虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫創(chuàng)作中的應(yīng)用研究

摘要：動畫是一門年輕的藝術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展而不斷迭代革新。動畫從二維到三維變化過程中，不斷融入新技術(shù)與新元素，優(yōu)化受眾的觀影體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、互動性、想象性等特點，可以增強(qiáng)動畫的表現(xiàn)力，給動畫藝術(shù)帶來全新的面貌，從而發(fā)揮動畫藝術(shù)的優(yōu)勢。科技進(jìn)步改變了人們的審美觀念，虛擬現(xiàn)實動畫可以促進(jìn)觀眾與人物的交流、對話，豐富人們對藝術(shù)認(rèn)知，刺激人們的感官。與現(xiàn)實相比，虛擬現(xiàn)實可以延伸人們的感覺器官，幫助人們體驗無法感受的場景，觸及現(xiàn)實生活外的“情景”，實現(xiàn)人類意識的延伸。在動畫制作中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以呈現(xiàn)立體的視覺效果，為動畫帶來多元敘事方式，幫助觀眾感知、體會藝術(shù)特點。因此，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)作動畫可以提升制作工藝水平，有效激發(fā)創(chuàng)作靈感，為觀眾帶來全新的感受，從而促進(jìn)動畫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。文章分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫創(chuàng)作中的應(yīng)用，從虛擬現(xiàn)實技術(shù)對動畫創(chuàng)作的影響入手，提出虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫創(chuàng)作中可以通過延伸創(chuàng)作主體感知、啟發(fā)動畫創(chuàng)作方式、集成虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)、建設(shè)三維模型場景等方式來實現(xiàn)應(yīng)用，從而全面提升動畫創(chuàng)作質(zhì)量，為人們提供更高質(zhì)量、更多元化的動畫作品。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；動畫創(chuàng)作；互動性；VR動畫

中圖分類號：TP391.9；J954 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）10-0-03

0 引言

體驗是人生的本質(zhì)，動畫體驗從多角度吸引受眾，并借助感官體驗（視覺、聽覺等）引發(fā)受眾共鳴。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以激發(fā)受眾對動畫藝術(shù)的審美，使受眾全身心投入動畫中。動畫的綜合性很強(qiáng)，為滿足受眾的體驗需求，可以運用VR技術(shù)，通過其獨特的技術(shù)特征與表現(xiàn)方式帶給人們沉浸式體驗。因此，VR動畫的生產(chǎn)與傳播受到人們的關(guān)注，商業(yè)化特征明顯，需要從業(yè)者探索其體驗需求，打造高質(zhì)量內(nèi)容，幫助受眾快速進(jìn)入虛擬世界，優(yōu)化觀眾的觀影體驗。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)對動畫創(chuàng)作的影響

VR動畫創(chuàng)作可以打造逼真的視覺畫面，調(diào)動觀眾的不同感官，給觀眾帶來身臨其境的感覺。但是想要呈現(xiàn)逼真的視覺效果，離不開動畫創(chuàng)作者的生活經(jīng)驗與審美素養(yǎng)。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫創(chuàng)作中的應(yīng)用，應(yīng)強(qiáng)化動畫創(chuàng)作者的感知，激發(fā)其想象力。特別是傳統(tǒng)動畫藝術(shù)設(shè)計的畫面效果以被動觀看為主，不利于動畫文化藝術(shù)發(fā)展?？梢姡趧赢媱?chuàng)作中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以展示動畫豐富的表現(xiàn)形式，提高動畫的商業(yè)價值［1］。如在動畫創(chuàng)作中，角色、場景以及道具設(shè)計一般是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以交代故事背景、劇情發(fā)展并表達(dá)情感，從而優(yōu)化觀眾的心理體驗。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以幫助動畫創(chuàng)作者立體展示三維模型，實時顯示經(jīng)過調(diào)節(jié)的渲染參數(shù)（包括色彩、燈光、紋理等），如在前期角色創(chuàng)作中，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以全方位展示角色創(chuàng)作，以便更好地調(diào)整角色風(fēng)格與情感刻畫。動畫創(chuàng)作可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行高質(zhì)量創(chuàng)作，不斷注入科技元素與人文理念，從而創(chuàng)作出逼真的場景、展現(xiàn)人性化互動，優(yōu)化動畫角色和場景的呈現(xiàn)效果。在動畫創(chuàng)作前期，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以拓展動畫創(chuàng)作者的思維，提高角色、場景、畫面分鏡頭等創(chuàng)作質(zhì)量。如傳統(tǒng)角色設(shè)計以手繪、二維三維設(shè)計軟件為主，顯示方式較為平面、靜態(tài)，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以幫助創(chuàng)作者借用VR頭盔、數(shù)據(jù)手套沉浸式創(chuàng)作角色，從而更好地融入創(chuàng)意思想。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫創(chuàng)作中的應(yīng)用

