拘泥于人体分割原则，可以按动作表达的需要进行分割。如图1（b）的小熊维尼，上肢、下肢各分割为两个部分，躯干和头部各对应一个部分，脖子等其他部分不再单独体现，这样的设定虽然无法表达一些动作细节，但角色整体看起来形象更加可爱，动作更加流畅。通常拟人类角色造型分割成10个元件就基本能满足需求。动物种类繁多、形态各异，对于其中的四足动物，其基本的运动形态为走、跑、跳等，其骨骼构成及其运动方式与人类有相似之处，因此，可以采用类似人体的分割方式对四足角色进行分割。但四足动物通常会多出尾巴的动作，所以四足角色造型的分割可以在写实类角色16个元件基础上增加尾部元件，遵循17个身体元件的分割原则。

三、运动数据驱动的二维角色造型设计方法

（一）数据驱动二维角色造型元件连接处造型的处理方法

在保证既不破坏角色造型的形态特点又遵循角色造型的结构分割原则的情况下，要对角色造型的各个身体元件进行处理。如图2（a）所示，上臂和小臂在绑定数据后进行运动时，如果按照身体正常分割不加处理就与数据绑定，上臂和小臂在转动时会发生裂开。因此要像图2（b）那样，在需要配合转动的身体两部分连接处加入同等大小的同心圆，在绑定数据的时候把这两个部分的同心圆中心重叠，那么这两个身体元件在转动和位移的过程中就不会出现如图2（a）的问题。

（二）数据驱动二维角色造型色彩处理方法

角色造型的色彩反映了角色的个性特征，能给观众带来最直接的视觉体验。数据驱动的角色造型颜色的上色方法与传统上色方法虽无太大区别，但由于角色造型动作制作方式的改变，在色彩处理时也有两个方面需要采用不同的处理方法。首先是角色各部分元件连接处的色彩处理，其次是阴影的色彩处理。相互连接的两个元件的色彩会出现两种情况，第一种情况为相互连接的两个部分颜色是一致的，那么只要在其中一个部分加入一个相同颜色的同心圆即可。第二种情况如图3（a），脚部和小腿连接处颜色不同，在这种情况下可以使用两种色彩处理方法，第一种如①所示，把连接脚部和小腿的同心圆的颜色与小腿的颜色保持一致。第二种如②所示，把同心圆以水平直径平均分为两个部分，分别是小腿的颜色和脚部的颜色，这样的方式连接两个部分在角色运动时也不会影响动画最终的效果，但是考虑到造型绘制的效率，使用第一种方法更为便捷。在二维动画中，光影效果的使用丰富了整体画面的构成，起到渲染故事气氛、烘托故事情节的作用。角色形象要融入画面之中就必须添加合理的光影效果，用运动数据驱动的角色形象，其光影效果添加也需要遵循一定的设计原则。在传统动画制作过程中，角色形象形体上的光影变化可以随时进行手工调整，而运动数据驱动的角色造型，在动作生成中无法对造型进行修改。因此，在造型设计阶段就要考虑到光影的处理。如图3（b）为正确的阴影添加示意图，若按图3（c）所示的错误阴影添加方法，在静止状态下这样的阴影添加方式看似很合理，一旦角色开始做动作的时候，这两个颜色就会错开，严重影响动画的最终效果。

（三）数据驱动二维角色造型装饰性语言处理方法

根据动画风格的特点和动画情节的推进，增加或者改变造型身上的道具和装饰，可使画面效果更丰富、更生动。但是基于角色动作制作方式的不同，在给角色添加装饰和道具的时候更要考虑到角色动起来的效果，如果装饰添加的方法不正确，就会带来适得其反的效果。图4（a）是未经过调整的符合传统动画制作方法绘制的角色造型，角色袖子上有衣纹，胸前有蝴蝶结，有肩带等装饰性元素，用传统动画制作方式，在角色运动时这些装饰不会对动作效果造成影响，因为在动作绘制的过程中动画师可以随着动作的变化对这些元素进行相应的调整，但对于运动数据驱动的角色形象就会出现问题，例如图4中②袖子上的衣褶、③女孩裙子的结构和花纹、⑤腰部的蝴蝶结装饰，这种贯穿两个身体元件的装饰元素都不适合出现在数据驱动的角色造型上。如图4（b）是经过调整的适合运动数据驱动的角色造型，在保留原有造型的基本特征的情况下绑定数据，角色在运动过程中就会保持非常良好的动作效果，图4（c）是绑定运动数据后角色运动时的截图。

四、结语

新的技术手段在动画创作领域的应用，可以丰富动画形式、提高动画创作效率，也会带来动画创作流程各环节的变化。基于运动数据驱动的动画生成方法，无法照搬传统的动画制作流程和造型方法，需要有与之相适应的动画造型方法。因此，本文针对运动数据驱动二维角色生产动画的特点，研究并提出运动数据驱动二维角色造型的设计原则和设计方法，将有助于推动运动数据在二维动画创作中的应用。

作者:吴伟和 张文丽 朱琳 单位:北京工业大学 艺术设计学院