解思佳，劉志強(qiáng)，唐傳謙，劉曉靜

（青海大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系，青海西寧 810016）

0 引言

作為中國(guó)文化的重要組成部分，壁畫現(xiàn)存數(shù)量眾多，如甘肅敦煌莫高窟共有壁畫4.5 萬(wàn)m2，山西永樂(lè)宮壁畫共約1 000m2等［1］。壁畫不僅反映了不同歷史時(shí)期的習(xí)俗、信仰和審美觀念等，而且體現(xiàn)了政治、經(jīng)濟(jì)、文學(xué)等發(fā)展水平。壁畫多保存在巖石等壁面上，由于環(huán)境、氣候等多種因素極易被破壞［2］。隨著時(shí)間更迭，壁畫情節(jié)內(nèi)涵因傳承斷代化已鮮為人知，亟需通過(guò)數(shù)字化技術(shù)對(duì)壁畫文化進(jìn)行保護(hù)和傳承。

近年來(lái)，采用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)詮釋壁畫情節(jié)為相關(guān)文化解讀打開了新思路。傳統(tǒng)的逐幀動(dòng)畫和補(bǔ)間動(dòng)畫因省略記錄中間過(guò)渡幀動(dòng)畫而導(dǎo)致動(dòng)作不流暢、內(nèi)容匱乏，使觀眾易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。骨骼動(dòng)畫技術(shù)作為計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的一個(gè)分支，實(shí)現(xiàn)了從骨骼變換序列到動(dòng)畫模型網(wǎng)格的仿射關(guān)系，達(dá)到了以骨架驅(qū)動(dòng)模型產(chǎn)生形變的效果［3］，使得動(dòng)作自然流暢，畫面極具表現(xiàn)力。

本文依托對(duì)壁畫文化的深入剖析，利用骨骼動(dòng)畫技術(shù)研究從圖像到圖元的靜態(tài)數(shù)字化，從單圖元到多圖元情節(jié)動(dòng)畫交互的動(dòng)態(tài)數(shù)字化，為壁畫的數(shù)字化保護(hù)和傳承提供了新方法，創(chuàng)新了解讀傳統(tǒng)文化精神密碼的方式。

1 相關(guān)研究

目前，國(guó)家大力倡導(dǎo)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)，在壁畫方面的數(shù)字化保護(hù)研究也越來(lái)越多，主要集中在壁畫圖像拼接算法、色彩管理數(shù)字化、圖像智能修復(fù)等方面。例如，陳濤［4］利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)立體成像的特點(diǎn)以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)白沙壁畫；賈偉加［5］結(jié)合三維掃描和數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建了高仿真克孜爾洞窟立體模型并對(duì)洞窟中的壁畫進(jìn)行了高保真圖像色彩和拼接處理；劉瑋［6］將數(shù)字化壁畫臨摹技術(shù)和色彩演變智能模擬技術(shù)應(yīng)用于陽(yáng)曲縣寺廟壁畫修復(fù)工作中，對(duì)壁畫圖像邊緣進(jìn)行分割，對(duì)大區(qū)域的壁畫圖像進(jìn)行著色和色彩模擬演變處理，取得了較好的修復(fù)效果；Ma 等［7］利用虛擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)構(gòu)建了敦煌文化VR 博物館；Yang 等［8］利用高精度數(shù)字信息采集技術(shù)修復(fù)和重建了破損壁畫的細(xì)節(jié)和變形之處。然而以上研究主要針對(duì)壁畫實(shí)體進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)，對(duì)于壁畫情節(jié)數(shù)字化方面的研究較為缺乏。

