Andrew Buchanan – Facial Expressions for Empathic
Communication of Emotion in Animated Characters
Posted on July 19, 2009 by Timo Linsenmaier
Introduction
The challenge of communicating emotional content to an audience via animated characters has existed since the art form first appeared. As animation techniques and technology have advanced, animators and character designers find themselves with a multitude of resources and tools for the creation of facial expressions so as to effectively communicate the emotions of their animated characters within each scene. However, by using evolved forms of symbolic facial expression, which are widely accepted, these technologies and techniques often overlook the unconscious communication conveyed via actual human facial expressions. The fundamentals of this instant and unconscious emotional communication have been well studied and documented, yet the systems developed by the scientific community for reading and interpreting facial communication have only occasionally and recently been applied by animators.
As they relate to emotional experiences, facial expressions can be divided into two main types: spontaneous facial expressions; and deliberate facial expressions (Ekman amp; Rosenberg 1997). Animated characters traditionally use a third type of facial expression: symbolic or artistic facial expressions. Executions of animated facial expressions may have a natural tendency to fall into the third category, but certain types of emotional communication may be aided by attempts to include hallmarks of the spontaneous expression type, or a hybrid of these two.
Studies have suggested that the reading of facial expressions is an unconscious process and that our reactions to these facial expressions can be unconsciously generated (Murphy amp; Zajonc, 1993). This finding is supported by previous publications by Paul Ekman (2003) and Carl Jung (1974). This suggests that a deeper understanding of how to execute facial expressions which can be unconsciously read as true expressions of emotion may be a useful tool for effective communication of emotion when creating animated characters.
These symbolic expressions are effective at generating two of the three main responses to facial expressions – environmental expectation and behavioural expectation – which are described in the paper lsquo;Facial Expressions as modes of Action Readinessrsquo; (Frijda amp; Tcherkassof 1997).
The third main type of response is the generation of an empathic response. The paper Components and Recognition of Facial Expression and Communication of Emotion by Actors (Gosselin, Kirouac, et al, 1997) has found that empathic emotional responses are generated more effectively through spontaneous facial expressions, than through symbolic or deliberate facial expressions.
Formal systems for the decoding of facial expressions established by other disciplines may offer animators new opportunities to draw upon methods outside their own practice to create facial expressions that communicate emotions effectively to the audience without any requirement that they look realistic. For example, the use of Ekman and Friessenrsquo;s Facial Action Coding System (FACS) in the creation of the character Gollum in Lord of the Rings – The Two Towers (2002), (Kerlow, 2004) resulted in a character performance which was widely regarded by critics as emotionally believable and well integrated with the action and other characters in the film.
Scope
It is necessary to note that the conveyance of emotion in any animated work is never restricted to facial expressions alone. The history of cinema lends to animation all of its methods for storytelling, including casting, dialogue, lighting, cinematography, body language, music, emoticons, physical changes, and special abilities or super powers. The consideration of different types of animated facial expressions for emotional communication in isolation from the other cinematic elements and animation techniques explained above would be erroneous – indeed, the specific objectives of a particular production may make complex facial animation superfluous.
The diversity of animation as an artistic, narrative and communication medium will require a range of approaches and methodologies – indeed by its very nature, animation thrives through its diversity of style and approach. It is not the contention of this paper to provide a universal approach to creating animated facial expressions. Specifically, the types of animation which may find some benefit from the findings of this paper are those which seek to induce a cathartic emotional response from their audience for the purpose of advancing a dramatic narrative. In making this distinction, it is recognised that, even within this category, there may be a multitude of reasons why approaches suggested within would be inappropriate for a given production.
