國寶總動員有段故事橋段是這樣的…

嬰兒枕覺得玩轉心瓶有點無聊，剛好看到翠玉白菜上頭的螽蟴（ㄓㄨㄥ ㄙ），於是很開心地把它抓了起來，急著拿去到處秀。第一個現寶的對像，就是住在一幅國畫–冬日嬰戲圖–宋朝–工筆畫–裏的姐弟倆…

我參與這個案子的任務之一，是不管用什麼手段，負責把嬰戲圖的樣貌搞定。為此，花了三個月的時間，整天和這些所謂的 NPR ( Non-Photorealistic Rendering ) 博鬥，最後，卻是使用合成的方式搞定一切（還好，我們有 Ahdee 這位天字一號的合成大師）。然後呢，這一篇還很幸運地，進了 SIGGRAPH 2007 research poster ( [ACM Portal](http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1280720.1280921&coll=ACM&dl=ACM&type=series&idx=1280720&part=Proceedings&WantType=Proceedings&title=International%20Conference%20on%20Computer%20Graphics%20and%20Interactive%20Techniques&CFID=15151515&CFTOKEN=6184618 “NPR in production: animating the Sung dynasty painting “Children at Play” @ ACM Portal” ) )。

這是那幅嬰戲圖的數位縮小版，引用自故宮博物網站。

摘錄部分故宮的介紹文字在這邊，全文請至官方網站。

宋人 冬日嬰戲
絹本 色設畫 軸
縱196.2公分
橫107.1公分

畫姐弟二人在冬天庭院裡玩耍的情景，姐姐的手裡拿著一根色彩斑斕的旗子，小男孩則用細紅繩牽引著一根孔雀羽毛﹐正想逗弄著貓兒。姐姐則挽三鬟於頭頂及兩耳﹐再以紅白相間的錦緞纏繞其間﹐與宋蘇漢臣秋庭嬰戲中的雙鬟同為宋代小女孩常梳之髮式。弟弟的頭髮束結著紅絲繒﹐形如鵓角﹐更增添孩童純稚的神情。

目的 ，導演的要求，動畫的需求

「國寶總動員」的故事是由嬰兒枕發起的，因為他好奇抓起了翠玉白菜上頭的小蟲子（螽蟴），然後在秀給處在「宋朝嬰戲圖」這幅畫裏的姐弟倆時，讓小蟲子逃跑了!! 於是僻邪與玉鴨，只好跟著嬰兒枕到處去找螽螄，一路上遇上了很多其它國寶，最後在…找到了它…

整個「國」片的動畫風格是「擬真」與「可愛」，包括嬰戲圖的這一段，但打一開始就讓人很傷腦筋的是，這幅有將近一千年 (960-1279) 的古畫，要使用 CG 算出來很真實，就已經很不容易了，更何況還要讓畫裏頭的角色動起來也很擬真（關於這點，相信沒有人看過真正會動的國畫）。

導演的要求很簡單，就一句話「讓看的人以為，他真的是在看一幅會動的嬰戲圖，裏頭的角色不管是視覺上的顏色表現，或是動畫上的表演風格，都要很自然，一點兒也不 CG 才行。」（那時很羨慕「導演」這個職位，因為他們總是可以說出很精要而感動人心的話來，但倒底怎麼做，做的樣子究竟要怎麼樣，則是要動用一群人才有辦法做到…）

分析，討論與細節

• 前後景：
  • 我們決定把整幅畫分為前景與背景來處理，前景部分由兩姐弟與小貓構成，剩餘的部分，通通歸到背景，包括 畫兩側的那些花花草草，換句話說，這同時暗示了，只有前景的角色會動，整個背景都是靜態的。這樣的作法很直覺，唯一要考慮的，是之後把前後景合起來時，他 們的色調（tone），紋理質感（texture & material）要很協調。
• 背景：
  • 這部分，先是請美術人員，把前景的角色挖除掉，然後以人工的方式，手動把挖掉的洞，用旁邊的材質也補回來（這部分，也可以借用 CG 裏頭的一些計術，像是 Snake 演算法來自動補回來，依稀記得，這類補洞的演算法叫 Image Inpainting）。
  • 紙的紋理：要把這一幅畫表現得很好，一個重點是紙的紋理。因為年代久遠，所以上頭的紋理還有一些地方有點斑駁不齊的，這是很重要的一點，決定了整個畫面擬真的程度。
• 前景：
  • 角色設計：為了讓原來的三隻角色更加的逗趣討喜，前製的美術部門，花了很多時間，依著原來嬰戲圖裏的神韻與元素，重新給三隻角色做設計，讓他們更加符合當下人的審美感。亦即，在這邊，我們的設計要同時做到「擬真」與「可愛」兼具。
  • 線條：很幸運地，這一幅畫用的技法，是國畫中的一支「工筆畫」，在線條的表現上，比較一致，變化沒有「水墨畫」來得大，雖然還是有小小的粗細變化，但問題難度已經大大地降低不少。
  • 顏色：就直接使用 diffuse map 配合 constant shader 來處理，再給合成部分去修飾。
• 總結來說，這一幅畫要做好，有如下幾個細節要留心：
  • 畫紙的紋理 + 年代久遠留下來的痕跡
  • 角色的線條 + 線條要反應出下頭的紙紋理
  • 角色的動畫要溫合，因為他們是「中國風的小朋友」
  • 動態模糊（motion blur）要盡量地小，不然會很容易變得很 CG
  • 角色身上的顏色，也會同時有紙的紋理，但不能太明顯，因為角色上的顏料蓋掉不少紋理，同時，太明顯的話，會覺得前景的角色，很像是在前頭「浮動漂移著」

一步一步完成它們吧!!!!

