林業(yè)勝

（福州理工學(xué)院，福建 福州 350000）

0 引言

VR技術(shù)也叫作虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將其運用到三維動畫設(shè)計制作中，不僅能在虛擬化的環(huán)境中構(gòu)建真實的場景，而且可以在虛擬場景中發(fā)現(xiàn)問題并提出有效的解決對策，這對行業(yè)發(fā)展而言具有積極地促進作用。不管是還原傳統(tǒng)歷史場景還是憑借想象構(gòu)建未來場景，三維動畫與VR技術(shù)都展現(xiàn)出了獨特的應(yīng)用優(yōu)勢，因此在未來行業(yè)革新發(fā)展中必須要在全面了解這兩項技術(shù)特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際設(shè)計需求合理運用相關(guān)技術(shù)。

1 VR技術(shù)與三維動畫的關(guān)系

三維動畫是隨著計算機軟硬件的發(fā)展而產(chǎn)生的一門新技術(shù)。工作人員可以在計算機平臺運用這項技術(shù)軟件構(gòu)建虛擬的現(xiàn)實環(huán)境，且會遵守有關(guān)建設(shè)要求設(shè)計場景和角色的模型，并為他們的動作和運動軌跡進行設(shè)定。在完成上述操作后，計算機系統(tǒng)就會自動渲染和計算，最終得到動態(tài)且真實的場景畫面。而VR技術(shù)作為當(dāng)前科研技術(shù)發(fā)展關(guān)注的焦點，是一種可以構(gòu)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，其中交互融合了多源信息數(shù)據(jù)，不僅能讓用戶真正沉浸到這一虛擬環(huán)境中，而且可以由此集成運用了人工智能、計算機圖形以及仿真技術(shù)等多項先進技術(shù)[1]。不管是從實踐應(yīng)用角度還是基本概念入手分析，都可以發(fā)現(xiàn)兩種技術(shù)是存在關(guān)聯(lián)的。VR技術(shù)是人們?yōu)榱藢θS動畫技術(shù)自由交互而提出的內(nèi)容，因此將兩種技術(shù)融合到一起應(yīng)用推廣，不僅能彼此互補，而且可以增強實際設(shè)計制作的真實感和體驗感。

2 如何融合體現(xiàn)三維動畫設(shè)計與VR技術(shù)

2.1 建模

建模作為三維動畫設(shè)計制作中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，也是實踐操作的基礎(chǔ)內(nèi)容。在這一階段，動畫設(shè)計與制作者最重要的任務(wù)就是在動畫建模中利用VR技術(shù)完成場景和模型的設(shè)計，充分融入人機交互和動畫人物模仿技術(shù)，促使人物變得更加生動和真實。在應(yīng)用設(shè)計期間，工作人員要收集整理與場景和人物有關(guān)的信息素材。假設(shè)制作的場景模型涉及到建筑物或自然環(huán)境，工作人員要提前選擇真實場景進行航拍，并將有關(guān)視頻材料收集起來。大部分虛擬場景都需要依據(jù)真實數(shù)據(jù)來設(shè)計分析，這樣有助于為VR模擬真實技術(shù)的應(yīng)用提供有效幫助，以此提升三維動畫的設(shè)計制作水平。在這一過程中，為了更好觀察不同物體的動力學(xué)特征，工作人員需要保存物體形變的過程，同時為了讓計算機構(gòu)建模型與現(xiàn)實物體一致，可以利用模擬真實場景來提升建模的速度，并保障模型和現(xiàn)實具有相同性。除此之外，為了提升構(gòu)建模型的真實性和靈活性，還要利用三維掃描儀來全面掃描真實物體，并根據(jù)三維坐標(biāo)將相關(guān)數(shù)據(jù)儲存起來。如下圖1所示，其為當(dāng)前常用的建模流程圖：

