摘 要

本文对于毕业设计二维动画短片《偞》中使用到的Spine技术的应用进行了分析与探究，在科技与软件越来越进步的时代下，没有必要太过拘泥于传统逐帧动画，使用新的技术，为二维动画短片的制作提供了方便。此次探究从理论上分析了Spine技术的应用，为推动二维动画新技术的使用起到了抛砖引玉的作用。

研究结果表明：新软件的使用极大限度的提高了二维逐帧动画的制作效率。

本文的特色：探究新的软件技术在《偞》动画短片中的实际应用。

关键词：Spine动画；骨骼动画；二维动画；动画短片

Abstract

In this paper, the application of Spine technology used in the graduation design 2D animation short film "偞" is analyzed and explored. In the era of increasingly advanced technology and software, there is no need to be too rigid in traditional frame-by-frame animation, using new The technology provides convenience for the production of 2D animated short films. This inquiry theoretically analyzes the application of Spine technology and plays a role in promoting the use of new two-dimensional animation technology.

The research results show that the input of new technology greatly improves the efficiency of two-dimensional frame-by-frame animation.

The characteristics of this article: use the new Spine technology to improve the speed of 2D animation.

Key Words：Spine；Skeletal Animation；2D Animation；Animated shot film

目录

第1章 绪论 5

□□1.1 研究背景 5

□□1.2□ 研究目的及意义 5

□□1.3 选题的研究现状 5

第2章 Spine软件的主要功能和介绍 6

□□2.1□ 软件Spine的功能特点 6

□□2.1 软件Spine的作用和优势 8

第3章 毕业短片《偞》中Spine技术的应用 10

□□3.1 《偞》中Spine在角色动画中的运用 10

□□3.2 《偞》中Spine在场景动画中的运用 11

□□3.3 《偞》中Spine的运用出现的问题以及解决方法 11

结语 13

参考文献 13

致谢 13

1. 绪论

1.1 研究背景

从传统二维动画到现今，越来越多方便可行的新软件的出现给动画创作带来了很大的便利。作为动画专业的本科大四学生，毕业设计是对我大学四年专业学习的一次总结，也是最重要、最完整的作品呈现。毕业设计既是对本科学生大学四年学习动画专业理论知识和专业实践能力的一次考核，也是对学生艺术审美修养是否提升的审阅，毕业设计环节能反映学生专业理论与实践结合的能力，展现学生的审美趣味，还能反映学生在创作中学习的能力，为学生将来走向具体专业的工作岗位奠定扎实的基础。

我在实习期间接触了“Spine”这个软件，并且今后的工作也会一直使用它。Spine提供的便利体现在影片的中期动画部分。运动在动画中占据的份量很大，一部动画最终质量的好坏，极大程度的体现在动画中角色的动作表现以及在动作制作中的运动规律的运用。在动画中，要想增强动画的感染力，使动画的角色栩栩如生，就需要进行精细的动作设计，使用恰当的运动规律。粗制滥造的动画，往往体现在缺帧或者动作僵硬。流畅且符合动画剧情发展和角色性格等的动作设计和运动规律能使动画更加生动。动画中的动作设计直接影响了动画短片的效果，是构成动画观赏性的重要组成因素。在具备了这些知识的情况下，传统绘制的中期是一项巨大的工程，“Spine”的出现给这一工程提供了很大的便利。

1.2 研究目的及意义

本次毕业设计的短片，在制作中期我尝试运用该Spine，并在实践中把进行的思考理论化。毕业论文的撰写为将来从事科学研究打下论文写作的基础，通过此环节的学习，也找到了专业学习中如何发现问题、思考问题和解决问题的方法。

据此，通过毕业创作和毕业论文的撰写，学生能够梳理专业知识，提升专业综合能力，从而达到检验大学学习的目的。

1.3 选题的研究现状

目前市面上对这一软件技术使用的论文和研究并不深入和系统，我通过本次毕业论文的探究可对这一选题作理性的分析和归纳，对今后的专业创作有一定的帮助，也希望能给予从事动画创作的同仁们一些借鉴和帮助。

