三维仿真技术在动画中的应用

刘 佳

海口经济学院,海南海口 570000

三维仿真技术在动画中的应用

刘 佳

海口经济学院,海南海口 570000

随着计算机技术的不断发展，整个世界都进入了数字时代和网络时代。计算机技术的发展不仅推动了政治、经济、文化的发展，还艺术视觉领域，计算机技术也为动画制作带来了新的发展机遇。传统的二维动画的主体地位已渐渐被三维技术所取代。本文针对三维仿真技术的特点，分析其在动画制作中的运用。

三维技术；质感；视觉；动画

动画作为一种应用广泛的艺术形式，已经在我们的日常生活中得到广泛的普及，虽然动画作为一种艺术形式而存在的寿命不过百年，但它的起源却非常悠远，可追溯到距今二三万年的远古时代。动画作为人类文明中的宝贵财富，是集现代性和复古性的艺术形式之一。如今随着科技的不断发展，动画技术已经深入到我们日常生活的各个角落，在我们的生活中，尤其是娱乐消遣中占有极大的比重。动画技术变幻莫测，却又与我们的生活紧密相连。现代的动画，不仅仅只是作为一种艺术而存在，动画产业也渐渐站稳了脚根，得到了很好的发展。如今，由于电脑技术不断向这高科技发展，动画产业也深深受其影响，逐渐完成了由二维动画向三维动画的转变。三维仿真技术为动画的发展提供了更广阔的发展空间和更大的竞争力。三维仿真技术在动画中的运用，值得我们对其进行深入的探讨，并对其应用进行研究。

1 三维仿真技术的含义

三维仿真技术即我们所称的3D动画，随着影视制作的需求和软件技术的布点发展，三维仿真技术应运而生，并受到业界的欢迎。三维动画的制作模式如下：首先，设计师根据操作的实际需要，在计算机内建立一个虚拟空间，虚拟空间建成后，按照脚本或者客户需求，设计师对角色或者场景进行相应的设计和表现，再依据现实生活中的经验，根据人物、事物的动作、状态对其运动的方向和轨迹进行模拟设计，设计完成后，再对人物进行蒙皮、事物进行细节的勾画设计。在完成对人物和事物的塑造后，便可依据脚本来进入运动状态，形成一个极具动感和现实感的三维动画。

2 三维仿真技术的特点

1）对于无法完成的实景拍摄，三维动画可对其进行模拟，以排除危险因素；2）三维动画的制作不似实景拍摄，易受天气及气候的影响；3）对于操作人员的物性以及硬性技术要求较高可以用三维动画进行模拟，降低成本 ；4）可进行随意变更，回炉再造周期短；5）对于实拍来说，成本更易控制；6）通过三维动画代替危险性较高的镜头 ；7）对无法重现的镜头进行三维模拟；8）美化产品，达到特效制作；9）三维仿真技术制作时间与场景实拍相比较而言，时间长，处理精细。并且制作越精细越逼真，成本越高。

3 三维仿真技术的在动画中的应用

三维技术在动画制作中得以广泛运用，不仅仅是由于电脑技术以及软件操作技术所带来的便捷性，除此之外，三维技术在动画中的运用突破了传统二维技术制作的局限性，使屏幕内的内容更加丰富、更加动感，并且能够给人耳目一新的感觉，因此三维技术在画面的制作中，得以更广泛的推广及运用。[2]三维动画不仅仅是对于动画片的运用，还可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等。

三维技术在动画的应用中，主要是对现实事物的虚拟再造以及不存在事物的合理想象。由于三维动画存在着自身优势，被越来越频繁地运用到动画制作中。三维技术的发挥，使得动画领域得以不断发展和拓展。

一部完整的动画制作不仅仅如我们在荧幕上看到的那样简单，总体上，动画制作分为前期策划、中期制作、后期合成三个方面。[3]

在动画制作流程中，不论是前期策划的剧本及角色的设置、中期制作中道具及场景的布置，还是后期合成中特效即片头片尾的制作等等，都离不开三维技术的运用。

3.1 三维技术在前期策划中的运用

制作短片之前，剧本的选择非常重要。剧本决定了人物设计、情节结构以及故事发展的主线和副线。在前期工作中，剧本确定后，根据剧情，制作人员会写出文字分镜头，并对画面与镜头进行相应的融合和分配，以使剧情连贯，构成完整的叙事。在此期间，三维技术无需发挥太大作用，只用于动画完成之前，画面效果以及人物形象的的预估作用等等。

3.2 三维技术在中期制作中的作用

在中期制作中，三维技术开始派上较大的用场。其中包括道具、角色的设计，角色骨骼的绑定、蒙皮等等。中期制作流程任务量庞大，场景的复杂程度、人物的个性化、道具的精确性都为三维技术的运用提供了宽阔的空间。

在道具场景的设计工作中，主要运用Polygon，NURNS，SUBDIV三种技术对道具进行建模工作，并根据剧情以及故事的风格，设计出相应的模型，与场景需求相匹配，在模型设计过程中，应充分利用三维技术。[4]刻画出道具的棱角和轮廓，使物体看起来更鲜活、更接近实物。

在人物角色设计中，为了体现角色的个性化和人物特征，制作过程总共分为两部分：首先利用三维技术进行角色建模，其次利用三维技术进行角色的材质贴图制作。在角色的建模过程中，不仅仅是对人物形象的设计，还有关于人体结构、肢体运动、肌肉走势等等，都应注意变通。本项目中主要运用的是Polygon技术，制作好人物模型后，在完成相应的细节设计。

人物模型设计好后，要对骨骼进行绑定，而后进行人物的蒙皮，以达到仿真效果。在这一过程中，先从人物躯体的主干开始运作，再经由四肢、头部，进入Animation应用，使用骨骼组建命令进行骨骼的接合。在蒙皮环节，运用pain-skin-weights-tool，对人物进行蒙皮。蒙皮及骨骼设计完成后，即可对人物做出表情设定，肢体语言设置等等。

制作动画的过程中，主要是运用三维技术完成，主要包括非线性动画、路径动画、关键帧动画、驱动关键帧动力学动画、运动捕捉等等。主要的技术运用还是应依据动画短片的特点、剧情走向、人物设置等等，挑选出与实际需求相适应的三维技术。

3.3 三维技术在后期制作中的作用

后期制作主要包括特效和音效的制作渲染。在特效场景的制作环节中，主要是运用After Effects工具制作与场景相符的特效现象，以丰富画面，增加动感。音效及合成相对简单，只需要在音效剪辑软件中输入原材料，仅是适当的合成剪辑，便可适用于动画中。

4 结论

随着电脑技术的不断发展，三维技术已在动画制作中得到了越来越广泛和灵活的运用。三维技术已经深入了动画制作的整个流程之中，并以其高度的灵活性使得动画的特技制作越来越娴熟，使动画具备了更好的品质。在动画的发展历程中，只有不断投入三维技术的使用，使创造性的思维方式与精湛的三维技术相结合，方能不断推进动画产业的发展和应用，从而呈现出更多的优秀作品。

[1]王军.动画技术大[J].兵器工业出版社,2011：35.

[2]王俊伟.3DMAX标准教程[J].清华大学出版社出版,2013：56.

[3]于鹏.PHOTOSHOP7.0[J].清华大学出版社出版, 2013：78.

[4]魏奇.数字角色与动画[J].海南出版社,2012：56.

J2

A

1674-6708（2015）138-0070-02

刘佳,研究生,讲师,研究方向：计算机多媒体技术