摘要：隨著手機(jī)性能的不斷提高和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的爆炸式發(fā)展，手機(jī)游戲行業(yè)一躍成為近幾年的熱門(mén)行業(yè)而被大眾所關(guān)注。二維動(dòng)畫(huà)作為一個(gè)傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式一直被游戲業(yè)大量運(yùn)用，手機(jī)游戲也不例外。本文主要闡述了基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)技術(shù)概念，分析在手機(jī)游戲中，這種新技術(shù)的運(yùn)用現(xiàn)狀和運(yùn)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：二維動(dòng)畫(huà);骨骼;手機(jī)游戲

一、基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)

（一）什么是基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)

區(qū)別于傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)，基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)是指：將二維形象按照部位分布拆分成二維切片（如角色可以分為頭部，軀干和四肢等部位），再使用類(lèi)似三維技術(shù)中的正向和反向動(dòng)力學(xué)骨骼（FK、IK）來(lái)驅(qū)動(dòng)這些二維面片，從而使面片按照骨骼動(dòng)畫(huà)運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的二維動(dòng)畫(huà)。這樣的動(dòng)畫(huà)就是我們稱(chēng)作基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)的動(dòng)畫(huà)形式。

（二）基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)與傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的區(qū)別

在動(dòng)畫(huà)流程上，傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)的流程是，先由原畫(huà)師或者導(dǎo)演繪制關(guān)鍵動(dòng)作，之后根據(jù)關(guān)鍵動(dòng)作由原畫(huà)師繪制原畫(huà)，最后根據(jù)原畫(huà)由動(dòng)畫(huà)師逐幀繪制中間畫(huà)，是一個(gè)需要大量人力和耗費(fèi)大量時(shí)間的工作流程。

與傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)不同的是，基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)并不需要逐幀繪制。因?yàn)槠浠诠趋绖?dòng)畫(huà)的特性，骨骼動(dòng)畫(huà)本身可以自動(dòng)差值生成中間幀，那么其驅(qū)動(dòng)的相應(yīng)面片也可以獲得相應(yīng)的中間動(dòng)畫(huà)，無(wú)需大量的人力和時(shí)間參與其中。

并且，因?yàn)楣趋绖?dòng)畫(huà)的中間幀是計(jì)算機(jī)差值運(yùn)算出來(lái)的，所以可以根據(jù)項(xiàng)目需要任意調(diào)節(jié)動(dòng)畫(huà)幀數(shù)，甚至獲得比傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)更為流暢的動(dòng)畫(huà)效果。

另一方面，從形象設(shè)計(jì)上說(shuō)，傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)因?yàn)樾枰L制出穩(wěn)定不閃爍的畫(huà)面，形象設(shè)計(jì)多較為簡(jiǎn)潔明了，盡量避免復(fù)雜圖案的運(yùn)動(dòng)。而使用基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)便沒(méi)有這樣的顧慮，即使游戲原畫(huà)設(shè)計(jì)的角色非常繁復(fù)，也可以輕松將其制作成動(dòng)畫(huà)。

當(dāng)然，基于骨骼和面片的特性導(dǎo)致這樣的動(dòng)畫(huà)形式并不能靈活的轉(zhuǎn)變形象角度，也不能較為方便的制作拉伸變形等傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)較為擅長(zhǎng)表現(xiàn)的形式。

（三）基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)在手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)中的運(yùn)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)今手機(jī)游戲市場(chǎng)中，90%以上的游戲項(xiàng)目采用了使用現(xiàn)有游戲引擎發(fā)開(kāi)的策略，這樣的策略可以極大程度節(jié)省開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。

手機(jī)游戲引擎中以Cocos2D引擎和Unity3D引擎占有的市場(chǎng)份額最大。

由中國(guó)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的Cocos2D引擎官方軟件Cocostudio自身便內(nèi)置了基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)模塊（如圖1）

