虚拟现实技术在三维动画制作中的应用

杨仁林

摘要：科学的发展带来了技术的进步，与之同行的是三维动画技术与虚拟现实技术的发展与深入。本文对虚拟现实技术在三维动画制作中的应用进行了分析，阐述了两者的含义与特点，并从三个方面分析了虚拟技术是如何在这一工作中应用的。以期本文的研究可以给三维动画制作工作提供一定的参考，推动这一行业的长远发展。

关键词：虚拟现实;三维动画;动画制作

引言

三维动画中由于虚拟现实技术的应用实现了一种全新的展现方式，提升了其艺术表达效果，表现形式也因此实现了多样化。由于这一技术的应用，受众在欣赏三维动画时，其视觉、听觉、触觉等多个感官同时作用，给予其真实世界的感受，是一种全新的体验。可以说虚拟现实技术推动了三维动画的发展与进步，尤其是与人工智能的融合，促使其可以更好地满足用户的个性化需求。

一、虚拟现实技术与三维动画的相关概述

（一）虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术实际上就是虚拟世界与现实世界的结合，站在理论的角度而言，虚拟现实技术是一种计算机仿真系统。其是利用计算机技术生成的一种模拟环境，由于其真实度较高用户会产生与现实世界一样的听觉、触觉以及嗅觉，因此容易沉浸在其中。实际上虚拟技术就是将人们现实生活中的各种数据，利用计算机技术产生各种电子信号，然后在将其与各种输入设备结合起来。如此人们就可以看到或感受到与现实世界相同的现象，但这些现象可以是现实存在的物体，也可以是人们肉眼所无法观察到的物质。这些现象是人们不能直接看到的，是通过计算机技术、图像处理技术以及传感器技术生成模拟现实生活中的世界，因此被称为虚拟现实。

虚拟现实技术的特点体现在以下几点：

第一，感知的多元化。人们在虚拟现实的环境下，其感受并非只有单纯的听觉或触觉，而是多元化的感受，同现实世界的感触相同。而这一多多元化的感知是由于虚拟现实的系统中匹配了与人相同的视觉、听觉、触觉等多种运动传感器。正式由于这一因素才导致了人们能够在虚拟现实系统中进行有效互动，同时也提升了这一系统的真实性，实现了仿真的目标。

第二，有着较强的交互性。在虚拟现实系统中并非是人对这一系统有单方面感触，人在这一系统中做出的动作都可以获得相系统的回应，有着明显的交互性特点。需要提出的一点是虚拟现实系统中的交互活动不是单纯通过键盘、鼠标等就可以实现的，人们进入到这系统要佩戴特制的头盔、眼镜以及数据手套、关节感应器等。这样其活动才会被系统快速感知，并给其做出回应，而人们也才能更真实的感受到这些回应，做出在真实世界中的反应，实现交互。

第三，沉浸感较强。正式由于虚拟现实系统有着上述多元化感知与交互性特点，才使得人们能够深深地沉浸在这一系统中。实际上系统之所以能使得人们产生这些感受是由于计算机生成的三维图像、仿真环境声效的存在。人们在这一系统中的任何反应都会通过硬件传感设备反馈给计算机，计算机在接受信息并经过数据处理之后，就会将其传输给头盔、眼镜等。如此人们能够沉浸在其中也就不足为奇了。

（二）三维动画技术

随着计算机技术的不断发展，其软件和硬件系统也逐渐得到了优化，依托与这一技术的进步就出现了三维软件。利用计算机中的三维软件可以构建一个虚拟的世界，而这也就是三维动画的形成。首先动画制作人员会根据要求制作一个角色模型以及其所处的特定场景，结合角色的定位和具体需求给其添置特殊的材质与灯光效果。为了更好的展示角色，并让这一角色“动起来”则还需要根据角色的动作、运动轨迹以及摄像运动等来设计其动画参数。在完成上述环节之后，计算机就会自动的根据参数要求来运算与渲染，进而实现动画的输出。

当前我国三维动画技术在不断的发展与进步，已经完全可以对现实世界中的人物、动物等等真实村在的事物进行模仿。此外，三维动画技术的应用范围也十分的广泛，在军事、教育、娱乐以及医学等等领域都可以看到其身影。例如在影视剧、动画视频的制作中，三维动画的技术的应用在实际效果与经济效益上都起到了巨大地推动作用。例如在拍摄一些爆炸场景、战争情景时，利用三维动画技术不但可以展示出更加真实的场景，并且其还操作简单便捷，节约了制作成本。

