認知網絡技術在動畫藝術教育上的應用前景

張宇杰

摘 要：隨著互聯網技術的普及和社會信息化程度的提高，各個應用領域所積累的信息在逐年高速增長。動畫藝術經過近幾十年的發展，已經積累了大量的優秀作品與創作方法。與其他藝術形式相比，動畫藝術具有多媒體，跨學科的性質，故廣義的動畫概念內的的大量數據亟待整理。但從信息學角度看，這些作品的形式，內容，創作方法等內容尚處于無序的狀態，難以通過現代信息學方法加以有效的利用。這些內容的發覺，利用，共享對動畫藝術教育在今后很長一段歷史時期內的發展有重要作用。如何組織，管理和維護這些信息，并為動畫領域教育工作者及學習者提供有效的服務成為一項必須解決的任務。本體作為一種能在語義和知識層次上描述泛動畫概念系統的模型，將在動畫創作領域的知識共享，重復應用等方面起到統領作用。

筆者試圖在本文中討論動畫概念的邏輯框架，并初步建立動畫概念的本體，研究其與藝術學頂層本體概念的關系；使用斯坦福大學所開發的本體編輯工具Protege，以OWL語言作為構建動畫藝術概念的本體描述語言。在對動畫藝術概念進行本體描述前，必須首先通過對相關各類動畫比較研究的成果進行分析，提出一系列核心概念，屬性以及實例，在此基礎上嘗試建立有關動畫生產的實驗性本體，希望借此了解認識動畫本體的構建方法及特點，接下來探究動畫藝術學科的認知科學規律，并嘗試為動畫藝術本體構建基礎的本體概念。

關鍵詞：動畫藝術；本體論；protege

1 何為本體？

本體原味一個哲學概念，指的是研究世界的本源或本性。隨著人工智能的發展，本體一詞唄引入到信息科學領域。科學家于1998年提出“本體是共享概念模型的明確的形式化規范說明”以此明確了本體的定義。此定義包含四層含義：概念模型，明確，形式化，共享。對于動畫藝術這門理論概念亟待完善的學科來說你，本體的構建無異于對學科發展及規范化的教學過程安排具有極大意義。

1.1 本體的描述語言

本文中使用的描述語言是計算機描述本體的形式化語言，已知并可用的包括XML，RDF，RDFS，OIL，DAML，OWL等。這些語言的功能是使用戶可以為領域內的模型編寫清晰的，形式化的概念描述，因此他必須滿足以下幾個要求：定義良好的語法，語義；有效的推理支持；飽滿的表達能力及可讀性。

1.2 動畫藝術本體的構建方法

常見的本體開發方法包括TOVE法，骨架法，七步法等。其中斯坦福大學醫學院開發的七步法較為常用，他由以下幾個步奏構成：

1.確定動畫藝術相關知識本體的專業領域以及范疇。

2.考察重復使用現有知識本體的可能性。

3.列出動畫藝術本體中重要的術語。

4.定義類和類的等級體系。

5.定義類的屬性。

6.定義屬性的分面。

7.創建實例。

2 構建動畫藝術本體的工具

本文中使用的本體開發工具為斯坦福大學開發的Protege（使用Java和開放資源作為操作平臺），其優勢主要有以下幾點：具友好的有圖形化界面；版本持續更新（目前已經發布了桌面版本的5.0beta以及Web版本）；開源的使用權限；提供多種儲存格式（RDF，OWL，XML等），可以適應不同需要；軟件開放的模塊化結構為使用者增設插件提供了可能。

