VR技術與三維動畫設計的融合與應用

□張 冰

在我國動畫行業高速發展的背景下，動畫設計和制作中不同技術的運用頻率越來越高。各類現代技術的運用，能夠有效提升動畫制作的水平。尤其是將VR 技術與三維動畫設計相融合，能夠使三維動畫設計呈現出真實、生動和趣味性的特點。由此，本文圍繞VR 技術與三維動畫設計之間的融合與應用進行探討。

VR 是虛擬現實技術，是現代社會快速發展背景下出現的一種新興的技術。三維動畫是動畫領域中的一種經典的藝術表現方式。在現代動畫快速發展的過程中，越來越多的創作人員發現，除了讓觀眾看到立體的三維畫面，還可以通過虛擬現實技術的運用讓觀眾能夠真正進入畫面的虛擬世界中，增強觀眾的多重感官體驗。VR 技術與三維動畫設計之間的融合，能夠進一步增強動畫的實際吸引力和觀眾的代入感。

一、VR技術與三維動畫設計的特點及關聯

在目前的動畫行業發展過程中，虛擬現實技術與三維動畫設計之間的融合已經呈現非常明顯的趨勢，將二者融合對目前的動畫創作有很大的幫助。VR 指虛擬現實技術，是多媒體技術的終極應用形式，主要是利用計算機軟硬件技術、傳感技術等不同的人工技術來實現虛擬現實。人們在戴上立體眼鏡或相關傳感設備后，就能夠置身于三維的模擬現實中，VR 可以帶給人聽覺、觸覺甚至嗅覺等多重的感觀體驗。三維動畫設計也是以現代計算機為基礎的三維動畫設計。三維動畫設計與VR 技術是獨立存在的，但二者具有非常明顯的互相促進作用。如三維動畫設計與VR 技術之間具有非常明顯的相似使用方法。在使用的過程中，兩者都會以技術為基礎，在相關技術的輔助下來執行相關的圖像輸出和模型構建。與此同時，三維動畫設計與VR 技術之間也具有非常明顯的互補性特點。比如，在三維動畫設計中，相關人員更加關注藝術性特點，但是在這個過程中，三維動畫可能不具備較強的交互性特點。而將VR 技術應用到目前的三維動畫設計中，能夠進一步彌補其相關的缺點，在保證相關動畫作品藝術表現力的同時，也能夠給受眾帶來更為舒適的交互體驗。

二、VR技術與三維動畫設計的差異

VR 技術的出現為目前三維動畫設計的創新帶來了新的思路和方向。但其實二者除了有關聯性，也具有非常明顯的現實差異，比如傳達性。在制作三維動畫的過程中，相關人員更多的是通過相關的動畫作品表達相應的情感內容或者是傳遞一些情感元素。但就VR 信息技術而言，其更多的是為民眾傳遞一些動態的信息，讓受眾能夠獲得更多的感受。比如，在利用三維動畫設計的過程中，設計人員需要在受眾深入品味動畫作品之后，進一步了解受眾的感受，以及其對動畫作品所傳達的實質性內容的了解。但是在運用VR 技術的過程中，相關技術人員可以直接發揮VR 技術本身的交互性優勢，讓觀眾在聽覺、觸覺和視覺上獲得多重感受，以此幫助觀眾更好地感受角色所傳達的實際內涵。

又如，就VR 技術而言，其在真實性方面可能還不夠明顯。對于相關技術人員而言，其更多的是以提升效率為目的，在最短的時間內將不同的信息內容傳播給受眾，使受眾的多種感官需求得到滿足。但是就三維動畫而言，其耗時更長，相關技術人員需要構建模型，并且在保證真實性、藝術性的基礎上圍繞一些人物的造型進行深入的雕琢，以確保相關動畫內容能夠更好地展現主題內容。

