CS152891A3 - Animation process making use of computer graphics - Google Patents

Description

Oblast techniky

TJ

XJ > o < ΓΤΐ grai rasg· -c m N -< í·_____

^rnález se týká způsobu animace kreslených filmů pomocípočítačové grafiky, ve které se spojují série nebe sekvenceobrázků kreslených ručně nebe počítačem tak, aby měl divákdojem, že se obrázek: nebe množina obrázků pohybuje z jednohopolíčka db druhého· Jak filmy, tak video jsou ve skutečnostisekvence nehybných obrázků d&amp;jěnýeh dohromady, kde je nutnéjejích spojování z jednoho* políčka do druhého provádět tak,aby přechod vypadal plynulý, když se obrázky promítnou rych-lostí hotového filmu / u videa je to 30 políček za sekundu/·

Dosavadní stav, techniky

Technika animování, která nejvíce převládá, se nazývá fo-liová animace· Při této animaci kreslí animátor ručně na růže-ných vrstvách neb© foliích na průhledném materiálu /nebo na pa-píru, který se ppzději převede na průhledný materiál/, v zá-vislostí na stádiu prováděného způsobu· lýpické^je, že každéfolie: sledu je samostatný předmět· Tento způsob je označenjak© "papírkový" způsob· První krok: u typické foliové animaceje nakreslení obrázku pro první poličko v bodech nebo v obrysech·Dále: se obrázek překreslí tak, aby vyšel počet políček, kterýzbývá' d® konečného políčka· Například toto konečné políčko jedeváté políčko/ animovaná sekvence/· Když jsou nakreslena tatodvě krajní políčka, provádí se "prostřední fáze"· Animátor pro-vádějící prostřední' fázi, začíná kreslit políčko, ktea?é se vy-skytuje uprostřed mezi políčkem Γ a 9 /políčko- 5/· P® tomtokroku se nakreslí políčka mezi ktmjhím políčkem a prostřednímpolíčkem: /políčka 1 až 5/ a tak dále, ač jsou nakresleny všech-ny obrázky vyskytující se v následujících políčkách /1 až 9/·Kreslení prostředních fází u papírkového způsobu- se provádípomocí prosvětlovacího papíru tak, animátor nebo animátorkavidí obě krajní políčka, když' kreslí políčka léčící mezi nimi·První krok"prostředni fáze" nazvaný tužkový test se obvykle provádí tužkovou kresbou nebo na jednotlivé listy papíru, kte-né jsoa označené pomocí vplehů. Papírové výkresy se potom na-hrají na video ke sledováni přesnosti animace* Ta> umožní ově-ření synchronizace pohybu rtů, výrazu a pohybu jednotlivýchprvků množiny políček* Další krok srn nazývá kreslení^ kde tuž-ková kresba se vytáhne na čista tuší* Třetí krok obsahuje fo-tokopírovánl , následovaný ručním' malováním a konečným krokem,kterým je skládání obrázku* Při skládání se všechny f$íie/vrstvy obsahující všechny animované obrázky/ jednotlivých po-liček složí na sebe a vyfotografují se pro vyhotovení každéhopolíčka animované sekvence* Při tradiční foliové animaci sepoužívá přibližně tří vrstev /průhledného materiálu/, kde kaž-dá vrstva se považuje za“fólii. Každá fólie se nakreslí v obry-su, a potom se obrátí a že druhé strany se vybarví· Potom sefolie naskládají na sebe k výrobě konečné podoby filmu· Ve sku-tečnosti, 1 když se použije tří vrstev, může se skutečně vyro-bit čtyři nebo pět fólií* Je to proto, že každá vrstva samao sobě může obsahovat více fólií* K dosažení vysoce kvalitní a realističtější animace je vždy podstatné, aby animované ob-rázky byly opatřeny zvukovým nebo mluveným; záznamem, se kterýmbudou promítány* K zajištění identity zvuku a obrázků se zvuko-vý a mluvený záznam obvykle " nahrává před animovanými obrázky a animátor při vytvářeni obrázků sledu je zvuk» To; zna- mená, když animovaná postava mluví, nakresli animátor ústa avýrazy obličeje v synchronizaci s předem nahraným zvukovým zá- znamem*

Na trhu jsou různá softwarové programy, které usnadňujíkreslení obrázků. Programy CAD /Computer Animated Design*výkree animovaný pomocí počítače/ používají rovnice k vytvoře-ní série obrazových prvků-pixelů mezi dvěma body* Program CADmůže tedy reprezentovat obrázek nakreslený jako množina vekto-rů. Použití takové rovnice k reprezentaci obrazové informaceumožňuje provádění složitých efektů, jako je manipulováni e ob-rázkem, jeho posouvání a otáčení* Další kreslící programy pra-cuji s reprezentací obrazové informace pomocí rastru* Ta setaké vztahuje na bitové mapování* Při. této technice se nakres-li obrázek a uloží se jako mapa pixelů na obrazovce* Manipulace

- I

- 3. - I s obrázkem je mnohem více omezena, jelikož jě tu kolerace jed-na k jedné,: mezi tím, co je uleženo pro každý pixel a co se t promítne na obrazovce z každého pixsšLu· To jě v kontrastu :í se systémem založeným ng rovnicích něho vektorech,, kde každý l

pixel se může modifikovat změnou proměnných v rovnici· Bastro- * jvý systém: má však jednu výhodu, a to jednoduchost, což kontras- jžtuje. s celkovou: kalkulací u vektorového nebo grafického systému· I

J

Podstata vynálezu Λ; 5

Uvedené nevýhody jsou odstraněny způsobem animace pomocí 5 počítačové grafiky,, jehož podstatou je, že se série obrázkůukládéjí v různých reprezentacích do několika paměťových struk- \tur· Obrázky se rozdělí ďo několika složek, které usnadňují vy-tvoření a modifikování obrázků a nanášení' barev na obrázky •db- í rázky se nejdříve nakreslí a modifikují do vektorové reprezen-táce· Vektorově reprezentované obrázky se potom ukládají do pa-měti v rastrové reprezentaci ke zobrazení a vytvoření sekven- > čních obrázků· Sekvenční dodatky nebo modifikace k uložené * rastrové reprezentaci jsou usnadněny modlfíkaceKl nebo dodatkyvektorových reprezentací a jsou potom znovu uloženy do paměti l jako nová rastrová reprezentace· Nakonec se přiřadí ke každému :

pi-r-wAn informace e šedé stupnici a barevné oblasti /která se S po řadě adresuje ďo vyhledávacích tabulek/· Této informace sepotom: použije k vytvoření jediné přenosové funkce k vyhotoveníkonečné' barevné verze animovaných obrázků· i Přehked obrázků na výkrese j i vy«*~i gy. hnťip dále podrobněji vysvětlen pomocí výkresu,kde na obr;» iX znázorněn rozložený pohled na paměťovou- struktu-ru podle vynálezu, na obr.1A je znázorněn blokový diagrampřístroje podle jednoho provedení tohoto vynálezu, na obr·2je schematicky znázorněno použití paměťo^truktury v animacipodle vynálezu, na obr.3 Dě znázorněno ukládání do pamětiv dolní paměťové struktuře pro sérii políček podle vynálezu,na obr.4 je znázorněno ukládání do paměti v ne jhořejší paměťo- vé. struktuře, na obr·5 je znázorněn vývojový diagram způsobuanimace podle vynálezu,., na obr·6 jexznázoměn podrobnější vývo-jový diagram prvních tří kroků podle obr· 5, na obr· 7 je zná-zorněn podrobnější vývojový diagram způsobní přiřazováni odstí-nů Sedá stupnice, na obr. 8 je znázorněn podrobnější vývojovýdiagram, způsobu přiřazování barev, na obr· 9 je znázorněn vývo-jový diagram speciálních efektů stínování, re sp.odstínů, na obr·10 je znázorněn vývojový diagram speciálních stínových efektů,na obr· 11. je znázorněn vývojový diagram gradientu speciálníchefektů slinováni, resp»odstínů, na obr* 12 je znázorněn vývojo-vý diagram speciálních efektů prolínání, na obr·13 je znázor-něn vývojový diagram speciálních efektů splývání, na obr· 14 jerznázorněn vývojový diagram speciálních efektů skládání, na obr·15 je znázorněn vývojový diagram způsobu posouvání pixslů,na obr»1 6 je znázorněn vývojový diagram způsobu provádění pro-střední fáze· Příklady provedení vynálezu

