虛擬現(xiàn)實(shí)在三維動(dòng)畫制作中應(yīng)用

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摘要：對于三維動(dòng)畫制作而言，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）技術(shù)可以有效提升動(dòng)畫制作質(zhì)量，同時(shí)還能提高動(dòng)畫的真實(shí)性。相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)掌握技術(shù)革新的發(fā)展趨勢，思考新技術(shù)的應(yīng)用，以此來發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。通過介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維動(dòng)畫制作技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在三維動(dòng)畫制作中的應(yīng)用要點(diǎn)和應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）；三維動(dòng)畫制作技術(shù)；建模；沉浸感；真實(shí)性

0引言

目前，將虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）技術(shù)應(yīng)用在三維動(dòng)畫制作過程中是整個(gè)動(dòng)畫制作領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。為了有效提高動(dòng)畫制作質(zhì)量，相關(guān)工作人員需要利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來制作相應(yīng)的動(dòng)畫內(nèi)容。通過虛擬系統(tǒng)對動(dòng)畫制作進(jìn)行模擬，以此來完善虛擬技術(shù)應(yīng)用體系。

1三維動(dòng)畫制作現(xiàn)狀

目前三維動(dòng)畫制作技術(shù)在我國很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，例如游戲、動(dòng)漫以及廣告等[1]。三維動(dòng)畫制作在實(shí)際發(fā)展過程中需要各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支持，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維軟件來構(gòu)建動(dòng)畫模型。在實(shí)際制作過程中，按照規(guī)范要求構(gòu)建具體模型，并在這些模型中加入材質(zhì)與燈光效果，通過調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡等相關(guān)參數(shù)。在完成這些步驟后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)構(gòu)建輸出測量體系。除此之外，在三維動(dòng)畫制作過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠?yàn)槿藗兲峁┝己玫慕换ンw驗(yàn)[2]。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)出感知多元化、交互性強(qiáng)以及沉浸感較強(qiáng)等特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包含完整的感官傳感器，能夠使人們在虛擬環(huán)境中得到更加真實(shí)的體驗(yàn)，從多方面獲取想要了解的信息，在多維度感知體驗(yàn)的基礎(chǔ)上與虛擬系統(tǒng)之間開展高效互動(dòng)。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有較強(qiáng)的交互性特點(diǎn)，能夠?qū)⑾嚓P(guān)運(yùn)動(dòng)指令傳輸?shù)教摂M環(huán)境中，這些交互活動(dòng)并不是通過鼠標(biāo)與鍵盤完成，而是借助VR眼鏡等虛擬現(xiàn)實(shí)感應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)[3]。通常，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所使用的感應(yīng)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)控人們的身體活動(dòng)和眼睛活動(dòng)情況，將這些活動(dòng)數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種操作指令的下發(fā)。利用硬件傳感設(shè)備將信息傳遞給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這些信息經(jīng)過綜合處理后就可以傳遞到其他硬件設(shè)備中[4]。依靠仿真聲效和三維圖像，人們可以在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中獲得良好的沉浸感。具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

2.1實(shí)現(xiàn)平面到立體的視覺轉(zhuǎn)換

最初的動(dòng)畫制作都是2D和3D居多，這也使用戶在空間內(nèi)的視覺體驗(yàn)受到了約束。而隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，動(dòng)畫形式也開始變得越來越豐富，在三維動(dòng)畫出現(xiàn)之后，工作人員可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為用戶打造一個(gè)更加真實(shí)的空間世界，用戶可以隨意轉(zhuǎn)換視角，不僅滿足了視覺需求，同時(shí)也將動(dòng)畫制作的最佳效果呈現(xiàn)了出來。

