情報処理学会 インタラクション 2018
IPSJ Interaction 2018

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3DCG 技術を用いた 2D アニメーションの制作の効率化
宇野花梨1

安藤 大地2

笠原 信一2

概要：2D アニメーションの制作は非常に作業コストがかかる．近年では，効率化のため 3DCG の導入が進められているが，2D と比較して表現の幅が限られるために，特に人物の表現にはあまり使われていな
い．本研究では，2D 画像のアニメーションに 3DCG 技術を用いることによって作業の効率化と表現の拡張を図る．提案システムの実装として 3DCG ソフトのプラグインとスクリプトの開発を行い，また，実際にこれを使用してアニメーションを作成した．

Eﬃciency of 2D animation using 3DCG technology
Uno Karin1

Ando Daichi2

Kasahara Shinichi2

Abstract: It costs great deal to create 2D animations． Recently some of them are created by 3DCG for
redusing cost， but it tends to avoid drawing human characters by 3DCG because it’s less expressive than 2Dimages． In this study， we use 3DCG technology in part to create animation by 2D images for redusing costand increasing expression of 2D animation．We develop plugin and script for 3DCG software， and create
animetion scenes with those deliverables．

1. 背景る．主に，登場するすべてのものに 3DCG を使用するものと，2D では描画が難しくなるもののみに利用して 2D の作

2D アニメーション (セルアニメーション）の制作におい画と組み合わせたものと 2 つに分けられる．3DCG のみのて，作画作業は非常に作業コストの大きい工程である．近アニメーションでは，特に長編アニメーションやテレビア

年では，効率化のため 3DCG の導入が進められており，2Dニメのようにカット数が増えれば増えるほど効率は良くなアニメーションを模した 3DCG のアニメーションが多数る．しかし，2D アニメーションの表現に慣れ親しんでい制作されている．しかし，2D と比較して表現の幅が限らる日本では，2D アニメーションとは動きの異なる 3DCGれるために，特に人物の表現にはあまり使われていない．

アニメーションはあまり好まれない傾向にある．2010 年

動きの少ない背景や機械などと比較して，複雑なアニメー代のアニメーション作品を対象に調査を行ったところ，2Dションである人物の表現は 3DCG では表現が難しく，効率と 3D の作画を併用する場合でも，自由度の高い表現を行化が進んでいないのが現状である．

うために人物の表現を避け，主に背景や人物以外のロボッ

2. 既存の手法
2.1 3DCG アニメーション

ト・モンスターなどのみに 3DCG を用いている作品が多くみられた．また，3DCG では 2D アニメーションのような境界線のはっきりした色彩に近づけるために，特殊なレン近年では，作業の効率化のため 3DCG を用いたアニメーダリング (トゥーンレンダリング:図 1) が必要である．色ションが多数制作されている．3DCG ソフト上で 3D モデや影を自由に描ける 2D アニメーションに対し，3DCG のルを作成してアニメーションを作成するというものであ場合は影を物体と別にレンダリングし合成するなどの工夫が必要になる場合もある．

12

首都大学東京大学院
Graduate School of Tokyo Metropolitan University
首都大学東京Metropolitan University© 2018 Information Processing Society of Japan700

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2.2 画像の変形によるアニメーション：Live2D「Live2D（図 2）」というシステムでは，一枚の画像を動かしたいパーツごとに分割することでアニメーションを制作できる．たとえば目・鼻・口など顔のパーツを分割することで，表情や角度の異なる顔を作成することができる．
しかし，この手法では一枚の画像から動かせる範囲に限界があるため，全身のアクションなど動きの大きいアニメーションや長編アニメーションの制作には向かず，自由なアニメーションを制作することは難しい．

図 3 アニメーション制作モデルのイメージ

図 1 一般的なレンダリングとトゥーンレンダリング

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/f/f0/
Toonshading_ken1kiyama.png

図 4システムのフローチャートことができるレイヤー機能を持つ．これにより一枚の画像を分割した状態を保持することができる．PSD データはデフォルトでは Maya に入力できないため，入力のためのプラグインとモデルの制作を自動で行うスクリプトを作成し
図 2 Live2D の作例

https://sociorocketnewsen.files.wordpress.com/
2015/01/109.jpg?w=580&h=319

た．このスクリプトを起動すると，プラグインと連携し，PSD データを解析して各レイヤーの位置・大きさなどを取得して，各情報を反映したモデルを作成する．レイヤーごとに別の板状のポリゴンを設定して別のパーツとしている3. 提案手法：Maya による中割ため，PSD データ上でレイヤーに分割しておけば，Maya上でそれぞれをパーツとして変形を行うことができる．こ前述の問題点を踏まえ，本研究では，2D 画像を 3DCGのスクリプトを用いることにより，容易にモデル制作を行ソフト上に取り込んで平面的なモデルを作成し，3DCG にうことができ，様々なアニメーションを制作することがでよる変形を行いアニメーションさせることによって 2D ア

