论数字三维动画的视觉真实

张维

摘要：伴随着计算机技术的不断发展，数字三维动画成为了一种新兴的动画形式，最大的特征就是还原真实性，能在文艺理论研究的基础上，结合计算机图形图像技术，建立一種虚拟化的立体空间模型。该文从单点透视、光影分布、视觉质感以及运动表现四个层面对数值三维动画视觉真实感进行了详细描述，旨在为推动数字三维动画的全面发展。

关键词：数字三维动画；视觉真实；设计

数字三维动画建立了一种虚构的影像结构，呈现出的视觉真实感远远超过绘画和基于绘画形成的二维动画，整体影像更加的生动且多样化，使得观众能在自身经验基础上，获得更加真实的经验性感受。

1数字三维动画视觉真实之单点透视

由于我们生活在三维的宇宙空间内，对于图像的认知也是在视觉经验基础上的，但是在三维动画前，我们视觉经验中往往都是平面介质，例如绘画。然而，随着计算机作图功能的不断强大，制图者能借助更加多元化的逻辑结构将平面影像翻译为立体图形。

追溯立体艺术的发展历程，在3400多年以前，埃及画家绘制的《内巴蒙花园》引起了社会的广泛关注。画面中是一个被树木环绕的方形池塘，其最大的特点就是画家的视角，是从天空俯视的角度，形成了一个完美的矩形，且周围的植物以及水中存在的动物都形成侧面形态，在保留外部特征的同时，图像突破了统一的空间观念。从此以后，绘画技巧中开始出现重叠、透视缩短等现象，画法的升级具有重要的时代意义和价值。在保留形状信息的基础上，也实现了肉眼影像的实际记录，这也是单点透视的产生背景。在单点透视中，将视点作为绘画项目的关键点，在选定唯一视点后，画家要结合合理的想象，从视点的角度透过垂直玻璃板观察外界事物。也正是基于此，将视点和景物连接起来，在玻璃板中得出临摹状态的平面图像。正是由于单点透视的本质是几何原理的测绘方式，因此，人们普遍认为单点透视所描绘出的图像是最接近真实景物的绘画方式，相较于单纯重叠和透视缩短，单点透视能是实现图像的统一以及空间逻辑的规范化应用，在绘画图像中，景物的大小尺寸、位置结构以及空间方向等都具有了实际意义，需要严格遵循空间关系。针对不同元素，要保证约束和调配效果的完整性。

基于此，数字三维动画的画面更有效地应用了单点透视法，并且结合摄影方式的构图措施，真正发挥出了单点透视的优势以及价值。第一，相较于传统绘画工艺中单点透视的客观测绘，在数字三维动画中，要在绘画技巧基础上添加感觉成分。也就是说，绘画过程透视的意识中渗透了空间层次感，并不是单一化的依托手工绘制体现透视关系，而是借助计算机程序对集合规则进行全面渲染，确保画面满足透视上的数学精确性。第二，在数字三维动画中，视点和景物发生的任何动作都是相对应的，透视关系能在自动更新的同时，产生微妙变化，从而建立运动时差的效果。

2数字三维动画视觉真实之光影分布

要想提高数字三维动画的视觉真实感，光影分布结构和具体构成参数非常关键，光的存在是视觉现象的前提和基础，也是人们在讨论场景过程中最想关注的因素。光影不会改变物体的轮廓和本色，却能产生更加多元化的阴影梯度以及亮度分布，确保绘图整体结构的完整性。尤其是在图像制作领域，将形象基底和照明作用联系在一起，剥离出视觉理念的独特性，能在优化整体光影感受的同时，确保填充灰阶的完整性，另外，在光影分布结构中，明暗效果十分关键，是照明的产物，但当人们利用明暗画法时，却并不顾及光学规律，甚至在一些国外中世纪绘画作品中，人们无法有效判定光源的方位。基于以上的原因，在二维动画作品中，由于实际作品需要借助大量的绘制图像，若是再花费大量时间考量光影再现的效果，就会出现“顾此失彼”的问题。也就导致照明效果仅仅只是被粗略的表达，却并没有得到全面的发挥。

在数字三维动画中，利用计算机技术不会出现上述难以抉择的问题，尤其是在三维场景中，要添加照明效果，就要及时性的引入光源，并且保证虚拟存在符合光学法则。例如，在光学中，光沿直线传播的理论非常关键，在三维动画中能有效将其反映出来，不仅仅能准确的判定光源位置，也能建立景物投射出相应的阴影，那些和光线不垂直的物体则会出现明显的亮度衰退。这使得三维动画的光影分布效果更胜一筹。需要注意的是，已经有很多三维程序开始利用光线在不同表面进行反弹混合，真正推进光线和模型之间的深度互动，并且保证光学现象表达的完整性。

3数字三维动画视觉真实之视觉质感

在对三维动画视觉真实感进行研究的过程中，要针对具体问题展开深度分析和集中整合，确保信息视觉质感得以全面体现和优化。现实世界是物质世界，不同的事物由不同材料组成，视觉质感则是融合了反射率、透明度、高光效果以及表面机理。若是利用绘画很难有效且完整的表达出视觉质感，其构成因素的复杂性会对整体绘画作品产生影响，画家只能借助颜料的不同色彩和运笔方式力度进行调整。无论是哪种因素，对绘画的观察力和技巧都会提出更高的要求。

在数字三维动画中，借助虚拟材质就能对整个画面的质感进行有效的改良，其中，着色程序的研发和应用一定程度上提高了三维动画的整体观赏效果，实现了不同着色程序不同材质类别的目的。值得一提的是，由于不同着色程序中基本属性的差异，使得相应的质感效果也能更加多元化，有的能模拟金属的特殊光泽、有的能模拟透明材料中的内部折射等，且相关着色程序都具有参数化特征，能满足多项目可调项目和贴图通道并行的需求。当设置参数更改后，就能有效呈现出不同效果，在数字模拟三维虚拟着色算法还原后，其虚拟材质能借助再次渲染实现整体效果的优化。

4数字三维动画视觉真实之运动表现

动画最大的特征就是画面的运动效果，相较于传统的运动参数，利用数字三维动画具有非常大的技术优势。第一，数字三维动画结构中，基本的创作原理就是“关键帧插值”，不仅仅能有效压缩成本，还能保证影像的帧率，实现运动表现的平滑和流畅。第二，在数字三维动画中，动作调节能应用更加科学的方式进行传递和管理，能借助数学方式实现去量化和描述分析。第三，数字三维动画中，运动都是借助程序自动驱动完成的，保证物理真实性，实现整体效果和运动表现的全面升级，甚至是布料变形、肌肉收缩、液体流动等，只需要进行简单设定，软件就能实现相关操作。

5结束语

总而言之，在数字三维动画中，视觉真实感的意义和价值不容小觑，也正是由于其视觉真实感拉近了观众和影像因素之间的距离，在符合现实经验线索收集效果的同时，一定程度上实现整体艺术效果的升级。