Ha obr. 1 je znázorněna paměťová struktura 10· Paměťová struk-tura 10 obsahuje dolní paměťovou strukturu J8, paměťovou strukturu 16 a nejhořejší paměťovou strukturu 14 a vektorovoupaměťovou strukturu 22» Infbrmáce z; vektorově paměťové struktu-ry 22 se převáděj! do rastrové informace a ukládají se do pamě-ťové struktury 12, dříOe: než se uloží do horní paměťové struk-tury 16; a dolní paměťové struktury 18» Horní paměťová struktura16 obsahuje několik, bitových rovin 16a - 16d. Každá z těchtobitových rovin déle obsahuje mnoho bitů 20· Bity 20 odpovídajíobrazovým prvkům-pixelům, které vytvářejí vizuální obrázekpři zobrazení na obbazovce» V horní paměťové struktuře 16 re-prezentuje každá z bitových rovin 16a až 'I6d nezávislý obrázek/jednoúrovňová informace/· Horní paměťová struktura 16 tedy ob-sahuje čtyři bitové roviny nezávislých informací, pomocí nichžse mohou uložit do paměti čtyři jednobarevné obrázky. Každáze čtyř bltovýeh rovin horní paměťové struktury 16, podle vyná-lezu k provádění animace, může obsahovat jeden obrázek· lýtoobrázky se skládají ze skupiny bitů a nazývají se rastrové ob- - 5 - ¥£z; rázky· Přechodné ukládání obrázků v rastrové reprezentaci ΐ do jedné sr bitových rovin pro pohybovou referenci /"tuj. bitová $ rovina 16a/ a potom přechodné ukládání obrázků v pohybové re- Λ fj prezentaci, nebo animaci dřívějšího obrázku do přídavné bitové $ roviny pro pohybovou referenci /t«j.hitová rovina 16b/umožní 1 vytvoření animačních sekvencí· Takové použití obrázků ae vzta- | huje na "zdvojení* kontur obrázků· Než se obrázek může uložitdb některé z bitových rovin v horní pamětové struktuře? 16· mu- | musí se nejdříve "nakreslit* nebo vytvořit· Podle tohoto vyné- l lezu se? vytvářejí obrázky k animování pomocí počítačové ani- | mační stanice· Na obr.1A je znázorněn blokový diagram jednoho i příkladu provedení počítačové animační stanice 8. lato animač-ní stanice zahrnuje počítač 2 obsahující zřetězenou, ar&amp;itektu- ? ru strojního vybavení na zpracování obrázků s ústřední základ- s ní jednotkou a spojeným hardwarem 6,. který řídí popsanou parně- | íovou strukturu: 10,, dále zahrnuje digitalizační zařízení 4, ? < ”~ tm gáko jé tablet: Sumsgraphics a grafický displejový hardware ? 9, jako je rozSířený grafický adaptérový monitor /EGA/. Qferáz-ková parně t. má kapacitu 16 bitů a je uspořádané jako dvourozměr-né pravoúhlá matice· Paměí má horizontální rozměr dvou klíčo- í

výeh slov, který se může rozšířit· Horní a dolní byty/bajty/ I paměti mohou, být adresovány odděleně, takže ďva různé 8 bitovéobrázky mokou zaujímat současně stejnou paměťovou oblast· Je- ? den. z. těchto bytů se dále dělí na dva 4 bitové segmenty obša- | hu jí eí horní paměťovou strukturu 16 a ne jhořejší paměťovoustrukturu 14· Obrázkové paměí se řídí skupinou registrů, kteréjsou fýzícky uloženy na panelu rozhraní obrázkové paměti· E&amp;- ? gistry jsou přístupné branami pro vstup/výstup. Pět registrůsestává z řídících a stavových registrů· Obecně platí,. že ří- | dici registry vybírají režim, operace přenosů údajů pro obrázek - Sa adresové registry řídí adresy ukládání údajů. ; 'Ještě k obr.1* obrázek,; který se má animovat ,se nakreslí ' ve vektorové formě kreslicím zařízením? a uloží se ve vektoro-vých souborech ve vektorové pamětové struktuře 22 jako vekto-rová' reprezentace· Tato vektorová reprezentace? je sériee vek-torově definovaných přímek /úseček/ vytvořených animétorem - 6 - před uložení» do vektorové paměťová struktury 22» Vektorovápaměťová struktura 22 může obsahovat četné vektorové soubory*Jelikož vektor nemůže být zobrazen, sán; o sobě, musí být převe-den do rastrové reprezentace a zobrazenv grafické bitové ro-vině 12* Grafická bitová rovina 12 obsahuje grafickou, bitovourovinu, jako je bitová rovina rozšířeného; grafického adaptéru/EGA/* Informace v grafické bitové rovině 12 se zobrazuji pří-má na displeji, jako je obrazovka počítače* Přesto, i když in-formace k obrázku tak, jak je nakreslena, se zobrazí v rastro-vém; formátu /takže anímátor může vidět obrázek jako skutečnýobrázek a ne řetězec: čísel/, obrázek se skutečně generujez vektorového spuboru uloženého:) v hostitelské paměti počítače*Použití vektorů usnadňuje manipulování a modifikování obrázkůpři je jich vytváření á rovněž 1 po jejich vytvořeni* Použitímiobrazovkového menu může animátor uložit obrázek ve: vektorovéreprezentaci do jedné ze čtyř bitových rovin horní paměťověstruktury 16* kterou si vybere* Uložení obrázku ve vektorovéreprezentaci do horní paměťové struktury 16 umožní jeho zobra-zení na displeji v rastrovém formátu* Tímto způsobem se uložíkaždý pixešL obrázku /v obrysové formě/ a je adresovatelný ja-ko jednotlivý bit v jedné ze čtyř bitových rovin horní paměťo-vé struktury 16· Ačkoliv jsou v horní paměťové struktuře čtyřibitové roviny,, mohl by odborník: v tomto oboru usuzovat, ; , že v horní paměťové struktuře 16by mohl být zahrnut jakýkoliv počet bitových rovin* Stejně takby mohl usuzovat, že není nuťfe použít všech bitových rovinv horní paměťové struktuře 16* Při optimální® použití hornípaměťové struktury 16 se ukládají do paměti obrázky, které semají animovat, v různých fázích pohybu tak, aby se tytudbrázjpky mohly zobrazit na displeji současně / ve zdvojených kontu-rách/, tak, aby animátor mohl kreslit nebo vytvářet obrázkyv prostředních fázích mezi zdvojenými obrázky* Zdvojení konturobrázků může sloužit animátorovi jako reference* V tomto provedení vynálezu obsahuje dolní paměťová struk-tura 18 osm bitových rovin* Tak jako u horní paměťové struktu-ry 16 usoudí odborníci vctomfco oboru, že dolní paměťová struk-tura 18 může obsahovat měnší nebo větší počet bitových rovin, - 7 - v závislosti na požadované úpravě paměťové struktury · Y tomt©provedení se ppužívá osmi bitových rovin, takže se k vytvoře-nému obrázku: může adresovat a přiřadit 256 odstínů šedí /ho<l-not Šedé stupnice/* Když'; je animátor spokojen s vytvořeným ob—rázkemt neb© obrázky) přiřadí jednotlivým:obrázkům hodnoty še-dá stupnice· I když. to není nutné, je pTO animované obrázkytypické, aby byly vyplněny bn&amp; jednobarevně neb© v barvách·Když se mají animované obrázky vyplnit, přiřadí animátor hod?»noty šeaJBé stupnice různým plochám animovaného obrázku a potomuloží obrázek: s vybranou hodnotou šedé stupnic© db dolní pamě-ťové strukury 18» Ha rozdíl, od horní' paměťové struktury 16»která obsahuje nezávislé bitové roviny, obsahuje dolní paměťo-vá struktura 18 závislé bitové roviny· Týt© závislé hitové ro-viny obsahují osmi bitové slovo / v tomto provedení/ pro každýpixel· Tedy každému pixalu může být přiřazena hodnota stupnic©šedi v rozsahu 256Í fcodhot/odstínů/· Je také třeba poznamenat,že je možné uložit obrázek v rastrové reprezentaci db dolnípaměťové struktury 18 namísto prvního uložení obrázku v rastro-vé reprezentaci do horní paměťové struktury 16»

Když se mají animované obrázky vybarvit, je stále potřebapřiřadit hodnotu šedé stupnice rozdílným oblastem, kam se majípřiřadit barvy* Hodnot šedé stupnice se používá v přenosovéfunkci pro barvy /popsané v přihlášce tohoto přihlašovatele, EP δ·0,302,454 a zahrnuté v příslušné refemci/, která umožňu-je aplikaci barev na obrázcích· Z- důvodů přehledu vytváří aríi-mátor obrázek, ve formátu vektorové reprezentace, který se ulo-ží do vektorového souboru obsaženého ve vektorové paměťovéstruktuře 22· Obrázek ve vektorové reprezentaci se převededb rastrové reprezentace v grafické bitové rovině 12* takžemůže být yi análně zobrazen jak© obrázek: na displeji· Obrázekmůže být potom uložen v rastrové reprezentaci do jedné z nezá-vislých bitových rovin /16a - 16d/ horní paměťové struktury 1,6/Sekvenční obrázky reprezentující obrázek v různých fázích po-hybu se mohou také uložit do přídavných bitových rovin hornípaměťové struktury 16* Uložené těchto sekvenčních obrázků u—možní animátorovi zobrazit tyto obrázky na displeji v současnéprojekci, takže se mohou kreslit prostřední fáze animovanéhoobrázku» Když je animátor spokojen s obrázky, vybere hodnoty - 8 - áedé stupnice, které se mají přiřadit k různým oblastem obráz-ků* Když jsou tyto hodnoty šedé stupnice pro oblasti obrázkůvybrány* uloží se obráz^r s informacemi o hodnotách šedé stup-nice do dolní paměťové struktury 18» Bitové roviny dolní pamě-ťové struktury jsou závislé· Takto každý bit/pixel/ dolní paěměťové struktury 18 obsahuje · bitů informací. Tedy animátormůže přiřadit hodnotu šedé stupnice z hodnot ~ 256 odi- stínů šedé stupnice různými oblastem obrázků·

