[发明专利]一种实时全模拟动画电影制作方法和系统

说明书

技术领域

本发明提出了一种实时全模拟动画电影制作方法和系统，属于动画电影、游戏和CG影视制作和生产领域。

背景技术

动画电影是电影工业中非常重要的一种内容表达形式，随着计算机图形学的发展，动画电影的画面质量越来越好，不论儿童还是成人都为此着迷。因此，动画电影的市场规模也越来越大，发展越来越迅速，迪斯尼的动画片是其中的典型代表。

大部分人多多少都会看过一些迪斯尼的动画电影或电视剧，例如，《花木兰》，《功夫熊猫》，《白雪公主与七个小矮人》，《疯狂原始人》以及《猫和老鼠》等等，这些优秀的动画影视作品，都给观众留下了深刻的印象。然而，动画作品的制作和生产却需要大量的时间和投资，最快也需要一到两年，慢的甚至需要三到五年，投资当然也很惊人，从数千万美元到数亿美元，即使是国内的制作的动画电影，也需要数千万甚至上亿的人民币投资，才能完成整个动画电影的制作和生产。

动画电影的制作和生产如此低效率的主要原因来自其传统的制作模式和方法，现在的动画电影和电视一般的制作流程是这样的，完成剧本后，就开始进入制作周期，导演和创作团队根据剧本和自己想象开始绘制分镜头，每一个镜头都要用示意图画出来，示意图可以简单也可以复杂，每个镜头都有时间轴，长度一般从数十秒到几分钟不等。有了分镜头剧本以后，开始按照分镜头制作每一帧画面，每一秒包含24帧画面，每一帧完成后，再渲染成视频，这个时候（这个流程周期一般是几周或几个月后）导演和创作团队才能看到他们设想中的画面，结果是大多数情况下需要修改、需要重来、需要返工，因此，大量工时和金钱就是被这样的工序浪费掉，想法-执行制作-画面确认-修改-执行制作-画面确认……进入死循环！从逻辑上来看，这样的流程没有问题，但是问题在于从想法（或分镜）到画面确认（合成渲染）之间的时间周期至少需要数天或数周，所以需要为动画工业提供实时画面的新系统和方法来解决这个问题。

最近十年，特别是近五年，随着游戏产业的高速发展，特别是PS/Xbox/PC等重型游戏的技术进化，基于实时演算渲染的游戏引擎，取得了巨大的进步，使得游戏的画面质量愈来越高，已经达到或接近了电影的画面质量，这种进步主要是软件和硬件两个方面合力造就的。

软件方面，在于各种图形图像算法的优化和进化，如光线追踪算法，各种表面的散射算法，水的算法以及各种特效算法。这些图像算法的进步基本上都体现在游戏引擎的进化当中，商业的游戏引擎请参考，Unreal，Unity和Crytek，开源的游戏引擎请参考，Ogre，Source等，这些游戏引擎是实时演算渲染系统在游戏工业的成功案例。

硬件方面，主要的推动力来自CPU和GPU的不断升级，CPU不断地提升多线程和多核的计算能力，请参考Intel和AMD的CPU系列产品。当然实时演算渲染最大推动力来自于GPU的升级，从最初几个计算核心，到几十个计算核心，再到几百个计算核心，以及现在的数千个上万个计算核心，这保证了实时演算渲染需要的计算能力。

软件算法的优化和强大的计算能力结合，让实时系统的图像质量得到了极大的提升，达到甚至开始超越传统动画和CG工业带来的视觉水平，而且完全超越了用户的心理预期，请参考综述文章《A Game Engine as a Generic Platform for Real-Time Previz-on-Set in Cinema Visual Effects》，文章地址：https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01226184。

发明内容

因此，本发明针对上述传统动画电影和CG工业的制作和生产困境，基于最新的实时演算系统，重新构建了新的动画电影和CG工业的生产流程，为此提供了全新的方法和系统。

1. 一种实时全模拟的动画电影制作方法和系统，其特征在于，包括如下步骤。

a)根据剧本描述和导演要求，构建起一个或若干个实时动态的3D虚拟世界，这些虚拟世界包含了剧本描述的和导演想要的所有故事环境和事件细节，而且是完全实时动态的。

b)搭建完成a）描述的动态虚拟世界后，导演和摄影师根据剧本使用一个或多个虚拟摄影机来拍摄这些虚拟世界，直到完成剧本要求的所有镜头，当然如果导演和摄影师对虚拟世界有修改要求，可以随时回到a）进行虚拟世界搭建。

c)导演和剪辑针对b）描述的这些镜头进行剪辑，最终剪辑成片，当然如果导演和剪辑对于已经拍摄的镜头不满意，可以随时回到b），进行重新拍摄。