陸文婧

摘 要：作為獨立性較強的全新媒介形式和先進(jìn)集成技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)出立體視覺，改變了公眾認(rèn)知世界的方式，使公眾獲得交互感知體驗，極大地創(chuàng)新了動畫制作的創(chuàng)作方式，為傳統(tǒng)動畫設(shè)計帶來了全新的發(fā)展機遇。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入和應(yīng)用到動畫設(shè)計領(lǐng)域已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢，可以有效拓展動畫設(shè)計的藝術(shù)傳達(dá)方式，優(yōu)化動畫設(shè)計流程，提高動畫設(shè)計質(zhì)量。本文主要對虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行了概述，分析了動畫設(shè)計領(lǐng)域中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的意義，并從動畫設(shè)計前期、中期和后期分別論述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫設(shè)計中的創(chuàng)新與應(yīng)用，以期有效提高動畫設(shè)計、視覺呈現(xiàn)效果，進(jìn)一步推動動畫設(shè)計的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；動畫設(shè)計；創(chuàng)新；應(yīng)用

中圖分類號：J954文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-0905（2023）24-00-03

處在信息化時代背景下，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用范圍愈發(fā)廣泛，萬物虛擬現(xiàn)實已成為主流趨勢。建立在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，擁有良好的互動性和實時性，在各個領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要的作用。動畫藝術(shù)中的傳統(tǒng)二維制作技術(shù)已經(jīng)無法滿足時代發(fā)展需要，而將動畫設(shè)計技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)整合起來，能夠構(gòu)建出逼真的視覺空間場景，顯著提升受眾的感知體驗，使動畫設(shè)計更具生機、活力。開展虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫設(shè)計中的創(chuàng)新與應(yīng)用探究具有非常重要的意義，能夠更好地在動畫設(shè)計中彰顯虛擬現(xiàn)實技術(shù)的價值，使動畫設(shè)計行業(yè)擁有內(nèi)驅(qū)動力，創(chuàng)作出更加出色的動畫作品，迎合公眾的審美需求。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

自20世紀(jì)末興起的實用技術(shù)——虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）也叫作“人工虛擬環(huán)境”，通過運用計算機來增強體驗者的觸覺、聽覺及視覺感受，構(gòu)建出支持體驗者進(jìn)行觀察、交互操作的虛擬世界，使公眾對時間、空間及世界的看法發(fā)生了極大的轉(zhuǎn)變[1]。作為高度綜合性信息交互技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將仿真技術(shù)、云計算信息技術(shù)、數(shù)字圖形圖像技術(shù)、立體顯示技術(shù)、人際交互技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)以及一體化計算機圖形技術(shù)等進(jìn)行了有效融合，使體驗者對三維世界擁有全新的空間層次感知力，延伸了真實世界的空間、時間特性，在當(dāng)下視覺數(shù)字設(shè)計發(fā)展中發(fā)揮著重要的支撐作用。近年來，相關(guān)設(shè)計者研發(fā)設(shè)計出多種基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的硬件設(shè)備，如多媒體大屏、VR眼鏡、虛擬頭顯裝置、三維立體聲、三維掃描以及數(shù)據(jù)手套等，且衍生出全新的虛擬引擎軟件技術(shù)、三維建模軟件技術(shù)，在工業(yè)、醫(yī)療、娛樂及科技開發(fā)等行業(yè)中均發(fā)揮著重要的作用。

同傳統(tǒng)被動及平面化的顯示系統(tǒng)存在明顯的不同，虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)出鮮明的構(gòu)想性、多感知性、交互性及沉浸性等特征，可以使體驗者在虛擬環(huán)境中模擬重現(xiàn)生活環(huán)境、幻想中的場景，所構(gòu)建的仿真系統(tǒng)涵蓋了視覺、聽覺、嗅覺和觸覺等多維空間感知元素，并允許體驗者借助硬件傳感設(shè)備對虛擬現(xiàn)實技術(shù)重構(gòu)的三維立體空間進(jìn)行交互，使體驗者身臨其境般地沉浸到場景環(huán)境中[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在影視動畫設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用主要為模擬環(huán)境場景，創(chuàng)造出理想的3D空間環(huán)境，使受眾能夠體驗視覺、觸覺、聽覺等感官的模擬感受，提升觀感，仿佛進(jìn)入場景中可以快速、及時和無障礙地觀察3D空間內(nèi)的物體變化。

