Способ анимации передвигающейся с помощью двигателя куклы и подобных изделий и устройство для его осуществления - RU2091112C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области техники, занимающейся анимацией передвигающейся с помощью двигателя куклы и подобных изделий. При этом имеются в виду мимические куклы, игрушечные животные, игрушки или развлекательные фигуры, игрушечные растения, игрушечные предметы и т.п. У них вся поверхность фигуры и/или ее часть, а также элементы фигуры будут передвигаться таким образом, чтобы были устранены движения кукольного типа у всей и/или части поверхности, а также у элементов фигуры, и, таким образом, осуществлялись бы непрерывные и неразрывные при передвижении игрушки движения "некукольного типа" и, тем самым, персонифицированного вида.

Если речь идет об "оживлении" этих кукол, или подобных изделий, то должна быть обеспечена возможность реализации жизненной, соответствующей данному виду, мимики образа и, точно также, должна быть возможность реализации поведения, соответствующего данному виду (роду), а с помощью механических, электромеханических и электронных систем, посредством их действия, должны обеспечиваться искусственная, соответствующая данному виду, мимика образа и характер поведения. Способ должен предоставить возможность запоминания, обработки и оптимизации, а также воспроизведения акустических, оптических, механических, электромеханических и электронных действий при приближенном к жизни "оживлений" искусственно движущихся изделий, таких как куклы.

В известном изобретении [1] описано устройство для управления движением куклы, которое, наряду с другими факторами, использует запоминание и воспроизведение записанных аналоговых и цифровых сигналов.

Это устройство не полностью пригодно для обработки сигналов управления наиболее эффективным образом.

Ни вышеуказанное техническое решение, ни возможно комбинированные усовершенствования не наделяют куклы и не дают возможности осуществить такую мимику на сцене или в кинофильме, которая требуется и признается новыми коммуникативными средствами.

В основе данного изобретения лежит задача обеспечить наилучшим образом приближенную к жизни и воспроизводимую подвижность кукол и их передвижение.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ, в режиме "запись"; на фиг. 2 показана схема устройства в режиме "воспроизведение".

Из фиг. 1 показано, что в позиции "замки" магнитная лента 1 подсоединена к кодеру 2; находящемуся в вычислительном устройстве 3. Эта, в простейшем случае, двухдорожечная магнитная лента имеет на одной дорожке полный звуковой тон, смешанные из речи, шума и музыки. Во время впервые осуществляемой записи, находящееся в соединении вычислительное устройство 3 или же кодер 2 передает на вторую, до этого пустую дорожку магнитной ленты, непрерывный код, индивидуально характерный для каждого участка маркировки. Этот код 4 маркирования вычислительное устройство также заносит в свое запоминающее устройство 5.

В запоминающее устройство 5 поступает также из косвенного, аналогового управления 6 преобразованный в цифры аналого-цифровым преобразователем 7 и реализуемый регулятором 8 сигнал, приводящий в движение куклу 9, во всяком случае, абсолютно синхронный во времени с дорожкой звукозаписи или же звуком, в идентичном коде, т.е. непрерывные кодовые сигналы связаны так, как они уже были записаны на второй дорожке. С помощью кода вычислительное устройство обладает теперь однозначным и фиксированным присвоением адресов и возможностью распределения между каждым маркированным участком игрового оригинала, т. е. соответствие звука и регулировки, реализуемой точно к этому интервалу времени.

Прямое движение куклы 9 осуществляется посредством прямого управления 10, например, с помощью руки. Цифра 11 соответствует дорожке управления, цифра 12 сумме всех одноразмерных регулировок, которые совместно с прямым управлением, обозначенным цифрой 10, воздействуют на систему куклы 9 и вместе реализуют "в игру". Цифра 13 соответствует регулятору, цифра 14 генератору кодированного тона.

В случае "воспроизведения" согласно фиг. 2 отличие по сравнению с предыдущей, описанной функцией состоит в том, что кодер 2 функционирует в качестве декодера, аналого-цифровой преобразователь 7 действует как цифро-аналоговый преобразователь. Магнитная лента 1 при воспроизведении передает в декодер кодовые сигналы, записанные абсолютно синхронно со звуком.

