基金項目：本文系河南省教育廳人文社會科學“基于兒童行為心理發(fā)展的繪本圖像敘事方式研究”（課題編號2020-ZDJH-475）階段性研究成果。

摘 ?要：伴隨著高速發(fā)展地計算機科技，數(shù)字化體驗豐富了人們社會生活，同時人們也越來越重視精神文明的社會生活方式，其中必不可少的電影藝術、電視藝術、多媒體藝術、動畫藝術等也因此進行相關技術上的變革，特別是在三維動畫仿真空間上，傳統(tǒng)模式的三維影像已經跟不上社會的進步，城市環(huán)境規(guī)劃、地圖定位導航、虛擬現(xiàn)實等新型體驗方式越來越服務于人們的社會生活，如何利用計算機技術實現(xiàn)基于主體對象的三維動畫仿真是現(xiàn)代媒體科學與藝術所面臨的問題，如今已經基本實現(xiàn)了面向對象的三維動畫仿真，但是我們該清楚認識其中的應用，跟上時代的步伐。

關鍵詞：基于主體對象;三維動畫;仿真

作者簡介：張冬冬（1986.12-），男，漢，河南漯河人，本科，鄭州輕工業(yè)大學易斯頓美術學院助教，研究方向：數(shù)字媒體。

[中圖分類號]：J2 ?[文獻標識碼]：A

[文章編號]：1002-2139（2020）-08--02

三維影像藝術又被稱3D動畫藝術，或者說是三維動態(tài)視覺影像藝術，出現(xiàn)于計算機發(fā)展科學技術。本文運用三維動畫軟件MAYA為主要制作工具，具體三維動畫制作的流程模式主要分為以下幾個階段：第一階段，在三維動畫軟件MAYA中搭建一個虛擬仿真世界（主要包括角色、道具、場景等）;第二階段，在虛擬世界中根據(jù)劇本、分鏡、設定等，來給于主體對象的外形、情感、劇情、臺詞、動畫的相關制作;第三階段，根據(jù)劇本和分鏡，整合第二階段所完成的素材，進入后期剪輯軟件中，對景別、構圖、背景音樂、音效、配音、主體對象的運動規(guī)律、攝像機運動軌跡、畫面風格校色、燈光布局、材質紋理以及粒子系統(tǒng)動力學特效等進行合成與剪輯，最終輸出成品，完成以上階段之后，就可以讓計算機自己去運行并最后呈現(xiàn)出我們想要的效果。對于三維動畫視聽上的認知，最直觀的感受就是在院線上映的3D電影體驗，甚至是在游樂場中的4D、5D、6D視聽影像的體驗，它從聽覺、視覺、觸覺以及嗅覺能夠帶給我們最真實的體驗，三維動畫仿真影像具有真實性、精確性以及可操作性，因此在醫(yī)學、軍事、娛樂、教育、影視、建筑等方面有著廣泛的應用，表現(xiàn)形式受到了廣大消費者和投資商的一致好評，三維動畫仿真技術在未來必將得到各種商業(yè)模式的青睞。

一、三維動畫仿真藝術整體應用

三維動畫仿真藝術一般制作流程包括：前期設定與框架、中期三維空間搭建、后期渲染與合成三大環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)都是一條工業(yè)鏈條線，環(huán)環(huán)相扣， 相互作用，特別是進入21世紀信息時代，媒體的發(fā)展越來越傾向動態(tài)媒介，比如在電視藝術領域、電影藝術領域、數(shù)字媒體藝術（移動自媒體）領域以及虛擬現(xiàn)實領域四大領域最為突顯。

電視藝術，電視是一門迄今為止最年輕的藝術，1936年英國廣播公司在倫敦正式播放電視節(jié)目，標志著電視的誕生。它的特點具有熒幕小，畫面小，清晰度差，在鏡頭上多用攝影的景別和攝像的構圖，場景轉換不宜太快;運用視聽語言手段，給觀眾以想象空間和介入機會，引人入勝;通過拍攝現(xiàn)實或情景再現(xiàn)，逼真的反映生活。凡是能夠給審美主體帶來審美愉悅的客觀存在物便可稱之為藝術，在貝爾德發(fā)明電視之后，電視所表現(xiàn)出的視聽藝術越來越受人們的認可，隨之工業(yè)科技的迅速發(fā)展，電視藝術的概念也隨之產生被廣泛認可，它愈發(fā)地被世人認可為第八藝術。電視藝術，主要通過電子技術為傳播手段，運用聲畫造型來為傳播方式，基于主體對象對藝術的審美思維把握和表現(xiàn)客觀世界，以塑造鮮明的屏幕形象，來達到以情感為目的的視聽藝術形態(tài)。

