虛擬現實技術在三維動畫制作中的應用

楊仁林

摘要：科學的發展帶來了技術的進步，與之同行的是三維動畫技術與虛擬現實技術的發展與深入。本文對虛擬現實技術在三維動畫制作中的應用進行了分析，闡述了兩者的含義與特點，并從三個方面分析了虛擬技術是如何在這一工作中應用的。以期本文的研究可以給三維動畫制作工作提供一定的參考，推動這一行業的長遠發展。

關鍵詞：虛擬現實;三維動畫;動畫制作

引言

三維動畫中由于虛擬現實技術的應用實現了一種全新的展現方式，提升了其藝術表達效果，表現形式也因此實現了多樣化。由于這一技術的應用，受眾在欣賞三維動畫時，其視覺、聽覺、觸覺等多個感官同時作用，給予其真實世界的感受，是一種全新的體驗。可以說虛擬現實技術推動了三維動畫的發展與進步，尤其是與人工智能的融合，促使其可以更好地滿足用戶的個性化需求。

一、虛擬現實技術與三維動畫的相關概述

（一）虛擬現實技術及其特點

虛擬現實技術實際上就是虛擬世界與現實世界的結合，站在理論的角度而言，虛擬現實技術是一種計算機仿真系統。其是利用計算機技術生成的一種模擬環境，由于其真實度較高用戶會產生與現實世界一樣的聽覺、觸覺以及嗅覺，因此容易沉浸在其中。實際上虛擬技術就是將人們現實生活中的各種數據，利用計算機技術產生各種電子信號，然后在將其與各種輸入設備結合起來。如此人們就可以看到或感受到與現實世界相同的現象，但這些現象可以是現實存在的物體，也可以是人們肉眼所無法觀察到的物質。這些現象是人們不能直接看到的，是通過計算機技術、圖像處理技術以及傳感器技術生成模擬現實生活中的世界，因此被稱為虛擬現實。

虛擬現實技術的特點體現在以下幾點：

第一，感知的多元化。人們在虛擬現實的環境下，其感受并非只有單純的聽覺或觸覺，而是多元化的感受，同現實世界的感觸相同。而這一多多元化的感知是由于虛擬現實的系統中匹配了與人相同的視覺、聽覺、觸覺等多種運動傳感器。正式由于這一因素才導致了人們能夠在虛擬現實系統中進行有效互動，同時也提升了這一系統的真實性，實現了仿真的目標。

第二，有著較強的交互性。在虛擬現實系統中并非是人對這一系統有單方面感觸，人在這一系統中做出的動作都可以獲得相系統的回應，有著明顯的交互性特點。需要提出的一點是虛擬現實系統中的交互活動不是單純通過鍵盤、鼠標等就可以實現的，人們進入到這系統要佩戴特制的頭盔、眼鏡以及數據手套、關節感應器等。這樣其活動才會被系統快速感知，并給其做出回應，而人們也才能更真實的感受到這些回應，做出在真實世界中的反應，實現交互。

第三，沉浸感較強。正式由于虛擬現實系統有著上述多元化感知與交互性特點，才使得人們能夠深深地沉浸在這一系統中。實際上系統之所以能使得人們產生這些感受是由于計算機生成的三維圖像、仿真環境聲效的存在。人們在這一系統中的任何反應都會通過硬件傳感設備反饋給計算機，計算機在接受信息并經過數據處理之后，就會將其傳輸給頭盔、眼鏡等。如此人們能夠沉浸在其中也就不足為奇了。

（二）三維動畫技術

隨著計算機技術的不斷發展，其軟件和硬件系統也逐漸得到了優化，依托與這一技術的進步就出現了三維軟件。利用計算機中的三維軟件可以構建一個虛擬的世界，而這也就是三維動畫的形成。首先動畫制作人員會根據要求制作一個角色模型以及其所處的特定場景，結合角色的定位和具體需求給其添置特殊的材質與燈光效果。為了更好的展示角色，并讓這一角色“動起來”則還需要根據角色的動作、運動軌跡以及攝像運動等來設計其動畫參數。在完成上述環節之后，計算機就會自動的根據參數要求來運算與渲染，進而實現動畫的輸出。

當前我國三維動畫技術在不斷的發展與進步，已經完全可以對現實世界中的人物、動物等等真實村在的事物進行模仿。此外，三維動畫技術的應用范圍也十分的廣泛，在軍事、教育、娛樂以及醫學等等領域都可以看到其身影。例如在影視劇、動畫視頻的制作中，三維動畫的技術的應用在實際效果與經濟效益上都起到了巨大地推動作用。例如在拍攝一些爆炸場景、戰爭情景時，利用三維動畫技術不但可以展示出更加真實的場景，并且其還操作簡單便捷，節約了制作成本。