2.2顛覆了傳統(tǒng)動(dòng)畫制作觀念

以往的動(dòng)畫制作過程都依靠藝術(shù)家的雙手操作，需要先將圖像運(yùn)動(dòng)過程繪制出來，隨后將其呈現(xiàn)在畫紙上，利用攝像機(jī)將畫面的繪制過程拍攝下來，在后期制作過程中還需要完成底版沖洗和樣片制作，不僅工序十分煩瑣，而且會(huì)消耗大量的人力資源。而在三維動(dòng)畫出現(xiàn)之后，工作人員可以利用電腦系統(tǒng)來完成動(dòng)畫設(shè)想，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用之后，畫面將會(huì)更加逼真地呈現(xiàn)出來，使環(huán)境可以變得虛擬化，視覺傳達(dá)也從平面轉(zhuǎn)向于立體，改變了以往動(dòng)畫的創(chuàng)作模式。另外，動(dòng)畫制作環(huán)節(jié)還可以在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用下塑造更好的人物立體效果。除此之外，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，VR眼鏡，能夠與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和傳感技術(shù)展開互動(dòng)，成為人機(jī)交互的重要媒介，當(dāng)前VR眼鏡在三維制作過程中包括桌面級和移動(dòng)級兩種模式，分別依靠的是手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維動(dòng)畫技術(shù)的關(guān)聯(lián)

3.1主要區(qū)別

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維動(dòng)畫技術(shù)的概念截然不同，為了能夠科學(xué)合理地應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)化三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)，必須提前了解兩者之間的區(qū)別。三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來播放預(yù)先處理過的靜止圖片，制作人員只需要將二維畫面轉(zhuǎn)化為三維畫面即可，并不包括互動(dòng)與其他智能化要點(diǎn)，也就是將普通的二維畫面以三維方式播放出來。由于是單方面?zhèn)鬟_(dá)，因此并不能使人感受到更加強(qiáng)烈的真實(shí)感和現(xiàn)場感。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是通過捕捉物體、環(huán)境和人體等動(dòng)態(tài)化信息，經(jīng)過計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算后形成更加完整真實(shí)的畫面。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)畫面中，人們可以真實(shí)地感受到各要素之間的相互影響關(guān)系，而且畫面中的人物表情能夠變得更加細(xì)膩[5]。這些畫面中包含了大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)之間存在相互影響關(guān)系，比較符合客觀世界的固有規(guī)律，并不是單純依靠想象所形成的畫面。然而，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)并不能完全脫離三維動(dòng)畫技術(shù)，在動(dòng)畫制作時(shí)依然需要利用三維動(dòng)畫技術(shù)去塑造畫面，并對人物形象、景色和事物等要素進(jìn)行詳細(xì)刻畫。

3.2內(nèi)在聯(lián)系

虛擬現(xiàn)實(shí)場景主要以虛擬三維模型為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建，工作人員通常會(huì)采用MAYA或3DMAX等軟件來構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)世界模型。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對動(dòng)畫模型進(jìn)行不斷完善，能夠在圖像輸出時(shí)使其效果變得更加自然。三維動(dòng)畫技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都需要對三維動(dòng)畫圖形畫面進(jìn)行塑造，但是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫能夠?qū)⑷S動(dòng)畫場景中的各種信息要素關(guān)聯(lián)在一起。

4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在三維動(dòng)畫制作中的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1重視受眾體驗(yàn)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使用戶在情景化場景中獲得更好的感官體驗(yàn)，通過讓觀眾參與到互動(dòng)過程中，將個(gè)人感受和畫面氛圍緊密聯(lián)系在一起[6]。在此過程中，從多個(gè)角度來感染觀眾，更好地滿足用戶的好奇心理，改變傳統(tǒng)動(dòng)畫制作模式。此外，在三維動(dòng)畫具體制作過程中，要重視互動(dòng)環(huán)境的創(chuàng)造，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性和互動(dòng)性特點(diǎn)有效提高用戶的視覺和聽覺體驗(yàn)。

4.2呈現(xiàn)空間感

在傳統(tǒng)動(dòng)畫制作流程中，一般都會(huì)涉及影像變化。為了讓觀眾和動(dòng)畫之間形成良好的互動(dòng)關(guān)系，必須要重視空間感的呈現(xiàn)，將人物和空間更好地聯(lián)系在一起，在實(shí)物和人物之間建立起良好的關(guān)系，確保虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界之間的阻隔變得更加模糊。