電影藝術，卡努社《第七藝術宣言》把電影稱為第七藝術，它是現(xiàn)代科學技術與藝術相結合的產物，以畫面和音響為媒介，在銀幕上創(chuàng)造出感性直觀的形象，再現(xiàn)和表現(xiàn)生活的一門藝術。電影和電視是姊妹藝術，它和電視的藝術語言和表現(xiàn)方法是相通的，故人們將它們合稱為影視藝術。

數(shù)字媒體藝術，是一個跨自然科學、社會科學和人文科學的綜合性學科，集中體現(xiàn)了“科學、藝術和人文”的理念。數(shù)字媒體藝術往往與科學技術相互融合，它是在科學技術快速發(fā)展下所產生的新型藝術表達形式，成型較晚，我國數(shù)字媒體藝術教育最早可追溯到二十世界80年代末，當時只是基于計算機圖形技術研究下所逐漸產生的呈現(xiàn)形式，目前屬于交叉學科領域，涉及造型藝術、藝術設計、交互設計、數(shù)字圖像處理技術、計算機語言、計算機圖形學、信息與通信技術等方面的知識。在進入二十世紀90年代中后期，專業(yè)計算機美術培訓逐漸發(fā)展起來，經濟發(fā)展市場的需求和傳統(tǒng)職業(yè)技能的轉變，廣泛出現(xiàn)在電視廣播業(yè)、傳媒報刊業(yè)、教育業(yè)、網絡信息業(yè)、景觀建筑業(yè)、數(shù)字影像媒體業(yè)和游戲娛樂業(yè)等新型應用領域，數(shù)字媒體被廣泛地運用在大眾社會生活當中，把計算機科學與技術基礎理論、知識與技能同視聽藝術緊密的結合。

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality），英文縮寫為VR，又稱靈境技術，是20世紀發(fā)展起來的一項全新的實用技術，它從聽覺、視覺、觸覺以及嗅覺能夠帶給我們最真實的體驗，并與增強現(xiàn)實（AR）、混合現(xiàn)實（MR）被大眾合稱虛擬世界技術。虛擬現(xiàn)實技術基本包括了電腦技術、網絡電子信息技術、視聽仿真技術為一體的綜合呈現(xiàn)，目前虛擬現(xiàn)實制作軟件以Unity3D（移動端）和UE4（PC端）為主要實現(xiàn)工具，運用三維軟件MAYA搭建虛擬空間：角色、劇情、場景、光影以及音效等元素，將元素輸入虛擬現(xiàn)實軟件中數(shù)據(jù)和程序的參數(shù)設置，使其虛擬仿真空間模擬呈現(xiàn)，通過虛擬現(xiàn)實設備（虛擬現(xiàn)實眼鏡或頭盔）輸出成像，結合交互設備（虛擬現(xiàn)實手柄或手套）電子感應，從而給人以環(huán)境沉浸感與真實感。虛擬現(xiàn)實有超強的仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正人機交互技術，在操作體驗過程中，可以隨意操作并且得到環(huán)境最真實的意識反饋，正因虛擬現(xiàn)實技術的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了現(xiàn)代青年人們的喜愛。

二、三維動畫仿真系統(tǒng)的整體分析

三維動畫仿真系統(tǒng)，主要本文將以三維動畫軟件MAYA和虛擬現(xiàn)實軟件UE4為制作工具，首先就要考慮到對于主體對象視覺感知入手，將前期設定構思、配色、光影氣氛、動畫、特效和音效等元素進行明確整合，根據(jù)用戶體驗反饋信息，優(yōu)化系統(tǒng)的主體塑造，因此這樣才能夠使用戶在進行體驗的過程中獲得更好的、更便捷地呈現(xiàn)仿真效果，所以對于主體對象三維動畫仿真的實現(xiàn)第一步就是合理、科學、有序地塑造形態(tài)，通過適合的程序制作流程，在體驗中進行優(yōu)化與更改，提高用戶更好的體驗感。一般的三維動畫都需要花費大量的人力、物力和財力，前期構思制作人員、中期動畫制作人員、后期剪輯與特效合成人員以及虛擬交互編程人員，科技的更新與設備的換代日益趨向快速化，常會在制作過程中出現(xiàn)人力滯后于物力的現(xiàn)象，就算投入了大量的精力也會出現(xiàn)一無所獲，這就需要制作人員有一個不斷探索地良好的心態(tài)，在項目制作前就要先調查三維動畫實現(xiàn)所需的實際執(zhí)行素材、科學合理的制作規(guī)劃、設備性能等因素，這樣才能有序的完成預期呈現(xiàn)效果?；诜抡嫘Ч颖普?，制作人員還需要重視仿真屬性的（如火，水、風、煙、云等）設置，需要制作人員對現(xiàn)實生活中的自然物理現(xiàn)象的真實認知，預防在仿真時失真效果出現(xiàn)，進而對日常社會生活現(xiàn)象的敏感認知上的訓練。

