CN110456597A - 多功能定格动画制作系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能定格动画制作系统，其中，包括：多个导轨，所述导轨包括：X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨；多个旋转电机，所述旋转电机包括：第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第四旋转电机，并且配套拍摄设备固定装置。本发明通过具有拍摄台、X、Y轴的导轨、第一旋转电机，实现被拍摄物在水平方向上的全向移动及旋转，而通过Z轴的导轨配套三个旋转电机，实现了拍摄设备的全方位移动，使得拍摄范围广，灵活可调节，可以对拍摄设备进行精确控制，并且，通过控制台的控制及显示，可以有助于用户进行被拍摄体的调节，从而实现被拍摄体动作调整后拍摄设备的精确控制拍摄。

Description

多功能定格动画制作系统及方法

技术领域

本发明涉及一种定格动画系统及方法，尤其涉及一种多功能定格动画制作系统及方法。

背景技术

定格动画是通过逐格地拍摄对象然后使之连续放映，从而产生仿佛活了一般的人物或你能想象到的任何奇异角色。通常所指的定格动画一般都是由黏土偶，木偶或混合材料的角色来演出的。这种动画形式的历史和传统意义上的手绘动画历史一样长，甚至可能更古老。

定格动画(stop-motion Animation)正如它的名称所述，是通过逐格地拍摄对象然后使之连续放映，从而产生仿佛活了一般的人物或你能想象到的任何奇异角色。专业定格动画制作流程以固定的相机和固定的场景为主，在场景上拍摄各种由支架支撑的活动物体，同时需要电脑软件上的网格来定位或是利用小物件来定位，方便控制位置。人物表情和肢体动作，不单单是传统定格动画中最复杂繁琐的工序，现在仍是最复杂最影响效率的工序，利用声音来判断人物表情，是很多动画师利用经验完成。动画师的精力有限，无法胜任常时间摆拍，高质量的定格动画片一位动画师一天也就只能拍少量成品，还要排除作废的照片，和补拍的问题，一般几年才能有一部完整定格动画成品。

近几年随着科技、工业的发展，传统定格动画的软件硬件制作有了很大提高，但是主要进步是在摇臂导轨进行数字拍摄和图片上的管理，并未针对活动物体与场景和灯光有过多涉及。同时定格动画本就表现形式多样，因题材和材料的不同有还有多种拍摄和制作方式，有的定格拍摄必须与场景有效配合，有如剪纸等动画，需要与透明玻璃结合，同时有多层场景，现有的定格动画系统并不能有效实现多种定格动画的制作需求。定格动画与其它动画的特殊之处，就是动作要进行逐格的拍摄，同时对镜头与场景的稳定性有较高要求，万一发生镜头或是场景有较大的位移，一般能将镜头与场景恢复到之前的位置概率很小，先前镜头的拍摄作废概率极大。

现有国内的定格动画设备，并不能完全满足定格动画师的专业要求，如动画角色的动作和镜头焦距都大部分需要人工手动完成。现在一部动画片百分之90仍要动画师人工完成，另有百分之十，也是在限定的条件下，才能由摇臂等实现，因为定格很多情况下，必须由手动进行调试与运动感觉，动画角色的动作和流畅度还是需要拍摄者决定。人的感觉仍是定格动画拍摄为主，现有定格动画多轨设备，实际可操作率低，一台大摇臂上因涉及多台步进电进和导轨的控制，发生故障率高，针对场景进行360度拍摄时涉及面积大，笨重，对动画师的帮助较少，需要人长期维护，对使用者的成本有很大增加。

开机拍摄时，先要调节好镜头，灯光，还要保证场景的绝对稳定，在准备开拍前，空帧是必不可少的步骤，主要是为了后期图片修图服务，也是万一镜头或是场景上发生大的位移，无法恢复的保证工序。在电脑屏幕前用画笔画出物体移动轨迹，由动画师来摆拍物体，涉及位移，动画师主要以移镜或利用导轨来完成,每次移动的精确性因人而异，精度没有保证；拍摄，如果镜头不理想则需要重复第二、三步操作，且很难重复拍摄同一个镜头。场景也是固定好的，主要的拍摄影只能单一的移动镜头完成,高质量的定格动画，灯光其实也是需要随镜头移动。

