二维动画毕业设计论文第五篇：二维游戏设计中动画骨骼绑定技术的运用
摘要：本文以二维游戏设计为研究视角，针对动画骨骼绑定技术在二维游戏设计中的应用展开分析讨论。首先阐述了二维游戏设计的基本流程，之后结合骨骼绑定技术的原理探讨其在实践中的应用。
关键词：二维游戏; 动画骨骼绑定技术; 动画设计;
一、前言
游戏行业高速发展，游戏动画设计得到集中关注。传统二维游戏设计方式工作效率较低，同时也增加了动画的容错率和修改难度。动画骨骼绑定技术的出现，为二维游戏动画设计提供了技术支持，使得游戏动画设计的创意空间拓宽、创作理念不断创新。
二、二维游戏动画工作流程
二维游戏动画制作过程比较复杂，主要包括角色制作、场景制作、特效制作等程序。其中，角色动画制作是核心，可分为面部动画、形体动画和运动动画等环节。传统的二维游戏设计中，系列动画效果需要消耗设计师大量的时间和精力，并且比较容易出错，而在骨骼绑定技术的支持下，二维游戏设计的流程得到简化，出现错误的时候也更容易修改。以角色动画设计为例，集中分为以下流程：第一，需要设计师结合游戏需要对角色的形象做出初步设计；第二，结合设计构想完成动画角色的切片处理；第三，根据骨骼绑定技术原理实现对角色的骨骼绑定；第四，构想每一个动画角色需要呈现出的动作效果。由此可见，在动画骨骼绑定技术的支持下，二维游戏的动画设计非常容易，呈现出诸多优势。
在游戏行业发展日新月异和竞争日渐激烈的背景下，游戏设计不同环节的技术以及软件系统不断更新，骨骼绑定技术就是其中一颗闪耀的明星。在二维游戏设计中，尤其是针对角色的动画设计，因为有了该项技术的支持，制作时间大大缩短，利用软件系统可以便捷地制作出角色的复杂动作，同时角色的动作不需要重新描绘关键帧图片。因此，通过对骨骼绑定技术的有效应用，可以极大程度地降低二维游戏设计成本，进而将部分设计者的精力从烦琐的设计中解放出来，投入到新的创意中。与此同时，骨骼绑定技术的应用使得制作成果便于存储、传输与修改，并且，在网络快速发展的今天，其可以助力设计师寻找灵感，设计出更加优秀的作品。
三、动画骨骼绑定技术在二维游戏设计中的应用
（一）骨骼绑定技术原理
骨骼绑定技术的基础是三维动画设计软件MAYA当中的骨骼蒙皮系统。众所周知，骨骼发挥支架的作用，主要功能就是控制动画角色的肢体动作，这与人类或者动物的骨骼功能是一脉相承的，所以骨骼绑定的基本依据是现实骨架构造。骨骼绑定技术将人物、动物的基本运动规律作为依据设定骨架支点的原理，之后利用MAYA系统实现角色动画的制作。可见，通过该技术设计制作出的动画角色无论在视觉上还是动画上都会更加贴近人类审美，真正带给受众身临其境之感。
（二）二维游戏设计中骨骼绑定的方式
在二维设计中，骨骼绑定分为以下两种方式：
第一，手动绑定。设计者需要在动画角色的活动关节上自行添加图钉，之后利用插件将其转化为角色的骨骼，产生若干空活动图层，通过空活动图层构建起“父子约束关系”，最终形成IK（反向运动）控制模式。在设计活动中，手动绑定方式对于角色肢体较大的部位比较适用，如动画角色的整条手臂或者整条腿等。[1]以制作角色的整条右臂为例，其应该分为手腕、手肘和右肩三个主要关节，制作中在软件上选择右臂图层，可以一次性为角色添加上述三个关节的图钉，全部图钉归属右臂合成。在完成骨骼绑定之后，控制柄与图钉所在位置具备的旋转属性就建立了直接联系，此时拖动控制柄将手臂弯曲处理，三处图钉的位置就会发生改变，最终设计者可以获得具有连贯性和弹性的弯曲效果。
第二，自动绑定。自动绑定与手动绑定相比，前期的准备工作相对更复杂，需要设计者在PSD文件中将需要绑定的部位分解。例如，设计整条右臂的时候需要将其分解为右手、小臂、大臂、肩膀四个独立的图层，将其导入到AE(Adobe After Effects，一款图形视频处理软件）中之后，设计者需要将居中的图层固定点调节到动画角色的活动环节上，之后利用软件中的“Auto-Rig”，针对指定对应运动图层完成绑定工作。在实施自动绑定的时候，控制柄将与各个图层的位置与旋转属性直接建立联系，让动画效果更加丰富细腻，例如，可以实现手臂的90度弯折，也可以让角色的挥手动作更接近人类的真实动作，而这些丰富、逼真的动作都是手动绑定无法实现的，手动绑定和自动绑定的角色手臂弯曲动画存在差异。[2]
