夏立偉

(成都大學(xué)美術(shù)與影視學(xué)院，四川 成都 610106)

三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上的應(yīng)用研究

夏立偉

(成都大學(xué)美術(shù)與影視學(xué)院，四川 成都 610106)

【目的】為推動(dòng)三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科研及成果上的應(yīng)用，以順應(yīng)農(nóng)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)信息化的趨勢(shì)及需求。 【方法】以CAD、3DMax、Maya、Zbrush作為基本軟件，采用對(duì)比分析法對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技傳播方式與三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)傳播方式進(jìn)行對(duì)比研究，并以細(xì)胞工程為例，研制了3個(gè)制作流程的技術(shù)方法?！窘Y(jié)果】在農(nóng)業(yè)信息化的背景下，農(nóng)業(yè)科技應(yīng)用最新的三維數(shù)字建模、動(dòng)畫(huà)、渲染甚至特效技術(shù)可以在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到更全面、直觀的效果，并節(jié)約大量的資源及成本。其制作流程分為前期設(shè)計(jì)、中期制作和后期完善3個(gè)階段。其中，中期制作最為關(guān)鍵，技術(shù)路線遵循三維數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)化的量化流程，由三維建模、設(shè)置綁定、動(dòng)畫(huà)曲線、渲染效果等技術(shù)組成?！窘Y(jié)論】三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)的應(yīng)用能夠在農(nóng)業(yè)科技的每個(gè)方面，特別是農(nóng)業(yè)科研及推廣起到事半功倍的效果。

信息化；數(shù)字化；農(nóng)業(yè)科技；三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)

【研究意義】在國(guó)家《“十三五”農(nóng)業(yè)科技發(fā)展規(guī)劃》關(guān)于“農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)信息化”和“健全完善農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系推進(jìn)方法創(chuàng)新”中，明確指出需加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新性、信息化建設(shè)。使用數(shù)字化、信息化的方式打造農(nóng)業(yè)科技，已經(jīng)成為一種創(chuàng)新型的技術(shù)，而三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上的應(yīng)用正是順應(yīng)了這種趨勢(shì)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】如全球最大的食品加工企業(yè)GEA集團(tuán)，在其牧場(chǎng)奶牛擠奶、制冷存儲(chǔ)、自動(dòng)飼喂、糞污處理、牧場(chǎng)設(shè)施、犢牛飼喂、牧場(chǎng)管理過(guò)程中大量運(yùn)用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)技術(shù)，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，解決了設(shè)計(jì)論證、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)推廣、產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)等一系列難題。國(guó)外三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)制作機(jī)構(gòu)如，F(xiàn)arm Guide、Push Creativity 、Cobra Designs 等專門(mén)為農(nóng)業(yè)科技服務(wù)而設(shè)計(jì)了大量的農(nóng)業(yè)科技類(lèi)三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)。在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了包含沼氣的用途、沼氣池的建設(shè)，相關(guān)設(shè)備安裝，沼氣池常見(jiàn)故障，安全使用等內(nèi)容的“沼氣池建設(shè)及綜合利用的動(dòng)畫(huà)”；包含果樹(shù)修剪的方法，樹(shù)干形狀、豐產(chǎn)形態(tài)，果樹(shù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等內(nèi)容的“果樹(shù)修剪動(dòng)畫(huà)”；包含花卉品種特征、施肥灌水、病蟲(chóng)防治等內(nèi)容的“花卉栽培動(dòng)畫(huà)”；包含疾病癥狀、病變特征、病原微生物，預(yù)防方法等內(nèi)容的“家禽疾病動(dòng)畫(huà)”等產(chǎn)品，聲像俱全、形象生動(dòng)，提高了農(nóng)業(yè)科技研究的水平和成果的應(yīng)用范圍及效果[1]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】對(duì)比傳統(tǒng)途徑，使用最新三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)技術(shù)在農(nóng)業(yè)科技上的應(yīng)用，具備其明顯優(yōu)越性。同時(shí)，遵循三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上應(yīng)用的制作流程，可達(dá)到更佳表達(dá)效果?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究主要對(duì)三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，如數(shù)字信息化、立體多維性、直觀真實(shí)性、微觀深入性、節(jié)約資源成本五方面進(jìn)行對(duì)比。之后引入前、中、后三階段制作流程，以期為三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以農(nóng)業(yè)科技中常用的三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件CAD、3DMax、Maya、Zbrush作為研究的基本軟件。CAD三維技術(shù)軟件是由美國(guó)研發(fā)的PRO/E軟件，雖然其功能不如UG強(qiáng)大，但是它為農(nóng)業(yè)科技設(shè)計(jì)了一個(gè)極其有價(jià)值的平臺(tái)，其中三維幾何造型系統(tǒng)的建立，具有獨(dú)特的使用優(yōu)勢(shì)。使用方便是其被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)包含農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的主要原因[2]。