圖1

因?yàn)榇四K是引擎的原生模塊，所以使用便捷，并且可以運(yùn)用到UI等非角色形象部分，非常靈活方便。

Unity3D引擎因?yàn)槠滠浖旧硇再|(zhì)為三維游戲引擎，并沒(méi)有提供二維骨骼動(dòng)畫(huà)的原生功能，但是通過(guò)眾多二維游戲開(kāi)發(fā)擴(kuò)展插件便可以輕松實(shí)現(xiàn)基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)功能。

在手機(jī)游戲引擎發(fā)展的同時(shí)，更是涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的第三方獨(dú)立的二維骨骼動(dòng)畫(huà)制作軟件。

例如，在這些獨(dú)立軟件中最具有代表性的Spine，具有極其優(yōu)秀的動(dòng)畫(huà)制作功能，可以混合編輯正向和反向動(dòng)力學(xué)骨骼，可以方便的融合部分逐幀動(dòng)畫(huà)，以及自帶的皮膚系統(tǒng)，都給動(dòng)畫(huà)開(kāi)發(fā)提供了極大便捷。

并且Spine自身提供眾多接口及SDK，同時(shí)兼容各大手機(jī)游戲引擎，可以說(shuō)在數(shù)據(jù)傳輸方面也是非常方便的。在實(shí)際游戲開(kāi)發(fā)中可以充分發(fā)揮基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)優(yōu)勢(shì)，極大程度提升手機(jī)游戲內(nèi)的動(dòng)畫(huà)制作效率。

因?yàn)橐婧偷谌杰浖拇罅χС?，并且技術(shù)形態(tài)較為成熟，基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)已經(jīng)部分運(yùn)用于了市面上的一些手機(jī)游戲當(dāng)中。

二、在手機(jī)游戲中運(yùn)用基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)的優(yōu)勢(shì)

（一）制作周期上的優(yōu)勢(shì)

正如上文所提到的，傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)流程極其繁瑣和復(fù)雜，需要相當(dāng)多的人手參與，并且耗費(fèi)大量時(shí)間。

使用基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)可以將二維動(dòng)畫(huà)流程徹底打破。將二維動(dòng)畫(huà)流程演變?yōu)轭?lèi)似三維動(dòng)畫(huà)制作流程。首先是制作人物切片，類(lèi)似三維動(dòng)畫(huà)中的建模流程，然后是綁定，最后是骨骼動(dòng)畫(huà)的調(diào)節(jié)。全程只需繪制一張圖片，并且操作簡(jiǎn)單，并無(wú)非常明確的分工要求。制作周期較傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)大大縮減，根據(jù)筆者參與的眾多手機(jī)游戲項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，總體動(dòng)畫(huà)周期可縮短至原先的50%以下。

手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)是一個(gè)更新迭代非常迅速的產(chǎn)業(yè)，使用這樣的新型二維動(dòng)畫(huà)流程，在制作周期上無(wú)疑是非常具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。

（二）游戲容量上的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)多為逐幀或一拍二居多，以中國(guó)的PAL制為標(biāo)準(zhǔn)，逐幀每秒有25張圖片的容量，一拍二每秒也有13張圖片的容量。

手機(jī)容量測(cè)算主要分為兩種容量，一種是安裝時(shí)所消耗的手機(jī)存儲(chǔ)容量，另一種是運(yùn)行時(shí)所占用的RAM內(nèi)存容量。

舉一個(gè)例子：

以一張648*638像素的圖片為例（圖2）

圖2

此單張圖片的文件容量為232KB，內(nèi)存占用容量為0.7MB。

使用傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)制作一段2秒的動(dòng)畫(huà)，采用節(jié)省資源的一拍二的幀數(shù)，需要25張圖片，占用手機(jī)存儲(chǔ)容量為5.66MB，運(yùn)行時(shí)占用手機(jī)RAM內(nèi)存為17.5MB。

而使用基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)形式制作一段2秒的動(dòng)畫(huà)，僅需要使用一張圖集和一個(gè)JSON文件（圖3）

