VR制圖網(wǎng)絡(luò)課件中三維動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)探究

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【摘要】三維動(dòng)畫(huà)和虛擬技術(shù)都可以說(shuō)是新型數(shù)字化科技分化的兩個(gè)關(guān)鍵組成部分，它們的顯著特點(diǎn)是虛擬化、多樣化和程序化。隨著計(jì)算機(jī)科技的飛速發(fā)展，三維動(dòng)畫(huà)及其虛擬技術(shù)也得到了推廣和普及。因此，如何合理結(jié)合這兩項(xiàng)技術(shù)，梳理和總結(jié)三維動(dòng)畫(huà)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍，對(duì)于更好地將高科技技術(shù)用于社會(huì)的發(fā)展和生活中，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序與現(xiàn)實(shí)的有效結(jié)合具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章對(duì)vr繪圖網(wǎng)絡(luò)課件中三維動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討和分析。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù)；三維動(dòng)畫(huà)；應(yīng)用分析

0引言

VR技術(shù)和三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)有一些相似之處，VR技術(shù)的發(fā)展也將應(yīng)用三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)解決方案來(lái)提高場(chǎng)景制作的真實(shí)性。同時(shí)，VR技術(shù)也將運(yùn)用于三維設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)立體感，兩者的結(jié)合獲得了眾多行業(yè)的關(guān)注和科學(xué)研究，也正逐漸走近大家的日常生活。本文重點(diǎn)討論的是VR技術(shù)與三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的結(jié)合與應(yīng)用。

1VR與三維動(dòng)畫(huà)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)分析

三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)方案和VR技術(shù)都是基于電子信息技術(shù)發(fā)展的設(shè)計(jì)方案方法，彼此之間存在技術(shù)重疊的顯著特征。首先，三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)方案和VR技術(shù)在解決界面時(shí)會(huì)使用虛擬計(jì)算機(jī)程序流程，目的是將形象轉(zhuǎn)化為可以解決的內(nèi)容和設(shè)計(jì)方案，從而構(gòu)建具有實(shí)際效果的整體體驗(yàn)。其次，從這兩個(gè)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程來(lái)看，科學(xué)研究是以每個(gè)人的要求為管理中心進(jìn)行的，隨著科技進(jìn)步的發(fā)展，這兩個(gè)技術(shù)性變得越來(lái)越重要。它們被應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€(gè)角落，在一些行業(yè)中也得到了結(jié)合。例如，在BIM技術(shù)中，構(gòu)建物理模型的整個(gè)過(guò)程不僅采用三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)方案，還模擬了實(shí)際工作內(nèi)容。VR技術(shù)在當(dāng)時(shí)的應(yīng)用，讓每個(gè)人都能更真實(shí)、準(zhǔn)確地獲取工作內(nèi)容中的信息內(nèi)容。

2三維動(dòng)畫(huà)在基于VR的繪畫(huà)網(wǎng)絡(luò)課件中的應(yīng)用

2.1在動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作中的應(yīng)用

在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的整個(gè)過(guò)程中，工作人員要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)三維模型，以提高對(duì)各種技術(shù)的分析和應(yīng)用，提高主界面的真實(shí)感。根據(jù)控制技術(shù)編寫(xiě)動(dòng)畫(huà)內(nèi)容，并依靠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的插入和重疊來(lái)調(diào)整管理系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，確保三維動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)信息及時(shí)應(yīng)用，可以更穩(wěn)定地提高動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的水準(zhǔn)。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在三維動(dòng)畫(huà)實(shí)體模型構(gòu)建中的應(yīng)用

建立物理模型是使用VR技術(shù)的基礎(chǔ)，也是磨煉大家技能和綜合水平的關(guān)鍵方法。為更好地保證最好的三維動(dòng)畫(huà)展現(xiàn)效果，應(yīng)做好以下工作：一是創(chuàng)建游戲模型和動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景，根據(jù)現(xiàn)代科技手段，盡快打造真實(shí)、有效、強(qiáng)大的虛擬化技術(shù)場(chǎng)景，為客戶互動(dòng)創(chuàng)造便利。二是，在整個(gè)使用VR技術(shù)的過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)畫(huà)仿真和相應(yīng)技術(shù)細(xì)節(jié)的討論?；谠械慕?jīng)驗(yàn)和技術(shù)專(zhuān)業(yè)的動(dòng)畫(huà)編寫(xiě)方法，界面展示更加靈活，讓每個(gè)界面的轉(zhuǎn)換也更加流暢。三是，根據(jù)界面和人物元素，將物理模型創(chuàng)作所需的元素有機(jī)結(jié)合，尋找相關(guān)的信息內(nèi)容素材，根據(jù)高清航拍得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理的動(dòng)畫(huà)攝影。四是，根據(jù)實(shí)際情況盡快掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，掌握動(dòng)畫(huà)編寫(xiě)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，有利于進(jìn)一步提高界面的編寫(xiě)水平。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)物追蹤中的應(yīng)用

