周烽

摘要：加強對虛擬動畫設(shè)計的角色建模與行為控制，能夠有效地提升虛擬場景當(dāng)中的視覺效果，達到更逼真的狀態(tài)。實現(xiàn)動畫角色的建模，主要可以借助于POSER軟件和3D軟件。通過相關(guān)軟件的有效結(jié)合，有效銜接，使得虛擬動畫設(shè)計的角色建模更加精準，角色的行為控制能夠更加流暢，從而整體達到理想的效果。該文則是對三維虛擬動畫設(shè)計中的角色建模與行為控制進行研究、分析。

關(guān)鍵詞：三維虛擬動畫設(shè)計;角色建模;行為控制

經(jīng)濟的快速發(fā)展，推動科學(xué)技術(shù)在不斷的改革和創(chuàng)新，而虛擬動畫技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機圖形技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。自從虛擬動畫技術(shù)出現(xiàn)在大眾的視野當(dāng)中，成為國內(nèi)外學(xué)者探索和研究的主要內(nèi)容。作為一種體驗虛擬空間的計算機模擬系統(tǒng)，主要是依托于仿真技術(shù)、計算機基礎(chǔ)、微電子技術(shù)等先進技術(shù)類型，構(gòu)建一個虛擬的空間，而用戶通過特定的儀器，能夠產(chǎn)生身臨其境的感覺，仿佛置身于真實的場景當(dāng)中，從多個方面、多個維度刺激用戶的感官體驗。在新時代背景之下，這一項技術(shù)被運用在社會的各個領(lǐng)域當(dāng)中，例如娛樂領(lǐng)域、影視媒體、醫(yī)療領(lǐng)域、旅游領(lǐng)域等，與人們的生活、工作存在著密切的聯(lián)系。一定程度而言，虛擬動畫技術(shù)已然當(dāng)前人們生活、生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的一個部分。

一、三維虛擬動畫設(shè)計中的角色建模與行為控制

（一）角色建模

在虛擬動畫技術(shù)當(dāng)中要達到虛擬場景當(dāng)中角色模型漫游的目的，關(guān)鍵的環(huán)節(jié)則是完成虛擬動畫場景中的角色建模與行為控制。角色建模的第一步則是創(chuàng)建骨骼系統(tǒng)三維模型。在三維虛擬技術(shù)設(shè)計平臺當(dāng)中，三維角色建模工作所創(chuàng)建的角色模型應(yīng)該同時符合平臺實時閱覽特性及逼真的呈現(xiàn)效果。而三維虛擬動畫設(shè)計是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，創(chuàng)建角色模型的過程比較繁瑣、復(fù)雜。為了有效的降低角色建模的困難程度，在三維虛擬動畫設(shè)計的過程當(dāng)中，可以結(jié)合實際情況把比較繁瑣的步驟適當(dāng)刪減，借助已有的人物模型，通過加工、修改，創(chuàng)建需要的角色模型。然后通過將再次創(chuàng)建的角色模型導(dǎo)入三維虛擬動畫場景內(nèi)的步驟，從而完成角色建模任務(wù)。在三維虛擬動畫設(shè)計平臺當(dāng)中，虛擬人物的角色建模主要可以從以下幾個步驟展開。

其一，在POSER軟件內(nèi)創(chuàng)建角色模型。角色模型的創(chuàng)建作為三維虛擬動畫設(shè)計平臺的關(guān)鍵技術(shù)，能夠完美地呈現(xiàn)角色的形象特點與狀態(tài)。在實際的創(chuàng)建過程當(dāng)中，首先可以從角色模型庫里面挑選出與實際需求相匹配、相契合的角色身體、面部、頭發(fā)的模型，然后通過拼接、縮小、刪除等工具，對原始的模型進行改造。

其二，3D軟件內(nèi)創(chuàng)建角色骨骼。在3D軟件的運用過程當(dāng)中，可以借助CAT插件構(gòu)建角色骨骼，CAT插件對比于3D軟件而言，在人體的行為動作模仿時，其自有的骨骼系統(tǒng)更加準確。且通過CAT軟件創(chuàng)建，骨骼可以直接實現(xiàn)拖動、刪除、復(fù)制功能，能夠自由地創(chuàng)建骨骼數(shù)量，快速地進行增減操作，從而更高效地獲取所需要的角色骨骼模型。然后再通過比例的調(diào)整，使得角色骨骼的大小能夠與創(chuàng)建的角色模型相匹配，為接下來的角色骨骼動作設(shè)計和角色骨骼蒙皮奠定堅實的基礎(chǔ)。