2.1 延伸創(chuàng)作主體感知，啟發(fā)動畫創(chuàng)作方式

動畫創(chuàng)作結(jié)合藝術(shù)與工藝，工藝技術(shù)發(fā)展可以激發(fā)動畫創(chuàng)作者的靈感，促進(jìn)動畫創(chuàng)作發(fā)展。如視覺暫留現(xiàn)象是動畫出現(xiàn)的基礎(chǔ)，動畫電影《白雪公主》基于有聲電影技術(shù)，三維動畫源于電腦技術(shù)的普及。由此可見，技術(shù)革新可以激發(fā)動畫創(chuàng)作靈感，而虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)數(shù)據(jù)手套、力反饋設(shè)備模擬人體皮膚的觸覺，可以幫助受眾感知虛擬世界。通常這些設(shè)備驅(qū)動程序完備，讓受眾在觸摸虛擬物體時產(chǎn)生相應(yīng)的感覺，增強(qiáng)虛擬實境的真實感，即受眾手部用力，數(shù)據(jù)手套基于驅(qū)動器觸摸虛擬物體。

氣味也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬的一部分，1961年Morton Heilig就曾使用過，現(xiàn)在的4D電影也借助氣味仿真來營造真實場景。如蛋糕房內(nèi)的美味蛋糕，利用VR技術(shù)可以讓受眾聞到香味，甚至是刺激味蕾。另外，虛擬現(xiàn)實還可以模擬動作（震動、搖晃等），如主人翁過山車，座位可隨鏡頭搖擺；老鼠在身后猛竄，座位后背會抖動。同時，虛擬現(xiàn)實是獨特的藝術(shù)，可以延伸創(chuàng)作者的感知，讓其身臨其境地觀察事物。而動畫要想吸引人，就要基于現(xiàn)實生活，展示人們?nèi)粘５膭趧蛹盎顒樱瑥亩玫匕l(fā)揮創(chuàng)作的奇思妙想［2］。并且其需要充分借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)幫助創(chuàng)作者逐步實現(xiàn)創(chuàng)作妙想，獲得好的創(chuàng)意靈感。

根據(jù)動畫創(chuàng)作過程可知，創(chuàng)作者對劇本、互動的設(shè)計都需要突破思維想象空間，以不斷完善人物繪制、劇本改寫、電腦上色等創(chuàng)作，傳統(tǒng)藝術(shù)創(chuàng)作往往達(dá)不到想要的效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以基于傳統(tǒng)創(chuàng)作增添體驗步驟，了解受眾交互反應(yīng)情況以及產(chǎn)生的心理影響。特別是受眾差異大、心理承受能力不同，動畫的交互創(chuàng)作，應(yīng)邀請不同層次的人員來體驗與交流，從而創(chuàng)作出符合人們需要的動畫。動畫創(chuàng)作融合創(chuàng)作者的想法以及對人生、社會、自然的認(rèn)知，產(chǎn)生新的動畫造型。例如，“中國龍”由人們幻想而來，融合不同動物形象于一體；動畫片中的孫悟空也是不同形象的組合。因此，創(chuàng)作者的想法往往會打破故事的時空界限及形態(tài)結(jié)構(gòu)，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬下雨、花香、爆炸震動等體驗，從而啟發(fā)動畫內(nèi)容創(chuàng)作。

此外，傳統(tǒng)動畫以導(dǎo)演安排、攝影師拍攝的鏡頭為主，然后經(jīng)過蒙太奇剪輯合成動畫。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)改變了鏡頭的概念，已經(jīng)沒有鏡頭的存在。導(dǎo)演只需要安排動畫角色的戲份、走場和燈光，觀眾主動參與其中觀看故事直到走出虛擬現(xiàn)實動畫?？梢?，整個動畫就是長鏡頭，以塑造真實的動畫造型，幫助人們深入接近真實的感覺。動畫藝術(shù)一般是模擬另外的世界，但是該世界基于導(dǎo)演策劃虛擬存在，猶如搭建的真實場景。

數(shù)字模擬使攝影棚僅借助藍(lán)色或者綠色背景的錄音棚就可以形成逼真的動畫，如《最終幻想》突出角色造型，通過動作捕捉技術(shù)、毛發(fā)系統(tǒng)，讓受眾可以看清角色的毛發(fā)；人工魚的自繁衍模型，以計算機(jī)VR展現(xiàn)魚的生活繁衍方式，追求繁衍的逼真感。虛擬現(xiàn)實動畫突出人們的體驗活動，讓人感受現(xiàn)實不存在的事物，以獲得精神滿足與心靈喜悅。