将三维动画技术与虚拟现实技术结合，一些设计人员设计的虚拟情景动态化展示出来，人们可以通过网络、电视、电影等平台观看到。这两个技术的结合应用确保了设计人员可以对虚拟情景、情境中的人物以及摄像机角度等等进行有效控制。就目前而言，我国的三维动画技术的应用基本不会受到客观因素的影响，并且随着计算机技术的不断更新，其还展示出了巨大的发展空间。

二、如何在三维动画制作的过程中应用虚拟现实技术

（一）在三维动画建模中应用虚拟现实技术

三维动画制作的过程中其首要步骤即为建模，這一环节的质量直接关系着整个动画制作的成败，其关键性、重要性可见一斑。在建模环节，技术工作人员工作的重点为结合需求或要求完整动画人物模型与场景，虚拟现实技术具有人机交互的特点，利用其可实现动画人物的灵活展示。完成三维动画建模主要包含两个步骤：

第一，收集素材。此环节中主要手机动画中人物与场景的素材，技术工作人员要结合要求在网络与现实中寻找相关素材或者是以此来激发自己的创作灵感。一些工作人员有时甚至会选择航拍，选择一些和动画场景相关的建筑物、自然景观或者是现实社会的场景来拍摄。然后将这些资料进行分析与整理，这些即为三维动画模型制作的重要依据，同时这些也给虚拟技术的应用提供了重要的参考。

第二，应用虚拟技术实现三维动画建模。为了保证动画中人物形象的鲜活性，各个场景变化的合理性，技术人员会保留物体的形变过程，其还会对其物理动力学的特征进行观察。这一环节是至关重要的，对技术人员的要求也较高，需要其应用计算机技术实现对实现事物的高度模拟，甚至是还原。完成这一工作才能实现三维动画建模，也才能通过对现实场景的模拟提升建模的工作效率。实际上在这一过程中虚拟现实技术和三维动画技术是交叉应用的，技术人员还需要采用三维动画技术对事物进行扫描。进而会产生三维坐标，将所得的精准数据进行存储，就可以给虚拟现实技术的应用提供数据依据，保证建模工作的真实性。

（二）在动作捕捉系统中应用虚拟现实技术

三维动画是立体的更是动态化的，这样才能更加逼真更加能吸引人的注意，而动态化的实现就离不开虚拟现实技术。在这一过程中技术人员需要利用虚拟现实技术对物体的运动轨迹等进行动态捕捉，如此其才能够在模拟现实时有可靠的参考。完成了动态捕捉后，计算机系统会自动计算出其相关数据，制作人员在结合这一数据对运动的物体进行调整，促使其更加符合设计需求。这工作也给后续导演的拍摄工作奠定了基础，其可以在任意地点来放置镜头，如此一来一些难以拍摄的镜头也就顺利的完成了。这样原本人们虚构的一个世界就变得更加的清晰与真实，缩短了与真实世界的距离，尤其是这种自然的镜头转化。一些令人震撼的场景则更加真实，给人以身临其境之感，这也是近年来立体电影、电视受欢迎的原因之一。

（三）在三维动画调节中应用虚拟现实技术

将虚拟现实技术应用在三维动画的制作中，人们需要把握住以下几点：第一，掌握各种动画制作技术，并且可以在制作过程中根据具体需求交叉应用，或结合应用。第二，明确工作的关键环节，例如动作捕捉系统，这工作中获得的数据信息是后续工作开展的参考和依据。第三，发挥调节技术的作用，提升虚拟现实技术的效果，让虚拟的场景、人物等更加真实。三维动画调节工作可以看做是一个完善、优化的环节，其需要工作人人员对现有的数据信息进行整理与分析。然后再通过插入法或叠加法等对其进行细微的调整或修改，这一切自然是通过计算机技术来实现的。调节工作并非是一次就可以完成的，需要工作人员有耐心和细心，经过多次反复的调节，确保这些数据信息最大限度的满足制作的需求。此外，为了提升这一工作效率，工作人员还可以对方向动力学、前动力学等进行有效协调，使得信息数据的处理更加有规划性。

结论

综上所述，虚拟现实技术在三维动画制作工作中发挥了十分重要的作用，其优化了动画的展示效果，同时还提升了其工作效率。工作人员要重视这一技术，且在工作与应用的过程中不断积累经验，优化技术，促使其更好的推动我国动画事业的发展。

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