二、動畫設(shè)計領(lǐng)域中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的意義

動畫設(shè)計的發(fā)展和進(jìn)步離不開科學(xué)技術(shù)的支撐，在計算機軟件、硬件日益完善的過程中，帶動了動畫設(shè)計的跨越式發(fā)展。在動畫設(shè)計領(lǐng)域中引入和應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅是科技發(fā)展的必然趨勢，也是動畫藝術(shù)作品制作的根本需求，對增強三維動畫的真實性、提高動畫制作質(zhì)量及效率均具有重要意義。

（一）提升動畫設(shè)計主體的感知力，促進(jìn)動畫藝術(shù)創(chuàng)作的進(jìn)一步發(fā)展

融合動畫設(shè)計和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的過程中，設(shè)計主體可以依托三維建模手段，對復(fù)雜、虛幻的空間場景進(jìn)行創(chuàng)建，推出非常逼真的視覺畫面，依托外在傳輸設(shè)施將觀眾引入超感官空間內(nèi)，調(diào)動觀眾的多方面感官能力，體會到新奇的創(chuàng)造力，激發(fā)觀眾的無窮想象力，基于多個維度對動畫作品的藝術(shù)感、深層思想進(jìn)行體會[3]。動畫設(shè)計主體可以結(jié)合自身的生活經(jīng)歷、審美水平及藝術(shù)感知力，將動畫設(shè)計技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效地整合起來，設(shè)計虛擬環(huán)境，構(gòu)造幻想人物或進(jìn)行模擬交互，擺脫傳統(tǒng)動畫設(shè)計受時間、空間的約束，借助虛擬場景重現(xiàn)使三維動畫真實性得到顯著提升。依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)，動畫設(shè)計主體的感覺能力得到了極大增強，使其擁有更加廣闊的空間來將想象力、聯(lián)想力和創(chuàng)作力變?yōu)楝F(xiàn)實。

就當(dāng)前我國動畫藝術(shù)設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國在動畫設(shè)計水平、表達(dá)能力及數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用等方面與日韓、歐美等國家存在一定的差距，所創(chuàng)作的動畫藝術(shù)作品質(zhì)量有待提升。而基于整體角度來看，動畫設(shè)計、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在視覺呈現(xiàn)效果、制作技術(shù)及設(shè)計流程上基本相似，通過將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到動畫設(shè)計領(lǐng)域中，賦予了動畫設(shè)計科技元素，有利于動畫藝術(shù)作品人文理念的呈現(xiàn)，使創(chuàng)作主體的創(chuàng)作平臺更加廣闊，推動了動畫藝術(shù)創(chuàng)作的高質(zhì)量發(fā)展。在整合動畫設(shè)計技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的過程中，一方面對動畫設(shè)計流程進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，提升了動畫設(shè)計質(zhì)量和效率，另一方面還可以使創(chuàng)作出的場景真假難辨，讓受眾可以參與到動畫觀賞過程中，提高了互動性，能夠真實地體驗和感受動畫藝術(shù)作品的中心主旨及創(chuàng)作主體的創(chuàng)作意圖，獲得良好的視覺審美體驗，有效推動了動畫藝術(shù)設(shè)計的發(fā)展[4]。

（二）使動畫藝術(shù)創(chuàng)作表現(xiàn)形式更加多樣化，提高動畫設(shè)計的質(zhì)效

傳統(tǒng)制作方式下，動畫藝術(shù)設(shè)計主要通過動態(tài)畫面、文字、語言來傳達(dá)思想感情、敘述故事情節(jié)，表現(xiàn)形式相對單調(diào)化，這就使受眾只能被動地觀看并接收信息，不僅影響了受眾的觀感，同時也無法很好地迎合社會對動畫藝術(shù)的發(fā)展需求，降低了動畫作品的商業(yè)價值。但通過將虛擬技術(shù)應(yīng)用到動畫設(shè)計領(lǐng)域中，可以創(chuàng)新動畫藝術(shù)創(chuàng)作方式，豐富動畫藝術(shù)表現(xiàn)形式，使動畫藝術(shù)的商業(yè)價值得到顯著的提高。例如，創(chuàng)作主體依靠虛擬現(xiàn)實技術(shù)對影視動畫的場景、人物角色、道具等元素進(jìn)行設(shè)計，使虛擬物體和場景變得真實化、逼真化，極大地豐富了視覺元素，并促進(jìn)不同元素間的交互影響，運用多種不同的表達(dá)方式來向受眾傳達(dá)故事背景、思想情感等，使受眾的視覺、聽覺和觸覺等感官得到充分調(diào)動和刺激，形成全新的體驗，獲得心理上的共鳴。