如果是利用相机或是摄相机等专业动画拍摄，相机的位置控制，要涉及多条轨道，每条轨道都有一定重量，同时相机需要连上电源适配器和USB数据线，同时与电脑相连接，再加轨道系统上的拍摄装置X、Y、Z轴和控制相机旋转的步进电进，会有多条控制线和数据线相连接，一发生故障需要专业工程师才能排除问题，同时软件与机器的配合也要经过专业培训。

因此，本发明致力于提供一种能通过控制台精确控制场景台、拍摄物体和摄像机移动，并且为用户提供每帧动作参考及拍摄的定格动画系统及方法。

发明内容

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种多功能定格动画制作系统，其中，包括：多个导轨，所述导轨包括：X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨；多个旋转电机，所述旋转电机包括：第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第四旋转电机；所述X轴导轨安装在所述底座上，所述X轴导轨上滑动安装有第一旋转电机，所述第一旋转电机的输出轴上安装有场景台；所述底座上还垂直安装有所述Z轴导轨，所述Y轴导轨滑动安装在所述Z轴导轨上，所述Y轴导轨上安装有第二旋转电机，所述第二旋转电机输出轴上安装有第三旋转电机，所述第三旋转电机输出轴上安装有所述第四旋转电机，所述第四旋转电机的输出轴上安装有拍摄设备固定装置。

如上所述的多功能定格动画制作系统，其中，所述导轨包括：滑轨内安装有丝杆、滑块，所述丝杆螺纹穿过所述滑块；所述滑轨侧边安装有导轨电机，所述导轨电机的输出轴与所述丝杆连接；还包括控制台，所述控制台连接所述导轨电机、所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第三旋转电机、第四旋转电机连接。

如上所述的多功能定格动画制作系统，其中，所述场景台上设有被拍摄台，所述被拍摄台包括：场景位移车，所述场景位移车上安装有支撑杆。

如上所述的多功能定格动画制作系统，其中，所述场景位移车有多部，一所述场景位移车的所述支撑杆上安装有被拍摄体，另一所述场景位移车的所述支撑杆上安装有光源；所述被拍摄体包括：控制器、多个运动关节；所述场景位移车具有四个麦克纳姆轮，所述场景位移车内还安装有电池、微处理器、无线通信模块，所述微处理器连接所述控制器、所述无线通信模块。

如上所述的多功能定格动画制作系统，其中，第一伸缩杆的一端部安装在所述第二旋转电机的输出轴上，所述第一伸缩杆的另一端部安装在所述第三旋转电机的侧壁，所述第三旋转电机的输出轴上安装有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆端部安装在所述第四旋转电机侧壁，还包括滑座，所述拍摄设备固定装置滑动安装在所述滑座内，所述拍摄设备固定装置通过所述滑座安装在所述第四旋转电机的输出轴上。

一种多功能定格动画制作方法，其中，包括：

控制台对被拍摄体的表情动作进行模拟显示；

控制台获取用户输入的拍摄参数；

控制台无线控制被拍摄体动作；

控制台控制导轨电机、旋转电机工作，驱动拍摄设备运动至设定位置；

拍摄设备进行拍摄。

如上所述的多功能定格动画制作方法，其中，控制台导入真人模拟动作信息，控制台对真人模拟表情动作信息进行显示。

如上所述的多功能定格动画制作方法，其中，拍摄设备完成拍摄后，控制台对拍摄的图像进行序列排列为序列图；控制台显示根据用户的控制信息，跳选至指定编号的序列图，对指定的一张或多张序列图进行复制、剪切、插入覆盖、粘贴、删除；控制台接收用户信息，对序列图进行标记与绘画、图片显示规格及黑白等颜色效果的设置；控制台根据用户选择的音乐信息为序列图添加音频；控制台预存多个背景视频、图片数据，控制台对被拍摄体后方的背景进行替换，控制台屏幕对替换后的序列图进行显示。

