李娜 李欣

（石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院傳媒藝術(shù)系，河北 石家莊 050000）

0 引言

VR技術(shù)和三維動畫設(shè)計有一些相似之處，VR技術(shù)的發(fā)展也將應(yīng)用三維動畫設(shè)計解決方案來提高場景制作的真實性。同時，VR技術(shù)也將運用于三維設(shè)計中，增強立體感，兩者的結(jié)合獲得了眾多行業(yè)的關(guān)注和科學(xué)研究，也正逐漸走近大家的日常生活。本文重點討論的是VR技術(shù)與三維動畫設(shè)計的結(jié)合與應(yīng)用。

1 VR與三維動畫結(jié)合的優(yōu)勢分析

三維動畫設(shè)計方案和VR技術(shù)都是基于電子信息技術(shù)發(fā)展的設(shè)計方案方法，彼此之間存在技術(shù)重疊的顯著特征。首先，三維動畫設(shè)計方案和VR技術(shù)在解決界面時會使用虛擬計算機程序流程，目的是將形象轉(zhuǎn)化為可以解決的內(nèi)容和設(shè)計方案，從而構(gòu)建具有實際效果的整體體驗。其次，從這兩個技術(shù)發(fā)展的過程來看，科學(xué)研究是以每個人的要求為管理中心進行的，隨著科技進步的發(fā)展，這兩個技術(shù)性變得越來越重要。它們被應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€角落，在一些行業(yè)中也得到了結(jié)合。例如，在BIM技術(shù)中，構(gòu)建物理模型的整個過程不僅采用三維動畫設(shè)計方案，還模擬了實際工作內(nèi)容。VR技術(shù)在當(dāng)時的應(yīng)用，讓每個人都能更真實、準(zhǔn)確地獲取工作內(nèi)容中的信息內(nèi)容。

2 三維動畫在基于VR的繪畫網(wǎng)絡(luò)課件中的應(yīng)用

2.1 在動畫創(chuàng)作中的應(yīng)用

在使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的整個過程中，工作人員要創(chuàng)建一個三維模型，以提高對各種技術(shù)的分析和應(yīng)用，提高主界面的真實感。根據(jù)控制技術(shù)編寫動畫內(nèi)容，并依靠計算機系統(tǒng)的插入和重疊來調(diào)整管理系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，確保三維動畫數(shù)據(jù)信息及時應(yīng)用，可以更穩(wěn)定地提高動畫創(chuàng)作的水準(zhǔn)。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在三維動畫實體模型構(gòu)建中的應(yīng)用

建立物理模型是使用VR技術(shù)的基礎(chǔ)，也是磨煉大家技能和綜合水平的關(guān)鍵方法。為更好地保證最好的三維動畫展現(xiàn)效果，應(yīng)做好以下工作：一是創(chuàng)建游戲模型和動畫場景，根據(jù)現(xiàn)代科技手段，盡快打造真實、有效、強大的虛擬化技術(shù)場景，為客戶互動創(chuàng)造便利。二是，在整個使用VR技術(shù)的過程中，需要加強對動畫仿真和相應(yīng)技術(shù)細節(jié)的討論?；谠械慕?jīng)驗和技術(shù)專業(yè)的動畫編寫方法，界面展示更加靈活，讓每個界面的轉(zhuǎn)換也更加流暢。三是，根據(jù)界面和人物元素，將物理模型創(chuàng)作所需的元素有機結(jié)合，尋找相關(guān)的信息內(nèi)容素材，根據(jù)高清航拍得到的數(shù)據(jù)信息進行合理的動畫攝影。四是，根據(jù)實際情況盡快掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，掌握動畫編寫相關(guān)的基礎(chǔ)知識，有利于進一步提高界面的編寫水平。

2.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實物追蹤中的應(yīng)用

VR技術(shù)要有效地用于動畫制作。根據(jù)對象跟蹤管理系統(tǒng)，可以實時掌握對象的運動軌跡，根據(jù)具體工作所需的數(shù)據(jù)信息進行有效的對象跟蹤。同時，盡快調(diào)整物體的運動方式，依靠VR技術(shù)調(diào)整一些以前無法進行的鏡頭，讓大家可以及時在場景的具體位置進行定位和方向的改變視角。

2.4 通過三維動畫制作軟件的動作捕獲系統(tǒng)物體的運動信息

將VR技術(shù)引入三維動畫的整個編寫過程，讓普通相機無法拍攝，借助三維動畫制作軟件的動作捕獲系統(tǒng)就能追蹤到物體的實際運動情況，再利用計算機及時處理信息后成功得到動畫制作所需的數(shù)據(jù)資料。動畫制作人員識別出這類數(shù)據(jù)信息后，可以適當(dāng)調(diào)整運動的對象，最終保證導(dǎo)演在整個制作過程中可以將鏡頭放置在各個部位，如此有利于讓觀眾參與其中，最大限度縮短了觀眾和畫面之間的距離。

