虚拟现实技术在动画行业中的走势探析

2022-07-07欧阳陆异

数字通信世界 2022年6期

欧阳陆异

（福建江夏学院，福建福州 350108）

1 虚拟现实技术应用的意义

得益于虚拟现实技术的进一步发展，其在教育、医疗、游戏、娱乐、网络直播及动画创造等方面随之得到大范围的运用。在教育领域，虚拟现实技术的运用能使本身不易掌握的知识点通过更为直观和形象的模式展现在学生们面前，使其获得沉浸化感受。在医疗领域，虚拟现实技术的运用能借助对病人身体结构的完美再现，可使主治医生在虚拟环境中展开手术前的模拟，进而减少实际手术风险，并能对药物的化学反应进行实景模拟，使医药研发工作者对药物反应的过程进行良好管理与控制，准确分析药理，确认药物的稳定度与可信度。在网络直播领域，虚拟现实技术的运用能将传统二维平面直播模式转变成三维全景直播模式，使观众和直播内容更接近，让观众获得面对面互动的真切感[1]。在动画创造领域，虚拟现实技术的运用能利用其和三维动画的相融，对实际动画环境进行完美再现，使观众获得全新沉浸式的观影感受。

2 全景镜头和传统动画镜头的区别

2.1 在虚拟现实中剪辑

在虚拟现实里，一帧不再是平面，而是一个球面，去包裹观众，而球面要想连接只能层层相包。这会导致很多部分变成潜在帧，所以有可能很多地方都是辛苦做出来的，可是观众只能且只看到一个点，对其他的地方进行忽略。为了解决虚拟现实全景画面镜头的这个问题，就要用画面焦点的连接方式对剧情方面进行推动。与传统动画镜头相比，在镜头相对保持不动的状态下，虚拟现实动画将延后更强烈的视觉元素。比如《入侵》这部虚拟现实动画短片里，对峙的兔子与外星人对观看的观众来说，是在前后两个视角，要使观众想不停察看二者的动作，就必须前后左右不停大幅度动作，观看感受并不会舒适。

图1 虚拟现实动画《Invasion!》Baobab Studios

2.2 虚拟现实全景画面镜头的处理

当处理第一人称视觉时，虚拟现实镜头会更容易让观众拥有代入感。因为传统的平面镜头画幅有局限性，其视野宽广度与人眼所看到的范围有很大差距，会让观众的视野被动缩小控制在一个很小的视野里，这样的结果，以及没有办法将观众头部运动进行一个实时反馈，所以在处理第一人称视觉时，其镜头将会没有真实的代入感。如在《生化危机7》这个游戏里，玩家的各种体验可以算是完全接近真实的第一人称扮演的感觉[2]。

2.3 虚拟现实的全景画面镜头视角

与虚拟现实的镜头相比，当需要对小范围内的镜头内容进行一个集中的表现时，传统的平面镜头会更方便视线的聚焦。因为当虚拟现实的全景画面镜头在表现这方面时，其视角方向改变有很大的自由度，所以不少情形下会让视觉焦点有一定的转移，从而对镜头内容里相对重要的细节以及表演进行转移，以至于观众的整体观感有些脱节。面对这样的情形，《Henry》这部虚拟现实动画短片进行了尝试，对于可能会让观众的视野范围超出主要故事情节所展现的画面[3]，可增加一个弱光，让观众的视线能不停落在故事的主要画面，防止以上脱节现象的产生。见图2。

图2 虚拟现实动画短片《Henry》中正常画面和场景外弱光效果对比

2.4 虚拟现实场景画面内容

在传统的镜头里，重头戏只是将最终观众能看到的画面制作出来就行，只做观众能看到的，放到画面里，就是所能看到的背景与角色，至于其他的东西都通过镜头的剪切进行组合。但是在虚拟现实的全景镜头里，则是所有与故事发展相关的元素都必须在当前场景里进行展现，即使从观众的视线看，视野里并不包含这些元素，它们也会按照之前设定的方式进行运动，从而推动剧情开展。当传统影视作品里的镜头语言出现在虚拟现实全景镜头中时，也会有相应的效果转变。其中的推拉镜头摇身一变，在虚拟现实场景里成为了远离或者接近被摄目标。而且摇镜头在两种镜头中的表达也是不一样的，在传统镜头里，摇镜头是事先设定好的画面范围，可是放到虚拟现实全景镜头里，摇镜头则是让观众头部的转动拥有相似效果。比如《Pearl》这部动画短片，可以观察到汽车内部空间以及相对位置都大体一致，所有镜头剪切都在外部[4]。通过镜头剪切车外的场景，能够看出女儿在年龄增长中的各种变化，有小时候傍晚的田边，有夜晚的高速公路，有早晨的林间小路，有黄昏的山群隧道，利用不间断的场景切换和不断增长年龄的女儿，看出父女二人一直都在流浪。见图3。

