游戏人物模型设计中VR技术的应用研究

◎蒋秋妍

VR技术（Virtual Reality），即虚拟现实技术，也可称其为“灵境技术”。顾名思义，即将虚拟和现实相结合应用实践的一项数字科学技术。从实际科学技术应用角度分析，VR技术以综合计算机图像技术为核心，运用计算机人机交互等手段，结合相关数字科学技术，生成在一定范围内与真实环境在感知等方面高度相似的数字化环境。

一、VR技术应用现状及未来发展

现在，VR技术正处于飞速发展阶段。随着我国经济的发展和科学技术的进步，现已广泛应用实践于诸多领域，譬如文化娱乐、军事、医疗等领域。VR技术最早起源于美国，早些年在技术的应用研究方面我国相较美国而言，还存在着较大差距。如今，随着我国数字计算机技术水平的显著提升，VR技术得到重视并在我国诸多领域广泛应用。目前，我国VR技术的应用研究工作进展相当顺利、迅速。我国科委国防科工委部已将VR技术作为国家科研工程中的核心工程。近几年各行各业的优秀科研人员也逐渐加入到VR技术的应用研究的队伍，我国VR技术的应用研究随着社会的发展和科技的进步取得了长足发展。

二、游戏人物模型设计

（一）游戏人物模型设计的基本过程

一个出色的游戏人物模型设计首先应该考虑的是游戏人物的形象及个性特征，因此作为设计者，要通过游戏人物的五官、脸形、发型、着装及肢体语言等方面来表现游戏人物的形象及个性特征。都说“眼睛是心灵的窗户”，在一个游戏人物模型的形象设计中，眼睛显得极为重要。而透过游戏人物的眼睛，使用者便可以猜测到这个游戏人物的心理及个性特征。通过这些特征的设定，游戏开发者就可以赋予这些游戏人物模型相应的出场方式及独特的人物背景和技能设定。

现在市面上最常见的建模软件有MAYA、3D MAX等，设计师和开发者通常会运用这些建模软件构建出一个游戏人物模型。在游戏人物模型制作的第一步，设计师会尽早设计出原创的人物角色画，并对人物角色设置、特征等有一定的框架。设计师通常先会通过纸和笔或是数位板，在纸上或电脑上手工绘制出一个游戏人物的三视图，然后设计师和开发者会通过相关建模软件，经过不断的优化调整，构建出一个完整的游戏人物模型。

（二）游戏人物模型实践应用中的不足

普通的游戏人物模型设计大多都采用MAYA、3D MAX等建模软件，再通过相关软件应用于游戏中。市面上最常见的游戏大多是三维游戏，譬如王者荣耀、和平精英等等。这些三维游戏虽然能够很好地运用三维技术展现逼真的游戏场景及环境，并带给用户良好的游戏体验，但是从用户的体验感和游戏的真实感角度分析，三维游戏并没有做到给予用户更好的游戏体验，缺少身临其境的沉浸感。

三、游戏人物模型设计中VR技术的应用

（一）游戏人物模型形象及个性特征设计中VR技术的应用

1.五官设计

一个好的游戏人物形象设计，必不可少的就是五官。现实生活中，每个人的五官都是不同的。游戏人物也如此，每个人物都有属于自己独特的五官。设计师可以在建好的模型的基础上通过使用VR技术对游戏人物的五官进行更立体，更细致的塑造，能够让每个游戏人物的五官更加鲜明，更加真实，从而使得用户在游戏享受过程中更有沉浸感。游戏人物五官的图像模型生成方法是建立在基于虚拟环境三维模型基础上，采用三维几何建模软件进行建模，结合虚拟现实技术，综合计算机图像处理，提高游戏人物五官及面部表情的真实度。针对虚拟游戏人物图形，提高成像效果。针对虚拟游戏人物五官设计，目前最为主流的技术有两种，一种是基于动态小生境半径两阶段多模态差分进化的动态游戏人物重建的方法，采用多尺度差分插值方法进行像素序列重排，提高对多模态人物图形的动态特征追踪能力；另一种是基于模拟退火算法优化的超分辨率游戏人物的激光全息投影VR重建技术，采用全息图压缩方法进行游戏人物的像素特征降维，通过仿射变换和Harris角点检测方法进行游戏人物图形的超分辨特征提取和重构，结合模拟退火方法进行人物的面部特征渲染，提高了图形重建的分辨率和逼真度。

