三維動畫制作中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用研究

王 寧，王 蕊，李曉寧

(石家莊信息工程職業(yè)學院傳媒藝術(shù)系，河北 石家莊 050000)

0 引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是21世紀發(fā)展迅猛的一項新興科研技術(shù)。它是基于電子信息技術(shù)，完成虛擬現(xiàn)實的融合，用模擬建立一個虛擬的世界，并通過三維模型表現(xiàn)出來，它是現(xiàn)實世界的投影。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、交互性、多元認知、主觀性等特點。其重要技術(shù)包括動態(tài)實體模型的建立、三維圖形的變換、信息內(nèi)容的傳遞等。在影視文化應用廣泛的今天，文化、教育、航空航天、醫(yī)藥等多個行業(yè)，產(chǎn)生了極好的實際效果，推動了上述行業(yè)的快速發(fā)展。

1 三維動畫技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)系

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)和三維動畫技術(shù)的區(qū)別

三維動畫的技術(shù)性和虛擬現(xiàn)實的技術(shù)性是兩個完全不同的定義。為了更好地創(chuàng)作三維動畫還需要掌握好三維動畫技術(shù)性和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。三維動畫主要以靜態(tài)照片為基礎(chǔ)，需要將一般的動畫改為三維畫面來播放，但由于是單邊傳輸，還是不能給人很明顯的真實感和臨場感。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的本質(zhì)是捕捉真實的人、物、環(huán)境的動態(tài)信息內(nèi)容，然后利用軟件進行計算，產(chǎn)生更細致的畫面。

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的畫面中，人們都能真正感受到畫面中各種因素的相互影響。畫面中人物的微表情會更細致，物理效果會更真實，因為這個畫面包含了很多數(shù)據(jù)信息，這種數(shù)據(jù)信息是相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互接觸，更具變革性，更符合客觀世界的原有規(guī)律，而不是單純體驗人類想象所展現(xiàn)的畫面。在動畫制作過程中，大家還是要依靠三維動畫技術(shù)來創(chuàng)建畫面，描繪人物、景物、物體，應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓畫面更加自然豐富，讓觀眾感覺更加生動，推動收視率的提升。兩者雖然不同，但又是密切相關(guān)的，是三維動畫制作過程中不可缺少的核心技術(shù)。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)和三維動畫技術(shù)的內(nèi)在聯(lián)系

虛擬現(xiàn)實技術(shù)場景是基于虛擬三維模型構(gòu)建的。相關(guān)人員一般使用3d Max、Maya等三維動畫制作的程序流程來搭建虛幻世界的物理模型。當虛擬技術(shù)進一步完善實物模型，輸出圖像時，實物模型數(shù)據(jù)信息的實際效果會更加舒適。

三維動畫的技術(shù)性與虛擬現(xiàn)實技術(shù)性是一樣的，都是基于三維圖形來創(chuàng)建畫面。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是建立在數(shù)據(jù)庫查詢的基礎(chǔ)上，發(fā)展三維場景中各種因素的信息內(nèi)容之間的關(guān)系，例如將太陽的位置與太陽光進行匹配，物體的光影會隨著陽光部分的數(shù)據(jù)信息發(fā)生變化，光影部分的數(shù)據(jù)信息也會發(fā)生變化。界面中物體的圖形會隨著太陽移動，無須經(jīng)過復雜的描繪來展現(xiàn)光與影的關(guān)系。兩者密切相關(guān)，在三維動畫制作中具有相同的關(guān)鍵意義和應用價值。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在三維動畫制作中的應用分析

在使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作3D動畫的整個過程中，可以在vm虛擬機中構(gòu)建未來的場景，同時也可以發(fā)現(xiàn)問題，制定解決方案。在制作三維動畫的過程中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以幫助大家更好地掌握實際情況，了解動畫作品。無論是還原歷史時間，還是展望未來，三維動畫的制作都至關(guān)重要。