如上所述的多功能定格动画制作方法，其中，控制台建立模拟坐标模型，控制台控制导轨电机、旋转电机运行，拍摄设备置于同位置，记录具体刻度数据，选择多个刻度点，生成轨迹数据，将轨迹数据加入控制参数。

如上所述的多功能定格动画制作方法，其中，对轨迹数据进行分格，控制台控制导轨电机、旋转电机协同工作，拍摄设备逐个分格移动，拍摄设备进行拍摄；控制台预设模块化按钮，对应存储常规化的动作数据，被拍摄体根据模块化按钮作出对应动作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明通过具有拍摄台、X、Y轴的导轨、第一旋转电机，实现被拍摄物在水平方向上的全向移动及旋转，而通过Z轴的导轨配套三个旋转电机，实现了拍摄设备的全方位移动，使得拍摄范围广，灵活可调节，可以对拍摄设备进行精确控制，并且，通过控制台的控制及显示，可以有助于用户进行被拍摄体的调节，从而实现被拍摄体动作调整后拍摄设备的精确控制拍摄，还可以根据控制台预存的数据，对被拍摄体进行活动控制，并且对拍摄的图片进行后期处理，从而极大的提升了拍摄的便捷度，以及最终的成片效果。

附图说明

图1是本发明多功能定格动画制作系统的结构示意图；

图2是本发明多功能定格动画制作系统的位移车的结构示意图；

图3是本发明多功能定格动画制作系统的被拍摄体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

图1是本发明多功能定格动画制作系统的结构示意图，请参见图1，一种多功能定格动画制作系统，其中，包括：多个导轨，导轨包括：X轴导轨3、Y轴导轨2、Z轴导轨6；多个旋转电机，旋转电机包括：第一旋转电机41、第二旋转电机42、第三旋转电机43、第四旋转电机44；X轴导轨3安装在底座1上，X轴导轨3上滑动安装有第一旋转电机41，第一旋转电机41的输出轴上安装有场景台9；底座1上还垂直安装有Z轴导轨6，Y轴导轨2滑动安装在Z轴导轨6上，Y轴导轨2上安装有第二旋转电机42，第二旋转电机42输出轴上安装有第三旋转电机43，第三旋转电机43输出轴上安装有第四旋转电机44，第四旋转电机44的输出轴上安装有拍摄设备固定装置8。

进一步的，导轨包括：滑轨内安装有丝杆、滑块，丝杆螺纹穿过滑块；滑轨侧边安装有导轨电机5，导轨电机5的输出轴与丝杆连接。

进一步的，第一旋转电机41的输出轴竖直向上，场景台9水平设置。

进一步的，第一伸缩杆的一端部安装在第二旋转电机42的输出轴上，第一伸缩杆的另一端部安装在第三旋转电机43的侧壁，第三旋转电机43的输出轴上安装有第二伸缩杆，第二伸缩杆端部安装在第四旋转电机44侧壁，还包括滑座7，拍摄设备固定装置8滑动安装在滑座7内，拍摄设备固定装置8通过滑座7安装在第四旋转电机44的输出轴上。

进一步的，还包括控制台，控制台连接导轨电机5、第一旋转电机41、第二旋转电机42、第三旋转电机43、第四旋转电机44连接。

图2是本发明多功能定格动画制作系统的位移车的结构示意图，图3是本发明多功能定格动画制作系统的被拍摄体的结构示意图，请参见图2、图3，场景台上设有被拍摄台，被拍摄台包括：场景位移车10上安装有支撑杆11。