Pro usnadněni zdvojení obrázků se přiřadí odlišná barvaobrázkům uloženým v bitové rovině horní paměťové struktury 16·,a to pouze pro účely zobrazení na displeji, v tomto vybranémprovedení vynálezu· Tato barva nemá žádný vztah ke konečné bar*vě obrázku· Proto* když animátor vybere více obrázků z bitových,rovin horní paměťové struktury 16 ke zobrazení na displeji*obrázky se na displeji objeví v odlišných barvách* To umožní*aby animátor snadněji rozlišil obrázek, který se právě vytváří*odi obrázku v různých fázích pohybu. Jako přídavnou pomůckumůže animátor zvolit intenzitu barev * které mají být zobrazeny*Výběrem barvy a její intenzity pro obrázky v každé z bitovýchrovin může animátor·· přizpůsobit tento systém k vytvoření hbj-efektivnějšího pracovního prostředí*

Další pomůckou pro animátora je nástroj; na cyklování. Ten-to nástroj· umožní animátorovi* aby obrázky “běžely*’ za účelemtestování hladkosti průběhu, animace. Je to podobné' jako stráň*·kování u papírkového způsobu animace· Aby mohl animátor prová-dět cyklování obrázků* může si vybrat buň automatický nebo ma-nuální režim. Automatickým režimem probíhá sekvence oblázkůpředem vybranou rychlostí směrem dopředu a potom dozadu k udr-žení kontinuity pohybu* Manuální režim umožňuje animátoroviinteraktivní výběr směru, rychlosti a výchozího bodu /políčka/pro cyklování· Během cyklování se cykluje každý z obrázků ulo*-žených v dolní paměťové struktuře 18. Tento systém, pracujes 32 políčky. Umožňuje tak opětovné cyklování až do 32 políček.Systém, pracující s více než 32 políčky by mohl cyklovat vícenež 32 políček.

Aby se mohl zhotovit barevný obrázek / na rozdíl od ba-rev přiřazených bitovým rovinám horní paměťové struktury Π5, - 9 - kterých se používá k referenčním účelům/» přenosová funkcepro barvu také vyžaduje nastavení hodnoty barevné oblasti po-dle barevné vyhledávací tabulky, která obsahuje barevnou koor-dinační hodnotu barvy, jasu, sytosti /ÉLS-hue, lumínance, satu-ration/„ přiřazenou ke každé možné hodnotě šedé stupnice/t· j.256 odstínů v tomto provedení/· Tuto informaci pro přenosovoufunkci barvy vytváří nejhořejší paměíová struktura 14» Hejho-řejší paměíová struktura 14 obsahuje čtyři bitové roviny· V tomto provedení se skýtá možnost pro 16: odlišných barevných oblastí, z nichž každá může být adresována· Odborníci v tomtooboru usoůdí a rozeznají, že může být k dispozici menší nebovětší počet bitových rovin poskytující menší nebo větší početbarev /barevných oblastí/, které mohou, být adresovány· Protožev tomto provedení j$®8" dispozici čtyři bitové roviny, je zdecelkem šestnáct barev, které mohou- být adresovány nebo přiřa-zeny· Každé oblasti může být adresováno 296 odlišných hodnot barevných odstínů· Jako v dolní pamětové struktuře 18,bitovéy ' jfou ““ roviny nejhořejší pamětové struktury 14 tom· že tyto čtyři bitové roviny obsahují čtyřbitové slovo pra každý pixel 20obrázku» Ánimátor vybírá barvu pru každou oblast a určuje ob- last, pro kterou bude přiřazena tato vybraná barva· Přiřazeníbarvy ke každé oblasti se může provádět souběžně nebo odděle-ně s přiřazováním informace odstínu šedé stupnice ke každé ob-lasti obrázku» Za účelem zobrazení obrázku s barevnou infor- mací na displeji, v tomto provedení vynálezu, je nutné “přesu-nout" barevnou informaci v nejhořejší pamětové struktuře 14db) parnětového prostoru horní pamětové struktury 16· Je to nut-né, protože toto provedení vynálezu praeuje pouze s 12 bityobrázkových informací k účelům zobrazení na displeji» Odborní-ci v tomto oboru usoudí, že systém určený ke zpracování větší-ho množství bitů displejových informací by mohl zobrazit ba-revnou informaci stejně jako obrázky bitové roviny pro “zdvo-jení“ v rastrové reprezentaci» Tato operace; se uskuteční, v tom-to provedení vynálezu, přesunutím barevné informace do parně-tových míst hitových rovin pro "zdvojení*· jřa obr· 2 je znázorněno použiti bitových rovin 16a až 16dihorní pamětové struktury 16· Sekvence A na obr»2 znázoruje - 10 - obrázek /jako sérii čtyř peatav "X"/ zobrazený v grafické bi-tové rovině 12* Tento obrázek znázorněný v grafické bitové ro-vině 12 sekvence A_je vytvořen animátorema je representovánve vektorovém souboru vektorové paměťové struktury 22 jako mno-žina vektorových hodnot* Anlmátozr potom* uloží obrázek? do jed-né z bitových rovin horní pamětové struktury 16* Animátor simůže vybrat jakoukoliv ze čtyř bitových rovin horní paměíovéstruktury 16* V sekvenci A je obrázek uložen do bitové roviny16a> Sekvence B znázorňuje obrázek z. bitové roviny 16a zobra-zený na displeji £* Druhý obrázek reprezentující pohyb prvníhoobrázku /znázorněný jako série čtyř postav "X"/ nakreslí animá-tor dodatečně v grafické bitové rovině 12 /není znázorněno/*

Ifevý obrázek se uloží jako? vektorový soubor do vektorové pamě-íové struktury 22» ale reprezentovaný jak® rastrový obrázekw grafické bitové rovině 12 / a zobrazený jak® takový na dis-pleji 9/· K účelům rozlišení se každý z těchto obrázků zobrazív odlišných barvách a s možností odlišné intenzity na animáto-rově displeji* Je to způsoben© tím* že každé bitové roviněhornípSéíové struktury 16 je přiřazena odlišná barva* Grafickábitová rovina 12 / rastrové reprezentace vektorová informaceo obrázku/ má také přiřazené barvy, které se odlišovat od barev,přiřazených bitovým rovinám horní paměťové struktury 16* Po na-kreslení druhého obrázku sekvence B f s použitím obrázku? z bi-tové roviny 16iajak© referenčního obrázku/ se druhý obrázek ulo-ží do bitové roviny 16h horní paměťové struktury 16* Y sekven-ci C se zobrazí původní i nové obrázky na displeji /v barvách,přiřazených jejich jednotlivým. bitovým; rovinám/ a animátor mů-že nakreslit třetí obrázek v grafické bitové rovině 12 /neníznázorněno/· Tento třetí obrázek /znázorněný jako série čtyřpostav "X"/ reprezentuje "obrázek: prostřední fáze" prvníhoa druhého' obrázku* První á druhý obrázek se zobraží na displeji 2v jejich jédnatlivých barvách , aby animátor. mohl nakreslittřetí obrázek / v grafické bitové rotině 12/ ve správné poloze*Animátor může potom uložit tento třetí obrázek do třetí bitovéroviny znázorněné jako bitová rovina 16c v sekvenci C na obr*

Každá z rastrových bitových rovin 16a, 16b a 16c reprezen- 2* 11 - tu jee obrázek k animaci, jak by se objevil, ve třech oddělenýchČelíčkách animační sekvence* Když se proto přiřazuje informa-ce šedá stupnice k těmto jednotlivým obrázkům,; ukládá se tatoínforftaee do: odlišných paměťových struktur 18 pro každá políč-ko* Takovým způsobem se obrázku uloženém\v bitové struktuře16a přiřadí hodnota šedá stupnice a potom se hodnota šedástupnice uloží v dolní paměťové struktuře 18 pro toto políčko*Obrázku v bitové rovině 16b ée přiřadí hodnota šedé stupnicea potom se tato informace šedé stupnice uloží v dolní paměťo-vé struktuře 18 pro následující políčko* Konečně obrázku v bi-tové rovině 16c by měla být přiřazena hodnota šedá stupnicea táta informace: by měla být uložena v dblní paměťové struktu-ře 18 pro třetí políčko* I když animace "příběhu" vyžadujeodlišná barvy nebo efekty pra tentýž obrázek v několika políč-kách, hodnota šedá stupnice by měla být stejná: pro všechnatři políčka*

