導(dǎo)語：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)3D動畫場景平面設(shè)計(jì)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集人工智能、人體交互和計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一身的科學(xué)技術(shù)。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展更加快速了技術(shù)更新，與此同時(shí)，人們對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用需求也隨之增長。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用范圍不斷增加，其在3d動畫場景平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更是促進(jìn)了3D動畫行業(yè)的發(fā)展，為人們打開了新世界的大門，在一定程度上，該技術(shù)的應(yīng)用也促進(jìn)了我國社會的進(jìn)步與發(fā)展。基于此，將兩者之間的關(guān)系作為入手點(diǎn)對其設(shè)計(jì)方法與具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；3D動畫場景；平面設(shè)計(jì)

三維重建技術(shù)的出現(xiàn)讓越來越多的人看到了平面設(shè)計(jì)的新曙光，二維場景的簡單應(yīng)用已經(jīng)不能滿足人們的使用需求。目前來說，我國多數(shù)3D動畫場景的重建都是將觀察者本身作為中心點(diǎn)的，這在一定程度上限制了動畫場景的呈現(xiàn)深度。基于此，有必要對動畫場景背后全部信息提取等問題進(jìn)行思考。與此同時(shí)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用范圍及對3D動畫場景平面設(shè)計(jì)影響的不斷增加，計(jì)算復(fù)雜、3D動畫場景畫質(zhì)較低及資金投入較大等問題也不斷凸顯。基于此，很有必要對基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3D動畫場景平面設(shè)計(jì)過程等進(jìn)行回顧與反思。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫場景平面設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，其發(fā)展及應(yīng)用需要使用多種軟件及硬件。3D動畫場景平面設(shè)計(jì)究其本質(zhì)就是工作人員利用3D軟件對虛擬世界進(jìn)行構(gòu)造，在此過程中，工作人員需要時(shí)刻遵循平面設(shè)計(jì)的特殊要求及場景及案例的特殊構(gòu)造，并且需要以作品為主對其進(jìn)行材質(zhì)增加或打光等操作。部分3D動畫場景平面設(shè)計(jì)圖還需要進(jìn)行運(yùn)動軌跡的設(shè)定。設(shè)計(jì)工作結(jié)束以后，計(jì)算機(jī)通過自動計(jì)算對動畫進(jìn)行處理，從而輸出。就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身而言，其主要是為人們創(chuàng)建虛擬世界，從而為更多的客戶提供良好的個(gè)人體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在3D動畫場景平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如能夠使人們從多元化的角度感知世界，為其提供完整的視覺感受、聽覺感受與觸覺感受。與此同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的處理還讓人們極可能真實(shí)地感知虛擬世界中的各種畫面，交互性極強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過3D模型的建設(shè)誕生的。虛擬世界模型的建立往往是通過建模軟件實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)處理畫面及圖像輸出過程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用能夠?yàn)?D動畫場景的平面設(shè)計(jì)提供諸多思路。由此可見，兩者之間是相輔相成的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在人們對3D動畫技術(shù)使用欲望不斷增強(qiáng)的背景下產(chǎn)生的，主要是為了滿足人們對于平面空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自由交互的愿望。嚴(yán)格意義上來說，兩者之間具有一定的相似性，部分專業(yè)人員認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是3D動畫場景設(shè)計(jì)的延展。自由交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫場景平面設(shè)計(jì)互補(bǔ)的主要表現(xiàn)。相對而言，3D動畫場景平面設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)作品的藝術(shù)性，但在交互性方面有所缺乏，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合有效地彌補(bǔ)了這一不足，不僅確保作品的藝術(shù)表現(xiàn)力不受影響，也為大眾提供了良好的交互體驗(yàn)。

