三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合探討

張勝明??柳昕??劉旭

摘 要：目前，我國動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為緩慢，與其他動(dòng)漫制作技術(shù)發(fā)達(dá)的國家相比仍存在較大差距。特別是部分中小型動(dòng)漫企業(yè)生產(chǎn)成本高，作品質(zhì)量低，使得動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)難以得到快速發(fā)展。三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合既提高了技術(shù)應(yīng)用效果，提升場景和角色逼真度，同時(shí)也有助于降低成本，縮短生產(chǎn)周期。本文在探討二者關(guān)系的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了相應(yīng)的融合路徑。

關(guān)鍵詞：三維動(dòng)漫制作;虛擬現(xiàn)實(shí);融合

引言

三維動(dòng)漫制作和虛擬現(xiàn)實(shí)是動(dòng)漫行業(yè)的主流技術(shù)，近年來通過深入研究取得了一系列可觀成就。通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)動(dòng)漫制作技術(shù)的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)后者主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)完成制作，往往要求制作人員具有較高的專業(yè)能力水平，并綜合了建模、燈光、美術(shù)、電影效果等多方面技術(shù)，不僅成本高，產(chǎn)品質(zhì)量效率也較低。三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合不僅可以提高動(dòng)漫作品的逼真度，也有助于提升動(dòng)漫制作效率。

一、三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間的關(guān)系

三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間具有諸多聯(lián)系。如果要構(gòu)建一個(gè)虛擬環(huán)境系統(tǒng)，第一步就要使用三維動(dòng)漫制作進(jìn)行建模。在空間中，實(shí)體對(duì)象通常包括建筑物、綠地、道路等等。這些實(shí)體需要通過專門的三維建模軟件或編程來完成創(chuàng)建，編程方法主要是通過程序先計(jì)算三維空間的坐標(biāo)，然后根據(jù)計(jì)算出的坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立相應(yīng)模型。由于三維對(duì)象的坐標(biāo)很復(fù)雜，因此模型的坐標(biāo)數(shù)據(jù)難以確定。大部分技術(shù)人員通常選擇使用成熟的三維建模軟件來完成模型的創(chuàng)建，例如3DSMAX等等[1]。虛擬場景的創(chuàng)建與三維建模是不同的，需要考慮其實(shí)時(shí)性以及交互性。為了節(jié)約資源，通常會(huì)利用貼圖來處理一些復(fù)雜的細(xì)節(jié)，這樣就不會(huì)對(duì)三維建模的真實(shí)性產(chǎn)生過多影響。因此，三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的，三維動(dòng)漫制作需要使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來進(jìn)行細(xì)節(jié)處理，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也需要使用三維動(dòng)漫制作完成場景建模，

二、我國三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）具有廣闊的市場前景和發(fā)展空間

我國維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展空間較大，主要取決于游戲動(dòng)漫行業(yè)市場的快速發(fā)展。當(dāng)前我國在三維游戲市場上具有巨大潛力，廣大三維動(dòng)漫迷和游戲玩家對(duì)國內(nèi)的三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)步寄予厚望，客觀上促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展。

（二）制作技術(shù)相對(duì)落后

我國的三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)整體上落后于歐美等先進(jìn)國家，這主要是因?yàn)槲覈娜S動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起步較晚。國內(nèi)的三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)部分依賴于國外技術(shù)，而很少有自己的技術(shù)創(chuàng)新，行業(yè)專業(yè)技術(shù)人才缺口較大。因此，制作技術(shù)的提升問題需要得到有效解決。

三、三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合路徑

（一）運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)

對(duì)于動(dòng)漫制作而言，手動(dòng)制作通常需要耗費(fèi)大量的金錢和人力資源。如果需要生產(chǎn)大量的動(dòng)漫角色則需要調(diào)動(dòng)更多的專業(yè)人才和資金設(shè)備支持，并且生產(chǎn)周期較長，無法通過手動(dòng)調(diào)畫還原真實(shí)細(xì)節(jié)。借助VR運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，我們可以在短時(shí)間內(nèi)大量制作逼真的動(dòng)畫作品。與手動(dòng)制作相比，運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)投資少、逼真度高，可以廣泛應(yīng)用于動(dòng)漫制作過程。

（二）三維建模環(huán)境

在動(dòng)漫制作過程中，技術(shù)人員需要通過設(shè)計(jì)角色和創(chuàng)建環(huán)境模型來完成3D畫面制作。因?yàn)閳鼍爸写嬖谥饕宋?，所以我們首先需要根?jù)場景的外觀進(jìn)行建模。建模的質(zhì)量對(duì)畫面視覺效果影響較大，這對(duì)技術(shù)人員的想象力和專業(yè)能力帶來了更多的考驗(yàn)。通過三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合，將交互式輸入設(shè)備和三維掃描儀與建模技術(shù)相結(jié)合，技術(shù)人員可以通過三維建模環(huán)境感受自己設(shè)計(jì)的游戲動(dòng)漫場景，充分察覺場景所有細(xì)節(jié)。不僅可以提高建模效率，而且可以提高場景質(zhì)量。

（三）運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)調(diào)整技術(shù)

為了在三維動(dòng)漫制作過程中有效形成人體動(dòng)畫，反向運(yùn)動(dòng)學(xué)在三維動(dòng)漫制作過程中具有重要作用。然而，在人體動(dòng)畫制作的過程中，由于運(yùn)動(dòng)過程相對(duì)復(fù)雜，易出現(xiàn)圖像不夠真實(shí)等問題，不僅限制了運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，而且導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)缺乏[2]。因此，通過前述運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)，結(jié)合電子、圖形、光學(xué)、機(jī)械等多方面技術(shù)，移動(dòng)物體內(nèi)部的跟蹤器，建立系統(tǒng)跟蹤移動(dòng)物體的位置，然后在計(jì)算機(jī)輔助作用下，形成動(dòng)畫數(shù)據(jù)。通過將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，技術(shù)人員可以根據(jù)需要生成相應(yīng)動(dòng)作，還可以有效地控制移動(dòng)的對(duì)象。通過使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)調(diào)整技術(shù)，在運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的幫助下，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)不僅可以直接應(yīng)用于三維動(dòng)漫模型，而且還適合進(jìn)行后期編輯。

四、結(jié)束語

傳統(tǒng)動(dòng)漫技術(shù)有很大的局限性，通過三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合，可以創(chuàng)建一個(gè)交互式的虛擬環(huán)境，并調(diào)動(dòng)觀眾參與的積極性。在觀看過程中，觀眾會(huì)獲得在現(xiàn)實(shí)世界中觀看場景的感受，可以有效縮短觀眾與屏幕之間的距離，大大提高動(dòng)漫作品的質(zhì)量，進(jìn)一步提高觀眾的視聽體驗(yàn)效果。因此，未來我國將進(jìn)一步深化三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合應(yīng)用，降低成本和制作難度，提高動(dòng)漫制作生產(chǎn)效率，打造出更多優(yōu)秀動(dòng)漫作品。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝旭洲.三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合技術(shù)研究[J].美術(shù)教育研究，2018，000（003）：87.

[2]陳子燕.三維動(dòng)漫制作與虛擬現(xiàn)實(shí)的融合探討[J].數(shù)碼世界，2020，No.181（11）：179-180.