在動畫設(shè)計過程中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使設(shè)計主體在動畫制作的多個環(huán)節(jié)，如畫面的分鏡頭設(shè)計、角色設(shè)計、場景設(shè)計、渲染、三維模型制作以及原畫設(shè)計等，能夠立體化和真實化地看到動畫設(shè)計是劇情效果及三維模型，并將各項渲染參數(shù)實時性地顯示出來，這大大提高了動畫渲染設(shè)置效率，提高了動畫模型制作精細(xì)程度[5]。以三維動畫設(shè)計為例，在前期制作階段中，設(shè)計主體可以依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)，全方位、立體化地完成角色設(shè)計任務(wù)，使人物角色的性格特征、形象風(fēng)格、情感內(nèi)涵更加鮮明化、精細(xì)化，提升三維角色設(shè)計和制作效果，貼合動畫故事內(nèi)容。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫設(shè)計中的創(chuàng)新與應(yīng)用

在動畫市場不斷發(fā)展的過程中，為了迎合公眾的審美需求，迫切地需要將虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入動畫設(shè)計的各個環(huán)節(jié)和過程中，體現(xiàn)出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，以此來提升動畫設(shè)計效率，增強動畫藝術(shù)作品的藝術(shù)觀賞性。

（一）三維動畫建模中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

在動畫設(shè)計制作的前期，設(shè)計主體要基于虛擬現(xiàn)實的角色設(shè)計，借助功能強大的全新技術(shù)設(shè)備，細(xì)致、認(rèn)真地對角色造型、動作進(jìn)行觀察和分析，沉浸化和立體化地開展動畫角色設(shè)計工作，確保角色設(shè)計工作的質(zhì)量。例如，在進(jìn)行三維動畫設(shè)計時，設(shè)計主體應(yīng)利用好數(shù)據(jù)手套、VR頭盔、三維掃描儀和運動捕捉系統(tǒng)等設(shè)備，建立三維動畫的虛擬設(shè)計系統(tǒng)模型，實現(xiàn)動畫制作系統(tǒng)、三維建模虛擬現(xiàn)實設(shè)備的完美融合，打造出人際交互的良好動畫虛擬環(huán)境。

設(shè)計主體在三維動畫制作中，可以通過模型、繪畫等手段，結(jié)合動畫主題內(nèi)容進(jìn)行逐幀拍攝，創(chuàng)作出高質(zhì)量的影視動畫作品。在這個過程中，由于所呈現(xiàn)的人物形象并非真實化的，這就要求動畫設(shè)計主體必須摒棄傳統(tǒng)藝術(shù)性思考理念，常識性地對虛擬現(xiàn)實中的三維動畫技術(shù)進(jìn)行運用，通過計算機圖像技術(shù)對現(xiàn)實空間進(jìn)行模擬，進(jìn)而生成動態(tài)化的影像，最終有效整合三維動畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使動畫作品的畫面非常逼真[6]。設(shè)計主體要確保動畫藝術(shù)作品的畫面構(gòu)圖兼具真實性、虛幻性，使受眾在觀看和欣賞動畫影片后留下較深的印象。

在制作三維虛擬場景時，設(shè)計主體要做到以下幾點：第一，應(yīng)對動畫場景的繪圖、造型進(jìn)行分析，進(jìn)行模型設(shè)計操作，深度分析和研究人物角色形象。設(shè)計主體要利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，將所創(chuàng)作的模型同虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)下的模型實物進(jìn)行對照研究，使創(chuàng)作模型更加貼近現(xiàn)實生活物體，從而提高模型的質(zhì)感。第二，設(shè)計主體要運用三維造型軟件來對三維物體進(jìn)行繪制，基于幾何的視角來看待和處理問題，通過組合有關(guān)內(nèi)容來實現(xiàn)人物模型構(gòu)建任務(wù)，使人物處于動畫場景內(nèi)，帶給觀眾沖擊性的視覺感官。第三，為了讓三維動畫造型“活”起來，設(shè)計主體也要提高對軟件內(nèi)攝像機的重視，結(jié)合現(xiàn)實攝像機的運動規(guī)律完成拍攝任務(wù)，并結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)來做到運動捕捉，使鏡頭更加逼真和流暢，完美呈現(xiàn)出物體運動的畫面。第四，設(shè)計主體還應(yīng)適當(dāng)?shù)劁秩?、修改動畫?nèi)容，使動畫制作連貫性增強，凸顯出三維動畫的藝術(shù)性、現(xiàn)實性的雙重特征。