圖1 建模流程圖

2.2 捕捉動作

在三維動畫設(shè)計制作中運用VR技術(shù)時，以往難以利用普通相機進行拍攝的內(nèi)容，可以結(jié)合三維動畫制作軟件捕捉跟蹤動作信息。這類軟件技術(shù)也被叫做動作捕捉系統(tǒng)。在利用計算機處理相關(guān)信息后，可以為動畫設(shè)計和制作提供所需數(shù)據(jù)，而相關(guān)工作人員可以在識別這類數(shù)據(jù)信息后，對運動物體進行合理調(diào)節(jié)，以此確保導(dǎo)演在制作動畫時可以隨意安放鏡頭。由此得到的三維動畫不僅能得到以往技術(shù)無法達成的畫面，而且可以讓觀眾在觀看的同時產(chǎn)生真實感和體驗感，以此縮短觀眾和畫面之間的距離。在三維動畫設(shè)計制作中，手動調(diào)節(jié)既消耗時間又浪費金錢，假設(shè)在動畫制作期間需要消耗大量人力和物力來完成角色創(chuàng)作和場景設(shè)計，那么就需要設(shè)定較長的制作周期。而結(jié)合VR技術(shù)中的捕捉系統(tǒng)進行操作，能在控制成本和制作時間的基礎(chǔ)上，獲取大量真實且豐富的動畫場景和人物形象[2]。例如，在制作《秦時明月》這部長篇三維動畫時，工作人員就大面積運用了動作捕捉系統(tǒng)，讓所有人物的動作變化更加接近于現(xiàn)實生活，有效解決了傳統(tǒng)三維動畫制作中人物動作過于僵硬的問題，全面提升了動畫呈現(xiàn)效果的真實性，更豐富了動畫內(nèi)部環(huán)境，促使角色塑造更加生動和靈活。如表1所示，其為動作捕捉技術(shù)應(yīng)用：

表1 動作捕捉技術(shù)應(yīng)用

2.3 調(diào)節(jié)

VR技術(shù)與三維動畫設(shè)計的融合運用，不僅要關(guān)注制作方式，還要充分展現(xiàn)動作捕捉系統(tǒng)獲取信息的有效性，并依據(jù)調(diào)節(jié)技術(shù)提升呈現(xiàn)畫面的真實感。在設(shè)計制作三維動畫時運用調(diào)節(jié)技術(shù)，能在提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)特征的基礎(chǔ)上，使計算機在科學(xué)處理和應(yīng)用中依據(jù)插入或疊加等方式修正數(shù)據(jù)。在多次調(diào)整后，數(shù)據(jù)在滿足設(shè)計制作要求的基礎(chǔ)上，工作人員要再次研究調(diào)節(jié)機制。由于運動捕捉角色模型需要進行多次且復(fù)雜的調(diào)節(jié)，所以工作人員可以選用適宜的骨骼系統(tǒng)，其不僅能進行前向和反向的動力學(xué)調(diào)節(jié)，而且可以針對不同運動調(diào)節(jié)需求進行設(shè)計制作。合理運用這一系統(tǒng)有助于讓三維動畫設(shè)計看起來更加規(guī)范，且能提升實踐工作效率，但更為關(guān)鍵的是如何在實踐發(fā)展中尋求平衡點[3]?，F(xiàn)如今，隨著信息時代的到來，計算機技術(shù)在飛速發(fā)展中為人們的生活和工作帶來了更多便捷，尤其是在VR技術(shù)開始大范圍推廣后，其與三維動畫設(shè)計的融合發(fā)展對我國動畫行業(yè)產(chǎn)生了積極地促進作用。