进一步的，场景位移车10可以有多部，如果为两部的情况时，一部场景位移车10的支撑杆11上安装有被拍摄体14，另一部场景位移车10的支撑杆上可以安装有光源，被拍摄体14包括：控制器(控制器可以安装在被拍摄体14内部)、多个运动关节12；场景位移车10具有四个麦克纳姆轮13，场景位移车10内还安装有电池、微处理器、无线通信模块，微处理器连接控制器、无线通信模块。用户可以根据需要，在位移车支撑杆上可安装光源(灯光)或者被拍摄体14。

具体的，本发明的场景位移车10可以同时有多部，用户可以根据具体的拍摄需要，选择多个安装有光源的场景位移车10及多个安装有被拍摄体14的场景位移车10，从而实现不同角度的打光及多个被拍摄体14的运动控制。

本发明还公开了一种多功能定格动画制作方法，其中，包括：

控制台对被拍摄体的表情动作进行模拟显示；

控制台获取用户输入的拍摄参数；

具体的，控制台获取用户输入的拍摄参数(并配合音频)，对参数与后台存储的拍摄体表情进行对应，在对应某参数时，也会跳出对应的拍摄体表情图供用户选择与使用；

控制台无线控制被拍摄体动作；

控制台控制导轨电机、旋转电机工作，驱动拍摄设备运动至设定位置；

拍摄设备进行拍摄。

具体的，利用Arduino工具平台，再进行有线或ZigBee、2.4G、红外等无线遥控电机，利用电机的轮动驱动齿轮，齿轮推动人物眼睛或嘴的开合等表情，或对拍摄体的动作进行控制。

本系统一次性便捷模块化安装完成后，可自动计算运动轨迹并进行1‰的高精度拍摄(电机内利用行星轮装置实现高精度)，拍摄轨迹可无限次重复利用，便于日后同样操作的轨迹准确复用。

进一步的，控制台导入真人模拟动作信息，控制台对真人模拟表情动作信息进行显示。

进一步的，拍摄设备完成拍摄后，控制台对拍摄的图像进行序列排列为序列图；控制台显示根据用户的控制信息，跳选至指定编号的序列图，对指定的一张或多张序列图进行复制、剪切、插入覆盖、粘贴、删除；控制台接收用户信息，对序列图进行标记与绘画、图片显示规格及黑白等颜色效果的设置；控制台根据用户选择的音乐信息为序列图添加音频；控制台预存多个背景视频、图片数据，控制台对被拍摄体后方的背景进行替换，控制台屏幕对替换后的序列图进行显示。

进一步的，控制台建立模拟坐标模型，控制台控制导轨电机、旋转电机运行，拍摄设备置于同位置，记录具体刻度数据，选择多个刻度点，生成轨迹数据，将轨迹数据加入控制参数。

进一步的，对轨迹数据进行分格，控制台控制导轨电机、旋转电机协同工作，拍摄设备逐个分格移动，拍摄设备进行拍摄；控制台预设模块化按钮，对应存储常规化的动作数据(走路、跑步、眨眼等)，被拍摄体根据模块化按钮作出对应动作。

进一步的，还可通过机械传动进行手动摇杆式进行快慢控制。表情系统也可以平台内的齿轮带动与角色身体内连接的杆子进行活动。

更进一步的，还可以对拍摄的序列图片可设定前景或是背景，同时可进行字幕的编辑。并且，具有对序列图片进行导出原图和视频和GIF的功能，同时可对视频进行合并，添加音乐和音效，剪辑和裁剪视频显示面的功能。可以替换为立体数字背景屏幕，如暴炸等特效，都可在屏幕里显示，背景屏幕可以预先设定相关场景立体模型，也可自动判断相机与灯光的位置进行方位的调节。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员或是一般模型爱好者可以无需创造性劳动或者通过软件编程就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员或是一般模型爱好者依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多功能定格动画制作系统，其特征在于，包括：多个导轨，所述导轨包括：X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨；多个旋转电机，所述旋转电机包括：第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第四旋转电机；所述X轴导轨安装在所述底座上，所述X轴导轨上滑动安装有第一旋转电机，所述第一旋转电机的输出轴上安装有场景台；所述底座上还垂直安装有所述Z轴导轨，所述Y轴导轨滑动安装在所述Z轴导轨上，所述Y轴导轨上安装有第二旋转电机，所述第二旋转电机输出轴上安装有第三旋转电机，所述第三旋转电机输出轴上安装有所述第四旋转电机，所述第四旋转电机的输出轴上安装有拍摄设备固定装置。