隨著骨骼動(dòng)畫技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。例如，金文玥［9］將骨骼動(dòng)畫技術(shù)應(yīng)用于滅火救援實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了三維虛擬教學(xué)場(chǎng)景的模擬；王萍［10］將戲曲元素與二維骨骼動(dòng)畫技術(shù)相結(jié)合，對(duì)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)花鼓戲曲的演繹方式進(jìn)行了創(chuàng)新；謝云飛［11］將骨骼動(dòng)畫技術(shù)應(yīng)用于兒童電子繪本設(shè)計(jì)中，制作了數(shù)字動(dòng)畫刊物《擁抱》。骨骼動(dòng)畫技術(shù)為傳統(tǒng)藝術(shù)帶來(lái)了全新的數(shù)字化演繹形式。本文將壁畫文化與骨骼動(dòng)畫技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)對(duì)壁畫文化的深入剖析提取主要圖元，構(gòu)建節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型，研究單圖元到多圖元的情節(jié)動(dòng)畫交互，以多形式的數(shù)字化手段促進(jìn)壁畫文化的源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。

2 圖元提取

首先對(duì)壁畫情節(jié)進(jìn)行分析，根據(jù)情節(jié)特征提取圖元信息［12］，實(shí)現(xiàn)壁畫圖元的靜態(tài)數(shù)字化。

2.1 情節(jié)分析

不同時(shí)期、不同地域的文化造就了壁畫風(fēng)格和內(nèi)涵的迥異［13］。在情節(jié)分析階段，首先以壁畫內(nèi)容為基礎(chǔ)，從抽象到具象對(duì)其題材進(jìn)行研究；其次分析壁畫中的人物關(guān)系、故事情節(jié)、圖像子元素等；最后從不同角度分析圖像子元素之間的關(guān)系。圖1為壁畫情節(jié)分析流程。

Fig.1 Flow of mural plot analysis圖1 壁畫情節(jié)分析流程

以《文成公主入藏弘佛圖》為例，分析其壁畫情節(jié)，結(jié)果如圖2所示。

Fig.2 Plot analysis of Princess Wencheng entering Tibet圖2 《文成公主入藏弘佛圖》情節(jié)分析

2.2 圖元提取

在確定壁畫情節(jié)后，需要對(duì)原圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理［14］，以提升對(duì)比度，便于對(duì)圖元進(jìn)行提取。對(duì)原圖像色彩還原的準(zhǔn)確性決定了圖元邊緣提取的準(zhǔn)確性。因此，本文對(duì)原圖像的R、G、B 3個(gè)色彩通道分別進(jìn)行相同的調(diào)整運(yùn)算。

圖像增強(qiáng)算法表示為：

式中，R 表示圖像調(diào)整前的R、G、B 分量，R′表示圖像調(diào)整后的R、G、B 分量，Sd表示圖像色階的黑場(chǎng)閾值，HL表示圖像色階的白場(chǎng)閾值，Mt為圖像色階的中間調(diào)，D為改變整個(gè)圖像的色階，pi為改變每一個(gè)像素點(diǎn)的色階。

基于原圖像色彩和黑白場(chǎng)閾值的圖像增強(qiáng)算法具體步驟為：

圖3 為圖像增強(qiáng)處理前后對(duì)比圖（彩圖掃OSID 碼可見(jiàn)，下同）。

Fig.3 Comparison before and after image enhancement processing圖3 圖像增強(qiáng)處理前后比較

在獲取預(yù)處理圖像的亮度和對(duì)比度信息后，通過(guò)提高前景與背景的對(duì)比度細(xì)節(jié)得到前景圖像的邊緣信息，以完成對(duì)各個(gè)圖像子元素的圖元提取。具體實(shí)現(xiàn)方法如圖4所示。

3 節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型

在完成壁畫情節(jié)分析和圖元提取的基礎(chǔ)上，對(duì)得到的各個(gè)圖元進(jìn)行進(jìn)一步修復(fù)處理，并通過(guò)動(dòng)畫骨骼動(dòng)力系統(tǒng)［15］為圖元添加骨架結(jié)構(gòu)，構(gòu)建節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型［16］，實(shí)現(xiàn)壁畫實(shí)體的靜態(tài)數(shù)字化。

