Digital Light Meter - Insert 2D Animation

Leonardo Carvalho

Summary:Computer Graphics Laboratory, Systems Engineering and Computer Science Department, Federal University of Rio de Janeiro, Brazil b IBM Research Center, Rio de Janeiro, Brazil In a traditional 2D animation, several intermediate frames are drawn between two consecutive keyframes . This process is very time-consuming and tedious for animators.

Keywords: Digital Light Meter, 2D Animation

1．Introduction

This article proposes an automatic inbetweening method that is tightly coupled with an animation production line. We have to wait until the artists usually start with the outline of the drawing to help preview the illustrations and use these criteria to improve the curve-corresponding inference. The method is based on a two-level matching algorithm, where the correspondence between the first search criteria, and the second one between the last art. This separation further helps the artist by using the transformed guides and drawings from the front of the frame to guide the creation of new ones, as a digital light meter. We demonstrate the robustness of our method with various animation examples, including sequences from anime books with professional animators.

2．Introduction

When an artist is drawing lessons, he usually begins with outlines that roughly describe the shape of the guide, with as little detail as possible. These guides help artists to preview the final art, avoiding the asymmetry of the results. In addition, in the animated cartoons, a large number (frames) of the drawings, guide the creation of new ones, as a digital light meter. We demonstrate the robustness of our method with various animation examples, including sequences from anime books with professional animators.

when necessary, are presented to the illusion sequence that creates the movement. Since the difference between two consecutive frames is usually small, usually starting with a larger separation it gives a hint of the overall action being depicted, these frames are called key frames. Backwards, the middle frame is drawn in a process known as inbetweening, which is usu- manual completion of the alkenyl, requiring a great deal of effort [1]. There are some ways to preview animations using its creative process. The usual practice is to use a transparent tissue paper frame, and a table that uses light, so that the OU frame that previ- increases its translucency is visible during the drawing of the current frame. In computer-assisted animation systems, allow non-rigid elements to be animated. Most computer-assisted plug-in solutions require specifications—from the classification of frames to important correspondence curves. Ideally, the correspondence is one-to-one, but in practice there are hidden lines, or one of them breaks into two or two more from one key frame to the next. The method proposed in Figure 1 is automatically found, where an overview of 5 new frames is generated between the two key frames. The input is given by the criteria and the final technique used for keyframes. These guides are usually used by animators to help draw. Our methods also use them to guide the transition from one keyframe to the next. This shift helps in the final art shape matching and interpolation. Accurate interpolation is a crucial step. This is the main problem we solve this work. Once established, each respective pair of curves can be interpolated to generate an intermediate frame. We proposed a system to assist in creating a classification process - classic animation. Figure 1 illustrates the output of our example input method. When the artist completes the preliminary guidance - a new line, the system finds the corresponding frame guide described above. This early advantage matching method is twofold: first, it allows the final art painting before the deformation—in the final framework to guide the new framework, based on this which may be caused by class animation. Corresponding human-sex definitions, this mechanism is usually performed by displaying the opacity of some frames in different sequences. However, this does not reduce the burden of drawing all the frames in the illustration. In the development of different media devices that exacerbate this problem, the frame rate is increasing, and it is expected that it will reach the standard of 120 frames per second in the future [2]. This movement leads to smooth animations at an even more costly number of frames. Although this effort may be dialectically — and with the help of computational methods — it is not a trivial task. The issue of computer-assisted animation has been discussed by Katema [3] almost three years ago, pointing out that one of the biggest challenges in this area is automatic inbetweening. This is because cartoons represent three-dimensional Chinese characters--projecting into a two-dimensional space, which means losing information. In order to implement an automated solution, a model description animator guide the creation of new ones, as a digital light meter. We demonstrate the robustness of our method with various animation examples, including sequences from anime books with professional animators.

imagines the character must know. Cats - thoughtfully listed some methods that may be used to solve this problem: inferring missing information from drawings; missing data in manual specifications; breaking characters into layers; using skele-tons; 3D. Profiles; and the challenge of limiting animation The methods discussed by Kettermo are still valid today. We are low in one of these guidelines in our work. We use layer divisions, and use methods similar to bones, but with more flexibility, allow non-rigid elements to be animated. Most computer-assisted plug-in solutions require specifications—from the classification of frames to important correspondence curves. Ideally, the correspo