4.3強(qiáng)化動(dòng)畫制作實(shí)踐

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在三維動(dòng)畫制作過程中，一定要高效應(yīng)用新技術(shù)，從用戶角度去思考問題，結(jié)合具體情況來合理調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用計(jì)劃，利用虛擬化環(huán)境創(chuàng)造出更加良好的交互氛圍。同時(shí)，在日常三維動(dòng)畫制作過程中，必須要時(shí)刻總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，搜集并捕捉相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)有的知識內(nèi)容來優(yōu)化三維動(dòng)畫制作技術(shù)，確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠得到有效應(yīng)用。

5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在三維動(dòng)畫制作中的具體應(yīng)用策略

5.1三維動(dòng)畫建模應(yīng)用

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用過程中，模型構(gòu)建是十分重要的基礎(chǔ)內(nèi)容。首先，要制作出動(dòng)畫人物模型和動(dòng)畫場景，采用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)一個(gè)虛擬化環(huán)境，為用戶的互動(dòng)創(chuàng)造便利條件。在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，一定要重視動(dòng)畫模仿和技術(shù)研究，結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)有的工作經(jīng)驗(yàn)和三維動(dòng)畫制作技術(shù)靈活呈現(xiàn)畫面。其次，要結(jié)合三維動(dòng)畫畫面素材和人物素材，將模型構(gòu)建過程中的相關(guān)素材整合在一起，參考這些數(shù)據(jù)制作動(dòng)畫。在此基礎(chǔ)上，還要結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求來掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，主動(dòng)學(xué)習(xí)與三維動(dòng)畫制作相關(guān)的知識，提高三維動(dòng)畫畫面創(chuàng)作水平。最后，在三維模型創(chuàng)建環(huán)節(jié)盡可能保留物體原樣。通過分析物理空間的動(dòng)力特征，將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)事物結(jié)合在一起，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使模型應(yīng)用更加靈活。

5.2動(dòng)作捕捉系統(tǒng)應(yīng)用

在三維動(dòng)畫制作過程中，塑造出3D模型后需要讓模型動(dòng)起來，使其能夠更接近于日常的人和物。為了能夠呈現(xiàn)出更加真實(shí)且靈動(dòng)的動(dòng)態(tài)效果，不管是人物表情還是肢體動(dòng)作都需要進(jìn)行捕捉。在此過程中，要求真人穿戴擁有感應(yīng)點(diǎn)的服飾并根據(jù)動(dòng)畫制作要求去完成各種動(dòng)作，這時(shí)系統(tǒng)中的模型也會(huì)做出相對應(yīng)的動(dòng)作，經(jīng)過后期處理后就可以獲取完整的動(dòng)作數(shù)據(jù)。而針對建筑物或植物等元素，則要選擇航拍的方式，在獲取到影像資料后對其進(jìn)行分析，優(yōu)化模型物理效果，確保模型可以在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下具有更強(qiáng)的真實(shí)性，不會(huì)呈現(xiàn)出違反物理規(guī)律的效果。

5.3數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用

利用數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)技術(shù)開展三維動(dòng)畫制作時(shí)，在確保數(shù)據(jù)有效性的基礎(chǔ)上對相關(guān)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)處理，在滿足用戶具體要求的同時(shí)，提高三維動(dòng)畫制作整體質(zhì)量。此外，在數(shù)據(jù)識別之后，應(yīng)用數(shù)據(jù)處理技術(shù)來處理信息，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)來生成三維建模動(dòng)作。在此之后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行有效控制。將具體數(shù)據(jù)融入到三維動(dòng)畫制作模型中，使處理工作可以變得更加高效。為了讓三維動(dòng)畫場景制作更加逼真，還需要合理應(yīng)用調(diào)整技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、集成，通過對插入或疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，經(jīng)過多次調(diào)整后確保數(shù)據(jù)可以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

6結(jié)語

在三維動(dòng)畫制作過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以有效節(jié)省工作時(shí)間，而且還可以提高動(dòng)畫制作的整體質(zhì)量與真實(shí)性。相關(guān)工作人員需要重視該技術(shù)并對其不斷優(yōu)化，借鑒國外發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以此來推動(dòng)三維動(dòng)畫制作行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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作者:李登科 單位:西藏民族大學(xué)