Ha obr*3 je znázorněno uložení informace o šedé stupniciv dolní paměťové struktuře 18 pro každou z bitových rovin16a* 16b a 16d* Ye struktuře A v obr*3 /odpovídající sekvenciA dle obr*2/ se opakuje libovolná šedá stupnice / pro účely7vysvětlení/ reprezentovaná binární hodnotou osmi jedniček/1 1 1 1 11 1 1/ pra čtyři pixely znázorněné vystínovanouplochou* Ye slřuktuře B v obr*3 /odpovídající sekvenci B dleobr*2/ je znázorněna libovolná hodnota šedé stupnice osmi jed-niček a pokrývá čtyři pixely znázorněné vy etínovanou plochou*Ye struktuře C v obr* 3 /odpovídající sekvenci C dle obr.2/je znázorněna libovolná hodnota šedé stupnice čtyř jedničeka pokrývá čtyři pívaly znázorněné' vystínovanou plochou*

Pro tento příklad by se animace obrázků jevila jako přechodpostav X z jejich umístění v prvním políčku do jejich umístě-ní ve druhém a třetím políčku* V těchto třech políčkách tétoanimační sekvence je každému obrátím přiřazena stejná hodnotašedé stupnice* Konečný výsledek animace by mohl dát každýz obrázků v odlišné barvě* Y tomto případě by bylo nutné při-řadit každé oblasti, znázorněné hodnotami šedé stupnice, od-lišnou barvu* - 12

Na obr·4 je znázorněno) zobrazení barevné informace pro ob-rázky kreslené v sekvencích A, B a C na obr· 2 a je uloženov ne jhořejší paměťové struktuře 14» Struktura A z obr »4 zná-zorňuje barevnou: informaci- pro: obrázek nakreslený v sekvenciA ζ'οϋη?·2· Libovolná hodnota / pro účely' vy světlení/ ze čtyřjedniček/1 1 1 1/ je uložena v bitových rovinách vystínovanéplochy· Struktura B a C na obr· 4 znázorňuje podobné uLožamiodpovídajících obrázků z obr· 2 a 3· Vyhledávací tabulky /nejsouznázorněny/9 z nichž jedna vybrané je definována pro každoubarevnou oblast pomocí identifikátoru, definují barevné* pře*nosové funkce odpovídající hodnotám uloženým v bitových rovi-nách pro každý pixel struktur Δ, B a C na obr»4· Tato infor-mace společně s 8-b±tovou informací šedé stupnice /uloženouv dolní! paměťové struktuře 18 / vytváří specifickou výstupníbarvu pro každý barevný pixel· To postupně vyústí v barevnéaplikaci použité u konečného obrázku znázorněném na displeji která je závislé, ale netvoří pouhý součet, na hodnotáchšedé stupnice a barvách vytíraných operátorem pro různé oblas-ti obrázku· 7 tomto příkladu na obr·2 až 4 je všem obrázkůmpřiřazena pouze jedna barva· Spojení těchto? obrázků, jakosekvence obrázků, má za následek výslednou animaci nebo vý-sledný charakteristický animační rys· Informace používanáke zhotovení výsledných kolorovaných animovaných obrázků jéeobsažena v dolní parněťové struktuře 18» ne jhoře jší paměťovéstruktuře 14 se ve vyhledávacích tabulkách /nejsou, znázorněny/pro: všeehoy barevné oblasti /barvy/, které se mohou přiřaditjednotlivý® plochém obrázků·

Vektorová informace již není nutná, když nevyplněné ob-rázky jsou pro animétora postačující a když jsou dokončené·Informace v/ grafické bitové rovině 1,2 je přechodná a odpoví-dá informaci zobrazené na displeji v jakémkoliv daném čaae>Rastrová informace obrázků uložená v bitových rovinách horníparněťové struktury 16 je také přechodná a je určená k usnad-nění kreslení a vytváření animovaných obrázků^ Když je dokonvčena a informace šedé stupnice obrázku je uložena v dolní pa-měťové struktuře 18, není tato? informace v horní paměťovéstruktuře 16 již požadována· - 13 -

Na obr»5 je znázorněn způsob animace podle vynálezuve formě vývojového diagramu, s blokem 30 reprezentujícím’vytváření prvního animačního; políčka a s blokem 32 reprezen—bujícími vytváření n-tého polička· N-té políčko jer obvykledeváté políčko animace obrázku· Vytváření políček "prostřednífáze* založené' na prvním a π-tém políčku je reprezentováno;blokem 34» Jak již bylo uvedeno, n-té políčko je druhé vy tvo-řené políčko a políčka prostřední fáze je třetí vytvořené po-líčko» Blok: 36 reprezentuje přiřazování hodnot; šedé stupnicejednotlivým oblastem, , přičemž oblasti jsou definovány obry-sy obrázků· Blok 38 reprezentuje přiřazování barev jednotlivýmoblastem, kam byly přiřazeny hodnoty šedé stupnice v bloku 36»Bloky 36 a 38 se mohou spojit do jednoho) současného; kroku·pTtiir 4Q reprezentuje přidávání speciálních efektů, včetně spo-jování obrázků a je jich vrstvení·

Na obr· 6 jsou znázoměnny podrobně jí schematické krokyreprezentované bloky 30 a 34» Jak je vyznačeno na obr· 6, ani-mátor začíná v bloku 42 vytvářením obrysů obrázku, který se máanimovat· lato infbrmace se ukládá ve vektorovém souboru: do vek-torové parně to vé struktury 22» Kreslením obrázků ve vektorovéreprezentací má anlmátor možnost modifikovat obrázky a manipu-lovat s nimi pomocí takových techniky jako je otáčení, rozši-řování, zmenšování, zdvojování apod· Z tohoto důvodu se ukládáobrázková twfor,mace r v,e vektorové reprezentaci do vektorové-ho souboru,, jak je znázorněno na obr»6 v bloku 44 a mohla bybýt později potřebná pro modifikaci nebo nastavení obrázku·

Když je obrázek uspokojivě vytvořen, uloží se v rastrové re-prezentaci /jako bitová mapa/ db jedné z bitových rovin hornípaměiové struktury 16» Jak již bylo popsána, má každé bitovárovina horní paměiové struktury 16 přiřazenou; zvláštní barvua intenzitu k odlišení jednotlivých políček· V tomto provede-ní se ukládají vektory ve vektorovém souboru do vektorové· rfcfcrstruktury paměti 22 v době, kdy obrázek v rastrová reprezen -taci se ukládá db jedné z bitových rovin dolní paměíové struk-tury 18·Vektorové informace se však může ukládat v jiném časenež rastrová informace» V tomto bodě byl vytvořen jeden obrysobrázku ve vektorové reprezentaci a byl uložen v rastrové re- - 14 - prezentaci v horní paměťové struktuře 16· Příštím krokem ani-mátora jé vytvoření druhého obrázku odpovídající poloze právěvytvořeného prvního obrázku» kterou bude zaujímat po*ukončenípohybu*· Obvykle je tento druhý obrázek devátá políčko v sek-venci animovaných obrázků» Ha obr. 5 je toto políčko* uvedeno já—ko n-té políčko· Rozhodování, zda je tento krok potřeba, jez zná-zorněn v rozhodovacím bloku 48· Aby se vytvořila správná návaz-nost prvního obrázku ke druhému obrázku» může animátor zobra-zit první obrázek na displeji v takové barvě bitové roviny,ve které je uložen· Tato barva by měla být odlišná od. barvy,ve které animátor zobrazuje obrázek ve vektorové reprezentaci/v grafické bitové rovině 12/, který bg^L-BréBvěíVjftveffeao·. To jeuvedeno v. bloku 50 jak© zdvojeni kontur obrazu· Při zdvo jováníobrázků /zobrazení obrázků na displeji z horní paměťové struk-tury 16/ může animátor. kreslit aktuální obrázek sí využitímzdvojeného obrázku jako referenčního vzorku· To velice pomáhápři vytváření vysoce kvalitní a přesné animace· Aby mohl nakres--lit druhý obrázek,/t» j· deváté políčko/, vrátí se animátor kk bloku 4-2 a kreslí nový obrázek. Když je. hotov, uloží animátorrastrovou reprezentaci druhého obrázku db vhodné dolní pamě-ťové struktury 18· Ale s ohledem na vhodné políčka mohou býtvšechny zdvojené: obrázky zobrazeny v téže rovině ve svých pří-slušných políčkách· Během* zdvojování obrázku se každý zdvojenýobrázek přiřadí k políčku umístěném v prostřední, fázi, pouzek referenčním účelům· Políčko se zdvojeným obrazem, se neuchová-vá v paměťová struktuře 18· když se uloží nový obrázek vytvo-řený v prostřední fázi· Vytváření prostřední fáze je znázorně-no; na obr»5 jako blok 34» Způsob vytváření prostřední fázeje totožhý jako dříve popsaný způsob vytváření prvního a druhé-ho obrázku· Rozdíl je v tom, že jé: to další opakování již; po-psaného způsobu· V bloku 50* kde se provádí zdvojování, obrázků,se musí zobrazit alespoň dva obrázky v odlišných barvách odpo-vídajících bitovým rovinám horní paměťová struktury 16» ve kte-rých bylý zdvojeny» Animátor používá zdvojených /rozfázovaných/obrázků jako referenčních vzorků k nakreslení obrázku, kterýznázorňuje pohyb mezi / v prostřední fázi/ těmito zdvojenými/rozfázovanými/ obrázky» Je zřejmé, 2e neexistuje omezení - 15 na rozfázování pouze dvou obrázků» Jakýkoli» počet; vrstev ob-rázků /limitovaný pouze počtem bitových rovin v. howrf paměťovéstruktuře: 16/ může být rozdvojen /rozfázován/ jako pomůcka 'pro animétora» Když jsou vytvořená všechna polička 4ro tentopříkladě polička 1 až 9/, může se přiřadit^ hodnota šedá stupni-ce2 oblastem obrázků, které, vybere animátor, jak je znázorněnow bloku: 36»