三、VR技術與三維動畫設計的融合與應用

（一）發揮設備作用，提升制作效率

在三維動畫設計過程中，動畫的設計和制作需要耗費較長的時間，并且在以往的動畫設計過程中，相關人員除了運用一些基礎的軟件，更多的是從人工的視角進行考慮。在這種情形下，三維動畫的設計難度會有所增加。而在現代社會快速發展的過程中，越來越多的虛擬現實技術已經被應用到三維動畫設計中。因此，相關人員可以合理地發揮虛擬現實技術的實際優勢。比如，在三維動畫設計和虛擬現實技術都取得巨大發展的背景下，許多科研人員及開發企業已經開發出了許多功能強大的全新技術設備。其中就有將三維動畫設計和虛擬現實技術進行結合的三維掃描儀及運動捕捉系統。通過這些設備的運用，相關人員能夠構建關于三維動畫的虛擬設計系統模型。這一模型將三維建模虛擬現實設備和動畫制作系統完全融合到一起，可以營造人機交換的動畫虛擬環境。

比如，在三維動畫的制作過程中，相關人員會通過繪畫和模型等方式，并圍繞具體的內容采用逐幀拍攝的方法，然后完成影視化的制作。但在以往的三維動畫制作過程中，相關人員主要是從藝術性的視角進行考慮。在這種情形下，可能無法展現出比較真實的一些人物形象。因此，在現階段的三維動畫設計過程中，創作者可以嘗試運用虛擬現實中的三維動畫技術，運用計算機圖像技術來模擬現實空間，生成動態影像，然后將三維動畫技術和虛擬現實技術進行合理的融合，打造出更為逼真的畫面。并且這個過程能夠使畫面構圖既具備一定的虛幻性，又具備一定的真實性，讓不同的受眾在瀏覽動畫作品時都能夠產生深刻的印象。

而在三維虛擬場景的制作過程中，首先，工作人員需要考慮的兩個元素就是造型和繪圖。在這一環節，工作人員需要圍繞動畫場景進行模型設計，并分析人物形象。在制作相關的模型和人物的過程中，相關人員可以充分發揮虛擬現實設備的實際作用，在制作模型的過程中，將自己所制作的模型和虛擬現實系統中所呈現的一些模型實物進行對比，以確保制作出來的模型和現實生活實物之間具有較高的相似性，確保模型的實際質感。在這個過程中，相關人員首先可以利用相應的三維造型軟件來繪制出相關的三維物體，從幾何的視角進行考慮，然后再將相關內容進行組合，在完成人物模型的構建之后再將其放到合適的場景中，以此保證三維動畫制作的生動和逼真性效果。

在完成前期的準備之后，三維虛擬場景的后期制作也是非常關鍵的一部分內容。后期制作的目的就是使動畫中各種造型能夠運動起來。在這一環節，相關人員需要關注軟件中的攝像機，根據現實攝像機的運動規律來進行拍攝。相關人員可以合理地應用虛擬現實技術中的運動捕捉技術，保證拍攝過程中鏡頭的流暢、逼真，更加完美地展現出不同物體運動的畫面。在完成內容捕捉之后，相關人員要針對具體的內容進行修改和渲染，以此有效保證動畫制作的連貫性，確保三維動畫既具有藝術性特點，又具備現實性特點。

（二）合理轉換思路，保證制作質量

在以往的三維動畫制作過程中，相關人員首先需要圍繞三維動畫進行生成，通過點線面來構建相應的繪制過程，然后將動畫空間中的視覺表達方式轉化為立體的表達方式，以三維動畫的方式來展現，利用視覺差異來創造出具有遠近維度的全新視覺空間。但是在這一動畫制作過程中，需要由不同的受眾進行聯想。在這一環節，受眾的感觸可能不夠深刻。因此，在目前的虛擬現實技術背景下，相關人員可以發揮虛擬現實技術的實際作用，將其應用到動畫設計中。

比如，在傳統的三維動畫設計過程中，相關人員雖然可以通過立體圖像構建出三維的空間場景，但表現形式被限制在平面內，對各點的坐標值計算得不夠準確。但在運用了虛擬現實技術后，相關人員可以創造出基于真實世界的實時運營、運行的虛擬世界，且不同受眾在佩戴VR 眼鏡后，就能夠置身于三維動畫的虛擬場景中。在這種情形下，相關人員能通過計算達到更為準確的坐標值，確保三維動畫的設計和應用更加準確。

