浅谈虚拟现实技术在三维动画制作中的应用

2023-01-17李登科

电视技术 2022年6期

李登科

（西藏民族大学，陕西咸阳 712082）

0 引言

目前，将虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术应用在三维动画制作过程中是整个动画制作领域的主要发展趋势。为了有效提高动画制作质量，相关工作人员需要利用虚拟现实技术来制作相应的动画内容。通过虚拟系统对动画制作进行模拟，以此来完善虚拟技术应用体系。

1 三维动画制作现状

目前三维动画制作技术在我国很多领域都得到了广泛应用，例如游戏、动漫以及广告等[1]。三维动画制作在实际发展过程中需要各种先进科学技术的支持，利用计算机技术和三维软件来构建动画模型。在实际制作过程中，按照规范要求构建具体模型，并在这些模型中加入材质与灯光效果，通过调整运动轨迹等相关参数。在完成这些步骤后，计算机系统会自动构建输出测量体系。除此之外，在三维动画制作过程中应用虚拟现实技术，能够为人们提供良好的交互体验[2]。

2 虚拟现实技术的应用特点

目前，虚拟现实技术的应用呈现出感知多元化、交互性强以及沉浸感较强等特点。虚拟现实系统包含完整的感官传感器，能够使人们在虚拟环境中得到更加真实的体验，从多方面获取想要了解的信息，在多维度感知体验的基础上与虚拟系统之间开展高效互动。此外，虚拟现实技术具有较强的交互性特点，能够将相关运动指令传输到虚拟环境中，这些交互活动并不是通过鼠标与键盘完成，而是借助VR 眼镜等虚拟现实感应设备实现[3]。通常，在计算机系统中所使用的感应装置可以实时监控人们的身体活动和眼睛活动情况，将这些活动数据上传到计算机系统，进而实现各种操作指令的下发。利用硬件传感设备将信息传递给计算机系统，这些信息经过综合处理后就可以传递到其他硬件设备中[4]。依靠仿真声效和三维图像，人们可以在虚拟现实系统中获得良好的沉浸感。具体优势体现在以下几点。

2.1 实现平面到立体的视觉转换

最初的动画制作都是2D 和3D 居多，这也使用户在空间内的视觉体验受到了约束。而随着现代化科学技术的快速发展，动画形式也开始变得越来越丰富，在三维动画出现之后，工作人员可以利用虚拟现实技术为用户打造一个更加真实的空间世界，用户可以随意转换视角，不仅满足了视觉需求，同时也将动画制作的最佳效果呈现了出来。

2.2 颠覆了传统动画制作观念

以往的动画制作过程都依靠艺术家的双手操作，需要先将图像运动过程绘制出来，随后将其呈现在画纸上，利用摄像机将画面的绘制过程拍摄下来，在后期制作过程中还需要完成底版冲洗和样片制作，不仅工序十分烦琐，而且会消耗大量的人力资源。而在三维动画出现之后，工作人员可以利用电脑系统来完成动画设想，在虚拟现实技术应用之后，画面将会更加逼真地呈现出来，使环境可以变得虚拟化，视觉传达也从平面转向于立体，改变了以往动画的创作模式。另外，动画制作环节还可以在虚拟现实技术的应用下塑造更好的人物立体效果。

除此之外，在虚拟现实技术不断发展的同时，VR 眼镜，能够与网络技术、多媒体技术和传感技术展开互动，成为人机交互的重要媒介，当前VR 眼镜在三维制作过程中包括桌面级和移动级两种模式，分别依靠的是手机和网络系统。

3 虚拟现实技术与三维动画技术的关联

3.1 主要区别

虚拟现实技术和三维动画技术的概念截然不同，为了能够科学合理地应用虚拟现实技术优化三维动画设计，必须提前了解两者之间的区别。三维动画设计主要利用计算机技术来播放预先处理过的静止图片，制作人员只需要将二维画面转化为三维画面即可，并不包括互动与其他智能化要点，也就是将普通的二维画面以三维方式播放出来。由于是单方面传达，因此并不能使人感受到更加强烈的真实感和现场感。而虚拟现实技术则是通过捕捉物体、环境和人体等动态化信息，经过计算机技术计算后形成更加完整真实的画面。在虚拟现实系统画面中，人们可以真实地感受到各要素之间的相互影响关系，而且画面中的人物表情能够变得更加细腻[5]。这些画面中包含了大量的数据，并且数据之间存在相互影响关系，比较符合客观世界的固有规律，并不是单纯依靠想象所形成的画面。然而，虚拟现实技术并不能完全脱离三维动画技术，在动画制作时依然需要利用三维动画技术去塑造画面，并对人物形象、景色和事物等要素进行详细刻画。

