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研究生:莊淑君
研究生(外文):Shu-jum Chuang
論文名稱:3D電腦動畫臉部表情研究
論文名稱(外文):A study on 3D Computer Animation Facial Expression
指導教授:邱怡仁邱怡仁引用關係康敏嵐康敏嵐引用關係
指導教授(外文):Alan ChiouMing-Lan Kang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:視覺傳達設計系碩士班
學門:設計學門
學類:視覺傳達設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:203
中文關鍵詞:情緒表演3D電腦動畫臉部表情
外文關鍵詞:facial expressionperformanceemotion3D computer animation
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本研究主要目的在透過研究調查,進行3D電腦動畫臉部表情研究。欲探討3D電腦動畫師在製作臉部表情動畫時,角色「最常出現之臉部表情」為何?動畫師「最不易模仿表現之臉部表情」為何?歸納其結果進行具代表性表情樣本製作,以供3D電腦動畫製作實務與教學參考。研究分為四個階段,第一階段為臉部表情語彙蒐集:以文獻法透過心理學、表演藝術、電腦動畫與臉部表情相關文獻資料進行臉部表情語彙的蒐集與整理,作為下一階段語彙收斂之依據。第二階段為臉部表情語彙收斂:經由30名3D業界電腦動畫師或3D電腦動畫研究者以「票選法」進行角色「最常出現之臉部表情」與動畫師「最不易模仿表現之臉部表情」語彙之篩選。第三階段為臉部表情樣本製作與代表性臉部表情篩選:經由六位表演者進行第二階段所收斂語彙之表情意象進行表演,再由3D電腦動畫相關工作者與3D電腦動畫閱聽大眾,以排序法篩選出具代表性之臉部表情。同時探討不同職業背景之受測者在樣本的排序上是否有差異。第四階段為代表性臉部表情特徵分析:參考Paul Ekman之臉部表情比對方法,進行代表性樣本的分析。茲將研究結果摘述如下:
1.以文獻法進行臉部表情相關語彙之蒐集,共獲649個語彙(包含重複)。再經由3D電腦動畫師篩選出角色「最常出現之臉部表情」語彙,共10個:生氣、微笑、害怕、快樂、失望、驚訝、悲傷、興奮、暴怒、疲倦;動畫師「最不易模仿表現之臉部表情」語彙,共9個:嗜慾、恭維、侮慢、嫉妒、伶俐、回憶、靦腆、順從、倔強。
2.不同職業背景的受測者,對於角色「最常出現之臉部表情」排序,看法大致相同。但對於動畫師「最不易模仿表現之臉部表情」排序,雖有差異,但不是非常強烈的差異。整體而言受測者對於代表性樣本排序之看法相同。
3.綜合整理出19組代表性臉部表情特徵參考表,以供3D電腦動畫臉部表情製作之參考。表格內容包括:每個語彙之最具代表性表情樣本、3D模型臉部表情肌肉走勢、表情特徵描述以及Duncan分群之A、B群樣本。
This study is mainly aimed to investigate the 3D animation facial expression by means of research investigation. We attempt to understand the most frequently seen facial complexion when 3D animators are producing facial expression and the most difficult facial expression for them to catch. To sum up the most representative facial expression samples so that it is available for the reference in 3D animation production and education activities. This research is divided into 4 stages. The 1st stage is to gather the vocabulary of facial expression. By referring to the scientific lectures relevant to psychology, performance art, computer animation and facial expression, we can gather and compile the vocabulary of facial expression to act as the basic reference for convergent vocabulary of next stage. The 2nd stage means the vocabulary convergency of facial expression. Through 30 3D animators or researchers, we adopt the voting survey to screen out “the most frequently seen facial expression” and “the most difficult facial expression for them to catch. The 3rd stage means the screening selection of facial expression production and the representative facial expression. Through 6 performers, we can proceed the intentional setting of complexion in vocabulary convergency. Furthermore, through the practitioners relevant to computer 3D animation and the public viewers of 3D animation, we adopt the ranking method to screen out the most representative facial expression. Meanwhile, we also investigate if there is any diferrence existing within the ample ranking among the examinees from various professional backgrounds. The 4th stage is aimed to analyze the characteristics of facial expression. By referrring to the facial expression comparison proposed by Paul Ekman, we can proceed the analysis of representative samples. The research results are briefed as below:
1.With the reference of scientific lectures to gather the vocabulary of facial expression, there are totally 649 vocabularies gathered (including repeated vocabularies). Furthermore, through the most frequently seen facial complexion screened by 3D animators, there totally vocabularies gathered, namely vexation, smile, fear, merriment, disappointment, amazement, sadness, excitement, outrage, and fatigue. The most difficult facial expression for animators to catch and imitate are totally 9 vocabularies, namely lust, compliment, arrogance, envy, alertness, recall, embarrassment, obedience and stubbornness.