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数字光表—插入二维动画使用

莱昂纳多. 卡瓦略

摘要：计算机图形学实验室，系统工程和计算机科学系，里约热内卢联邦大学，巴西b IBM研究中心，里约热内卢，巴西在传统的2D 动画中, 在两个连续的关键帧之间绘制了几个中间帧。这个过程对动画师来说非常耗时, 也很乏味。

关键词：数字光表、二维动画

1、引言

本文提出了一种半与动画生产流水线紧密结合的自动 inbetweening 方法。我们前亟待解决艺术家通常从绘图的轮廓开始, 以帮助预览插图,并使用这些准则来改进曲线对应推断。该方法基于两个级别匹配算法, 其中第一个查找准则之间的对应, 和在最后的艺术之间的第二个。这个分离进一步帮助艺术家通过使用被变换的指南和图纸从前面的框架, 以指导创建新的, 作为一个数字光表。我们展示了我们的方法的鲁棒性与各种动画的例子, 包括序列从动漫书籍与专业动画师。

2、简介

当一个艺术家是借鉴，他通常与轮廓开始大致描述了指引形状，用尽可能少的细节越好。这些指南帮助艺术家在预览最终的艺术，在避免结果的不对称。此外在动画片的动画，附图的大量（帧），必要时，呈现给创建运动的错觉序列。由于两个连续帧之间的差通常较小，通常开始用较大的分离其给出了一个对整体动作的提示被描绘的，这些帧被称为关键帧。向后，中间帧被绘制在已知为inbetweening一个过程，这是usu- 手动完成烯基，需要很大的努力[1]。有使用它的创作过程中预览动画的一些方法。通常的做法是借助透明薄纸纸帧，和利用光的表，使得previ-增加其半透明度的OU帧是当前帧的绘制过中是可见的。在计算机辅助动画系统这种机制通常是通过在具有不同的序列显示一些帧模拟的不透明度。然而，这并没有减少绘制的负担所有插图中的帧。在不同媒体的发展中加剧这一问题设备, 帧速率正在增加, 有人期望它会达到120帧每秒在未来的标准 [2]。这移动导致平滑的动画在需要一个偶数的成本更大的帧数。尽管这项努力可能 dramat--ically 减少了用计算方法的帮助, 它不是一个琐碎的任务。近三年前凯特摩 [3] 已经讨论了计算机辅助动画的问题, 指出其中一个这方面的最大挑战是自动 inbetweening。这是由于卡通代表了三维的汉字--投影到一个二维空间, 意味着失去信息。为了实现一个自动解决方案, 一个模型描述动画师想象的人物必须知道。猫-深思熟虑列出了一些可能用于解决此问题的方法:从图纸中推断缺失信息;手动规格丢失的数据;将字符分成几层;使用 skele-吨;3D. 轮廓;和限制动画的挑战凯特摩讨论的方法今天仍然有效。我们在我们的工作中, 这些指导方针中的一个低。我们使用层分部, 并与骨骼的使用类似的方法, 但与更灵活, 允许非刚性元素的动画。大多数计算机辅助插中的解决方案需要的规格—从对重要的对应关系曲线分类帧。理想情况下，对应的是一对一的，但在实践中有隐藏的线，或其中的一个线断裂成两个或两个从一个关键帧到下一个更。自动找到他们图1所提出的方法，其中两个关键帧之间产生了5个新的帧的概述。输入由准则和最终技术的用于关键帧给出。这些指南通常使用的动画师，以帮助绘制。我们的方法也用它们来指导转变，从一个关键帧到下一个。这种转变有助于在最后的艺术形状的匹配和插值。精确的插补方法是至关重要的一步。这是主要的问题我们解决这项工作。一旦建立，每个相应的曲线对可插值生成中间帧。我们提出了一个系统来协助创建一个分类的过程—经典动画。图1说明了输入实例我们的方法的输出。当艺术家完成的初步指导—一个新的线，系统找到对应的上述框架指南。这种早期的优势匹配方法是双重的：首先，它允许变形前—在最后的框架来指导新框架的最终艺术绘画，为提高数字光表；其次，它极大的改善—证明了最终的艺术笔触的匹配算法，允许更大的动作和扭曲的框架。经过计算—荷兰最终对应，任意数量的中间帧可以通过插值生成的笔画。艺术家也可以创建层更好地组织图纸和进一步的援助中间框架推理。我们的目标不是方法要完全取代人类的动画，但减少重复任务.艺术家仍然可以细做出调整和修正—调整的结果。如前面提到的动画师通常画指南之前构成最终的图纸动画。我们的主要贡献—是一种利用这一事实的方法。