С помощью этого кода возможно в вычислительном устройстве включение в работу управляющей и регулирующей информации, переведенной в цифровую и оснащенной идентичным кодом, из запоминающего устройства 5. После цифро-аналогового преобразования эти сигналы опять записываются в дорожку управления 11.

"Звуковая игра" это основа для механической игры или же для всего хода действия, она вторична для записи этих действий.

Все движения могут также запоминаться без параллельной "слуховой игры", в стиле пантомимы. При этом имеет смысл, и вновь расширяет возможности, дать кукловоду параллельно и синхронно с подлежащими запоминанию управляющими сигналами акустическую информацию, сигналы, последовательные указания, указания режиссуры и прочие указания.

К "нормальному" радиомонтажу могут примешиваться сигналы и указания, которые при проигрывании кукловодам помогут основной теме и способствуют ориентировке в процессе действия.

Код соответствует не только неизменяющемуся такту времени, но и содержит метки для каждого произвольного участка игрового оригинала, т.е. звуковой игры. Код, тем самым, по необходимости сложнее, чем чистый такт времени. Однако, облегчается обработка благодаря линейному по времени и идентичному прохождению сцены, и тем самым, последовательность адресов на магнитной ленте и/или на принадлежащем вычислительному устройству 2 запоминающем устройстве.

Тем самым, гарантировано, что каждый произвольный участок сцены может быть найден и технически идентично воспроизведен для пробы, регулировки, записи, исправлений и т.д. Звук дает кукловоду непосредственную акустическую идентификацию сцены. Код делает возможным для вычислительного устройства распределение и контроль соответствующих цифровых, хранящихся в памяти сигналов.

Способ с помощью устройства реализуется следующим образом.

Способ описывается с применением вычислительного устройства на примере куклы, передвигающейся от руки, который дает возможность оптимизации "оживления" фигуры.

Запись звука производится на оригинале вращающегося диска в студии звукозаписи. При этом речь или диалог с учетом последующего сопровождения игры куклы, записывают как для радиопередачи. Затем примешиваются шумы, участвующие в действии, как например, гром, хлопанье дверей и другие чтобы дать возможность кукловоду соответственно реагировать.

Если можно, то на этой стадии уже может быть наложена музыка если это предусмотрено чтобы еще больше "оживить" действия кукловода.

Готовый смешанный звук проигрывается на носителе звукозаписи и образует игровую основу, на которую ориентируется кукловод непосредственно при "оживлении" куклы.

В случае мимических кукол они ведутся сразу "напрямую", т.е. кукловод несет, например, ручную куклу на руке и придает ей телесность, грубую форму и движение.

Для дифференцированной мимики и образа поведения ему необходимы вспомогательные средства для "косвенного оживления", т.е. движение символизируется и реализуется не через аналогичное движение пальцев или руки, а через вспомогательные средства.

С помощью сервомоторов внутри надлежащей механики, передачи силы через гибкие связи и воздействия их на соответственно оформленную оболочку можно осуществить, например, тончайшие движения в самых маленьких размерах, для каждого одноразмерного или линейного движения необходим один сервомеханизм. Эти линейные движения, сообщаемые через сервомеханизм или другим образом, могут управляться, т.е. они регулируемы.

Большое число возможностей движения требует соответствующего количества таких возможностей линейного передвижения, или же каналов с соответствующей возможностью регулирования и регуляторов.

Аналогично тому, как может быть на магнитной ленте записана речь, записываются также производимые кукловодом регулировки, качественно и количественно.

Так как одиночные регуляторы приводятся в действие кукловодом "аналогово", например, через ползунковый регулятор, то запоминание информации требует аналого-цифрового преобразования.

Если находящиеся в памяти операции по регулировке воспроизводятся и посредством цифро-аналогового обратного преобразования записываются в первоначальные каналы, то вычислительное устройство воспроизводит первоначальную регулировку в каналах и, тем самым, первоначальное "оживление".

Обработка и оптимизация. При воспроизведении вычислительное устройство после цифро-аналогового преобразования записанного в памяти сигнала берет на себя регулирование в хранящихся прежде в памяти каналах.

