3D數字技術在三維動漫設計中的應用

杜麗

（棗莊科技職業學院 山東省滕州市 277599）

簡單來說，3D 數字技術擁有著通用性表現，因此可以說是一種綜合性技術。3D 數字技術的主要內容分為兩部分，分別是計算機技術和多媒體技術。在未來三維動漫設計的過程中，使用3D 數字技術能夠幫助設計人員更好的協調三維動漫設計過程中的各類元素，能夠在將其進行任意組合之后形成自己想要的動漫作品。這類作品擁有自己的特性和氣質，因此觀看之后往往能夠留給人獨有的回憶，也就能夠達到推廣效果。在未來三維動漫設計過程中3D 數字技術也擁有著一定的現實意義，可以進行更深層次的推廣。

1 三維動漫發展前景

在近些年來發展的過程中，伴隨著多部三維動畫大片的上映，充分展示了三維動畫的魅力以及活力。1939年世界首部動畫片誕生，經過了80年左右的迅猛發展，動畫片如今已經成為了發達國家的重要支柱產業。西方國家使用了大量資源來研究三維動畫技術，并且也對這項技術的相關產業進行了開拓截止，至2012年全球動漫產業的產值已經達到了2228 億美元。在很多國家發展的過程中，文化創意產業甚至已經超過了其他的傳統產業。然而作為消費潛力巨大的中國動漫產業市場擁有著非常廣闊的前景，但是卻沒有得到進一步的開發。2012年文化部頒布了文化改革發展規劃指出，未來需要大力發展動漫產業將動畫產業作為全新的經濟增長點，并且還需要將3D 以及數字技術與三維計算機動畫的制作，作為國家科學計劃中的一個重要部分和可持續發展經濟的重要內容。

2 三維動畫制作技術難點

20世紀80年代，初級計算機動畫技術在發展過程中，為傳統動畫提供了全新的發展空間。一些較為敏感的動畫公司開始意識到了計算機帶來的強大功能以及巨大潛力，最早的計算機使用記錄是在《美人魚》一片中，女主角下樓時背景出現了透視性的變化，這一過程就使用了計算機動畫技術。同時在有史以來最成功的原創動畫《美女與野獸》中，迪士尼使用了大量的計算機技術來制作背景以及特效。可以說計算機動畫制作是一種高技術、高質量、高智力、高藝術的創造性工作。目前計算機動畫已經發展成為了一個具有多種學科和技術的綜合性領域。這一領域將計算機圖形學，尤其是實體造型和真實感顯示技術作為主要基礎，涉及到了非常多的相關技術。比如說圖像處理技術、運動控制原理、視頻技術、藝術甚至是視覺、心理學、生物學、機器人學、人工智能學科等等領域。這獨特的特點，幫助計算機動畫成為了一門獨立的學科，伴隨著日后計算機水平和硬件技術的快速發展。計算機開展了三維動畫設計，并且設計的水平正在逐漸提升，未來通過三維動畫設計軟件平臺，能夠更加生動的生成人或動物的動作和表情，同時也能夠制造出各種逼真的虛擬場景。在未來發展過程中，三維動畫的主要技術難點在于如何才能夠生動的表現出虛擬角色的具體姿態運動以及表情，想要創建出三維動畫角色的造型方式有非常多的方向。比如說曲面造型、子分曲面造型、多邊形網格造型等，在這些方式當中多邊形網格造型憑藉著自身的靈活性與柔韌性，屬于設計師進行建模的首選手段。并且多邊形網格造型還能夠設計動畫角色的衣料，以及對衣料進行動態演算。在近些年來發展過程中，伴隨著三維成像技術的快速發展，動畫師可以通過三維成像設備來獲取真實物體或角色原型的多邊形網格造型，這極大的簡化了動畫角色建模過程。因此未來針對于多邊形網格造型，尤其是來源于真實物體的模型想要進行參數化網格、簡化多分辨率分析、動畫變形、光影計算、渲染處理等等成為了未來計算機圖形領域的發展熱點。

3 3D數字技術在三維動漫設計中的應有優勢

3.1 提升設計作品真實感

在很多三維動漫設計的過程中，設計人員追求的主要目標就是設計作品擁有更大的真實感，尤其是在人物設計的過程中人物設計，越真實大眾對于人物投來的目光也越多。但是傳統設計技術很難提升人物的真實感，在這些感受當中，視覺效果對于觀看的影響尤為關鍵，因此在三維動漫發展尤其是視覺效果方面往往并不理想，因此在早期三維動漫設計發展過程中，這一現象的存在，對于設計人員來說，屬于必須攻克的課題。而3D 數字技術出現之后，設計人員能夠使用技術功能來調整虛擬模型的實際狀況，爭取以真人的眼光來對模型進行審視。這樣模型的真實度也就能夠隨之提升，在設計之后設計人員還可以使用技術功能來對整個作品進行渲染加以相應的特效，主要的好處就是能夠讓任務以及場景實現更加的立體和真實。這種設計方式在根本上來講擺脫了傳統設計方法在技術水平上存在的限制問題，讓作品擁有了更加震撼的視覺效果。比如說《哪吒之魔童降世》就是我國使用3D 數字技術設計出的三維動漫作品,這一作品的內容能夠更好地展示出3D 數字技術，對于三維動漫作品帶來的影響。