2.服装设计

游戏人物形象设计中，服装设计也是重要的一部分。通过对游戏人物服装的设计，人们能够看出这个游戏人物的设计师所要表达的游戏人物的思想。如果光是采用建模软件，想要做到将人物与服装融合完美略显困难。如果在模型的基础上适当的运用VR技术进行优化，那么这个游戏人物的服装会和这个游戏人物模型很好地相融合，形成锦上添花的效果。设计师可以在虚拟空间里融合平面裁剪和立体裁剪修改游戏人物的三维服装效果，通过设置服装的样式、纹理、色彩等进行人体运动的模拟和仿真，结合VR技术实现交互式分解、拆装设计，再通过模型库调出游戏人物三维服饰模型，优化调整其服装样式。

3.肢体动作设计

肢体语言，又可称为身体语言。顾名思义，即是通过肢体动作表达语言。每一次不同的肢体语言都代表了游戏人物不同的心境。诸如垂头丧气的动作表达内心的沮丧失望，鼓掌拍手的动作表达内心的高兴喜悦等。如果仅仅使用建模软件设计人物的肢体语言，设计师在设计过程中很难想象到更加真实的画面，从而很难进行适当的优化调整，想要设计出更逼真的游戏人物模型就会较为困难。VR技术在应用于游戏设计时，能够通过对操作者语言和手势的识别，从而做出对应的动作和场景回应。因此设计过程中结合VR技术进行游戏人物肢体语言的设计会使设计师在设计游戏人物的过程中使游戏人物模型更加生动，更加逼真，活灵活现，从而带给用户更好的体验感。在人物肢体动作合成技术方面，哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像，解决了表情的合成和唇动合成技术问题，并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等 。如果未来将这项技术融入于游戏人物肢体设计中，将很好地提升游戏人物的逼真性，使游戏玩家更有身临其境的感觉。

（二）VR技术在游戏人物模型应用发展中的优势

首先，VR技术带给用户的是真实感和沉浸感，而在游戏人物模型设计中应用VR技术就是锦上添花。在游戏人物模型设计中应用VR技术很大程度上弥补了游戏人物模型设计的技术性不足。从设计师角度分析，在建模的基础上运用VR技术进行优化调整，可以使设计师在设计过程中更轻松，设计效果同样也会更好，更细致逼真；从用户角度分析，用户在使用结合VR技术的游戏时，体验感和沉浸感更佳，对游戏人物更有认同感，用户也会更喜欢享受结合VR技术的游戏。VR技术也能渐渐在游戏人物模型设计中普及。

（三）VR技术在游戏人物模型应用发展中的瓶颈

1.教育、科研方面

当前相关院校虽然设有艺术系，但设置VR技术相关专业的较少。其次，要有高水平的游戏人物模型技术制作就必须要吸收国际一流人才、同时培养大量的优秀人才。再次，因为VR技术是新兴技术，艺术类院系中师资力量不足，相关高校在VR上的资金投入较少，制约着VR的跨越发展。

2.用户端产品研发与软件方面

在目前已知公布售价的VR设备里，HTC vive售价799美元，Oculus售价599美元，而最便宜的索尼PSVR也要399美元。设计师和游戏开发者还应该考虑如何提高游戏人物模型制作中VR技术应用的性价比问题。如果能够大幅提高其性价比，那么游戏人物模型设计中VR技术的应用会越来越广泛。其次，过度依赖国外的软件及技术是我国VR技术应用的严重短板，必须引进、培养研发人员，加大投入才能使VR技术在游戏人物模型设计应用中有突破。

3.市场与社会需求方面

现如今，VR技术面临的一大困难是在其市场应用上。VR技术在游戏人物模型设计的应用上缺乏资金，所以市场应用就不够广泛，过于狭窄。根据第一家专注于VR文娱产业发展研究报道的B2B媒体—VRZINC创始人刘云说，在过去一年中，70%的VR硬件创业公司都倒闭了。

在市场需求端，就目前VR技术在游戏中的应用而言，市场还没有完全认可这项技术应用，各大游戏制作公司并没有完全结合VR技术进行游戏人物模型设计。在社会大众中，使用VR技术体验游戏的人也少之又少。随着VR成熟技术的广泛应用将会改变消费者的被动地位，让消费者选择自己的视角去观看、去体验、去感受，对于消费者来说，不仅视野范围更具有主动性，也更容易从主观角度产生情感共鸣。消费者产生共鸣必将助推VR技术的良性循环发展。

四、结语

目前我国在游戏人物模型设计中VR技术的应用还有不足之处，存在硬件、软件、师资力量、资金投入等方面的不足，随着科技的不断进步和国家的大力支持，游戏人物模型设计中VR技术的应用必将逐渐成熟，用户在游戏体验过程中的沉浸感和互动感也会更强，VR技术在人们的日常生活中也会渐渐地得到认可和普及。