VR技術(shù)要有效地用于動(dòng)畫(huà)制作。根據(jù)對(duì)象跟蹤管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)掌握對(duì)象的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)具體工作所需的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的對(duì)象跟蹤。同時(shí)，盡快調(diào)整物體的運(yùn)動(dòng)方式，依靠VR技術(shù)調(diào)整一些以前無(wú)法進(jìn)行的鏡頭，讓大家可以及時(shí)在場(chǎng)景的具體位置進(jìn)行定位和方向的改變視角。

2.4通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)制作軟件的動(dòng)作捕獲系統(tǒng)物體的運(yùn)動(dòng)信息

將VR技術(shù)引入三維動(dòng)畫(huà)的整個(gè)編寫(xiě)過(guò)程，讓普通相機(jī)無(wú)法拍攝，借助三維動(dòng)畫(huà)制作軟件的動(dòng)作捕獲系統(tǒng)就能追蹤到物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，再利用計(jì)算機(jī)及時(shí)處理信息后成功得到動(dòng)畫(huà)制作所需的數(shù)據(jù)資料。動(dòng)畫(huà)制作人員識(shí)別出這類(lèi)數(shù)據(jù)信息后，可以適當(dāng)調(diào)整運(yùn)動(dòng)的對(duì)象，最終保證導(dǎo)演在整個(gè)制作過(guò)程中可以將鏡頭放置在各個(gè)部位，如此有利于讓觀眾參與其中，最大限度縮短了觀眾和畫(huà)面之間的距離。

2.5在三維動(dòng)畫(huà)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

VR系統(tǒng)只需要依靠相應(yīng)配備的計(jì)算機(jī)，學(xué)生就可以通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)與虛擬物體實(shí)時(shí)交互，實(shí)際操作非常簡(jiǎn)單生動(dòng)。雖然這種虛擬場(chǎng)景與實(shí)際的自然環(huán)境并不完全一致，但學(xué)生在操作過(guò)程中也非常容易受到外界自然環(huán)境的影響，無(wú)法絕對(duì)投入虛擬的情況，但是這種類(lèi)型的虛擬機(jī)給學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn)是非常相關(guān)的，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本不高，簡(jiǎn)單方便，會(huì)有利于在教學(xué)階段普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)造和應(yīng)用，為綜合實(shí)踐課程提供了便利，尤其是一些抽象的課堂教學(xué)課程和風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高的實(shí)驗(yàn)課程。三維虛擬機(jī)形成的栩栩如生的高維空間，可以激發(fā)學(xué)生的積極性，對(duì)課堂教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)產(chǎn)生虛擬的、具體的指導(dǎo)，有助于學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

3VR的制圖網(wǎng)絡(luò)課件中三維動(dòng)畫(huà)的運(yùn)用實(shí)踐

3.1三維建模系統(tǒng)

當(dāng)今流行的造型方法包括人物模型、景觀外觀模型和實(shí)虛結(jié)合模型。景物外觀模型的關(guān)鍵是對(duì)景物外觀的信息內(nèi)容進(jìn)行建模，如幾何圖形、圖像、材質(zhì)、燈光效果等；真實(shí)與虛擬模型的結(jié)合，可以將實(shí)際室內(nèi)空間的真實(shí)自然環(huán)境與電腦中的虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。似乎風(fēng)景自然地融合在一起。對(duì)于上述建模，可以根據(jù)三維掃描儀的實(shí)線獲得物體坐標(biāo)和三維智能立體模型。表面的三維數(shù)據(jù)信息就是物體的三維坐標(biāo)點(diǎn)集，這個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)集叫作點(diǎn)云（PointCloud），然后優(yōu)化生產(chǎn)加工，合理提高模型的協(xié)調(diào)性和保真度，提高工作效率.