3、相关的工作

许多工作目标的自动（或半自动）插画二维卡通。第一次出现在40多年前，[4,5]。在这一节我们讨论我们的方法的关系最为密切。一些研究涉及二维动画的问题系统。例如杜兰德[ 6 ]讨论了一些要求计算机辅助二维动画系统，其中首选的AP—其中引用的方法的限制是基于这可能是引起类动画。对应的人—性的定义，然后利用样条插值时变增量。帕特森和威利斯[ 7 ]提出了一个新的分析技术—计算机辅助动画，在插补问题分成两个子题z轮廓如何变化，以及如何零件图纸的闭塞彼此。他们的方法是使用一个hierar- CHY显示模式，我们使用了类似的分层方法。有些工作使用的辅助结构，以帮助inbetweening类似于我们用的准则做。Burtnyk和的Wein [8]使用骨架引导inbe-期间最终艺术形状的运动补间。笔划根据坐标SYS-描述由骨架，其由线段的定义TEMS。然而，结果仅限简单的动画。Reeves的[9]提出了一种方法inbetweening提高在控制内插。动画制作者指定的关键帧和一组移动点的限制，在空间和时间由曲线，和控制在所述轨迹和某些点的动力学的关键帧。虽然它提供了一个很好的动画控件，该方法需要大量的手工工作。Fiore等。[10]去发展咸一个半自动inbetweening方法基于国防部- 埃林和2.5D动画技术处理问题，如自遮挡和轮廓的变化。他们用3D骨架和分层结构来引导角色动画与许多方然而，用户需要处理所使用的控制点在曲线表示，手动定义相应的曲线，并指定骨架的影响的区域。我们还使用了hierar-chical结构复杂的物体和人物的工作，但在我们的例子中的骨架是由准则信息替换和我们避免了几乎完全手册对应。用于2D动画，或变形另一种流行的方向，是为刚性-AS-可能的（ARAP）方法。五十岚等人。[11]介绍- duced使用版本-一些预先定义变形的2D形状的方法tices作为硬约束。他们，然而，仅限于形状有一个简单的封闭边界。后来，SYKORA等。[12]提出了不硬约束的方法来变形的2D形状。他们fol- lowed两步法，其中第一个推到顶点的新位置，而第二个规则化的位置，以更好地保持形状。尽管这些方法允许大的变形，尽量保持形状尽可能地，他们不能很好地处理非平面变形和非刚性反地层仅勉强处理，从而限制了类型POS-的锡布尔赫丁动画。该inbetweening问题需要的子解决问题，比如寻找对应和变形的形状。有许多是集中在一个特定子问题的作品。Sederberg和格林伍德[13]研究如何顺利变换2多边形的二维形状，使用基于物理的方法，其中，就好像它们是由导线的数字弯曲，最少的工作量。自动匹配算法-rithm 的描述是宋等. [14], 使用之间的关系输入曲线中的特征点作为匹配的参数-ing.在该算法中, 卡通匹配被制定为多对许多标记问题, 并且通信被构造使用局部形状描述符。在谢的工作 [15] 仿射转换用于查找二维图形, 并生成中间帧。这方法, 但是, 不能够处理的情况下, 有一个帧之间的大失真, 它不处理闭塞。Bregler 等 [16] 目前的技术, 其中的运动漫画中的数字被跟踪和转移到三维模型, 二维图纸和 photographies。非刚性使用仿射和 inbe 的组合跟踪运动。密钥形状的补间。Melikhov 等等 [17] 提出一个系统到插补关键帧, 保留手工制作的艺术风格图纸, 具有平滑和自然的运动。骨骼被使用在笔触周围变形纹理。每个帧都表示由图, 它被用来发现匹配之间的数字。