きる．

ニメーションの作業の効率化を目指す．今回は 3DCG ソ

3.1.1 プラグインの機能

フトは Maya を選択した．3D モデルを作成するのではな

Maya から PSD ファイルを開くために，Visual Studio

く，画像は平面のまま動きを追加できるようにするため，を用いてプラグインの開発を行った．PSD データを読み込

3D モデルを作成するよりも自由度が高いアニメーション

むために外部ライブラリの Image Magick を使用した．こを制作できる．また，3DCG になじみのない人でも簡単にのプラグインを読み込むと，PSD データの解析 (図 4 の左アニメーション制作を行うことができる．

側部分) を行うコマンドを Maya 状で使用できるようになる．このコマンドをスクリプトに組み込み，処理を行う．

3.1 モデル作成のためのプラグイン・スクリプト開発

具体的には，(1) ダイアログを開き，(2) 選択された PSD

本研究では入力データとして PSD データを選択した．

データを読み込み (3) それぞれのレイヤーに分離して描画

これは Adobe Systems 社の Photoshop のネイティブファ

範囲・位置を取得し，(4) 正方形にリサイズして PNG 画像

イル形式で，複数の画像を一つのファイルとして保持するに保存する．描画範囲・位置・保存した PNG 画像のファ© 2018 Information Processing Society of Japan701

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イルパスはテキストデータとして保存しておき，スクリプ
トから呼び出して使用する．

3.1.2 スクリプトの機能
Maya ではそれぞれの処理にコマンドが割り当てられており，これを使って複数の処理をまとめてスクリプトとして活用することができる．前述のプラグインで新規追加したコマンドと，Maya の既存のコマンドを組み合わせて，PSD データを再現した 3D モデルを作成する (図 4 の右側部分）スクリプトを開発した．具体的な工程としては，(1)プラグインによって保存されたテキストデータを読み込み，(2) 位置やサイズを板状のポリゴンに反映して作成し，(3) 保存しておいた PNG データをテクスチャとして適用する，という形になる．このプラグイン・スクリプトのセッ
トにより，PSD データを再現した 3D モデルの作成が可能

図 5 アニメーション作例１:キーフレームになる．

4. アニメーション制作
4.1 アニメーション制作の工程
提案手法を用いて実際にアニメーションを制作した．2D
アニメーションの制作の際には，まず動きのかなめとなるキーフレームの画像（原画）作成を行い，それを基準としてそれぞれの中間画像（中割）を作成するという工程を踏む．従来の手法ではすべての画像を手書きで作成するが，本研究ではキーフレームのみを手書きで作成し，中間画像はすべて提案手法を用いて作成する．
提案手法を用いた実際のアニメーション制作の工程は以下のようになる．

( 1 ) 画像編集ソフト上でキーフレームの画像の作画( 2 ) Maya 上でキーフレーム画像からアニメーション制作モデルを作成( 3 ) アニメーション制作モデルを用いてキーフレームの中間画像を作成( 4 ) 画像をアニメーションに編集
図 6 アニメーション作例２：キーフレーム

4.2 アニメーション制作例
アニメーション内で動く部分が限られている場合，動かない部分はモデルを流用して使用することができる．図 5のように足のみを動かすシーンの場合，足のみ複数のパターンのポリゴンを持つモデルを作成し，それぞれモーフィングを行って中間画像を作成する．このアニメーショ
ンでは 12 枚の画像を 15 のパーツを持つ一つのモデルから作成した．
アニメーション内ですべての部分が動く場合は，画像ごとに別のモデルを作成し，モーフィングを行って中間画像を作成する．次の画像のそれぞれの位置を参考に，ポリゴ

図 7

アニメーション作例２：中間画像

ンごとに位置・角度・大きさなどを調節し，必要があればポリゴンを変形させて目的の形に近づける．このアニメーションでは 12 枚の画像のうち 6 枚が手書きであり，残り© 2018 Information Processing Society of Japanは 20 以上のパーツを持つモデルから作成した．
提案手法を用いることで，着彩された部分のポリゴンを702

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変形させるだけで中間画像が作成できるため，線画を作成してすべての着彩を行う必要のある従来の手法よりも作業コストが少なくなる．また，PSD データ上のパーツ分けと様々な 3DCG 技術を用いることで多様なアニメーション制作に対応できる．他の一般的な 3DCG モデルと組み合わせることができるのも，この手法の特性である．

5. 考察
本研究の提案手法を用いることで，2D アニメーション制作の作業コストを削減し，2D 画像のの質感を損なわないままに 3DCG のような違和感のないアニメーションを制作することができた．今回のアニメーション制作では単純なモーフィングのみを行ったが，ボーンを使うなどより複雑な変形を行うことで，よりさまざまなアニメーションの制作をすることができる。3DCG になじみのないイラストレータやクリエイターのアニメーション制作の支援となるような技術であると考えている．また，2D 画像と 3DCGを組み合わせることによって 2D でも 3D でもない新しいアニメ−ション表現をすることができる．今後もアニメーション表現の拡張に向けて改良を進めていきたいと考えている．
参考文献
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