3 基于新時代發(fā)展的三維動畫設(shè)計與VR技術(shù)的融合發(fā)展道路分析

3.1 用戶體驗感

了解新時代建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀可知，根據(jù)近2016年到2021年期間VR技術(shù)發(fā)展趨勢分析，具體如下表所示，隨著VR技術(shù)的應(yīng)用范圍和可用技術(shù)越來越多，兩者在融合發(fā)展時，必須嚴(yán)格遵守以人為本的原則，換句話說不管是設(shè)計還是制作都要從用戶角度入手，注重提升他們在觀看和欣賞時獲取的真實體驗，只有這樣才能在日益革新的市場環(huán)境中占據(jù)重要的發(fā)展地位。由于用戶滿意度會受自身的自主性和選擇性所影響，所以相比傳統(tǒng)意義上的動畫設(shè)計形式，利用VR技術(shù)進行優(yōu)化與革新，能讓用戶從以往的被動觀看轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c，且可以選擇多種視角進行欣賞，這樣不僅能提升最終動畫的呈現(xiàn)效果，而且可以提升動畫視頻的交互性。這些內(nèi)容都是利用VR技術(shù)實現(xiàn)的，且相關(guān)設(shè)備也為用戶提供了真實體驗的所需場景，促使他們在突破虛擬與現(xiàn)實間的界限后，真正感受到三維動畫的獨特魅力。因此，在實踐技術(shù)不斷優(yōu)化中，未來三維動畫設(shè)計與VR技術(shù)的融合發(fā)展開始向著移動設(shè)備或終端進行革新。

3.2 5D技術(shù)

不管是人類還是動物最為關(guān)鍵的感官就是視覺。根據(jù)實驗研究分析可知，人類在接受信息時，視覺接收占據(jù)了所有感官的80%，由此證明視覺感官在信息處理和識別中的重要性。而人類在觀看電影、電視以及動畫等視頻時，都需要利用視覺進行觀察和分析，所以在技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新中也要從視覺角度入手進行深入探討。應(yīng)用VR技術(shù)不僅能增強視覺的真實感和即時感，而且可以改變傳統(tǒng)單一且無趣的場景設(shè)計。由此可知，在大數(shù)據(jù)時代下，為了讓用戶可以在三維立體且直觀的空間中獲取更好的視覺效果，結(jié)合5D技術(shù)進行研發(fā)創(chuàng)新就成為發(fā)展的必然選擇。

圖2 2016年到2021年期間VR技術(shù)消費級市場規(guī)模

3.3 調(diào)動感官

除了上文提到的視覺感官外，人類還擁有味覺、嗅覺以及聽覺等多類感官。而現(xiàn)如今的VR技術(shù)在關(guān)注視覺感官的同時，還從其他感官入手進行了真實模擬。在理想條件下，這一技術(shù)可以根據(jù)用戶的感官變化來調(diào)整動畫情節(jié)，這也從另一層面上進一步優(yōu)化了當(dāng)前的三維動畫設(shè)計的科技性和真實感。由此可知，為了充分融合三維動畫設(shè)計和VR技術(shù)，讓整體動畫看起來更加具有吸引力，在未來技術(shù)研發(fā)中可以將目光放在除視覺以外的感官上，現(xiàn)如今動畫制作最多的就是VR技術(shù)在觸覺、嗅覺以及聽覺上的模擬。這種多重感官彼此疊加影響的形式，能全面增強用戶在三維動畫中的真實體驗感。

3.4 智能技術(shù)

人機交互作為VR技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的最大優(yōu)勢，也是實踐探索難以解決的一大問題，最為集中的體現(xiàn)在語音處理中。由于語音本身具有一定的復(fù)雜性，且基于計算機進行語音識別的難度較高，所以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中用戶之間的溝通效果并不顯著。因此，在未來技術(shù)研發(fā)中，必須將智能技術(shù)與VR技術(shù)融合到一起，只有這樣才能在開發(fā)專家系統(tǒng)的同時科學(xué)處理自然語言。

4 結(jié)語

綜上所述，VR技術(shù)與三維動畫設(shè)計的融合體現(xiàn)，能讓動畫場景和人物模型看起來更加真實和靈活，且能減少成本和時間的消耗。兩者在技術(shù)優(yōu)化中屬于互補關(guān)系，只要在實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)從不同角度充分展現(xiàn)兩者的應(yīng)用優(yōu)勢，就能在提升動畫制作水平的同時，獲取更為真實且豐富的動畫視頻。在這一過程中，用戶也可以從中得到視覺、聽覺等方面的感官享受，這對未來三維動畫行業(yè)發(fā)展而言具有促進作用。