於金輝教授簡介:
浙江大學CAD&CG國家重點實驗室於金輝教授
現為浙江大學CAD&CG國家重點實驗室教授, 博導生導師。中國圖像圖形學會計算機動畫與數字娛樂專業委員會委員,數字藝術專業委員會委員,中國動畫學會會員。杭州高新區國家動畫產業基地特聘專家。
在哈爾濱船舶工程學院電子工程係獲碩士學位,在英國Glasgow大學計算機係獲計算機動畫方向博士學位。
1984年在國內首次利用微機為電教片《晶體管開關特性》製作動畫,該片當時被中央電教館收購。1989年在英國Glasgow大學計算機係訪問期間提出一個重要的計算機動畫變形方法並博得英國計算機圖形方麵的權威、英國《計算機圖形論壇》主編Philils教授的高度評價。1995年在清華大學出版社與廣西科學技術出版社基金讚助下出版了專著《計算機動畫原理與製作》。在英國攻讀博士學位期間,在國際上率先開發出卡通特效自動生成係統。回國後作為項目負責人先後承擔過國家自然科學基金項目“彩墨風格立體卡通動畫”與“三維計算機動畫藝術風格繪製”兩項,863項目“麵向卡通動畫製作的軟件集成係統”一項,973子課題一項,在國內外重要學術刊物和學術會議上發表論文40餘篇。
個人主頁:http://www.cad.zju.edu.cn/home/jhyu/
在第二屆中國國際動漫節期間,浙江大學CAD&CG實驗室推出了自主研發的三維剪紙動畫係統,引起業內廣泛關注。大家為何對這套係統如此關注?這套係統真的能為中國傳統剪紙動畫帶來新生嗎?帶著這些問題,中國動畫網記者采訪了浙江大學CAD&CG國家重點實驗室教授於金輝先生:
記者:首先請您介紹一下世界上動畫軟件設備的發展情況。
於金輝:國際上動能強大的3D動畫軟件是3DMax和maya,迪斯尼公司也用這些商用軟件製作出3D動畫大片《恐龍》,《海底總動員》等。若用它們製作剪紙動畫,需要在3D模型上獲得剪紙圖案的鏤空效果,目前隻能靠3D美工手工指定圖案邊線上的每個線段位置,美工還需要經常旋轉、放大(縮小)模型來觀察指定的圖案邊線是否合適,與其它鏤空的圖案呼應關係如何。如果發現鏤空的圖案形狀不合適,還需要重新指定邊線再鏤空,因而費工費時。我們請3D美工估計過,如果在3DMax和maya中用上述手工方式鏤空一個中國門神的全身剪紙效果需要大約一周的時間。
記者:我國目前動畫軟件的研發處在一個什麼水平?製約自主研發的關鍵因素是什麼?
於金輝:我國動畫軟件開發在整體上與世界先進水平差距較大。製約自主研發的關鍵因素很多,主要有人才、資金問題和盜版等問題。
從事動畫技術開發,尤其是藝術風格化的動畫技術開發,需要既會計算機編程,又有一定美術知識的複合型人才。 然而我國教育體製長期以來兩類的人才分別在工科類和藝術類學科中分別培養,造成上述複合型人才極度缺乏。 我國動畫公司規模一般在幾十人左右,公司內部絕大多數是動畫製作人員(包括導演,造型設計,場景設計,渲染,後期製作等),基本上沒有從事技術開發的人員。在今年杭州國際動漫屆高峰論壇上有人就指出,現在國內許多動畫公司都起名叫“科技數碼。。。”,但是這種冠以“科技”的動畫公司主要是使用現有動畫軟件製作動畫,而不是進行技術開發。
第二個是資金問題。我國關於計算機動畫技術研發資金來源非常少,目前全國各級政府大力推動動漫產業的發展,但是撥出來的一些資金往往限於公司生產動畫播出後的獎勵,或是房租補貼,貸款補貼等,很少有專門提供給技術研發的。一般的動畫公司往往集中精力用現有軟件製作動畫,也很少有提供資金供技術研發。
順便提一下,目前全國各地舉行不少動漫活動,包括杭州舉辦的兩次動漫節。但是國產自主動畫品牌還沒有出來,結果是各級政府花了不少錢搞的動漫活動,卻為外國動畫品牌作宣傳(如動漫秀),令人痛心。
第三是軟件盜版問題。即使有些有識之士看到動畫技術研發的前途,但也不敢冒然投入資金進行軟件研發。因為從企業角度而言投資是為了回報,而投資軟件開發的產品銷售後很容易受到盜版的衝擊,企業收不回投資賺不了錢,當然就不原意投資軟件開發了。相信隨著我國法製建設的完善,打擊盜版力度增強,這個問題會有大大的改善。
記者:動畫片的藝術表現手法很多,您為什麼首先選擇了剪紙動畫作為研發重點?