（二）三維信息捕獲中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

在動畫設(shè)計實踐中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，設(shè)計主體不能僅借助立體圖像來對三維空間場景進(jìn)行構(gòu)建，要使動畫表現(xiàn)形式擺脫平面的制約，提高各點坐標(biāo)值的計算精準(zhǔn)性。這就要求設(shè)計主體要構(gòu)建出以真實世界為依托的實時運行的虛擬世界，讓觀眾能夠通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備，全身心地沉浸到三維動畫的虛擬場景內(nèi)，帶給觀眾全新的感官體驗。

同傳統(tǒng)依靠Autodesk maya開展動畫制作的方式不同，設(shè)計主體需要將Open GL及Autodesk maya三維工具軟件包整合起來，共同用于三維動畫的立體轉(zhuǎn)換。具體可以通過以下步驟完成：首先，在Autodesk maya中，動畫設(shè)計主體應(yīng)分析外部模型的輸入方式，進(jìn)行動畫渲染操作；其次，設(shè)計主體應(yīng)借助Open GL對模型進(jìn)行繪制，即選取顏色索引模式，結(jié)合光照處理的反射特征，對三維場景試點進(jìn)行設(shè)置，實現(xiàn)色彩信息向圖像像素的有效轉(zhuǎn)化，達(dá)到平滑、流暢的三維動畫設(shè)計效果[7]。以《姜子牙》動畫作品為例，設(shè)計者創(chuàng)新性地通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來打造高科技風(fēng)格的現(xiàn)代藝術(shù)元素，合理應(yīng)用聚光燈、觸控交互等科技，成功打造出法力強大的神仙形象，使神話主題的動畫藝術(shù)作品視覺表現(xiàn)效果得到明顯提升，方便觀眾很好地區(qū)分神仙、凡人的形象，也獲得了良好的審美體驗。

（三）三維狀態(tài)跟蹤中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

動畫設(shè)計主體在進(jìn)行三維動畫設(shè)計時，也可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)來充實動畫制作內(nèi)容。傳統(tǒng)動畫設(shè)計中普遍將人物表情、肢體設(shè)計擺在重要的位置上，并沒有充分體現(xiàn)出人物角色的張力，從而制約了動畫藝術(shù)作品情感和內(nèi)容的傳達(dá)效果。對此，除了要對動畫設(shè)計的感知模塊進(jìn)行分析之外，設(shè)計主體也要提高對情感行為、三維動畫生成模塊的重視，應(yīng)關(guān)注各個人物角色的面部表情、手勢和嗅覺交互等內(nèi)容，保證動畫人物角色形象塑造效果。設(shè)計主體需要嘗試性地對多項虛擬現(xiàn)實軟件進(jìn)行運用，結(jié)合動畫人物的實際動作，設(shè)計出有針對性的動作序列，結(jié)合動作序列來科學(xué)調(diào)整和安排人物的實際動作。在Unity3D虛擬引擎下，設(shè)計主體可以利用的Mecanim動畫系統(tǒng)中的Animator Controll、Blend Tress兩大功能，結(jié)合動畫主題、角色情感表達(dá)實際需求，將不同的動畫平滑地混合、銜接起來，或轉(zhuǎn)化成不同的角色動畫，提高動畫的制作效率[8]。

在完成動畫原型設(shè)計任務(wù)之后，設(shè)計主體應(yīng)結(jié)合人物本身的形象，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，對有關(guān)動畫動作圖庫進(jìn)行創(chuàng)建，將虛擬人物變得可視化和逼真化，并進(jìn)行場景渲染、特效制作，使最終的動畫設(shè)計效果更佳。例如，在《哪吒》動畫作品中，設(shè)計主體在人物造型設(shè)計上盡可能貼近原著，同時還借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計出細(xì)膩化和動態(tài)化的場景，創(chuàng)造出驚人的動畫視覺審美效果和交互體驗，使觀眾獲得沉浸式體驗，備受觀眾喜愛。

四、結(jié)束語

作為動畫設(shè)計新興技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅可以提升動畫設(shè)計主體的感知力，使動畫藝術(shù)創(chuàng)作表現(xiàn)形式更加多樣化，增強受眾的視覺體驗，還能夠提高動畫設(shè)計的質(zhì)效，促進(jìn)動畫藝術(shù)創(chuàng)作的進(jìn)一步發(fā)展。在促進(jìn)動畫設(shè)計與虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合運用時，結(jié)合二者的相似性及特征，可以在三維動畫建模、三維狀態(tài)跟蹤及三維信息捕獲等各方面彰顯出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用價值。這就要求動畫設(shè)計主體必須充分掌握和了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢、特征，依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)來展示藝術(shù)靈感，創(chuàng)作出高質(zhì)量的動畫藝術(shù)作品，推動動畫產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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