图3 动画短片《Pearl》 Spotlight Story

3 虚拟现实技术在动画方面应用的主要特征及优势

虚拟现实技术的优势体现在：首先是让内容更为形象。相较于原有的动画创造，虚拟现实技术带来的画面维度更广，利用对气氛、声音、空间、距离、气味等信息的感知，让用户置身其中，全面沉浸在计算机构建出的虚拟环境中，得到很好的感受。其次，原有动画创作不能很准确地捕捉到动作，而VR在传感器技术中的广泛应用，能更准确地捕捉到所有的人体动作，即使是一个微小的眼神变换、一根手指的移动均能被十分准确地捕捉并进行识别，然后在虚拟环境中同步，让用户得到良好的感受。最后，虚拟现实技术在处理运动后期数据时，能设计出部分较难的运动镜头，生产极具视觉震撼力的动画画面，从而深入增强用户的观影感受。

4 虚拟现实技术在动画行业中的走势探析

4.1 软件与硬件的支持

只有充分发挥出软、硬件功能，利用丰富的软、硬件不断增强虚拟现实技术的长处，体现出最好的状态，虚拟现实技术才能在动画行业里达成不断发展的目标。对于软件方面而言，不但需要普通型软件，也需要一些有关生产虚拟环境的工具。从优势上而言，需要具有可以实时接收传递的数据，并能方便人们更好地进行观察，优化调整立体图形，把有关信息和图形处理软件等有机相融，构建出良好的网络集成环境。从硬件方面来看，要具备以下三个方面：一是高性能计算机。如果要全面发挥出虚拟现实技术的长处，必须具备高性能计算机，对图像展开良好的处理，减少在视觉方面出现的延迟现象，以使用户能获得真实性更高的动画体验。二是追踪定位系统。这个系统其实就是对头部动作等进行跟踪，借助传感器将所有的肢体动作数据进行良好传输，加大了信息之间的交换。最后是触觉反馈装置。借助对角色反馈装置的应用，既能保证介入者可以与有关信号接触，还能接收到触觉等的感知。

4.2 立体显示技术

立体显示技术可以增强影视动画中的视觉效果，有时候还能增强其的真实性，把视觉和审美等有机结合。在创作过程中，立体显示技术尽管能发挥出十分关键的作用，不过从根本上而言，此技术所具有的复杂性较高。每一个人的双眼距离都存在差异，由此形成了视觉上的不同，使人们对于图片影像等的感受存在相应的区别。不过，当视觉和感受的区别体现在大脑里时，通常会形成更立体的物体影像。可见，在实际生活中可以借助三维立体眼镜来复原与辨识不同的影像，从而使视觉效果更具有真实感。借助对立体显示技术的应用，可以把虚拟场景进行真实化呈现。同时在显示模式中应利用三维立体眼镜增强观众的观影效果。另外是串行式立体显示模式。在相应频率范畴中，借助交替显示模式可以让动画更为真实。

4.3 三维虚拟声音技术

在虚拟情境中，只有具备实时声音，才能满足观众的听觉体验需求，并有助于观众对场景中的声源方位进行感受。可见，三维虚拟声音技术可以增强观众的观影体验，借助声音方位了解实际状况，使动画更为真实，调动观众对于影片的观看兴趣，对动画中的角色心理变换进行感知，并确定此角色的行为目的等。一般来说，三维虚拟声音技术基本借助以下三种形式来加以体现。首先，借助三维虚拟声音技术能实现与动画中事物的彼此交流与互动，虽然欠缺相应的真实感，不过提供出审美、感受及接收等真实性体验，使观众可以对影视动画里面表述出的思维观念及主题等有所领会。因此，在未来的发展过程中，借助现代化设备及技术可以和虚拟环境里的角色或实物等完成实时的互动，既能增强观众的体验，也可以为虚拟现实技术的进步提供全新环境。其次，借助三维虚拟声音技术能实现各种数据的有效传送，使观众对影片的内容更易于掌握，领会影片的思想内涵。最后，借助三维虚拟声音技术，会给视觉信息带来显著改变，既能增强环境的多元化，还能使观众获得全新的体验，增强了视觉上的效果。

4.4 环境建模技术

虚拟现实技术在三维动画制作的应用过程中，应该构建出三维动画建模体系，同时借助虚拟现实技术和三维建模系统的有机相融，使三维建模系统的运用更具高效性，同时还可以最大化增强三维动画的构建效果。在运用虚拟现实技术时，应该在三维建模系统构建中设置人物模拟区块，在对人物动画进行设计时，通过VR生物模拟区块设计，最大化增强动画角色的三维制图效果，增强人物动画运用的前景。若想使三维立体模型更为真实，必须明白虚拟环境和影像的关键作用，通过建立三维立体模型，能获得与日常生活相关的信息，从而掌握观众的审美特点与发展准则，依托其在视觉上所具有的功能来提升视觉效果。同时，虚拟环境模型构建技术主要适用于场面比较巨大的科幻或三维立体的影片场景中，不过对一般类型电影来说，无须运用太多技术。

4.5 虚拟影像技术

得益于时代的发展，随着《星球大战》等诸多影片的推出，虚拟影像技术也得到了推动。特别是在后期发展过程中，在影视动画的创造中对数字化虚拟影像技术进行了应用，而这是原有虚拟影像技术无法企及的。相对而言，虚拟影像具有涉及范围广的特征，涵盖了前期创作、现场拍摄和后续制作等。在前期创作中，通过虚拟影像技术把有关场景、视觉及剧情要素等呈现出相应场景，使视觉效果得以提升。