3 動畫藝術概念的抽象層次

動畫藝術的理論涉及兩個頂層概念：美學原則和制作手法。根據抽象化的程度可細分為如下幾個層次：

1.美學原則（總綱）；本文基于對中國動畫藝術的基本描述，可提出的美學原則有，符合社會主義精神文明要求，傳承中國傳統文化，滿足人們日益增長的精神文化需求等。

2.細則；基于總綱之下的美學原則應該與動畫藝術所涉及的其他藝術門類的美學原則相互比較而確定，如二維動畫應該符合的二維平面美學原則（黃金分割，點線面構成要素等）

3.表現形式；動畫藝術的表現形式多種多樣，如手繪二維動畫，計算機二維動畫，計算機三維動畫，材料動畫等。

4.應用型制作手法；這個層面的概念則來源于對不同類型動畫藝術在制作上使用的手法的判斷，如使用鋼筆，毛筆，彩鉛等制作二維手繪動畫；使用計算機軟件photoshop，coredraw，illustrator，flash等制作計算機二維動畫；使用3dmax，動畫引擎，犀牛，等制作計算機三維動畫；使用陶土，油泥，彩陶，布料，木板材線材等制作材料動畫。

在這個理論概念下，動畫藝術的美學原則與表現形式被置于“物理性概念——制作過程——感知過程——動畫語言傳播邏輯——動畫作品實際制作”節點之下。

（此圖為web版本protege的應用實例，摘自protege wiki）

4 構建動畫藝術本體的方法學探索

動畫藝術概念龐雜，涵蓋范圍大，有海量的信息需要整理，分類，應該如何確保本體的建設時符合邏輯的呢？

1.建立類與屬性

以二維動畫為例描述動畫藝術本體的具體過程如下：

新建項目：二維動畫，在此選擇protege提供的五種類型項目中的OWL/RDF Files，選擇OWL Full為Language Profile（比較適合在試驗性本體的開發中使用），并在OWL Class View中選擇Logic View。

創建類及對類進行命名：protege的主界面中有五種標簽（Metadata，OWL Class，Properties，Individuals，Forms）。在OWL Class標簽下，SUBCLASS EXPLORER面板中默認存在的頂級類為“Thing”，所有的客觀客體都屬于他的子類，在頂級類“Thing”的菜單中選擇“Createsubclass”，可以建立新的下拉菜單類。創建新類后，可在CLASS EDITOR中編輯此類，如修改類名，添加注釋等。接下來就可以進行類的等級體系的建構了。

建立屬性：在PROPERTY BROWSER中建立屬性時，有三種類型可以選擇（Object，Datatype，Annotation），這三種類型的屬性分別應用于不同的關系。Object屬性可以再類與類之間建立關系，Datatype屬性需要賦予一個具體的屬性值，常見的有字符串，數值，時間日期等。Annotation屬性可以用一個字符串作為其屬性值，為該屬性的描述。屬性建構完成后，就可以為類附加屬性。其中有一點是protege使用邏輯上的特點，即所有的屬性都具有繼承性，所有子類都將具有父類的所有屬性。

添加實例：在protege中通過Individuals標簽的三個面板達到添加實例的目的。內容包括實例名稱及附加在該類上的屬性。當大量的實例被賦予相應的屬性時，就形成了動畫藝術領域的知識庫。

5 Protege本體構建中容易遇到的問題

1.類間存在交叉，此時類的劃分會面臨困難

2.單一動畫藝術概念的等級體系不能包括所有信息

3.類的名稱交叉性很強，在讀取信息的過程中有時會面臨誤讀的問題。

后記

本文的寫作目的在于提出一種符合大數據背景下學科建設的可行辦法，但關于動畫藝術本體的構建還需要大量的學者，從業者包括學生付出巨大的努力。目前我國的知識庫建設還有很長的路要走，主要面臨的問題在于知識庫的邏輯推理和智能化檢索功能不完善。動畫藝術的本體構建要體現出完整性，邏輯合理性，就必須利用互聯網的分享與個人數據整合功能，實現知識資源的共享與共同創造。作為一種從動畫藝術本質出發的研究方法，動畫藝術本體論將在動畫藝術文本的知識挖掘過程中不斷指導動畫藝術教學的實踐。