3DMax，由世界最大三維軟件公司Autodesk研發(fā)。主要優(yōu)點(diǎn)是易于上手，操作簡(jiǎn)單便捷。該軟件在國(guó)內(nèi)外有著巨大的用戶群體，這些用戶群體在研發(fā)中積累了大量的資料庫(kù), 其中涵蓋了多種生物體、農(nóng)作物、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及農(nóng)業(yè)科技場(chǎng)景等。

Maya，同樣由Autodesk開(kāi)發(fā)。目前市面上唯一的高端三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件。其優(yōu)點(diǎn)是，工具齊全，功能強(qiáng)大，表現(xiàn)力強(qiáng)。由于其節(jié)點(diǎn)運(yùn)算的便捷性，可以做到無(wú)局限性的三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)制作。同時(shí)，Maya強(qiáng)大的動(dòng)力學(xué)、粒子、特效系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的前期設(shè)計(jì)和論證也是有極高的利用空間及價(jià)值。

Zbrush，目前市面上最優(yōu)秀的三維數(shù)字雕刻軟件。通過(guò)雕刻可以在三維數(shù)字模型上表現(xiàn)出微小的細(xì)節(jié)。目前，農(nóng)業(yè)科技上應(yīng)用的三維數(shù)字模型大多需要大量的模型細(xì)節(jié)表現(xiàn)，如動(dòng)植物內(nèi)外部結(jié)構(gòu)及特征、精密儀器及機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。

1.2 試驗(yàn)方法

采用對(duì)比分析法，調(diào)查、收集、整理和分析國(guó)內(nèi)外三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)的應(yīng)用案例，比較傳統(tǒng)傳播方法，如報(bào)紙、刊物、幻燈圖片等與三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)傳播方法的利弊。

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

以細(xì)胞工程為例，應(yīng)用上述動(dòng)畫(huà)軟件，將農(nóng)業(yè)科技三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)的制作流程分為前期設(shè)計(jì)、中期制作和后期完善3個(gè)階段，分別制定各階段的主要工作任務(wù)及技術(shù)方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1.1 數(shù)字信息化 三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全部數(shù)字信息化，能夠較完美融入到物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、空間信息、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等中，這也順應(yīng)了我國(guó)農(nóng)業(yè)科技信息化的大方向。數(shù)字信息化的三維動(dòng)畫(huà)形式，是基于3DMAX等軟件平臺(tái)的一種交互式動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。若采用矢量技術(shù)，它會(huì)具備文件較小、清晰度高、傳播速度快等特點(diǎn)，適合網(wǎng)絡(luò)傳播和共享。今后三維動(dòng)畫(huà)視頻不僅成為互聯(lián)網(wǎng)的主要?jiǎng)赢?huà)形式，而且迅速的轉(zhuǎn)向了電視、手機(jī)、光盤(pán)、平板電腦等終端媒體，使這項(xiàng)數(shù)字信息化技術(shù)的用戶在任何時(shí)間、地點(diǎn)、使用任何設(shè)備，都可以訪問(wèn)到三維動(dòng)畫(huà)視頻?？梢?jiàn)，這種技術(shù)突破了時(shí)間及空間的制約，在農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究及推廣中可以達(dá)到比較完美的效果。

2.1.2 立體多維性 三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)具有比文字、圖片更高效的信息傳遞能力，人們能夠更快速、更準(zhǔn)確的接受信息。在科研方面，目前一些較尖端的農(nóng)業(yè)科研技術(shù)，如合成生物技術(shù)，研發(fā)中會(huì)出現(xiàn)大量基因、染色體、細(xì)胞、遺傳等方面的信息。這些信息一般都是非常復(fù)雜、甚至抽象的。人們通過(guò)傳統(tǒng)的語(yǔ)言、文字、圖表，需要花費(fèi)大量的時(shí)間及精力來(lái)消化，且消化能力是建立在完善的知識(shí)體系基礎(chǔ)之上，所以接受的效果也是參差不齊。如果農(nóng)業(yè)研究融入這些信息，以三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)的形式表現(xiàn)出來(lái)，一般可以在很短的時(shí)間內(nèi)以立體多維視角來(lái)理解、消化研究過(guò)程或成果。目前，世界三大頂尖科研雜志《Cell》、《Science》、《Nature》都建立了相關(guān)的動(dòng)畫(huà)、視頻發(fā)布網(wǎng)站，要求科研人員在提交論文的同時(shí)上傳相應(yīng)研究數(shù)字動(dòng)畫(huà)，幫助讀者理解。在農(nóng)業(yè)科技推廣方面，目前我國(guó)特別是農(nóng)村，大量從業(yè)人員知識(shí)文化水平相對(duì)偏低，農(nóng)業(yè)科技、特別是新技術(shù)的推廣難度較大。三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)的多維立體感及代入感，加上相應(yīng)的配音及音效，正好克服了這些困難，讓農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣更簡(jiǎn)捷高效[3]。