將三維動畫技術與虛擬現實技術結合，一些設計人員設計的虛擬情景動態化展示出來，人們可以通過網絡、電視、電影等平臺觀看到。這兩個技術的結合應用確保了設計人員可以對虛擬情景、情境中的人物以及攝像機角度等等進行有效控制。就目前而言，我國的三維動畫技術的應用基本不會受到客觀因素的影響，并且隨著計算機技術的不斷更新，其還展示出了巨大的發展空間。

二、如何在三維動畫制作的過程中應用虛擬現實技術

（一）在三維動畫建模中應用虛擬現實技術

三維動畫制作的過程中其首要步驟即為建模，這一環節的質量直接關系著整個動畫制作的成敗，其關鍵性、重要性可見一斑。在建模環節，技術工作人員工作的重點為結合需求或要求完整動畫人物模型與場景，虛擬現實技術具有人機交互的特點，利用其可實現動畫人物的靈活展示。完成三維動畫建模主要包含兩個步驟：

第一，收集素材。此環節中主要手機動畫中人物與場景的素材，技術工作人員要結合要求在網絡與現實中尋找相關素材或者是以此來激發自己的創作靈感。一些工作人員有時甚至會選擇航拍，選擇一些和動畫場景相關的建筑物、自然景觀或者是現實社會的場景來拍攝。然后將這些資料進行分析與整理，這些即為三維動畫模型制作的重要依據，同時這些也給虛擬技術的應用提供了重要的參考。

第二，應用虛擬技術實現三維動畫建模。為了保證動畫中人物形象的鮮活性，各個場景變化的合理性，技術人員會保留物體的形變過程，其還會對其物理動力學的特征進行觀察。這一環節是至關重要的，對技術人員的要求也較高，需要其應用計算機技術實現對實現事物的高度模擬，甚至是還原。完成這一工作才能實現三維動畫建模，也才能通過對現實場景的模擬提升建模的工作效率。實際上在這一過程中虛擬現實技術和三維動畫技術是交叉應用的，技術人員還需要采用三維動畫技術對事物進行掃描。進而會產生三維坐標，將所得的精準數據進行存儲，就可以給虛擬現實技術的應用提供數據依據，保證建模工作的真實性。

（二）在動作捕捉系統中應用虛擬現實技術

三維動畫是立體的更是動態化的，這樣才能更加逼真更加能吸引人的注意，而動態化的實現就離不開虛擬現實技術。在這一過程中技術人員需要利用虛擬現實技術對物體的運動軌跡等進行動態捕捉，如此其才能夠在模擬現實時有可靠的參考。完成了動態捕捉后，計算機系統會自動計算出其相關數據，制作人員在結合這一數據對運動的物體進行調整，促使其更加符合設計需求。這工作也給后續導演的拍攝工作奠定了基礎，其可以在任意地點來放置鏡頭，如此一來一些難以拍攝的鏡頭也就順利的完成了。這樣原本人們虛構的一個世界就變得更加的清晰與真實，縮短了與真實世界的距離，尤其是這種自然的鏡頭轉化。一些令人震撼的場景則更加真實，給人以身臨其境之感，這也是近年來立體電影、電視受歡迎的原因之一。

（三）在三維動畫調節中應用虛擬現實技術

將虛擬現實技術應用在三維動畫的制作中，人們需要把握住以下幾點：第一，掌握各種動畫制作技術，并且可以在制作過程中根據具體需求交叉應用，或結合應用。第二，明確工作的關鍵環節，例如動作捕捉系統，這工作中獲得的數據信息是后續工作開展的參考和依據。第三，發揮調節技術的作用，提升虛擬現實技術的效果，讓虛擬的場景、人物等更加真實。三維動畫調節工作可以看做是一個完善、優化的環節，其需要工作人人員對現有的數據信息進行整理與分析。然后再通過插入法或疊加法等對其進行細微的調整或修改，這一切自然是通過計算機技術來實現的。調節工作并非是一次就可以完成的，需要工作人員有耐心和細心，經過多次反復的調節，確保這些數據信息最大限度的滿足制作的需求。此外，為了提升這一工作效率，工作人員還可以對方向動力學、前動力學等進行有效協調，使得信息數據的處理更加有規劃性。

結論

綜上所述，虛擬現實技術在三維動畫制作工作中發揮了十分重要的作用，其優化了動畫的展示效果，同時還提升了其工作效率。工作人員要重視這一技術，且在工作與應用的過程中不斷積累經驗，優化技術，促使其更好的推動我國動畫事業的發展。

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