2.The ranking orders for the most frequently seen facial expression of animation roles voted by examining from various professional backgrounds are almost the same. Although it really exists in difference about the ranking orders of the most difficultly imitated facial complexion made by animators, the difference is not so remarkable as we suppose. On the whole, the ranking orders of representative samples voted by the examinees are of the same opinion.
3.We summarize 19 sets of facial expression characteristics to act as the reference table so that it is available for the facial expression production made by 3D animators. The table contents include the most personality -representative complexion of each vocabulary, the muscular trend of 3D facial expression model, the description of complexion characteristics and Type A & B grouping samples proposed by Duncan.
中文摘要 -------------------------------------------------------------------------- I
英文摘要 -------------------------------------------------------------------------- II
誌 謝 -------------------------------------------------------------------------- IV
目 錄 -------------------------------------------------------------------------- V
表 目 錄 -------------------------------------------------------------------------- VIII
圖 目 錄 -------------------------------------------------------------------------- XIII

第一章 緒論--------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究背景與動--------------------------------------------------------- 1
1.1.1 研究背景--------------------------------------------------------------- 1
1.1.2 研究動機--------------------------------------------------------------- 2
1.2 研究目的--------------------------------------------------------------- 3
1.3 研究範圍與限制------------------------------------------------------ 3
1.4 名詞釋義--------------------------------------------------------------- 5
1.5 研究方法與進行步驟--------------------------------------------------- 6
1.5.1 研究方法------------------------------------------------------------------- 6
1.5.2 研究流程------------------------------------------------------------------- 8
第二章 文獻探討------------------------------------------------------------------- 9
2.1 3D電腦動畫--------------------------------------------------------------- 9
2.1.1 發展------------------------------------------------------------------------- 9
2.1.2 製作流程------------------------------------------------------------------- 10
2.1.2 小結------------------------------------------------------------------------- 10
2.2 3D電腦動畫臉部表情製作-------------------------------------------- 11
2.2.1 模型製作------------------------------------------------------------------- 11
2.2.2 表情模擬------------------------------------------------------------------- 14
2.2.3 表演原則------------------------------------------------------------------- 15
2.2.4 製作技術------------------------------------------------------------------- 15
2.2.5 小結------------------------------------------------------------------------- 16
2.3 3D電腦動畫臉部表情動畫------------------------------------------- 17
2.4 臉部表情與情緒--------------------------------------------------------- 24
2.4.1 臉部表情------------------------------------------------------------------- 24
2.4.2 臉部表情與情緒--------------------------------------------------------- 25
2.4.3 小結------------------------------------------------------------------------- 26
2.5 臉部構造------------------------------------------------------------------- 27
2.5.1 五官------------------------------------------------------------------------- 27
2.5.2 臉部比例------------------------------------------------------------------- 29
2.5.3 臉部肌肉------------------------------------------------------------------- 30
2.5.4 頭部骨骼------------------------------------------------------------------- 34
