基于ATtiny26單片機的鋰電池充電系統研究

邱果+劉天時+徐璐

摘要：我國動漫制作的起步較晚，但發展速度較快，特別是在三維動漫制作方面，我國已經逐漸取得驕人成績，適應時代的發展。隨著科學技術的不斷進步，電腦技術方面對動漫制作發展帶來巨大作用。特別是虛擬現實技術的應用，為三維動漫制作帶來重要作用，將虛擬現實技術與三維動漫制作相結合，推動了三維動漫制作的發展步伐。該文對虛擬現實技術結合三維動漫制作情況做出分析，望對相關研究提供參考。

關鍵詞：三維動漫制作技術；虛擬現實結合技術；分析與研究

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）08-0249-02

三維動漫制作技術是動漫教學的重點科目之一，但動漫制作的成本高、效率低，無法達到與質量規定的要求，實現動漫制作技術的發展，三維動漫制作與虛擬現實結合的技術是有效的嘗試方法[1]。傳統動漫制作，需要用電腦進行前期的創意與后期的制作環節，這無疑花費了大量的時間。而新的動漫制作方法則具有靈活性高、逼真度高的有點，值得深入研究。

1 三維動漫制作的現狀分析

三維動漫制作技術是一項復雜的電腦制作技術，在計算機技術與圖形技術的帶動下，需要借助圖像生成技術與圖像處理技術等多項技術的運用，這就要求工作人員具有綜合技術才能完成。動漫技術的發展經歷了三個階段：一是三維動漫前期制作，這是動漫制作最為重要的環節，它的制作主要是對角色進行場景設計和模型設計等等。二是三維動漫中期制作，在這個階段應該有材質貼圖、設置關鍵幀以及渲染輸出等方面的處理和制作。三是三維動漫的后期制作，這個階段要求對前期工作進行整合，來形成一個完整的動畫制作。

我國三維動漫制作技術的發展對比歐美等發達國家來說還是相對落后的，在這個領域里面落后的原因就是我國的科學技術的發展起步晚，但是伴隨著近些年的我國國民經濟和科學技術的不斷發展，促進了我國三維動漫制作的技術的發展，而且三維動漫制作技術在動畫、游戲和廣告方面都有了極大的運用。不過當前我國動漫制作方面專業人才還顯得比較稀缺，從長遠角度來看這會制約我國在三維動漫制作的良好發展[2]。

2 三維動漫制作與虛擬現實結合技術

現代網絡技術與信息技術的發展，給動漫制作提供了大量的素材和軟硬件支持。通過軟硬件支持，在三維動漫制作方面，與虛擬技術相結合，吸收兩者的優勢，給三維動漫制作的發展提供有力支持。在現代研究中，結合三維建模制作系統、VR設備、動漫制作技術和網絡技術等，實現三維動漫與虛擬環境的交互。多種技術、設備的相互柔和，在動漫制作中形成中新的風格，通過傳統動漫制作與虛擬現實相結合，優化傳統三維動漫制作中存在的弊端，提升三維動漫制作的靈活性、逼真性和工作效率，促進三維動漫制作的發展。

2.1 三維建模系統

動漫制作的過程中，建模是必不可少的步驟。通過對現實世界的模擬，星蟲一種數據模型，這種數據模型即是利用了虛擬現實技術。數據模型的建立中，需要在很大程度上提升虛擬與現實的關聯性，做到模擬的對象與現實領域緊密相關。動漫制作建模過程，采用方法通常是將物理建模、景物外觀建模、虛實融合建模和行為建模相結合的方式。景物外觀建模主要以景物外觀作為建模中的模型模仿對象，通過幾何、材質、光照信息、圖像等完成模型建設。景物外觀建模中，各種模型需要充分逼真，與現實景物一致。比如，建模中要保證物體的動力學特征，保留物體變形過程，通過虛實融合方式，以計算機生成與真實景物一般無二的模型。通過計算機模擬現實景物，在建模速度和效率上更高，而靈活性與逼真度更加接近。建模前，為了使模型數據信息與現實景物相同，需要利用三維掃描儀掃描實物，形成三維數據，并以三維坐標點集方式存儲、應用，因此，建模更加具有逼真效果。

2.2 運動捕捉系統

處理計算機動畫過程中，應當注重合理調節動畫制作，但是手工調節需要投入大量的人力物力，且對于人才的需求也十分嚴格，從而對制作周期造成了延遲，限制動畫的真實性。所以，通過運動捕捉系統，對顯示動作進行捕捉，將真實動作信息搜集到建模系統中，在建模中直接利用各種動作信息，生成各種接近真實的動作畫面，實現動漫作品中動作的真實感，保證動漫作品的可觀賞性。這種運動捕捉系統，不僅能夠有效提高動畫的真實性，還可以實現縮短年周期和節約資金投入作用，目前，運動捕捉系統于三維動漫中得到了一致認可和好評，應用范圍廣闊[3]。

