认知网络技术在动画艺术教育上的应用前景

张宇杰

摘 要：随着互联网技术的普及和社会信息化程度的提高，各个应用领域所积累的信息在逐年高速增长。动画艺术经过近几十年的发展，已经积累了大量的优秀作品与创作方法。与其他艺术形式相比，动画艺术具有多媒体，跨学科的性质，故广义的动画概念内的的大量数据亟待整理。但从信息学角度看，这些作品的形式，内容，创作方法等内容尚处于无序的状态，难以通过现代信息学方法加以有效的利用。这些内容的发觉，利用，共享对动画艺术教育在今后很长一段历史时期内的发展有重要作用。如何组织，管理和维护这些信息，并为动画领域教育工作者及学习者提供有效的服务成为一项必须解决的任务。本体作为一种能在语义和知识层次上描述泛动画概念系统的模型，将在动画创作领域的知识共享，重复应用等方面起到统领作用。

笔者试图在本文中讨论动画概念的逻辑框架，并初步建立动画概念的本体，研究其与艺术学顶层本体概念的关系；使用斯坦福大学所开发的本体编辑工具Protege，以OWL语言作为构建动画艺术概念的本体描述语言。在对动画艺术概念进行本体描述前，必须首先通过对相关各类动画比较研究的成果进行分析，提出一系列核心概念，属性以及实例，在此基础上尝试建立有关动画生产的实验性本体，希望借此了解认识动画本体的构建方法及特点，接下来探究动画艺术学科的认知科学规律，并尝试为动画艺术本体构建基础的本体概念。

关键词：动画艺术；本体论；protege

1 何为本体？

本体原味一个哲学概念，指的是研究世界的本源或本性。随着人工智能的发展，本体一词呗引入到信息科学领域。科学家于1998年提出“本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明”以此明确了本体的定义。此定义包含四层含义：概念模型，明确，形式化，共享。对于动画艺术这门理论概念亟待完善的学科来说你，本体的构建无异于对学科发展及规范化的教学过程安排具有极大意义。

1.1 本体的描述语言

本文中使用的描述语言是计算机描述本体的形式化语言，已知并可用的包括XML，RDF，RDFS，OIL，DAML，OWL等。这些语言的功能是使用户可以为领域内的模型编写清晰的，形式化的概念描述，因此他必须满足以下几个要求：定义良好的语法，语义；有效的推理支持；饱满的表达能力及可读性。

1.2 动画艺术本体的构建方法

常见的本体开发方法包括TOVE法，骨架法，七步法等。其中斯坦福大学医学院开发的七步法较为常用，他由以下几个步奏构成：

1.确定动画艺术相关知识本体的专业领域以及范畴。

2.考察重复使用现有知识本体的可能性。

3.列出动画艺术本体中重要的术语。

4.定义类和类的等级体系。

5.定义类的属性。

6.定义属性的分面。

7.创建实例。

2 构建动画艺术本体的工具

本文中使用的本体开发工具为斯坦福大学开发的Protege（使用Java和开放资源作为操作平台），其优势主要有以下几点：具友好的有图形化界面；版本持续更新（目前已经发布了桌面版本的5.0beta以及Web版本）；开源的使用权限；提供多种储存格式（RDF，OWL，XML等），可以适应不同需要；软件开放的模块化结构为使用者增设插件提供了可能。

3 动画艺术概念的抽象层次

动画艺术的理论涉及两个顶层概念：美学原则和制作手法。根据抽象化的程度可细分为如下几个层次：

1.美学原则（总纲）；本文基于对中国动画艺术的基本描述，可提出的美学原则有，符合社会主义精神文明要求，传承中国传统文化，满足人们日益增长的精神文化需求等。

2.细则；基于总纲之下的美学原则应该与动画艺术所涉及的其他艺术门类的美学原则相互比较而确定，如二维动画应该符合的二维平面美学原则（黄金分割，点线面构成要素等）

3.表现形式；动画艺术的表现形式多种多样，如手绘二维动画，计算机二维动画，计算机三维动画，材料动画等。

4.应用型制作手法；这个层面的概念则来源于对不同类型动画艺术在制作上使用的手法的判断，如使用钢笔，毛笔，彩铅等制作二维手绘动画；使用计算机软件photoshop，coredraw，illustrator，flash等制作计算机二维动画；使用3dmax，动画引擎，犀牛，等制作计算机三维动画；使用陶土，油泥，彩陶，布料，木板材线材等制作材料动画。

在这个理论概念下，动画艺术的美学原则与表现形式被置于“物理性概念——制作过程——感知过程——动画语言传播逻辑——动画作品实际制作”节点之下。

（此图为web版本protege的应用实例，摘自protege wiki）

4 构建动画艺术本体的方法学探索

动画艺术概念庞杂，涵盖范围大，有海量的信息需要整理，分类，应该如何确保本体的建设时符合逻辑的呢？

1.建立类与属性

以二维动画为例描述动画艺术本体的具体过程如下：

新建项目：二维动画，在此选择protege提供的五种类型项目中的OWL/RDF Files，选择OWL Full为Language Profile（比较适合在试验性本体的开发中使用），并在OWL Class View中选择Logic View。

创建类及对类进行命名：protege的主界面中有五种标签（Metadata，OWL Class，Properties，Individuals，Forms）。在OWL Class标签下，SUBCLASS EXPLORER面板中默认存在的顶级类为“Thing”，所有的客观客体都属于他的子类，在顶级类“Thing”的菜单中选择“Createsubclass”，可以建立新的下拉菜单类。创建新类后，可在CLASS EDITOR中编辑此类，如修改类名，添加注释等。接下来就可以进行类的等级体系的建构了。

建立属性：在PROPERTY BROWSER中建立属性时，有三种类型可以选择（Object，Datatype，Annotation），这三种类型的属性分别应用于不同的关系。Object属性可以再类与类之间建立关系，Datatype属性需要赋予一个具体的属性值，常见的有字符串，数值，时间日期等。Annotation属性可以用一个字符串作为其属性值，为该属性的描述。属性建构完成后，就可以为类附加属性。其中有一点是protege使用逻辑上的特点，即所有的属性都具有继承性，所有子类都将具有父类的所有属性。

添加实例：在protege中通过Individuals标签的三个面板达到添加实例的目的。内容包括实例名称及附加在该类上的属性。当大量的实例被赋予相应的属性时，就形成了动画艺术领域的知识库。

5 Protege本体构建中容易遇到的问题

1.类间存在交叉，此时类的划分会面临困难

2.单一动画艺术概念的等级体系不能包括所有信息

3.类的名称交叉性很强，在读取信息的过程中有时会面临误读的问题。

后记

本文的写作目的在于提出一种符合大数据背景下学科建设的可行办法，但关于动画艺术本体的构建还需要大量的学者，从业者包括学生付出巨大的努力。目前我国的知识库建设还有很长的路要走，主要面临的问题在于知识库的逻辑推理和智能化检索功能不完善。动画艺术的本体构建要体现出完整性，逻辑合理性，就必须利用互联网的分享与个人数据整合功能，实现知识资源的共享与共同创造。作为一种从动画艺术本质出发的研究方法，动画艺术本体论将在动画艺术文本的知识挖掘过程中不断指导动画艺术教学的实践。