动画自动生成技术是由中科院数学所的陆汝钤院士提出的,结合了人工智能理论与现代多媒体技术的全新动画制作过程。系统接收以受限自然语言描述的故事脚本,使用多项人工智能技术对故事进行分析、理解,提取环境、情节、人物等信息,并在知识库的协助下,将信息编码为底层图形脚本,实现动画的绘制。 场景规划是动画自动生成系统中的重要模块,是动画脚本生成的第一步。它将故事分成许多个拍摄场景,并为每一个场景提供物体信息,这些信息不但影响到动画的效果,而且也是人物动作、摄像机动作计算的基础。 本文主要对动画自动生成系统中的场景规划进行研究和设计,实现了知识的描述、知识库以及各种转换算法。具体可分为定性和定量两部分：定性场景规划主要负责场景的划分、场景描述的生成,定量场景规划则将场景的描述转化为具体的场景数据。 在定性场景规划中,本文根据自然语言的描述设计了一种场景定性数据结构,并以此设计了场景库和物体规则库,场景库文件为各种典型场景的模式,物体规则库为动态修改场景提供了约束。在收到经过处理的故事信息后,首先使用“凝聚”的方法将故事划分为多个场景,之后根据每个场景的背景在场景库中查找生成一个典型的场景描述,最后根据故事理解中关于场景的信息借助物体规则库动态修改场景信息,最终能从很少的场景信息中得到完整的场景定性描述。 定量场景规划主要关注于数据的生成,并调用了布局规划来进行推理。布局规划是一个约束逻辑求解系统,能根据约束计算出物体的位置和方向数据。本文设计了模型信息库和约束转换库来辅助计算,模型信息库提供了各个模型文件的数值信息和一些抽象的描述,约束转换库负责场景约束到布局规划约束的翻译。场景定性描述主要包含物体和约束两类信息,其中物体信息用于在模型信息库中选择合适的模型并得到其相关的数据；约束信息中的群体约束描述物体的分布特征,可使用随机算法来实现,而个体约束相对精确地描述了物体间的关系,需要进行约束转换并由布局规划来推理物体的位置和方向。 由于底层使用的MAYA软件不能直接识别场景规划的输出数据,本文设计了一个翻译模块将定量数据转化为MAYA模型文件以及动画脚本文件。 地形是场景中一类特殊的物体,同时也是自然界最复杂的物体,目前还没有相对系统的地形模型。因此一旦涉及到地形,场景的最终效果将不尽人意。本文最后对三维地形的自动生成技术进行了探索,并设计了一个山和河流的自动生成系统,能一定程度上根据山和河流的抽象描述生成地形模型。