圖3

占用手機(jī)存儲(chǔ)容量為239KB，占運(yùn)行時(shí)占用手機(jī)RAM內(nèi)存為0.7MB。并且如果在此基礎(chǔ)上繼續(xù)制作動(dòng)畫(huà)片段，占用儲(chǔ)存及內(nèi)存容量并不會(huì)有顯著升高。

可以看到，在相同條件下，基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)較傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)形式極大的節(jié)省了手機(jī)存儲(chǔ)容量和運(yùn)行時(shí)的RAM內(nèi)存資源。

（三）游戲硬件運(yùn)算過(guò)程的優(yōu)勢(shì)

在手機(jī)游戲中，我們所看到的所有游戲畫(huà)面內(nèi)容（包括UI，角色形象，場(chǎng)景，動(dòng)畫(huà)，特效等），都是預(yù)先載入手機(jī)RAM內(nèi)存，再通過(guò)CPU和GPU運(yùn)算的。

在使用傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)的游戲中，手機(jī)RAM內(nèi)存需要預(yù)先載入大量的序列幀，在手機(jī)內(nèi)存本身并不寬裕的情況下容易造成運(yùn)行卡頓，并且手機(jī)CPU需要處理大量?jī)?nèi)容，也會(huì)造成卡頓，并且手機(jī)發(fā)熱量上升。

在手機(jī)游戲中，人物通常會(huì)與場(chǎng)景和其他人物等物體產(chǎn)生碰撞反應(yīng)，甚至自身產(chǎn)生自碰撞。使用傳統(tǒng)制作二維動(dòng)畫(huà)制作方法即直接制作所有動(dòng)作的序列幀，碰撞等物理特性也通過(guò)繪畫(huà)序列幀表現(xiàn)。

使用基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)則完全不同，內(nèi)存方面，占用空間更小，CPU運(yùn)算負(fù)擔(dān)也相應(yīng)減少。

物理運(yùn)算方面，軟件可以根據(jù)切圖生成碰撞盒，從而可以將動(dòng)力學(xué)等非浮點(diǎn)運(yùn)算移交至計(jì)算更快的GPU計(jì)算，降低CPU負(fù)擔(dān)。

手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)是一個(gè)對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)要求極高的產(chǎn)業(yè)。手機(jī)內(nèi)存和CPU負(fù)擔(dān)變小，可以提升游戲運(yùn)行效率，提高幀數(shù)，提高操作響應(yīng)速度，甚至可以很大程度降低手機(jī)發(fā)熱量。使用基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)流程可以從這些方面提升整體的游戲體驗(yàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)今的手機(jī)游戲領(lǐng)域，市場(chǎng)更新迭代越發(fā)快速，用戶(hù)對(duì)內(nèi)容的需求量越來(lái)越高，對(duì)軟件的整體用戶(hù)體驗(yàn)要求也越來(lái)越高。制作效率無(wú)疑是影響制作商競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。

如上文所述，基于骨骼的二維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在手機(jī)游戲領(lǐng)域擁有眾多相對(duì)傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)來(lái)說(shuō)非常突出的優(yōu)勢(shì)。作為一種極有效率的新型動(dòng)畫(huà)技術(shù)手段，無(wú)疑是非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的。這樣的技術(shù)必定會(huì)在未來(lái)大規(guī)模投入手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《Cocos Studio Developers Manual》

[2]《Spine user guide》

作者簡(jiǎn)介：吳鴻斌，南京藝術(shù)學(xué)院碩士研究生在讀;長(zhǎng)期從事三維及影視后期技術(shù)工作，參與過(guò)大量動(dòng)畫(huà)短片、手機(jī)游戲及微電影項(xiàng)目;曾任南京科技廣場(chǎng)動(dòng)漫技術(shù)有限公司 視效總監(jiān)、魔映傳媒股份有限公司 技術(shù)總監(jiān)、蘇州星家文化傳媒有限公司 技術(shù)指導(dǎo)、杭州趣意文化有限公司 技術(shù)美術(shù)。