2.5.5 顏面神經------------------------------------------------------------------- 35
2.5.6 小結------------------------------------------------------------------------- 35
2.6 表演藝術------------------------------------------------------------------- 36
2.6.1 表演------------------------------------------------------------------------- 36
2.6.2 戲劇------------------------------------------------------------------------- 36
2.6.3 臉部表情與表演--------------------------------------------------------- 36
2.6.4 小結------------------------------------------------------------------------- 41
2.7 相關研究------------------------------------------------------------------- 41
第三章 研究設計與實施--------------------------------------------------------- 42
3.1 研究方法與步驟--------------------------------------------------------- 43
3.2 第一階段:臉部表情語彙的蒐集----------------------------------- 45
3.2.1 表情語彙樣本蒐集------------------------------------------------------ 45
3.3.2 問卷設計------------------------------------------------------------------- 47
3.3.3 受測對象------------------------------------------------------------------- 47
3.3.4 實施步驟------------------------------------------------------------------- 48
3.3.5 資料處理------------------------------------------------------------------- 48
3.4 第三階段:臉部表情樣本製作與代表性臉部表情篩選------- 49
3.4.1 表演者篩選---------------------------------------------------------------- 49
3.4.2 臉部表情表演------------------------------------------------------------- 50
3.4.3 樣本製作------------------------------------------------------------------- 51
3.4.4 臉部表情意象之符合度排序調查----------------------------------- 52
3.5 第四階段:代表性臉部表情特徵分析----------------------------- 54
3.5.1 分析項目------------------------------------------------------------------- 54
3.5.2 分析方法------------------------------------------------------------------- 55
3.5.3 結果彙整------------------------------------------------------------------- 56
第四章 研究結果與分析--------------------------------------------------------- 57
4.1 臉部表情語彙的蒐集結果與分析----------------------------------- 58
4.2 臉部表情語彙收斂結果與分析-------------------------------------- 59
4.2.1 動畫師製作臉部表情動畫時,角色「最常出現之臉部表情」語彙票選結果------------------------------------------------------------- 59
4.2.2 動畫師「最不易模仿表現之臉部表情」之語彙票選結果--- 60
4.2.3 小結------------------------------------------------------------------------- 61
4.3 臉部表情樣本製作與代表性臉部表情篩選結果與分析------ 62
4.3.1 角色「最常出現之臉部表情」─代表性樣本分析------------- 63
4.3.2 動畫師「最不易模仿表現之臉部表情」─代表性樣本分析 113
4.3.3 不同職業背景受測者對臉部表情樣本符合度排序之差異分析----------------------------------------------------------------------------- 158
4.3.4 小結------------------------------------------------------------------------- 161
第五章 結論與建議---------------------------------------------------------------- 164
5.1 研究結果與結論--------------------------------------------------------- 164
5.2 建議------------------------------------------------------------------------- 188
參考文獻 -------------------------------------------------------------------------- 189
附錄一 臉部表情語彙票選問卷-------------------------------------------- 192
附錄二 臉部表情表演需求--------------------------------------------------- 194
附錄三 表演者資料------------------------------------------------------------ 196
附錄四 臉部表情排序問卷--------------------------------------------------- 197
一、中文
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二、外文
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16.吳淑玲,2004,動畫的美學,典藏藝術網http://www.artouch.com/story.asp?id=200492258343248
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18.曾偉楨,1998,3D動畫片「蟲蟲危機」導演約翰拉薩特專訪,第三波資訊,http://www.acertwp.com.tw/magazine/cadesig/content/8801/p144.html
19.雷克斯,2004,「超人特攻隊」抖動你的臉部肌肉!,東森新聞報,
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20.與大師面對面:專訪楊德泰(Teddy Yang)-電影《鯊魚黑幫》電腦動畫總監,2004,3DUSER,http://mag.udn.com/mag/dc/storypage.jsp?f_ART_ID=3375
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