23D動畫場景平面設(shè)計(jì)方法

目前，我國常用的3D動畫場景平面設(shè)計(jì)方法主要有改進(jìn)方法和雙目視覺法兩種。有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，對上述兩個(gè)不同的方法下動畫場景點(diǎn)的云計(jì)算時(shí)間進(jìn)行對比結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者的計(jì)算時(shí)間更具優(yōu)勢。之所以如此是因?yàn)椋摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫平面設(shè)計(jì)的結(jié)合通常是在以動畫場景深度信息為中心的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的支撐下完成的。此過程需要加強(qiáng)對動畫場景圖像特征的觀察，用辯證的觀點(diǎn)對三維點(diǎn)云之間的關(guān)系等進(jìn)行系統(tǒng)分析。之后，在ICP法的指引下優(yōu)化動畫場景圖像點(diǎn)云的配置，從而獲取最終的三維點(diǎn)云，具體數(shù)值如圖1所示。此后，通過對上述兩種方式下3D動畫場景平面設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)參數(shù)的定位距離方誤差進(jìn)行辯證分析與計(jì)算，改進(jìn)方法同樣具有優(yōu)勢。如圖2所示。這主要是因?yàn)榛谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)下得3D動畫場景平面設(shè)計(jì)要想獲取最終的域權(quán)值及灰度域權(quán)值就必須對動畫場景圖像徑向、切向畸變下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，通過多次迭代對上述內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)償處理，最后利用雙邊濾波法進(jìn)行適當(dāng)處理。在現(xiàn)階段及未來的3D動畫場景平面設(shè)計(jì)過程中需要采用上述方案。即首先通過網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的建立及數(shù)據(jù)分析完成深度坐標(biāo)值的獲取，據(jù)此對動畫場景的深度圖像進(jìn)行繪制與重建。該過程還能夠在潛移默化中完成對平滑噪聲的預(yù)處理。將動畫場景圖像特征點(diǎn)與三維點(diǎn)云關(guān)系的分析作為入手點(diǎn)，對動畫場景圖像的三維特征點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)。ICP法的應(yīng)用使得3D動畫場景模型構(gòu)建的精準(zhǔn)度大大提升。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在3D動畫場景平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫場景平面設(shè)計(jì)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)在虛擬環(huán)境中建設(shè)指定場景。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的實(shí)用還能夠在場景建設(shè)過程中快速發(fā)現(xiàn)問題并指導(dǎo)有關(guān)工作人員確定解決方案，這對于產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展來說是尤為重要的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在3D動畫場景平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也能夠幫助人們更加深入地對作品的內(nèi)涵進(jìn)行理解與體會，真實(shí)地感知現(xiàn)實(shí)場景的巨大魅力。不論是通過3D動畫場景平面設(shè)計(jì)還原歷史畫面還是對新的事物進(jìn)行設(shè)計(jì)都能夠凸顯兩者結(jié)合的現(xiàn)實(shí)意義。

3.1建模

建模是3D動畫場景平面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在此過程中，工作人員往往利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對動畫人物模型機(jī)動畫場景進(jìn)行簡單的制作，必要時(shí)工作人員還會聯(lián)合人機(jī)交互、動畫人物模仿等技術(shù)強(qiáng)化系統(tǒng)，不斷增強(qiáng)平面設(shè)計(jì)的真實(shí)程度，優(yōu)化質(zhì)感體驗(yàn)。事實(shí)上，在技術(shù)應(yīng)用之前，工作人員必須對設(shè)計(jì)工作完成所需要的各種素材進(jìn)行匯總與分類。一般來說，3D動畫場景平面設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中通常包含諸多建筑物與自然場景元素。這些元素的收集通常需要航拍，此時(shí)對其素材內(nèi)容進(jìn)行篩選就十分有必要。這主要是因?yàn)椋摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫場景平面設(shè)計(jì)的結(jié)合需要大量的真實(shí)數(shù)據(jù)作為支撐點(diǎn)，一方面增加平面設(shè)計(jì)的真實(shí)程度，另一方面也確保客戶的使用體驗(yàn)。建模過程中，工作人員通常會將物體發(fā)生形變的過程保留下來，這主要是為了不斷觀察物體動力學(xué)的各種特點(diǎn)，從而更好地為場景設(shè)計(jì)服務(wù)。除此以外，三維掃描儀的使用也是建模過程的關(guān)鍵，其同樣是為了增加平面設(shè)計(jì)的真實(shí)性，增加靈活狀態(tài)，同時(shí)對掃描所產(chǎn)生的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與分析。