於金輝:中國的水墨動畫和剪紙動畫在世界上被譽為“中國學派”,因為它們富有中國特色。但這類將中國傳統藝術手法應用到動畫製作中成本極高,製作周期太長,隻能生產少量的藝術短片。現代動畫產業模式是通過長篇動畫連續劇創立品牌效應,進而開發動畫衍生產品而形成一個產業鏈。然而采用我們自身的“中國學派”的方式進行動畫節目製作,難度極大而效率極低,根本不適合現代動畫節目動輒數十集甚至數百集的生產要求,采用國外動畫節目的風格進行製作又極易在簡單摹仿之中迷失自己。從八十年代開始直到現在中國動畫就在這種尷尬之中痛苦地徘徊。
我們已經開發了3D水墨效果實時渲染係統(三年前在《中國動畫網》介紹過,這部分工作見如下鏈接http://www.cad.zju.edu.cn/home/jhyu/GPUstuff.htm),我們現在已經開發出水墨效果場景漫遊係統,動畫展示完成後立即上傳到這個網頁上,敬請關注。
但是水墨效果從色彩上來講還是過於單調,視覺效果上不夠吸引人,尤其是難以吸引兒童觀看。
然而剪紙動畫則可以渲染出絢麗的色彩,如路盛章教授導演的2008奧運會吉祥物動畫的背景就是用剪紙做的,其色彩處理得很鮮豔,結果受到國內外的一致認同與好評。他們在如此重要的動畫中采用剪紙就是因為剪紙有中國特色,但他們用的是手工剪紙,由於該片長度隻有3分鍾,動畫背景剪紙不需要動,所以手工剪紙的工作量還可以承受(該動畫背景組包括路教授的女兒和幾個研究生連刻帶剪4個月,最後手都磨破了)。但若用剪紙表現人物、動物的運動,動畫長度達到幾百集,手工剪紙動畫的成本就根本無法承受。
我們選擇剪紙動畫作為研發重點,目的就是給國內動畫界提供一個高效製作剪紙動畫的工具,使我國能夠以比手工剪紙動畫低得多的成本製作剪紙動畫,滿足現代動畫生產幾十集乃至幾百集的要求。達到了這種產量規模,我們就可以樹立起富有中國民族特色的動畫品牌(當然還要有好的故事劇本),開發衍生產品,然後推向國際市場,重振中國動畫學派的雄風。
實際上這個係統的應用不僅僅是製作動畫,因為原始的剪紙效果是在3D模型上繪製的,繪製後還可以渲染出鮮豔的色彩,因而還可以用在遊戲製作上。在日本有許多卡通風格遊戲,我們也可以開發出剪紙風格遊戲。
記者:傳統剪紙是二維的,傳統剪紙動畫也是二維的,您為什麼要開發3D剪紙動畫係統?
於金輝:在傳統的剪紙動畫中人物一般隻表現正麵,側麵或半側麵,相應地動作也被限製在一定的角度上表現,所以傳統的剪紙動畫表現力受到局限。由於人物是在三維空間中運動的,如果能在各個角度不受限製地表現人物的動作則比較理想。我們開發的3D剪紙動畫係統就可以從各個角度觀看,因而可以充分挖掘出剪紙動畫的表現力。
記者:在您製作的展示性動畫中,我們看到的還是二維剪紙動畫,並沒有3D剪紙動畫的感覺。
於金輝:是的,在係統工作方式動畫中可以看到是在3D模型上繪製剪紙圖案的,但這樣繪製出來的3D剪紙效果看起來計算機味道太重,所以我們在製作動畫的時候有意將3D渲染成2D的剪紙效果,使其看起來更接近手工剪紙的藝術效果。但是這並不意味著3D剪紙沒有用,相反,從牛行走過程伴隨的頭部運動可以看出,由於透視的關係牛眼睛相對於頭外側輪廓的位置是變化的,這種變化若用手工剪紙需要剪出很多張不同的剪紙才能表現,而用3D模型我們隻需要綁定骨架,然後通過骨架運動來驅動3D模型即可。這是用3D模型製作剪紙動畫可以提高效率的另一個重要原因。
記者:一個普通的動畫從業人員需要經過多長時間的培訓,才能熟練的使用這套係統?