The context in which a facial expression is displayed is particularly important in animation where every image, movement and action is crafted deliberately to contribute to the objectives of the sequence. Humans often display deliberate expressions which do not relate to our true feelings or we may use facial expressions to intentionally mask our emotions (Crag, Hyde, et. al., 1997). Society may dictate which expressions are appropriate at which times, and hence some of our emotions may not be represented physically (Fernandez-Dols amp; Ruiz Belda, 1997). This can be equally true for animated characters
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安德鲁·布坎南 - 情感中移情面部表情
在动画形象传播
介绍
通过沟通动画人物的情感内容给观众的挑战一直存在，因为这种艺术形式首次出现。作为动画技术和科技的进步，动画师和设计师人物发现自己的资源和工具，用于创建面部表情的众多使每个场景中进行有效的沟通他们的动画人物的情感。但是，通过使用象征性的面部表情的进化形式，这已被广泛接受，这些技术和方法往往忽略了通过实际的人类面部表情传达的潜意识沟通。这个瞬间和无意识的情感交流的基本面已经得到很好的研究和记载，但对于阅读和理解面部通信科学界开发的系统已经只是偶尔和最近由动画师使用。
因为它们涉及到情绪体验，面部表情可分为两种主要类型：自发的面部表情和蓄意的面部表情（埃克曼与1997年罗森伯格）。动画角色的传统使用第三种类型的面部表情：象征性的或艺术的面部表情。动画表情的执行可能陷入第三类的自然倾向，但某些类型的情感沟通可以通过尝试帮助，包括自发表达的类型，或者这两者的混合特征。
有研究表明，面部表情的阅读是一种无意识的过程，而我们对这些表情反应可生成不自觉地（墨菲扎伊翁茨，1993年）。这一发现是由保罗·埃克曼（2003）和卡尔·荣格（1974年）以前的出版物的支持。这表明，在创建动画角色时如何执行它可以在不知不觉中读出的情感是真实表情的面部表情更深入的了解可能是情感的有效交流的有用工具。
这些符号表达式是在生成二三个主要响应面部表情有效的 - 环境的期望和行为的期望 - 这是在论文的面部表情动作准备模式“（Frijda与1997年Tcherkassova）来描述。
响应的第三个主要类型是移情应答的产生。由演员情感的面部表情和通信的纸组件和识别（戈塞尔林，Kirouac等，1997）发现，移情的情绪反应是通过自发的面部表情更有效地产生，不是通过象征性的或故意的面部表情。
由其他学科的建立面部表情的解码形式系统可能提供的动画师在方法绘制自己的实践之外创建一个有效的听众交流感情没有它们看起来逼真任何要求的面部表情的新机遇。例如，在创建中的指环王人物咕噜的使用埃克曼和弗里森面部动作编码系统（FACS） - 双城奇谋（2002），（Kerlow，2004年）导致了性格的表现而被广泛认为被批评人士情绪可信，并与影片中的动作和其他字符很好的集成。
范围
