虛擬現實技術3D動畫場景平面設計探討

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摘要：虛擬現實技術是集人工智能、人體交互和計算機技術等于一身的科學技術?？茖W技術的不斷發展更加快速了技術更新，與此同時，人們對于虛擬現實技術的使用需求也隨之增長。因此，虛擬現實技術在各行各業中的應用范圍不斷增加，其在3d動畫場景平面設計中的應用更是促進了3D動畫行業的發展，為人們打開了新世界的大門，在一定程度上，該技術的應用也促進了我國社會的進步與發展。基于此，將兩者之間的關系作為入手點對其設計方法與具體應用進行探討。

關鍵詞：虛擬現實技術；3D動畫場景；平面設計

三維重建技術的出現讓越來越多的人看到了平面設計的新曙光，二維場景的簡單應用已經不能滿足人們的使用需求。目前來說，我國多數3D動畫場景的重建都是將觀察者本身作為中心點的，這在一定程度上限制了動畫場景的呈現深度。基于此，有必要對動畫場景背后全部信息提取等問題進行思考。與此同時，隨著虛擬現實技術應用范圍及對3D動畫場景平面設計影響的不斷增加，計算復雜、3D動畫場景畫質較低及資金投入較大等問題也不斷凸顯?；诖?，很有必要對基于虛擬現實技術的3D動畫場景平面設計過程等進行回顧與反思。

1虛擬現實技術與3D動畫場景平面設計之間的聯系

虛擬現實技術在以計算機技術為基礎的，其發展及應用需要使用多種軟件及硬件。3D動畫場景平面設計究其本質就是工作人員利用3D軟件對虛擬世界進行構造，在此過程中，工作人員需要時刻遵循平面設計的特殊要求及場景及案例的特殊構造，并且需要以作品為主對其進行材質增加或打光等操作。部分3D動畫場景平面設計圖還需要進行運動軌跡的設定。設計工作結束以后，計算機通過自動計算對動畫進行處理，從而輸出。就虛擬現實技術本身而言，其主要是為人們創建虛擬世界，從而為更多的客戶提供良好的個人體驗。虛擬現實技術在3D動畫場景平面設計中的應用有諸多優點，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，虛擬現實技術的處理還讓人們極可能真實地感知虛擬世界中的各種畫面，交互性極強。虛擬現實技術是通過3D模型的建設誕生的。虛擬世界模型的建立往往是通過建模軟件實現的。在計算機處理畫面及圖像輸出過程中虛擬現實技術的使用能夠為3D動畫場景的平面設計提供諸多思路。由此可見，兩者之間是相輔相成的。虛擬現實技術是在人們對3D動畫技術使用欲望不斷增強的背景下產生的，主要是為了滿足人們對于平面空間內實現自由交互的愿望。嚴格意義上來說，兩者之間具有一定的相似性，部分專業人員認為虛擬現實技術就是3D動畫場景設計的延展。自由交互是虛擬現實技術與3D動畫場景平面設計互補的主要表現。相對而言，3D動畫場景平面設計更加強調作品的藝術性，但在交互性方面有所缺乏，虛擬現實技術的結合有效地彌補了這一不足，不僅確保作品的藝術表現力不受影響，也為大眾提供了良好的交互體驗。

23D動畫場景平面設計方法

目前，我國常用的3D動畫場景平面設計方法主要有改進方法和雙目視覺法兩種。有關實驗證明，對上述兩個不同的方法下動畫場景點的云計算時間進行對比結果發現前者的計算時間更具優勢。之所以如此是因為，虛擬現實技術與3D動畫平面設計的結合通常是在以動畫場景深度信息為中心的網格節點的支撐下完成的。此過程需要加強對動畫場景圖像特征的觀察，用辯證的觀點對三維點云之間的關系等進行系統分析。之后，在ICP法的指引下優化動畫場景圖像點云的配置，從而獲取最終的三維點云，具體數值如圖1所示。此后，通過對上述兩種方式下3D動畫場景平面設計的性能指標參數的定位距離方誤差進行辯證分析與計算，改進方法同樣具有優勢。如圖2所示。這主要是因為基于虛擬現實技術下得3D動畫場景平面設計要想獲取最終的域權值及灰度域權值就必須對動畫場景圖像徑向、切向畸變下的坐標數據進行跟蹤，通過多次迭代對上述內容進行補償處理，最后利用雙邊濾波法進行適當處理。在現階段及未來的3D動畫場景平面設計過程中需要采用上述方案。即首先通過網格節點的建立及數據分析完成深度坐標值的獲取，據此對動畫場景的深度圖像進行繪制與重建。該過程還能夠在潛移默化中完成對平滑噪聲的預處理。將動畫場景圖像特征點與三維點云關系的分析作為入手點，對動畫場景圖像的三維特征點進行系統性總結。ICP法的應用使得3D動畫場景模型構建的精準度大大提升。