Возможность регулирования кукловодом на соответствующих дорожках управления может быть полностью исключена. Кукловоду нет необходимости больше регулировать этот канал.

Аналоговое регулирование может сохраняться как "доминантное". Это означает, что при управлении регулированием или же регулятором это управление осуществляется кукловодом при отсутствии действий регулирование берут на себя заложенные в память, преобразованные в цифро-аналоговые импульсы.

При этом аналоговое регулирование, осуществляемое кукловодом, может сохраняться "количественно-модифицированным". Это означает усиление или понижение предварительно заданных, или же хранящихся в памяти, регулировок с помощью кукловода, т. е. кукловод регулирует только через "плюс" или "минус" уже заданные регулировки.

Они могут сохраняться "качественно-модифицированными", т.е. кукловод может непрерывно, или в зависимости от ситуации, производить соответствующую регулировку. Вычислительное устройство интегрирует записанные в памяти и фактические регулировки и импульсы для эффективного активного регулирования.

На основании данного способа могут быть одновременно записаны некоторые, очень многие или все каналы; отдельные или многие накалы записываются успешно.

Способ позволяет проводить дополнительные, т.е. если записи уже осуществлены и/или полная запись "стоит", исправление отдельных или многих каналов.

Исправления.

1. Исправление всего записанного в памяти управления одним каналом одной сцены, например, посредством комплектной новой записи этого канала при сохранении неизменной остальной программы общей системы.

2. Исправление отдельных последовательностей в пределах записанного в память управления одного канала, причем вычислительное устройство принимает на себя уравнивание данных, т.е. участков соединений (см. ниже).

3. Исправление общего загруженного в память управления или отдельных последовательностей в записанном в памяти управлении одного канала "количественно", т.е. повышение или понижение интенсивности цифровых записанных в памяти импульсов управления одного или любого канала на определенный, контролируемый процент. Это соответствует приросту или понижению скорости и интенсивности или силы на регулируемом базовом участке, например, в регулируемом открытии рта у куклы: более быстрое, замедленное, широкое или узкое открытие рта.

3а. "Сухая" корректировка без участия куклы, т.е. без сопровождающей игры, через ввод или программирование системы, записанных в памяти управлений одним или несколькими каналами, в целом или одной, или любой последовательностью на определенный процент.

3б. Аналоговая корректировка "жизни", т.е. возможность для кукловода во время игры, или для режиссера во время действия, или воспроизведения, количественно модифицировать интенсивность находящихся в памяти сигналов управления одного или любого числа каналов.

Другие возможности оптимизации.

А. Программирование различных конкретных, подлежащих определению статических ситуаций регулирования, или элементов "записи" статического выражения, состоящее из одного или произвольного числа отдельных каналов регулирования с конкретными состояниями в различных, соответственно выражению оформленных отдельных регуляторов, как проходных или целевых состояний в ходе игры. Это означает определенное регулирование в одном или одновременно в различных положениях в, соответственно, различных регуляторах, которое соответствует статическому состоянию типа "мгновенного приема" в системе куклы, например, выражение испуга, оно может быть регулятор за регулятором - установлено, отыскано и/или выбрано.

Подобное состояние вычислительное устройство может вводить после приема на любом месте хода игры, в пределах игры, управляемой вычислительной машиной. При этом вычислительное устройство точно также принимает на себя адаптацию в ходе игры этой "статической отдельной установки" к непрерывному игровому действию, которое, однако, в щелевом пункте обладает предварительно установленным состоянием системы. Продолжительность или же удержание во времени этой настройки также как, например, интервалы адаптации имеющегося потока данных к этому целевому пункту, а также от него опять назад к предшествующему потоку данных, может быть установлена переменной и ситуационно-специфической. Этот способ может быть реализован с одним или произвольно большим количеством каналов, т.е. элементов движения, один раз или с произвольной частотой в ходе игры.