第2章 Spine软件的主要功能和介绍

2.1 软件Spine的功能特点

Spine是一款2D骨骼动画编辑工具。旨在使工作流程更加高效和简洁，从而创建所需的动画。下面将逐一介绍Spine的功能。

2.1.1 摄影表

动画制作过程中的最核心部分就是摄影表。所有重要的细节都包含在这里，动画制作的时间轴就在这之间，可以通过调整时间轴来调整节奏。

图2.1 摄影表

2.1.2 网格

矩形边界内可以自定义多边形的形状。这样可以大大提高最终贴图集的空间使用率，在网格外的像素就会被忽略掉。并且网格的另外一个功能是可以支持自由变形和蒙皮，调整贴图的形状就会变得更加方便。

图2.2 网格编辑

2.1.3 自由变形

自由变形也称为Free-Form Deformation，着通过移动上一步骤中编辑好的网格上的网点，就可以实现图片的拉伸、压缩，弯曲等等一些变形功能。

图2.3 自由变形

2.1.4 蒙皮

蒙皮将网格中选定的点附加给选定的骨骼。然后附加点将随着骨骼移动，网格则随之自动发生变形。骨骼进行蒙皮后，就可以用骨骼动作控制角色进行动作调整了。

2.1.5 曲线编辑器

若想调整动画中细微的节奏，在曲线编辑器中可以通过调整贝赛尔曲线这一功能，来控制两帧之间的数值差，细微的停顿节奏等可以使动画更加生动。

图2.4 曲线编辑器

2.1.6 反向动力学

站立着的人物，若想让其蹲下，直接调整重心会导致脚和腿的位置也移动，这时可以使用姿势工具里面的反向动力学（IK）的原理，角色蹲下的同时，腿自动进行弯曲，而脚会固定位置不动，调整姿势变得更加便捷了。

2.1.7 皮肤

像换装游戏一样通过改变附加在骨骼上的图片，可以实现该人偶动画的重复使用。皮肤功能可以为做好的角色动画切换图片素材。大大提高了动画制作的效率。

2.1.8 输出格式

Spine同时可以导出GIF动画，PNG或JPG序列图，还有AVI或QuickTime的视频文件。

图2.5 输出格式

2.1.9 导入

Spine可以通过路径导入由其它工具（通常在ps中生成json文件）生成的json数据文件，或二进制格式数据。也可以从别的Spine项目中导入骨架和动画。

2.2 软件Spine的作用和优势

在Spine中通过将图片绑定到指定的骨骼上，在图片上打好网格，蒙皮在指定骨骼上之后再控制骨骼实现动画。相对于传统的手绘逐帧动画，Spine的2D骨骼动画有以下优势。

2.2.1 体积小流畅性强

传统的动画需要人工绘制每一帧图片，每帧图片咋清晰度都保证的情况下，累积起来的内存很大。然而Spine动画所占用的空间非常小，它只用保存骨骼的动画数据。一秒二十四帧，相对于传统逐帧动画的一拍二甚至一拍三，Spine动画在软件中自动计算中间帧，这能让动画总是保持一拍一的流畅效果。

2.2.2 可以重复利用

图片通过绑定在骨骼上来实现动画。并且可以方便的更换角色的皮肤来满足不同场景与剧情的需求。甚至可以通过改变角色的表情与样貌来达到人偶动画的重复使用的效果。同时，在动画之间也可以进行混合。比如一个角色可以在吃饭的同时，进行各种表情变化与不同的肢体变化。

第3章 毕业短片《偞》中Spine技术的应用

3.1 《偞》中Spine在角色动画中的应用

在本次的毕业设计短片中，对于角色动画，我将从准备工作、骨骼绑定与调动画三个方向来阐述。

3.1.1 角色动画的准备工作

短片《偞》中，角色的动作很丰富，很多角度还是有重复的情况。比如说，侧面的走路与侧面的吃饭，就会出现相同的侧面，只不过镜头的景深可能不一样。在这种情况下，传统逐帧动画就需要全部重新画一遍，Spine骨骼动画就显出了强大的优势，骨骼的绑定与更换装备等功能大大减少了不必要的作画的重复率。