2.3 運動數據調節技術

進行動漫制作過程中，為了更好的生成人體動畫，通常需要借助運動學控制以及動力學控制原理，尤其是反向運動學，在三維動漫中的應用效果理想，通過人體運動規律實現人體動畫的生成。但是，人體動畫生成時容易受到運動難度的限制，極大的約束了運動協調的模擬性，從而致使圖像生成不真實，沒有合理的運動細節。所以，應當通過運動捕捉技術，有機結合計算機動畫、光學、機械、電子、以及圖形學等技術，設置跟蹤器，于運動體內部，并用捕捉系統跟蹤器予以跟蹤，得出位置，其次，通過計算機處理軟件處理得到的數據，實現滿足用戶需求的有關動畫制作數據。識別計算機數據后，相關制作師可通過數據驅動三維模型生成動作，并且實現控制運動土體和鏡頭調整的功能。運動捕捉系統中，能三維動畫驅動的模型中直接調入數據并予以編輯，實現數據與模型之間的有機搭配。

由此可見，在提升三維動漫制作時所需要的逼真性方面，需要通過多種方式相結合，借助運動捕捉系統獲取的數據對三維動漫制作進行調節，通過加強調節技術的應用，集合采集數據捕捉特點，經過編程語言對數據處理分析，并加注插入與疊加方式修改數據，從而實現方向動力學與前動力學之間的相互轉換，簡化程序、節約三維動畫的制作時間。在多次調節后，保證數據滿足三維動畫制作需要。通過對調節機制的不斷研究，總結出符合大部分需求的骨骼系統，協調協調前動力學與方向動力學之間的關系，滿足不同骨骼對調節技術的選擇，提升對運動信息調節處理的規范性和工作效率。應用調節技術過程中，應當把握整體的功能強化與功能復雜化程度之間存在的平衡位置，將多種技術相互融合，達到相互協調，相互關聯的效果，完成三維動漫制作的調節任務[4]。

3 三維動漫制作虛擬環境的建設要點

為促使三維動漫制作有更大的進步，就需合理的使用虛擬現實技術，以便能夠將動漫制作、虛擬相互結合，以提高三維動漫虛擬環境的良好建設。高校動漫教學開展的過程，應以科研、教學兩方面出發，同時還應給予三維動漫制作教學更多的關注。為從根本上確保教學的質量，應幫助學生準確地把握動漫的制作，這時可有效地利用虛擬實驗室，以此提高教學的效果。動漫虛擬實驗室建設時，需不斷的結合教學實際開展情況，當前社會發展的趨勢、先進的技術等，摒棄以往實驗室的觀念，構建具有一定規模的實驗室。主要需將三維動漫虛擬環境突出，以三維動漫、網絡虛擬實驗出發，并根據專業教學實驗，加強對虛擬環境的建設。以便為學生提供良好的學習動漫制作的環境和條件，以便讓學生感受動漫和虛擬試驗的差異。

為加速三維動漫制作虛擬環境的速度，應將運動捕捉系統的多個攝像頭實行合理的放置。通常情況下，將其設置為房間的四周頂部位置。立體投射系統投影設備，可安裝于房間頂部的中間位置，立體投射屏幕可靠墻進行布置。三維掃描儀，安置于房間左右部位，其他相關的設備（系統計算機、網絡、相關設備等），可設置在屏幕對面墻壁一側，以保證整個房間中間，能夠提供充足的空間設置虛擬交互的環境[5]。

經本次研究對系統設計理念的分析，合理的使用運動捕捉的展示方式、技術、人機交互等技術，構建了層次清晰、真實和動漫人物相互互動體驗的條件和環境。與此同時，體驗區提供實踐的機制能夠有效的檢驗自身對動漫科學知識和學習方法的掌握情況，以及運用狀況，進而可從根本上深入普及對動漫及虛擬技術。

4 結束語

信息技術的快速發展，為三維動漫制作營造了良好的條件，同時推動了國內三維動漫制作的發展速度。客觀來講，三維動漫的制作即為藝術、技術相結合的產業，能夠促進我國國民經濟的快速發展，滿足現代人們對于高科技產物的需求，加速三維動漫在市場的競爭力，為我國動漫業的發展，奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 林挺.三維動漫制作與虛擬現實結合技術研究[J].教育，2015（31）：263-263.

[2] 朱婭晶.三維動漫制作與虛擬現實結合技術研究[J].蘭州教育學院學報，2013，29（11）：23-24.

[3] 單懷軍.三維動漫制作與虛擬現實結合技術研究[J].電子技術與軟件工程，2014（11）：184-184.

[4] 孫革發. 3DS MAX與虛擬現實構建過程中的融合[J]. 電腦知識與技術， 2012， 8（15）：3701-3702.

[5] 石永琪. 基于虛擬現實的交互實驗設計和實現[J]. 電腦知識與技術， 2013（8）：1968-1974.