論三維動畫技術在游戲及電影中的應用

李桑冉

[摘? 要：三維動畫技術是計算機圖形圖像技術發展的里程碑，實現了用模仿于真實世界的形式來創造虛擬場景，通過計算機建模來生成場景。隨著動畫藝術的發展，三維動畫技術在游戲和電影中不僅能夠打造真實的場景，還能夠帶來創作觀念的突破，實現技術與思想的相互促進。

關鍵詞：三維動畫技術;游戲;電影;創作]

目前三維技術不僅應用在影視、動畫和游戲領域，而且在高尖端的物理、化學、醫學、生物乃至于軍事領域都有著重要的應用。三維技術之所以強大，是因為可以帶來巨大的視覺沖擊，能夠創造現實中不存在的場景。當技術無往不利之時，藝術家們在影像創作上就可以實現無所不能。

一、三維動畫技術的相關概述

1.三維動畫的處理流程

三維動畫技術是基于建模、渲染、動畫、人機交互的圖形圖像技術，具體來說，先要在計算機虛擬空間內建模，包括曲面建模，多邊形建模，雕刻建模，圖像掃描式建模等方法。用計算機語言建模之后，需要對三維模型進行可視化處理，將計算機模型渲染成真實圖像。渲染的級別越高，圖像就越逼真，對CPU的要求就越高，現在的計算機渲染技術能夠把山體、植被、流體、毛發、皮膚處理得和照片一樣真實。然后就是電影拍攝的原理，通過生物動畫，關節動畫，程序化動畫，角色動畫的處理，制造特效。最后通過語言、運動捕捉、視覺跟蹤、手勢、體感等交互方式實現信息交換。

2.三維動畫技術與分形

所謂分形指的是復雜的形態有一個共同的特征，這是一個矢量圖的概念，基于無限重復之上，無論如何放大縮小都是總有自相似性。在動畫領域分形技術經常被使用。分形技術的發明者卡朋特在幫飛機飛行做得的可視化模擬中，發現設計山脈手動建模需要巨大的工程量，于是他就創建了幾塊大三角形，并且不斷分割，最終迭代構建了復雜的山脈。后來他進入盧卡斯影業工作，幫助工業光魔做出了《星際迷航2：可汗之怒》的浩瀚效果。分形解決了傳統幾何圖形難以描述的問題，能夠構建各種不規則圖形。

3.三維動畫技術與其他影像

三維動畫技術可以完全構建動畫影像，比如《瘋狂動物城》，也可以輔助制作電影特效，比如《星球大戰》系列。在游戲中三維動畫技術也可以創作多種影像，比如約翰·杰勒德的游戲作品《太陽能儲備，內華達州的托諾帕，2014》，在作品中他拍攝了大量的發電廠的圖像資料作為數據庫，用三維軟件生成太陽能發電廠的場景。

二、三維動畫技術在游戲中的應用

1.三維動畫技術在傳統游戲中的應用

現在玩家已經不滿足傳統的平面游戲，越來越多地選擇3D游戲。在3D游戲中，首先需要場景建模，一般利用LOD技術逐漸簡化場景細節來降低幾何復雜性。其次是角色建模，提升虛擬人物的真實性，不僅包括服飾、發型、裝逼，更重要的是表情。比如在CS魔獸世界中，采用的是多邊形建模方法，該方法能夠完成復雜模型的創建。第三是粒子系統，比如絢麗的光效和閃耀的火焰等，粒子系統的生成要模擬模糊物體的隨機性。第四是3D引擎的使用，該技術是將現實事物抽象為多種多邊形和曲線圖形，和電影不同，游戲中的3D畫面是用即時3D引擎而非離線3D引擎實現的。

2.三維動畫技術在虛擬現實游戲中的應用

現代人越來越追求新奇感，而三維技術是整個虛擬現實的主導，三維模型的創建更是虛擬現實的一大基礎。虛擬視覺技術不僅是依靠VR眼鏡等穿戴設備，本質上是對現實世界進行的虛擬仿真。未來虛擬視覺技術將會占到游戲的主導地位，正如三維動畫代替二維動畫一樣。游戲者就像是真實操作一樣，比如座艙中駕駛宇宙飛船。

三、三維動畫技術在電影中的應用

1.三維動畫技術在影視劇中的應用

在影視劇中三維動畫技術主要用作特效之用，最具影響力的特效可能就是《星球大戰》系列，通過特效的運用給觀眾打造了一個奇幻的星際世界。近年來也有許多優秀的3D電影，比如泰塔尼克號的3D版本就是一個典型例子。盡管在影視劇中，三維動畫技術只是起到輔助的作用，但是對演員的表情捕捉要求很高，比如《猩球崛起》中如果沒有完美的三維動畫技術，猿族就會失去真實感。在電影題材上，因為三維動畫技術的應用，創作者能夠天馬行空地發揮想象力。而且動態捕捉等技術的應用完全改變了原有傳統電影的制作流程和方式，改變了電影的軌跡。

2.三維動畫技術在動畫片中的應用

最早運用三維技術的著名動畫電影就是皮克斯的《玩具總動員》，通過數字角色造型、虛擬道具和場景搭建、環境效果仿真等方式實現特效。我國動畫片在這方面也取得了廣泛的進步，比如《熊出沒之奪寶奇兵》也采用了建模、渲染、捕捉技術。三維動畫技術對動畫電影的創作有著比較深遠的影響，改變了動畫的表現手法，不僅創造了許多新的拍攝制作技術和鏡頭語言，也創造了利用3D數字技術才能實現的畫面語言和敘事語言。

四、結論

動畫的起源可以追隨到1640年柯雪發明的幻燈片，在這一過程中，動畫技術不斷發展。我國3D技術相對于國外較為落后，但是在電影和游戲的創作中，最關鍵的因素并不是技術問題，而且對細節的耐心，因此我國三維動畫技術要想取得發展，必須要從技術細節入手。

參考文獻

[1]余的的，張毣.三維動畫軟件的應用發展及其技術走勢[J].電子技術與軟件工程，2017（13）：65-67.

[2]葉風，吳冠英.從繪畫到虛擬影像——二維與三維動畫藝術造型語言的比較分析[J].裝飾，2013（07）：123-124.