在前期的准备下，我们对主要人物：爸爸和女儿，分别进行了正面与侧面的人物拆件，并准备了短片中所需要的所有服装。这里单独拿“爸爸”来解释。

首先，我们会分析“爸爸”这个角色，在整个短片中会出现哪几个常用的角度。经过分析，3/4侧面与正面用的最多。正面的人物可以调整的范围又有仰视和俯视以及轻微的偏侧面，3/4侧面可以左右翻转，大角度的偏侧也可以调整，于是得出结论，大多数的角度都是可以用3/4侧面与正面的角度调整出来的。我们就可以先画出正面和3/4侧面的“爸爸”的全身图，并进行拆件。拆件，顾名思义就是拆开各个零件的意思，原理跟偶动画差不多，分别把各个关节，头发片等一一拆开。

接下来我们要分析这个人偶会出现哪些表情和动作。准备好人偶需要的所有表情、手的姿势与各种小道具并分别放入之前的文件中。这样一来，所有的前期准备工作就完成了，可以进行资源的整合与绑定了。前期分析与零件制作的越详尽，在最后的动画环节就会越省力。

图3.1 角色拆件

3.1.2 角色骨骼绑定与权重分配

在拆好零件以后，开始进行骨骼的绑定，这一步骤相当于给人偶加上“提线”。首先创建一根原始的大骨骼到质心，再按顺序依次建立好与之相对应的子骨骼。Spine中的骨骼没有3ds max中的那么严谨，3ds max中的骨骼是类似人型的，但是在Spine软件中，骨骼未必会呈现出人型，平面化的东西跟3D的还是有很多出入的。绑定好所有骨骼之后，检查一下父子级与层级关系，看看各个关节是否都绑定的正确可动。

紧接着就可以进行权重分配了。选择一个骨骼所要绑定的部位，这个时候我们就需要在这个部分零件上打一些节点，让骨骼对节点进行分别操控，这个节点就有点类似与在建模中的网点的概念。节点本身会对现有的图片有一定的影响，如果在原图片有一些瑕疵的情况下，也可以利用节点稍微修整边缘。除了边缘的网格，内部的网格也需要建立一些。建立内部网格主要需要考虑两点，第一是物体内部结构，第二是骨骼点的位置。不同位置的内部网格所影响出来的转面效果也不同。

最后把打好网格的图片依次绑定到相对应的骨骼上，调整细节，再仔细检查一遍。整个人偶按照这样的操作全部完成，我们就得到了一个可以调整各种动作，展现各种表情的可重复利用的人偶了。

3.1.3 角色动画调整

绑定好人偶，就可以进入动画面板，进行角色动画的调节了。这一环节主要是对自身动画运动规律掌握的应用。在关键帧的地方K好帧，系统就会自动运算好中间的帧，相对于传统逐帧动画而言，这一庞大的中期工程被极大的压缩简化，这也是我在选择Spine来作为此次动画短片制作软件的主要原因。

图3.2 Spine动画窗口展示

3.2 《偞》中Spine在场景动画中的应用

在场景动画中，Spine主要代替了AE的部分工作内容。在传统动画制作中，场景通常是静态的，最后再将角色与场景进行合成，所以场景也常常被称作“背景”。随着技术的发展，很多时候需要动态的场景才能够更好的与人物环境等产生良好的互动，动态的场景也要比静态的场景画面看起来更加精致与完整。二维动画之中，想要人物与场景都在运动，工程量可想而知。但是在Spine的窗口中，可以很方便的把二者整合起来，同时进行动画动作调整。

在《偞》的短片制作中，Spine在场景中的应用主要是进行一些烟雾特效，植物的风吹草动的效果。在昏暗的森林里，怪虫爬过、黑影掠过；废弃的城市中，烟雾缭绕、废纸飘扬，都是运用Spine所制作的场景动画。