縱觀人類發(fā)展，奇幻色彩一直是人們想要追求的，包括巖洞中的豐收場景、走馬燈中的妖魔怪獸。此外，還有雖不存在但被賦予重要意義的中國“龍”，隨著人們生活習(xí)性的變化，其造型也在發(fā)生變化。人們在絲綢、紙張上模擬龍的生活方式，動畫技術(shù)更是讓龍動了起來［3］。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以啟發(fā)動畫的創(chuàng)作方式，人們可以借助VR動畫感受虛擬事物的奇特。

2.2 集成虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)，建設(shè)三維模型場景

虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展以凸顯虛擬視覺環(huán)境為主，通過三維建模數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建虛幻場景。三維動畫技術(shù)的發(fā)展處于初級階段，模型存在運動的場景數(shù)據(jù)不完善，容易影響計算機(jī)對三維數(shù)據(jù)的判別，導(dǎo)致三維動畫場景的環(huán)境數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。但是發(fā)揮虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)集成的作用，借用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重疊性修改以及正確引用環(huán)境數(shù)據(jù)，可以有效還原完整的場景，提高視聽環(huán)境的數(shù)據(jù)質(zhì)量，給體驗者帶來身臨其境的空間感覺。另外，在動畫中應(yīng)用VR運動捕捉系統(tǒng)，可以避免傳統(tǒng)手工動畫制作耗費大量資源的缺陷，縮短制作周期［4］?？梢越柚\動捕捉系統(tǒng)高效調(diào)節(jié)動畫并自主生成真實畫面，從而在短時間內(nèi)提升三維動畫質(zhì)量。動畫制作所需數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理，可以幫助導(dǎo)演減少鏡頭拍攝，拉近人與虛擬環(huán)境的關(guān)系，給人一種真實感。

此外，三維動畫制作需要進(jìn)行場景建模。工作人員要確定場景建模數(shù)據(jù)資料，針對面積較大的虛擬場景，可以借助收集空間場景模擬數(shù)據(jù)樣本，并通過計算機(jī)數(shù)據(jù)模型處理重構(gòu)場景模型，從而高效完成空間場景建模，打造更逼真的虛擬世界。目前，VR的使用以內(nèi)容制作為主，完成模型制作通常需要運用其他軟件，包括Autodesk公司的3DsMax、Maya建模軟件。其中，3DsMax軟件在模型創(chuàng)建方面較為完善，可以完整創(chuàng)建想象中的事物，猶如石像雕刻般勾勒大致模樣與具體細(xì)節(jié)。3DsMax還有soft selection功能鍵，可以幫助創(chuàng)作者處理模型細(xì)節(jié)，增強(qiáng)模型控制力，減少動畫后期制作人員的工作任務(wù)。三維動畫創(chuàng)作還可以運用VR數(shù)據(jù)采集功能，結(jié)合創(chuàng)作者的需求分類采集三維動畫的關(guān)鍵動作。如模擬快速運行的汽車模型，需要了解各個核心零部件的運動狀態(tài)，那么就可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)專項跟蹤及捕捉數(shù)據(jù)，以便獲得準(zhǔn)確的汽車核心運動數(shù)據(jù)，通過傳感設(shè)備收集存儲并分析推測真實物體的傳感數(shù)據(jù)，方便后期數(shù)據(jù)的科學(xué)調(diào)整，從而獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.3 立體視覺轉(zhuǎn)換應(yīng)用，將受眾融入動畫中

1906年，《一些滑稽面孔的幽默狀態(tài)》中“鉆跳鐵環(huán)的小狗”給當(dāng)時的人們帶來了震撼的視覺效果。如今，2D、3D動畫都以平面為主，2D動畫表現(xiàn)為上下左右的概念，觀眾腦補(bǔ)距離概念；3D動畫即立體窗口，增加遠(yuǎn)近維度，但視角是特定的，受眾難以體驗空間感。而VR動畫即完成三維動畫，受眾可隨心改變視角進(jìn)入立體空間。由此可見，虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了空間視覺表達(dá)的立體發(fā)展，通過構(gòu)建立體環(huán)境以及塑造人、物的立體效果，全視角展現(xiàn)給受眾。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫中的應(yīng)用包括實拍、三維制作。其中實拍結(jié)合VR與傳統(tǒng)定格動畫進(jìn)行三維動畫的數(shù)字化制作，通過軟件建模減少工作量。特別是3D掃描技術(shù)，可以大幅減少動畫建模工作量，實現(xiàn)人物場景快速建模，并將立體信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字模型，從而加快動畫創(chuàng)作進(jìn)程。