В. Программирование динамических последовательностей. Вычислительное устройство берет на себя непрерывные регулировки в одном или произвольно большом количестве прежде установленных каналов, которые, например, участвуют в эффекте или динамическом выражении, в пределах одного, в зависимости от обстоятельств, четко определяемого, однако, принципиально произвольно продолжительного по времени интервала. Эти определенные последовательности движения или прохождение регулирования могут опять вводиться также, как описано в разделе "А", в имеющийся поток данных или же ход игры и, соответственно этому, адаптироваться.

Примеры: спонтанное смыкание век с нерегулярной, естественной частотой, наложенное на прочее, зависящее от действия, управление движением век;
или: непрерывное, иногда ненадолго прерывание движения кончика носа у собаки и т.д.

естественно также моторный тик или особенности фигуры.

Эти последовательности движений также позволяют их обработку например, растянуть или уплотнить во времени, ограничить, уменьшить или повысить интенсивность (амплитуду регулировки) и т.д.

С. Простое сопряжение элементов движения. Пример: легкое опускание верхних век глаз при загляде вниз, или легкое открытие рта при максимальном повороте головы и т.д.

Часто при максимальном активировании одного определенного канала совместно активируется другой, или несколько каналов, или блокируются, качественно и количественно, как это точно установлено и сопряжено во временной продолжительности.

Эти сопряжения от соединения отдельных каналов доходят до эталонов движения, т.е. сопряжение целой семьи отдельных каналов.

Пример: при максимальном открывании рта одновременное максимальное открытие век при фиксированном прямом положении глазного яблока.

Как указывается, сопряжение может заключаться также в снижении активности в одном из других каналов, а не только в параллельном повышении активности.

Д. Программирование комплексных, количественных и качественных элементов выражения и настроения, лучшего фона. Пример: печаль подавленность: узкие глазные щели, т. е. незначительное опускание верхних век, слегка опущенные углы рта, как исходное положение для мимики рта, ограничение активирования всех каналов например, открытие рта возможно только на 50% максимум и т.д.

Кукловод ведет и обыгрывает непосредственно, а также через косвенное управление, куклу. Настроение, печаль в жизни с самого начала оказывают влияние на его активность и внешний вид, тормозят и замедляют его действия. Это может быть аналогичным образом предварительно задано или как наложение интегрироваться для прямого управления.

Кукловод, ведущий куклу с одной стороны, большей частью один человек и например, режиссер или другой кукловод с другой стороны, могут дополнительно ввести такое программирование, аналогично одномерной регулировки от минимума до максимума;
Д.а. Во время самой первой игры.

Занесение в память: управления в самой игре + программируемое управление
Д.б. При воспроизведении: добавление программированного управления.

Занесение в память: Д.б.а. воспроизведенное управление + программируемое управление.

Д.б.б. одно первоначальное управление.

Д. с. Программирование перед воспроизведением дополнительно к находящемуся в памяти содержанию:
Д. с.а. воспроизведение реализует записанное в памяти содержание + программирование.

Новая загрузка в память: первоначальное загруженное в память управление + программируемое управление.

Д.с.б. воспроизведение как и при Д.с.а.

Новая загрузка в память: неизменное первоначальное управление
Д.с.с. воспроизведение как при Д.с.а.

Новая загрузка в память: оба варианта.

С помощью этого способа создается возможность в дальнейшем "подкрашивать" предварительно заданные или уже разработанные способы управления, поведения и выражения фигур например, совместимость с настроением, усилить и сопоставить.

Другие возможности оптимизации:
Е. Управляемая вычислительной машиной интеграция различных индивидуальных управлений.

Е.а. Интеграция различных загруженных в память и/или загруженных в память и проигранных регулировок в идентичных каналах, как описано выше, для эффективной регулировки:
комплектная серия данных;
одна или несколько комплектных последовательностей данных с выбранными отдельными последовательностями идентичных каналов для определенных мест.

Е. б. Интеграция различных каналов из различных серий данных или последовательностей в новую серию данных.

Пример: сопряжение каналов для движения рта из последовательности данных "х" с каналами данных для движения глаз из последовательности данных "у" в общий массив данных
Ж. Обработка операций управления на основе компьютерных графиков.