Na obr»7 je znázorněn vývojový diagram způsobu: přiřazová-ni hodnot šedě stupnice v bloku 36» V bloku 54 Je znázorněno^že animátor nebo animétorka vybírá hodnotu šedá stupnice, kte-rou si přeje přiřadit do některé oblasti obrázků» Oblast v ani-maci je obvykle jakákoliv plocha ohraničená čarami obrázku»Vhitřek kruhu je příklad oblasti, zatímco vně kruhu Je plocha.Blok 56 znázorňuje, jak animátor vybírá oblast obrázku k vy-plnění hodnotami, šedá stupnice vybranými v bloku 54. Obrázekobvykle obsahuje několik ploch nebe oblastí, které mohou pří-padně dostat odlišné barvy» Příkladem by mohla být postavakresleného filmu v oblečení odlišných barev» T tomto provedenímůže být dosaženo; na Jednom obrázku 256 hodnot odstínů šedi,ale jenom 16 oblastí» V bloku 58 se vyplňuje vybraná oblastvybranými hodnotami šedé stupnice» ¥ tomto prokedení animátorokamžitě uvidí ne displeji, jak se objevuje šedé stupniceve vybraných oblastech· V rozhodovacím bloku. 59 se určí, zdalibyly vybrány všechny hodnoty šedá stupnice» Jestli ne, musí sevybrat, další hodnota šedá stupnice? v bloku. 54» Bloky 54—58 3®opakuji pro bšeehny oblasti, v jednotlivých políčkách· Tímtozpůsobem se přiřadí všem oblastem v pelíčklt^odlišná hodnotyšedé stupnice» Pro každou oblast může být několik odlišnýchhodnot šedé stupnice» Když je tento krok; ukončen, uloží sehodnoty šedá stupnice do dolní pamělové struktury 18, jak jeznázorněno: v bloku 60» V tomto provedení vynálezu je to 8-bitová hodhota uložená pro každý pixel odpovídající možnémuvýběru z 256 odstínů hodnot šedé stupnice»

Protože je možné kombinovat animaci se živým záběrem ne-bo s obrázky pozadí vytvořenými před animací, není dolní parně*tová struktura vždycky "prázdná", než se do ní uloží hodnotyŠedé stupnice» Je možné, že je tam již uložena další informace 16 - jako je digitalizovaný obrázek živého záběru* Také je možné obejit horní paměťovou strukturu 16 a uložit rastrovou infor- maci obrázků vytvořených na vektorovém základě přímo do dolní parně tové struktury' 18· Hodnoty šedé stupnice přiřazené' v obr» 7 se v každém případě ukládají do dolní paměiové struktury' 18a přepíěí paměťové místo jakékoliv informace/ která tam jižbyla předem uložena· Dále, jestliže je dolní paměťová struktura18 "prázdná", uloží se jednotné hodnota šedé stupnice pro vše-chny ne obrazové plzely· ΙΓ tohoto způsobu; se vybere a uloží 128odstínů hodnot šedé stupnice· Když je informace o; šedé stupniciuložena do dolní paměťové struktury 18a animátor je spokojen 8 oblastí a výběrem šedé stupnice, potlačí se u této rastrovéinformace o šedá stupnici optické klamy v bloku 61 a potom seuloží do ukládaeího místa permanentní paměti /tlji hard disk,výměnná parně to vá média atd»/, jak je znázorněno v bloku 62»Potlačení optických klamů se obvykle provádí na určeném pozaáík dosažení řádného propojení obrázků· To může nastat po uloženívšech informaci do dolní paměťové struktury 18 nebo po uloženíinformace ďb dolní paměťové struktury pro několik políček· Jakjiž bylo uvedeno, je nutné provádět informaci o šedá stupnici v dolní paměťové struktuře 18 pro každé p$3íčko»To znamená, žekaždá políčků má uloženy hodnoty šedá stupnice ve své vlastnídolní paměťová struktuře 18·

Na obr»8 jé znázorněn vývojový diagram přiřazení barev _podle bloku 38» ΤΓ bloku 63 se vybere barva pro jednotlivé ob-lasti,; pro které ještě nebyla určena» ďako příklad by mohla býtvybrána červená barva k aplikaci na oblečení postav kreslenéhofilmu» T bloku 64 je vybrána ob&amp;ast, na kterou má být tato bar-va nanesena* Barvu jé možno určit ve stejné době, kdy se tatooblast vyplňuje hodnotami šedé stupnice, jak již bylo popsáno;v obr» 7» Kďýž se provádí tento krok, je zřegmé, že jednotlivábarva se vybírá a přiřazuje: s jednotlivou hodnotou šedé stup-nice· To se může udělat předl výběrem a nanesením šedé stupnicedo jéčňaotlivé oblasti, takže šedá c stupnice a barva se tedy nanášejí současně na oblast· Barva do jednotlivé oblastíse může nanášet také po výběru a nanesení odstínu šedé stupnice»Rozhodně je nutné určit oblast, na kterou má být nanesena barva» - 17 -

Barva se nanese ve vybrané oblasti v bloku 65· V tomto před-nostním, provedení se barva obvykle nanese? ve stejném čase ja-ko hodnota šedé stupnice vdané oblasti· Avšak toto provedenínení určeno k. souběžnému zobrazení informace hodnoty šedé stup-nice a barevné informace· Aby proto meh! animátor zobrazit ba- *řevnou informaci, musí provést výběr pouze té barvy, které bu-de? zobrazena» To? není omezení tohoto způsobu, protože je snad-no pochopitelné, že u způsobu* pracujícího s více informacemi,se může použít přídavná informace k umožnění zobrazeni barvyna displeji a rovněž zobrazení informace šedé stupnice a obra-zové modifikace» Barvy podle tohoto provedení se vybírají po-dle barevného monoskopu na displeji· V tomto provedení se tytobarvy vybírají před animací, jako paleta ze které animátor vy-barvuje každou oblast» To usnadňuje účinné a shodné vybarvová-ní ve způsobu produkční animace· Animátor určí, jaké oblast do-stane určitou barvu podle barevného kotouče zobrazujícího jed-notlivé barvy· V tomto provedení se tyto barvy generují 24 bi-tovým generovacím panelem, jako? je "Targa Board "· Barvy se?pak. blokují do barevného monoskopu» Barevného monoskopu použí-vá kreslíř’ a kolorista k dokončení produkčního vybarvení» Kdyžjsou vybrány barvy, objeví se na straně obrazovkového menupoužívaného £ jejich vyplnění· Barvy se zvolí pro všechny ob-lasti a barevný monoskop se přesune ve formě dat ke všem oso-bám? provádějícím? vybarvování v/ posledním stádiu výroby·

Na obr·9 jé znázorněn vývojový diagram způsobu používáníspeciálního? efektu stínování· Stínování je operace, která při-řazuje zvláštní hodnoty šedá stupnice / a odpovídající barvy/pro ploehu navrženou? animétorem, která se nazývá aktivní mas-ka» To umožňuje animótorovi provádět efekt jako je černý stínnebo přiřazení hodnot šedé stupnice pro oblast nedefinovanouobrysem obrázku» K provedení tohoto efektu vybírá animátorplochu, která má být vystínována,v prvním kroku, reprezentová-ním blokem 67· To se provádí nástroji pro výběr oblastí, jakojé okénko? nebo oblast navržená od ruky· Ve druhém, kroku repre-zentovaném blokem 68, vybírá animátor hodnotu šedé stupnicek apikování v této oblasti· Obvykle je to černá nebo velicetmavá hodnota šedé stupnice· V dalším kroku, podle bloku 69»se tato hodnota šedé stupnice nanáší na vybranou plochu· - 18 Výbrané plocha je také označena jako navržené něha aktivní maší-ka· Je nutno; poznamenat, že aplikování vybrané informace hodno·ty šěd&amp; stupnice přepíše spodní informaci šedé stupnice v celéploše» T bloku 70 se ukládají nové hodnoty šedé stupnice v dol-ní paměťové struktuře 18,s přepsáním jakýchkoliv př edichozí ehhodhot, které tam byly uloženy* Tento nástroj je opět účinnýpro zatmí vání /nebo naopak pro zesvětlení/ oblastí nebo; plochobrazovky*