3.1 圖元預(yù)處理

對(duì)提取的破損圖元進(jìn)行圖像色彩還原處理，即利用圖像中的樣本像素信息處理其他色彩受損區(qū)域。圖5 為圖像破損修復(fù)過(guò)程示意圖，其中A 表示圖像色彩未受損區(qū)域，B 表示圖像色彩受損區(qū)域。在初始化階段，隨機(jī)在A 區(qū)域選取一個(gè)像素塊a，交互式確定以像素塊a 為中心的色彩區(qū)域b；在傳遞階段，計(jì)算色彩區(qū)域b 包含的所有像素信息，并將結(jié)果傳遞至色彩受損區(qū)域b′；在反向傳播階段，保持b 區(qū)域中心點(diǎn)與b′區(qū)域中心點(diǎn)之間的距離不變，通過(guò)b1′區(qū)域的位移計(jì)算更新后b1區(qū)域的所有像素信息，同時(shí)傳遞給b1′區(qū)域；在搜索階段，采用隨機(jī)像素法以b 區(qū)域中的像素塊為中心點(diǎn)，在全圖范圍內(nèi)隨機(jī)搜索新的像素塊區(qū)域b2，提取b2區(qū)域所有像素信息并覆蓋b2′區(qū)域。

Fig.4 Primitives extraction method圖4 圖元提取實(shí)現(xiàn)方法

Fig.5 Schematic diagram of image damage repair process圖5 圖像破損修復(fù)過(guò)程示意圖

以《文成公主入藏弘佛圖》為例對(duì)圖元進(jìn)行特征分類［17］，具有生物特征的圖元為文成公主、松贊干布，具有非生物特征的圖元為鎮(zhèn)魔圖、華蓋。對(duì)兩類圖元分別進(jìn)行切片處理［18］，提取各部位基礎(chǔ)體，并整體拼接經(jīng)過(guò)處理的圖元各部位，完成對(duì)兩類圖元的處理過(guò)程。圖6 為圖元預(yù)處理過(guò)程。

3.2 骨骼綁定

為仿真壁畫情節(jié)，需要對(duì)獲取的每個(gè)圖元?jiǎng)?chuàng)建骨架并進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)骨骼與圖像的關(guān)聯(lián)，完成壁畫圖元節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型的構(gòu)建。主要步驟如下：

（1）確定創(chuàng)建的骨骼類型。具有生物特征的圖元需要結(jié)合自然動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律創(chuàng)建骨骼，具有非生物特征的圖元?jiǎng)t需要結(jié)合圖像和動(dòng)畫風(fēng)格創(chuàng)建骨骼。

（2）確定骨骼長(zhǎng)度。根據(jù)圖元大小對(duì)骨骼長(zhǎng)度進(jìn)行匹配調(diào)整，簡(jiǎn)化動(dòng)畫計(jì)算過(guò)程。圖7為圖元骨架結(jié)構(gòu)。

Fig.6 Element preprocessing process圖6 圖元預(yù)處理過(guò)程

Fig.7 Element skeleton structure圖7 圖元骨架結(jié)構(gòu)

（3）調(diào)整動(dòng)畫模型網(wǎng)格頂點(diǎn)和布線。完成骨骼結(jié)構(gòu)的添加后，通過(guò)骨骼位置和模型三角面網(wǎng)格頂點(diǎn)位置建立骨骼與頂點(diǎn)之間的仿射關(guān)系以完成骨骼綁定［19］。在該過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生位置和數(shù)量錯(cuò)誤的網(wǎng)格頂點(diǎn)，需要交互式調(diào)整網(wǎng)格點(diǎn)和布線，使模型網(wǎng)格數(shù)據(jù)點(diǎn)正確依附在骨架節(jié)點(diǎn)上。圖8為網(wǎng)格數(shù)據(jù)點(diǎn)和布線調(diào)整前后比較。

Fig.8 Comparison of grid data points and wiring before and after adjustment圖8 網(wǎng)格數(shù)據(jù)點(diǎn)和布線調(diào)整前后比較