又如，在以往的三維動畫設計中，相關創作人員一般是運用Autodesk maya 完成動畫制作，而在運用虛擬現實技術的過程中，相關人員可以利用Autodesk maya 和Open GL 三維工具軟件包之間的融合來輔助自己完成三維動畫的立體轉換。創作者首先可以利用Autodesk maya 三維動畫軟件來對外部的模型輸入方式進行分析，然后完成動畫渲染工作。接著，創作人員可以直接利用Open GL 來繪制模型。在這個過程中，相關人員可以選擇顏色索引模式，在確保光照處理的反射特性后，設置三維場景試點，然后將色彩信息轉化成圖像像素，實現平滑的三維動畫效果。這樣的方式既能夠使三維動畫的設計過程變得更為便捷，也能夠保證動畫設計的流暢度。比如，在《姜子牙》這部動畫作品中，單場景圖層最多高達600 多個，是一般二維動畫的4到8 倍。在這部動畫片中，相關制作人員加入了高難度的二維動畫，在畫面細節上實現了極大的突破。在傳統的二維動畫中，細節處一般都是靜止存在的，而在《姜子牙》這部作品中，二維畫面中難以做到的地方都在運動。無論將其放大三倍還是五倍，其運動性特點都非常明顯。比如，在畫面中，關于巖石炸裂的景象，還有被蠱惑的人類都清晰可見，這些細節內容在大熒幕中得到了極致的呈現。為了進一步展現出凡人和神仙之間的階級差異，相關動畫制作人員創新地運用了高科技風格現代藝術元素來重新塑造眾神仙的形象。在這個過程中，相關人員運用了觸控交互、聚光燈等現代科技，將其運用到神話題材的動畫電影中，展現出天庭神仙法力無邊、藐視人間的人物形象。這進一步強化了神話題材影片中的視覺表現效果，也讓觀眾在觀看電影片段的過程中能夠有效地進行人物形象的區分，豐富了其審美體驗。

（三）發揮虛擬技術優勢，彌補制作不足

在三維動畫設計中，相關人員如果能合理地運用VR 技術，就能夠保證目前三維動畫制作內容的完整度。比如，在三維動畫設計過程中，相關人員除了要考慮感知模塊外，還需要考慮情感行為以及三維動畫的生成模塊。在這一環節，不同人物角色的手勢、面部表情及嗅覺交互等，都屬于相關人員需要完成的角色行為塑造內容。但在以往的動畫設計過程中，相關人員主要是從肢體和表情的基礎上進行研究，導致人物角色的張力不夠強。在現階段的三維動畫設計過程中，設計人員可以嘗試利用VR 相關的軟件來進行控制。比如，圍繞不同動畫中人物的實際動作，相關人員可以設計相應的動作序列，通過動作序列對各類人物的實際動作進行有效的調整。在動畫原型設計完成后，相關人員可以在保證原有人物形象的基礎上再構建相關的動畫動作圖庫，使目前的虛擬人物變得更加可視化。同時，在這一過程中，相關人員也可以通過應用VR 技術來增強其逼真效果。如通過VR 技術來完成一些場景的渲染，以及特效的制作。例如，近年來，國產動畫實現了大熱門。在《哪吒》這部作品中，無論造型還是設計，都極大程度地還原了人物，符合觀眾的實際預期，并且其場景設定非常細膩。又如，近年來，隨著虛擬現實技術的快速發展，許多VR動畫短片推出。在這些動畫短片中，觀眾獲得了更多的沉浸式體驗。因此，在現階段的動畫三維設計過程中，相關的創作人員可以發揮虛擬現實技術的實際優勢，從動畫信息、動畫設計過程、動畫創作手段等內容進行深入挖掘，以各種虛擬現實技術來拓展動畫創作的實際方向。

綜上所述，為了保證現階段我國三維動畫的實際設計質量，相關的創作人員應深入研究各類虛擬現實技術，在分析虛擬現實技術與三維動畫制作之間的共性和區別之后，開發更多實用的虛擬現實技術，讓動畫場景和人物更為鮮活，保證目前三維動畫設計的實際質量和效果。