01. 背景（ background ）。仔細看的話，會發現畫面中央，原來姐弟倆的部分，有人工填過的痕跡。

02. 紙的紋理（ canvas texture ）。透過一些處理，得到紙的紋理。

03. 前景（ foreground figures ）。使用 NPR 裏的 toon shading 算出來的姐弟倆。

04. 前景遮罩（ foreground matte ）。直接取用前景角色的 opacity / alpha channel 來用。

05. 前景的褪色層（ aging foreground mask ）。緊接著上一個階段，在上頭算出一個可以表示歷史痕跡的斑駁圖層。我們特別給角色也來個一層像「紙的紋理」的東西，一來為了強調角色褪色的程度與純背景不同，二來是想讓角色身上的紋理有些微的變化。這部分我們使用了 Maya 的 volume noise (ken perlin noise)。使用 volume noise 才能確保 noise pattern 的連續性。一般使用 texture uv 的話，會有不連續性，這是因為 texture uv 是人拉的，會在接縫處不連續，而 volume noise 則是使用 point position，就不會有這方面的困擾。（除非，你可以設計出一種在空間上，完全不連線的點分佈…）這部分，也可以使用 Renderman 的 noise function，然後在產生一組 model 的 freezed position。

06. 帶有紙紋理的褪色層（ aging foreground matte ）。愈來愈有趣感覺。

07. aging foreground figures。把 06 階段的結果與 03 結合起來，這裏因為背景是黑色的，所以無法看出明顯的差異來，但當有背景時，那一點點「透出來的背景」就會出現了。

08. 前後景的合成（ composite of foreground and background ）。前後景合起來了，並且讓它們之間的色調一致。

09. 加上線條（ embeded outlines ）。這些線條，我們一樣使用 Maya 的 pfxToon 這個 node 算出來的。為了讓線條與畫面更加地融合，線條的顏色偏咖啡，吸收了一點點線條下方的顏色（可能是紅、黑…），同時，在線條的接合處，把畫紙的紋理考慮進來，讓線條會因為下頭的紋理，而做一點點輕微的褪色與形變（這部分，很像是套用 bump map 的行為，只是是在 2D 的環境下完成）。

10. 打燈（ lighting ）。最後，假造一個暖色系的燈。這部分一樣是在合成階段完成。

Siggraph 2007

今年（2007）年初（其實是去年年底），主管要求我就「國」片裏頭的製作過程，抽出一段來，寫成一篇稿子，投到 Siggraph，這樣一來，不但太極在 Siggraph 2007 的展場有攤位，連同還有個技術發表，如果再加上來個短片也上了 Siggraph Animation Festival 的話，那就皆大歡喜了。左右猶豫了很久，一直不相信我們的製作過程中有什麼值得發表的，到後來找台大教授求救，找不同部門的同事聊天。最後，決定以「嬰戲圖」的這一段來投稿，結果居然上了…只能說，這就是人生呀。

首先，我想感謝台大資管的陳炳宇教授，他花了很多時間與我討論這篇投稿寫的重點為何，可以怎麼鋪陳，同時又拿出去年的一些例子來鼓勵我，讓我慢慢有信心。接著是感謝台大資工的莊永裕教授，他雖然沒有很直接地協助這一篇 research poster，但他協助了我另一篇「Digital Restoration of Moldy Aged Films」的預講（rehearsal），告訴我幾點應該要注意的地方，我還記得那時的我，整整遲到了十多分鐘，rehearsal room 只剩下十分鐘可以用，而且似乎還沒睡醒，稿子也還寫不全，就硬上了，但他還是給與一定的肯定，讓我寬心不少。最後，我想感謝台大資工的歐陽明教授，他即興地在會場，給我一次機會做口頭上的練習，並且告訴我可以去找個空曠的地方或是牆壁也行，獨自練習上幾回，大聲的唸出來，好聽出自己的問題。

還有還有，感謝 Ahdee 的協助與指導，讓我學到，原來合成可以做的事是如此之多。

忘了說了，演講完，董事長請的慶功宴，實在很好吃呀（Joe’s Crab Shack），哈。

Abstraction of Poster

Research on Non-Photorealistic Rendering (NPR) [Ma et al. 2002] has produced an array of techniques such as outline detection, simulation of brush strokes, cartoon shading, etc. However, the practical application of these techniques to reproduce a specific masterpiece is seldom discussed. During a recent project in cooperation with the National Palace Museum of Taiwan, we were given the task of rendering animated characters in the style of a well-known Chinese Sung dynasty painting, “Children at Play.” This sketch describes a step-by-step method for achieving this effect using a variety of NPR techniques.

投稿 Siggraph 2007 時，附的影片

參展海報

感謝 Naomi 的全力幫忙，讓我們有一張如此棒的海報，Siggraph 2007 年，我最有印象的，就屬這一張海報和那一場演講了 :)

附錄聯結

• 投稿 Siggraph 2007 Sketches/Posters 的 NPR in production: animating the Sung dynasty painting “Children at Play” 的 [pdf](http://graphics.im.ntu.edu.tw/~robin/docs/poster07.pdf “NPR in production: animating the Sung dynasty painting “Children at Play” pdf " ) 檔。
• 投稿 Siggraph 2007 的影片（1024 x 553, mov, 12MB）
• 一開始研究 toon shading 與畫紙紋理的示範影片（1024 x 768, DivX 4, 11MB）

更改紀錄

• 錯字訂正，是螽蟴，不是螽螄。感謝 filipy :)