3.2運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)

光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)軟件（MotionAnalysisMAC三維system-tem）可以創(chuàng)建物體姿態(tài)和重心數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)軟件。整個(gè)過(guò)程的第一步是在健身運(yùn)動(dòng)對(duì)象的關(guān)鍵部位設(shè)置定位跟蹤器，并開(kāi)發(fā)相機(jī)位置。校正后用攝像頭捕捉藝術(shù)家身體關(guān)鍵部位的光點(diǎn)，采集藝術(shù)家的姿勢(shì)，然后生成合理的圖像素材圖片。將這張圖像素材圖片轉(zhuǎn)換成的光斑通過(guò)計(jì)算機(jī)求解，在虛擬三維空間中進(jìn)行跟蹤配對(duì)，最后經(jīng)過(guò)后期制作，捕捉三維空間中的軌跡細(xì)節(jié)，并且可以根據(jù)捕獲再次準(zhǔn)確定位軌跡。動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)者可以立即將健身運(yùn)動(dòng)捕捉到的數(shù)據(jù)信息添加到三維動(dòng)畫(huà)中，以推廣三維模型。通過(guò)健身運(yùn)動(dòng)的技術(shù)性捕捉到的健身運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，可以減少動(dòng)畫(huà)的人工編輯，可以創(chuàng)造出非常自然的動(dòng)畫(huà)效果。

3.3數(shù)據(jù)調(diào)控系統(tǒng)

運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的科學(xué)研究歷史悠久，尤其是針對(duì)肌肉骨骼健身運(yùn)動(dòng)。技術(shù)比較齊全。從人體動(dòng)作的跟蹤、捕捉、識(shí)別，到畫(huà)面的變換和調(diào)整，所有操作步驟一應(yīng)俱全。一個(gè)比較完整的解決方案，但是由于自身的特點(diǎn)，還存在一些不足。對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題，可以使用一些手機(jī)軟件（如FilmBox）來(lái)處理，但是由于大多數(shù)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)師都不太好用這種軟件，所以在中間導(dǎo)入導(dǎo)出比較不方便。角色動(dòng)畫(huà)一般將動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型兩種技術(shù)運(yùn)用到動(dòng)畫(huà)中，特別是動(dòng)力學(xué)中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)學(xué)被廣泛應(yīng)用于三維動(dòng)畫(huà)的制作中。這種控制系統(tǒng)利用人體運(yùn)動(dòng)的身體規(guī)律性轉(zhuǎn)化為動(dòng)畫(huà)，但由于體能運(yùn)動(dòng)規(guī)律性高度多樣化，特別是體能運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的真實(shí)模擬難度很大，因此體能動(dòng)畫(huà)是自動(dòng)生成。事實(shí)并非如此，在真正的健身運(yùn)動(dòng)中，缺少許多更豐富的信息內(nèi)容要點(diǎn)。因此，動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)者可以在電子計(jì)算機(jī)識(shí)別出數(shù)據(jù)信息后調(diào)整相機(jī)鏡頭，促進(jìn)三維模型向動(dòng)畫(huà)的轉(zhuǎn)換，從而準(zhǔn)確地操縱物體的運(yùn)動(dòng)。他們還可以根據(jù)第三方軟件編寫(xiě)，將數(shù)據(jù)和信息與動(dòng)畫(huà)相結(jié)合。實(shí)物模型在手機(jī)軟件中配對(duì)。

4結(jié)語(yǔ)

隨著高科技技術(shù)的迅猛發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不僅可以將平面結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)，而且可以為界面智能系統(tǒng)處理方法提供技術(shù)支持。同時(shí)，VR技術(shù)也完成了人與虛擬畫(huà)質(zhì)的交互體驗(yàn)。它是一種基于三維動(dòng)畫(huà)快速發(fā)展的智能化高科技技術(shù)，三維動(dòng)畫(huà)和VR技術(shù)又都有著各自的特征及適應(yīng)領(lǐng)域。相信，兩者的有機(jī)結(jié)合，可以促進(jìn)兩者的進(jìn)一步完善和發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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作者:李娜 李欣 單位:石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院傳媒藝術(shù)系