U3D數(shù)字引擎技術(shù)在影視動畫中的探索

【摘 要】無論你的想法如何天馬行空，都可以用畫的方式在紙上表達出來，動畫有著獨特的藝術(shù)魅力，承載著一代又一代動畫人的夢想。至今日，動畫藝術(shù)已成長為影視藝術(shù)中重要的表達形式。

【關(guān)鍵詞】引擎；動畫；渲染

中圖分類號：TP317 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2017）10-0122-01

在今天動畫已經(jīng)成為主流的藝術(shù)表達形式之一，孿生出許多風(fēng)格迥異的表現(xiàn)手法。能夠兼顧商業(yè)大賣和文化輸出的好萊塢模式日漸成為主流。數(shù)字媒體技術(shù)的進步又不斷地鞏固著好萊塢動畫模式的地位。

針對傳統(tǒng)三維動畫電影的制作需投入大量人力財力和時間。數(shù)字引擎技術(shù)則進行了大量的優(yōu)化：一、建立了保存初級項目的開發(fā)預(yù)設(shè)從而減短了制作周期；二、精簡優(yōu)化了模型，提高了重復(fù)利用率；三、能夠建立動畫運動數(shù)據(jù)原型；四、無需耗費大量工作長時間渲染，實時渲染功能大量減少渲染時間。本文著重通過U3D引擎技術(shù)探索動畫電影的創(chuàng)作過程。

計算機圖形技術(shù)的成熟是數(shù)字動畫能夠發(fā)展迅速的主要原因。與之齊頭并進的是該成果在電子類游戲中的大量普及和推廣，優(yōu)秀的電子游戲不斷推動著數(shù)字動畫技術(shù)的革新。我們所接觸到的cg動畫大量是通過數(shù)字引擎來制作。

一、數(shù)字引擎與影視動畫的融合

數(shù)字引擎可以提供三維虛擬環(huán)境的視頻錄制應(yīng)用，是一個實時演示過程，可以用動畫鏡頭語言來表達藝術(shù)家的想法和理念，類似于電影。中國的影視動畫技術(shù)雖然在進步，但引擎技術(shù)在動畫中的普及與歐美還相距甚遠，影視動畫在制作的過程中還是普遍采用傳統(tǒng)的制作流程。隨著這些年的不斷發(fā)展，許多人開始對這種更優(yōu)的制作方法有了深入了解。如近些年火爆的《守望先鋒》和《英雄聯(lián)盟》等，玩家更加注重的是游戲帶來的體驗，而無所謂制作者所用的技術(shù)方法。

二、數(shù)字引擎動畫的物理架構(gòu)

數(shù)字引擎自有一套物理體系結(jié)構(gòu)。前期的構(gòu)架中應(yīng)表明數(shù)據(jù)應(yīng)該如何產(chǎn)生、模擬、計算、然后演算出一個結(jié)果，籃球會按照怎樣的弧線進籃、火車能跑多快等，我們生活中常見的現(xiàn)象就是物理系統(tǒng)所研究的范圍，保證觀看者所體驗的感覺像在真實世界中那樣運動，這樣特定的規(guī)律就是物體運動要遵循的規(guī)律。物理引擎能夠控制模型的運動，碰撞檢測是將物體在動畫中建立一個對象，因為事物的不同、原理的特征，來檢測數(shù)字引擎的工作理念和相互制約相互發(fā)展的原理，連續(xù)的碰撞系統(tǒng)檢測對物理性會有很大的影響。

數(shù)字引擎使動畫創(chuàng)作的過程更便捷、更有效率。在動畫的創(chuàng)作中數(shù)字動畫引擎提升效率主要在實時渲染和調(diào)節(jié)動作兩個方面。程序語言是引擎動畫實時渲染的實現(xiàn)媒介，運行中的工作指令由數(shù)字信號程序接口轉(zhuǎn)變?yōu)樾螤顖D形，“實時渲染”所呈現(xiàn)出的圖形折射到人的眼睛，實時的畫面渲染對鏡頭提供了很多的可能，不需要經(jīng)過漫長的渲染等待時間而直接把畫面中的顏色、空間、特效疊加成像，可實時改動，打破了固定機位的局限。但實時渲染所呈現(xiàn)出的畫面精度還有待進一步提高，隨著技術(shù)的不斷革新，新的程序或編碼都是可以實現(xiàn)的，呈現(xiàn)的視覺效果與人真實看到的景物也會越來越接近，正如《使命召喚》的實時渲染的宣傳片，那令人驚嘆的效果背后是一代新技術(shù)的崛起，接近真實的材質(zhì)質(zhì)感、光影變化，人物面部的細節(jié)處處展現(xiàn)在我們眼前，這一技術(shù)最繁雜的地方是如何向觀影人展示出最高的畫面質(zhì)量，數(shù)字引擎的輸出即為關(guān)鍵。引擎技術(shù)可以理解為動畫得以運行的底架基礎(chǔ)，有了這個基礎(chǔ)框架就可以填充內(nèi)容了，但這僅僅是一個平臺基礎(chǔ)，優(yōu)秀的影片始終是取決于優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容。

隨著引擎技術(shù)的不斷發(fā)展，在短時間內(nèi)普通人制作出動畫成為可能，與歐美相比我們在這一領(lǐng)域的研究有明顯的滯后，可參考的經(jīng)驗和和資料也多為舶來品，行業(yè)內(nèi)還沒有形成標準化的生產(chǎn)流程，創(chuàng)作者按自己想法去摸索，導(dǎo)致后期工作量的陡增。引擎動畫承接了傳統(tǒng)動畫制作的理念，分為了設(shè)計、制作、合成。設(shè)計階段即為設(shè)計人物、道具場景，與傳統(tǒng)的設(shè)計概念并無不同；制作階段著重解決模型、camera攝像機和材質(zhì)球；合成階段是執(zhí)行文件導(dǎo)出傳統(tǒng)視頻文件。

從開始的實驗性摸索到最后的成片過程中充斥著困難，但通過不斷地完備已有方案，尋找現(xiàn)階段引擎技術(shù)的優(yōu)勢和不足。就像面部的細微表情、動物身體的毛發(fā)等細節(jié)地方很難達到傳統(tǒng)動畫的自然隨意，但隨著數(shù)字技術(shù)的不斷革新，動畫與引擎的結(jié)合必將更加密切、完美，新的動畫引擎一定可以更加高效、快速、簡潔地模擬出真實的質(zhì)感，更加逼真的視覺效果，從而為動畫人提供一個更加廣闊的平臺。

參考文獻：

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[3]吳帥.實時3D游戲引擎角色動畫組件的設(shè)計實現(xiàn)[D].北京大學(xué)，2014.

作者簡介：

段曉松，西南民族大學(xué)藝術(shù)學(xué)院2015級碩士研究生，研究方向：影視動畫。