（4）設(shè)置骨骼權(quán)重。為使骨骼能驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫模型產(chǎn)生移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放等形變，需要對(duì)動(dòng)畫模型進(jìn)行權(quán)重調(diào)整。通過(guò)設(shè)置骨骼權(quán)重對(duì)動(dòng)畫模型的每個(gè)部位進(jìn)行封套［20］，使其能被骨骼驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生形變。當(dāng)部分位置鄰近的骨骼權(quán)重分布重合或影響部位錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)畫模型產(chǎn)生非正常的扭曲形變，此時(shí)需調(diào)整動(dòng)畫模型網(wǎng)格數(shù)據(jù)點(diǎn)和骨架節(jié)點(diǎn)的權(quán)重重新進(jìn)行封套，使模型中所有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)正確地依附在骨架節(jié)點(diǎn)上。圖9為骨骼權(quán)重調(diào)整前后比較。

Fig.9 Comparison of bone weight before and after adjustment圖9 骨骼權(quán)重調(diào)整前后比較

4 多圖元交互設(shè)計(jì)

在對(duì)壁畫圖元進(jìn)行靜態(tài)數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過(guò)節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型和骨骼動(dòng)畫技術(shù)完成壁畫情節(jié)的仿真設(shè)計(jì)，即動(dòng)態(tài)數(shù)字化。

4.1 骨骼動(dòng)畫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理

骨骼動(dòng)畫利用骨骼記錄物體對(duì)象的位移、旋轉(zhuǎn)、縮放等動(dòng)畫信息，對(duì)于物體本身則僅記錄不同部位的骨骼權(quán)重影響，通過(guò)控制虛擬骨骼的位置和方向模擬角色的動(dòng)態(tài)效果［21］，使得動(dòng)畫動(dòng)作更具真實(shí)感。不同于傳統(tǒng)動(dòng)畫，骨骼動(dòng)畫通過(guò)記錄骨骼及其權(quán)重實(shí)現(xiàn)了物體對(duì)象與動(dòng)畫的分離，節(jié)省了資源容量。節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型創(chuàng)建的骨架模型為鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，一般包括骨骼和關(guān)節(jié)兩類元素。圖10 為骨架結(jié)構(gòu)示意圖。

對(duì)初始設(shè)定的骨架結(jié)構(gòu)中每根骨骼定義一個(gè)骨骼空間的蒙皮矩陣Mi，使得骨骼從世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到骨架坐標(biāo)系中，旋轉(zhuǎn)了θ角度后的骨骼坐標(biāo)可以由另一個(gè)骨骼空間的旋轉(zhuǎn)矩陣表示?？紤]到節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型的一個(gè)網(wǎng)格數(shù)據(jù)頂點(diǎn)受唯一的第i根骨骼權(quán)重影響，采用式（2）計(jì)算出由初始綁定姿勢(shì)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)頂點(diǎn)S（x，y，z）旋轉(zhuǎn)θ角度后得到的變換頂點(diǎn)W（x′，y′，z′）：

式中，Mi’為第i根骨骼空間的旋轉(zhuǎn)矩陣，Mi-1為骨骼空間的綁定姿勢(shì)矩陣，即骨骼空間模型矩陣的逆矩陣。利用Mi的逆矩陣將初始點(diǎn)S 由世界坐標(biāo)變換到骨骼坐標(biāo)空間，再采用Mi’通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度θ變換回世界坐標(biāo)系，以完成對(duì)W頂點(diǎn)的位置求解。圖11為該變換流程。

Fig.10 Skeleton structure diagram圖10 骨架結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.11 Flow of controlling the bone rotation to complete the transformation process of graphics vector圖11 控制骨骼旋轉(zhuǎn)完成圖形向量的變換流程

4.2 動(dòng)畫生成

在對(duì)節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型進(jìn)行動(dòng)畫生成時(shí)，不僅需要采用骨骼關(guān)鍵幀記錄骨架節(jié)點(diǎn)的形變信息，還需要考慮骨骼之間的父子鏈接關(guān)系，即父骨骼會(huì)帶動(dòng)子骨骼運(yùn)動(dòng)而子骨骼不會(huì)影響父骨骼的運(yùn)動(dòng)，且子骨骼相對(duì)于父骨骼的坐標(biāo)為相對(duì)坐標(biāo)。圖12為骨骼父子鏈接關(guān)系示意圖。