其三，角色骨骼蒙皮。通過運用3D技術(shù)的premiere編輯器，實現(xiàn)對角色骨骼蒙皮的操作。在3D軟件運用過程當(dāng)中，首先選取角色骨骼的根結(jié)點，然后調(diào)整封套，使得封套能夠整體包進自身的骨骼當(dāng)中。而這一操作過程，容不得半點差池，一旦出現(xiàn)差錯，會使得角色模型在產(chǎn)生動作行為的時候?qū)е抡尺B或者蒙皮面損壞的問題。但是不可避免的是整個蒙皮操作環(huán)節(jié)是最容易出現(xiàn)錯誤的。由于錯誤率比較高，所以檢測蒙皮效果尤為關(guān)鍵。而檢測環(huán)節(jié)主要可以為角色模型創(chuàng)造一個比較大幅度的動作。通過查看皮面是否有所破損，判斷具體的差錯。如果出現(xiàn)差錯，可以借助3D軟件當(dāng)中自有的修改器進行調(diào)整和修改。而如果蒙皮破損的位置比較多，則可以借助Bonm，全選角色骨骼，整體進行調(diào)整。

（二）行為控制

行為控制指的是通過特定的方式控制三維角色模型的動作行為，使得三維虛擬動畫場景運行更加順暢、自然、流利，對行為控制的研究主要可以從以下幾個方面著手。

其一，骨骼動畫技術(shù)。在三維虛擬動畫設(shè)計當(dāng)中，骨骼動畫技術(shù)是運用最普遍、最廣泛的一項技術(shù)。為加強虛擬角色的行為控制，實現(xiàn)虛擬角色運動行為的目標(biāo)，主要可以通過動畫模擬骨架的方式，對骨架和皮膚的變形進行操控、帶動。而運用骨骼動畫的基礎(chǔ)模式主要指的是通過動畫生成軟件，提前制作完成所需要的動畫，在動畫運行的過程當(dāng)中，程序根據(jù)時間運算顯示出相關(guān)的細節(jié)，遵循一定的邏輯規(guī)律，明確動畫播放的順序。在三維虛擬動畫設(shè)計當(dāng)中，動畫合成技術(shù)扮演著重要角色，占據(jù)的重要地位，能夠使得人物動作更加連貫、流暢，動作方式更加多樣化。

其二，動作調(diào)整。通過對3D軟件技術(shù)的有效運用，在完成對角色骨骼創(chuàng)建和蒙皮的基礎(chǔ)之上，對角色的骨骼增添各種各樣的動作這一環(huán)節(jié)尤為關(guān)鍵。通過軟件當(dāng)中的運動信息、關(guān)鍵幀設(shè)計和足跡等，能夠?qū)崿F(xiàn)角色動作調(diào)整的個性化需求。

其三，骨骼驅(qū)動。要實現(xiàn)骨骼驅(qū)動這一目的，應(yīng)該立足于3D格式規(guī)范相符的三維虛擬角色動畫數(shù)據(jù)這一基礎(chǔ)，然后利用C++語言、3D函數(shù)等應(yīng)用技術(shù)，對應(yīng)用程序進行開發(fā)。

其四，實現(xiàn)行為控制。實現(xiàn)行文控制需要借助特定函數(shù)來完成，在相關(guān)系統(tǒng)對函數(shù)進行調(diào)用時，虛擬角色會根據(jù)對應(yīng)的動作數(shù)據(jù)完成對應(yīng)的動作。

二、總結(jié)

總而言之，文章主要從角色模型的創(chuàng)建和角色模型的行為控制等方面著手，對實現(xiàn)三維虛擬動畫的有效設(shè)計進行詳細的闡述。首先在POSER軟件當(dāng)中創(chuàng)建三維虛擬動畫角色的模型，然后利用3D軟件構(gòu)建三維虛擬動畫角色骨骼，并且細致地對骨骼進行蒙皮，然后有效地利用骨骼動畫技術(shù)模擬角色的運動軌跡和運動行為，在3D軟件中調(diào)整行為動作，驅(qū)動骨骼。另外，在3D軟件當(dāng)中，可以對運動信息、關(guān)鍵幀設(shè)置、足跡等為相關(guān)的動畫人物角色模型的骨骼添加需要的動作，而要實現(xiàn)角色模型的行為控制，可以采用相關(guān)函數(shù)操控虛擬角色動作。

參考文獻

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