3.2 動漫設計多元化

三維動漫設計的過程中，存在著一個非常常見的問題，那就是在同一個畫面中很難使用不同形式進行展示。這一問題在如今的三維動漫設計過程非常常見，一直都處于無法解決的狀態，嚴重阻礙了設計水平的繼續提升。在未來三維動漫發展的過程中，將會對設計領域也造成一定的影響。設計領域中的重要分支，就是三維動漫設計，因此這種限制將會導致整個設計領域也受到影響。而使用了3D 數字技術之后，能夠更好地在同一畫面中融入不同形式的展示方式，比如說可以在3D 卡通的圖景中放入真人的圖像，這種設計形式的優點在于能夠使用不同的方式來將設計作品的趣味性進行提升，這對于三維動漫設計來說意味著全新的發展方向，能夠擺脫以往的傳統缺陷。

3.3 便于調控

在三維動漫設計發展的過程中，早期設計人員主要是對設計作品進行分析，如果發現了問題，需要在第一時間進行調整。但是在任務的實際設置過程中，往往較為復雜，需要將任務進行拆分。只有將任務進行拆分之后，分步驟進行處理，才能夠保證任務的整體修復質量。未來使用了3D 數字技術之后，三維動漫設計中的所有元素都能夠使用更加清晰的方式來進行展示，如果存在問題就可以直接針對于問題的本身來進行處理。這種處理方式的好處就在于能夠讓人們降低工作量，防止直接全部拆分帶來的困擾。

4 3D數字技術在三維動漫設計中的應用表現

4.1 人物動作設計

人物動作設計是三維動漫設計過程中的一大難點，傳統設計方式設計出的人物往往動作較為僵硬且不自然，而且這種人物在實際展示的過程中會導致三維動漫的真實性下滑。這一問題非常常見，未來可以使用3D 數字技術來進行更精細的處理，讓人物在每一幀的狀態都能夠處于最佳，隨后再使用傳統技術將每一幀的狀態連接在一起，這種設計方式能夠讓人物在每一幀都處于完美的狀態，避免平面設計存在的弊端對于人物狀態造成影響，保證設計質量。同時需要注意的是3D 數字技術在人物中的設計過程中，雖然擁有著非常出色的表現以及功能，但是這一技術往往取決于人工。也就是說，這一技術再優良也僅僅是設計工具，只有滿足人工要求才能夠更好地展示出3D 數字技術帶來的好處以及對人物動作真實性的提升。

4.2 人物造型設計

未來三維動漫設計發展的過程中，造型設計非常重要，沒有造型，人物也就無從談起。而造型設計的實際質量決定了未來三維動漫的整體質量。設計人員在設計過程中需要關注造型設計的實際質量，未來使用3D 數字技術的設計人員首先需要考慮的是三維動漫中人物的服裝形式以及人物的自身樣貌等等盡量達到匹配的狀態。同時，還需要根據場景來選擇合適的人物，這就需要設計人員能夠對形式、樣貌、圖像進行全方面的分析，從而達到最佳的匹配狀態，這也是3D 數字技術在實際設計過程中的優點之一。未來在實際設計的過程中，需要根據場景的實際需求來尋找相應的素材，并且還需要使用各種方式來調整相關素材的具體排列方式，主要的要求就是讓素材處于正確的位置，并且銜接效果較好。除此之外，造型設計的過程中細節也非常重要，很多時候細節將會直接決定效果，針對一些細節也需要進行精細的調整。比如說動漫中樹脂動物毛發等等元素，都必須使用3D 數字技術進行處理，否則將會導致設計作品出現瑕疵。例如鬼滅之刃中描述的是日本早年間的場景，因此就需要調查當時日本具體居民生活環境來構建出合適的場景，以及人物服裝。

4.3 環境設計應用

三維動漫設計發展的過程中，雖然環境設計的重要性不如人物重要，但是依舊是需要關注的一方面。一旦環境設計水平下降，將會導致設計背景和設計人物之間出現不匹配的問題。一旦出現這種情況，三維動漫作品的觀看體驗感將會急劇下降，因此也就會造成觀眾對于這方面的關注度隨之下降，甚至還會引來負面的影響。而3D 數字技術的出現，代表著設計人員可以根據物理環境來對各方面環境進行設計，比如說裙子的重力垂墜感等等，這些都是較為關鍵的視覺因素。再比如說風吹過樹葉時，樹林必然會發出響聲，樹葉也會發生晃動，因此在設計動漫中風吹過樹葉時，就需要來模擬樹葉的晃動動作。這樣做的目的主要是讓環境設計能夠擁有足夠的真實感，通過盡可能真實的襯托來讓三維動漫實現更好的真實性提升。同時，這也是這項技術在環境設計應用當中的技術表現，尤其是對于一些環境比較重要的三維動漫設計來說。比如國際上的知名作品海底總動員設計人員就對其環境進行了精心設計，經過設計人員的設計之后，海底世界成為了一個惟妙惟肖的大樂園，并且擁有著自己的規則，就像人類小世界一樣，觀眾在觀看的過程中也不會覺得過于突兀。正是出于這一原因，這一動漫之所以能夠取得成功，因此海底總動員的成功需要將之也歸功于3D 數字技術。

圖1：《哪吒之魔童降世》上映海報

圖2：《海底總動員》海報

5 結束語

未來發展過程中3D 數字技術在影視動漫的制作中將會發揮出越來越重要的作用。這對于動漫藝術的發展意味著全新的活力，伴隨著新時期我國動漫水平的進步，3D 數字技術將會帶來更多的發展方向，只有將3D 數字技術在動漫創作中的優勢以及與動漫藝術的特點進行結合，才能讓我國動漫藝術實現未來的更長久發展與進步。