2.根据权利要求1所述的多功能定格动画制作系统，其特征在于，所述导轨包括：滑轨内安装有丝杆、滑块，所述丝杆螺纹穿过所述滑块；所述滑轨侧边安装有导轨电机，所述导轨电机的输出轴与所述丝杆连接；还包括控制台，所述控制台连接所述导轨电机、所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第三旋转电机、第四旋转电机连接。

3.根据权利要求1所述的多功能定格动画制作系统，其特征在于，所述场景台上设有被拍摄台，所述被拍摄台包括：场景位移车，所述场景位移车上安装有支撑杆。

4.根据权利要求3所述的多功能定格动画制作系统，其特征在于，所述场景位移车有多部，一所述场景位移车的所述支撑杆上安装有被拍摄体，另一所述场景位移车的所述支撑杆上安装有光源；所述被拍摄体包括：控制器、多个运动关节；所述场景位移车具有四个麦克纳姆轮，所述场景位移车内还安装有电池、微处理器、无线通信模块，所述微处理器连接所述控制器、所述无线通信模块。

5.根据权利要求1所述的多功能定格动画制作系统，其特征在于，第一伸缩杆的一端部安装在所述第二旋转电机的输出轴上，所述第一伸缩杆的另一端部安装在所述第三旋转电机的侧壁，所述第三旋转电机的输出轴上安装有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆端部安装在所述第四旋转电机侧壁，还包括滑座，所述拍摄设备固定装置滑动安装在所述滑座内，所述拍摄设备固定装置通过所述滑座安装在所述第四旋转电机的输出轴上。

6.一种多功能定格动画制作方法，其特征在于，包括：

控制台对被拍摄体的表情动作进行模拟显示；

控制台获取用户输入的拍摄参数；

控制台无线遥控被拍摄体动作；

控制台控制导轨电机、旋转电机工作，驱动拍摄设备运动至设定位置；

拍摄设备进行拍摄。

7.根据权利要求6所述的多功能定格动画制作方法，其特征在于，控制台导入真人模拟动作信息，控制台对真人模拟表情动作信息进行显示。

8.根据权利要求6所述的多功能定格动画制作方法，其特征在于，拍摄设备完成拍摄后，控制台对拍摄的图像进行序列排列为序列图；控制台显示根据用户的控制信息，跳选至指定编号的序列图，对指定的一张或多张序列图进行复制、剪切、插入覆盖、粘贴、删除；控制台接收用户信息，对序列图进行标记与绘画、图片显示规格及黑白等颜色效果的设置；控制台根据用户选择的音乐信息为序列图添加音频；控制台预存多个背景视频、图片数据，控制台对被拍摄体后方的背景进行替换，控制台屏幕对替换后的序列图进行显示。

9.根据权利要求6所述的多功能定格动画制作方法，其特征在于，控制台建立模拟坐标模型，控制台控制导轨电机、旋转电机运行，拍摄设备置于同位置，记录具体刻度数据，选择多个刻度点，生成轨迹数据，将轨迹数据加入控制参数。

10.根据权利要求9所述的多功能定格动画制作方法，其特征在于，对轨迹数据进行分格，控制台控制导轨电机、旋转电机协同工作，拍摄设备逐个分格移动，拍摄设备进行拍摄；控制台预设模块化按钮，对应存储常规化的动作数据，被拍摄体根据模块化按钮作出对应动作。