淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在三維動畫制作中的應(yīng)用

李登科

（西藏民族大學(xué)，陜西 咸陽 712082）

0 引言

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

1 三維動畫制作現(xiàn)狀

目前三維動畫制作技術(shù)在我國很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，例如游戲、動漫以及廣告等[1]。三維動畫制作在實際發(fā)展過程中需要各種先進科學(xué)技術(shù)的支持，利用計算機技術(shù)和三維軟件來構(gòu)建動畫模型。在實際制作過程中，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)整運動軌跡等相關(guān)參數(shù)。在完成這些步驟后，計算機系統(tǒng)會自動構(gòu)建輸出測量體系。除此之外，在三維動畫制作過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠為人們提供良好的交互體驗[2]。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用特點

目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)出感知多元化、交互性強以及沉浸感較強等特點。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包含完整的感官傳感器，能夠使人們在虛擬環(huán)境中得到更加真實的體驗，從多方面獲取想要了解的信息，在多維度感知體驗的基礎(chǔ)上與虛擬系統(tǒng)之間開展高效互動。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有較強的交互性特點，能夠?qū)⑾嚓P(guān)運動指令傳輸?shù)教摂M環(huán)境中，這些交互活動并不是通過鼠標(biāo)與鍵盤完成，而是借助VR 眼鏡等虛擬現(xiàn)實感應(yīng)設(shè)備實現(xiàn)[3]。通常，在計算機系統(tǒng)中所使用的感應(yīng)裝置可以實時監(jiān)控人們的身體活動和眼睛活動情況，將這些活動數(shù)據(jù)上傳到計算機系統(tǒng)，進而實現(xiàn)各種操作指令的下發(fā)。利用硬件傳感設(shè)備將信息傳遞給計算機系統(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。

2.1 實現(xiàn)平面到立體的視覺轉(zhuǎn)換

最初的動畫制作都是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，動畫形式也開始變得越來越豐富，在三維動畫出現(xiàn)之后，工作人員可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為用戶打造一個更加真實的空間世界，用戶可以隨意轉(zhuǎn)換視角，不僅滿足了視覺需求，同時也將動畫制作的最佳效果呈現(xiàn)了出來。

2.2 顛覆了傳統(tǒng)動畫制作觀念

以往的動畫制作過程都依靠藝術(shù)家的雙手操作，需要先將圖像運動過程繪制出來，隨后將其呈現(xiàn)在畫紙上，利用攝像機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，而且會消耗大量的人力資源。而在三維動畫出現(xiàn)之后，工作人員可以利用電腦系統(tǒng)來完成動畫設(shè)想，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用之后，畫面將會更加逼真地呈現(xiàn)出來，使環(huán)境可以變得虛擬化，視覺傳達也從平面轉(zhuǎn)向于立體，改變了以往動畫的創(chuàng)作模式。另外，動畫制作環(huán)節(jié)還可以在虛擬現(xiàn)實技術(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)實技術(shù)不斷發(fā)展的同時，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，成為人機交互的重要媒介，當(dāng)前VR 眼鏡在三維制作過程中包括桌面級和移動級兩種模式，分別依靠的是手機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫技術(shù)的關(guān)聯(lián)

3.1 主要區(qū)別

虛擬現(xiàn)實技術(shù)和三維動畫技術(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)實技術(shù)優(yōu)化三維動畫設(shè)計，必須提前了解兩者之間的區(qū)別。三維動畫設(shè)計主要利用計算機技術(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，并不包括互動與其他智能化要點，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_，因此并不能使人感受到更加強烈的真實感和現(xiàn)場感。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)則是通過捕捉物體、環(huán)境和人體等動態(tài)化信息，經(jīng)過計算機技術(shù)計算后形成更加完整真實的畫面。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)畫面中，人們可以真實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)實技術(shù)并不能完全脫離三維動畫技術(shù)，在動畫制作時依然需要利用三維動畫技術(shù)去塑造畫面，并對人物形象、景色和事物等要素進行詳細刻畫。

3.2 內(nèi)在聯(lián)系

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

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在三維動畫制作中的應(yīng)用要點

4.1 重視受眾體驗

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使用戶在情景化場景中獲得更好的感官體驗，通過讓觀眾參與到互動過程中，將個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)動畫制作模式。此外，在三維動畫具體制作過程中，要重視互動環(huán)境的創(chuàng)造，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸性和互動性特點有效提高用戶的視覺和聽覺體驗。

4.2 呈現(xiàn)空間感

在傳統(tǒng)動畫制作流程中，一般都會涉及影像變化。為了讓觀眾和動畫之間形成良好的互動關(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)實世界之間的阻隔變得更加模糊。

4.3 強化動畫制作實踐

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在三維動畫制作過程中，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)實技術(shù)的應(yīng)用計劃，利用虛擬化環(huán)境創(chuàng)造出更加良好的交互氛圍。同時，在日常三維動畫制作過程中，必須要時刻總結(jié)工作經(jīng)驗，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)化三維動畫制作技術(shù)，確保虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠得到有效應(yīng)用。

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

5.1 三維動畫建模應(yīng)用

在虛擬現(xiàn)實技術(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，要制作出動畫人物模型和動畫場景，采用先進的現(xiàn)代化技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)一個虛擬化環(huán)境，為用戶的互動創(chuàng)造便利條件。在利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，一定要重視動畫模仿和技術(shù)研究，結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)有的工作經(jīng)驗和三維動畫制作技術(shù)靈活呈現(xiàn)畫面。其次，要結(jié)合三維動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)制作動畫。在此基礎(chǔ)上，還要結(jié)合現(xiàn)實需求來掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用要點，主動學(xué)習(xí)與三維動畫制作相關(guān)的知識，提高三維動畫畫面創(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力特征，將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和現(xiàn)實事物結(jié)合在一起，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使模型應(yīng)用更加靈活。

5.2 動作捕捉系統(tǒng)應(yīng)用

在三維動畫制作過程中，塑造出3D 模型后需要讓模型動起來，使其能夠更接近于日常的人和物。為了能夠呈現(xiàn)出更加真實且靈動的動態(tài)效果，不管是人物表情還是肢體動作都需要進行捕捉。在此過程中，要求真人穿戴擁有感應(yīng)點的服飾并根據(jù)動畫制作要求去完成各種動作，這時系統(tǒng)中的模型也會做出相對應(yīng)的動作，經(jīng)過后期處理后就可以獲取完整的動作數(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行分析，優(yōu)化模型物理效果，確保模型可以在運動狀態(tài)下具有更強的真實性，不會呈現(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)開展三維動畫制作時，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，提高三維動畫制作整體質(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)動來生成三維建模動作。在此之后利用計算機技術(shù)對細節(jié)進行調(diào)整，確保虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對動畫運動物體進行有效控制。將具體數(shù)據(jù)融入到三維動畫制作模型中，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)和計算機技術(shù)等對數(shù)據(jù)進行分析處理、集成，通過對插入或疊加數(shù)據(jù)進行修改，經(jīng)過多次調(diào)整后確保數(shù)據(jù)可以滿足實際應(yīng)用需求。

6 結(jié)語

在三維動畫制作過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅可以有效節(jié)省工作時間，而且還可以提高動畫制作的整體質(zhì)量與真實性。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)達國家的先進技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，以此來推動三維動畫制作行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。