VR技术与三维动画设计的融合体现及应用

林业胜

（福州理工学院，福建 福州 350000）

0 引言

VR技术也叫作虚拟现实技术，将其运用到三维动画设计制作中，不仅能在虚拟化的环境中构建真实的场景，而且可以在虚拟场景中发现问题并提出有效的解决对策，这对行业发展而言具有积极地促进作用。不管是还原传统历史场景还是凭借想象构建未来场景，三维动画与VR技术都展现出了独特的应用优势，因此在未来行业革新发展中必须要在全面了解这两项技术特征的基础上，根据实际设计需求合理运用相关技术。

1 VR技术与三维动画的关系

三维动画是随着计算机软硬件的发展而产生的一门新技术。工作人员可以在计算机平台运用这项技术软件构建虚拟的现实环境，且会遵守有关建设要求设计场景和角色的模型，并为他们的动作和运动轨迹进行设定。在完成上述操作后，计算机系统就会自动渲染和计算，最终得到动态且真实的场景画面。而VR技术作为当前科研技术发展关注的焦点，是一种可以构建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其中交互融合了多源信息数据，不仅能让用户真正沉浸到这一虚拟环境中，而且可以由此集成运用了人工智能、计算机图形以及仿真技术等多项先进技术[1]。不管是从实践应用角度还是基本概念入手分析，都可以发现两种技术是存在关联的。VR技术是人们为了对三维动画技术自由交互而提出的内容，因此将两种技术融合到一起应用推广，不仅能彼此互补，而且可以增强实际设计制作的真实感和体验感。

2 如何融合体现三维动画设计与VR技术

2.1 建模

建模作为三维动画设计制作中最为关键的环节之一，也是实践操作的基础内容。在这一阶段，动画设计与制作者最重要的任务就是在动画建模中利用VR技术完成场景和模型的设计，充分融入人机交互和动画人物模仿技术，促使人物变得更加生动和真实。在应用设计期间，工作人员要收集整理与场景和人物有关的信息素材。假设制作的场景模型涉及到建筑物或自然环境，工作人员要提前选择真实场景进行航拍，并将有关视频材料收集起来。大部分虚拟场景都需要依据真实数据来设计分析，这样有助于为VR模拟真实技术的应用提供有效帮助，以此提升三维动画的设计制作水平。在这一过程中，为了更好观察不同物体的动力学特征，工作人员需要保存物体形变的过程，同时为了让计算机构建模型与现实物体一致，可以利用模拟真实场景来提升建模的速度，并保障模型和现实具有相同性。除此之外，为了提升构建模型的真实性和灵活性，还要利用三维扫描仪来全面扫描真实物体，并根据三维坐标将相关数据储存起来。如下图1所示，其为当前常用的建模流程图：

图1 建模流程图

2.2 捕捉动作

在三维动画设计制作中运用VR技术时，以往难以利用普通相机进行拍摄的内容，可以结合三维动画制作软件捕捉跟踪动作信息。这类软件技术也被叫做动作捕捉系统。在利用计算机处理相关信息后，可以为动画设计和制作提供所需数据，而相关工作人员可以在识别这类数据信息后，对运动物体进行合理调节，以此确保导演在制作动画时可以随意安放镜头。由此得到的三维动画不仅能得到以往技术无法达成的画面，而且可以让观众在观看的同时产生真实感和体验感，以此缩短观众和画面之间的距离。在三维动画设计制作中，手动调节既消耗时间又浪费金钱，假设在动画制作期间需要消耗大量人力和物力来完成角色创作和场景设计，那么就需要设定较长的制作周期。而结合VR技术中的捕捉系统进行操作，能在控制成本和制作时间的基础上，获取大量真实且丰富的动画场景和人物形象[2]。例如，在制作《秦时明月》这部长篇三维动画时，工作人员就大面积运用了动作捕捉系统，让所有人物的动作变化更加接近于现实生活，有效解决了传统三维动画制作中人物动作过于僵硬的问题，全面提升了动画呈现效果的真实性，更丰富了动画内部环境，促使角色塑造更加生动和灵活。如表1所示，其为动作捕捉技术应用：