2.1 應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)三維動畫模型

三維動畫模型是三維動畫制作的主要過程，也是比較基礎(chǔ)的過程。在這個環(huán)節(jié)中，制作動畫的關(guān)鍵日常任務是制作卡通人物及其游戲場景的物理模型。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以應用于動畫模型。在具體應用過程中，加入了很多人機交互技術(shù)和卡通人物模仿技術(shù)，讓卡通人物更形象。首先，設(shè)計策劃人員要對游戲場景和卡通人物相關(guān)的素材圖片進行梳理。如果游戲場景的實物模型與建筑、自然風光有關(guān)，動畫工作人員應收集整理相關(guān)的高清航拍素材。虛擬場景中的很多元素都需要借助真實的數(shù)據(jù)信息來厘清，這也可以為利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬仿真技術(shù)提供很多合理的素材，進一步提高3D動畫制作水平。其次利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行模型擬合和開發(fā)模型。在模型過程中，一般都保存了物體形變的全過程，有利于觀察其物理動力學模型的特性。因此，需要依靠電子計算機建立與實物相同的物理模型，并根據(jù)模擬實際場景提高模型速度，確保物理模型與實際高度一致。為了進一步提高實體模型的靈活性和保真度，需要使用三維掃描儀根據(jù)三維坐標存儲三維數(shù)據(jù)信息。根據(jù)VR技術(shù)，創(chuàng)作者可以從多個方向還原一個虛構(gòu)的動畫世界，而觸角在感知上幾乎可以真實地感受到進入這個虛幻的世界，進而可以在多個方向、多個層次上體驗和欣賞作品。例如一些觀眾會專注于觀看卡通人物的細微表情，而一些觀眾則對人物周圍的地理環(huán)境感興趣，這種不同的側(cè)重點會產(chǎn)生更復雜的信息流。

2.2 依靠動作捕捉系統(tǒng)軟件跟蹤物體的運動信息

當虛擬現(xiàn)實技術(shù)被引入到3D動畫制作時，用普通相機拍攝是不可能的，應該使用三維動畫動作捕捉系統(tǒng)軟件來跟蹤物體的運動信息內(nèi)容。在根據(jù)電子計算機解決此信息內(nèi)容后獲取動畫制作所需的數(shù)據(jù)信息，動畫制作人員在識別出此數(shù)據(jù)信息后會對對象進行相應的調(diào)整，以確保電影導演可以放置攝影機鏡片在生產(chǎn)過程中的任何地方，并進行很多預防措施。未完成的鏡頭不僅可以觀察清晰真實的場景，還可以讓觀眾參與進來，大大縮短了觀眾與顯示屏的距離。自然而然，鏡頭的變化和震撼的視覺沖擊場景，也能讓觀眾迅速融入到動畫作品中。

2.3 有效應用調(diào)整技術(shù)發(fā)展三維動畫制作

引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)后，三維動畫制作，一方面要重視不同實踐的合理融合；另一方面要注重信息內(nèi)容的有效應用。運動捕捉系統(tǒng)軟件獲取數(shù)據(jù)信息。此外，要有效運用調(diào)整技術(shù)，提高情景的真實性和有效性。在三維動畫制作中應用調(diào)整技術(shù)時，在融合數(shù)據(jù)信息特點的同時，利用電子信息技術(shù)對這些數(shù)據(jù)信息進行求解和分析，最后依靠插入、積累等方法來改變數(shù)據(jù)信息。經(jīng)過多次調(diào)整，要保證數(shù)據(jù)信息能夠滿足生產(chǎn)要求，再對調(diào)整機制進行科學研究，進一步總結(jié)出符合要求的骨骼系統(tǒng)。為充分提高解調(diào)數(shù)據(jù)信息的標準水平，應協(xié)調(diào)方位動力學模型與原動力學模型的關(guān)系，進一步提高工作效率。

3 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在3D動畫制作過程中的應用是不可避免的，是提高動畫制作質(zhì)量的必要途徑。隨著動漫產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢更加被體現(xiàn)出來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用被進一步普及，動畫質(zhì)量進一步提高。