2.1.3 直觀真實(shí)性 三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件，如CAD、3D Max、Maya、Zbrush等都能夠做到數(shù)據(jù)的相對(duì)準(zhǔn)確。大量的科學(xué)儀器，特別是涉及到三維成像的科學(xué)儀器，如三維掃描儀，都能夠通過(guò)數(shù)據(jù)的形式將信息準(zhǔn)確傳遞給三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件。所有能夠測(cè)量到的數(shù)據(jù)都能夠在三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件上面準(zhǔn)確體現(xiàn)出來(lái)。而通過(guò)動(dòng)態(tài)捕捉系統(tǒng)，可比較準(zhǔn)確地把生物體特別是動(dòng)植物、微生物的生命動(dòng)態(tài)反映到三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件中。在模型上，所有的三維數(shù)字模型的外觀尺寸、內(nèi)部大小都可以進(jìn)行比較精密的調(diào)節(jié)?？赏ㄟ^(guò)細(xì)致的特寫(xiě)和鏡頭回放突出生產(chǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)，也可根據(jù)農(nóng)業(yè)科技研究應(yīng)用的實(shí)際需求個(gè)性化定制[4]。在動(dòng)畫(huà)上，所有的動(dòng)態(tài)、時(shí)間、過(guò)程也可以進(jìn)行較精密的調(diào)整。三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件里都帶有粒子系統(tǒng)，使用高性能計(jì)算機(jī)可以模擬精密且大規(guī)模的變化、反應(yīng)過(guò)程，如細(xì)胞分裂、營(yíng)養(yǎng)組分消化消長(zhǎng)、吸收及代謝過(guò)程，以及動(dòng)植物生長(zhǎng)過(guò)程等作用機(jī)制變化等。

2.1.4 微觀深入性 今天的三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)技術(shù)已經(jīng)突破了不少的局限，在一定范圍內(nèi)，人們能夠想象到的都可以通過(guò)三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)展現(xiàn)出來(lái)。借助于三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件中的動(dòng)力學(xué)及特效系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)科學(xué)家可以模擬液體、氣體、剛體、柔體、碰撞等一系列復(fù)雜且非常規(guī)的物理、化學(xué)變化。同時(shí)在三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件中可以精確地設(shè)置研究環(huán)境中的重力、阻力、摩擦力、空氣密度等日常非常難控制的物理環(huán)境。通過(guò)放大，利用三維軟件觀察現(xiàn)實(shí)中精密儀器都無(wú)法達(dá)到的非常細(xì)微的粒子。使用延時(shí)技術(shù)，可以將很快的物理、化學(xué)變化速度放慢，方便人們體驗(yàn)。而像合成生物技術(shù)、動(dòng)植物天然免疫技術(shù)，科技人員可以通過(guò)POV鏡頭跟隨細(xì)微物體，進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部，觀察整個(gè)反應(yīng)、變化過(guò)程。如地下土壤環(huán)境，植物內(nèi)部的生理和生化過(guò)程，危險(xiǎn)性較高的設(shè)施場(chǎng)所，動(dòng)畫(huà)視頻都可以通過(guò)虛擬形式展現(xiàn)出來(lái)[5]。

2.1.5 節(jié)約資源成本 三維動(dòng)畫(huà)作為一種動(dòng)態(tài)表達(dá)方式，既可以保證傳播的科學(xué)性，又可保證知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性，而且產(chǎn)品制作過(guò)程簡(jiǎn)單靈活，內(nèi)容可長(zhǎng)可短。使用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)可以大量節(jié)約農(nóng)業(yè)科技上的研發(fā)、推廣產(chǎn)生的資源成本，如經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。

圖1 農(nóng)業(yè)科技三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)制作流程Fig.1 Making process of 3D digital animation in agricultural science and technology