3.3 《偞》中Spine的运用出现的问题及解决方法

此次动画短片制作的过程中，Spine的运用多多少少出现了一些问题，接下来就遇到的问题，提出个人分析与解决办法。

3.1.1 Spine制作的动画太流畅

传统二维动画每一帧画面都是人画出来的，工序上简略地说是先画线稿再上色这样的流水线作业，为了省成本一拍二一拍三都来了（同样的一帧画面持续播放两帧时间叫一拍二，相当于一秒钟原本需要24帧画面，现在只需要画12帧画面，动画会变得不流畅）。

但是Spine调整出来的动画，是使用软件的算法直接计算出中间帧的效果，一拍一的节奏就导致画面太过于流畅。在我们的毕设短片中，整部短片仅仅是一部分使用了Spine，还有一些部分保留了逐帧手绘的方式，这样一来，节奏差距太大的视频放在一起，会产生很强烈的违和感。

我在思考这个问题的时候，《蜘蛛侠：平行宇宙》这部动画电影上映了，这部三维动画电影为了与二维动画相结合，假装制照出二维动画略微卡顿的效果，选择性的关闭了运动模糊，以及抽掉了一半的帧数，实现一拍二的效果。

于是我在Spine中制作好动画，导出序列帧，再把序列帧导入TVP中，抽掉其中一半的帧数，并把每张调整两拍。微微卡顿的效果就出来了，可以完美的跟后续的手绘部分动画很好的结合。

3.1.2 场景动画边缘植物出现穿帮

由于场景同学没有过多考虑穿帮的问题，在制作场景动画的过程中，常常会出现边缘的物件一旦运动起来，相对应的背后的地方就会穿帮，往往体现在植物的晃动动画之中。

总不能每次都补充一部分的物件，于是我想，如果能固定住画面四条边上的所有物件，只进行内部的运动，就不会存在这种问题了。

我采取的办法是把挨着四条边的所有网格点的权重，绑定到固定不动的骨骼上，这样一来，内部的所有物件在随意调整动画的情况下，还能保持边缘不动，非常方便可行了。

3.1.3 Spine软件在制作动画短片《偞》中的弊端

个人认为，逐帧手绘动画的浪漫与精彩所在是其夸张的变形与强烈的表现力，这一点，Spine很难做到。像一些大的转身，回头，相对有空间感的动作，Spine都很难表现出来。Spine表现的更多是偏平面的动作。所以在制作短片的过程中，我选择采用了Spine和逐帧手绘相结合，偏三维与更多角度变化的镜头，仍然是采取使用手绘的方式来表现，Spine的利用则在尽可能节约手绘工程量的情况下制作短片。

结 语

时代与科技是不断进步着的，合理的使用便利的软件能够节约很多的工作成本。Spine是专业制作游戏动画的软件，在此次毕业短片创作实际应用的过程中，我不断尝试了新的技巧，给我带来了很多技术上的启发与思考。软件终究是辅助工具，更重要的还是扎实的基本功，我今后也会在实践中检验真理，不断进步。

参考文献

1. 理查德·威廉姆斯．动画人的生存手册[M]．北京：中国青年出版社，2006．
2. 弗兰克·托马斯，奥利·约翰斯顿．生命的幻象[M]．北京：中国青年出版社，2011．
3. 史蒂芬·卡瓦里耶．世界动画史[M]．北京：中央编译出版社，2012．
4. 温蒂·特米勒罗．分镜头脚本设计[M]．北京：中国青年，2006．
5. 戴巍．《蜘蛛侠：平行宇宙》的伟大与失败[Z]．2019．
6. 王军，王琛。3ds max骨骼动画高级应用技巧[M].天津：兵器工业出版社，2006.

致 谢

感谢程雯慧老师对该论文从开题报告，到最后各个环节的悉心指导，也感谢实习单位的培养，三个月短短的实习经历才使得我接触和构思了本次选题。四年大学生活即将结束，在此对动画系所有老师表示感谢，祝你们身体健康，工作顺利！