3.2 内在联系

虚拟现实场景主要以虚拟三维模型为基础进行构建，工作人员通常会采用MAYA 或3D MAX 等软件来构建虚拟现实世界模型。利用虚拟现实技术对动画模型进行不断完善，能够在图像输出时使其效果变得更加自然。三维动画技术和虚拟现实技术都需要对三维动画图形画面进行塑造，但是虚拟现实技术通过构建数据库能够将三维动画场景中的各种信息要素关联在一起。

4 虚拟现实技术在三维动画制作中的应用要点

4.1 重视受众体验

利用虚拟现实技术可以使用户在情景化场景中获得更好的感官体验，通过让观众参与到互动过程中，将个人感受和画面氛围紧密联系在一起[6]。在此过程中，从多个角度来感染观众，更好地满足用户的好奇心理，改变传统动画制作模式。此外，在三维动画具体制作过程中，要重视互动环境的创造，利用虚拟现实技术的沉浸性和互动性特点有效提高用户的视觉和听觉体验。

4.2 呈现空间感

在传统动画制作流程中，一般都会涉及影像变化。为了让观众和动画之间形成良好的互动关系，必须要重视空间感的呈现，将人物和空间更好地联系在一起，在实物和人物之间建立起良好的关系，确保虚拟世界和现实世界之间的阻隔变得更加模糊。

4.3 强化动画制作实践

在虚拟现实技术应用在三维动画制作过程中，一定要高效应用新技术，从用户角度去思考问题，结合具体情况来合理调整虚拟现实技术的应用计划，利用虚拟化环境创造出更加良好的交互氛围。同时，在日常三维动画制作过程中，必须要时刻总结工作经验，搜集并捕捉相关数据，结合现有的知识内容来优化三维动画制作技术，确保虚拟现实技术能够得到有效应用。

5 虚拟现实技术在三维动画制作中的具体应用策略

5.1 三维动画建模应用

在虚拟现实技术应用过程中，模型构建是十分重要的基础内容。首先，要制作出动画人物模型和动画场景，采用先进的现代化技术手段创设一个虚拟化环境，为用户的互动创造便利条件。在利用虚拟现实技术时，一定要重视动画模仿和技术研究，结合当前现有的工作经验和三维动画制作技术灵活呈现画面。其次，要结合三维动画画面素材和人物素材，将模型构建过程中的相关素材整合在一起，参考这些数据制作动画。在此基础上，还要结合现实需求来掌握虚拟现实技术的应用要点，主动学习与三维动画制作相关的知识，提高三维动画画面创作水平。最后，在三维模型创建环节尽可能保留物体原样。通过分析物理空间的动力特征，将网络系统和现实事物结合在一起，利用虚拟现实技术使模型应用更加灵活。

5.2 动作捕捉系统应用

在三维动画制作过程中，塑造出3D 模型后需要让模型动起来，使其能够更接近于日常的人和物。为了能够呈现出更加真实且灵动的动态效果，不管是人物表情还是肢体动作都需要进行捕捉。在此过程中，要求真人穿戴拥有感应点的服饰并根据动画制作要求去完成各种动作，这时系统中的模型也会做出相对应的动作，经过后期处理后就可以获取完整的动作数据。而针对建筑物或植物等元素，则要选择航拍的方式，在获取到影像资料后对其进行分析，优化模型物理效果，确保模型可以在运动状态下具有更强的真实性，不会呈现出违反物理规律的效果。

5.3 数据调节技术应用

利用数据调节技术开展三维动画制作时，在确保数据有效性的基础上对相关数据精准处理，在满足用户具体要求的同时，提高三维动画制作整体质量。此外，在数据识别之后，应用数据处理技术来处理信息，利用数据驱动来生成三维建模动作。在此之后利用计算机技术对细节进行调整，确保虚拟现实技术可以对动画运动物体进行有效控制。将具体数据融入到三维动画制作模型中，使处理工作可以变得更加高效。为了让三维动画场景制作更加逼真，还需要合理应用调整技术和计算机技术等对数据进行分析处理、集成，通过对插入或叠加数据进行修改，经过多次调整后确保数据可以满足实际应用需求。