de 胡安和博登海默 [18] 描述二个半自动化技术-技巧时, 允许重新使用传统动画。卡通 im-年龄从他们的背景被分割, 并且 inbetween使用隐式曲面和非刚性弹性计算旅行注册算法。诺力士等 [19] 提出一种产生时间噪声的方法-从粗略动画中自由 inbetweens 的组合运动提取和 inbetweening 技术, 同时保持粗略的输入帧样式。他们的投入是一个完整的灵魂-, 从中选择一些关键帧。议案然后是前tracted 和应用到帧, 这是匹配和插值。这与我们的工作相似, 但他们专注于粗略的动画,而目的是创建动画与清洁图纸协助准则 (关于7.2 节中的这一讨论的更多内容)。在类似时尚, 本-齐等 [20] 提出了创建线绘制的方法视频化。他们的方法预测笔画匹配, 合并和分裂。在视频中, 帧通常是非常接近的时间,但遭受突变的拓扑变化。他们的方法试图处理这种噪声的提取曲线的行为, 并跟踪他们沿很多帧。在我们的情况下, 我们的输入不包含这个嘈杂的行为, 但帧是进一步分开的时间和曲线可以不dergo 大变形从一个关键帧到下一个。余等。[21] 聚焦在二维发现对应的对象使用局部形状描述符帮助匹配相似的动画两个帧中的对象。最近的工作重点是矢量图形的拓扑方面。达尔斯坦等。[22]产生的数据结构，以控制矢量graph- 集成电路动画与随时间变化的拓扑结构，它允许改变像合并，拆分和出现/使用topolog-消失从所述帧的iCal信息。这些特征可以进行编辑了空间和时间。图纸使用的是代表进行表示重刑从他们以前的工作，矢量图形配合[23]。我们使用类似的结构，在这项工作中来创建曲线和地区。其他作者开发的完整的系统，用于创建卡通动画。TicTacToon [24]是用于专业的系统2D动画。附图直接在系统内进行，并且可以被自动地inbetweened。不幸的是，作者自己声明他们的自动过程为绘图作为慢用手中间帧。Reeth [25]开发了2 1 / 2D 称为RUFIAS动画系统，用几种方法来创建动画。该系统包括使用skele-绘图方法吨，其可在动画中使用。的动画CON- 通过使用该动画师定义几个参数触轮系统。地图[26]提出了计算机辅助inbe-的算法补间及其在基于笔的图形用户间的整合面。的对应关系是由基于成本函数推断出在曲线之间的关系。他们的算法嵌入在用户界面中，使得艺术家可控制的结果。更重新cently，粉饰等。[27]提出了一种交互工具紧IN- betweening，其中一组用户引导的半自动技术被开发。作者还提出了一种新技术用于冲程内插，其中冲程运动是从对数似构造arithmic螺旋顶点的轨迹，以实现更自然轨迹。正如作者指出，然而，在紧张inbetweening的关键帧非常相似，通常具有相同拓扑和笔触的形状非常接近，而当这种情况并非如此，他们的方法需要用户的参与，引导匹配-ING。在我们的例子中，我们不局限于紧inbetweening，因此关键帧通常要少得多类似的行越远。最近Xing等。[28]开发了一个系统来自动完成手绘动画。因为它使用在-它关系到我们的工作，从以前的帧形成以帮助在draw-艺术家当前帧的ING。我们的系统是互补的，因为我们更感兴趣的是平滑地插入关键帧，而兴等人的方法集中在帮助上绘制关键的艺术家帧。我们在我们的工作方面进一步定位到该相关工作在7.2节。

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