Na obr» 10 je znázorněn vývojový diagram způsobu?. prováděníspeciálního stínového efektu, podle: přednostního provedení to*hoto vynálezu* Stín se odlišuje od stínování /obr·* 9/ v tom, žepředchozí hodnota šedé stupnice není nahrazená vybranou hodno-tou šedé stupnice, jako se provádí při stínování* U stínu sepředchozí-spodní hodnoty plxelů šedé stupnice posunou o hodno-tu určenou, operátorem. Tímto způsobem se spodní pí zely nasta-ví nahoru nebo dolů podle táto hodnoty posunutí* Pro vytvořenístínu vybírá animátor plochu, kde má být stín, v prvním krokureprezentovanými blokem 72* Provádí se to opět jakýaikoliv ná-stroji, jako je okénko nabo plocha navržená od ruky· ¥ dalšímkroku reprezentovaném blokem 74 se vybere hodhota posunutí še-dé stupnice* Tato: hodnota je: buň pozitivní neb® negativní ,v závislosti na vzájemné)*vzrůstů nebo poklesu přeďchozích-spod-ních hodnot šedé stupnice navržené oblasti* Bodhota posunutíšedé stupnice se potom aplikuje na hodnoty šedá stupnice ve vy-brané ploše, v/ bloku 76 a konečně se nové hodnoty šedé stupni-ce ukládají ďo dolní paměíové struktury 18* v bloku 78* Tentonástrejj vytváří realistický efekt způsobující, že povrch, kte -rý je vespod, se odráží bučí jako tmavší nebo světlejší obraz,jako v přápadě mnoha skutečných vržených stínů*

Na obr*11 Je znázorněn vývojový diagram způsobu vytvářeníspeciálních efektů gradování, což je další význak přednostníhoprovedení! vynálezu* Gradování obrázku zahrnuje vytváření grada-ce hodnot šedé stupnice pro střední oblast založených na hodno-tách šedé stupnice7 v přilehlých oblastech vy braných operátorem*Oblast, kde se požaííhje gradování, je nejdříve vybrána v bloku:80* Může se provádět jakýmikoliv nástroji pro výběr, jako? Jsouokénka, náčrtek od ruky, spojení krajních uzlů vybraných operá— 19 - torem, atd· Dále, jak je znázorněna v blocích 82 a 84, vyberouse oblastí "světlé” a "tmavé*· Výrazů světlý a tmavý se použí-vá pouze jako označení k rozlišení gradientu intenzity a smě-ru ďVow šedých stupnic, ze kterých je odvozena oblast,, kde: semá provádět gradování, 3řýběr světlých a tmavých oblastí není'omezen pouze jednou oblastí· Když se světlé a tmavé oblastivztahují pouze na hodnoty šedé stupnice , ze kterých se odvo-zuje oblast, která má být gradována, může animétor znásobitpolohu, světlých a tmavých oblasti kolem oblasti, která se mágradovat· Týt® světlé a tmavá oblasti se mohou umístit přímokolgte neb® v těsné blízkosti oblasti, která se má gradovat· V bloku 86 se přiřazuji hodnoty šedé stupnice světlým a tmavým:oblastem. To jsou hodnoty, ze kterých se budou odvozovat ob-lasti ke gradování· Nutno? poznamená!, že označení "světlý"a "tmavý* se vztahuj e na " světlé "oblasti s hodnotou šedé stup-nice menší a na "tmavé" oblasti š hodnotou větší· Jsou to pouzeoznačení k. rozeznání oblasti s nižší hodnotou šedé stupniceod oblasti s vyšší hodnotou šedé stupnice· V kroku reprezento-vaném blokem 88 se k pixelům v oblasti ke gradování přiřadíhodnoty šedé stupnice založené na lineárním vztahu mezi svět-lými. a tmavými oblastmi· Světlé a tmavé oblasti mohou být u-místěny přesně proti sobě / na opačných stranách oblast!, ke gra-dování/ nebo mohou být umístěny kdekoliv mezi 180a a 0°t Jeli^·kož se světlé a tmavé oblasti vzájemně přibližují /t. j;· přibli-žují se odděleně od 0°/, snižuje se účinek těchto oblastína oblast, které se mé gradovat· To mé za následek, nehleděna vzájemné umístěhí světlých a tmavých oblastí /menší než180°/, že dále vzniknou větší vizuální změny v oblasti, kterásé má gradovat· Umístěním násobku světlých a tmavých oblastíkolem oblasti, která se má gradovat, se dosáhne více změnovýchefektů v. oblasti, která se má gradovat· Každý z těchto: mnohasvětlých a tmavých oblastí může být považována za subdivizejednotlivých světlých a tmavých oblastí, (zradování nastávázpracováním, každého pixelt^světlé oblasti s ohledem na každýpixel tmavé oblasti, který je lineárně spojen prostřednict-vím oblasti, která se má gradovat,s pixelem světlé oblasti·Lineárně spojený znamená vztah mezi světlými a tmavými pixely - 20 - a oblasti^ které má být gradována» Alespoň jeden pixel v ob-lasti, která se má gradovat, musí ležet uvnitř úsečky prochá-zející mezi alespoň jedním pixelem v každé ze světlých a tma-vých oblastí» Bez tohoto lineárního vztahu, se nebudou vyskyto-vat žádné pixely v oblasti, kt©:á se má gradovat nabo,kterábude podrobena gradování» Podobně se zpracovává každý pixel 4 v tmavě oblasti s ohledem na každý pixel ve světlé oblasti,který je lineárně spájený prostřednictvími oblasti, která semá gradovat s pixelem ve tmavé oblasti» Týto operace se vysky-tuji u každého pixelů v každé světlé a tmavé oblasti s ohle-dem na každý pixel v opačné, kontrastní oblasti, který mélineární vztah prostřednictvím oblasti, která se má gradovat»Nutnost lineárního vztahu mezi pixely světlé a tmavé oblastijě dána proto, že umístění světlé a tmavá oblasti těsně vedlesebe, aniž by mezi nimi byla umístěna oblast ke gradování,má za následek, že oblast určená ke gradování se negraduje·Uskutečnění gradování znamená také vzdálenost mezi světlými atmavými oblastmi a jejich úhlový vztah» Když má oblast,určenáke gradování, přiřazené hodnoty šedé stupnice, uloží se novéhodhoty šedé stupnice do dolní parnětové struktury 18» jak jeznázorněno; v bloku 90» Skutečný způsob gradováni se řídl vyme-zením· rozdílu; hodnot šedé stupnice mezi světlými a tmavými ob-lastmi· Světlá oblast s hodnotou Šedé stupnice 150 a tmavá ob-last s hodnotou šedá stupnice 50 dává rozdíl 100» Počet pixelů umístěný lineárně mezi světlými á tmavými oblastmi je vymezen»Rozdíl v hodnotách mezi světlými a tmavými oblastmi potom li-neárně "skočí" podle počtu pixelů lineárně umlstěnýirir mezisvětlými a< tmavými oblastmi» Jestliže je 100 pixelů mezi svět-lými a tmavými oblastmi a světlé a tmavé oblasti mají hodnotyšedá stupnice 150, respektive 50, potom každý pixel mezi pi-xelem ve světlých a mezi pixelem v tmavých oblastech by měibýt zvýšen o jeden. To by mělo mít za následek, že pixelyv/ "prostřední fázi" by měly mít hodnotu 51, 52, 53 ♦♦♦ 147»148, 149» Týto prostřední hodnoty se potom přičtou k přiměře-ným hodnotám šedé stupnice v oblasti, které se má gradovat»Tedy, jestliže tato oblast ke gradování mé délku 50 pixelůna přímce mezi pixelem ve světlé oblasti a pixelem v tmavé ob-lasti a oblast ke gradování byla umístěna 50 pixelů před svět- 21 - lou oblast) potom oblast ke gradování, by měla : hodnotu šedéstupnice 101 připočtenou k pixelu uvnitř oblasti ke gradování,která je nejtěsněji u tmavé oblasti* Hodnota šedé stupnice 102by byla přičtena k hodnotě šedá stupnice dalšího pixelu uvnitřoblasti, která se má gradovat* Proces pokračuje, dokud všech-ny pixeiy v oblasti ke gradování nemají přidaná své posunuté hodnoty k;____předchozím hodnotám šedé stupnice* Jestliže oblast ke gradování má hodnotu šedé stupnice 10 pro své všech-ny pixeiy, přičetla by se k-hodnotám šedá stupnice 101 ··· 150pro jednotlivá pixeiy* Nové hodnoty šedé stupnice se přiřadívšem; pixelům v oblasti, která se má gradovat* Oblasti, kteréjsou mimo tuto oblast a neb® nejsou v lineárním vztahu mezisvětlými a tmavými oblastmi, nejsou ovlivněny* Všechny lineár-ní vztahy mezi světlými a tmavými oblastmi /prostřednictvímoblasti, která se má gradovat/ jsou vymezeny na bázi dvojic pi-xelů, t. j. pixel ze světlé oblasti musí být lineárně spojen/prostřednictvím oblasti, která se mé gradovat/ s: pixelem ve tma-vá oblasti* Vícenásobné; gradování nastává, když pixeiy v oblas-ti, kterd se má gradovat, jsaou lineárně uspořádány mezi vícená-sobnými páry světlých a tmavých oblastí /nebo skutečných, svět-lých a tmavých oblastí způsobených překrytím/· Tyto páry se ne-musí skládat ze specifických párů, protože zde může existovatmnoho vztahů* Provádí se zde sekvenční zpracování seřazenímgradace vícenásobného počtu párů světlá a tmavá oblasti*