综合上述分析，手动绑定方式的技术要求较低，对于初学者比较适用，可以帮助初学者在短时间内完成人物动画设计，而自动绑定要求设计者对图层进行科学分解，并且要精细调整图层的固定点，巧妙处理关节的连接点，以让生成的动画效果更加逼真自然，适用于具备一定实践经验的设计者。但是无论应用手动绑定还是自动绑定方式，都需要设计者细致了解动画角色的基本运动规律，清晰知道不同关节的变化原理，抓住关节的运动区域和运动极限，不可臆造，为角色绑定不符合客观规律的骨骼，必须确保设计出的动画角色和制作出的运动效果符合人类的基本审美志趣，以提升受众的满意度。
（三）后期制作中的骨骼调整
对于动画角色来讲，在游戏中展现的面部表情十分重要，这是对某一角色灵魂的诠释和细节的呈现。一个游戏角色在游戏运行的过程中是否可以引起受众的共鸣，不仅仅在于某一角色的肢体运动情况，还需要面部表情作为点睛之笔，就如我们在评价一名影视演员时候经常会说“演员的眼睛里全是戏”。可见，动画游戏角色的面部表情十分重要，一个角色的感情变化通常需要通过面部表情传达出来。基于此，设计者在设计游戏动画角色面部表情时需要深度理解游戏角色的特点和事件与场景的需要，对其实施合理的设计。利用骨骼绑定技术，可以在实现骨骼绑定之后极短的时间中完成多种表情设计。
角色肢体动作在动画设计中尤为关键，通过动画骨骼绑定技术，可以顺利实现对肢体动作的设计。例如，在设计动画角色手臂摆动动作的过程中，我们可以利用骨骼绑定技术，不必逐帧绘制每一个手臂摆动的图片，设计者只需要结合人类身体骨骼构造，确定好动画角色手臂摆动的基本形态以及摆动过程中每一个关节发生动作的先后顺序，然后在软件系统中找到关键动作与姿势，在MAYA中按照预先顺序制作，并结合游戏要求控制好动画角色的运动节奏即可。[3]角色的跨步动作同样可以利用骨骼绑定技术快速设计出来。设计师需要找准角色的身体重心与双腿之间的位置关系，找准关键节点，设计出与人类基本运动规律相匹配的踏步、跨步动作等，带给受众更加真实的感受。
此外，为保障角色肢体动作的灵活自然，还需着重加强对关节部位权重的设置，通常应采用手动调节方法。以角色的胳膊肘这一关节为例，二维游戏角色身体关节处的骨骼数量通常不超过3块，应先选取关节处模型的点，再选取受影响的骨骼进行调节，并且，在具体设计时需结合模型复杂程度与经验判断进行适当调节，围绕已设置好的比例在权重编辑栏中调节约0.5的数值，再代入动作结合拉伸情况再次进行骨骼比例的调整，保障模型关节与骨骼处比例的协调。
由此可见，在二维游戏设计中，通过对骨骼绑定技术的有效应用，设计者无须逐帧绘制动画就能获得自然、顺畅、行云流水般的角色肢体动作，在提高游戏设计效率的基础上提升了设计效果，满足了游戏玩家的体验需求。
四、结语
游戏产业快速发展的今天，三维游戏对二维游戏的冲击不断加大，二维游戏要想获得长足发展，必须提高设计效率，创新设计技术。动画骨骼绑定技术的应用可以极大限度地扩大二维游戏设计空间，降低设计成本，同时利于提升动画效果的灵动性，使得二维游戏更加贴合游戏用户的需求。
参考文献
[1]杨帆骏.基于骨骼绑定技术的MG人物动画研究[J].软件导刊(教育技术)，2018,17(10):86-88.
[2]李欣洋.论动画骨骼绑定技术在二维游戏设计中的体现[D].湖北美术学院，2018.
[3]俞璋凌，叶明胜，李倩.论自媒体MG动画“扁平化”风格的传播[J].淮海工学院学报(人文社会科学版)，2018(1):78-80.
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