表1 动作捕捉技术应用

2.3 调节

VR技术与三维动画设计的融合运用，不仅要关注制作方式，还要充分展现动作捕捉系统获取信息的有效性，并依据调节技术提升呈现画面的真实感。在设计制作三维动画时运用调节技术，能在提升系统数据特征的基础上，使计算机在科学处理和应用中依据插入或叠加等方式修正数据。在多次调整后，数据在满足设计制作要求的基础上，工作人员要再次研究调节机制。由于运动捕捉角色模型需要进行多次且复杂的调节，所以工作人员可以选用适宜的骨骼系统，其不仅能进行前向和反向的动力学调节，而且可以针对不同运动调节需求进行设计制作。合理运用这一系统有助于让三维动画设计看起来更加规范，且能提升实践工作效率，但更为关键的是如何在实践发展中寻求平衡点[3]。现如今，随着信息时代的到来，计算机技术在飞速发展中为人们的生活和工作带来了更多便捷，尤其是在VR技术开始大范围推广后，其与三维动画设计的融合发展对我国动画行业产生了积极地促进作用。

3 基于新时代发展的三维动画设计与VR技术的融合发展道路分析

3.1 用户体验感

了解新时代建设发展现状可知，根据近2016年到2021年期间VR技术发展趋势分析，具体如下表所示，随着VR技术的应用范围和可用技术越来越多，两者在融合发展时，必须严格遵守以人为本的原则，换句话说不管是设计还是制作都要从用户角度入手，注重提升他们在观看和欣赏时获取的真实体验，只有这样才能在日益革新的市场环境中占据重要的发展地位。由于用户满意度会受自身的自主性和选择性所影响，所以相比传统意义上的动画设计形式，利用VR技术进行优化与革新，能让用户从以往的被动观看转变为主动参与，且可以选择多种视角进行欣赏，这样不仅能提升最终动画的呈现效果，而且可以提升动画视频的交互性。这些内容都是利用VR技术实现的，且相关设备也为用户提供了真实体验的所需场景，促使他们在突破虚拟与现实间的界限后，真正感受到三维动画的独特魅力。因此，在实践技术不断优化中，未来三维动画设计与VR技术的融合发展开始向着移动设备或终端进行革新。

3.2 5D技术

不管是人类还是动物最为关键的感官就是视觉。根据实验研究分析可知，人类在接受信息时，视觉接收占据了所有感官的80%，由此证明视觉感官在信息处理和识别中的重要性。而人类在观看电影、电视以及动画等视频时，都需要利用视觉进行观察和分析，所以在技术研发创新中也要从视觉角度入手进行深入探讨。应用VR技术不仅能增强视觉的真实感和即时感，而且可以改变传统单一且无趣的场景设计。由此可知，在大数据时代下，为了让用户可以在三维立体且直观的空间中获取更好的视觉效果，结合5D技术进行研发创新就成为发展的必然选择。

图2 2016年到2021年期间VR技术消费级市场规模

3.3 调动感官

除了上文提到的视觉感官外，人类还拥有味觉、嗅觉以及听觉等多类感官。而现如今的VR技术在关注视觉感官的同时，还从其他感官入手进行了真实模拟。在理想条件下，这一技术可以根据用户的感官变化来调整动画情节，这也从另一层面上进一步优化了当前的三维动画设计的科技性和真实感。由此可知，为了充分融合三维动画设计和VR技术，让整体动画看起来更加具有吸引力，在未来技术研发中可以将目光放在除视觉以外的感官上，现如今动画制作最多的就是VR技术在触觉、嗅觉以及听觉上的模拟。这种多重感官彼此叠加影响的形式，能全面增强用户在三维动画中的真实体验感。

3.4 智能技术

人机交互作为VR技术应用发展的最大优势，也是实践探索难以解决的一大问题，最为集中的体现在语音处理中。由于语音本身具有一定的复杂性，且基于计算机进行语音识别的难度较高，所以在虚拟现实环境中用户之间的沟通效果并不显著。因此，在未来技术研发中，必须将智能技术与VR技术融合到一起，只有这样才能在开发专家系统的同时科学处理自然语言。

4 结语

综上所述，VR技术与三维动画设计的融合体现，能让动画场景和人物模型看起来更加真实和灵活，且能减少成本和时间的消耗。两者在技术优化中属于互补关系，只要在实践应用环节从不同角度充分展现两者的应用优势，就能在提升动画制作水平的同时，获取更为真实且丰富的动画视频。在这一过程中，用户也可以从中得到视觉、听觉等方面的感官享受，这对未来三维动画行业发展而言具有促进作用。