三、三維動畫實體模型建立

在這里研究的基于主體對象的三維動畫仿真設置是由美國 Autodesk公司開發(fā)的Maya三維動畫軟件，主要使用的基本環(huán)境是 Windows系統(tǒng)，運用Maya中 Polygons（多邊形建模）工具進行搭建模型制作。剛開始根據(jù)前期設定與構思設計圖形，面向主體對象的塑造，保證實際模型搭建的真實性，創(chuàng)建基于實景的窗口進行對照制作，能夠達到模型和動畫精準性;根據(jù)前期的所完成的程序設計，進入中期動畫制作環(huán)節(jié)，以攝像機動、場景透視、景別、構圖、粒子動力系統(tǒng)等進行模擬仿真現(xiàn)實動畫制作，多注重在屬性參數(shù)的設置上，這樣更加便捷的實現(xiàn)場景氛圍;緊接著就是進后期渲染合成階段，需要把前中期的制作素材進行整合和歸納，開始運用Maya材質球和渲染器，來模擬真實的光線、投影、材質、紋理、樣式、粒子、音效等真實視聽感知的主體對象，把渲染輸出完整的動畫素材，按照攝影構圖和透視關系，把前景、中景以及背景進行有序合成與拼接，從而最終計算機生成具有視聽效果的真實動畫場景。

四、仿真計算與程序數(shù)據(jù)設置的實現(xiàn)

仿真計算是數(shù)據(jù)設置的基礎，進行仿真計算時參數(shù)的獲取是關鍵步驟，將對象主體設置好具體參數(shù)，導入到三維動畫軟件MAYA中，完成主體動畫制作，并將動畫按照前期設置順序規(guī)格輸入到虛擬現(xiàn)實軟件中，根據(jù)不同動畫進行計算與數(shù)據(jù)設置，提高制作效率，降低在仿真過程所出現(xiàn)軟件計算的出錯率與失真率， 計算結束后仿真程序得出的具體呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，將其導入虛擬交互設備中進行模擬仿真效果。最終實現(xiàn)的三維仿真動畫藝術，其實現(xiàn)方法具有多樣性，一般常用的動畫制作形式包括：逐幀動畫、網格變形動畫、攝像機動畫、物理動力學動畫、粒子系統(tǒng)動畫和人物角色動畫等方式進行呈現(xiàn)。

五、結語

在電子科技技術日趨成熟的現(xiàn)代，三維動畫仿真藝術已經能夠在社會生活中的各個領域充分的實現(xiàn)，實現(xiàn)的方法不僅多樣，而且逐步地改變人們的精神生活方式。但在這個過程中仍然存在很多顯而易見的問題，三維動畫仿真是科技與藝術緊密結合的制作技術，它不僅需要計算機編程人員的邏輯思維能力，而且需要具有全面專業(yè)素質的藝術設計人員，兩者的結合是一個團隊協(xié)作不斷探索的過程，就是制作人員在設計時受到這個大環(huán)境的限制，不能很好地實現(xiàn)主體對象的優(yōu)點呈現(xiàn)，如果客戶需要改變其中的某些功能，這個時候仍然需要兩方面的專業(yè)人員進行修改，不同的制作人員對于不同的仿真結果也有一定的限定，這也就局限了仿真最終效果的呈現(xiàn)，這也是廣大研究制作人員需要解決的問題。通過對三維動畫仿真藝術整體框架的探索， 以三維動畫仿真藝術與現(xiàn)代科技技術緊密結合，促進三維動畫仿真藝術的不斷進步，實現(xiàn)在影視媒體中的制作。

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