陳子燕 烏魯木齊職業(yè)大學

前言

現(xiàn)階段，我國動漫雖然呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展趨勢，然而進程較為緩慢，相比于日本等漫畫產(chǎn)業(yè)較為健全的國家相比，我國動漫制造技術(shù)存在較大差距。特別在中小型動漫公司中，動漫制作品質(zhì)較低、效率低以及成本高，致使動漫行業(yè)發(fā)展緩慢。三種動漫與虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR技術(shù)）融合是當前動漫行業(yè)主流發(fā)展趨勢，持續(xù)深化研究過程中獲得良好成效。傳統(tǒng)3D制作主要借助計算機開展創(chuàng)意以及后期制作等工作，該方法對于制作人員的專業(yè)素質(zhì)具有較高要求，涵蓋建模、燈光、美工等軟件制作，缺乏共鳴性。而通過應用三維動漫制作和VR融合技術(shù)應用，能夠讓動漫作品中人物、動物以及其他事物真實性得到充分提升，促進制作效率，提高作品質(zhì)量。

1 3D動畫技術(shù)和VR技術(shù)關(guān)系探討

1.1 VR技術(shù)與3D動畫技術(shù)的聯(lián)系

VR技術(shù)與3D動畫技術(shù)之間存在一定關(guān)聯(lián)。VR技術(shù)是以虛擬世界中3D模型為基礎(chǔ)進行延伸、拓展發(fā)展而來，技術(shù)人員一般會借助MAYA以及3Dmax等3D動畫制作軟件實現(xiàn)虛擬世界模型構(gòu)建。在VR模型構(gòu)建以及開展圖像輸出操作過程中，3D動畫技術(shù)能夠為相關(guān)人員提供良好方法。所以，VR技術(shù)和3D動畫技術(shù)主要相似性就是使用方法、實現(xiàn)過程中并無較大差異，同時兩者的技術(shù)基礎(chǔ)均為3D圖形技術(shù)。其中，VR技術(shù)是人們在展望3D技術(shù)可以進行自由交互過程中發(fā)展而來，此種技術(shù)和3D動畫技術(shù)之間具有較高相似性，并且一些人把VR技術(shù)看作是3D動畫技術(shù)的延伸。另外，VR技術(shù)與3D動畫技術(shù)之間的互補性非常顯著，在交互性中有所體現(xiàn)。因為3D動畫技術(shù)在藝術(shù)性追求方面較為重視，但是交互性不足，然而將VR技術(shù)應用于SD動畫制作過程中，即可以充分彌補相關(guān)缺點，充分保證動畫作品藝術(shù)表現(xiàn)力，給觀眾帶來良好交互體驗。

1.2 VR技術(shù)和3D動畫技術(shù)的區(qū)別

在3D動畫中，一般借助連續(xù)播放計算機提前處理的靜止圖片實現(xiàn)動畫制作，交互性不足。制作3D動畫過程中，觀眾通常被動接受制作人員通過動畫作品所表達的含義以及信息，但是VR技術(shù)是以民眾動態(tài)信息的傳遞為基礎(chǔ)，同時借助計算機展開處理運算，之后為觀眾提供視覺、聽覺以及觸覺等方面感受，確?？梢詫⒔巧鎸嵰庵境浞直憩F(xiàn)出來。所以交互性是3D動畫技術(shù)VR技術(shù)之間最關(guān)鍵、明顯的區(qū)別。同時，3D動畫技術(shù)和VR技術(shù)之間的區(qū)別還體現(xiàn)在VR技術(shù)一般會為了提高運算速度，對真實性缺乏重視，以保證實時性要求得到充分滿足。如此，雖然VR技術(shù)可以在短時間內(nèi)將民眾實時動態(tài)展現(xiàn)出來，然而僅能夠使其視覺要求得到滿足。而3D動畫則對模型真實性和藝術(shù)性有著較高重視程度，所以，一些人物造型比例會較為夸張，比如外星人與怪物等?？偠灾?，VR技術(shù)對于重現(xiàn)現(xiàn)實情況較為重視，3D動畫技術(shù)對于藝術(shù)創(chuàng)作較為重視。

2 3D動漫和VR技術(shù)融合方法

3D動漫VR系統(tǒng)見下圖。

圖1 3D動漫VR系統(tǒng)

該系統(tǒng)把動漫技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、SD建模系統(tǒng)以及VR設備有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)了可交互動漫虛擬環(huán)境構(gòu)建。該系統(tǒng)主要涵蓋運動捕捉、立體投射以及交互輸入等裝置構(gòu)成。

2.1 3D建模系統(tǒng)