Na obr. 12 je-znázorněn vývojový diagram zobrazující speci-ální efekt prolínání· Efekt, prolínání umožňuje prolínání nebono z tmívání a zatmí vání přecházející z jednoho obrázku do druhé-ho* Tento efekt může také- probíhat přes více obrázků· V bloku92 se vybere základní obrázek nebo obrázky, kde se mé provádětroztmívání. nebo zatmívéní. V bloku 94 se vybere obrázek) od kte-rého se má provádět: roztmívání nebo zatmí vání* V bloku 95 sevybere číslem políček, přes které mé probíhat prolínání. Blok96 znázorňuje prolínání základního obrázku / obrázků/ do urče-ného? obrázku /obrázků/· Prolínání probíhá přes počet políčekvybraných v bloku 95» Je to označeno^ v procentech* Například,když se vybere deset poliček, bude se do určeného políčka pro-línat deset procent pixelů základního obrázku. Tento proces bu- - 22 - de pokračovat, doknd není prilínání skončeno» Když: je prolíná-ní skončeno, je proces hotov, jak je znázorněno: &amp; bloku 100»Dokud není prolínání skončeno, proces se cyklicky opakujea větší a větší počet základních obrázků ®e roztmívé nebo za-tmí váz dokud není prolínání skončeno. Je to; velice užitečný ná-stroj pro postupné přecházení ze scény na scénu nebo pro zje-vování postav, jako jsou duchové#

Na obr. 13 je znázorněn vývojový diagram zobrazující spe-ciální efekt splývání» Efekt splývání je podobný jako prolíná-ní, kromě přechodu ze základního do určeného políčka a vyskytu-je se jenom v jednom, políčka v předenu vybrané hodnotě v procen-tech pro šedou: stupnici základních pixelů. Splývání umožňujeprováděni transparentních efektů, jako jsou. obrázky objevujícíse skrze oheň nebo kouř a také zrcadlení obrázků» Jako příkladje možno uvést obraz postavy /jako základ/ zrcadlící se na dlaž-dičkové podlaze: /určení/ přičemž dlaždičková podlaha je roze-znatelná skrze odražený /transparentní/ základní obraz·

Na obr»14 jě znázorněn vývojový diagram, zobrazující spe-ciální efekt skládání· Speciální efekt, skládání je prováděn \způsobem fóliové animace· To dovoluje vytváření několika vrstev,které se skládají dohromady k: vytvoření konečného obrázku· Jeto v animaci častý případ a umožňuje vytváření a zhotovenírůzných částí úplné animační sekvence nebo části postavy· Na-příklad tento nástroj umožňuje animátorovl izolovat obrázeknebo část obrázku a vytvořit animaci, těchto individuálních ob-rázků nebo jejich částí» Tato "subanimace" se může potom sklá-dat db dalšího obrázku nebo do jeho částí i Příklad tohoto způ-sobu je animace mrkajících očí odděleně od obličeje, v němžse mají pak oči objevit· Prostřednictvím každého sekvenčníhopolíčka by mělo být rozdílné "mrknutí" očí zahrnuto do obráz-ku obličeje. Mrknutí nebo mrkání očí by se mělo objevit, na ob-rázku. obličeje v celém průběhu sekvence· Jiným·. příkT&amp;em je,když jedna animační skupina pracuje na pozadí, zatímco druhéskupina pracuje na popředí, třetí na hlavní postavě a čtvrtána vedlejších postavách. Všechny tyto: "vrstvy" je nutno spo-jit dohromady /složit/ k vytvoření konečného díla. Tento ná-stroj pro skládání provádí úplný přechod ze základního; do ur- - 23 čeného ohrózku* 7 bloku. 108 se vybere základní obrázek nebo ob-rázky* 7 bloku 110 se vybere určený obrázek nebo obrázky* 7 blo-ku 112 se obrázky skládají se základními obrázky přepisující-mi. jakékoliv paměíové místo obsazené určenými obrázky* Skládá-ní se může provádět tak, že základní obrázek se jenom převedena plochy, kdene jsou žádné dřívější masky nebo: masky nepřiřa-ditelaých pixelů. Tímto způsobem se postava kráčející za jinoupostavou skutečně objeví, jak kráčí za touto postavou, namístoaby se obě postavy vzájemně částečně promíchaly, jako kdybybyly průhledné* Když je skládání ukončeno, je proces hotov*

Když ne / je třeba skládat dodatečné; vrstvy/, cyklus: se vracík bloku 108* Animátor musí ovšem rozhodnout pořadí operaceskládání,, aby postava, která se má objevit přeď pozadínr, nemě-la část přepsanou odpovídajícími plochami obrázku pozadí*

Na obr* 15' jé znázorněn vývojový diagram zobrazující způ-sob provádění spedálního efektu posunutí pixelů. Tento nástrojumožňuje animátorovi panorámovat záběry pozadí přes série polí-ček á vytvářet; efekt pohybu těchto záběrů pozadí* Mnoho obráz-kň/záběrů/ se může pohybovat v předem stanovené; trajektorii,jako například mraky plynoucí po obloze* Použitím; nástrojeposunutí pixelů se mohou mraky posouvat po souřadnicích X a Ϊve vzdálenosti a rychlosti předem určenýafc animátorem* Způsobse provádí z políčka na políčko a může být cyklován, kdyžobrázek opustí "hranice" obrazovky* Rychlost posunutí pixelůse může modifikovat tak, že je nízká během a mimo zdánlivýpohyb prvků přes obrazovku* Také trajektorie pohybu, může býtna programována do operace posunutí pixelů* V bloku 118 se vy-bere obrázek, který mé být posunut* 7 bloku 120 se vyberousouřadnice X a 1 pra vzdálenosti posuvu* 7 bloku 122 je posuvukončen* Projeví, se přesunCTt obrázku, který se pohybuje přesobrazovku* Konečně v bloku 124 se provádí výběr cyklování: ob-rážků, které opustily obrazovka, zpět na druhou stranu obra-zovky* Ta umožňuje, aby obrázky byly cyklicky přetočeny"na začátek příštího políčka*

Na obr.16 je znázorněn vývojový diagram zobrazující spe-ciální efekt automatického provádění prostřední fáze* Tentonástroj je užitečný, když se postavy nebo obrázky pohybují - 24 - po předem určené trajektorii nebo předem určenou rotaeí, všech-no; relativně konstantní rydalestí· Příkladem' tohoto konceptuje postava, která padá přes obrazovku· Jiný přiklaď je pohybpaže, nohy neb® hlavy příslušná postavy,; atd· Tímto nástrojemse může vymezit; jakýkoliv možný pohyb· V bloku 126 se vybereobrázek /nebo část obrázku/, kde se má' provádět prostředni fá-ze· V bloku’ 126 se vybere úhel. rotace kolem? pevného bodu· T bloku 130 se vybere trajektorie obrázku· Nutno peznamenát,že se vybere pouze trajektorie, když se obrázek neotáčí· Naopak,jestliže se obrázek: otáčí bez posouvání, vybere se jenom úhelotáčení· Je také; možné' vybrat podrobné umístění namísto měřenívzdálenosti po níž se mají obrázky pohybovat· V bloku; 132 sevybere počet políček, ve kterých se; má provádět tento pohyb·Konečně v bloku ÍM se tímto; způsobem určí políčka prostřednífáze·