Fig.12 Bone parent-child link relationship圖12 骨骼父子鏈接關(guān)系

在動(dòng)畫生成階段，通過(guò)式（3）計(jì)算出每根骨骼的相對(duì)坐標(biāo)，利用骨骼關(guān)鍵幀記錄每根骨骼的相對(duì)坐標(biāo)，表示為：

式中，Ma為A 骨骼的世界坐標(biāo)，Mb為B 骨骼的世界坐標(biāo)，通過(guò)逆矩陣計(jì)算出A 骨骼相對(duì)于B 骨骼的相對(duì)坐標(biāo)Mab。將Mab和Mb代入式（4）可以計(jì)算出A 骨骼的世界坐標(biāo)，表示為：

通過(guò)骨骼綁定和封套，將節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型中的每個(gè)網(wǎng)格數(shù)據(jù)頂點(diǎn)與一個(gè)或多個(gè)骨骼進(jìn)行綁定，使得點(diǎn)完全受骨骼的影響。比較頂點(diǎn)動(dòng)畫產(chǎn)生前后的坐標(biāo)發(fā)現(xiàn)，頂點(diǎn)的世界坐標(biāo)發(fā)生了變化，但相對(duì)于骨骼的坐標(biāo)沒(méi)有發(fā)生變化。基于上述方法，在動(dòng)畫生成之前將頂點(diǎn)由模型空間變換到骨骼空間，在動(dòng)畫生成之后將頂點(diǎn)由骨骼空間變換回模型空間，從而計(jì)算出頂點(diǎn)產(chǎn)生動(dòng)畫后的世界坐標(biāo)，完成頂點(diǎn)動(dòng)畫的制作。

一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)格數(shù)據(jù)頂點(diǎn)受多根骨骼的權(quán)重影響，本文假設(shè)一個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)受到A 骨骼和B 骨骼的權(quán)重影響，如圖13所示。

Fig.13 Schematic diagram of vertices affected by the weight of two bones圖13 頂點(diǎn)受兩根骨骼權(quán)重影響示意圖

在動(dòng)畫生成之前，頂點(diǎn)的世界坐標(biāo)為S（x，y，z）。為計(jì)算出動(dòng)畫生成后頂點(diǎn)的世界坐標(biāo)W（x′，y′，z′），首先需要計(jì)算出頂點(diǎn)在動(dòng)畫生成后在A 骨骼完全影響下的世界坐標(biāo)Mwa，以及在B 骨骼完全影響下的世界坐標(biāo)Mwb。式（5）為Mwa的計(jì)算公式，式（6）為Mwb的計(jì)算公式。

式中，Ms為頂點(diǎn)運(yùn)動(dòng)前的世界坐標(biāo)，M0a為頂點(diǎn)運(yùn)動(dòng)前世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)A 骨骼的相對(duì)坐標(biāo)，Ma1為頂點(diǎn)運(yùn)動(dòng)后相對(duì)A 骨骼的相對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為的世界坐標(biāo)。

式中，M0b為網(wǎng)格頂點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)前世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)B骨骼的相對(duì)坐標(biāo)，Mb1為頂點(diǎn)運(yùn)動(dòng)后相對(duì)B 骨骼的相對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為的世界坐標(biāo)。

考慮到不同骨骼對(duì)節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型網(wǎng)格數(shù)據(jù)頂點(diǎn)的影響權(quán)重不同，將上式計(jì)算出的Mwa和Mwb代入式（7）計(jì)算出一個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)受兩根骨骼影響下動(dòng)畫產(chǎn)生后的世界坐標(biāo)，表示為：

式中，x1為A 骨骼對(duì)頂點(diǎn)的權(quán)重影響因子，x2為B 骨骼對(duì)頂點(diǎn)的權(quán)重影響因子。

4.3 仿真實(shí)驗(yàn)