例如在科研的前期，使用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)進(jìn)行設(shè)計(jì)及論證，可以節(jié)約大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)成本。而在推廣這個(gè)階段，使用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)技術(shù)可以打破傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣模式，農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣人員可以通過(guò)三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、空間信息、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)農(nóng)民進(jìn)行培訓(xùn)和推廣，既節(jié)約時(shí)間又節(jié)約成本。

2.2 三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上的制作流程

2.2.1 前期設(shè)計(jì) 從圖1可知，前期主要是農(nóng)業(yè)科技人員與動(dòng)畫(huà)制作方溝通，確定主題、方向和內(nèi)容。在科研前期雙方可以用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)來(lái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、論證和評(píng)價(jià)；對(duì)動(dòng)畫(huà)制作方進(jìn)行技術(shù)咨詢和技術(shù)培訓(xùn)，移交相關(guān)資料、圖表等。如在農(nóng)業(yè)細(xì)胞工程中用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)制作細(xì)胞的變化，農(nóng)業(yè)科技人員首先需要向制作人員協(xié)調(diào)溝通，闡明細(xì)胞的名稱、變化構(gòu)成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等，并提供簡(jiǎn)易平面細(xì)胞圖例(圖2～3)[6]。

2.2.2 中期制作 中期制作為最復(fù)雜的階段，可使用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)來(lái)描述研究的內(nèi)容、技術(shù)路線和技術(shù)流程。制作方在農(nóng)業(yè)科技人員協(xié)調(diào)溝通前提下制作內(nèi)容，在實(shí)際制作中還要隨時(shí)隨地與相關(guān)農(nóng)業(yè)科技人員保持密切聯(lián)系。中期制作一般遵循三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)化量產(chǎn)流程，首先是制作所表達(dá)內(nèi)容的三維模型；其次將制作好模型賦予材質(zhì)、貼圖，如果需要變形，則需設(shè)置骨骼系統(tǒng)，制作控制器，繪制權(quán)重等，即統(tǒng)稱為設(shè)置綁定；第三將已有的內(nèi)容根據(jù)鏡頭的先后順序預(yù)先設(shè)置在場(chǎng)景中，并且賦予場(chǎng)景燈光；第四，根據(jù)生物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，按實(shí)際生長(zhǎng)發(fā)育情景設(shè)置動(dòng)畫(huà)關(guān)鍵幀，調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)曲線；最后，設(shè)置渲染參數(shù)，進(jìn)行渲染。如制作方根據(jù)前期雙方達(dá)成的研發(fā)方向和內(nèi)容、要求、示例制作模型，賦予材質(zhì)(圖4)；最后將已有模型設(shè)置變形器或者骨骼系統(tǒng)，進(jìn)行綁定，制作動(dòng)畫(huà)，并且渲染(圖5)。

圖2 動(dòng)、植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)Fig.2 Submicroscopic structure of animal and plant cell

圖3 真核細(xì)胞Fig.3 Eukaryotic cell

2.2.3 后期完善 制作后期主要是進(jìn)行剪輯、合成等工作(圖1)，同時(shí)加入文字、音樂(lè)、音效，可以使用三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)來(lái)總結(jié)研究創(chuàng)新性、先進(jìn)性、使用價(jià)值、推廣領(lǐng)域等。全面評(píng)價(jià)已初成的動(dòng)畫(huà)內(nèi)容及效果，修改制作中不足和紕漏的地方。整個(gè)流程需要農(nóng)業(yè)科技人員與制作方再次密切的溝通與配合，全面系統(tǒng)地對(duì)其動(dòng)畫(huà)進(jìn)行審定評(píng)價(jià)。在保證科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瑫r(shí)，也要保證整個(gè)動(dòng)畫(huà)的直觀性，在此基礎(chǔ)上，確定農(nóng)業(yè)科技成果的推廣應(yīng)用。如細(xì)胞的動(dòng)畫(huà)制作完成后，與農(nóng)業(yè)科技人員一起進(jìn)行修改完善。最后加入標(biāo)題、字幕、配音等。輸出可播放數(shù)字格式，將動(dòng)畫(huà)結(jié)果交付農(nóng)業(yè)科技方(圖6)。