於金輝:我們在設計係統時盡量考慮如何使普通美工能以十分直觀的方式工作,讓他們集中精力在3D模型上設計安排剪紙圖案。通過我們的係統工作方式動畫(http://www.cad.zju.edu.cn/home/jhyu/Papercut.htm),您可以看出該係統的使用十分方便,普通美工在菜單中選擇剪紙紋樣(如眼睛,圓形裝飾紋,鋸齒紋等等),然後直接放在3D模型上即可。根據我們初步的試驗,普通美工經過簡單的介紹後幾乎可以立即使用該係統。
記者:這套3D剪紙動畫係統什麼時間可以批量生產,投放市場?
於金輝:這套3D剪紙係統已經可以用來製作簡單的剪紙動畫,如我們給出的一個展示性動畫那樣(http://www.cad.zju.edu.cn/home/jhyu/Papercut.htm)。但這個係統還需要繼續完善,因為在動畫中需要表現的題材十分廣泛,題材包括人物、鳥獸、文字、器用、鱗介、花木、果菜、昆蟲、山水,建築等,相應地都有一套裝飾紋,我們需要提取它們的特征,建立它們的參數化模型。
目前係統的工作方式是美工在3D模型上一個一個地交互安排剪紙圖案。為了進一步提高製作效率,我們打算研究不同類型物體上各種圖案的分布規律,然後按照這些規律在3D模型上自動安排圖案的位置。
流水、紋波,雲霧、火焰等是我們生活環境的一部分,因此在動畫中要表現它們。這類物體是運動的,在英語中把它們稱為Effects(特效)。對於剪紙風格特效需要的雲紋,水紋,火紋,也需要提取它們的靜態結構和動態結構,並依此建立它們的模型進一步生成流水,紋波,雲霧、火焰等效果。此外還要添加修改錯誤的編輯功能,係統界麵設計等。
我們希望政府有關部門以及投資界、動畫界能夠提供必要的研發資金,使得這個係統早日完善並應用到動畫產業上。
記者:您除了3D水墨動畫,剪紙動畫外,還開發其它什麼動畫技術?
於金輝:我從事計算機動畫研究時間比較長,除了開發3D水墨動畫,剪紙動畫外,我在2004年和湖南三辰公司合作承擔了一項863“麵向卡通製作軟件集成研究”項目,這是國內第一個863支持的卡通動畫項目。
我們在項目中開發了卡通特效自動生成係統,該係統的工作方式也很簡單,用戶隻需要用鼠標在背景圖上指定少量的點確定特效的路徑,係統就可以自動生成流水,噴水,紋波蕩漾,煙霧,火焰等特效。對於流水形狀,水麵起伏、水波距離、水波運動速度等隻需要輸入少量的參數即可改變,具體的例子可以在下麵網址上看到(http://www.cad.zju.edu.cn/home/jhyu/Effects.htm)。
現代動畫生產模式是通過幾十集,幾百集動畫樹立品牌,然後開發衍生產品。實際上生產幾百集動畫過程中積累了大量的動作素材,這些動作素材在新的動畫製作中部分是可以重用的,如果隻有幾十集也許美工用大腦可以記住這些素材在電腦中的存放位置,但幾百集的素材靠大腦就記不住了。我們863項目的另一個重要內容是開發出一個卡通動畫素材檢索與重用係統,用戶通過輸入動畫角色名,動作,景別,麵部顏色、衣服顏色等關鍵信息,係統可以自動檢索出相關的動畫素材候選,用戶可以通過播放素材確定是否采用,係統工作方式動畫可以在下麵網址看到(http://www.cad.zju.edu.cn/home/jhyu/ClipsReuse.htm)。
我們的863項目已經通過專家驗收,其中部分成果在一些動畫公司中應用得到很好效果。國家科技部支持的863項目其目的是希望盡可能地在企業中應用863成果,我們也希望借助《中國動畫網》這個平台介紹一下我們的研究成果,如有感興趣的企業可以同我們聯絡。
記者:在國內,北京迪生公司一直在搞動畫軟件設備方麵的研發工作,並已經取得了一定成果。您將怎樣處理和迪生公司之間的關係?是成為競爭對手還是合作共贏?
於金輝:我和迪生公司的李中秋先生認識多年,我很欽佩迪生公司多年來在動畫軟件開發方麵做出的巨大努力。我在前麵說過,我國計算機動畫技術研究在整體上水平還很低,現在我國從事計算機動畫技術研究的人不是多了,而是遠遠不夠。所以我希望全國能出現更多的公司從事計算機動畫技術研究,把我國的整體研究水平提高,推動我國動畫產業的發展,進而在世界成為動畫大國是我們的共同目標。
記者:謝謝於教授接受我們的專訪。