基于VR的制圖網絡課件中三維動畫實現剖析

李娜 李欣

（石家莊信息工程職業學院傳媒藝術系，河北 石家莊 050000）

0 引言

VR技術和三維動畫設計有一些相似之處，VR技術的發展也將應用三維動畫設計解決方案來提高場景制作的真實性。同時，VR技術也將運用于三維設計中，增強立體感，兩者的結合獲得了眾多行業的關注和科學研究，也正逐漸走近大家的日常生活。本文重點討論的是VR技術與三維動畫設計的結合與應用。

1 VR與三維動畫結合的優勢分析

三維動畫設計方案和VR技術都是基于電子信息技術發展的設計方案方法，彼此之間存在技術重疊的顯著特征。首先，三維動畫設計方案和VR技術在解決界面時會使用虛擬計算機程序流程，目的是將形象轉化為可以解決的內容和設計方案，從而構建具有實際效果的整體體驗。其次，從這兩個技術發展的過程來看，科學研究是以每個人的要求為管理中心進行的，隨著科技進步的發展，這兩個技術性變得越來越重要。它們被應用到人們日常生活的每一個角落，在一些行業中也得到了結合。例如，在BIM技術中，構建物理模型的整個過程不僅采用三維動畫設計方案，還模擬了實際工作內容。VR技術在當時的應用，讓每個人都能更真實、準確地獲取工作內容中的信息內容。

2 三維動畫在基于VR的繪畫網絡課件中的應用

2.1 在動畫創作中的應用

在使用虛擬現實技術的整個過程中，工作人員要創建一個三維模型，以提高對各種技術的分析和應用，提高主界面的真實感。根據控制技術編寫動畫內容，并依靠計算機系統的插入和重疊來調整管理系統的統計數據，根據當代互聯網技術，確保三維動畫數據信息及時應用，可以更穩定地提高動畫創作的水準。

2.2 虛擬現實技術在三維動畫實體模型構建中的應用

建立物理模型是使用VR技術的基礎，也是磨煉大家技能和綜合水平的關鍵方法。為更好地保證最好的三維動畫展現效果，應做好以下工作：一是創建游戲模型和動畫場景，根據現代科技手段，盡快打造真實、有效、強大的虛擬化技術場景，為客戶互動創造便利。二是，在整個使用VR技術的過程中，需要加強對動畫仿真和相應技術細節的討論?；谠械慕涷灪图夹g專業的動畫編寫方法，界面展示更加靈活，讓每個界面的轉換也更加流暢。三是，根據界面和人物元素，將物理模型創作所需的元素有機結合，尋找相關的信息內容素材，根據高清航拍得到的數據信息進行合理的動畫攝影。四是，根據實際情況盡快掌握虛擬現實技術的關鍵技術，掌握動畫編寫相關的基礎知識，有利于進一步提高界面的編寫水平。

2.3 虛擬現實技術在實物追蹤中的應用

VR技術要有效地用于動畫制作。根據對象跟蹤管理系統，可以實時掌握對象的運動軌跡，根據具體工作所需的數據信息進行有效的對象跟蹤。同時，盡快調整物體的運動方式，依靠VR技術調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物體的運動信息

將VR技術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據資料。動畫制作人員識別出這類數據信息后，可以適當調整運動的對象，最終保證導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中的應用

VR系統只需要依靠相應配備的計算機，學生就可以通過鼠標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境并不完全一致，但學生在操作過程中也非常容易受到外界自然環境的影響，無法絕對投入虛擬的情況，但是這種類型的虛擬機給學生的真實體驗是非常相關的，產品開發成本不高，簡單方便，會有利于在教學階段普及，虛擬現實技術的技術創造和應用，為綜合實踐課程提供了便利，尤其是一些抽象的課堂教學課程和風險系數較高的實驗課程。三維虛擬機形成的栩栩如生的高維空間，可以激發學生的積極性，對課堂教學的重點難點產生虛擬的、具體的指導，有助于學生掌握相關知識點。

3 VR的制圖網絡課件中三維動畫的運用實踐

3.1 三維建模系統

當今流行的造型方法包括人物模型、景觀外觀模型和實虛結合模型。景物外觀模型的關鍵是對景物外觀的信息內容進行建模，如幾何圖形、圖像、材質、燈光效果等；真實與虛擬模型的結合，可以將實際室內空間的真實自然環境與電腦中的虛擬現實進行轉換。似乎風景自然地融合在一起。

對于上述建模，可以根據三維掃描儀的實線獲得物體坐標和三維智能立體模型。表面的三維數據信息就是物體的三維坐標點集，這個坐標點集叫作點云（Point Cloud），然后優化生產加工，合理提高模型的協調性和保真度，提高工作效率.

3.2 運動捕捉系統

光學式運動捕捉系統軟件（Motion Analysis MAC三維system-tem）可以創建物體姿態和重心數據可視化系統軟件。整個過程的第一步是在健身運動對象的關鍵部位設置定位跟蹤器，并開發相機位置。校正后用攝像頭捕捉藝術家身體關鍵部位的光點，采集藝術家的姿勢，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，最后經過后期制作，捕捉三維空間中的軌跡細節，并且可以根據捕獲再次準確定位軌跡。動畫設計者可以立即將健身運動捕捉到的數據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性捕捉到的健身運動數據，可以減少動畫的人工編輯，可以創造出非常自然的動畫效果。

3.3 數據調控系統

運動捕捉技術的科學研究歷史悠久，尤其是針對肌肉骨骼健身運動。技術比較齊全。從人體動作的跟蹤、捕捉、識別，到畫面的變換和調整，所有操作步驟一應俱全。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，但是由于大多數動畫設計師都不太好用這種軟件，所以在中間導入導出比較不方便。角色動畫一般將動力學和動力學模型兩種技術運用到動畫中，特別是動力學中的往復運動學被廣泛應用于三維動畫的制作中。這種控制系統利用人體運動的身體規律性轉化為動畫，但由于體能運動規律性高度多樣化，特別是體能運動聯動機構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容要點。因此，動畫設計者可以在電子計算機識別出數據信息后調整相機鏡頭，促進三維模型向動畫的轉換，從而準確地操縱物體的運動。他們還可以根據第三方軟件編寫，將數據和信息與動畫相結合。實物模型在手機軟件中配對。

4 結語

隨著高科技技術的迅猛發展和計算機技術的發展，不僅可以將平面結構變為三維結構，而且可以為界面智能系統處理方法提供技術支持。同時，VR技術也完成了人與虛擬畫質的交互體驗。它是一種基于三維動畫快速發展的智能化高科技技術，三維動畫和VR技術又都有著各自的特征及適應領域。相信，兩者的有機結合，可以促進兩者的進一步完善和發展。