3.2動作捕捉

動作捕捉的內(nèi)容往往是普通攝像機(jī)很難拍攝到的，通過三維動畫制作軟件動作捕捉系統(tǒng)對物體運(yùn)動信息進(jìn)行跟蹤實(shí)現(xiàn)的。此過程同樣需要經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理并對所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。工作人員通過對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析了解運(yùn)動物理的真實(shí)狀態(tài)從而有針對性地進(jìn)行調(diào)整。這樣的設(shè)計(jì)不僅能夠確保實(shí)際場景的還原，還能夠讓客戶親身參與其中，逐漸拉面物體與客戶之間的距離。自然變化的場景與真實(shí)的視覺感受、觸覺感受等讓客戶身臨其境。當(dāng)然，動作捕捉的完成及3D動畫平面場景的設(shè)計(jì)也有通過手動調(diào)制實(shí)現(xiàn)的，但該調(diào)制方法不僅會浪費(fèi)大量的時(shí)間，降低動畫制作效率，還需要大量的人力資源，源源不斷地投入資金。很顯然，這樣的設(shè)計(jì)方法并不是最佳選擇。虛擬技術(shù)與3D動畫場景平面設(shè)計(jì)的結(jié)合不僅大大減少了資金的利用，還提升了平面設(shè)計(jì)的效率，動畫設(shè)計(jì)的真實(shí)性也得到了加強(qiáng)，動畫制作的經(jīng)濟(jì)型得以凸顯。3.3調(diào)節(jié)根據(jù)客戶不同的需求及制作內(nèi)容的不同，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫場景平面設(shè)計(jì)往往粗腰采用不同的組合形式或制作方式。與此同時(shí)，工作人員還需要對動作捕捉系統(tǒng)獲取的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察與分析，從而更加有目的性地對實(shí)用技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)一步提升場景設(shè)計(jì)的真實(shí)感。3D動畫場景平面設(shè)計(jì)中調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠幫助工作人員把握數(shù)據(jù)特點(diǎn)，插入與疊加等方式的應(yīng)用還能夠達(dá)到修整數(shù)據(jù)的目的。數(shù)據(jù)調(diào)整完成之后，一方面要保證該數(shù)據(jù)組能夠滿足制作需求，另一方面還要根據(jù)此數(shù)據(jù)組對后續(xù)平面設(shè)計(jì)的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)。在平面設(shè)計(jì)難度較大且摻雜元素較多的情況下，該調(diào)解機(jī)制的應(yīng)用能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供能夠適用于多種情況的應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠完成前向動力學(xué)的調(diào)節(jié)，還能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行反向動力學(xué)調(diào)節(jié)，避免了工作人員的人工選擇。這樣的設(shè)計(jì)方式會大大增加場景平面設(shè)計(jì)的規(guī)范性，有助于工作效率的提升。值得提醒的是，部分工作人員在3D動畫場景平面設(shè)計(jì)過程中過于重視功能的強(qiáng)化，忽視了復(fù)雜程度的調(diào)整，使得整體系統(tǒng)較為雜亂，亦或者注重復(fù)雜程度的調(diào)整，忽視了功能的完善及畫面的強(qiáng)化。這就要求工作人員使用計(jì)算機(jī)技術(shù)等進(jìn)行調(diào)整時(shí)注重尋找功能強(qiáng)化與復(fù)雜程度之間的發(fā)展平衡。

4結(jié)語

在3D動畫場景平面設(shè)計(jì)過程中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對于動畫畫面真實(shí)性的增加及生動性的凸顯尤為重要，兩者的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合不僅能夠大大減少資金的投入，還能夠縮短動畫制作時(shí)間，給予客戶更好的使用體驗(yàn)。不論是在調(diào)節(jié)過程中，還是動作捕捉過程中兩者之間都是互補(bǔ)的發(fā)展關(guān)系。事實(shí)證明，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動畫平面場景的設(shè)計(jì)對于三維動畫整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所起到的促進(jìn)作用是無可替代的。要想實(shí)現(xiàn)三維動畫產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有關(guān)工作人員還需要在工作過程中加強(qiáng)對功能強(qiáng)化與復(fù)雜程度之間平衡點(diǎn)的考量，最大程度上實(shí)現(xiàn)質(zhì)感與量感的雙贏，為三維動畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來更多的機(jī)遇。

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作者：李艷麗 單位：汶上縣高級職業(yè)技術(shù)學(xué)校