Fonkna rozostření umožňuje animétorovi rozostřit nebo; změk-čit barvy při průměrných hodnotách šedé stupnice u vybranéhopočtu, pixelů· Když se vybere část obrázku / t· j· "růžová" tvářna obličeji/, nasadí se aktivní maska sestávající z částipro rozostření a okolní plochy obrázku, do níž prolne rozostře-ní· Jak® příklad může být stanoven obrys obličeje bez očí, no-su atd·, ale s -t^řemi k rozostření jak® maska· Tato maska sezobrazí v bitové rovině 12» Dále části obrázku, které ne jsousoučástí masky, se zobrazí v grafické bitové rovině 12 ve sku-tečné plloze na masce· To znamená, že oči, nos atd·, se zobrazína obličeji· Potom, se vybere hodnota odpovídající počtu pixelůna jedné; straně pixelů, které se zprůměrují a které mají býtzařazeny d® zpracování. Potom? se udělá pro každý zobrazený pi-xel prměmé hodnota šedé stupnice vybran^ao počtu sou- sedních pixelů a přiřadí se k pixelům, které se zpracovávají·Týt® nové hodnoty šedé stupnice se uloží jenom, pro pixelyv aktivní masce, t· j· pro tváře a okolní pixely, ve kterých$sou nové hodnoty šedé stupnice jako výsledek rozostřování./změkčování/·

Claims (10)

1. - 25 - x | u í A) K r I i > * 0 < c· 1 cn ro λ xx - > — to N -* -< t! o> oc oo p! PATENTOVÉ NÁEOKT 1» Způsob animace pomocí počítačové grafiky obsahující prostřed-ky k ukládání sérií obrázků do paměti a paměťovou strukturu k u-ikLádání obrazové: informace, v y z n a δ . u 3 í c í se tím',že každý z těchto) obrázků obsahuje mnoho obrazových pixelůa paměťová struktura obsahuje mnoho; bitových rovin, rozděle-ných alespoň do dalších dvou paměťových struktur, kde v prv-ní paměťové struktuře je přechodné uložena obrazové informa-ce modifikovaná operátorem jako množina vektorových hodnota ve druhé paměťové struktuře; je uložen obrazová informacemodifikovaná operátorem v rastrové reprezentaci· 2· Způsob animace podle bodu 1, v y z n; a δ u ji í c í s et í m, že obrázek uložený do této první paměťové strukturyse zobrazí na displeeji v barvě vybrané operátorem· 3· Způsob animace podle bodu 1, v y znač u jící set i mi, že druhá paměťová struktura je dále složena alespoňz jedné bitové roviny·
2. 4. Způsob animace podle bodu 3, vyznačující setím, že tato druhá paměťové struktura se skládá ze čtyřbitových rovin. 5"·· Způsob animace podle bodu 3» vyznačující setím, že obrázek uložený do těchto bitových rovin se zobra-zí na displeji v barvě vybrané operátorem· 6· Způsob animace podle bodu 4, v y z n a δ u j íc í s e t í m, že každý z těchto obrázků uložených do každé z těchto - 26 bitových rovin se zobrazí na displeji v barvě vybrané operá-torem přiřazené těmto bitovým rovinám» 7· Způsob animace podle předchozích bodů, vyznačujícís es t í a, že obsahuje následující kroky: * a/ vytvoření a zobrazení prvního obrázku, který je složenz vektorově definovaných přímek a který se uloží jako množi-na vektorových hodnot ďo prvního parněťového místa vektorovépaměťové struktury } b/ přechodné uložení prvního obrázku do prvního paměťovéhomísta první rastrové paměťové struktury jako rastrové defino-vaný obrázek} c/ vytvoření a zobrazení druhého obrázku, který je složenz vektorově definovaných přímek a který se uloží jak© množi-na vektorových hodnot do druhého paměťového místa vektorovépaměťové struktury} d/ přechodná udržení druhého obrázku do druhého; paměťovéhomísta pivní rastrové paměťové struktury jako rastrové defino-vaný obrázek} ' ’ e/ vytvoření třetího obrázku představujícího přechod z prv-ního obrázku ke druhému obrázku,, kde tento třetí obrázek, jesložen z věktorově definovaných přímek,a který se uloží jak)množina vektorových hodnot ďo třetího paměťového místa prvnírastrové paměťové struktury a ř/ uložení třetího obrázku do třetího paměťového místa prvnírastrové paměťové struktzry jako rastrově definovaný obrázek,
3. 8, Způsob animace podle bodu 7, v y z n a δ u j í c í set í m, že první obrázek se zobrazí na displeji, zatímco sevytváří druhý obrázek. - 27 9· Způsob animace podle bodu 7, v y z; n a č u j í c í set í m, že první a druhý obrázek se zobrazí současně na dis—-pleji j zatímco se? vytváří třetí obrázek. 10» Způsob animace podle bodu 9> v y z n a č u j: í c í se V í m, že první obrázek: se zobrazí v odlišná barvě než druhýobrázek. 11· Způsob animace podle bodu 10, v. y z: n a δ u j í c i se t í m, že první odrážek se zobrazí v první barvě, druhý obrá-zek: se zobrazí ve druhé barvě a třetí obrázek se zobrazíve třetí barvě.
4. 12. Způsob animace podle předchozích hodů, vyznačujícíse t í m, že obsahuje následující kroky: ve vztahu a/ vytvoření druhého: obrázku prvnímu rastrově definovanémuobrázku, kde druhý obrázek obsahuje množina vektorově defino-vaných přímek a b/ uložení druhého obrázku do paměti jako rastrově definova-ný obrázek.
5. 13. Způsob animace podle předchozích bodů, vy z n a dují c íse t í m, že obsahuje operaci stínování obrázků vytvoře-ných z pixelů, kde tyto pixelý mají přiřazené; hodnoty šedéstupnice, kde tato^peraee obsahuje následující kroky; a/ výběr ploch pixelů u obrázků$. b/ výběr hodnoty šedé stupnice k aplikaci k vybraným pixelům c/ aplikování hodnoty šedé stupnive na vybrané pixely,. kdetato aplikace nahradí jakékoliv předchozí hodnoty šedé stup-nice u vybraných pixelů.
6. 14. Způsob animace podle předchozích bodů, vyznačujícíse t í m, že obsahuje operaci pro vytvoření stínn k ohráz- - 28 - kům vytvořených z pixelů, kde tyto pixely mají přiřazeny hod-noty šedé stupnice, kde tato: operace obsahuje následujícíkroky: a/ výběr’ plochy pixelů u obrázku; ·· b/ výběr hodnoty posunutí šedé stupnice, pomocí které Útloupřeskupeny vybrané pixely a c/ aplikování hodnoty posunutí šedé stupnice na vybrané pi-xely, kde tato aplikace nahradí předchozí hodnoty šedé stup-nice, kde vybrané pixely s novou hodnotou šedé stupnice serovnají původní šedé stupnici zvětšenou o hodnotu posunutívybrané šedá stupnice· 15» Způsob animace podle předchozích bodů, vyznačujícíse ti m, že' obsahují operaci gradování stínování obrázkůvytvořených z pixelů, kde tato operace obsahuje následujícíkroky: a/ výběr plochy pixelů, na kterou se bude působit^ b/ výběr první a druhé oblasti pixelů , kde alespoň, částplochy leží na přímce mezi první- a druhou oblastí j c/ stanovení odlišných číselných hodnot, pro první a druhouoblast slouží cích jako koncové body pro'lineárně rostoucífunkci na všech přímkách mezi první a druhou oblastí pro-střednictvím uvedené plochy ; d/ připočtení přírůstku šedé stupnice, jejíž hodnota je vy-mezena touto lineárně rostoucí funkcí k dříve existující hod-notě šedé stupnice každého pixelů ležících na uvedenýchpřímkách uvedené plochy$ pixelů e/ nahrazení dříve existující hodnoty šedé stupnice každéhona uvedených přímkách uvedené plochy novou hodnotou šedéstupnice s uvažováním připočtení uvedeného přírůstku· - 29 -
7. 16. Způsob animacepodle bodu 15, vyznačující set í m, že jedna z obou oblastí obsahuje subdivize oblastípixelů umístěné kolem uvedené plochy.. 17* Způsob animace podle bodu 7, v y z na δ u j í c í se:t ím, že déle obsahuje knot opakování kroků a/ prostřednic-tvím f/ s uvedeným třetím obrázkem: vytvořeným v kroku e/,který se stává novým prvním obrázkem. 16* Způsob animace podle bodu 7, vy z n a δ u j í c í se t Í my že dále obsahuje krok opakování kroků a/ prostřednic-tvím £/ s uvedenými třetím obrázkem vytvořeným v kroku e/,který se stává novým, druhými obrázkem. 19. 5£>ůsob animace podlé bodu 7, v y z n a δ u j í c í se:tím, že přechodně uložené obrázky jsou všechny uloženy v oddělená druhé rastrové paměíové struktuře s hodnotou še-dé stupnice přiřazené ke každé bitové rovině.
8. 20. Způsob animace podle bodu 19, v y z: n a δ u j í c í set í my že každá oddělené' druhá rastrová pamětová strukturaodpovídá jednomu políčku animované sekvence obrázků.
9. 21. Způsob animace podle bodu 20, v y z π a δ u j í o í setím, že obrázky uložená v oddálená druhá rastrová parně-iov.é struktuře se cyklují a zobrazují se na displeji ke znázornění animace.
10. 22. Způsob animace podle bodu 21, vyznačuj ící setím, že cyklování obrázků se: provádí automaticky v pře- ·dem dané rychlosti a předem daném: směru.