这是需要注意的是情绪在任何动画作品运送永远不能单独仅限于面部表情。电影史上借给动画中的所有它的方法讲故事，包括铸造，对话，灯光，摄影，身体语言，音乐，表情符号，物理变化，和特殊能力或超能力。不同类型与其他电影元素和动画技术隔离情感交流的动画表情的考虑上面解释是错误的。事实上，特定生产的具体目标可以使复杂的面部动画多余的。
动画作为一种艺术，叙事和通讯介质的多样性，需要一系列的办法和方法 - 实际上其本质，动漫蓬勃发展通过其风格和方法的多样性。这不是本文的论点提供一个通用的方法来创建动画表情。具体来说，动画可以找到本文的结论一定益处的类型是那些寻求以感应观众泻药情绪反应推进戏剧性叙事的目的。在作出这种区分，人们认识到，即使是这一类中，有可能是为什么办法尽量内是不合适对于给定的生产多种原因。
在其中显示的面部表情的上下文是在动画，其中每一个图像，运动和动作是故意制作到向序列的目标特别重要的。人类往往表现不涉及到我们真实的感受故意表达式或我们可以用面部表情来掩饰刻意我们的情感（岩，海德等人，1997）。本社可决定哪些表达式是在何时合适，因此我们的一些情绪，也可以不是物理代表（费尔南德斯 - DOLS和鲁伊斯贝尔达，1997）。这对动画人物也同样如此，和动画也可能有自己的有关何时以及如何显示某些面部表情的一套规则。此外，也有可能是艺术形式的文体或实际因素如双通吃，期待，过冲和解决，降低广大中移动（威廉姆斯，2001年），这可能影响范围内的任何结论的工作表达的变化。
面部表情研究
1967年的一项研究为面部表情的普遍性是由保罗·埃克曼和华莱士弗里森进行。在巴布亚新几内亚的研究涉及部落谁，因为他们大多来自其他群体隔离，往往会只显示那些被认为是自动的，通用于所有人类的表情。这项研究侧重于情感的方式显示一个人的脸，机制，人类已经解释这些显示器的发展。
埃克曼和弗里森在他们的书中解释名为揭露面部的表情是人类情感和他人识别情感的主要来源的关键指标之一：“我们知道，面对的是一个主要的，清晰和准确的信号系统的特定情绪的表达”（埃克曼和弗瑞森）。
在他的书中，无声消息：情感和态度（1981年）的隐式通信，阿尔贝Mehrabian指出，一种情感的基于消息的55％是通过他所谓的“面部联，”其中包括外观，面部表情和肢体语言沟通。只有7％的消息是通过字选择（口头联）连通和38％是由使用语音的方式（声联）连通。
面部动作编码系统（FACS）由埃克曼和弗里森1978年合作，这是一个系统，通过面的各种动作被分解成其组成部分的运动，根据该特定的面部肌肉刺激该运动。这些独立的运动被称为行动单元（AU）。
通过分析在分析过程中观察到的各种的AU，FACS工作人员可确定在该例子证据情绪。例如，真正的享受微笑指示幸福情感可以通过2个主要操作单位的存在被识别; AU12和AU6.这些代码代表颧大肌（可提高嘴唇和脸颊的角落）的收缩，以及眼轮匝肌收缩，收杆外侧（其中眯着眼睛，使乌鸦脚皱纹）（埃克曼和罗森伯格，1997年）。
通常情况下，我们用微笑和通知其他人是不是幸福情感的自发表现，但是可以称得上是请求或故意的表情。故意笑容显示颧大的收缩，但不经常包括眼轮匝肌（埃克曼＆弗里森，1978年）的收缩。这个特定的动作单元是非常困难的人类按需执行。这种刻意的微笑是我们使用一个过程的情况下是适当的放人放心，是在我们与陌生人礼貌互动愉快或欢迎给他人，或微笑的照片的时候，但不是由我们的感情自发产生。
达尔文在他的研究在人与动物的情感表达指出，早在1872年，人类可以自动区分故意那些真正的表达式。在谈到人们微笑的照片，他指出：几乎每个人都承认，一个表示的真实，另一种虚假的笑容;但我发现很难在什么区别全量由决定。它常常使我感到好奇的事实，表达这么多的阴影将被立即不加分析的我方任何有意识的过程可以得到认可。 （达尔文，1998年[1872年]）
我们对微笑者反应是我们的笑容是否为正版无意识的评价导向，并通过洞察这给我们到微笑者的动机。