Общие операции управления, т.е. записанные в памяти операции регулирования в различных каналах могут быть изображены, для каждого канала отдельно, для нескольких каналов вместе и т.д. графически, с состоянием регулировки как амплитуды в зависимости от временной последовательности, помеченной здесь также кодом.

С помощью распространенного или же адаптированного компьютерного программирования и программ обеспечивается возможность обработки этих графиков.

Предпочтительным на этом пути является то, что посредством модификации в и на графике можно осуществить исправления, вставки и, прежде всего, адаптации и заранее оценить их действие.

Вычислительное устройство принимает конечный график в соответствующих значениях и последовательностях данных, т.е. опять в четко соответствующих графику и модифицированных соответственно обработке последовательностях регулировки.

Этот способ со всеми своими возможностями сравним с обработкой партитуры в качестве основы все эффекты совместно, как в отдельном канале, могут быть по ситуации на общей кривой изображены, охвачены, сравнены и сбалансированы, изменены, сохранены или совсем исключены, изолированы с точки зрения всей системы.

Здесь открываются все возможности "чисто теоретического" хода игры, т.е. в конце процесса кукла исполняет такие движения, какие она до этого никогда не исполняла таким образом.

В противоположность этому кукловод производит спонтанную, осуществляемую от вычислительной машины регулировку куклы. При этом управление не срабатывает через регулятор для этой цели не требуется вычислительное устройство.

Если, например, кукловод во время игры куклу прямо "наделяет своим голосом", т. е. "жизненно" говорит в действиях, при этом кукольный диалог передается в микрофон, то вычислительное устройство, к которому подаются акустические сигналы, может тогда, в связи с управлением по частоте и амплитуде, принять соответствующую синхронную регулировку рта или же голоса.

Соответственно этому примеру возможны также и другие прямые операции управления, как в театральной постановке, так и в кинофильме, которые могут быть использованы с большим преимуществом и осуществлены при этом через прямую, специфическую для данной ситуации и обусловленную реакцию кукловода.

Н. Способ управления исключительно при помощи вычислительной машины. Самоуправляемые или управляемые от вычислительной машины программы коррекции.

Примеры:
Н.а. Корректировка (исключение через вычислительную машину от "технических ошибок"), выпадение сигнала, пропадание знаков или разрядов в соединении с магнитной лентой и т.п. и вследствие этого выверка ошибок.

Н. б. Сглаживание или приспосабливание к "жесткой" регулировке, т.е. регулировок проявляющихся фенотипически толчками или автоматически
Н.с. Исключение противоречивых или могущих повредить систему 1регулировок (например, у собаки с длинными ушами, левое и правое ухо соприкасаются, мешают друг другу, повреждаются и т.д.).

1. Автоматически управляемый и автоматически генерируемый способ и программы.

После определения и записи данных в памяти, или приема отдельных компонентов движения и поведения и действий, вычислительная машина может автоматически адаптировать и генерировать определенные последовательности.

Примеры: идти установление подъема бедра, изгибания колена, поднятие ступни и т.д. а также возможности объединения этих действий:
при переводных движениях вычислительная машина может управлять отдельными элементами и "автономно" комбинировать.

В перспективе вычислительное устройство, аналогично шахматному компьютеру, сможет автоматически генерировать характер поведения и реакции.

С помощью предлагаемого способа предоставляется возможность в целом оптимизировать систему, как количественно, так и качественно. От полностью осуществляемого вручную и, в зависимости от фактической ситуации в игре, управляемого поведения и выражения до комплектно генерируемого компьютером выступления куклы возможны все варианты, как в студиях кинофильмов, мультфильмов, так и на сцене.

Эта система дает возможность использовать ее, разумеется, не только для "оживления" управляемых от руки кукол, ручных кукол, но также и для кукол в широком смысле. Кукла может играть роль и без прямого "оживления" со стороны кукловода. Система и способ обеспечивают управляемую от вычислительной машины фенотипическую "автономную куклу и образ".

Дифференциации в выражении и поведении в пределах системы и способа нет границ. Здесь могут использоваться произвольно большое количество функций в любой градации и совокупности.

