二维动画诞生百余年来仍受到广大观众的青睐,但当前的二维动画仍难以摆脱人工创作为主的生产方式,创作效率较低。全过程计算机辅助动画自动生成是一个动画艺术、人工智能技术与电影艺术结合而成的研究领域,在三维动画自动生成方面已经取得进展,本文尝试将它拓展到二维动画领域,提出了一种二维动画自动生成技术。针对二维动画的特点,本文设计了一系列创新的技术和方法,在技术原理上实现了从动画剧本到二维动画的全过程自动转化,并开发了系统原型对设计思想进行验证。本课题具有重要的科学研究意义、文化普及意义和创意产业意义。根据二维动画逐帧显示的特点,本文将二维动画自动生成的设计建立于二维连续空间(水平、垂直)与一维离散空间(纵深)结合而成的2.5维图层空间。图层是帧的绘制载体,在二维动画的规划生成过程中起关键作用。2.5维图层空间是多个图层的分层叠加,所以动画元素在2.5维空间中的表示方式也与三维空间中完全不同。这使得二维动画自动生成不能完全沿用三维动画自动生成的研究思路,需要设计一些针对二维动画特点的新技术。这是本课题面临的一个挑战,同时也具有重要的研究价值。本文的主要工作包括:第一,二维动画定性描述语言ADL2的设计。ADL2是将自然语言故事剧本转化为二维动画的一个中间剧本语言,包括了生成二维动画所需的全部关键信息。鉴于自然语言理解存在的巨大挑战,ADL2也是二维动画自动生成当前阶段的输入剧本语言。第二,基于图层的2.5维动画自动规划。图层和图层规划是二维动画自动生成的核心思想,体现在动画规划的各个阶段中,包括故事场景的背景规划、动画元素的出场规划、场景设计的深度规划、动画角色行动的路径规划和角色沿路径移动时的避碰规划等。第三,帧规划与摄像机规划。帧规划是将图层规划的结果进一步规划为画面帧,包括负责帧序列加工的帧序列规划、将帧序列进行时间衔接的帧组合规划以及生成循环动画效果的循环规划。二维动画自动生成也包括了复合角色的组合规划以及摄像机效果的规划,摄像机规划也是基于2.5维图层空间的规划过程。第四,二维动画知识库的设计。知识库的不同功能支持着二维动画自动生成的全过程,知识库的设计不仅体现了常识性知识,也体现了二维动画创作的专业知识。第五,根据二维动画自动生成的设计思想,本文实现了一个系统原型。经过测试,已经可以输入简单的ADL2剧本生成二维动画实例,这表明本文的设计思想和技术路线是可行的。