在動(dòng)畫播放階段，根據(jù)時(shí)間軸線獲得的所有骨骼矩陣解析出骨骼坐標(biāo)，從而計(jì)算出網(wǎng)格頂點(diǎn)的世界坐標(biāo)，完成對(duì)動(dòng)畫的刻畫。二維動(dòng)畫的傳統(tǒng)制作方式主要為逐幀動(dòng)畫［22］，即在每幀給壁畫圖元預(yù)先設(shè)定動(dòng)作并進(jìn)行擺放，使用補(bǔ)間幀動(dòng)畫的方法完成壁畫圖元的情節(jié)仿真。逐幀動(dòng)畫要求制作者熟練掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，以確保制作出的動(dòng)畫符合人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該方式呈現(xiàn)的動(dòng)畫效果流暢度不高且只能制作位移動(dòng)畫，制作過(guò)程需要耗費(fèi)大量時(shí)間。圖14為基于逐幀動(dòng)畫的壁畫圖元情節(jié)刻畫，主要呈現(xiàn)的是壁畫圖元關(guān)鍵幀的動(dòng)畫制作。圖15 為采用本文方法制作的壁畫圖元情節(jié)刻畫。本文方法花費(fèi)時(shí)間較少，且動(dòng)畫效果相對(duì)流暢，能夠呈現(xiàn)出更多動(dòng)作細(xì)節(jié)。

Fig.14 Mural element plot simulation based on frame-by-frame animation圖14 基于逐幀動(dòng)畫的壁畫圖元情節(jié)刻畫

Fig.15 Mural element plot portrayal based on the method of this paper圖15 基于本文方法的壁畫圖元情節(jié)刻畫

基于對(duì)《文成公主入藏弘佛圖》壁畫情節(jié)和節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型類型的分析，在動(dòng)作刻畫階段記錄骨骼關(guān)鍵幀，在動(dòng)畫生成階段以時(shí)間軸線為基礎(chǔ)計(jì)算骨骼矩陣生成頂點(diǎn)的世界坐標(biāo)，完成對(duì)壁畫情節(jié)的動(dòng)態(tài)數(shù)字化。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)配置：操作系統(tǒng)為Windows10，中央處理器為Intel Core i7-9700，內(nèi)存大小為16GB。圖16 為壁畫情節(jié)內(nèi)涵仿真示意圖，可以看出本文方法成功實(shí)現(xiàn)了壁畫情節(jié)的動(dòng)態(tài)數(shù)字化，相較于傳統(tǒng)逐幀動(dòng)畫制作方法能夠呈現(xiàn)更多動(dòng)作細(xì)節(jié)且更為流暢，更能體現(xiàn)壁畫的情節(jié)內(nèi)涵。

Fig.16 Mural plot connotation simulation圖16 壁畫情節(jié)內(nèi)涵仿真

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)壁畫文化的數(shù)字化保護(hù)問(wèn)題，通過(guò)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)骨骼動(dòng)畫模型實(shí)現(xiàn)了壁畫文化的靜態(tài)數(shù)字化，通過(guò)深入剖析壁畫情節(jié)并結(jié)合骨骼動(dòng)畫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了壁畫文化的動(dòng)態(tài)數(shù)字化。與傳統(tǒng)逐幀動(dòng)畫相比，本文通過(guò)分析壁畫情節(jié)進(jìn)行圖元的提取和特征分類，依據(jù)圖元角色三角面網(wǎng)格特征建立二維骨骼關(guān)系，并通過(guò)骨架節(jié)點(diǎn)與角色模型網(wǎng)格頂點(diǎn)的仿射關(guān)系計(jì)算頂點(diǎn)的世界坐標(biāo)完成圖元角色的動(dòng)作刻畫，所提出的壁畫圖元提取以及從單圖元到多圖元交互的方法實(shí)現(xiàn)了壁畫情節(jié)的多元數(shù)字化處理。但本文方法對(duì)于圖像缺失嚴(yán)重、顏色退化明顯的壁畫支持度存在一定問(wèn)題，這將是下一步的研究方向。