3虛擬現實技術在3D動畫場景平面設計中的應用

虛擬現實技術與3D動畫場景平面設計的結合能夠實現在虛擬環境中建設指定場景。與此同時，計算機技術等的實用還能夠在場景建設過程中快速發現問題并指導有關工作人員確定解決方案，這對于產業的整體發展來說是尤為重要的。虛擬現實技術在3D動畫場景平面設計中的應用也能夠幫助人們更加深入地對作品的內涵進行理解與體會，真實地感知現實場景的巨大魅力。不論是通過3D動畫場景平面設計還原歷史畫面還是對新的事物進行設計都能夠凸顯兩者結合的現實意義。

3.1建模

建模是3D動畫場景平面設計的基礎。在此過程中，工作人員往往利用虛擬現實技術對動畫人物模型機動畫場景進行簡單的制作，必要時工作人員還會聯合人機交互、動畫人物模仿等技術強化系統，不斷增強平面設計的真實程度，優化質感體驗。事實上，在技術應用之前，工作人員必須對設計工作完成所需要的各種素材進行匯總與分類。一般來說，3D動畫場景平面設計的項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，此時對其素材內容進行篩選就十分有必要。這主要是因為，虛擬現實技術與3D動畫場景平面設計的結合需要大量的真實數據作為支撐點，一方面增加平面設計的真實程度，另一方面也確?？蛻舻氖褂皿w驗。建模過程中，工作人員通常會將物體發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的各種特點，從而更好地為場景設計服務。除此以外，三維掃描儀的使用也是建模過程的關鍵，其同樣是為了增加平面設計的真實性，增加靈活狀態，同時對掃描所產生的三維數據進行保存與分析。

3.2動作捕捉

動作捕捉的內容往往是普通攝像機很難拍攝到的，通過三維動畫制作軟件動作捕捉系統對物體運動信息進行跟蹤實現的。此過程同樣需要經過計算機處理并對所獲得的相關數據進行保存。工作人員通過對上述數據進行分析了解運動物理的真實狀態從而有針對性地進行調整。這樣的設計不僅能夠確保實際場景的還原，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的視覺感受、觸覺感受等讓客戶身臨其境。當然，動作捕捉的完成及3D動畫平面場景的設計也有通過手動調制實現的，但該調制方法不僅會浪費大量的時間，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，這樣的設計方法并不是最佳選擇。虛擬技術與3D動畫場景平面設計的結合不僅大大減少了資金的利用，還提升了平面設計的效率，動畫設計的真實性也得到了加強，動畫制作的經濟型得以凸顯。3.3調節根據客戶不同的需求及制作內容的不同，虛擬現實技術與3D動畫場景平面設計往往粗腰采用不同的組合形式或制作方式。與此同時，工作人員還需要對動作捕捉系統獲取的各種數據進行觀察與分析，從而更加有目的性地對實用技術進行調節，進一步提升場景設計的真實感。3D動畫場景平面設計中調節技術的應用不僅能夠幫助工作人員把握數據特點，插入與疊加等方式的應用還能夠達到修整數據的目的。數據調整完成之后，一方面要保證該數據組能夠滿足制作需求，另一方面還要根據此數據組對后續平面設計的相關機制進行調節。在平面設計難度較大且摻雜元素較多的情況下，該調解機制的應用能夠為工作人員提供能夠適用于多種情況的應用系統。該系統不僅能夠完成前向動力學的調節，還能夠根據實際需求進行反向動力學調節，避免了工作人員的人工選擇。這樣的設計方式會大大增加場景平面設計的規范性，有助于工作效率的提升。值得提醒的是，部分工作人員在3D動畫場景平面設計過程中過于重視功能的強化，忽視了復雜程度的調整，使得整體系統較為雜亂，亦或者注重復雜程度的調整，忽視了功能的完善及畫面的強化。這就要求工作人員使用計算機技術等進行調整時注重尋找功能強化與復雜程度之間的發展平衡。

4結語

在3D動畫場景平面設計過程中使用虛擬現實技術對于動畫畫面真實性的增加及生動性的凸顯尤為重要，兩者的強強聯合不僅能夠大大減少資金的投入，還能夠縮短動畫制作時間，給予客戶更好的使用體驗。不論是在調節過程中，還是動作捕捉過程中兩者之間都是互補的發展關系。事實證明，虛擬現實技術與3D動畫平面場景的設計對于三維動畫整體產業的發展所起到的促進作用是無可替代的。要想實現三維動畫產業的可持續發展，有關工作人員還需要在工作過程中加強對功能強化與復雜程度之間平衡點的考量，最大程度上實現質感與量感的雙贏，為三維動畫產業的發展帶來更多的機遇。

參考文獻

[1]李樊.基于虛擬現實技術的3D游戲場景設計研究[J].科學大眾:科學教育,2019,(2):194.

[2]郝鵬,田哲.基于虛擬現實技術在三維動畫制作中的應用[J].中國科技縱橫,2018,(23):45-46.

[3]管玉俠,王瓊.淺析三維虛擬現實游戲在動畫中的應用[J].鴨綠江(下半月版),2016,(4).

[4]馬思源,周航.X3D虛擬現實游戲動畫設計的分析[J].文藝生活·文海藝苑,2017,(6):160.

[5]劉佳.淺析文化藝術類產品在3D動畫技術和VR虛擬現實技術下的應用[J].青春歲月,2017,(9):89.

作者：李艷麗 單位：汶上縣高級職業技術學校