В заключение, необходимо упомянуть, что кроме моторики кукол или их "оживления" аналогично может оптимизироваться все освещение инсценировки. Как уже неоднократно упоминалось, этот способ не ограничивается только ручными куклами или другими куклами. Он может также применяться в мультипликационном фильме с участием кукол, а также в каждой продукции, где работа идет с эффектами, которые действуют не аутогенно, как например актеры, а должны управляться "снаружи".

В заключение, необходимо обратить внимание на некоторые экономические, довольно значительные аспекты способа:
а) значительное сокращение необходимых кукловодов, прием функций и управления запоминающим устройством вместо других кукловодов; с помощью дистанционного управления, т.е. беспроволочно или через кабель, отдельно или совместно с другими действиями, "оживление" системы или фигуры.

в) Незначительная нагрузка кукловода как "физическая", так и с точки зрения требующейся концентрации внимания на всех отдельных системах и их точной синхронизации, в результате освобождения от необходимых одновременно, но конкурирующих в процессе сосредоточения "дополнительных задач" действие рта, глаз, бровей, век и т.д. при этом дополнительные функции выполняются не только адитивно, но, подобно количеству одновременно жонглируемых шаров, с каждой новой функцией сложности общей задачи возрастает.

Кукловод может опять, как при "простой" классической, ручной кукле, полностью обратить внимание на общую фигуру и ее осанку, при этом количество одновременно используемых функций, без нарушения общего художественного аспекта, остается ограниченным даже для опытных кукловодов и актеров.

При передаче функций другим актером возникает необходимость в непосредственной дополнительной тренировке, чтобы общие действия, инициируемые от различных кукловодов, протекали таким образом, как будто они "отлиты из одного куска".

с) Каждый "лучший кукловод для эффекта или движения может проигрывать их успешно для каждой куклы и заносить в память.

d) Синхронизация игрового оригинала и игры, например, речь и движение рта, или подобное, удается почти с любой точностью и, при этом, с несравнимо более короткое время, так как кукловод при этом:
1. может сосредоточиться исключительно на этой отдельной синхронизации, другие движения могут успешно запоминаться позднее;
2. все однажды "достигнутые движения и эффекты" окончательно сохраняются или же записываются в память;
3. ошибки или же недостаточно хорошие "части" всего пассажа вплоть до отдельных действий могут корректироваться полностью без необходимости "все повторить", и при этом исключается риск таких же или возможно новых ошибок вследствие возможности нового целевого запоминания, адаптации имеющихся регулировок и т.д.

е) Имеющиеся, хорошие в некоторых аспектах части могут быть и дальше усовершенствованы, например, хорошо совпадающее с тактом звучащей речи, но в исполнении недостаточное раскрытие рта.

f) Согласование во времени оригинала игры и самой игры для отдельных участков игры, как для общего действия "без кукловода", без "генеральной репетиции" и перед работой "с какой мерой", контролируется по графику и если необходимо может еще раз адаптироваться.

g) Впервые дает возможность, например, режиссеру или другому лицу, участвовать в создании продукции игры не только в качестве наставника, но участвовать непосредственно, а именно, как количественно, так и качественно.

h) Возможность непосредственно сравнивать различные игровые аспекты, что гарантирует идентичное качество хранящихся в памяти аспектов движения.

k) Значительно сокращенное производственное время, так как записано в памяти и управляемые с помощью запоминающего устройства движения происходят идентично и "безошибочно" и, вследствие уменьшенной нагрузки кукловода могут быть ликвидированы также "ошибки, индуцированные артистом и необходимые повторения".

Использование изобретения позволяет наилучшим образом обеспечить приближенную к жизни и воспроизводимую подвижность кукол и их передвижение.

Реферат

Изобретение относится к системам анимации передвигающихся с помощью двигателей кукол. Сущность изобретения заключается в оптимизации и воспроизведении акустических, оптических, механических, электромеханических и электронных действий и операций, соответствующих жизненной и свойственной данному виду кукол мимике образа. При этом учитывают свойственные данному виду кукол равноценные возможности поведения, поддающиеся эстетическому манипулированию, а также устанавливают с помощью механических, электромеханических и электронных воздействий свойственную данному образу куклы мимику при "оживлении", во время которого она искусственно передвигается. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула