U3D數字引擎技術在影視動畫中的探索

【摘 要】無論你的想法如何天馬行空，都可以用畫的方式在紙上表達出來，動畫有著獨特的藝術魅力，承載著一代又一代動畫人的夢想。至今日，動畫藝術已成長為影視藝術中重要的表達形式。

【關鍵詞】引擎；動畫；渲染

中圖分類號：TP317 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2017）10-0122-01

在今天動畫已經成為主流的藝術表達形式之一，孿生出許多風格迥異的表現手法。能夠兼顧商業大賣和文化輸出的好萊塢模式日漸成為主流。數字媒體技術的進步又不斷地鞏固著好萊塢動畫模式的地位。

針對傳統三維動畫電影的制作需投入大量人力財力和時間。數字引擎技術則進行了大量的優化：一、建立了保存初級項目的開發預設從而減短了制作周期；二、精簡優化了模型，提高了重復利用率；三、能夠建立動畫運動數據原型；四、無需耗費大量工作長時間渲染，實時渲染功能大量減少渲染時間。本文著重通過U3D引擎技術探索動畫電影的創作過程。

計算機圖形技術的成熟是數字動畫能夠發展迅速的主要原因。與之齊頭并進的是該成果在電子類游戲中的大量普及和推廣，優秀的電子游戲不斷推動著數字動畫技術的革新。我們所接觸到的cg動畫大量是通過數字引擎來制作。

一、數字引擎與影視動畫的融合

數字引擎可以提供三維虛擬環境的視頻錄制應用，是一個實時演示過程，可以用動畫鏡頭語言來表達藝術家的想法和理念，類似于電影。中國的影視動畫技術雖然在進步，但引擎技術在動畫中的普及與歐美還相距甚遠，影視動畫在制作的過程中還是普遍采用傳統的制作流程。隨著這些年的不斷發展，許多人開始對這種更優的制作方法有了深入了解。如近些年火爆的《守望先鋒》和《英雄聯盟》等，玩家更加注重的是游戲帶來的體驗，而無所謂制作者所用的技術方法。

二、數字引擎動畫的物理架構

數字引擎自有一套物理體系結構。前期的構架中應表明數據應該如何產生、模擬、計算、然后演算出一個結果，籃球會按照怎樣的弧線進籃、火車能跑多快等，我們生活中常見的現象就是物理系統所研究的范圍，保證觀看者所體驗的感覺像在真實世界中那樣運動，這樣特定的規律就是物體運動要遵循的規律。物理引擎能夠控制模型的運動，碰撞檢測是將物體在動畫中建立一個對象，因為事物的不同、原理的特征，來檢測數字引擎的工作理念和相互制約相互發展的原理，連續的碰撞系統檢測對物理性會有很大的影響。

數字引擎使動畫創作的過程更便捷、更有效率。在動畫的創作中數字動畫引擎提升效率主要在實時渲染和調節動作兩個方面。程序語言是引擎動畫實時渲染的實現媒介，運行中的工作指令由數字信號程序接口轉變為形狀圖形，“實時渲染”所呈現出的圖形折射到人的眼睛，實時的畫面渲染對鏡頭提供了很多的可能，不需要經過漫長的渲染等待時間而直接把畫面中的顏色、空間、特效疊加成像，可實時改動，打破了固定機位的局限。但實時渲染所呈現出的畫面精度還有待進一步提高，隨著技術的不斷革新，新的程序或編碼都是可以實現的，呈現的視覺效果與人真實看到的景物也會越來越接近，正如《使命召喚》的實時渲染的宣傳片，那令人驚嘆的效果背后是一代新技術的崛起，接近真實的材質質感、光影變化，人物面部的細節處處展現在我們眼前，這一技術最繁雜的地方是如何向觀影人展示出最高的畫面質量，數字引擎的輸出即為關鍵。引擎技術可以理解為動畫得以運行的底架基礎，有了這個基礎框架就可以填充內容了，但這僅僅是一個平臺基礎，優秀的影片始終是取決于優質的內容。

隨著引擎技術的不斷發展，在短時間內普通人制作出動畫成為可能，與歐美相比我們在這一領域的研究有明顯的滯后，可參考的經驗和和資料也多為舶來品，行業內還沒有形成標準化的生產流程，創作者按自己想法去摸索，導致后期工作量的陡增。引擎動畫承接了傳統動畫制作的理念，分為了設計、制作、合成。設計階段即為設計人物、道具場景，與傳統的設計概念并無不同；制作階段著重解決模型、camera攝像機和材質球；合成階段是執行文件導出傳統視頻文件。

從開始的實驗性摸索到最后的成片過程中充斥著困難，但通過不斷地完備已有方案，尋找現階段引擎技術的優勢和不足。就像面部的細微表情、動物身體的毛發等細節地方很難達到傳統動畫的自然隨意，但隨著數字技術的不斷革新，動畫與引擎的結合必將更加密切、完美，新的動畫引擎一定可以更加高效、快速、簡潔地模擬出真實的質感，更加逼真的視覺效果，從而為動畫人提供一個更加廣闊的平臺。

參考文獻：

[1]汪代明.引擎電影——電子游戲與電影的融合[J]電影藝術，2007（03）.

[2]John Haddon，Carsten Kolve，Roberto Hradec，et al.An open Source Framework For Visual Effects Software Development[EB/OL].http：//cortex-vfx.googlecode.com/files/an open source frame-work for visual effects software development.pdf.

[3]吳帥.實時3D游戲引擎角色動畫組件的設計實現[D].北京大學，2014.

作者簡介：

段曉松，西南民族大學藝術學院2015級碩士研究生，研究方向：影視動畫。