圖4 動(dòng)、植物細(xì)胞模型及材質(zhì)Fig.4 Modal and material of animal and plant cell

3 討 論

計(jì)算機(jī)硬件及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，帶動(dòng)了三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)接近30年的高速發(fā)展。它借助圖像與圖形處理技術(shù)，動(dòng)畫(huà)制作軟件或者計(jì)算機(jī)編程等將靜止或者運(yùn)動(dòng)的物體，內(nèi)外結(jié)構(gòu)、特征面貌、環(huán)境生態(tài)、或者動(dòng)植物的細(xì)胞形成、生長(zhǎng)發(fā)育、衰老成熟等以立體逼真的動(dòng)態(tài)虛擬方式表達(dá)出來(lái)，使農(nóng)業(yè)科技工作者和農(nóng)民身臨其境、耳目一新。目前，這一技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到生產(chǎn)生活以及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)、管理等每一個(gè)領(lǐng)域。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)在農(nóng)業(yè)科技上的應(yīng)用已經(jīng)扮演了非常重要的角色，而我國(guó)在這方面的研究及應(yīng)用相對(duì)較落后，大多數(shù)農(nóng)業(yè)科技工作者在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣等方面仍然較多使用的是較傳統(tǒng)的方式、方法，如報(bào)紙、刊物、幻燈圖片等等。

圖5 真核細(xì)胞內(nèi)部動(dòng)畫(huà)序列幀渲染Fig.5 Effective picture of inner animation sequence frame of Eukaryotic cell

圖6 最終農(nóng)業(yè)生物工程三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)效果Fig.6 3D digital animation effect of ultimate agro-biological engineering

近年來(lái)，隨著成像技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)的高速發(fā)展，創(chuàng)新性的數(shù)字動(dòng)畫(huà)技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)科技上已經(jīng)不再是設(shè)想和計(jì)劃。今后，三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)技術(shù)與3D打印技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、三維成像系統(tǒng)、立體成像技術(shù)、以及動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)廣泛的結(jié)合，在農(nóng)業(yè)科技上的運(yùn)用會(huì)逐漸增多，使農(nóng)業(yè)科技的研究和推廣更上一個(gè)臺(tái)階。國(guó)際上把2016年定為虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)元年，目前已有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸式體驗(yàn)、交互性與自主性都能夠與農(nóng)業(yè)科技相互配合。一套低成本的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔加一臺(tái)電腦，就能夠?qū)⒂脩魩霃V袤的農(nóng)業(yè)科技世界。所以，借助于三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與農(nóng)業(yè)科技相結(jié)合也是一個(gè)非常理想的模式[7-8]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)，通過(guò)三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)可以跟實(shí)際的農(nóng)業(yè)科技成果、展品(如作物、動(dòng)物、微生物、化學(xué)原料、機(jī)械等等)結(jié)合[9]，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技的內(nèi)容表達(dá)及附加值，寓教于樂(lè)，達(dá)到較好的展示、培訓(xùn)、推廣等效果。

4 結(jié) 論

三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)能夠在農(nóng)業(yè)科技的每一個(gè)方面得以體現(xiàn)，可以起到事半功倍的效果。同時(shí)，順應(yīng)了農(nóng)業(yè)科技發(fā)展信息化的浪潮，與農(nóng)業(yè)科技的結(jié)合已經(jīng)是大勢(shì)所趨，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要。所以CAD、3DMAX、MAYA等三維數(shù)字動(dòng)畫(huà)軟件及其創(chuàng)新技術(shù)在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)成果推廣等方面的應(yīng)用必定具有廣闊前景。

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(責(zé)任編輯 李 潔)

ApplicationResearchof3DDigitalAnimationinAgriculturalScienceandTechnology

XIA Li-wei

(Academy of Arts and Films, Chengdu University, Sichuan Chengdu 610106, China)

【Objective】 The application of 3D digital animation in agricultural scientific research and achievement popularization meets the need of agricultural science and technology development. 【Method】 With the basic 3D software such as CAD, 3DMax, Maya, Zbrush, the comparative study of traditional agricultural science and technology transmission and 3D digital animation transmission by using comparative analysis takes cell engineering for example to develop distinctive three production process. 【Results】Under the agricultural informatization, the use of latest three-dimensional digital modeling, animation, rendering and even special effects technologies to agricultural science and technology can achieve a more comprehensive, real and intuitive result than the traditional way, and the use of three-dimensional digital animation will save a lot of resources and costs in research and extension of agricultural science and technology. The production process is divided into three sections: pre-production, production and post-production. Production is the most critical section. The technology pathway follows the 3D digital process quantification as: modeling, set-up, animation, rendering, etc. 【Conclusion】 The application of 3D digital animation can achieve better a result in every aspect of agricultural scientific research, especially in achievement popularization.

Informatization; Digitization; Agricultural science and technology; 3D digital animation

S12

A

1001-4829(2017)11-2590-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.034

2017-04-24

國(guó)家青年社科基金項(xiàng)目(14CC106)

夏立偉(1985-)，男，四川西昌人，碩士研究生，講師，主要從事三維動(dòng)畫(huà)及視覺(jué)互動(dòng)學(xué)等方面的研究。