2.5 在三維動畫課堂教學(xué)中的應(yīng)用

VR系統(tǒng)只需要依靠相應(yīng)配備的計算機，學(xué)生就可以通過鼠標(biāo)和鍵盤與虛擬物體實時交互，實際操作非常簡單生動。雖然這種虛擬場景與實際的自然環(huán)境并不完全一致，但學(xué)生在操作過程中也非常容易受到外界自然環(huán)境的影響，無法絕對投入虛擬的情況，但是這種類型的虛擬機給學(xué)生的真實體驗是非常相關(guān)的，產(chǎn)品開發(fā)成本不高，簡單方便，會有利于在教學(xué)階段普及，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)造和應(yīng)用，為綜合實踐課程提供了便利，尤其是一些抽象的課堂教學(xué)課程和風(fēng)險系數(shù)較高的實驗課程。三維虛擬機形成的栩栩如生的高維空間，可以激發(fā)學(xué)生的積極性，對課堂教學(xué)的重點難點產(chǎn)生虛擬的、具體的指導(dǎo)，有助于學(xué)生掌握相關(guān)知識點。

3 VR的制圖網(wǎng)絡(luò)課件中三維動畫的運用實踐

3.1 三維建模系統(tǒng)

當(dāng)今流行的造型方法包括人物模型、景觀外觀模型和實虛結(jié)合模型。景物外觀模型的關(guān)鍵是對景物外觀的信息內(nèi)容進行建模，如幾何圖形、圖像、材質(zhì)、燈光效果等；真實與虛擬模型的結(jié)合，可以將實際室內(nèi)空間的真實自然環(huán)境與電腦中的虛擬現(xiàn)實進行轉(zhuǎn)換。似乎風(fēng)景自然地融合在一起。

對于上述建模，可以根據(jù)三維掃描儀的實線獲得物體坐標(biāo)和三維智能立體模型。表面的三維數(shù)據(jù)信息就是物體的三維坐標(biāo)點集，這個坐標(biāo)點集叫作點云（Point Cloud），然后優(yōu)化生產(chǎn)加工，合理提高模型的協(xié)調(diào)性和保真度，提高工作效率.

3.2 運動捕捉系統(tǒng)

光學(xué)式運動捕捉系統(tǒng)軟件（Motion Analysis MAC三維system-tem）可以創(chuàng)建物體姿態(tài)和重心數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)軟件。整個過程的第一步是在健身運動對象的關(guān)鍵部位設(shè)置定位跟蹤器，并開發(fā)相機位置。校正后用攝像頭捕捉藝術(shù)家身體關(guān)鍵部位的光點，采集藝術(shù)家的姿勢，然后生成合理的圖像素材圖片。將這張圖像素材圖片轉(zhuǎn)換成的光斑通過計算機求解，在虛擬三維空間中進行跟蹤配對，最后經(jīng)過后期制作，捕捉三維空間中的軌跡細節(jié)，并且可以根據(jù)捕獲再次準(zhǔn)確定位軌跡。動畫設(shè)計者可以立即將健身運動捕捉到的數(shù)據(jù)信息添加到三維動畫中，以推廣三維模型。通過健身運動的技術(shù)性捕捉到的健身運動數(shù)據(jù)，可以減少動畫的人工編輯，可以創(chuàng)造出非常自然的動畫效果。

3.3 數(shù)據(jù)調(diào)控系統(tǒng)

運動捕捉技術(shù)的科學(xué)研究歷史悠久，尤其是針對肌肉骨骼健身運動。技術(shù)比較齊全。從人體動作的跟蹤、捕捉、識別，到畫面的變換和調(diào)整，所有操作步驟一應(yīng)俱全。一個比較完整的解決方案，但是由于自身的特點，還存在一些不足。對于這類問題，可以使用一些手機軟件（如Film Box）來處理，但是由于大多數(shù)動畫設(shè)計師都不太好用這種軟件，所以在中間導(dǎo)入導(dǎo)出比較不方便。角色動畫一般將動力學(xué)和動力學(xué)模型兩種技術(shù)運用到動畫中，特別是動力學(xué)中的往復(fù)運動學(xué)被廣泛應(yīng)用于三維動畫的制作中。這種控制系統(tǒng)利用人體運動的身體規(guī)律性轉(zhuǎn)化為動畫，但由于體能運動規(guī)律性高度多樣化，特別是體能運動聯(lián)動機構(gòu)的真實模擬難度很大，因此體能動畫是自動生成。事實并非如此，在真正的健身運動中，缺少許多更豐富的信息內(nèi)容要點。因此，動畫設(shè)計者可以在電子計算機識別出數(shù)據(jù)信息后調(diào)整相機鏡頭，促進三維模型向動畫的轉(zhuǎn)換，從而準(zhǔn)確地操縱物體的運動。他們還可以根據(jù)第三方軟件編寫，將數(shù)據(jù)和信息與動畫相結(jié)合。實物模型在手機軟件中配對。

4 結(jié)語

隨著高科技技術(shù)的迅猛發(fā)展和計算機技術(shù)的發(fā)展，不僅可以將平面結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)，而且可以為界面智能系統(tǒng)處理方法提供技術(shù)支持。同時，VR技術(shù)也完成了人與虛擬畫質(zhì)的交互體驗。它是一種基于三維動畫快速發(fā)展的智能化高科技技術(shù)，三維動畫和VR技術(shù)又都有著各自的特征及適應(yīng)領(lǐng)域。相信，兩者的有機結(jié)合，可以促進兩者的進一步完善和發(fā)展。