開展建模工作時，一般按照所模擬現(xiàn)實世界事物復雜程度和模型逼真程度，結(jié)合多種方法構(gòu)建模型數(shù)據(jù)。對于建模方法應該和所模擬對象具有一定關(guān)聯(lián)，同時和應用領(lǐng)域具有密切關(guān)聯(lián)。根據(jù)模擬對象各個方面，可以將現(xiàn)階段主流建模方法分為行為、基于物理、虛擬融合、景物外觀等建模方法。景物外觀方法主要是針對景物外觀，涵蓋圖像、幾何等建模方法。虛擬融合方法非常重要，能夠促使計算機虛擬景物和現(xiàn)實環(huán)境實現(xiàn)充分融合。物理建模主要將模擬對象物理性質(zhì)體現(xiàn)出來，提高動漫作品中景物逼真性，主要涵蓋物體變形、碰撞以及動力學等模擬。

對于動漫作品3D模型建模而言，可以借助3D掃描設備對實物進行掃描，構(gòu)建表面3D數(shù)據(jù)。表面3D數(shù)據(jù)即物體表面3D坐標點集，此種3D模型構(gòu)建方法具有形象逼真、精度高以及速度快等特點。

2.2 運動捕捉系統(tǒng)

對于計算機動畫，手動制作方式需要耗費大量財力、人力以及實踐。若是大批量制作則需要大量角色動畫專業(yè)人才以及資金保障，并且制作周期較長，無法通過手動調(diào)畫達到真實風格。但是借助VR運動捕捉系統(tǒng)，可以在短時間、低投入條件下快速大批量生產(chǎn)真實風格的動漫作品。相比于手調(diào)動畫，該方法的制作周期更多、投入資金更少、真實性更加突出，近年在動漫作品中得到廣泛應用。

2.3 運動數(shù)據(jù)可調(diào)性技術(shù)

在運動捕捉方面已經(jīng)有著較長的研究歷史，特別在骨骼運動領(lǐng)域方面，已經(jīng)形成較為成熟的技術(shù)，在捕捉、追蹤、轉(zhuǎn)換骨架以及調(diào)整骨架等整套流程解決方案已經(jīng)非常成熟，然而因為自身原因，還存在不足。對于存在的問題，一般借助BOX Film等軟件進行處理，然而動畫師基本上不會使用此類型軟件從，同時各個軟件導入、導出過程中較為復雜。對于角色動畫，通常選擇運動學控制與動力學控制技術(shù)開展人體動畫制作，在3D動畫軟件中反向運動學得到廣泛應用。上述兩種技術(shù)均是通過人體運動規(guī)律實現(xiàn)人體動畫制作，然而因為人體運動的規(guī)律具有較強復雜性，所以動畫作品缺乏逼真性，同時，實際運動中的細節(jié)信息不足。但是運動捕捉系統(tǒng)能夠完全克服上述控制技術(shù)不足，在人體動畫中應用前景較為廣闊。該系統(tǒng)涵蓋計算機動畫、光學、機械、電子、圖形學以及計算機視覺等技術(shù)，將跟蹤器設置于運動物體重要部位，通過捕捉系統(tǒng)對跟蹤器對跟蹤器位置進行捕捉，獲取相關(guān)運動數(shù)據(jù)。計算機完成數(shù)據(jù)識別之后，工作人員能夠?qū)?shù)據(jù)輸入模型中并生成動畫，能夠便捷地控制、調(diào)整計算機鏡頭中運動物體。另外，可以借助第三方軟件編輯運動捕捉數(shù)據(jù)，通過軟件匹配數(shù)據(jù)與模型。

強化三維軟件可調(diào)性技術(shù)對于捕捉系統(tǒng)的應用，即結(jié)合捕捉數(shù)據(jù)實際特點，通過Maya編程語言Mel進行“媒介”插件編寫?？梢越柚迦搿B加等方式修改運動數(shù)據(jù)，在方向動力學以及前向動力學等不同算法間進行轉(zhuǎn)換，同時能夠開發(fā)友好應用界面。為了保證使用便捷性，應該設置一個“中間件”，可以有效提高操作便捷性，可以讓動畫人員輕松掌握，縮短制作時間。

若是需要對捕捉角色進行復雜、大量調(diào)節(jié)工作時，需要提供一套可以回用于所有條件的骨骼系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)前向運動學以及反向運動學的調(diào)節(jié)，無需針對運動情況選擇相關(guān)骨骼。能夠有效促進工作效率，提高工作規(guī)范性。因此，骨骼系統(tǒng)應該在復雜程度和功能之間制定平衡點?？梢栽O計角色蒙皮、運動捕捉、向前與反向動力學四套骨骼。不同骨骼之間互相關(guān)聯(lián)，同時運行快速完成調(diào)節(jié)任務。

3 結(jié)語

在科技快速發(fā)展過程中，為3D動畫技術(shù)和VR技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。同時將VR技術(shù)應用于3D技術(shù)中能夠有效提高動畫作品質(zhì)量和效率。所以制作動畫時，應該通過3D建模系統(tǒng)、運動捕捉系統(tǒng)等方法對兩種技術(shù)進行充分融合，為動漫行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。