在人类自发的和蓄意的面部表情神经功能以及身体不同，由Mark弗兰克（等人）在他的论文“行为马克不同的电机系统（分别为锥体外系及锥体，）解释，但也耳朵和享受“笑脸的识别性：不仅做到情感，没有动感的面部活动从脑（皮层和皮层运动带，分别）的不同部分源于并在脸通过不同的电机系统（分别为锥体外系及锥体，到达）而且这些行动的外观不同。 （弗兰克，埃克曼等1997）。
这对于寻求利用这个系统，用于通过面部表情编码情感的目的（而非解码，因为是FACS的原意）任何动画的重要性，是要认识到一个自发表达的标志从那些不同的刻意表达。
虽然我们愿意相信，我们在自己环境认知，互动的控制中，通过这种方式我们了解事物并反馈给我们的世界，在现实中，我们通过它通过自动排序和评估所取得的信息的复杂的大脑功能帮助我们感官，并提供适当减免和自动响应。这些可以包括在生理学的意识大脑工艺变化（如在战斗/飞行响应，引起危险的自动感），以及提供数据。在他的书中揭示情感（2003年），保罗·埃克曼使用的术语是“汽车评估师”来形容在人脑这不断扫描我们的环境和检测时的东西我们的福利重要的是发生（艾克曼，2003年）的工作机制。他指出，通过使用这些汽车评估师“，我们可以做出非常复杂的评估非常迅速，以毫秒为单位，并没有意识到的评价过程”（艾克曼，2003年）。自动评价的过程就是产生“自发的”面部表情 - 这些紧扣他们所代表的情感体验。与此相反，有意的面部表情，或那些具有文化或亲自缓和由反射评价（埃克曼2003）产生的，需要从一个人的一些有意识输入产生的表达。
动画表情的演变
在沃尔特·迪斯尼公司，大众化动画媒体的先驱组织之一的初期，动画师认为，面部表情可以一个角色的内心想法传达给观众。 （托马斯＆约翰斯顿，1981年），迪斯尼动画的“通过表情的变化，表现出思维过程”：弗兰克·托马斯和奥利约翰斯顿在他们的著作注释生命的错觉。
早期的动画电影是伴随着现场音乐表演纯粹的视觉媒介，因此具有高度的物理幽默和视觉的动作。这个早期阶段的面部表情是可以理解的简单，因为他们在这里面既没有伴随声音效果轨道，也没有对话的叙事的沟通寻求清晰度。简化的面部表情，这些字符孔最初基于lsquo;photostats演员故意表达，此外，通过电影的并发历史，其中概述一天的趋势是朝向什么现在可能过度作用的考虑的影响。
符号表情告诉我们角色的情绪状态，通过我们的参考知识，动画制作之前的收看产生的。然而，这可能比使用在产生然而一个比在产生移情响应，允许观众即时体验角色情绪状况。
结论
使用符号或艺术表现形式可能会继续对许多动画制作更实用。符号表达式有被他们的意思表达清楚了优势，并从超出动画的文化建立文化影响力自由。这也有可能是这些作品可以利用动画艺术形式的设立背景和依靠的观众以往的视觉体验这一框架内的参考知识，他们的情感沟通方面受益。
虽然所有的动画表情可以被称为故意由于动画的过程中，动画人物可以在这篇文章中所述，从既包括故意表现中受益。观众将自动读取这些并作为他们的背景下维护和合适的，只要了解这些表达式的动机。故意表达式可以深入了解人物的动机，并提供字符间的关系和场景背景更深入的了解。
面部表情的动画形象，看起来有助于列入建立基于观众不是自发的情感无意识的交流可能我们的动画的参考知识，但我们与其他人的非语言沟通的无意识的了解。这可能是最有效的，其中的情感在观众泻药的经验可以与其他生产要求进行管理，或在本形成的关键叙事技巧项目之一。
无论采取何种面部动作设计为一个动画制作，并且不管所采用的制造方法的，这种选择应该是有意识的，并且通过艺术本能不成立的。由制作团队选择的方法会影响其必须出示表情的人物设计。
人物咕噜作为一个动画人物能够通过面部表情来传达感情的例子表明，各种技术和流程的合并可能会产生有效的结果。在这种情况下，面部动作编码系统被用作参考，并作为安全网创建适当的表达式。像用的3D动画工具和先进的技术在动画，结果从行为科学的应用程序必须是一个综合的过程，增加了，而不是取代，动漫知识和实践建立的机构。
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