VR動畫與傳統(tǒng)動畫的不同之處在于渲染步驟的應(yīng)用，傳統(tǒng)渲染是運用傳統(tǒng)動畫軟件、模型導(dǎo)入游戲引擎進(jìn)行渲染，如MAYA通過全景立體相機(jī)Shader來渲染，unity實時渲染。而虛擬現(xiàn)實在于計算渲染，表現(xiàn)的畫面質(zhì)量較高，信號分析反饋技術(shù)較為成熟?？梢?，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以創(chuàng)造全景虛擬現(xiàn)實世界，以立體的形式展示動畫視覺表現(xiàn)。如VR眼鏡集合仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)等，實現(xiàn)受眾與VR內(nèi)容的交互［5］。與3D眼鏡相比，VR眼鏡呈現(xiàn)360度3D環(huán)境，動態(tài)延展動畫的立體視覺效果，人眼可以直接獲取屏幕內(nèi)容，感受三維立體世界。同時，VR眼鏡可以幫助人們到達(dá)立體世界中心，通過耳機(jī)體驗環(huán)繞式音效。如2016年谷歌公司發(fā)布的VR音效平臺0mnitone，可以創(chuàng)造全景沉浸式聲音環(huán)境，幫助受眾真切地感受到觸碰、氣味等。

此外，傳統(tǒng)動畫的觀眾是旁觀者，VR在場即受眾融入動畫。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為受眾提供全新的觀看方式，通過沉浸式體驗促使受眾參與到虛擬環(huán)境互動中，通過感官互動反饋感受虛擬環(huán)境的真實性，獲得沉浸感。

同時，VR動畫通過受眾感官引導(dǎo)來吸引受眾的注意力，包括視覺引導(dǎo)、聽覺引導(dǎo)。其中，視覺引導(dǎo)包括光影、動態(tài)引導(dǎo)，光影引導(dǎo)在于故事開始則燈亮，故事結(jié)束則燈暗，給受眾帶來親臨現(xiàn)場的感受。如VR動畫On Ice，故事開始為冰上表演，在昏暗的環(huán)境中，聚光燈下主角的區(qū)域亮了，受眾視線隨聚光燈追隨主角表演，猶如現(xiàn)場觀眾，從而達(dá)到“在場”的效果。動態(tài)引導(dǎo)利用人、物的運動來吸引注意力，即通過主角運動或動態(tài)配角推進(jìn)故事發(fā)展。如Henry中的甲殼蟲、Raising a Rukus中的楓葉，引導(dǎo)受眾關(guān)注動畫細(xì)節(jié)。聽覺引導(dǎo)通過聲音定位可以確定聲音細(xì)節(jié)，VR動畫的立體聲是區(qū)分左右耳朵錄制的，以提供富有層次的聲音進(jìn)行聲音定位，從而吸引受眾的注意力。如VR動畫Pearl，受眾被設(shè)定于副駕駛位置，容易被駕駛位的收音機(jī)吸引，后座開門聲響起，女主角進(jìn)入車內(nèi)，方便受眾分辨聲音方向，感知聲音，實現(xiàn)“在場”身份的轉(zhuǎn)變。另外，交互反饋依賴人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，VR動畫通過VR眼鏡攝像頭、重力感應(yīng)器、激光定位器等傳感器來追蹤轉(zhuǎn)頭、抬頭等動作，以反饋視覺，增強(qiáng)器官通感，讓受眾身臨其境［6］。

3 結(jié)語

隨著信息技術(shù)及人工智能的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫創(chuàng)作中發(fā)揮著越來越重要的作用。VR動畫可以提高作品展示度，帶給觀眾直觀的體驗和感受。并且VR動畫創(chuàng)作中商業(yè)價值的體現(xiàn)明顯，可以幫助觀眾通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備隨時隨地在虛擬影院觀看影片，獲得真實影院的觀影體驗。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以讓觀眾在演繹的故事中共情，體會到角色的感受，從而使觀眾獲得沉浸式體驗，促使他們在感官交互中共情。

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［3］ 王秋，楊麗.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在影視創(chuàng)作中的應(yīng)用研究［J］.美與時代，2021（3）：96-98.

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作者簡介：劉曉宇（1984—），男，天津人，碩士，副教授，研究方向：影視動畫、交互設(shè)計。